メカトロニクスの要素技術と今後の技術動向

近年、IoTをはじめ、AIを搭載した機械、ロボットの電子化が進んでいる。その土台であるメカトロニクスは、メカとエレクトロニクスが融合して魅力ある機能が生まれ、制御によってその機能の価値が高められる。 　よりよい機械を創造するには、センスと経験が必要である。しかし、メカトロニクス技術は、機械・電気・情報分野と広範囲に渡って幅広い知識が求められるため、独学によって知識を身につけるとなると多くの時間と費用がかかる。そこで、製品設計に深くかかわる機械設計技術者や若手のメカトロ設計開発者を対象とした基礎技術セミナーを開催する。メカトロニクスで必須なメカニズム、アクチュエータ、センサ、エレクトロニクス、制御技術の5つのコア要素技術のポイントと今後のメカトロニクスの技術動向についてわかりやすく解説する。

1. メカトロニクスとは何か?基本を正しく理解しよう
   1. 機械 (メカニズム) と電気 (エレクトロニクス) の両面から知るメカトロ要素技術
   2. メカトロニクスの変遷と自動化
      • 少品種大量生産
      • 変種変量生産
   3. メカトロ技術の実践的な設計ポイント メカ・エレキ・ソフトの分担と役割
   4. メカトロ評価に必要なデータの収集と分析機器
2. メカトロ機器の骨組みと仕掛け「メカニズム」
   1. メカ設計におけるメカトロ要素技術の位置づけ
   2. 機械要素選定
      • カム
      • リンク
      • 歯車
      • ベルトプーリなど
   3. 機械運動と加速度特性
   4. 自由度の考え方と慣性モーメントの勘所
3. メカトロ機器を動かす駆動源「アクチュエータ技術」
   1. さまざまなアクチュエータ、モータの種類と分類
   2. ACモータ、DCモータの特徴と特性グラフの見方
   3. 位置決め制御、サーボモータ、ステッピングモータの特性
   4. モータの選び方と使い方
      • 発振現象
      • 脱調現象
4. モノの有無や位置・速度を検出する「センサ技術」
   1. メカトロで使うセンサの種類と用途
   2. センサ選定のキーポイント
   3. 位置センサ、速度センサ、トルクセンサ、スイッチとしてのセンサ
   4. データシートの読み方とキャリブレーション
5. メカニズムとソフトウェアをつなぐ「エレクトロニクス技術」
   1. 駆動回路 (ドライバ・アンプ) と制御回路 (パルス発信)
   2. アナログ回路とディジタル回路
   3. インターフェイス (I/Oボード)
   4. A/D変換とD/A変換
6. メカトロ機器をコントロールする「制御技術」
   1. シーケンス制御とフィードバック制御
   2. 閉 (クローズド) ループと開 (オープン) ループ
   3. PWM制御とPID制御
   4. ロボット制御とマイコン技術
7. 今後のメカトロニクスの動向、まとめ
• 質疑応答