FUNDAMENTOS OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

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1 OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno aplicará diferentes elementos como son: manejadores y actuadores, dispositivos de control, motores convertidores de movimiento, mecanismos, estructuras y las computadoras personales, en el análisis y diseño y construcción de componentes para sistemas mecatrónicos complejos. FUNDAMENTOS La integración de tecnologías para la obtención de dispositivos y sistemas funcionales de alto rendimiento y de bajo costo, ha obligado a los ingenieros a tener una preparación multidisciplinaria que les permite interactuar eficientemente con los procesos y sistemas modernos. En esta asignatura se logra la integración de diversos conocimientos adquiridos en asignaturas como Control, Modelado y Simulación, Sensores y Actuadores, Dinámica de Mecanismos y Electrónica I y II, entre otras. Lo que permitirá al alumno diseñar, construir y controlar dispositivos de naturaleza mecánica y electrónica, proporcionándole las bases para la asignatura de Mecatrónica XI (Diseño de sistemas mecatrónicos). En la enseñanza de esta asignatura es recomendable el trabajo de equipo en el laboratorio y el desarrollo de prototipos por parte de los alumnos con la guía del profesor. M. EN I. DIEGO A. FLORES HERNÁNDEZ 1

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3 MANEJADORES Y ACTUADORES EN MECATRÓNICA Introducción Sistemas Mecatrónico Manejadores y actuadores DISPOSITIVOS DE CONTROL Electrohidráulicos Electroneumáticos Control de manejadores eléctricos Convertidores, trozadores, inversores y cicloconvertidores SISTEMAS DE MOVIMIENTO LINEAL Cilindro neumático Diafragmas neumáticos Cilindros hidráulicos Actuadores directos lineales eléctricos - Solenoides MANEJADORES ROTACIONALES Motores neumáticos - hidráulicos Motores de corriente directa Motores de corriente alterna Motores a pasos CONVERTIDORES DE MOVIMIENTO Convertidores de movimiento de relación fija Levas Sistema eslabonado M. EN I. DIEGO A. FLORES HERNÁNDEZ 3

4 SISTEMAS MECÁNICOS Y DISEÑO Introducción Ingenierías clásica y Mecatrónica El punto de vista de la mecatrónica Control El proceso de Diseño Tipos de diseño MECANISMOS Introducción Funciones de los mecanismos - Condiciones de operación Diseño Flexibilidad Modelado y simulación ESTRUCTURAS Introducción Funciones de las estructuras Condiciones de operación Flexibilidad Modelado de estructuras INTERFACES HOMBRE MÁQUINA Introducción Diseño Industrial y factores humanos Transferencia de la información Características del sistema de información M. EN I. DIEGO A. FLORES HERNÁNDEZ 4

5 CONTROL DE UN SISTEMA MECÁNICO USANDO DISPOSITIVOS DE CONTROL ELÉCTRICO UNIDAD II 4 HORAS DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN ACTUADOR LINEAL ELÉCTRICO Y/O HIDRÁULICO UNIDAD III 6 HORAS CONTROL DE POSICIÓN Y VELOCIDAD DE MOTORES ELÉCTRICOS UNIDAD IV 8 HORAS DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CONVERTIDOR DE MOVIMIENTO UNIDAD V 2 HORAS DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN MECANISMO UNIDAD VII 4 HORAS CONTROL Y SUPERVISIÓN POR COMPUTADORA EN TIEMPO REAL DE UN MOVIMIENTO UNIDAD VIII Y IX 6 HORAS M. EN I. DIEGO A. FLORES HERNÁNDEZ 5

6 CONCEPTOS Introducción Mecatrónica Definición, conceptos, elementos Horizonte y futuro de la Mecatrónica DISPOSITIVOS MECATRÓNICOS Definición y clasificación de Sistemas Definición de dispositivos Definición sistema dispositivo Mecatrónico Componentes elementos dispositivos Mecatrónicos INTRODUCCIÓN INGENIERIA DE DISEÑO Conceptos, definiciones y atributos Responsabilidades y Habilidades Proceso de Diseño Clásico Ingeniería Concurrente GENERALIDADES EN EL PROCESO DE DISEÑO MECATRÓNICO Conceptos, elementos y atributos Proceso de diseño mecatrónico Product Design Specifications DISEÑO CONCEPTUAL Creatividad, herramientas y técnicas Análisis Morfológico Herramientas de selección (Tablas de toma de decisión, EVAD, Método DATUM M. EN I. DIEGO A. FLORES HERNÁNDEZ 6

7 PROCESO DE DESARROLLO - EP Selección de Componentes - Selección de procesos y materiales Virtualización Modelado mecatrónico (Conceptos, Proceso, Bond Graph) Conceptos de Optimización Diseño Esquemático (Mecánico electrónico control) DISEÑO DETALLADO - DD Factor de Seguridad Conceptos de Confiabilidad Efectos Sinérgicos Dimensionamiento Tolerancias (Mecánicas electrónicas) Diseño Robusto (Controlador Planta Interface) VALIDACIÓN MECATRÓNICA SimMechanics Dymola Modelica OPTIMIZACIÓN Diseño para la Manufactura y Ensamble (DFMA) Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) MRP I MRP II Redes de Petri DOCUMENTACIÓN Plan de Ensamble (BOM) Plan de Refaccionamiento Plan de Mantenimiento Plan de Manufactura M. EN I. DIEGO A. FLORES HERNÁNDEZ 7

8 PARCIAL UNIDADES PORCENTAJE 1 I, II, III 2 IV, V 3 VI, VII, VIII, IX Evaluación teórica 70% Prácticas 20% Tareas 10% PRIMER PARCIAL (10-13 Septiembre 2012) EVALUACIÓN TEÓRICA 15 CLASES 60% Conceptos Dispositivos Mecatrónicos Introducción Ingeniería de Diseño Generalidades en el Proceso de Diseño Mecatrónico Diseño Conceptual PROYECTO 20% Requerimientos y Necesidades del Dispositivo Mecatrónico Documentación Conceptualización *Selección Diseño Conceptual TAREAS PRÁCTICAS 20% M. EN I. DIEGO A. FLORES HERNÁNDEZ 8

9 SEGUNDO PARCIAL (22-25 Octubre 2012) EVALUACIÓN TEÓRICA 16 CLASES 50% Diseño Conceptual Proceso de Desarrollo EP Diseño Detallado DD Validación Mecatrónica PROYECTO 40% Dimensionamiento y Formas Selección Componentes, Procesos, Materiales Modelado Efectos Sinérgicos *Validación del Dispositivo TAREAS PRÁCTICAS 10% TERCER PARCIAL (3-6 Diciembre 2012) PROYECTO PRÁCTICAS 16 CLASES TAREAS 20% 90% Validación Mecatrónica Optimización Validación del Dispositivo Implementación DFMA Plan de Manufactura, ensamble y refaccionamiento Documentación - Manuales M. EN I. DIEGO A. FLORES HERNÁNDEZ 9

10 REQUISITOS TAREAS Formato: Documento PDF. Nombre del Archivo: Número de Tarea - Nombre de la Tarea Primer Nombre y Apellido E.g. Tarea 1 DFMA Diego Flores.pdf Correo: dflores.upiita@hotmail.com Datos del Correo: Asunto: Número de Tarea - Nombre de la Tarea Primer Nombre y Apellido Importante: se deberá entregar máximo a las 23:59 HORAS del día de entrega y con las condiciones antes mencionadas, de lo contrario NO se consideraran para la evaluación. NO se evaluaran trabajos que no sean de autoría propia y que no tengan las referencias correspondientes. DOCUMENTOS PRESENTACIONES - INFORMACIÓN Página: d-flores.wikidot.com Calendario de tareas, Presentaciones Importante: para tener derecho al examen extraordinario no deberá tener ni un NP en alguno de los parciales, así como, haber entregado el Proyecto Final. M. EN I. DIEGO A. FLORES HERNÁNDEZ 10

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