SÍLABO DE MECATRÓNICA

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1 SÍLABO DE MECATRÓNICA I. DATOS GENERALES CÓDIGO CARÁCTER A0648 Obligatorio CRÉDITOS 5 PERIODO ACADÉMICO PRERREQUISITO 2016 Máquinas e Instrumentos HORAS Teóricas: 4 Prácticas: 2 II. SUMILLA DE LA ASIGNATURA La asignatura contiene: Integración de la ingeniería electrónica, la ingeniería eléctrica, la tecnología de computación y la ingeniería de control con la ingeniería mecánica, conforman lo que se conoce como mecatrónica, que ahora forma parte esencial en el diseño, manufactura y mantenimiento de una amplia variedad de productos y procesos de ingeniería. Elementos de sistemas, actuación, modelos de sistemas, principios digitales y sistemas de microprocesadores. Concluye con un capítulo sobre diseño, soluciones de diseño y estudio de casos. III. COMPETENCIA Desarrolla en el alumno la capacidad de análisis y diseño de los sistemas mecatrónicos través de un Proyecto Individual en el que se pondrá en práctica todos los conocimientos comprendidos en este nivel. Valora la importancia de los dispositivos electrónicos de potencia y actuadores neumáticos e hidráulicos aplicados en la ingeniería mecatrónica mostrando actitud crítica ante los casos prácticos que analiza.

2 IV. ORGANIZACIÓN DE LOS APRENDIZAJES UNIDAD CONOCIMIENTOS PROCEDIMIENTOS ACTITUDES I II Introducción a la Ingeniería Mecatrónica. Historia de la Ingeniería Mecatrónica. Integración de la Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica a la Ingeniería Mecánica. Introducción y fundamentos de neumática. Producción, distribución y tratamiento del aire comprimido. Estado actual y tendencias en los interruptores electrónicos de semiconductor usados en sistemas mecatrónicos. Aplicaciones de la Electrónica en los sistemas mecatrónicos. Actuadores neumáticos: Cilindros, actuadores de giro, pinzas y motores. Válvulas distribuidoras de mando: Regulación, control y bloqueo. Sensores y actuadores, definiciones, clasificación, tipos aplicaciones en ingeniería mecatrónica. Otros componentes en un circuito neumático: Técnica del vacío. Gobierno y control de actuadores: circuitos y esquemas. Dispositivos de Rectificación, Diodos semiconductores de potencia Características de los diodos de potencia, utilización de los sistemas de rectificación en mecatrónica. Diseño de circuitos neumáticos y electro neumáticos Transistores bipolares de unión, teoría y operación. El BJT en corte y saturación, para aplicaciones como interruptor de potencia para sistemas mecatrónicos. Introducción y fundamentos de la oleo hidráulica. Fluidos hidráulicos. Sistemas de Rectificación controlada, Tiristores, Los SCR, Teoría y Operación de los SCR. Formas de onda, características. Utilización del control de fase en sistemas de posicionamiento mecánico. Bombas hidráulicas: Actuadores hidráulicos: Pistones y motores hidráulicos. TRIAC, Formas de onda de los triacs, Métodos de disparo para los triacs, control bidireccional de corriente para sistemas de control mecatrónicos. Válvulas hidráulicas: Alivio, secuencia, reguladora de presión, check, reguladora de caudal. Acumuladores hidráulicos. Interruptores estáticos basados en transistores de potencia inteligentes (Smart Power) Aplicaciones en sistemas mecatrónicos. Selección de bombas, actuadores y motores eléctricos. EVALUACIÓN PARCIAL Entiende el concepto de la Ingeniería Mecatrónica, y la historia de los dispositivos electrónicos de potencia aplicados a robótica. Identifica las partes de una compresora de aire y los sistemas de regulación de presión y tratamiento del aire. Comprende el estado actual de los semiconductores de potencia y conoce los interruptores comerciales que existen en la actualidad. Localiza las partes de un sistema neumático en lo referente a actuadores y válvulas. Entiende la importancia de los sensores y actuadores en sistemas mecatrónicos. Esboza un circuito neumático su gobierno y control Resuelve problemas con dispositivos de rectificación, conoce los tipos de rectificadores usados en el diseño de fuentes de alimentación para robótica. Diseña un circuito neumático y electro neumático de aplicación industrial. Entiende la importancia de los transistores bipolares en el control de motores para robótica. Estructura los fundamentos de los fluidos hidráulicos, para sistemas hidráulicos de potencia. Analiza el comportamiento de los dispositivos de rectificación controlada en el control de corriente alterna. Identifica los componentes de un circuito hidráulico: Bombas y actuadores. Conoce los dispositivos de control de corriente alterna para el control de motores para posicionamiento de tornos CNC. Localiza las válvulas en un sistema hidráulico y describe su función. Analiza la funcionalidad de los interruptores estáticos para el control de válvulas solenoides, reemplazando a relays electromecánicos. Idea un sistema hidráulico y selecciona los componentes adecuados. - Valora la importancia de la ingeniería mecatrónica en la solución de problemas. - Posee una actitud reflexiva y critica frente a los resultados de los experimentos prácticos. - Muestra disposición a la investigación y a la búsqueda de información adicional. - Disposición a ser reflexivo y creativos. - Afianza su autoestima y la seguridad en sí mismo en la medida que obtiene logros y éxitos académicos.

3 III IV Fuentes de alimentación, teoría y operación, tipos y aplicaciones en sistemas mecatrónicos. Simbología hidráulica y circuitos hidráulicos. Reguladores de potencia en CC, disipativos y no disipativos o troceadores, aplicaciones en sistemas de alimentación de circuitos mecatrónicos. Diseño de circuitos hidráulicos y electrohidráulicos Modulación por ancho de pulso para control de potencia, aplicaciones en control de motores de sistemas mecatrónicos. Sistemas Hidráulicos de máquinas industriales. Control de motores de CC para aplicaciones en robótica, control de la velocidad con tecnología PWM. Sistemas hidráulicos de maquinaria pesada. Inversores monofásicos en puente, aplicaciones en control de motores AC para control de motores en robótica. Introducción al mantenimiento de sistemas hidráulicos. Control electrónico de solenoides neumáticos, hidráulicos y control de válvulas proporcionales. Posicionamiento de ejes. Localización de anomalías en las instalaciones hidráulicas. Motores de corriente alterna, motores de inducción, Variadores de frecuencia, configuraciones para automatización industrial y robótica. Recomendaciones sobre los aceites. Sistemas de protección para Electrónica de potencia, fiabilidad y ruido. Motores de corriente continua aplicados en robótica. Mantenimiento y reparación de sistemas hidráulicos de maquinaria pesada. Entiende la importancia de las fuentes de alimentación para energizar sistemas mecatrónicos y de automatización. Identifica los símbolos hidráulicos. Conoce las formas y los tipos de regulación de tensión para obtener un voltaje regulado y constante. Diseña circuitos hidráulicos propuestos Analiza la tecnología de modulación por ancho de pulso para controlar la potencia aplicada a una carga. Estructura sistemas hidráulicos de máquinas industriales. Entiende la manera en que utilizando dicha tecnología se regula la velocidad de los motores de potencia CC para posicionamiento mecánico. Esboza el funcionamiento de circuitos hidráulicos de maquinaria pesada. Conoce la forma en que se puede controlar motores de CA regulando la velocidad y posición. Estructura el procedimiento del mantenimiento de sistemas hidráulicos. Analiza la manera en que se controla cargas utilizando sistemas electrónicos. Establece los pasos de identificar las anomalías de un sistema hidráulico. Analiza las características de los motores de inducción y su forma de control. Identifica los aceites ideales de un sistema hidráulico. Analiza la importancia de los sistemas de protección electrónicos en los sistemas mecatrónicos. Identifica los casos particulares de mantenimiento de maquinaria pesada. EVALUACIÓN FINAL - Valora la importancia de la ingeniería mecatrónica en la solución de problemas. - Posee una actitud reflexiva y critica frente a los resultados de los experimentos prácticos. - Muestra disposición a la investigación y a la búsqueda de información adicional. - Disposición a ser reflexivo y creativos. - Afianza su autoestima y la seguridad en sí mismo en la medida que obtiene logros y éxitos académicos.

4 V. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS El proceso de aprendizaje del curso de Mecatrónica se apoya en plantear interrogantes a los estudiantes para que den sus criterios y puedan asimilar situaciones problemáticas. Se inicia con orientaciones del contenido del curso y temas de estudio donde se plantea aspectos significativos, los conceptos, leyes, principios y métodos esenciales; proponiendo la secuencia de trabajo de cada tema. Se buscará la resolución de casos reales para favorecer la realización de pensamiento complejo, tales como: análisis, razonamiento, argumentaciones, revisiones y profundizar diversos temas. VI. SISTEMA DE EVALUACIÓN: RUBROS INSTRUMENTOS PESO Evaluación de EXAMEN ESCRITO entrada Requisito Prueba de desarrollo Consolidado 1 Rubrica de evaluación 20% Evaluación Parcial EXAMEN ESCRITO 20% Consolidado 2 Prueba de desarrollo Rubrica de evaluación 20% Evaluación Final EXAMEN ESCRITO 40% Fórmula para obtener el promedio: PF = C1 (20%) + EP (20%) + C2 (20%) + EF (40%) VII. BIBLIOGRAFÍA 7.1 BÁSICA Bolton, William (2013), Mecatrónica: Sistemas de control electrónico en Ingeniería Mecánica y Eléctrica, 5ta Edición Edit Alfa Omega UBICACIÓN CENDOC UC: B71. JOSE MANUEL BENAVENT GARCIA Electrónica de potencia: Teoría y aplicaciones, Universidad Politécnica de Valencia, Diez de la Cortina León, Antonio (2009), Manual de Oleo hidráulica, Editorial Alfaomega UBICACIÓN CENDOC UC: D COMPLEMENTARIA Serrano, Nicolás, (2005), Neumática, Editorial Paraninfo, México J.A. GUALDA, S. MARTÍNEZ, P.M. MARTÍNEZ Electrónica Industrial: Técnicas de Potencia.alfaomega marcombo, BENAVENT AVELLAN, Figures Electrónica de Potencia: Teoría y aplicaciones, Alfaomega, 2000.

5 MUHAMMAD H. RASHID; Electrónica de Potencia - Daniel W. Hart; Prentice Hall. TIMOTHY J. MALONEY; Electrónica Industrial Moderna; Prentice Hall; EDUARD BALLESTER, ROBERT PIQUÉ; Electrónica de Potencia Alfaomega, Marcombo HORESTEIN Microelectrónica, Circuitos y Dispositivos. Editorial Prentice Hall. EEUU RASHID Circuitos Microelectrónicos. Editorial McGraw Hill. España SAVANT Diseño Electrónico. University of Texas at Austin. USA SEDRA SMITHFAVIO DI LORENZO Circuitos Microelectrónicos. EEUU VIII. RECURSOS DIGITALES Sistemas Hidráulicos y Neumáticos; 0cuatrimestre/Sistema%20hidraulicos%20y%20neumaticos.pdf Introducción a los Sistemas Hidráulicos y Neumáticos; ANEUMATICA.pdf 2016.