30 abril 2008

La última etapa de los sistemas mecatrónicos

En este artículo vamos a hablar de la mecatrónica y sus últimas tendencias, una idea cuyo concepto parece complicado, pero que como siempre trataremos de hacerlo sencillo. La mecatrónica no es un concepto reciente, ya que fue desarrollado en pleno boom de la tecnología japonesa, y su introducción vino de la mano de Yaskawa Electric Corp., un fabricante japonés dedicado al control del movimiento, la robótica y la ingeniería de sistemas. Como siempre se hace en el Japón obsesionado por las patentes, Yaskawa registró la marca en 1970, pero en 1987 renunció a ella. La mecatrónica se convirtió en una disciplina industrial. La mecatrónica es un concepto o diseño de ingeniería que funde la ingeniería implicada en la mecánica (o mecanismos) con la ingeniería implicada en la electrónica. Es por lo tanto máquina+control. Esta disciplina profundiza en todos los solapamientos existentes entre máquinas, computadoras, controles y electrónica. Actualmente, todas las tecnologías que entran en la mecatrónica aporten conceptos y productos que acaban añadiendo más complejidad. Por todo ello, el diseño de máquinas que utilice conceptos mecatrónicos puede requerir contribución de:
  • Teoría de control.
  • Ciencia de computación, incluyendo programación.
  • Procesado de señales digitales (DSP) y comunicaciones.
  • Robótica.
  • Análisis de ingeniería.
  • Y un buen control en modelos matemáticos.

La mecatrónica puede ser conceptual, es decir, puede aplicarse en cualquier punto de un proceso de diseño. Los beneficios potenciales de trabajar en diseño mecatrónico integrado son sobre todo la mayor optimización en el consumo energético y una explotación más profunda de las capacidades de los componentes. O dicho de otra manera, el diseño mecatrónico nos permite conseguir aprovechar con más profundidad los atributos de materiales, motores, máquinas y controles. Los diseños mecatrónicos tienen también la capacidad de obtener una mejor optimización en el coste. En conclusión, la mecatrónica permite más posibilidades para una funcionalidad aceptable o incrementada, exactitud y/o funcionalidad incrementada, a un menor coste. Últimamente, ha sido precisamente la optimización de costes donde se están encontrando interesantes aportaciones de la mecatrónica. Los ingenieros pueden diseñar capacidades y eficiencias específicas, y resolver problemas, antes de construir una máquina.

LAS ÚLTIMAS TENDENCIAS

Las últimas tendencias en el diseño de máquinas son favorables a esta aproximación integrada entre disciplinas independientes como la mecánica y la electrónica. Por ejemplo, el progreso en el diseño de motores – especialmente servomotores – es ahora continuo. Los nuevos motores son más avanzados y con una flexibilidad incrementada en sus aplicaciones, y cada mes se comercializan un buen número de modelos nuevos. La actual tendencia es progresar en motores cada vez más pequeños pero más potentes y eficientes. Cada elemento de movimiento y cada elemento de transmisión de potencia están teniendo nuevos avances. Por otra parte, los controles continúan ganando en inteligencia, con lógica de chip e interfaces de programación capaces de dirigir mecanismos que hagan casi todo lo que el diseñador pueda imaginar. En estas últimas tendencias, los controles y procesos tienden a montarse directamente sobre los componentes que ellos controlan, la esencia misma de la mecatrónica. Cada vez más, el diseño en ingeniería mecánica comienza a ser un viaje hacia la complejidad del software, un gran número de herramientas de ingeniería emergen continuamente, se incrementa el número de cálculos, se utilizan herramientas de diseño asistido por ordenador (CAD), y el CAD se convierte en una caja de herramientas computerizada para la modelización de cualquier diseño físico.

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