1 INGENIERÍA MECATRÓNICA EN LA AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOSDr. Pedro Bañuelos Sánchez Departamento de Computación, Electrónica y Mecatrónica. Simposium de Ingeniería Instituto Tecnológico de Toluca Noviembre 2008

2 AGENDA Introducción Automatización Automatización flexibleProducción alternativa de energía eléctrica Estudios de mecatrónica en la UDLA Conclusiones

3 MECATRÓNICA El término Mecatrónica se usa para describir la integración de sistemas de control basados en microprocesadores, sistemas eléctricos y sistemas mecánicos Su desarrollo ha sido vertiginoso dadas las crecientes demandas de la industria y desarrollo tecnológico Sin embargo, se requieren fuertes conocimientos en ciencias básicas, como física y matemáticas, y amplia visión tecnológica. La electrónica de potencia toma un papel preponderante!

4 CÁMARA FOTOGRÁFICA

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6 Elementos básicos del sistema de control de una cámara fotográfica

7 SUSPENSIÓN AUTOMOTRIZAmortiguador Resorte Unión Universal Cubierta del diferencial Brazo de control Los brazos oscilan con respecto a las ruedas

8 Aunque la Clase C se ha caracterizado siempre por su elevado nivel de confort, nuestros ingenieros se han propuesto superar todas las expectativas. Para lograrlo la han equipado por vez primera con un sistema de amortiguación selectivo. AGILITY CONTROL, que forma parte del equipamiento de serie, ajusta la dureza de los amortiguadores a la situación de conducción y a las condiciones de la calzada, de forma totalmente automática y para cada rueda. El vehículo se desplaza así con una suavidad sensiblemente mayor que con amortiguadores convencionales, especialmente cuando el firme está en malas condiciones.

9 Sistema de una lavadora

10 Elementos de un sistema de control en lazo cerrado

11 Galgas extensiométricas

12 Sensor de proximidad capacitivo

13 LVDT

14 Codificador incremental

15 ¿POR QUÉ AUTOMATIZAR?

16 AUTOMATIZACIÓN: Producción en grandes lotesUna tecnología ahorradora de trabajo Producción en serie Desarrollo de trabajo peligroso o monótono Aplicable a la producción de bienes industriales Accesible a países industrializados y en vías de industrialización

17 AUTOMATIZACIÓN: Producción en grandes lotesUtilización de máquinas computarizadas Producción de artículos complejos Producción de grandes lotes del producto Producto homogéneo

18 INDUSTRIA DE LA ROPA Grandes cantidades de ropa De todo géneroDe toda edad De todo gusto De acuerdo al poder económico Utilización de máquinas que solo pueden hacer ciertos modelos

19 INDUSTRIA DE LA ROPA

20 INDUSTRIA DE LA ROPA

21 INDUSTRIA MUEBLERA Grandes cantidades de muebles De todo géneroPara toda edad De todo gusto De acuerdo al poder económico Utilización de máquinas que solo pueden hacer ciertos modelos

22 INDUSTRIA MUEBLERA

23 INDUSTRIA MUEBLERA Esta industria a cambiado significativamenteProducción en serie Muebles hechos por partes Almacenaje optimizado Montaje del mueble en el lugar de consumo

24 INDUSTRIA MUEBLERA

25 INDUSTRIA MUEBLERA

26 INDUSTRIA MUEBLERA

27 INDUSTRIA AUTOMOTRIZ Ensamblado del autoUtilización extensiva de robots Eliminación de trabajos peligrosos y monótonos Alto grado de precisión Seguridad Resistencia

28 INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

29 Conversión de la energíaConvertidores de potencia Convertidor CA/CD, rectificador Convertidor CD/CD Convertidor CD/CA, inversor Convertidor CA/CA Circuitos correctores de factor de potencia

30 Circuito Rectificador

31 Convertidores estáticos de potencia más eficientes:Inversores monofásicos Inversores trifásicos Inversores multinivel Cargadores de baterías Fuentes ininterrumpibles de energía

32 Inversor medio puente

33 Inversor puente completo

34 Inversor multinivel

35 Voltaje de salida de un invesor multinivel

36 INDUSTRIA DE MANUFACTURACIÓN DE PIEZAS METAL-MECÁNICASGrandes cantidades de piezas exactamente iguales Enorme precisión en su manufacturado Materiales muy específicos para su construcción

37 EL CAMBIO EN LOS PRODUCTOSEspecificaciones del producto Productos más complejos: maquinaria más universal y flexible Grado de complejidad del producto: indicativo del grado de desarrollo del país Grado de especialización en el producto es indicativo del grado de especialización de la fuerza de trabajo

38 ATOMATIZACIÓN FLEXIBLE: Producción en pequeños lotesTÉCNICAS DE PRODUCCIÓN Máquina-herramienta de control numérico computarizado (MHCNC) Manufactura con asistencia de la computadora (MAC) Diseño con la asistencia de la computadora (DAC) Robots

39 Máquina-herramienta de control numérico computarizado (MHCNC)Máquina-herramienta para tareas de maquinado de acuerdo a una cinta de instrucciones Utilización de computadora Llegada a América Latina a partir de 1977

40 Manufactura con asistencia de la computadora (MAC)Conjunto de sistemas de computo enlazados entre sí para coordinar las instalaciones manufactureras en su totalidad Incluye MHCNC, robots, flujo de productos procesados, transporte interno

41 Diseño con la asistencia de la computadora (DAC)Diseño de objetos por computadora Capacidad interactiva y de graficación Visión de los diseños de manera multidimensional Visión de los objetos para su maquinado real

42 ROBOTS “Manipulador reprogramable y multifuncional, para mover materia, partes, herramientas o aparatos especializados a través de movimientos variables programados para el desempeño de diversas tareas” Funciones principales: tareas peligrosas, insalubres, o en extremo tediosas Pueden operar 24 hrs sin fatiga ni demanda de aumento de salario.

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46 AUTOMATIZACIÓN FLEXIBLEPermite la elaboración de un producto más personal, individual, a un costo unitario aproximado al de un producto uniforme, producido en masa Satisface las preferencias de los clientes sofisticados y hace posible la maximización de utilidades y el mejor logro de objetos individuales

47 GENERACIÓN ALTERNATIVA DE ENERGÍA ELÉCTRICAGeneración eólica Generación fotovoltaica

48 Generación de energía eléctrica por la fuerza del viento

49 ENERGÍA SOLAR Un módulo fotovoltaico está formado por un conjunto de células fotovoltaicas fabricadas por silicio, y es capaz de suministrar de forma ininterrumpida y permanente una diferencia de potencial, con el único requisito de ser expuesto a la radiación electromagnética de la luz solar

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52 ESTUDIOS EN MECATRONICA EN LA UNIVERSIDAD DE LAS AMERICAS PUEBLARobots rastreadores Robots escaladores Diseño de prótesis para extremidades humanas Robots para detección y apagado de incendios Turbinas para la generación eléctrica

53 CONCLUSIONES La concentración del diseño y conocimiento acerca de la producción, así como la producción misma, significan un poder económico monopólico Puede causar dependencia tecnológica en aquellas empresas y países que no posean el conocimiento técnico, o que solo lo tienen parcialmente Se requiere desarrollar tecnología propia para consolidar un país independiente