metodologia del diseno mecatronico
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METODOLOGÍA DEL
DISEÑO MECATRÓNICO
Ing. Mónica Isela Acuautla Meneses
México
Septiembre-2010
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ÍNDICE
Introducción.
Definición de mecatrónica.
Diseño convencional vs diseño mecatrónico.
Metodología del diseño mecatrónico.
Propiedades y características del diseño mecatrónico.
Discusión práctica.
Bibliografía.
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INTRODUCCIÓN¿Qué es Mecatrónica?
Integración sinérgica de la ingeniería mecánica con la electrónica y el
control de computadora inteligente para el diseño y fabricación de
productos y procesos industriales.
AP
LIC
AC
ION
ES
• Proceso de Materiales.
• Automotriz.
• Aeroespacial.
• Industrial.
• Medicina.
• Instrumentación.
• Sistemas de defensa.
• Manufactura.
• Productos de consumo.
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INTRODUCCIÓN
Diseño convencional vs diseño mecatrónico
El diseño de ingeniería es un proceso complejo que implica
interacción entre varias habilidades y disciplinas.
Sistema mecánico
Sistema eléctrico
Sistema de
control
Construcción del diseño
Diseño convencional
•Secuencial.
•Diseño y disposicioneshechos de modoindependiente.
Sistema mecánico
Sistema eléctrico
Sistema de
control
Diseño mecatrónico
•Concurrente.
•Sistema global integradodesde un inicio.
Construcción del diseño
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METODOLOGÍA DEL DISEÑO MECATRÓNICO
El proceso de diseño involucra las siguientes etapas:
• Del consumidor o del clientes.
• Puede detectarse en el estudio de mercado.
1. La necesidad
• Naturaleza real del problema para evitar pérdidas detiempo en diseños que no cubrirán las necesidades.
• Especificación de funciones y característicasdeseables.
2. Análisis del problema
• Preparar requerimientos, restricciones, dimensiones,precisión de requerimientos, tipo y rango demovimientos, interfaces, requerimientos de potenciaentorno operativo, estándares, etc.
• Determinar cualquier condición sujeta a la solución yel criterio a aplicar para juzgar la calidad delproducto.
3. Preparación de
especificaciones
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• Etapa conceptual.
• Preparación de algunos esbozos de soluciones condetalles suficientes para obtener las funcionesrequeridas.
• Investigación de antecedentes y problemas similares.
4. Generación de posibles soluciones
• Evaluación de soluciones propuestas.
• Representación del sistema mediante un modelo parallevar a cabo una simulación.
• Establecer posibles comportamientos de las salidas.
5. Selección de una solución
apropiada
• Construcción del sistema con todas lasespecificaciones, restricciones y características quegaranticen un funcionamiento idóneo.
6. Producción de un sistema
detallado
METODOLOGÍA DEL DISEÑO MECATRÓNICO
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• Una vez echado a andar el diseño final, sedeterminan y modifican detalles, ajustes, ahorro dehardware y software, etc., que permitan un mejorfuncionamiento del sistema.
7. Puesta a punto del
diseño
• Diseño traducido en :
• Dibujos de trabajo.
• Diagramas de circuitos.
• Modelos matemáticos, etc.
• Conjuntar información para poder elaborar unartículo.
8. Producción de dibujos de
trabajo
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PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS DEL DISEÑO
MECATRÓNICO
Diseño convencional
•Componentes añadidos.
•Voluminosos
•Mecanismos complejos.
•Problemas de cableado.
•Componentes conectados.
•Control simple.
•Construcción rígida.
•Control en lazo abierto.
•Precisión a partir de toleranciasestrechas.
•Monitoreo simple.
•Habilidades fijas.
Diseño mecatrónico
•Integración de componentes (hardware).
•Compacto.
•Mecanismos simples.
•Comunicación vía bus o wireless.
•Integración mediante procesosinformáticos (software).
•Construcción elástica.
•Retroalimentación programable ycontrol en lazo cerrado.
•Precisión a través de medidas.
•Supervisión con diagnóstico de error.
•Habilidades de aprendizaje.
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DISCUSIÓN:
DISEÑO DE UN PANEL DE CONTROL
AUTOMOTRIZ (CPM).
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BIBLIOGRAFÍA
Bolton, W. Mecatrónica, sistemas de control electrónico en la
ingeniería mecánica y eléctrica. Ed. Alfaomega. México 2008.
Bishop, R. Mechatronic, and Introduction. Ed. Taylor and
Francis. Texas, USA 2006.
Iserman, R. Modeling and Desing Methodology for Mechatronic
Systems. IEEE/ASME Transaction on Mechatronic. Vol. 1 No.1.
1996.