martes, 27 de noviembre de 2012
1.1 DESARROLLO HISTORICO DE LA MECATRONICA
La ingeniera a avanzado
junto con el ser humano, se dice que el primer gran paso fue cuando implemento
por primera vez herramientas para la casería, no fue si no asta a mediados del
siglo XVIII y principios del siglo XIX cuando se vio nacer a la mecatrónica.
Gracias a la revolución industrial surge la producción en serie, la aplicación de la ciencia y tecnología para la mejora de los procesos industriales de esa época, y la implementación de fuentes energéticas más eficientes (carbón y vapor).Con el paso del tiempo fue introducida la electrónica e informática para mejorar la producción e incrementar la seguridad, velocidad y calidad de la producción.
Gracias a la revolución industrial surge la producción en serie, la aplicación de la ciencia y tecnología para la mejora de los procesos industriales de esa época, y la implementación de fuentes energéticas más eficientes (carbón y vapor).Con el paso del tiempo fue introducida la electrónica e informática para mejorar la producción e incrementar la seguridad, velocidad y calidad de la producción.
El desarrollo de la
mecatrónica con la implementación sinérgicamente de materias
como: electrónica, informática y mecánica han surgido recientemente.
En 1936 Alan Turing un
matemático, informantico teórico, criptógrafo y filosofo ingles considerado el
padre de la informática moderna trabajo con gran relevancia en el área de la
cibernética la cual es una disciplina que tiene como finalidad el estudio de
los sistemas reguladores, después de 10 años en 1946 el inventor americano
George Charles Devol el cual creó el CNC (control numérico computarizado), este
es un sistema capaz de dirigir el posicionamiento de un órgano mecánico móvil
mediante órdenes elaboradas. Esto dio paso a las autónomas programables
desarrolladas por Bedford Associates (primeros PLC´s) en 1968 y
finalmente en 1971 la empresa japonesa YASKAWA acuña el término “mecatrónica” y
lo publica en 1982.
En la actualidad la
mecatrónica es fundamental tanto para la industria como para la vida cotidiana
con la innovación de sistemas de trasporte, sistemas de manufactura, maquinas
de control numérico, nanomaquinas y por supuesto robots.
Hoy en día se toma a la meca trónica como una carrera tanto tecnológica como ingeniera que a la vez une la carrera de mecánica, de electrónica y algunas cosas de informática; los expertos dicen que tiene un enfoque basado en un sistema de comunicación abierto que vemos cada día que crean diseños vanguardistas.
Hoy en día se toma a la meca trónica como una carrera tanto tecnológica como ingeniera que a la vez une la carrera de mecánica, de electrónica y algunas cosas de informática; los expertos dicen que tiene un enfoque basado en un sistema de comunicación abierto que vemos cada día que crean diseños vanguardistas.
1.2 PANORAMA GENERAL DE LA CARRERA MECATRÓNICA
El presente desarrollo
industrial ha obligado a que el ingeniero actual tenga la necesidad de vincular
varias disciplinas para mantenerse vigente, debido a esto es indispensable el
estudio de la mecánica, eléctrica y sistemas así como la combinación de estas
principales ramas que dan lugar a la electromecánica, automatización, CAD
CAM/CAE, etc.
El acelerado desarrollo
tecnológico ha provocado que los bienes y herramientas se hayan convertido en
los más sofisticados dispositivos, ya que hasta los aparatos de uso cotidiano
más simples utilizan mecanismos precisos, controlados por sistemas electrónicos
y por sistemas de información computarizados. Los ejemplos van desde las
cámaras fotográficas y aparatos electrodomésticos hasta vehículos
aeroespaciales. Todos estos han incidido de manera importante en aspectos
sociales y económicos de las actividades humanas.
Así, el ámbito de acción del
ingeniero mecatrónico comprende tanto los aspectos relacionados con la mecánica
de precisión como los sistemas de control electrónicos y las tecnologías de
información computarizadas.
Entre las principales
actividades que realiza se encuentran:
Diseñar, fabricar, implantar
y controlar equipos y sistemas de producción en la micro, pequeña y gran
industria.
Diseñar e implantar sistemas
de automatización y robotización de procesos y líneas de producción en la
industria en general.
Diseñar equipo de
bioingeniería utilizando mecánica de precisión y electrónica de control.
Diseño y mejora de productos
mecatrónicos.
Desarrollo de investigación
en las áreas de la mecatrónica.
Modernización del sector
productivo y de servicios.
1.3 PERFIL Y CAMPO DE DESARROLLO DEL INGENIERO EN MECATRÓNICA
El Ingeniero en Mecatrónica
tendrá la capacidad de:
-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.
-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.
Desarrolla el control, la instrumentación y la
automatización de procesos industriales; para ello integra dispositivos
electrónicos,* hidráulicos, *neumáticos, sensores e interfases computacionales
programables.
Lleva a cabo
la puesta en marcha, operación y mantenimiento de la maquinaria, equipos,
instrumentos y procesos de estos sistemas automatizados de manufactura.
Fabrica
equipos de producción.
Diseña y
construye productos mecatrónicos, como el diseño de instrumentos médicos,
elaboración de prótesis y productos innovadores en bioingeniería
utilizando mecánica de precisión y electrónica de control. Al igual que el
diseño y mejora de productos* mecatrónicos, como: cámaras fotográficas autofocus,
videos, discos rígidos, lectoras de discos compactos, máquinas lavadoras, lego-matics,
etc.
.1.4 CONCEPTOS DE CIENCIA E INGENIERIA
La
ciencia
Ciencia es el conjunto de
conocimientos ordenados sistemáticamente acerca del Universo, obtenidos por la
observación y el razonamiento, que permiten la deducción de principios y leyes
generales. La ciencia es el conocimiento sobre la verdadera naturaleza del
Universo.
Tecnología
La tecnología es un concepto
amplio que abarca un conjunto de técnicas, conocimientos y procesos, que sirven
para el diseño y construcción de objetos para satisfacer necesidades humanas y
solucionar algunas problemáticas sociales.
Con innovación tecnológica
se designa la incorporación del conocimiento científico y tecnológico, propio o
ajeno, con el objeto de crear o modificar un proceso productivo, un artefacto,
una máquina, para cumplir un fin valioso para una sociedad.
Ingeniería
La ingeniería es el conjunto de conocimientos y técnicas científicas
aplicadas a la creación, perfeccionamiento e implementación de estructuras
(tanto físicas como teóricas) para la resolución de problemas que afectan la
actividad cotidiana de la sociedad. Aunque se considera una disciplina muy
antigua, actualmente se obtiene en las universidades del mundo en su nivel
básico de Diplomado, así como Licenciatura, llegando a especialidades; extendiéndose
a niveles superiores como Posgrado, Maestrías y Doctorado.
Para ella, el estudio,
conocimiento, manejo y dominio de las matemáticas, la física y otras ciencias
es aplicado profesionalmente tanto para el desarrollo de tecnologías, como para
el manejo eficiente de recursos y fuerzas de la naturaleza en beneficio de la
sociedad. La ingeniería es la actividad de transformar el conocimiento en algo
práctico.
Otra característica que
define a la ingeniería es la aplicación de los conocimientos científicos a la
invención o perfeccionamiento de nuevas técnicas. Esta aplicación se
caracteriza por usar el ingenio principalmente de una manera más pragmática y
ágil que el método científico, puesto que la ingeniería, como actividad, está
limitada al tiempo y recursos dados por el entorno en que ella se desenvuelve.
Su estudio como campo del
conocimiento está directamente relacionado con el comienzo de la revolución
industrial, constituyendo una de las actividades pilares en el desarrollo de
las sociedades modernas.
2.1 SENSORES Y TRANSDUCTORES
Los
sensores o transductores, en general, son dispositivos que transforman una cantidad física cualquiera, por ejemplo la
temperatura en otra cantidad física equivalente,
digamos un desplazamiento mecánico. En este párrafo nos referiremos principalmente a los sensores eléctricos, es decir
aquellos cuya salida es una señal eléctrica
de corriente o voltaje, codificada en forma análoga o digital. Los sensores posibilitan la comunicación entre el mundo físico y
los sistemas de medición y/o de control,
tanto eléctricos como electrónicos, utilizándose extensivamente
en todo tipo de procesos
industriales y no industriales para propósitos de monitoreo, medición, control y procesamiento.
En
un sentido más amplio, el uso de los sensores no se limita solamente a la
medición o la detección de cantidades
físicas. También pueden ser empleados para medir o detectar propiedades químicas y biológicas. Asimismo,
la salida no siempre tiene que ser una
señal eléctrica. Por ejemplo, muchos termómetros utilizan como sensor una lámina bimetálica, formada por dos metales con
diferentes coeficientes de dilatación, la cual produce un desplazamiento (señal
mecánica) proporcional a la temperatura (señal
térmica).
Clasificación de sensores o
transductores
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