ingenieria civil

National Instruments Confidential

Introducción a Mecatrónica

La Evolución de las Máquinas

Sistema Mecánico
Engranes e interruptores de límites

Sistema Electromecánico
Controles electrónicos,
controladores de motores
3

Diversos Requerimientos de Construcción para
Máquinas Modernas
Base de Datos
HMI

Acondicionamiento
de Señal y Sensores

Máquina
Moderna

DiseñoMecánico

Redes
Lógica Discreta y
Secuencial

Diseño de
Sistemas
Embebidos
Motores y
Actuadores

Monitoreo de Condición
de Máquina

Visión Artificial

4

Diseño de Control de
Movimiento

Tendencia para Reducir Tiempo de Desarrollo
Diseño Secuencial

Diseño Concurrente

Primer Prototipo
Físico

Primer Prototipo Virtual

Herramientas de
Diseño SeparadasHerramientas de Diseño
Integradas

5

Enfoque Tradicional al Diseño
Electromecánico de Máquinas

• Comunicación deficiente entre grupos de diseño
• Largo tiempo de desarrollo con alto riesgo
• Diseño poco optimizado

6

Mecatrónica
• La mecatrónica es un acercamiento al diseño de
máquinas que combina mecánica, electrónica, control y
software embebido

7

Enfoque de la Mecatrónica alDiseño
Electromecánico de la Máquina

• Ciclos de desarrollo cortos y de bajo costo
• Mejora calidad, confiabilidad y desempeño
8

1. Integración de Herramientas de Diseño
Diseño
Mecánico
Diseño
Electrónico Prototipo
Visual
Diseño de (Simulación)
Control
Diseño
Embebido

9

Nivel de Integración de Herramientas de
Diseño
• Mejor – Una herramienta de diseño para toda lasdisciplinas
• Manual – Pasar datos manualmente entre las
herramientas
• Básico – Datos trasferidos en archivos de formato
estándar
ƒ

Perfil de movimiento de CSV a CAD

• Avanzado – Automatización completa de las
herramientas
ƒ

NI LabVIEW automatizando SolidWorks por medio de ActiveX

10

Conectividad Abierta a Herramientas de Diseño
Matemáticas

Diseño Electrónico

DiseñoControl

NI LabVIEW Math
The MathWorks, Inc. MATLAB®
Maplesoft Maple
MathSoft Mathcad

NI LabVIEW (Motor Sizing)
NI Multisim

NI LabVIEW Control Design
The MathWorks, Inc. Simulink®
Dynasim Dymola
Plexim PLECS

Software Embebido
NI LabVIEW Real-Time/Embedded
Wind River Workbench
Analog Devices VisualDSP++
Freescale Code Warrior
Xilinx System Generator

ORCAD PSpice
AnsoftDesigner

Virtual
Prototyping
Platform

Diseño Mecánico
SolidWorks SolidWorks
PTC Pro/Engineer
MSC Nastran and Adams
Autodesk AutoCAD

MATLAB® and Simulink® are registered trademarks of The MathWorks, Inc.

11

LabVIEW: Plataforma para Prototipos Virtuales
• Herramientas gráficas intuitivas
para los expertos en su área
• Construcción de diseño de control
y simulación
• Integraciónde herramientas de
diseño
• Arquitectura abierta y flexible
• Habilidad de ejecutarse en
múltiples plataformas de
hardware industrial

12

Prototipo Virtual de Máquinas
Diseño
Conceptual

Requerimientos
De Diseño

Cliente

Prototipo
Virtual de Máquina
(Simulación)

Equipo

Mecánico: Visualización de diseño
Eléctrico: Tamaño del motor
Control: Verificar la lógica delcontrol
Software Embebido: Implementación sencilla

13

Retos en el Diseño Mecánico
El Reto: Comprender los requerimientos
Solución: Simulación electromecánica
• Utilizar lógica de control para visualizar a la máquina
trabajando

Beneficios:
9

Comunicación mejorada con el cliente
• Aumentando la confianza: enseñando pruebas de concepto
• Ventajas competitivas en el proceso delicitación

9

Mejoras en la comunicación del equipo de diseño
• Redefiniendo especificaciones de diseño
• Evaluar el diseño de la arquitectura a alto nivel
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Pasos de Simulación Electromecánica
1.
2.
3.
4.

Determinar la lógica de la máquina
Generar el perfil de datos con software de prototipos virtuales
Enviar a herramienta de diseño en 3D
Use una herramienta CAD para animar la...