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Mecatronica

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Una presentación de lo que es la mecatronica, los elementos que abarca, su historia etc.

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  • 1. Universidad Tecnológica metropolitana.Profesor Ricardo Corbinaud.Ciencias de la Computación. MECATRÓNICA. Integrantes: Evelyn Hidalgo. Katherina Dinamarca. Sección: 3
  • 2. ÍNDICE.INTRODUCCIÓN……………………………………………………………..1|¿QUÉ ES LA MECATRÓNICA?.......................................................................4-6SURGIMIENTO DE LA MECATRÓNICA……………………………….......7-9DESARROLLO HISTORICO………………………………………………….10DISEÑO MECATRÓNICO……………………………………………………11-12CARACTERÍSTICAS COMUNES DE LA MECATRÓNICA………………..13MECÁNISMOS DE PRESICIÓN………………………………………………14MECATRÓNICA EN CHILE…………………………………………………..15-17CONCLUSIÓN………………………………………………………………….18BLIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………….19 2
  • 3. INTRODUCCIÓN.El siguiente trabajo tiene como objetivo es dar a conocer que es la mecatrónica; concepto elcual tiene como base las Ingenierías Mecánica, Electrónica y Computacional; lo que estudia, loque puede hacer esta, los elementos que la trasforman en una disciplina, el surgimiento de estay su expansión a los EE.UU, para esto se realizara una investigación de le mecánica y laelectrónica que es en lo que se basa la mecatrónica.Se realiza una investigación de los productos mecatrónicos, los diseños de estos y en que sebasa para ir mejorando con los años. Además de las características que posee las cuales atraetanto a las personas y como se utiliza e influye en la vida diaria.También se mencionara la mecatrónica en Chile, lo que esta ha logrado tanto en las personascomo los estudios de los ingenieros, los premios ganados por algunos estudiantes de estadisciplina, y la carrera de mecatrónica en Chile que ha surgido durante estos últimos años. 3
  • 4. ¿QUÉ ES LA MECATRÓNICA?La Mecatrónica ha evolucionado mucho, desde la definición original de la Yaskawa ElectricCompany. En documentos comerciales, Yaskawa definió la Mecatrónica de esta manera:La palabra Mecatrónica está compuesta de la palabra “meca” de mecanismo y “trónica” deelectrónica.Es decir que, las tecnologías y los productos desarrollados se irán incorporando más y más laelectrónica en los mecanismos, orgánicamente haciendo imposible determinar dónde terminauno y donde comienza el otro. La definición de Mecatrónica ha evolucionado luego de queYaskawa sugirió la definición original. Una de las definiciones más comúnmente citadas de laMecatrónica fue presentada por Harashima, Tomizuka, y Fukada en 1996: En otras palabras, laMecatrónica se define como la integración sin energética de la ingeniería mecánica, con laelectrónica y el control inteligente por computador, en el diseño y manufactura de productos yprocesos industriales. Ese mismo año, otra definición fue sugerida por Auslander y Kempf: LaMecatrónica es la aplicación de la toma de decisiones complejas a la operación de sistemasfísicos.Otra definición de Shetty y Kolk apareció en 1997: La Mecatrónica es el método usado para eldiseño óptimo de productos electromecánicos. Una explicación del manual de técnicaautomovilística de BOSH GmbH dice: que la Mecatrónica es una ciencia de la ingeniería, queobtiene Funcionalidad a través de una estrecha colaboración de componentes mecánicos,electrónicos, y de tratamiento de datos. Más recientemente, podemos encontrar una sugerenciade W. Bolton: Un sistema Mecatrónica no es simplemente el “matrimonio” de los sistemaseléctricos y mecánicos, y es mucho más que solo un sistema de control; es una integracióncompleta de todos ellos. Todas estas definiciones y afirmaciones acerca de la Mecatrónica sonacertadas e informativas, no obstante cada una de ellas en sí mismas falla al intentar englobar latotalidad de la Mecatrónica. Una opinión de común acuerdo que englobe la descripción de “quées Mecatrónica” nos es esquiva, a pesar de los continuos esfuerzos para definir la Mecatrónica,para clasificar los productos Mecatrónico y para desarrollar planes de estudio estándar enMecatrónica. 4
  • 5. Areás que abarca la disciplina de la mecatrónica.[9]Nos dice que este campo está vivo, que es un tema joven. Incluso sin una descripción definitivae incuestionable de la Mecatrónica, los ingenieros Mecatrónico entienden de las definicionesdadas anteriormente y de sus experiencias personales la esencia de la filosofía de laMecatrónica. Para muchos ingenieros en la primera línea del diseño en ingeniería, laMecatrónica no es nada nuevo. Muchos productos de ingeniería de los últimos 25 años integransistemas mecánicos, eléctricos y sistemas computacionales, a pesar de que no fuerondesarrollados por ingenieros Mecatrónico per se. Pareciera que en la práctica moderna el diseñocon ingeniería concurrente, ahora vistas como parte de la especialidad Mecatrónica, sonprocesos de diseño naturales. Lo que es evidente es que el estudio de la Mecatrónica facilita unmecanismo para los estudiantes y académicos interesados en entender y aclarar el proceso dediseño para definir, clasificar, organizar, e integrar muchos aspectos del diseño de un productoen un único paquete coherente. A medida que las divisiones históricas entre la ingenieríamecánica, eléctrica, aeroespacial, química, civil e informática se están volviendo menos claras ydefinidas, debemos reconfortarnos con la existencia de la Mecatrónica como un campo deestudio en la academia. Diferentes tipos de robots creados por la industria del cine pera las películas.[11] 5
  • 6. Debe entenderse que Mecatrónica no es simplemente una estructura conveniente para trabajosinvestigativos de académicos; es una forma de vida en la práctica moderna de la ingeniería. Laintroducción de los microprocesadores a los principios de los 80s y el cada vez mayor ratiodeseado entre desempeño y costo, revolucionó el paradigma de la ingeniería de diseño. Elnúmero de productos que están siendo desarrollados en la intersección de las disciplinastradicionales de la ingeniería, la computación y las ciencias naturales esta incrementándosecontinuamente. Nuevos desarrollos en esas disciplinas están siendo absorbidas dentro del diseñoMecatrónica a un ritmo cada vez mayor. El progreso de la revolución de la tecnología de lainformación, los avances en la comunicación inalámbrica, el diseño de censores más pequeños(hechos posible gracias a la tecnología MEMS-sistemas micro-electromecánicos-) y laingeniería de sistemas embebidos, asegura que el paradigma de la ingeniería de diseño y de laMecatrónica continuará evolucionando en el siglo XXI. Asimo robot creado por la empresa Honda en el año 2000, en esta foto se puede ver su evolución hasta lo que es hoy en día.[12] 6
  • 7. SURGIMIENTO DE LA MECATRÓNICA.Los primeros indicios de la mecatrónica surgen en 1936 con una investigación cibernéticarealizada por Turing; uno de los padres de la ciencia de la computación y precursor de lainformática moderna; en esta investigación introduce el concepto de algoritmo y “Máquinas deTuring” , más tarde durante la Segunda guerra mundial desarrollo el primer ordenadorelectromecánico del mundo llamado “ Colossus”. Alan Turing (1912-1954)[1] “Colossus” primer ordenador electromecánico del mundo.Luego en 1954 George Devol, uno de los creadores de la primera compañía fabricante derobots, lograría, tras patentar un manipulador programable, crear un autentico embrión del robotindustrial, para más tarde crear el primer robot industrial de la historia para la empresa “GeneralMotors”. 7
  • 8. George Devol, junto con el primer robot industrial.[2]Por último en 1969 Tetsuro Mori, ingeniero de la empresa “Yaskawa”, acuña la palabra“mechatronics” pasando, en 1971, a ser una marca registrada. En 1982 Yaskawa permite el libreusó del termino.Tetsuro Mori[8]Después de esto latecnología y la mecatrónicaseguían evolucionando, yasí William Henry Gates IIIempresario filántropoestadounidense, setrasforma en cofundador dela empresa de softwareMicrosoft, productora del sistema operativo para computadoras personales más utilizados en elmundo, Microsoft Windows. 8
  • 9. William Gatescofundador de la empresa Microsoft. [3]Después del libreuso del termino,comenzó a seusado en Europay EE.UU unpoco después.Estos fueron tres de los muchos aportes, descubrimientos o creaciones que se han realizadodurante todos estos años hasta llegar a lo que es la mecatrónica hoy en día, y, por supuesto,seguirán surgiendo muchos más durante los años siguientes. 9 DESARROLLO HISTORICO.La ingeniería ha avanzado con el ser humano, se dice que el primer gran paso que dio, fuecuando se usó herramientas labradas para la cacería o en el encender de la hoguera. El hombreempezó a desarrollar técnicas para su propio sustento, por ejemplo, técnicas para producirmetales resistentes, arcos, vestimenta, arado.
  • 10. El hombre no solo hizo uso de técnicas, sino que sustituyo la fuerza del hombre por la fuerza animal, a partir del surgimiento del arado. El paso importante para el surgimiento de las ingenierías fue la Revolución Industrial, el mayor cambio tecnológico, en el cuál se sustituye el trabajo manual por la industria y manufactura de maquinaria. La revolución comenzó con la mecanización de las industrias textiles. Gracias a la Revolución Industrial, surge:• La producción en serie.• Aplicación de ciencia y tecnología que permita el desarrollo de máquinas que mejoran los procesos productivos.• Nuevas fuentes energéticas, el carbón y vapor.• Revolución en el transporte: ferrocarriles y barcos de vapor. A medida que pasa el tiempo, se introduce la electrónica e informática en los procesos de producción. Esta implementación, mejora la producción, incrementando la velocidad de producción y la calidad. Electric Blue, un vehículo eléctrico diseñado y construido por estudiantes de la Brigham Young University de Utah, en Estados Unidos de América.[10] 10 DISEÑO DE LA MECATRÓNICA. Cuando se habla de diseños mecatrónicos, se refiere a la metodología utilizada para crear un diseño optimo de productos electromecánicos inteligentes. Esta metodología es la colección de prácticas, procedimientos y reglas por los que trabajan una disciplina determinada. En cuanto al diseño optimo se refiere al mejor diseño posible teniendo en cuenta restricciones como el costo.
  • 11. Por último el concepto de productos inteligentes, es tomar información del medio, procesarlapara poder crear una respuesta “inteligente” y poder ejecutarla. Estudiantes de Diseño mecatrónico de Colombia [4]El diseño de productos mecatrónicos requiere un enfoque que tenga en cuenta: el diseñointerdisciplinario, relacionadas con las limitaciones del mercado, la multifuncionalidad, de fáciloperación de uso y la demanda de la minimización del costo del período de producto operaciónen su conjunto [4]. Para poder realizar un diseño mecatrónico eficiente se realizan estudios delas necesidades de la sociedad creando de esta manera un mejoramiento e evolución de latecnología que sea de fácil manipulación de las personas y a bajo costo. Brazo robot ortopédico creado por Hans Alexander Huseklepp.[5] 11Al aplicar una filosofía de integración en el diseño de productos y sistemas se obtienen ventajasimportantes como son mayor flexibilidad, versatilidad, nivel de “inteligencia” de los productos,seguridad y confiabilidad así como un bajo consumo de energía. Estas ventajas se traducen enun producto con más orientación hacia el usuario y que puede producirse rápidamente a uncosto reducido.
  • 12. En resumen los objetivos para el diseño son:-El mejoramiento.-La simplificación.-Innovación. 12 CARACTERÍSTICAS COMUNES DE LA MECATRÓNICA. • Mecanismo de precisión.
  • 13. • Control de software mediante medios electrónicos principalmente mediante microcomputadores.• Necesarios para tecnología de predicción precisa y avanzada. 13 MECÁNISMO DE PRESICIÓN.
  • 14. El mecanismo de precisión es el control de software mediante medios electrónicos,principalmente mediante microcomputadores. Necesarios para tecnología de producciónprecisa y avanzada.La mecatrónica de por sí no apunta a ser precisamente una tecnología y/o ingeniería, esla síntesis de tecnologías, usando no solamente tecnología mecánica convencional, sinotambién tecnología de ingeniería existente tal como electrónica, ingeniería de sistemas,etc. Libremente para los propósitos necesarios. O sea, se requieren dos conceptosbásicos para mezclar las tecnologías en este rango amplio y organizarlas, el concepto desistema y el de interfase.Las características del sistema mecatrónico son: mecanismo preciso de operación comoelemento componente de la función principal, y del propósito más importante, y lafunción de información de control avanzada.Donde los elementos componentes ejecutan cada una de las funcionesindependientemente. La comparación entre los elementos componentes del sistemamecatrónico y los del ser humano. El computador responde al cerebro, los censores alos cinco sentidos, los ejecutores a los músculos, el mecanismo al esqueleto, y la fuentede energía al metabolismo. Ya que el robot es el típico sistema mecatrónica que lograhacer actividades humanas con la ingeniería, la meta del sistema mecatrónico es eldesarrollado bien balanceado y la conexión orgánica. Los mecanismos de precisión se pueden comparar con los del ser humano como se puede ver en la anterior foto.[13] 14 MECATRÓNICA EN CHILE.
  • 15. Respecto de la Ingeniería en Mecatrónica, y basándose en los ejemplos de sistemasmecatrónicos ya detallados, se puede afirmar que esta disciplina tal vez se ha demorado más dela cuenta en darse a conocer masivamente en Chile. En el ámbito industrial, los principalesdesarrollos se han efectuado en el área de la gran minería del cobre, donde proyectos ejecutadospor el área de Meca-trónica del Instituto de Innovación en Minería y Metalurgia (IM2), entidaddependiente de Codelco-Chile, pueden mencionarse como ejemplos claros de esta disciplina.Uno de los últimos desarrollos ejecutados por el IM2 fue el diseño, construcción e instalaciónde toberas auto-limpiantes en los hornos convertidores, proyecto patentado y que serácomercializado a nivel internacional. Jóvenes estudiantes de mecatrónica en la Universidad de Tarapacá.[6]La enseñanza de la Ingeniería en Mecatrónica y programas de especialización y de postgradosen esta disciplina se ofrece en instituciones de educación superior de las más diversas partes delmundo, lo que difiere notablemente de la realidad nacional. Son también frecuentes eventossobre Mecatrónica, donde aparte de los tradicionales congresos y seminarios, se realizananualmente competencias internacionales. En el año 2005 la competencia mundial se efectuó enHelsinki, mientras que -a nivel latinoamericano- anualmente se realiza una competencia enBrasil.En Chile, la Ingeniería en Mecatrónica se imparte sólo desde el año 2005 en la Facultad deIngeniería de la Universidad de Talca, primera carrera de esta especialidad en el país, y en elaño 2006 se comenzó también a ofrecer en la Universidad de Tarapacá. Adicionalmente, otrasuniversidades nacionales ejecutan proyectos de desarrollo de sistemas mecatrónicos y ofrecen 15cursos de especialización o programas de postgrado orientados a la disciplina. El sector
  • 16. empresarial también participa en su enseñanza por medio del Liceo Industrial Chileno-Alemán,dependiente de ASIMET, institución que aparte de formar técnicos imparte también unDiplomado en la especialidad.El 7 de Diciembre del 2010 Los estudiantes de Ingeniería en Mecatrónica, Erik Díaz yAlejandro Jofré obtuvieron el primer lugar en las categorías Libre e Industrial, tras su excelenteparticipación en el Concurso de Robótica de la Asociación de la Industria Eléctrica-Electrónica(AIE), desarrollado en Santiago entre el 24 y 26 de noviembre.En la categoría KIT, destacada además fue la contribución de los alumnos David Barrera,Daniel Díaz, Jorge Vergara y Patricio Mardones, representantes también de la Facultad deIngeniería. “Estamos muy contentos con esta sobresaliente presentación, donde inclusoaparecieron las primeras ofertas de trabajo.Considero que ha sido un gran aporte para potenciar la mecatrónica en Chile y nuestra carrera,brindándoles nuevas oportunidades laborales a los futuros egresados”, señaló Mario Fernández,director de la Escuela de Ingeniería en Mecatrónica.El académico precisó que fue una excelente oportunidad para establecer una mayor vinculacióncon empresas del rubro, organizaciones que están dispuestas a desarrollar iniciativas enconjunto, y generar espacios profesionales para insertar a los estudiantes.“Estos buenos resultados nos dan una inmensa alegría, saber que nuestro aprendizaje lopudimos concretar en algo productivo para la sociedad, y que fue reconocido por especialistas”,indicó el alumno Alejandro Jofré.“Para nosotros fue muy importante para mostrar a una agrupación de la carrera que está dandosoluciones integrales a problemas reales y complejos de la industria”, señaló Erik Díaz.El concurso, es la primera versión de esta competencia desarrollada por la AIE, contempló eldesarrollo de charlas plenarias y ponencias que tienen por objetivo promover en el país el rol eimportancia que tiene la robótica en el mejoramiento de los procesos productivos. 16
  • 17. La iniciativa también buscó fomentar en los jóvenes, competencias tales como la disciplina, elliderazgo y el trabajo en equipo.[7] Estudiantes de ingeniería en mecatronica que obtuvieron el primer lugar en el Concurso de Robótica de la Asociación de la Industria Eléctrica-Electrónica. [7] 17
  • 18. CONCLUSIÓN.La mecatrónica es la integración de sistemas mecánicos, electrónicos y de software, para creardispositivos que cumplan funciones automáticamente. La mecatrónica, se ha convertido en unarama importante ya que por medio de ella los sistemas se hacen mas flexible, mas simples yeconómicos, también se debe tomar en cuenta que la mecatrónica se ve mas en estos días ya queinfluye mucho en tareas como la automatización de las industrias.En estos tiempos con la globalización se ha visto un desarrollo más explosivo de losdispositivos que han sido desarrollados por ingeniería de la mecatrónica. Estos dispositivos sehan vuelto más amigables para el ser humano ya que cotidianamente se convive en cada hogaren estos dispositivos como por ejemplo el automóvil, las cámaras fotográficas, los celulares, etc.Además se ha compartido de manera clara los conceptos fundamentales que se manejan en elcampo de la mecatrónica, los cuales son de uso común también en la informática y en lossistemas operativos. 18
  • 19. BLIBLIOGRAFÍA.-[1] www.adm.evi.upm.es/historia_informatica/doc/personajes/alanturing.html.-[2] www.ig.es./pcworld/george_devol_pionero_de_la_robotica_su_invento_elrt175987.html.- www.meca.civestar.mx/que-es-la-mecatronica/-[3] mayanamochtar.blogspot.com/2010/04sif-lor.html.-[4] www.master-maestrias.com/master-maestria-posgrado/ingenieria-y-tecnoligía/-[5] www.bodytecnologia.com/tecnologia/11909/immaculable7brazorobot7hansalexander.-[6] http://www.uta.cl/prontus_uta/site/artic/20111207/pags/20111207160854.html-[7] www.utalca.cl/link.cgi//salaprensa/creatividad/225.-[8] http://www.emeraldinsight.com/journals.htm?articleid=1722577&show=html.- http://es.scribd.com/doc/14253178/Que-es-Mecatronica-http://mecatronica12a.blogspot.com/2010/07/la-mecatronica.html-http://angelamecatronica.blogspot.com/2006/02/mecanismos-de-precision.html-[9] http://mecatronica-curso.blogspot.com/2010/04/que-es-la-mecatronica.html-[10] http://www.ingenieriafantastica.net/2011/10/el-electric-blue-y-su-record-de.html-[11] http://unidadesproductivassena.blogspot.com/2011/05/mecatronica.html-[12] http://kueponi.blogspot.com/2011/11/lo-nuevo-del-robot-asimo.html-[13] http://electrobottica.blogspot.com/2011/04/introduccion-la-mecatronica.html 19