Mechatronik in der Praxis

Mechatronische Systeme verwenden das allgemeine Schema eines überwiegend mechanischen Prozesses, wie z. B. Kraftmaschine (Elektromotor, Verbrennungsmotor usw.) oder Arbeitsmaschine (Werkzeugmaschine, Pumpe usw.) oder ein Fahrzeug. Damit lassen sich in der Praxis Energiestrom und verschiedene Zustandsgrößen über Aktoren mit Stellsignalen kleiner Leistung (Hilfsenergie) beeinflussen. Sensoren erfassen einige messbare Ausgangsgrößen.
Bei einem mechanischelektronischen System wird der mechanische Prozess durch ein elektronisches System ergänzt. Dieses elektronische System wirkt aufgrund der Messgrößen und von außen kommenden Führungsgrößen in steuerndem oder regelndem Sinne auf den mechanischen Prozess ein. Wenn dann das mechanische und elektronische System zu einem untrennbaren Gesamtsystem verschmelzen, entsteht ein integriertes mechanisch-elektronisches System. Das elektronische System verarbeitet hierbei Prozessinformationen im Sinne einer allgemeinen Prozess-Automatisierung.
Ein solches System ist deshalb zumindest durch einen mechanischen Energiestrom und einen Informationsstrom gekennzeichnet. Integrierte mechanisch-elektronische Systeme werden zunehmend als „mechatronische Systeme“ bezeichnet. Hierbei wird die Verbindung von MECHAnik und Elek- TRONIK zum Ausdruck gebracht. In den letzten Jahren sind allgemein akzeptierte Definitionen des Fachgebiets entstanden. Aus diesen Festlegungen ist zu entnehmen, dass Mechatronik ein interdisziplinäres Gebiet ist, bei dem folgende Disziplinen zusammenwirken:
- Mechanische Systeme (Maschinenbau, Feinwerktechnik)
- Elektronische Systeme (Mikroelektronik, Leistungselektronik, Sensorik, Aktorik)
- Informationstechnik (Systemtheorie, Modellbildung, Regelungs- und Automatisierungstechnik, Softwaretechnik, künstliche Intelligenz)
Auf der CD 1 befindet sich Simulation X, ein Programmpaket (Studentenversion) für die Modellierung, Berechnung, Simulation, Optimierung und Zuverlässigkeitsanalyse von Komponenten und Systemen in vielen Bereichen technischer Entwicklungen.
Die Berechnungsgrundlagen aller wichtigen physikalischen Domänen, wie Mechanik, Fluidtechnik, Regelungstechnik, Elektrotechnik und Magnetik, sind in umfangreichen Bibliotheken verfügbar. Die CD 2 enthält eine weitere Simulationssoftware (Studentenversion) für die Elektrotechnik und Elektronik.

 

Zum Autor:
Herbert Bernstein, Jahrgang 1946, studierte nach einer Lehre als Elektromechaniker Datenverarbeitung und Elektrotechnik. Danach folgten mehrere Jahre in der Industrie, wobei erste Handbücher und zahlreiche Aufsätze in Fachzeitschriften entstanden. Seit 1984 ist er Fachlehrer an der Technikerschule in München. Von 1990 bis 2002 war er bei der IHK München und der Telekom für die Meisterausbildung zuständig. Herbert Bernstein ist Autor mehrerer Fachbücher.