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  Instituto " Daniel Quiroz "
  
  Área De Estudio:
  
  II De BTP En Informática
  
  Asignatura:
  
  Informática
  
  Catedrático:
  
  Oscar M. Claros Nolasco
  
  Alumno:
  
  David A. Romero Fuentes

Definición

Un consenso común es describir a la mecatrónica como una disciplina integradora de las áreas de mecánica, electrónica e informática cuyo objetivo es proporcionar mejores productos, procesos y sistemas industriales. La mecatrónica no es, por tanto, una nueva rama de la ingeniería, sino un concepto recientemente desarrollado que enfatiza la necesidad de integración y de una interacción intensiva entre diferentes áreas de la ingeniería.

Con base en lo anterior, se puede hacer referencia a la definición propuesta por J. A. Rietdijk: "Mecatrónica es la combinación sinérgica de la ingeniería mecánica de precisión, de la electrónica, del control automático y de los sistemas para el diseño de productos y procesos", la cual busca crear maquinaria más compleja para facilitar las actividades del ser humano a través de procesos electrónicos en la industria mecánica principalmente. Existen, claro está, otras versiones de esta definición, pero ésta claramente enfatiza que la mecatrónica está dirigida a las aplicaciones y al diseño.

Introducción

La ingeniería mecatrónica es una disciplina que sirve para diseñar y desarrollar productos que involucren sistemas de control para el diseño de productos o procesos inteligentes, lo cual busca crear maquinaria más compleja para facilitar las actividades del ser humano a través de procesos electrónicos en la industria mecánica, principalmente. Esta disciplina une la ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería de control e ingeniería informática. Debido a que combina varias ingenierías en una sola, su punto fuerte es la versatilidad del mismo.

Historia

La mecatrónica tiene como antecedentes inmediatos a la investigación en el área de cibernética realizada en 1936 por Alan Turing, en 1948 por Norbert Wiener3 y Morthy, las máquinas de control numérico, desarrolladas inicialmente en 1946 por George Devol, los manipuladores, ya sean tele operados, en 1951 por Goertz, o robotizados, en 1954 por Devol, y los autómatas programables, desarrollados por Bedford Associates en 1968.

En 1969, Tetsuro Mori, ingeniero de la empresa japonesa Yaskawa Electric Co., acuña el término mecatrónica, y en 1971 se le otorga el derecho de marca. En 1982 Yaskawa permite el libre uso del término.

En los

La mecatrónica tiene como antecedentes inmediatos a la investigación en el área de cibernética realizada en 1936 por Alan Turing, en 1948 por Norbert Wiener y Morthy, las máquinas de control numérico, desarrolladas inicialmente en 1946 por George Devol, los manipuladores, ya sean tele operados, en 1951 por Goertz, o robotizados, en 1954 por Devol, y los autómatas programables, desarrollados por Bedford Associates en 1968.

En 1969, Tetsuro Mori, ingeniero de la empresa japonesa Yaskawa Electric Co., acuña el término mecatrónica, y en 1971 se le otorga el derecho de marca. En 1982 Yaskawa permite el libre uso del término.

En los años setenta, la mecatrónica se ocupó principalmente de la tecnología de servomecanismos usada en productos como puertas automáticas, máquinas automáticas de autoservicio y cámaras "auto-focus". En este enfoque pronto se aplicaron métodos avanzados de control. En los años ochenta, cuando la tecnología de la información fue introducida, los ingenieros empezaron a incluir microprocesadores en los sistemas mecánicos para mejorar su desempeño. Las máquinas de control numérico y los robots se volvieron más compactos, mientras que las aplicaciones automotrices como los mandos electrónicos del motor y los sistemas anticerrado y frenando se hicieron extensas. Por los años noventa, se agregó la tecnología de comunicaciones, creando productos que podían conectarse en amplias redes. Este avance hizo posibles funciones como la operación remota de manipuladores robóticos. Al mismo tiempo, se están usando novedosos microsensores y microactuadores en nuevos productos. Los sistemas microelectromecánicos como los diminutos acelerómetros de silicio que activan las bolsas de aire de los automóviles.

años setenta, la mecatrónica se ocupó principalmente de la tecnología de servomecanismos usada en productos como puertas automáticas, máquinas automáticas de autoservicio y cámaras "auto-focus". En este enfoque pronto se aplicaron métodos avanzados de control. En los años ochenta, cuando la tecnología de la información fue introducida, los ingenieros empezaron a incluir microprocesadores en los sistemas mecánicos para mejorar su desempeño. Las máquinas de control numérico y los robots se volvieron más compactos, mientras que las aplicaciones automotrices como los mandos electrónicos del motor y los sistemas anticerrado y frenando se hicieron extensas. Por los años noventa, se agregó la tecnología de comunicaciones, creando productos que podían conectarse en amplias redes. Este avance hizo posibles funciones como la operación remota de manipuladores robóticos. Al mismo tiempo, se están usando novedosos microsensores y microactuadores en nuevos productos. Los sistemas microelectromecánicos como los diminutos acelerómetros de silicio que activan las bolsas de aire de los automóviles.

Evolución- Primera Etapa

Finales de 1978 – comienzo de 1980. Fue el periodo en el cual se introdujo el término en el medio industrial, y se buscó su aceptación. En esta etapa, cada una de las ingenierías que ahora abarca la mecatrónica se desarrollaba independientemente.

Segunda Etapa

Década de 1980.

Inicia la integración sinérgica de

los componentes actuales (mecánica, electrónica, informática), se consolida la interdisciplinariedad de la nueva ciencia y se acuña el término a partir de la experiencia inicial en Japón.

Tercera Etapa

Finales de la década de 1980 – Década 1990. Dicho periodo puede considerarse como el que inicia la era de la mecatrónica, y se basa en el desarrollo de la inteligencia computacional y los sistemas de información. Una característica importante de esta última etapa es la miniaturización de los componentes en forma de micro procesadores y microsensores, integrados en sistemas micro electromecánicos o en micro mecatrónica. Actualmente la era digital dirige el rumbo de la mecatrónica, aplicada al desarrollo de software y hardware para computadores, de máquinas y sistemas inteligentes, y de automatizaciones industriales.

Ramas de la Mecatrónica

En total hay 4 disciplinas (ramas);Ingeniería Mecánica, Ingeniería Electrónica, Ingeniería de Control e Ingeniería de computación, las cuales se unen para formar la mecatrónica y que a continuación se mostrara un pequeño resumen de lo que trata cada uno:

Ingeniería Electrónica (Electrónica):

Es una rama de la ingeniería la cual se encarga de resolver problemas electrónicos en la industria tales como el procesos industriales es decir desde el interior de un aparato electrónico o también otro ejemplo seria el análisis de los microprocesadores(Chip) o microcontroladores.

Ingeniería Automática (Control):

Como se dijo en el titulo esta disciplina puede ser llamada tanto de automática como de control, la cual se encarga del control y uso de elementos sistemáticos.

Ingeniería Mecánica (Mecánica):

Es una rama de la ingeniería es un campo muy amplio el cual usa los principios de la física para el diseño, análisis y creación de sistemas mecánicos, es decir lo material con lo que el robot va a funcionar.

                                             

                                                      

                         

Ingeniería Informática (Computación):

Es también una rama de la ingeniería de la cual aplica los fundamentos la ingeniería del software, la electrónica y la ciencia de la computación para el desarrollo de software en la maquina capas de procesar información por si misma.      

                                                                      

Campo Laboral

El campo laboral del ingeniero en mecatrónica abarca toda la cadena productiva de un producto, y no se limita únicamente a campos industriales.  Lo comento porque tenemos la costumbre de pensar que por el hecho de estudiar ingeniería vamos a tener que buscar empleo dentro de alguna industria como la espacial o la automotriz, sin embargo hay muchas otras áreas en las que te puedes desarrollar, por ejemplo el campo de la planeación de proyectos, que desde mi punto de vista es un área bastante mejor pagada que estar dirigiendo una línea de producción. Las áreas de trabajo son:

Como Ingeniero Industrial

Así es, no me equivoque, es muy común ver ingenieros mecatrónicas en puestos que originalmente fueron pensados para ser ocupados por ingenieros industriales, Porque? Es bien sabido que los Ing. Industriales suelen ser los jefes de las áreas, sin embargo tienen un punto débil que es el diferencial para que pierdan terreno en el campo de trabajo, y es que si la empresa tiene procesos muy técnicos, la curva de aprendizaje por la que tienen que atravesar es mucho mayor, esto es mucho más común en empresas del giro electrónico y automotriz, en donde se requiere tener conocimientos en el manejo y uso de herramientas y procesos relacionadas con la hidráulica y la neumática por poner un ejemplo.

Ingeniero En Manufactura

El área de manufactura es muy común encontrarla en el sector aeroespacial y automotriz, por lo que puedes comenzar a aprender Catia o solidworks, dos de los software de diseño que son muy comunes en estos sectores. En general es una posición que a mi me gusta mucho y en la que te vas a encontrar muchas oportunidades de aprender, ya que las empresas constantemente capacitan a éste tipo de profesionales en nuevas técnicas de diseño.

Áreas De Estudio

Se logrará el objetivo de formación a través del estudio científico, tecnológico y humanístico, el desarrollo de las capacidades de creatividad, de reflexión y análisis crítico en el estudiante, y el establecimiento de mecanismos efectivos de vinculación del estudiante con las actividades de los sectores productivo, público y académico. En particular se contemplan siete áreas de conocimientos cuyos objetivos son los siguientes:

Ciencias Básicas

Preparar a los estudiantes con los conceptos y principios de Matemáticas, Física y Química que les permitan definir, plantear y atender problemas fundamentales de la ciencia, así como proporcionarles un lenguaje que les permita desarrollar e integrar diversos tipos de sistemas. Proporcionar el conocimiento fundamental de los fenómenos físicos y químicos, incluyendo sus expresiones cuantitativas y desarrollar la capacidad de uso del método científico.

Electrónica

Proporcionar los conocimientos sobre electrónica básica y aplicada y las habilidades que lo califiquen para el diseño, la evaluación e integración de proyectos mecatrónicos.

Mecánica-Industrial

Proporcionar los conocimientos básicos en mecánica, automatización de procesos de manufactura y diseño mecánico para que el alumno obtenga la habilidad para integrarlos, metodológica y eficazmente en el diseño y planeación de proyectos mecatrónicos.
Instrumentación y Control. Dotar al estudiante con los conocimientos básicos y habilidades para entender y diseñar circuitos y dispositivos usados en los procesos convencionales y automatizados, para optimizar y adaptar nuevas tecnologías de instrumentación y control para la industria.

Ciencias de los Materiales

Proporcionar los conocimientos fundamentales sobre las propiedades y comportamiento de los materiales así como un conjunto de procedimientos, técnicas y métodos para la selección, caracterización y aplicación de nuevos materiales para el diseño de modelos óptimos de producción en la industria.

Matemáticas Avanzadas y Computación

Proporcionar los conceptos y los métodos matemáticos para que el estudiante sea capaz de plantear y solucionar problemas específicos de ingeniería mecánica, comunicaciones y de electrónica de control, utilizando la computadora y sus diversos lenguajes como herramienta para resolver problemas relacionados con la rama de la ingeniería en mecatrónica.

Automatización

Es el área en la que muchos de nosotros nos visualizamos cuando comenzamos a estudiar, yo creo que aun existen muchas oportunidades, porque si bien la era de la automatización comenzó hace tiempo, todavía queda mucho por hacer en ésta área. El ingeniero en automatización se encarga como su nombre lo dice de automatizar, es decir de eliminar tareas repetitivas en los procesos, ya sea que busques la forma de reemplazar toda una línea de producción o que busques herramientas que faciliten el desarrollo del trabajo manual.

Mantenimientos De Equipos Industriales

Si eres de los que les gusta lo mecánico prácticamente tienes trabajo en todos los lugares en donde tengan maquinaria, las áreas de mantenimiento se suelen contar con técnicos e ingenieros, por lo que la posición te conviene si quieres empezar a dirigir equipos de trabajo, además de que aprendes mucho porque los técnicos suelen ser expertos en reparación de equipos.

Instrumentación y Control

Dotar al estudiante con los conocimientos básicos y habilidades para entender y diseñar circuitos y dispositivos usados en los procesos convencionales y automatizados, para optimizar y adaptar nuevas tecnologías de instrumentación y control para la industria.

Ventajas Y Desventajas De La Mecatrónica

La Tecnología ha venido a dar un gran giro a la sociedad, giros buenos y malos, por lo que ahora se mencionarán algunas ventajas y desventajas de la Mecatrónica:

                                                             

Ventajas De La Mecatrónica

El robot está específicamente diseñado para sustituir una labor humana y de esta manera mejorarla o simplemente igualar su capacidad. Por esto mismo, no deberían de haber mayores desventajas a la hora de introducir aun más a la robótica. No obstante, si existen una serie de desventajas que no pueden dejarse de observar. Aunque si es muy cierto que la robótica puede crear más empleos, también puede quitarlos. Y actualmente se puede observar que el desempleo por la sustitución humana por robots ha sido mayor que el empleo que esta ha creado. Esto se debe mayormente a que muchas generaciones pasadas no pudieron competir ante el potencial de los robots, por esto mismo fueron sustituidos y expulsados de esa área de trabajo específica.

Algunas Ventajas son:

- Mayor precisión, sin cansancio.

- Tareas peligrosas.

- Realidad Ampliada.

- Mayor velocidad.

- Reducción de costos.

- Pueden ir a donde el humano no puede.

Desventajas De La Mecatrónica

• Tiene sus dificultades, ya que el diseño en la mecatrónica puede resultar tedioso o aburrido, porque se necesitan realizar muchos cálculos. Como desventaja se puede decir que el diseño de un circuito puede resultar difícil. 


• Las teorías de la electrónica pueden resultar complicadas de entender ya que se necesitan aprender muchos cálculos bastante difíciles.


• Al principio no se pueden realizar en la práctica circuitos complicados porque no se va a entender su funcionamiento. Es recomendable empezar de a poco e ir haciendo circuitos a medida que se los entiende correctamente.

Aplicaciones En La Mecatrónica

 Entendiendo que la Mecatrónica abarca disciplinas muy amplias y complejas podemos decir que tiene muchos campos de aplicación. De hecho, la Mecatrónica pretende ser esa disciplina o Ingeniería en la que los productos se fabriquen teniendo en cuenta todas las ingenierías y no estando separadas como tradicionalmente.

 Su punto fuerte es la versatilidad para crear mejores productos, procesos o sistemas. La Mecatrónica no es un concepto nuevo o una ingeniera nueva, sino, la síntesis de ciertas áreas de ingeniería.

 Su principal objetivo es cubrir ciertas necesidades como:

- Automatizar la maquinaria: así se consigue que sea ágil, productiva y fiable.

- Creación de productos inteligentes: que sobre todo responden a las necesidades del ser humano.

- Que haya armonía entre componentes mecánicos y electrónicos (hasta ahora la mecánica y la electrónica no manejaban los mismo términos lo que dificultaba los procesos de fabricación o reparación de diferentes equipos).

 Las principales industrias que utilizan la Mecatrónica son:

- Empresas de la Industria de la Automatización: empresas que utilizan sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para controlar maquinarias y/o procesos industriales.

- Empresas de la Industria de Manufactura Flexible: aquellas que se dedican a fabricar sistemas o componentes eléctricos o electrónicos de forma automática.

 Por tanto, la Mecatrónica puede aplicarse a muchos campos, desde la medicina hasta la minería, pasando por la industria farmacéutica, industria mecánica, automovilística, textil, comunicaciones, alimentación, comercio…y un largo etc.

Importancia De La Mecatrónica

A pesar de la diversidad de ideas y términos a cerca de esta tecnología, y de la actual globalización de la economía mundial, la mecatrónica paso de ser ciencia ficción a algo real y necesario que conlleva a la actualización constante para agilizar los procesos de manufactura en todos los campos de la industria. Siendo cierto que el líder en este tema a sido Japón, pero no podemos descartar el participe de los países tales como Alemania que también a sido uno de los pioneros más grandes en la investigación y procesamiento de esta infraestructura, abriendo así muchas mentes que no han sido ajenas a toda esta evolución, nuestras mentes.

Conclusiones De La Mecatrónica

La Ingeniería Mecatrónica es el mejor concepto de Ingeniería ya que abarca a casi todas las demás con el objetivo de hacernos la vida “más fácil”.

 Es una oportunidad para que cambie la forma de pensar y el enfoque sobre cuestiones tecnológicas. Nos abre las puertas a un nuevo camino de enseñanza para las nuevas tecnologías y de nuevas formas de adquirir conocimiento y habilidades. Es la capacidad de procesar y comunicar información con alto nivel de precisión y automatización.