Temario de Introducion a la Mecatronica.

1.- Generalidades de la Ingeniería Mecatrónica.

     

     1.1- Desarrollo histórico de la Mecatrónica.

     1.2- Panorama general de la carrera de Ingeniero en Mecatrónica.

     1.3- Perfil y campo de desarrollo del Ingeniero en Mecatrónica

     1.4- Conceptos de ciencia en ingeniería.

2.-Introduccion a sistemas Mecatrónicos.

     

     2.1- Sensores y transductores.

     2.2- Acondicionamiento de señales.

     2.3- Sistemas de actuación mecánicos, eléctricos, neumáticos e hidráulicos.

     2.4- Modelado de sistemas básicos.

     2.5-Microprosesadores.

     2.6-Controladores programables.

3.- Integración de sistemas mecánicos.

     

     3.1- Metodología para la solución de problemas.

     3.2- Criterios de selección de componentes y dispositivos.

     3.3- Integración de componentes y dispositivos.

4.- Aspectos legales de la ingeniería.

    

     4.1- Normas nacionales.

     4.2- Normas Internacionales.

     4.3- Registros y patentes.

5.- Aspectos éticos de la ingeniería.

    

     5.1- Código de ética profesional del Ingeniero Mexicano.

     5.2- Integración con el medio ambiente.

     5.3- Impacto social de la automatización.

6.- Referencias.

1.- GENERALIDADES DE LA INGENIERÍA MECATRÓNICA.

     

     1.1- Desarrollo histórico de la Mecatrónica.

     1.2- Panorama general de la carrera de Ingeniero en Mecatrónica.

     1.3- Perfil y campo de desarrollo del Ingeniero en Mecatrónica

     1.4- Conceptos de ciencia en ingeniería.

1.1- Desarrollo histórico de la Mecatrónica.

El nombre Mecatrónica se originó en 1969 por Tetsuro Mori, un ingeniero de la empresa japonesa Yaskawa Electric Co, recibiendo aquella en 1971, el derecho de marca. En un principio, su objetivo era simplificar y mejorar el funcionamiento de sistemas mecánicos mediante el remplazo de partes móviles por sistemas electrónicos; después, descubrieron que se podían crear sistemas más complejos mediante la fusión de la mecánica, la electrónica y las tecnologías de computación, mismas que dieron origen a las máquinas de control numérico. Después de 1980, el término comenzó a ganar popularidad, además, se integró el uso de tecnología computacional.

En 1982 Yaskawa permite el libre uso del término. Al principio, la Mecatrónica se ocupó principalmente de la tecnología de servomecanismos usada en productos como puertas automáticas, máquinas automáticas de autoservicio y cámaras auto-focus. En este enfoque pronto se aplicaron métodos avanzados de control. En los años ochenta, cuando la tecnología de la información fue introducida, los ingenieros empezaron a incluir microprocesadores en los sistemas mecánicos para mejorar su desempeño. Las máquinas de control numérico y los robots se volvieron más compactos, mientras que las aplicaciones automotrices como los mandos electrónicos del motor y los sistemas anti cerrado y frenando se hicieron extensas. Por los años noventa, se agregó la tecnología de comunicaciones, creando productos que podían conectarse en amplias redes. Este avance hizo posibles funciones como la operación remota de manipuladores robóticos. Al mismo tiempo, se están usando novedosos microsensores y microactuadores en nuevos productos. Los sistemas microelectromecánicos como los diminutos acelerómetros de silicio que activan las bolsas de aire de los automóviles.

Hoy en día la mecatrónica es la base del desarrollo tecnológico, ya que esta presente en todos los procesos de automatización, el desarrollo de dispositivos bio-tecnológicos y en la creación de robots y maquinas inteligentes.

1.2- Panorama general de la carrera de Ingeniero en Mecatrónica.

La Mecatrónica representa un nuevo nivel de integración multidisciplinario para la tecnología de la manufactura, los procesos y los productos. Esta disciplina está incrementando la rapidez con que se transforman las ideas en productos más avanzados y funcionales. Actualmente se reconoce que el futuro en la innovación tecnológica vendrá con la optimización de la unión entre los sistemas electrónicos y los sistemas mecánicos. Esta unión es ya un hecho en algunas aplicaciones de manufactura avanzada, sistemas de producción y en el diseño de productos.

El objetivo de la carrera de ingeniería Mecatrónica es formar profesionales de alto nivel,  capaces  de trabajar a través de las fronteras de las disciplinas componentes  (ingeniería mecánica, ingeniería electrónica,  sistemas  de  control y  computación / tecnología  de  la  información),   para   identificar y usar la combinación correcta de tecnologías, como  la mecánica  de precisión, el control y los sistemas de cómputo que  provean  la  solución óptima al desarrollo de productos, procesos y sistemas autónomos, programables e inteligentes.

Debido a los avances de la tecnología, existe una gran demanda de la industria por contratar ingenieros cuyas habilidades y conocimientos no estén confinados a una sola área, sino a aquellos que son capaces de comunicarse sobre las barreras tecnológicas del diseño, la electrónica, la computación y la ingeniería mecánica. 

El ingeniero en Mecatrónica es un profesionista que atenderá de manera especial  las  necesidades  y  problemáticas  de una sociedad globalizada. Contando para ello con una salida base de conocimientos básicos, así como en las áreas de diseño mecánico, sistemas de control, electrónica industrial y computación.

La integración de la ingeniería electrónica, la ingeniería eléctrica, la tecnología de cómputo y la ingeniería de control o la ingeniería mecánica es cada vez mas frecuente en el diseño, fabricación y mantenimiento de una vasta gama de productos y procesos de ingeniería.

Lo anterior trae consigo la necesidad de que ingenieros y técnicos adopten un enfoque interdisciplinario e integrado en la ingeniería.

Esta formación le permitirá diseñar, implementar, administras, supervisar, operar y dar mantenimiento a procesos requeridos de una mecánica de precisión. Las formación en valores y ética, le permitirá que la toma de decisiones en su ámbito profesional, sea siempre pensando en lograr las mejores condiciones y oportunidades de trabajo para las personas.

1.3- Perfil y campo de desarrollo del Ingeniero en Mecatrónica.

Perfil de un ingeniero en Mecatrónica

Toda acción que ejecuta un ingeniero, debe de estar basado en su criterio y ética  profesional, el ingeniero debe poseer las siguientes características:

Los ingenieros deben reconocer que vida, seguridad, salud y  bienestar de la población dependen de su juicio.

Proponer soluciones, integrando tecnologías emergentes de la Mecatrónica.

Controlar, automatizar, operar, supervisar, evaluar y mantener procesos mecatrónicos.

Interactuar, integrar y comunicarse con equipos multidisciplinarios.

Identificar áreas de oportunidad para analizar y comprender problemas de Ingeniería, proponiendo soluciones integrales con tecnologías emergentes, con un sentido de desarrollo sustentable.

Administrar y asegurar la calidad, eficiencia, productividad y rentabilidad de los sistemas y procesos mecatrónicos.

Participar en el desarrollo, transferencia, adaptación y asimilación de tecnologías en Ingeniería Mecatrónica.

No se deben aprobar planos o especificaciones que no tengan un diseño seguro.

Comprometerse a mejorar el ambiente.

Deben emitir informes públicos. Se debe expresar la información en forma clara y honesta.

Acrecentar honor, integridad y dignidad de la profesión.

Campo de desarrollo

El enfoque de la Ingeniería Mecatrónica está encaminado hacia el área industrial, la investigación tecnológica y el desarrollo tecnológico.

El ingeniero tiene oportunidad laboral en empresas de los siguientes sectores:

• Automotriz
• De transformación
• Del cemento
• De plástico
• Metalmecánica
• Química
• De alimentos
• De papel
• De cemento
• Textiles                          
• Madera
• Electrónica
• Agroindustrial
• Transporte
• Petrolera                                 
• Del acero
• De procesos extractivos
• Empresas constructoras
• De generación de energía
• De enseres domésticos

1.4- Conceptos de ciencia en ingeniería.

La ciencia:

 Es un proceso de adquisición de conocimiento empírico y la organización de dicho conocimiento, o bien, el conocimientos susceptibles de probarse, sistematizados, realizables y dirigidos a objetos de una misma naturaleza. Esta serie de conocimientos pueden ser ciertos o probables, racionales, sistematizados y verificables, dirigidos a objetos de igual naturaleza. Dicho de otra manera el único objeto de la ciencia es comprender el mundo en que vive el hombre.

La ingeniería:

Se define como la profesión en la cual los conocimientos de las matemáticas y las ciencias naturales obtenidos a través del estudio, la experiencia y la práctica, son aplicados con criterio y con conciencia al desarrollo de medios para utilizar económicamente con responsabilidad social y basados en una ética profesional, los materiales y las fuerzas de la naturaleza para beneficio de la humanidad.

La Mecatrónica:

Es la sinergia de varias disciplinas en ingenierías, por lo que la hace una ingeniería muy completa por los campos que la conforman, de los cuales los más importantes  son: la mecánica, la eléctrica, los sistemas de control y la computación.

La mecánica:

Es la rama de la física que describe y predice las condiciones de reposo o movimiento de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas.

La electrónica:

Es una ciencia aplicada que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en el control del flujo de los electrones u otras partículas cargadas en una gran variedad de dispositivos, desde las válvulas termoiónicas hasta los semiconductores.

Los sistemas de control:

Son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de un sistema o proceso. En un sistema general se tienen una serie de entradas que provienen del sistema a controlar, llamado planta, y se diseña un sistema para que, a partir de estas entradas, modifique ciertos parámetros en el sistema planta, con lo que las señales anteriores volverán a su estado normal ante cualquier variación.

La Computación:

Es la disciplina que busca establecer una base científica para resolver problemas mediante el uso de dispositivos electrónicos y sistemas computacionales.

2.-INTRODUCCION A SISTEMAS MECATRÓNICOS.

     2.1- Sensores y transductores.

     2.2- Acondicionamiento de señales.

     2.3- Sistemas de actuación mecánicos, eléctricos, neumáticos e hidráulicos.

     2.4- Modelado de sistemas básicos.

     2.5-Microprosesadores.

     2.6-Controladores programables.