메카트로닉스(mechanics)란 mechanics와 electronics의 합성어로 1976경에 일본에서 기계기술과 전자기술을 이용한 시스템적인 기술로 태어난 새로운 학문이다. 일반적인 기계 시스템을 고속, 고정밀로 제어하기 위해 전자 및 정보기술 등을 이용한, 새로운 기능이 부여된 지능적인 기계 시스템으로 생각하면 된다. 예를 들면 산업용 로봇, CNC 공작기계, 무인화 공장, 전자제어 엔진, 자동 카메라 등은 메카트로닉스의 대표적인 제품이라 할 수 있다.

메카트로닉스의 기본적인 기술은 기계공학, 전자공학, 전기공학, 정보공학, 제어공학 등이 관련되어 있는 종합적인 기술로 그 범위가 상당히 넓다. 필자의 한 사람인 저도 국내에서 기계공학을 배워 현장에서 7년 정도 자동화시스템의 기계부분을 담당하였으나, 메카트로닉스의 기술을 배우기 위해 일본으로 유학하여 부족한 전자, 제어 등을 공부하였음에도 아직 미흡한 점이 있을 정도로 그 범위가 매우 넓다. 그러나, 메카트로닉스 기술은 21세기의 핵심기술로 공학에서는 필수적으로 배워야 할 학문으로 생각된다. 따라서, 필자들이 다년간 강의 및 현장실무의 경험을 바탕으로 공학도들이 기본적인 메카트로닉스를 쉽게 이해할 수 있도록 서술한 것이 이 책의 특징이라 할 수 있다.

이 책은 메카트로닉스의 기초적인 개념을 쉽게 서술하여 메카트로닉스를 공부하는 학생이나 산업현장에서 근무하고 있는 기술자들이 메카트로닉스의 개념을 이해하는 데 도움이 되도록 집필하였다. 그 구성은 다음과 같다.



제1장 메카트로닉스의 개요

메카트로닉스의 정의와 특징, 기본 구성 등을 설명하고 있다.



제2장 전기?전자 회로의 기본

이 장에서는 메카트로닉스의 구동에 필수적인 제어회로 및 인터페이스 등을 이해하고 회로의 설계?제작을 돕기 위해 실무적인 아날로그 회로 및 디지털 회로를 설명하고 있다.



제3장 액추에이터

메카트로닉스의 구동부분에 사용되고 있는 액추에이터의 종류 및 특징 등을 설명하고 있으며, 시스템의 특징과 제어방법을 고려하여 액추에이터를 우선적으로 고려하여 메카트로닉스 시스템을 설계?제작하여야 한다.



제4장 센서

시스템의 정밀성, 안전성 등은 센서의 종류와 사용법에 따라서 좌우된다. 그리고 센서의 작동 및 정확한 사용을 위해서는 2장의 전기?전자의 이해가 필수적이라 할 수 있다. 따라서 2장을 복습한 후 센서를 배우는 것이 이해가 빠르리라 믿는다.



제5장 기계 메카니즘의 요소

이 장은 메카트로닉스 시스템의 메카니즘을 이해하고 부품요소들의 종류와 특징을 이해하여 메카니즘 부분의 설계?제작에 도움이 될 것이다.



제6장 기계 메카니즘의 설계

시스템의 메카니즘 설계?제작시 선정하여야 할 주요한 부품의 설계법 등을 소개하고 있다.


이상과 같이 메카트로닉스의 개념을 이해하고 기본적인 지식을 배우기 위해 가능한 한 쉽게 기술하도록 노력하였으나, 다소 난이한 부분도 있으리라 사료된다. 또한 추가적으로 기술할 부분도 있으리라 생각하며, 빠른 시일 내에 수정 보완을 하도록 하겠다.

끝으로, 본서가 나올 수 있도록 수고를 하여 주신 복두출판사의 사장님 이하 여러분께 깊은 감사를 표하는 바이다.



저자 씀

제1장 메카트로닉스의 개요

1.1 메카트로닉스의 정의

1.2 메카트로닉스의 탄생배경

1.3 메카트로닉스의 특징과 효과

1.4 메카트로닉스의 구성요소



제2장 전기?전자 회로의 기본

2.1 아날로그회로

2.2 디지털회로



제3장 액추에이터

3.1 액추에이터의 정의

3.2 액추에이터의 제어구성

3.3 액추에이터의 종류



제4장 센서

4.1 센서의 기초

4.2 기계량을 검출하는 센서

4.3 물체를 검출하는 센서

4.4 그 밖의 센서



제5장 기계메카니즘의 요소

5.1 부품의 체결

5.2 동력의 전달

5.3 베어링

5.4 축과 축이음

5.5 기계 제작 순서



제6장 기계메카니즘의 설계

6.1 메카니즘 설계의 개요

6.2 메카니즘 기초 계산

6.3 기계요소의 선정