Mecatrónica

Presentación

Para obtener la máxima eficiencia productiva y energética en un conjunto de equipos industriales que trabajan coordinados, se debe asegurar la comunicación entre ellos y con su entorno, automatizar el control del funcionamiento y aplicar las herramientas informáticas necesarias

El diseñador de productos y equipos industriales ha de definir y dar solución a sus componentes, entre los que son cada vez más frecuentes los que incorporan dispositivos electrónicos y eléctricos. La integración de las tecnologías de la mecánica, la electrónica y la información se denomina Mecatrónica.

Este máster proporciona a los diseñadores de máquinas y productos, que tradicionalmente centran su experiencia en el campo mecánico, los conocimientos y las herramientas necesarios para la integración de la mecánica con la electrónica. El curso proporciona las soluciones actuales en comunicaciones industriales, lenguajes y entornos informáticos utilizados en el control industrial.

CONTENIDO

1- Sensores y Adquisición de Datos (21 horas) Obligatoria

• Sensores de presencia, de posición, de deformación y de fuerza.
• Sensores de presión, de velocidad, de aceleración y de temperatura.
• Sensores de caudal, de nivel, de tensión y de corriente.
• Conexión de los sensores.
• Sistemas de adquisición de datos: introducción, configuración, elementos y sistemas.
• Programación del procesado de señales.

2- Electrónica de Potencia (21 horas) Obligatoria

• Introducción a los convertidores estáticos.
• Interruptores estáticos: diodo, tiristor, triac, bipolar, MOSFET, IGBT...
• Rectificadores controlados y no controlados. Monofásicos y trifásicos.
• Circuitos de control. Reguladores de corriente alterna. Arrancadores estáticos.
• Troceadores: reductor, elevador, 2 y 4 cuadrantes.
• Onduladores monofásicos y trifásicos. Modulación sinusoidal PMW y SVPWM. Convertidores de frecuencia.
• Compatibilidad electromagnética.

3- Actuadores Eléctricos (21 horas) Obligatoria

• Materiales constituyentes de los actuadores eléctricos: conductores, dieléctricos y magnéticos. Generación de campos magnéticos giratorios.
• Motor de corriente continua.
• Motor de inducción. Modelo estático y dinámico. Control de velocidad, vectorial y directo del par.
• Motor de corriente continua sin escobillas (brushless sinusoidal).
• Motor sincrón de imanes permanente autopilotado (brushless sinusoidal).
• Motor paso a paso. Técnicas de excitación.
• Motor de reluctancia conmutada y motor piezoeléctrico.

4- Microcontroladores y Lógica Programable (21 horas) Obligatoria

• Álgebra binaria: funciones lógicas, sistemas de numeración y álgebra booleana.
• Sistemas combinatorios y secuenciales.
• Matrices de lógica programable.
• Aritmética binaria.
• Central de Proceso Unitaria: CPU, interrupciones y microcontroladores PIC.
• Microcontroladores.

5- Control y Tratamiento de la Señal (21 horas) Obligatoria

• Modelos estándar de sistemas dinámicos.
• Simulación del motor DC con el PSPICE.
• Sistemas de 1º y 2º orden.
• Diagramas de bloques y funciones de transferencia.
• Ecuación de estado y lazos de regulación.
• Control digital. Programación de controladores PID. DSP.
• Control no lineal: modos deslizante y lógica difusa.
• Filtros analógicos y digitales.
• Simulación de sistemas de control con los programas Pspice, Psim y Matlab/Simulink.

6- Actuadores Hidráulicos y Pneumáticos (21 horas) Obligatoria

• Actuadores de energía fluida comparados con el resto de actuadores.
• Consideración de componentes de un sistema donde opera un actuador de energía fluida.
• Prácticas con circuitos convencionales: objetivos, configuración del circuito y comprovación de su funcionamiento.
• Actuadores eléctricos por válvulas proporcionales. Funcionamiento y criterios de selección.
• Aplicación práctica de un sistema de actuadores lineales (cilindros).

7- Introducción a los Autómatas Programables (21 horas) Obligatoria

• Automatización vs. control automático.
• CAD-CAE eléctrico.
• Componentes de un autómata programable.
• Diseño y programación de automatismos en diagrama de contactos.
• Prácticas de programación de autómatas.
• Introducción a las entradas y salidas analógicas. Control de un variador de velocidad.

8- Aplicación de los Autómatas Programables Industriales (21 horas) Obligatoria

• Lenguaje de la norma IEC 1131-3.
• Introducción al GRAFCET.
• Modos de marcha y parada. Uso de la guía GEMMA.
• Instrucciones y funciones especializadas. Controles PID. Control de ejes.
• Nuevas tendencias en la programación de autómatas: redes Petri y simulación con ISACRAF.
• Pantallas de explotación y terminales de operador. Prácticas con Logitech.
• Programas SCADA.

9- Comunicaciones Industriales (21 horas) Obligatoria

• Introducción a las comunicaciones industriales.
• Elementos de una comunicación.
• Comunicaciones clásicas.
• Comunicaciones entre circuitos integrados.
• Bus CAN.
• Redes de origen informático.
• Redes de origen industrial.

10- Tecnologías de la Información (21 horas) Obligatoria

• Lenguajes de programación.
• Programación en C.
• Características generales de los sistemas operativos.
• QNX y RTLinux.
• Introducción al Java.
• Soportes físicos.
• Control a través de Internet.

11- Diseño de Mecanismos (21 horas) Optativa

• Diseño conceptual y diseño de materialización.
• Estructura de los mecanismos.
• Movilidad.
• Optimización cinemática de mecanismos. Síntesis dimensional.
• Optimización dinámica de mecanismos.
• Equilibrado.

12- Estructura Constructiva de las Máquinas (21 horas) Optativa

• Funciones estructurales de las máquinas: guiado y transmisión.
• Enlaces de guiado angular.
• Enlaces de guiado lineal.
• Guías lineales.
• Miembros de soporte. Resistencia y rigidez.

13- Accionamiento de Máquinas (21 horas) Optativa

• El sistema mecánico de accionamiento.
• Características de motor y de receptor.
• Características y funciones de las transmisiones.
• Accionamientos de potencia.
• Perspectivas futuras de los accionamientos eléctricos.
• Accionamientos para desplazamientos rápidos.

14- Introducción a la Ingeniería de Sistemas Mecánicos (21 horas) Optativa

• Arquitectura de producto y ciclo de vida.
• Estructura modular de máquinas y equipos.
• Tipologías y funciones de los componentes de mercado.
• Instalaciones eléctricas y de control.
• Ejemplos: construcción con perfiles extrudidos. Sistemas de manipulación y control.

15- Prototipaje y Ensayo (21 horas) Optativa

• Simulación y ensayo en el desarrollo de un producto.
• Ensayo de funcionalidad.
• Ensayo de fiabilidad.
• Metodología de prototipos y ensayo.
• Tests de fabricabilidad.

16- Ingeniería Concurrente (21 horas) Optativa

• Concepto de ingeniería concurrente.
• Desarrollo de un producto.
• Modularidad y complejidad de un producto.
• Gestión de proyectos de I D.
• Diseño para la conformación.
• Diseño para el montaje.

17- Fiabilidad y Mantenibilidad. Propiedad Industrial (21 horas) Optativa

• Diseño para la disponibilidad.
• Metodologías usadas en diseño de máquinas (Word Case, diseño con margen, revisión de diseño, AMFEC, FRACAS, estudio de capacidades...).
• Conceptos generales sobre propiedad industrial.
• Participación del ingeniero en la solicitud de patente.
• Búsqueda de patentes. Interpretación de patentes concedidas.

18- Ergonomía de las Máquinas (21 horas) Optativa

• Introducción a la ergonomía. Conceptos clave.
• Antropometría y diseño de máquinas.
• Métodos globales de evaluación ergonómica.
• Ruido y vibraciones.
• Usabilidad.
• Ergonomía relacional / cultural / afectiva (estética).

19- Seguridad de las Máquinas (21 horas) Optativa

• Responsabilidad de producto.
• Directiva sobre seguridad en máquinas 89/392/CE.
• Normas de aplicación.
• Auditoría de seguridad de una máquina.
• Seguridad en las instalaciones eléctricas.
• Componentes de seguridad.

20- Impactos Ambientales y Fin de Vida (21 horas) Optativa

• Diseño y medio ambiente.
• Normativa medioambiental.
• Fabricación de productos y el impacto ambiental.
• Fin de vida, equipamiento industrial.
• Análisis del ciclo de vida (ACV).

21- Introducción a los Metales (21 horas) Optativa

• Introducción a los materiales basados en metales.
• Características y propiedades de los metales.
• Criterios de selección.
• Materiales con base férrica. Aceros.
• Materiales con base de aluminio y cobre.
• Otros metales y aleaciones (Zn, Ti, Ni...).

22- Componentes Amoldados, Microfusión y MIM (21 horas) Optativa

• Introducción al diseño de componentes amoldados.
• Amoldamiento por colada.
• Visita a una fundición.
• Amoldamieno de alumnio y Zamak por inyección.
• Microfusión y metal injection molding (MIM).

23- Componentes de Forjado, Extrusión y Sinterización (21 horas) Optativa

• Componentes forjados.
• Componentes laminados.
• Tratamientos térmicos.
• Extrusión de aluminio.
• Visita a una fábrica de extrusión de aluminio.
• Componentes sinterizados.

24- Componentes de Chapa y Tubulares (21 horas) Optativa

• Introducción a los componentes de chapa.
• Formas de unión de construcciones de chapa.
• Componentes de chapa repujados.
• Visita a una fábrica de componentes estampados.
• Visita a una fábrica de componentes para corte fino.
• Componentes de prefilería y tubos.

25- Recubrimientos y Protecciones (21 horas) Optativa

• Funciones de los revestimientos y protecciones.
• Visita a una fábrica de revestimientos con polímeros.
• Revestimientos de alta dureza y resistencia al desgaste.
• Visita a una fábrica de revestimientos galvánicos.
• Revestimientos por proyección térmica.

26- Introducción a los Plásticos y Elastómeros (21 horas) Optativa

• Criterios de selección.
• Introducción a los materiales basados en polímeros.
• Presentación de plásticos técnicos.
• Materiales especiales para componentes de plástico: aditivos y cargas.
• Introducción a los elastómeros.

27- Procesos de Fabricación de Componentes Plásticos (21 horas) Optativa

• Introducción a la inyección de plásticos.
• Otros procesos de inyección.
• Visita a una fábrica de inyección de plásticos.
• Extrusión y termoconformado.
• Otras tecnologías de fabricación con plástico.
• Visitas a una fábrica de extrusión.

28- Diseño y Cálculo de Components Plàsticos (21 horas) Optativa

• Criterios para el diseño de componentes.
• Diseño de componentes (engranajes, cojinetes, articulaciones de película, ecliquetajes, uniones atronilladas, uniones de árbol botón...).
• Uniones con adhesivos.
• Uniones por soldadura.
• Simulaciones por ordenador.
• Técnicas de prototipaje rápido y preseries.

29- Componentes de los Elastómeros (21 horas) Optativa

• Elastómeros reticulados.
• Procesos de fabricación de cauchos y especificaciones.
• Componentes de elastómeros extrudidos.
• Visita a una fábrica de componentes de elastómero.
• Componentes de mercado basados en elastómeros.

30- Componentes de los Materiales Compuestos (21 horas) Optativa

• Introducción a los materiales compuestos y definiciones.
• Cálculo de piezas con materiales compuestos.
• Herramientas de diseño y cálculo de composites.
• Tecnologías de fabricación de los composites.
• Aplicaciones y componentes de composites.
• Visita a una empresa productora de componentes de materiales compuestos.

31- Proyecto Final (30 horas) Obligatoria

Con el proyecto final de master el alumno pone en práctica y demuestra los conocimientos adquiridos a lo largo del curso, tiene la ocasión de realizar y presentar un proyecto que puede ser de utilidad a su empresa.

MODULOS

El programa del máster se estructura en los módulos que se indican a continuación.

Si no deseas cursar todo el máster puedes matricularte de uno o diversos módulos.
- Automatización de Sistemas Mecánicos. 10ª edición.
Fecha de inicio: 10-03-2009. Barcelona (Presencial) Posgrado.
- Componentes y Sistemas Mecatrónicos. 10ª edición.
Fecha de inicio: 07-10-2008. Barcelona (Presencial) Posgrado.
- Actuadores Hidráulicos y Neumáticos. 10ª edición.
Fecha de inicio: 14-04-2009. Barcelona (Presencial) Curso de Especialización.
- Introducción a los Autómatas Progra