VICERRECTORADO ACADÉMICO
Unidad de Desarrollo Educativo
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SYLLABUS PRESENCIAL
1. DATOS INFORMATIVOS
ASIGNATURA: DISEÑO MECATRÓNICO CÓDIGO: EMEC-44051 NRC: 2903 5548 NIVEL: NOVENO CRÉDITOS: 3 DEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA CARRERAS: INGENIERÍA MECATRÓNICAÁREA DEL CONOCIMIENTO: MECATRÓNICA
DOCENTE:
ING. MARCO SINGAÑA
PERÍODO ACADÉMICO: SEPTIEMBRE 2012 – ENERO2013 FECHA ELABORACIÓN: 29/AGOSTO/2012 SESIONES/SEMANA: EJE DE FORMACIÓN: PROFESIONAL TEÓRICAS: 3H LABORATO RIOS:
PRE-REQUISITOS: DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS[EMEC-30013]- SISTEMAS HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS [EMEC-33058] – AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL MECATRÓNICA [EMEC-44002] – DISEÑO
ELECTRÓNICO [ELEE-35055] – REDES INDUSTRIALES[ELEE-30115] CO-REQUISITOS:
DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA:
Como parte del currículum de Ingeniería Mecatrónica, el programa de esta materia pretende integrar los
conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera para generar proyectos con enfoque a la Mecatrónica haciendo
uso de la metodología de ingeniería concurrente para la solución de problemas.
Por otro lado, en el mundo actual, cada día se requiere un diseño integral, ágil y veloz de sistemas mecatrónicos
que cumplan una función específica, por lo que en esta asignatura se da un énfasis muy marcado en la simulación y
prototipaje de soluciones.
UNIDADES DE COMPETENCIAS A LOGRAR:
GENÉRICAS:
1.
Resuelve problemas de la realidad con la aplicación de contenidos de la profesión; así como de proyección empresarial y cultura en general.ESPECÍFICAS:
1. Diseña máquinas y componentes integrando criterios mecánicos, eléctricos y electrónicos con métodos asistidos por computadora.
2. Automatiza máquinas y procesos de manufactura.
ELEMENTO DE COMPETENCIA:
Diseña prototipos o simulaciones de sistemas automáticos incorporando dispositivos de medición, decisión y acción, y aplicando los conocimientos adquiridos durante la carrera.
RESULTADO FINAL DEL APRENDIZAJE:
Prototipo o simulación de un sistema mecatrónico.
CONTRIBUCIÓN DE LA ASIGNATURA A LA FORMACIÓN PROFESIONAL:
Esta asignatura corresponde a la última etapa del eje de formación profesional, la asignatura tiene como objetivo
integrar los conocimientos adquiridos para aplicarlos en la propuesta, evaluación y desarrollo de soluciones acorde
al ámbito y aplicación de la Ingeniería Mecatrónica en el entorno industrial.
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2. SISTEMA DE CONTENIDOS Y PRODUCTOS DEL APRENDIZAJE POR UNIDADES DE ESTUDIO
No.
UNIDADES DE ESTUDIO Y SUS CONTENIDOS
EVIDENCIA DEL APRENDIZAJE Y SISTEMA
DE TAREAS
1
Unidad 1:
DISEÑO CONCURRENTE
Producto de unidad:
PRIMERA PROPUESTA DE SOLUCIÓN CON PLANOS DE CONSTRUCCIÓN Y LISTA DE MATERIALES
1.1. El proceso de diseño 1.2. La ingeniería concurrente 1.3. Ingeniería conceptual 1.4. Donde instalar equipo 1.5. Capacidades 1.6. Necesidad de componentes 1.7. Inversión necesaria 1.8. Ingeniería básica 1.9. Manual de procedimientos 1.10. Criterios de diseño 1.11. Ingeniería a detalle 1.12. Análisis mecánico 1.13. Planos de construcción 1.14. Lista de materiales Tarea principal 1.1:
Caracterización de métodos contemporáneos de Diseño Mecatrónico
Tarea principal 1.2:
Estudio de viabilidad y definición de los requerimientos del proyecto.
Tarea principal 1.3:
Establecimiento de requerimientos de usuario, especificaciones básicas.
Tarea principal 1.4:
Cronograma de actividades y planificación del proyecto (manual de procedimientos y criterios de diseño)
Tarea principal 1.5: Valoración económica Tarea principal 1.6:
Planos a detalle considerando las especificaciones técnicas
2
Unidad 2:
SIMULACIÓN Y CONTROL
Producto de unidad:
SIMULACIÓN DEL SISTEMA, CON CONTROL INTEGRADO EN COMPUTADOR
2.1. Selección de software para simulación
2.2. Simulación y evaluación práctica de alternativas 2.3. Evaluación de alternativas de control
2.4. Selección y programación de algoritmos de control
Tarea principal 2.1:
Análisis de la potencialidad del computador para Diseño Mecatrónico.
Tarea principal 2.2:
Seleccionar y simular alternativas Tarea principal 2.3:
Seleccionar y programar el dispositivo de decisión teniendo en cuenta las teorías de control.
Tarea principal 2.4:
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3
Unidad 3:
PROTOTIPAJE Y PUESTA EN MARCHA
Producto de unidad:
MÁQUINA FUNCIONANDO COOPERATIVAMENTE
3.1. Implementación de programas de control 3.2. Construcción de sistema mecatrónico 3.3. Puesta en marcha
3.4. Elaboración de manual de usuario para operación.
Tarea principal 3.1:
Construir o programar el dispositivo de control. Tarea principal 3.2:
Construir o simular la máquina a ser controlada. Tarea principal 3.2:
Sincronizar la máquina con el dispositivo de control. Tarea principal 3.2:
Redactar el manual de usuario para la máquina.
3.
RESULTADOS Y CONTRIBUCIONES A LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES:
LOGRO O
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
NIVELES DE LOGRO
El estudiante debe
A Alta B Media C BajaA.
Aplicar
Conocimientos
en
matemáticas, ciencia e ingeniería.
XAplicar conocimientos en la propuesta de
soluciones.
B.
Diseñar,
conducir
experimentos,
analizar e interpretar datos.
XDiseñar
experimentos
para
evaluar
alternativas.
C.
Diseñar sistemas, componentes o
procesos bajo restricciones realistas.
XDiseñar
soluciones
y
prototipos
para
problemas reales.
D.
Trabajar
como
un
equipo
multidisciplinario.
XResolver de manera grupal problemas para
el diseño de sistemas mecatrónicos.
E.
Identificar,
formular
y
resolver
problemas de ingeniería.
XResolver problemas de ingeniería
F.
Comprender la responsabilidad ética y
profesional.
XDemostrar ética profesional en el desarrollo
del producto final.
G.
Comunicarse efectivamente.
X
Escribir papers en español e inglés de
tópicos específicos de la asignatura.
Exponer oralmente temas de investigación
asignados y presenta informes escritos de
acuerdo al formato establecido.
H.
Entender el impacto de la ingeniería
en el contexto medioambiental,
económico y global.
X
Analizar la factibilidad económica de un
proyecto, así como el impacto del mismo
sobre el medio ambiente.
I.
Comprometerse con el aprendizaje
continuo.
XInvestigar sobre tendencias y conocimientos
adicionales que le serán útiles en su vida
profesional.
J.
Conocer temas contemporáneos.
XLeer
temas
actuales
en
revistas
y
publicaciones reconocidas.
K.
Usar
técnicas,
habilidades
y
herramientas
prácticas
para
la
ingeniería.
X
Emplear
software
para
diseñar
e
implementar las diversas aplicaciones.
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4.
FORMAS Y PONDERACIÓN DE LA EVALUACIÓN
TÉCNICAS E INSTRUMENTOS
1er
Parcial
2do
Parcial
3er
Parcial
Tareas
5
5
5
Investigación
Lecciones
Pruebas
Laboratorios/informes
5
5
Evaluación conjunta
5
5
5
Producto de unidad
5
5
5
Defensa del Resultado final del
aprendizaje y documento
-
-
5
Total:
20
20
20
5. PROYECCIÓN
METODOLÓGICA
Y
ORGANIZATIVA
PARA
EL
DESARROLLO
DELA
ASIGNATURA
Se emplearán variados métodos de enseñanza para generar un aprendizaje de constante actividad, para lo que se propone la siguiente estructura:
Se diagnosticará conocimientos y habilidades adquiridas al iniciar el periodo académico.
Con la ayuda del diagnóstico se indagará lo que conoce el estudiante, como lo relaciona, que puede hacer con la ayuda de otros, qué puede hacer solo, qué ha logrado y qué le falta para alcanzar su aprendizaje significativo.
A través de preguntas y participación de los estudiantes el docente recuerda los requisitos de aprendizaje previos que permite al docente conocer cuál es la línea de base a partir del cual incorporará nuevos elementos de competencia, en caso de encontrar deficiencias enviará tareas para atender los problemas individuales.
Plantear interrogantes a los estudiantes para que den sus criterios y puedan asimilar la situación problemática.
Se iniciará con explicaciones orientadoras del contenido de estudio, donde el docente plantea los aspectos más significativos, los conceptos, leyes y principios y métodos esenciales; y propone la secuencia de trabajo en cada unidad de estudio.
Se buscará que el aprendizaje se base en el análisis y solución de problemas; usando información en forma significativa; favoreciendo la retención; la comprensión; el uso o aplicación de la información, los conceptos, las ideas, los principios y las habilidades en el Diseño Mecatrónico.
Se buscará la resolución de casos para favorecer la realización de procesos de pensamiento complejo, tales como: análisis, razonamientos, argumentaciones, revisiones y profundización de diversos temas.
Se realizan prácticas de laboratorio para desarrollar las habilidades proyectadas en función de las competencias y el uso de paquetes computacionales de diseño y simulación de procesos industriales.
Se realizan ejercicios orientados a la carrera y otros propios del campo de estudio.
La evaluación cumplirá con las tres fases: diagnóstica, formativa y sumativa, valorando el desarrollo del estudiante en cada tarea y en especial en las evidencias del aprendizaje de cada unidad.
El empleo de las TIC en los procesos de aprendizaje:
Para optimizar el proceso de enseñanza-aprendizaje, se utilizará el laboratorio con el siguiente hardware: Prototipo de procesos mecatrónicos, kit de brazos robóticos y dispositivos de Automatización Industrial: PLC, Servomotores, Panel de Operador, multímetros, osciloscopios, complementados con: computador con software de diseño y simulación, y proyector multimedia.
Las TIC, tecnologías de la información y la comunicación, se las emplearán para realizar las simulaciones de los temas tratados en el aula y presentaciones.
Se utilizarán los siguientes computacionales (el estudiante es el responsable de disponer estos paquetes computacionales), : AutoCad, SolidWorks, MatLab Proteus, XC Series Program Tool, TouchWin, Multisim.
Además, los estudiantes deben tener las competencias para resolver sistemas de ecuaciones, con el fin de obtener el modelo matemático del sistema o proceso mecatrónico.
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6. DISTRIBUCIÓN DEL TIEMPO:
7. TEXTO GUÍA DE LA ASIGNATURA
TITULO AUTOR EDICIÓN AÑO IDIOMA EDITORIAL
Mecatrónica, Sistemas de Control Electrónico en Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Bolton W. Primera 2001 Español Alfaomega
8. BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
TITULO AUTOR EDICIÓN AÑO IDIOMA EDITORIAL
Métodos de Diseño. Estrategias para el
Diseño de Productos Cross Nigel Primera 1999 Español Limusa Mechatronics in engineering design and
product development
Dobrivoje Popovic, Ljubo Vlacic
Primera
1999 Inglés Marcel Dekker
Mechatronics: Designing Intelligent Machines: Perception, Cognition and Execution
Rzevski George
Primera
1995 Inglés
Newnes
9. LECTURAS PRINCIPALES QUE SE ORIENTAN REALIZAR
LIBROS – REVISTAS – SITIOS WEB TEMÁTICA DE LA LECTURA PÁGINAS Y OTROS DETALLES
http://www.wikiteka.com/trabajos/diseno-mecatronico/ Tutorial sobre Diseño Mecatrónico Todo el documento
http://www.buenastareas.com/ensayos/Dise%C3
%B1o-Mecatronico/1416452.html Tutorial sobre Diseño Mecatrónico Todo el documento
http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/6350 Mecatrónica – Cinco Retos y Soluciones
de Diseño para Constructores de Máquinas
Todo el documento Manual de XCM Motion Controller Tutorial sobre instrucciones y operación
del PLC XINJE Todo el documento
Manual de GSK DA98B AC Servo Drive Unit Tutorial sobre operación del Servodriver
de servomotor AC Todo el documento Manual de TH series Touch Screen Tutorial sobre instrucciones y operación
de TouchScreen Todo el documento
Ing. Marco Singaña
Ing. Marco Singaña
Ing. Fausto Acuña
DOCENTE T-C
COORDINADOR DEL AREA
DIRECTOR DE CARRERA
TOTAL HORAS CONFERENCIAS ORIENTADORAS DEL CONTENIDO CLASES PRÁCTICAS (Talleres) LABORATORIOS CLASES DEBATES CLASES EVALUACIÓN Trabajo autónomo del estudiante 48 18 6 12 12 48