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INGENIERÍA MECATRONICA

La mecatronica, una nueva rama que propone la ingeniería.
by

Maria Paula Caviedes

on 3 September 2012

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Transcript of INGENIERÍA MECATRONICA

“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”.
J.A. Rietdijk INGENIERÍA MECATRONICA la Ingeniería Mecatronica surge de la combinación de distintas ramas de la ingeniería, entre las que se destacan: la mecánica de precisión, la electrónica, la informática y los sistemas de control; su propósito es el análisis y diseño de productos y de procesos de manufactura automatizados. Nace a causa de la revolución industrial, la cual tuvo como consecuencia la creación de máquinas para el aumento de la calidad y cantidad de productos de uso o consumo masivo A mediados de los años cuarenta del siglo pasado la llamada segunda revolución industrial dio origen al computador digital, el cual cambio totalmente el pensamiento de la sociedad y de la industria. •El término “mecatronica” en un principio se definió como la integración de la mecánica y la electrónica en una máquina o producto, pero luego se consolidó como una especialidad de la ingeniería e incorporó otros elementos como los sistemas de computación, los desarrollos de la microelectrónica, la inteligencia artificial, la teoría de control y otros relacionados con la informática. •La ingeniería mecatrónica con especialización en robótica es una carrera del futuro ya que emplea gran cantidad de elementos de sistematización y esto conlleva al desarrollo y búsqueda de nuevas formas y pensamientos matemáticos, ya que esta no es utilizada de forma monótona y rutinaria, si no que se convierte en un implemento y herramienta para la construcción de modelos a escala que facilitan las actividades de la vida diaria. •El objeto de estudio de la Ingeniería en Mecatrónica son los sistemas mecatrónicos; es decir, aquellos elementos, dispositivos, máquinas, equipos y procesos en los que se integran mediante metodologías de diseño concurrente, componentes mecánicos, electrónicos e informáticos. En el estudio de esta se ve implementada gran cantidad de matemática, como lo es la matemática básica, álgebra lineal, calculo diferencial, física mecánica entre otras cosas que manejan a la perfección esta ciencia. APLICACIÓN EN MATEMÁTICAS EJEMPLOS 1. Un robot de 40 kg se mueve 30m por un piso horizontal, aplicando una fuerza constante Fp=100 N ejercida por una persona. Tal fuerza actúa en un ángulo de 60º. El piso ejerce una fuerza de fricción o de roce
Fr = 20 N. Calcular el trabajo efectuado por cada una de las fuerzas Fp, Fr, el peso y la normal. Calcular también el trabajo neto efectuado sobre el robot.
El trabajo efectuado por el peso mg y la normal N es cero, porque son perpendiculares al desplazamiento ( =90º para ellas).
El trabajo efectuado por Fp es:
Wp = Fpxcos (usando x en lugar de d) = (100 N)(30 m)cos60º = 1500 J.
El trabajo efectuado por la fuerza de fricción Fr es:
Wr = Frxcos180º = (20 N)(30 m)(-1) = -600 J.
El ángulo entre Fr y el desplazamiento es 180º porque fuerza y desplazamiento apuntan en direcciones opuestas.
El trabajo neto se puede calcular en dos formas equivalentes:
Como la suma algebraica del efectuado por cada fuerza:
WNETO = 1500 J +(- 600 J) = 900 J.
Determinando primero la fuerza neta sobre el objeto a lo largo del desplazamiento:
F(NETA)x= Fpcos -Fr
y luego haciendo
WNETO = F(NETA)xx = (Fpcos - Fr)x = (100 Ncos60º - 20 N)(30 m) = 900 J. 2.
Una persona se encuentra a dos metros de distancia de un camarógrafo, para que éste pueda enfocar la imagen necesita girar el lente 160 grados en sentido horario, pero la cámara internamente maneja un sistema en radianes ¿el camarógrafo como puede calcular exactamente cuántos radianes debe girar?


160° (πrad/(180°))= (160 πrad)/180= 8π/9rad 3.
Al aplicar conceptos trigonométricos y su relación con la ingeniería mecatronica.
Al construir la cabeza de un robot de una forma esférica, nos damos cuenta que el diámetro de esta es de 16cm, es decir con un radio de 8cm. Construir la función seno con los anteriores datos, para de esta manera conocer el desdoble de esta circunferencia. Por esta razón se dice que un ingeniero mecatrónico está preparado para desempeñarse en los siguientes campos: Diseño, desarrollo y fabricación de bienes de consumo (electrodomésticos, sistemas de entretenimiento, sistemas de seguridad, etc.). Diseño, desarrollo y fabricación de equipos para agricultura, minería, exploración petrolera e implementación de sistemas de instrumentación y control en las refinerías. Diseño, manejo y control de sistemas de producción que involucran procesos químicos para la fabricación de bebidas, alimentos, productos farmacéuticos y detergentes, entre otros. Modelaje y simulación asistida por computador, para procesos desarrollados en ingeniería, medicina y biología aplicada, entre otras cosas que cualquier ingeniero mecatrónico podría ejercer dependiendo su capacidad de conocimiento.
En nuestra opinión, la mecatrónica nos propone un nuevo avance de la ingeniería la cual nos da una visión más amplia de la vida en un futuro; nos da a ver una ingeniería más compleja mezclando la mecánica con la electrónica para la elaboración de distintos proyectos basados en la elaboración, manejo, diseño, desarrollo y fabricación de distintos tipos de máquinas de gran aporte para la vida humana. •Un ejemplo de estas aplicaciones son las cámaras fotográficas digitales, que cumplen gran cantidad de configuración de parámetros automáticamente, como es el caso del ajuste de la exposición, foco, zoom, etc; en este caso se podría dar un gran empleo de la matemática pues en el momento del enfoque podríamos hallar la cantidad de grados que se puede enfocar la cámara y así mismo si planteamos un problema matemático podríamos convertir estos grados a radianes (medida del ángulo central de una circunferencia cuya longitud de arco coincide con la longitud de su radio). Podemos concluir que la mecatrónica es una nueva tecnología que se creó para promover los distintos estudios tanto mecánicos como electrónicos para facilitar la vida diaria. De ahí a que se puede decir que al mejorar todos los procesos mecánicos, electrónicos darán como resultado la creación de ideas, herramientas innovadoras y mucho valor en el origen, creación y desarrollo de futuras empresas y en ellas poner en práctica y aprovechar todo lo que se pueda a ver creado gracias a saber manejar todo lo que nos brinda la mecatrónica. Expositoras: Ayuda Audiovisual:
María Victoria Polanco. María Paula Caviedes.
María Fernanda Otero. Ingeniería es una profesión que se basa en el conocimiento de sus propias ciencias,
como también de la matemática y de las ciencias naturales, así como en el arte de
ingeniería, esto último significa el saber hacer en la profesión. A su vez, esta noble
profesión pretende utilizar económicamente los materiales y las fuerzas de la naturaleza
a favor del bienestar humano; por ello aspira a lograr elevados patrones de conducta en
la actividad profesional y reconoce la responsabilidad del ingeniero hacia los demás. INGENIERÍA CIVIL: Construir y administrar obras; diseñar proyectar y supervisar la construcción de vías, puentes, edificios, etc. INGENIERÍA ELÉCTRICA: Generación, transmisión y distribución de energía eléctrica, telefonía (urbana y rural), instalaciones eléctricas, etc INGENIERÍA ELECTRÓNICA: Transmisión inalámbrica de imágenes y señales, computación, sistemas de comunicación y controles automáticos. INGENIERÍA MECÁNICA: Diseñar, proyectar y dirigir maquinarias y equipos, corazones y miembros artificiales para los humanos, producción de automóviles, camiones (vehículos terrestres), motores, turbinas, etc; sistemas para conservar alimentos, etc.
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