MECATRÓNICA I INSTITUTO TECNOLOGICO DE CHIHUAHUA Ing. Luis G. Floriano Gavaldón

UNIDAD I INTRODUCCIÓN Y FUNDAMENTOS DE LA MECATRÓNICA Ing. Luis G. Floriano Gavaldón2

Antecedentes En 1969, este término fue utilizado por el ingeniero Tetsuro Mori, de la compañía japonesa Yaskawa, para referirse al control computarizado de motores eléctricos y desde entonces ha denotado la combinación sinérgica entre mecánica y electrónica. En la década del 70, el término se enfocó en la tecnología de servomecanismos con métodos avanzados de control. 3

Ing. Luis G. Floriano Gavaldón Antecedentes … En los 80´s el término incluyó la tecnología de la información y los sistemas mecatrónicos empezaron a incluir microprocesadores en sus aplicaciones mejorando su desempeño y su tamaño. En los años 90 se integró la tecnología de las telecomunicaciones permitiendo aplicaciones con funciones remotas, capaces de conectarse a amplias redes y con utilización de micro sensores y micro actuadores. 4

Ing. Luis G. Floriano Gavaldón Concepto Disciplina que integra sistemas mecánicos, sistemas electrónicos, sistemas de control y computación para la creación de productos mas funcionales y adaptables. Disciplina que integra técnicas y métodos de las ingenierías mecánica, electrónica y computación con el propósito de innovar productos, procesos o servicios. La innovación puede ser: – Gradual. Para mejorar algo existente. – Radical.Invento o creación de un nuevo producto, servicio o proceso. 5

Ing. Luis G. Floriano Gavaldón Concepto... La Mecatrónica es la integración sinergética de la ingeniería mecánica, la ingeniería electrónica y posiblemente otras disciplinas también, con el propósito de diseñar, manufacturar, operar y dar mantenimiento a un producto. 6

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Enfoque de la mecatrónica Integral. – Da la oportunidad de ver los problemas de ingeniería en forma global, en función de una gama de tecnologías y no solo en términos de principios mecánicos, por ejemplo. – Desde la fase de diseño es necesario analizar las necesidades en términos de lo que se espera de cada elemento. Interdisciplinario. – Porque requiere de la participación de diferentes disciplinas. 8

Ing. Luis G. Floriano Gavaldón Enfoque de la mecatrónica … Concurrente. – Porque en el desarrollo de los proyectos las acciones deben ser concurrentes y participativas, a diferencia de ser secuenciales, como en el desarrollo tradicional. Sistémico. – Porque se basa en el manejo de sistemas, en donde podemos resaltar primordialmente los siguientes: Sistema de medición. Sistema de control. 9

Sistema de medición Permite conocer la magnitud de una variable física 10

Sistema de control Controla la salida de un valor o de una secuencia de valores determinados. Puede ser de lazo abierto o lazo cerrado. 11

Ing. Luis G. Floriano Gavaldón Elementos clave de la mecatrónica Modelado de sistemas físicos. – Representación ideal de un objeto real en forma simplificada. Sensores. – Dispositivos capaces de medir magnitudes de variables físicas y proporcionar señales eléctricas. Actuadores. – Dispositivos capaces de generar un efecto en un proceso automatizado. Señales y sistemas. Procesadores y sistemas lógicos. 12

Ing. Luis G. Floriano Gavaldón Elementos clave … Software de diseño y simulación. – SolidWorks. – MatLab. – LabView. – System Vision System Modelling Solution by Mentor Graphics. – Etc. 13

Ing. Luis G. Floriano Gavaldón ¿Porque es importante la simulación? Es conveniente crear un modelo del sistema real para trabajar en el. Se puede predecir el comportamiento del sistema que va a ser desarrollado. En la simulación se utilizan algoritmos especializados que permiten analizar o resolver el modelo del sistema real en un período determinado de tiempo (simulación en el dominio del tiempo) o en algún rango de frecuencias (simulación en el dominio de la frecuencia). 14

Ing. Luis G. Floriano Gavaldón ¿Porque es importante la simulación? Reduce el riesgo de comportamientos inesperados o fallas completas de un sistema. Permite combinar experimentación física con experimentación virtual en un prototipo físico. La experimentación física es comúnmente costosa, lenta y los diseños físicos no son rápidamente adaptados al diseño más óptimo. La experimentación virtual permite que un sistema sea probado al momento de ser diseñado, todo esto antes de ser construido físicamente[1]. 15

Ing. Luis G. Floriano Gavaldón ¿Porque es importante la simulación? La simulación proporciona un ambiente conveniente en el que un sistema puede ser ajustado y optimizado antes de pasar a cualquier proceso de fabricación. La simulación permite la toma de decisiones bien fundamentadas y a tiempo en el proceso de diseño. La simulación es parte integral de toda la fase de diseño y debe continuar en la fase de manufactura. 16

Ing. Luis G. Floriano Gavaldón Aplicaciones de la mecatrónica. Manufactura. – Maquinas de control numérico (CNC). – Robots. – Sistemas de manufactura flexible (FMS). – Sistemas de manejo de materiales. – Etc. Automotriz. – Mecanismo anti-bloqueo de ruedas. – Sistemas de encendido electrónico. – Sistemas de control del motor. – Etc. Bibliografía:[2] 17

Ing. Luis G. Floriano Gavaldón Aplicaciones... Productos de consumo. – Cámaras. – Lavadoras. – Tostadoras. – Fotocopiadoras. – Etc. Ingeniería civil. – Estructuras inteligentes. Etc. 18