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INGENIERÍA MECATRÓNICA EN LA AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS Dr. Pedro Bañuelos Sánchez

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

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INGENIERÍA MECATRÓNICA EN LA AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS Dr. Pedro Bañuelos Sánchez

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

  2. AGENDA • Introducción • Automatización • Automatización flexible • Producción 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

  5. Elementos básicos del sistema de control de una cámara fotográfica

  6. SUSPENSIÓN AUTOMOTRIZ • Amortiguador • Resorte • Unión Universal • Cubierta del diferencial • Brazo de control • Los brazos oscilan con respecto a las ruedas

  7. 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.

  8. Sistema de una lavadora

  9. Elementos de un sistema de control en lazo cerrado

  10. Galgas extensiométricas

  11. Sensor de proximidad capacitivo

  12. LVDT

  13. Codificador incremental

  14. ¿POR QUÉ AUTOMATIZAR?

  15. AUTOMATIZACIÓN:Producción en grandes lotes • Una 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

  16. AUTOMATIZACIÓN: Producción engrandes lotes • Utilización de máquinas computarizadas • Producción de artículos complejos • Producción de grandes lotes del producto • Producto homogéneo

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

  18. INDUSTRIA DE LA ROPA

  19. INDUSTRIA DE LA ROPA

  20. INDUSTRIA MUEBLERA • Grandes cantidades de muebles • De todo género • Para toda edad • De todo gusto • De acuerdo al poder económico • Utilización de máquinas que solo pueden hacer ciertos modelos

  21. INDUSTRIA MUEBLERA

  22. INDUSTRIA MUEBLERA • Esta industria a cambiado significativamente • Producción en serie • Muebles hechos por partes • Almacenaje optimizado • Montaje del mueble en el lugar de consumo

  23. INDUSTRIA MUEBLERA

  24. INDUSTRIA MUEBLERA

  25. INDUSTRIA MUEBLERA

  26. INDUSTRIA AUTOMOTRIZ • Ensamblado del auto • Utilización extensiva de robots • Eliminación de trabajos peligrosos y monótonos • Alto grado de precisión • Seguridad • Resistencia

  27. INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

  28. Conversión de la energía • Convertidores de potencia • Convertidor CA/CD, rectificador • Convertidor CD/CD • Convertidor CD/CA, inversor • Convertidor CA/CA • Circuitos correctores de factor de potencia

  29. Circuito Rectificador

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

  31. Inversor medio puente

  32. Inversor puente completo

  33. Inversor multinivel

  34. Voltaje de salida de un invesor multinivel

  35. INDUSTRIA DE MANUFACTURACIÓN DE PIEZAS METAL-MECÁNICAS • Grandes cantidades de piezas exactamente iguales • Enorme precisión en su manufacturado • Materiales muy específicos para su construcción

  36. EL CAMBIO EN LOS PRODUCTOS • Especificaciones 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

  37. ATOMATIZACIÓN FLEXIBLE:Producción en pequeños lotes • TÉCNICAS 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

  38. 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

  39. 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

  40. 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

  41. 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.

  42. AUTOMATIZACIÓN FLEXIBLE • Permite 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

  43. GENERACIÓN ALTERNATIVA DE ENERGÍA ELÉCTRICA • Generación eólica • Generación fotovoltaica

  44. Generación de energía eléctrica por la fuerza del viento

  45. 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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