Mecatrónica

Capítulo 1
Introducción

Durante los últimos años se han visto con asombro el desarrollo de sistemas capaces de
realizar tareas donde la seguridad del ser humano es fundamental. Así mismo, los
avances tecnológicos imponen nuevos retos que deben ser resueltos de forma apropiada.
El sector industrial ha promovido la adopción de nuevas tecnologías y ha permitido
aplicar nuevos sistemas adistintas áreas donde la seguridad es primordial, como la
industria nuclear que hace tiempo adoptó tecnología de robots escaladores debido a las
fuertes normas asociadas con el uso de operadores humanos en ambientes no propicios
como la radiación.

1.1 Antecedentes
El término mecatrónica fue concebido por primera vez por un ingeniero llamado
Tetsuro Moria de una compañía japonesa en 1969,como la combinación de

mecanismos y electrónica. A través del tiempo, el significado de este término se ha ido
ampliando y ahora es utilizado en el lenguaje técnico para describir la filosofía de la
ingeniería en tecnología más que para la tecnología en sí. Como resultado de que el
término mecatrónica ha sido ampliado, pueden encontrarse numerosas definiciones en la
literatura.

Ladefinición más utilizada enfatiza a la sinergia y sus estados: la

mecatrónica es la integración sinérgica de ingeniería mecánica con electrónica y control
inteligente por computadora para el diseño y manufactura de productos y procesos. Los
sistemas mecatrónicos pueden ser implementados de formas muy diferentes para cubrir

el inmenso rango desde robots industriales y maquinaria CNC, hasta sistemasautomotrices de antibloqueo y anti-derrapamiento, así como reproductores de discos
compactos y cámaras fotográficas digitales. [11]

1.2 Sistemas Mecatrónicos
Un típico sistema mecatrónico consiste de un esqueleto mecánico, actuadores,
sensores, controladores, reconocimiento de señales, hardware y software, dispositivos
de interface y fuentes de poder. Diferentes formas de usar sensores,transferencia y
adquisición de información están envueltos entre todos estos tipos de componentes. Por
ejemplo, un servomotor, que es un motor con la capacidad de retroalimentarse por
medio de sensores para generar movimientos complejos y precisos, consiste de
componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos. [12]

Temas y necesidades tecnológicas de un sistema mecatrónico general estánindicados en la figura 1.1. Se puede apreciar que éstas abarcan los campos tradicionales
de las ingenierías mecánica, electrónica, de control y de computadoras. Cada aspecto o
tema dentro del sistema pueden tomar un carácter de múltiple dominio. Por ejemplo,
mencionado anteriormente, un actuador (como un servomotor), por sí mismo puede
representarse como un dispositivo mecatrónico dentro de unsistema mecatrónico más
grande, así como un automóvil o un robot. [12]

Un sistema mecatrónico debe ser tratado como un sistema de control, que
consiste de una planta (la cual es el proceso, máquina, dispositivo o sistema a ser
controlado), actuadores, sensores, interfaces y estructuras de comunicación, dispositivos
para la modificación de señales, controladores y compensadores.

La funcióndel

sistema mecatrónico se centra principalmente en la planta. Actuadores, sensores y los
dispositivos de modificación de señales deberán integrarse a la planta, o deberán ser
necesitados como componentes que son externos a la planta, para una

apropiada

operación de todo el sistema mecatrónico. El controlador es una parte esencial del
sistema mecatrónico. Este genera las señales decontrol a los actuadores para operar la

planta de la manera deseada. Las señales registradas pueden ser utilizadas para sistemas
de monitoreo y control de conducta, y control de retroalimentación. [12]

Modelado, Análisis,
Diseño Integrado,
Pruebas y Mejoras

Tareas para el desarrollo
de sistemas

Transductores y Sensores

Actuadores
Controladores
Componentes
Estructurales...