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Perspectiva histórica de la mecatrónica
by Fernando on 03. Oct, 2009 in El temario
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Los intentos de construir sistemas mecánicos automáticos tienen una historia interesante. De hecho el termino “automatización” no se hizo popular hasta los 40s cuando fue acuñado por la Ford Motor Company para denominar al proceso por el cual una máquina transfería una parte parcialmente ensamblada deuna estación a otra y luego la posicionaba de forma precisa para continuar con las operaciones de ensamble. Pero antes de eso, el desarrollo exitoso de sistemas mecánicos autónomos ya había sucedido. Por ejemplo, en Grecia entre el 300 al 1 A.C. ya habían aparecido aplicaciones primitivas de control automático, como el desarrollo de mecanismos de regulación con flotador.

Dos ejemplos importantesincluyen el reloj de agua de Ctesbios que usaba un regulador de flotador y la lampara de aceite ingeniada por Philon, que también usaba un flotador regulador de nivel para mantener constante el nivel de aceite combustible. Posteriormente en el siglo primero, Heron de Alejandría publicó un libro titulado Pneumática que describía los diferentes tipos de mecanismos de nivel de agua que usabanreguladores de flotador.
En Europa y Rusia, durante los siglos diecisiete y diecinueve, se inventaron muchos dispositivos importantes que eventualmente contribuyeron a la mecatrónica. Cornelis Drebbel (1572-1633) de Holanda diseño un regulador de temperatura, lo que representó uno de los primeros sistemas con retroalimentación de la era. Subsecuentemente, Dennis Papin (1647-1712) inventó un regulador depresión de seguridad para calderas de vapor en 1681, similar a las válvulas de las ollas a presión de hoy en día. La primera máquina calculadora fue inventada por pascal en 1642.
Posteriores avances en la automatización fueron posibles gracias a avances en teoría de control que se remontan al regulador centrífugo de Watt en 1769. Este regulador centrífugo, que se muestra en la siguiente figurase usaba para controlar la velocidad de un motor de vapor que empleaba una medida de la velocidad del eje de salida y usaba el movimiento de las esferas volantes para controlar una válvula de tal forma que la cantidad de vapor que entra al motor está regulada. Este es un ejemplo de sistema de control con retroalimentación en el que la señal de medida y la actuación de control están completamenteacopladas con hardware mecánico.

Estos desarrollos automatizados tempranos fueron logrados gracias a la intuición, la aplicación de habilidades prácticas y persistencia, pero el siguiente paso en la evolución de la automatización requirió de una teoría de control automático. El precursor de las máquinas de control numérico (CNC) para manufactura automatizada (que se desarrollarían en los 50s y60s en el MIT) aparecieron a principios de los 1800s con la invención del control feed-forward (o proalimentación) de telares de tejido por parte de Joseph Jaquard de Francia. A finales de los 1800s, la materia, ahora conocida como teoría de control, fué iniciada por J.C. Maxwell por medio del análisis del conjunto de ecuaciones diferenciales que describen las esferas volantes del reguladorcentrífugo, con el ánimo de investigar el efecto que los varios parámetros del sistema tenían en el funcionamiento del mismo.
Aproximadamente al mismo tiempo, Vyshnegradskii formuló una teoría matemática de los controladores. En los 1830s Michael Faraday describió la ley de la inducción que se convertiría en la base del motor eléctrico y el dínamo eléctrico. Posteriormente, a finales de los 1880s, NikolaTesla inventó el motor de inducción de corriente alterna. Las idea básica de controlar automáticamente un sistema mecánico se estableció firmemente para finales del siglo XIX y la evolución de la automatización se aceleró significativamente durante el siglo XX.
El desarrollo de elementos de control neumático en los años 30s evolucionó a un punto en el que se le encontraron aplicaciones en los...