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メカトロニクス The 欲張りドリル
―「機械」と「電子電気」と「情報」のテーマと問題―

定価(税込)  1,728円

著者
サイズ A5判
ページ数 224頁
ISBNコード 978-4-526-06466-1
コード C3053
発行月 2010年05月
ジャンル 機械

内容

「メカトロニクス」の基礎知識の中で、もっとも必要とされているものを吟味し、問題形式にして紹介、解説するドリル本。解答は隣り合わせで、見開きで学習できるやさしい構成。著者は女性工学博士で、人気HPの運営者。「機械」「電子電気」「情報」と幅広い分野の知識を1冊に閉じこめている。

西田麻美  著者プロフィール

(にしだ まみ)

芝浦工業大学大学院機械工学研究科前期博士課程修了。
電気通信大学大学院電気通信学研究科知能機械工学専攻博士後期課程修了。
柔らかい材料から成る歩行ロボットの研究にて工学博士を取得。
国内外の中小企業から大手企業に従事しながら、機械設計・開発・研究業務を一貫し、手のひらサイズから宇宙規模まで数々の機械・機器を手がける。また各種専門学校の機械設計講師として職務にあたる。企業での研究開発業務と平行して社会人として上記大学の博士課程に在籍し、2009年に学位を取得。若手技術者を支援しながら技術コンサルトとして活躍するインディペントコントラクターを経て、2010年4月より関東学院大学工学部機械工学科専任講師。
(著書)「メカトロニクス The ビギニング」(日刊工業新聞社)。
(http://mami-platinalink.com/)

目次

はじめに
アブストラクト
本書の使い方について

第1部
01 メカトロニクスの基礎知識
02 メカトロニクスの構成5要素
03 測定器の基礎知識
04 ノギス、オシロスコープの使用方法
05 古典制御の基礎
06 フィードバック制御
07 自動制御の○×問題
08 位置決め方式と伝達関数
09 PID制御とステップ応答
10 システムの調べ方(周波数応答)
11 システムの調べ方(ボード線図)
12 簡単な伝達関数の計算(回路の例)
13 ブロック線図の等価変換
14 ブロック線図と伝達関数の関係
15 ロバスト制御の考え方
16 シーケンス制御とその構成
17 ラダー図作成の基礎
18 シーケンス制御のプログラミング

第2部
19 機械設計と生産技術
20 CAD・CAM・CAE
21 機械要素と機構
22 歯車・ベルト・チェーン
23 4節リンク機構とその応用
24 カムとカム曲線
25 はめあいと寸法記入
26 歯車の計算問題
27 ベルトの計算問題
28 力の計算問題
29 ブレーキの計算問題
30 慣性モーメントの計算問題
31 モータによる位置決め問題
32 サーボ機構の計算問題
33 自動供給ロボットの問題
34 ロボットの運動学(関節と手先の位置)
35 アクチュエータの概要
36 DCとACサーボモータ
37 ステッピングモータ
38 モータのグラフ特性
39 電気エネルギーと機械エネルギー
40 サーボモータの仕様
41 アクチュエータの○×問題
42 使用目的によるモータの選定
43 センサの基礎
44 センサの種類と特徴
45 光・温度・磁気センサ
46 光センサの分類
47 温度センサ
48 ロボットのセンサ
49 センサの選定ポイント
角速度・角加速度・回転数

第3部
50 インターフェース
51 論理演算・回路
52 A/D変換とD/A変換
53 A/Dコンバータの種類
54 電気用図記号
55 トランジスタ
56 帰還バイアス回路
57 オペアンプ回路
58 DC5V電源の回路構成
59 電子部品の説明(1)
60 電子部品の説明(2)
61 マイコンの基礎
62 ICの分類(TTLとCMOS)
63 回路図の見方のポイント
64 LEDを点灯させる回路
65 フリップフロップ回路
66 プルアップとプルダウン
67 マイコンの比較(PIC、H8、Z80)
68 マルチチップマイコンの働き
69 ワンチップマイコンの働き
70 LED点灯テスト回路の作成
第4部
71 パーソナルコンピュータ
72 コンピュータの基本構成1
73 コンピュータの基本構成2
74 コンピュータの基本構成3
75 情報処理の考え方
76 プログラム言語と種類
77 言語プロセッサ
78 C言語によるプログラム開発の手順
79 プログラミングの基本処理
80 C言語によるプログラミングの基礎
81 入力と出力ポート
82 入力と出力の概念(レジスタ)
83 入出力プログラムの基本1
84 入出力プログラムの基本2
85 入出力プログラムの基本3
86 プログラムに使う関数
87 フローチャートの基礎1
88 フローチャートの基礎2
89 フローチャート(モータの回転制御)
90 LED点灯プログラム基礎1(Z80)
91 LED点灯プログラム基礎2(Z80)
92 LED点灯プログラム基礎3(Z80)
93 モータの回転制御プログラム1(Z80)
94 モータの回転制御プログラム2(Z80)
95 モータの回転制御プログラム3(Z80)
96 PICの制御プログラム基礎
97 PICの制御プログラム1(LED)
98 PICの制御プログラム2(LED)
99 PICの制御プログラム3(LED)
100 PICの制御プログラム(モータ回転)

実戦制御回路:参考までに!

おわりに

はじめに

はじめに

 みなさん、こんにちは

 本書は、メカトロニクスのドリルです。
メカトロニクスは、機械や電子電気などのハードウェアと
機械を制御するための情報処理(ソフトウェア)の
3つの分野を統合した技術です。

 メカトロニクスは他の学問に比べるとまだまだ新しい分野であり、
メカトロニクス特有としての問題解決が曖昧なところがあります。

 その理由の1つに、
機械・電子電気・情報のそれぞれの分野で独自に解決すれば済む、
という背景が見え隠れしていることが伺えます。

 しかしながらメカトロニクスの現場では
さまざまな分野を結びつけながら、
解決していかなければならないことが山ほどあります。
したがって
総合的に技術をまとめた時点で起こる問題や課題に対して、
何が(あるいはどこの分野が)原因なのかを発見し、
チーム全体でコミュニケーションをとりながら解決策を立てること、
そして、
スピーディに実行に移すことが求められています。
別の言い方をすれば、
メカトロニクスでは
固有のシステムをマネージメントできるかどうかが
重要なポイントになります。
メカトロニクス製品をマネージメントするためには、
いろいろな分野を意識しながら
それぞれの技術を均等的に理解し、
メカ・エレキ・ソフトの妥当点や最適な組み合わせを選定できる
高いスキルが求められます。

そこで本書は、
読み書きしながら
その場でメカトロニクスの基本的な知識を
幅広い観点から養おうという趣旨のドリルとしてまとめました。
隣り合わせにした問題と解答を自由に進めることで、
メカトロニクス業界でよく使われる
知識や基礎技術について、
スピーディに身に付けてしまおうという狙いです。

通勤時間や待ち合わせの時間、
休憩時間や就寝前のほんのひとときでも
無理することなく、楽しみながら
有効利用できるように工夫してみました。

メカトロニクスに携わる
幅広い年代の方々にとって
理解を深められる一冊となることを希望すると同時に、
メカトロニクスの現場で役に立つことを願っています。

2010年5月 西田麻美 工学博士

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