Hoy día, las técnicas utilizadas en la industria para lograr productos más competitivos en el mercado abarcan la puesta en práctica de disciplinas como la mecánica, la eléctrica y la electrónica. La integración de todas ellas en un mismo método es lo que se conoce como sistemas mecatrónicos.

Este concepto tiene por lo menos 25 años acompañando a los procesos industriales ofreciendo sus bondades para mejorar la calidad de los productos. La ingeniería de sistemas con sus innovaciones en la tecnología de la información ha aportado mayores elementos, para hacer de los sistemas mecatrónicos un implemento importante en la optimalización de los procesos industriales.

El término “Meca trónica” fue introducido por primera vez en 1969 por el Ingeniero Tetsuro Mori, trabajador de la empresa japonesa Yaskawa.

La palabra mecatrónica se deriva de la combinación sinérgica de varias áreas de la ingeniería como la mecánica de precisión, la electrónica, la informática y los sistemas de control.  

La importancia de los sistemas mecatrónicos en el entorno industrial se escapa de vista, pues con la puesta en marcha de estos sistemas que enmarcan un conjunto de disciplinas de la ingeniería, los procesos productivos además de ser más rápidos, precisos y exactos; brindan la capacidad de obtener como resultado final productos de excelente calidad, con condiciones óptimas para satisfaces las exigencias del mercado.

¿Qué es son los sistemas mecatrónicos?

Es el procedimiento que unifica las destrezas de la ingeniería mecánica, electrónica, informática y autómata con el objetivo de desarrollar y diseñar sistemas que mejoren los procesos industriales. Una de sus funciones principales es colaborar en tareas generando mayor dinamismo y una elevada precisión.

Partes de los sistemas mecatrónicos

A continuación, señalamos sus piezas esenciales:

  • Estructura: También conocido como el cuerpo del sistema. Cumple la función de integrar a todos los elementos que componen el sistema
  • Sensores: Es el encargado de detectar elementos físicos o químicos y transformarlos en variables eléctricas
  • Actuadores: Son los que generan la acción dentro del sistema, por ejemplo un motor.
  • Controladores: Cumplen la función de guiar todas las operaciones asociadas de temporización al sistema, como por ejemplo el conteo lógico
  • Interfaces: Es la vía por donde se conectan los dispositivos que conforman los sistema macarrónicos

Características de los sistemas mecatrónicos

  • Son procedimientos con una alta precisión
  • Control de software mediante medios electrónicos, principalmente micro computadores.
  • Recibe señales, las procesa y genera respuesta por medio de actuadores
  • Convergen disciplinas de la mecánica, la electrónica y la electricidad
Principio de funcionamiento de los sistemas mecatrónicos

Su operatividad radica en almacenar señales, las resuelve y formulando una respuesta a través de equipos como de actuadores, proporcionando movimientos en el sistema en el que se va a actuar. El principal objetivo de su funcionamiento es el estudio y diseño de productos y procesos.

¿Cuáles son los elementos tecnológicos que conforman los sistemas macarrónicos?
  • Sistemas electromecánicos y computacionales diseñados por computadora
  • Sistemas de manufactura asistidos por computadora
  • Sistemas de calidad
  • Sistemas sensoriales de visión y de no visión
  • Mecanismos de precisión
  • Actuadores de aplicación específica.
  • Técnicas de integración sensorial
  • Interfaces inteligentes
¿Para qué sirven los sistemas mecatrónicos?

En la industria este tipo de métodos son implementados para:

  • Automatizar las máquinas y obtener procesos productivos de mayor calidad
  • Crear productos inteligentes con eficiencia
  • Armonizar los componentes mecánicos y electrónicos de las máquinas para un mejor desarrollo de los equipos
  • Simulación de eventos mecánicos, entre otros.
Implicación del diseño en los sistemas mecatrónicos

 Es la herramienta que utiliza el sistema para la elaboración de un diseño adecuado de los productos inteligentes. El diseño cumple con el objetivo específico de innovación, simplificación y mejoramiento.

A continuación, mencionamos algunos ejemplos de aplicación de estos sistemas

  • los autos
  • robots
  • máquinas-herramientas,
  • lavadoras
  • cámaras, entre otros

En el área industrial lo podemos ver incluidos en sistema de medición, como por ejemplo:

  • los sensores y sistemas de medición,
  • sistemas de mando y accionamiento
  • análisis del comportamiento de los sistemas,
  • sistemas de control y sistemas de microprocesadores
Simulación de sistemas mecatrónicos (CAE 1D)

La potencia en fabricación de equipos automatizados y sistemas digitales para la industria Siemens, coloca en el mercado el programa de simulación de sistemas mecatrónicos (CAE 1D), que es un enfoque para modelar y analizar sistemas multidominio y, por consiguiente, predecir su rendimiento a nivel multidisciplinario.

Como lo describe su nombre, las simulaciones mecatrónicas ofrecidas por Siemens, se apoyan en el sistema de diseños CAE 1D para crear ilustraciones, que puedan analizar respuestas transitorias y de estado estable, así como anticipar las decisiones de diseño al integrar sistemas inteligentes en el producto.

¿Cómo funciona la simulación de sistemas mecatrónicos (CAE 1D)?

El sistema CAE dispone de unos cálculos eficientes, los cuales han resultados muy apropiados para la simulación de sistemas mecatrónicos. La integración de estos dos procedimientos se ha definido analíticamente, generando la conexión mediante la entrada de un componente y la salida del otro.

Aunado a esto, la velocidad, la semejanza del software CAE 1D con diferentes tipos de códigos de software y las funciones en tiempo real, permiten optimizar el proceso de desarrollo de los sistemas mecatrónicos de acuerdo a la necesidad de cada usuario.

Su entorno de desarrollo se realiza en un espacio de diseño colaborativo, donde el programa CAE ofrece un enfoque abierto, ajustados a los requisitos para el modelo físico y la simulación de los sistemas mecatrónicos.

Ventajas de la simulación de sistemas mecatrónicos (CAE 1D)

Con la implementación de la simulación de sistemas mecatrónicos multidominio de Siemens se pueden optimizar todas las fases de dicho procedimiento.

  • Es óptimo para analizar una amplia gama de opciones de diseño.
  • Acceso a arquitecturas de diseño optimizadas antes de utilizar pruebas de calidad
  • Capacidad para analizar las respuestas transitorias y en estado estable
  • Alcanza diseños de calidad al tiempo que reduce el número de prototipos físicos
  • Utiliza bibliotecas validadas que contienen componentes predefinidos para diferentes dominios físicos.
Plataforma para sistemas mecatrónicos en 1D de Siemens

La implementación de esta metodología, emplea una plataforma con condiciones específicas para el buen funcionamiento de los procesos.

En ese sentido, Siemens dispone de la plataforma más completa. Uno de los beneficios que se pueden obtener con la puesta en marcha de esta herramienta es que los usuarios pueden evaluar de forma online el desempeño del sistema mecatrónico durante el ciclo de vida del producto, además los profesionales de la ingeniería de sistemas tienen acceso a crear modelos y a realizar análisis precisos.

Mantenimiento de los sistemas mecatrónicos

Si queremos tener un mantenimiento optimo de los sistemas mecatrónicos y garantizar su activo productivo, debemos tener presente los mantenimientos por niveles que incluyen ajustes y cambios previstos por el fabricante a toda la línea de producción, arreglos y cambios de piezas o elementos desgatados como los sensores, averías y reparaciones menores que producen capaces de provocar paros largos en la producción, reparaciones que requieran ayuda fuera del ámbito productivo y por último, la planificación de un mantenimiento preventivo y correctivo.

¿Dónde comprar el software de simulación de sistemas mecatrónicos (CAE 1D) de Siemens?

Son muchas las opciones de compra que hay en el mercado, pero si te encuentras en México, sin duda, la mejor alternativa es GSL industrias.

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