metodologia del diseno mecatronico
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METODOLOGÍA DEL
DISEÑO MECATRÓNICO
Ing. Mónica Isela Acuautla Meneses
México
Septiembre-2010
ÍNDICE
Introducción.
Definición de mecatrónica.
Diseño convencional vs diseño mecatrónico.
Metodología del diseño mecatrónico.
Propiedades y características del diseño mecatrónico.
Discusión práctica.
Bibliografía.
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.
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
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
• 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
• 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
METODOLOGÍA DEL DISEÑO MECATRÓNICO
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.
DISCUSIÓN:
DISEÑO DE UN PANEL DE CONTROL
AUTOMOTRIZ (CPM).
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.