Introducción a la ingeniería
                    mecatrónica.



Héctor Noguez Cruz
I.     Introducción
II.    ¿Qué es mecatrónica?
III.   Aspectos legales de la ingeniería.
IV.    Perspectiva futura de la Mecatrónica: La Micro y N
a)   ¿Qué es una ingeniería?
b)   Glosario de ingeniería.
c)   Características de un buen ingeniero.
d)   Ética profesional.
e)   Video sobre el estudio de ingenierías en México
a)   Definición
b)   Desarrollo y actualidad de la Mecatrónica.
c)   Elementos clave de la Mecatrónica.
d)   Elementos de un sistema Mecatrónico.
e)   Integración interdisciplinaria
f)   Integración final.
g)   Tipos de automatización
h)   Video
a)   Normas que rigen el ejercicio de la Ingeniería Naci
b)   Registros
c)   Video
a)   ¿Que es micro tecnología y nano tecnología?
b)   Microactuadores
c)   Microsensores
d)   Nano-maquinas
e)   Modelación y simulación
f)   Sintesis
g)   Microfabricacion y aplicaciones comerciales
h)   Aplicaciones
i)   Video
   A diferencia de las ciencias
    puras cuyo objetivo es el
    conocimiento por el
    conocimiento en sí mismo,
    la ingeniería se basa en la
    aplicación del conocimiento
    científico en la solución de
    problemas reales.
   Es decir el uso de la ciencia
    para el desarrollo de
    tecnología.
   ¿Qué es ciencia?

   Se define como el estudio cierto, sistemático y
    global de las cosas por sus causas, con el
    objetivo de comprender el mundo donde
    vivimos.
   ¿Qué es tecnología?

   Se define como la
    aplicación y desarrollo de
    la ciencia con fines
    prácticos al ser humano y
    puede ser aplicada como la
    construcción herramientas
    y/o máquinas que facilitan
    el trabajo al ser humano.
   ¿Qué es el diseño de
    ingeniería?
   Es la estructura lógica que nos
    permite maximizar las varianzas
    sistemáticas, controlar la
    varianza sistemática de las
    variables extrañas o fuentes de
    variación secundarias y
    minimizar el margen de error.
    Es decir controlar así la
    influencia de las variables
    independientes sobre las
    variables dependientes.
   ¿Qué es ingeniería de proyecto?

   Se entiende por ingeniería de
    proyecto, la etapa dentro de la
    formulación de un proyecto de
    inversión donde se definen todos
    los recursos necesarios para
    llevar a cabo el proyecto, ya sea
    recursos logísticos, humanos,
    materiales, tecnológicos,
    inmateriales, etc.
   ¿Qué es manufactura de obras de ingeniería ?

   Es la ciencia que estudia los procesos de conformado y
    fabricación de componentes mecánicos con la adecuada
    precisión dimensional, así como de la maquinaria, herramientas y
    demás equipos necesarios para llevar a cabo la realización física
    de tales procesos, su automatización, planificación y verificación.
   Actualmente se busca mas su optimización es decir su
    mejoramiento en costo-producción.
   Conciencia profesional:
    Fundamentalmente, deberá ser
    siempre recto en sus tratos con el
    personal al que dirige y con las
    personas a las que presta sus
    servicios. Debe ser responsable y
    conocer sus capacidades.
   Habilidad para resolver problemas: la
    constituyen tres elementos esenciales,
    uno es la preparación académica del
    ingeniero, el segundo es la inventiva o
    el ingenio que tiene y que agregado a
    su preparación técnica, le permitirá
    encontrar soluciones a problemas con
    mayor rapidez o con menor costo.
   Actitud de investigación:
    cuando el ingeniero se
    enfrenta a un problema
    nuevo debe ser un reto a
    su capacidad profesional.
   Superación constante.
    Rige la vida profesional del
    ingeniero. La educación
    no acaba con la obtención
    del titulo tan codiciado,
    pues la tecnología avanza
    a pasos agigantados.
 Ingenieros sostienen y
  avanzan la integridad,
  honor, y dignidad de la
  ingeniería como profesión,
  a través de:
 usar sus conocimientos y
  habilidades para mejorar
  el bienestar humano.
 ser honesto e imparcial,
  y servir con fidelidad al
  público, a sus
  empleados, y a sus
  clientes.
 El ingeniero desarrollará
  trabajos y servicios solo
  en las áreas de sus
  competencia.
 El ingeniero dará opiniones y
  dictámenes de una manera
  objetiva y veraz.
 Su función principal es el de
  diseñar o desarrollar
  soluciones tecnológicas a
  necesidades sociales,
  industriales y económicas.
   Desde hace mas de 40
    años que la palabra fue
    creada en Japón se ha
    generado una nueva
    revolución enfocada al
    uso de sistema de
    información y software
    en los procesos
    industriales.
   Una maquina actual
    integra sistemas
    mecánicos, electrónicos,
    de control y software para
    su correcto
    funcionamiento. Esta
    evolución hace que el
    campo de la ingeniería
    tenga muchas
    intersecciones entre sí,
    del total de estas
    intersecciones se creo la
    Mecatrónica.
   La historia de la
    Ingeniería como tal, se
    describe desde la época
    de los Griegos, con la
    construcción de los
    acueductos y toda su obra
    arquitectónica, o los
    sistemas de riego de los
    mesoamericanos. La
    historia de la evolución de
    la Ingeniería la dividen en:
   La Revolución industrial es
    un periodo histórico
    comprendido entre la
    segunda mitad del siglo
    XVIII y principios del XIX, en
    el que el Reino Unido en
    primer lugar, y el resto de
    la Europa continental
    después, sufren el mayor
    conjunto de
    transformaciones
    socioeconómicas,
    tecnológicas y culturales
    de la Historia de la
    humanidad.
    La economía se basaba
    en el trabajo manual o
    artesanal el cual fue
    reemplazado por la
    industria y la manufactura.
   Comenzando a aplicarse el
    concepto de producir mas
    con menos y al
    aprovecharse una nueva
    energía descubierta, la
    energía del vapor.
La industria actual prevalece
 gracias a la calidad de sus
  productos, velocidad de
  producción, uniformidad.
  Como todo va en constante
    cambio, siempre se irá
    requiriendo de nuevas
      implementaciones
tecnológicas y el desarrollo de
          las mismas.
       Gracias a estos
 factores, surge la hoy en día
     una nueva disciplina,
         Mecatrónica.
       Que hoy por hoy
se ha consolidado dentro de
 la sociedad mexicana como
una disciplina vanguardista e
          Innovadora.
 Modelación de sistemas
  físicos.
-Optimización de equipos,
  modernización de
  maquinaria.
 Sistemas de
  Automatización
-Control lógico
  programable, PLC’s
  (control lógico
  programable),
  simulación.
 Sensores y
  Actuadores
 Sistemas de
  Control de
  Procesos
-Sistemas Eléctricos y
  Electrónicos,
  sensores y
  actuadores.
  Computadoras y Sistemas
   Lógicos
-Procesamiento de
   Información, Interfases,
   diseño asistido por
   computadora.
 Software y Adquisición de
   Datos
-Programación, Obtención
   de datos físicos,
   Procesamiento Digital de
   Señales.
 inteligencia Artificial
-Robótica, Producción
  de Maquinaria
  Inteligente.
 Tecnologías de la
  Información
-Redes,
  Telecomunicaciones,
  circuitos eléctricos,
  electrónica digital.
   Sensores y actuadores.
   Sistemas de control.
   Modelación de sistemas físicos.
   Computadoras y sistemas lógicos.
   Software y adquisición de datos.
a) Sensores y Actuadores
                                    Anexos presiona el
    Los sensores son
                                       botón verde.

    transductores (convierte un
    tipo de energía a otra) que
    miden cierto tipo de energía,
    un indicador o detector en
    pocas palabras, la energía
    detectada se convierte en
    impulsos eléctricos que son
    captadas por las máquinas
    de control. Esta información
    la utilizan los operadores
    lógicos o bien puede ser
    analizada por un ser
    humano.
  Los actuadores son
   dispositivos capaces de generar
   una fuerza a partir de líquidos,
   de energía eléctrica y gaseosa.
   El actuador recibe la orden de
   un regulador o controlador y da
   una salida necesaria para
   activar a un elemento final de
   control como lo son las válvulas.
   Existen tres tipos de actuadores:
· Hidráulicos
· Neumáticos
· Eléctricos
   Los actuadores hidráulicos, neumáticos
    eléctricos son usados pera manejar aparatos
    mecatrónicos. Por lo general, los actuadores
    hidráulicos se emplean cuando lo que se
    necesita es potencia, y los neumáticos son
    simples posicionamientos, los actuadores
    eléctricos son mas usados en robótica por
    precisión.
   b)Sistemas de Control

    Un sistema de control ayuda mantener regulado
    un conjunto de componentes, regula la conducta
    de un sistema dependiendo de las situaciones
    que se presentan en el entorno, todo esto con el
    fin de obtener un sistema autosuficiente. Las
    características que posee un sistema de control
    son los siguientes:
·
   Señal de corriente de
    entrada: Es el estímulo
    que recibe el sistema.
   Señal de corriente de
    salida: Es la respuesta
    otorgada por el sistema.
    Variable Manipulada:
    Es el elemento al cual se
    le modifica su magnitud,
    para lograr la respuesta
    deseada.
   Variable Controlada: Es
    el elemento que se desea
    controlar.
   Conversión: Mediante
    receptores se generan las
    variaciones o cambios que
    se producen en la variable.
    Variaciones externas:
    Son los factores que
    influyen en la acción de
    producir un cambio de
    orden correctivo.
   Fuente de energía:
    Es la que entrega la
    energía necesaria
    para generar
    cualquier tipo de
    actividad dentro del
    sistema.
   Retroalimentación : La retroalimentación es
    una característica importante de los sistemas de
    control de lazo cerrado. Es una relación secuencial
    de causas y efectos entre las variables del
    sistema. Dependiendo de la acción correctiva que
    tome el sistema, éste puede apoyar o no una
    decisión, cuando en el sistema se produce un
    retorno se dice que hay una retroalimentación
    negativa; si el sistema apoya la decisión inicial se
    dice que hay una retroalimentación positiva.
   c)Modelación de Sistemas Físicos

   Los sistemas físicos son los sistemas
    “tangibles”, los que se presentan en la vida
    real, son todos aquellos sistemas compuestos
    por maquinaria y equipos. En la modelación de
    sistemas físicos, estamos hablando del diseño
    de los sistemas mecánicos-eléctricos.
   d)Computadoras y Sistemas Lógicos
   Al contrario de los sistemas físicos, las
    computadoras contienen el orden lógico de un
    sistema, su composición abstracta. El orden
    lógico le da a un sistema mecánico una serie
    de instrucciones, es el cerebro de un sistema
    mecánico-eléctrico
   e)Software y adquisición de datos

   El software es el conjunto de programas y procedimientos
    para realizar una tarea específica. Los sistemas de software,
    comúnmente llamados sistemas operativos, facilita la
    interacción de software con hardware. La adquisición de
    datos es el elemento principal de un sistema de control, con
    la adquisición de datos, el sistema de control conocerá qué
    es lo que sucede en el proceso que se lleva a cabo en los
    sistemas mecánicos-electrónicos, con la adquisición de
    datos, una persona puede observar la producción y
    efectividad de los sistemas.
   A. Mecánica de Precisión
   Un objetivo de la mecatrónica es integrar a la
    tecnología mecánica con tecnología electrónica
    para aumentar los niveles de productividad,
    calidad, versatilidad y precisión. La precisión
    con la que se produce en una industria, afecta
    directamente la calidad de sus productos.
   B. Control Electrónico
   El control electrónico es el control por medio de
    interruptores, relevadores, elementos que regulan a un
    sistema electrónico. En los procesos de automatización,
    es utilizado los PLC’s(Programable Logic Controller),
    este dispositivo permite el almacenar serie de
    instrucciones dentro de su memoria, permite elaborar
    instrucciones específicas o lógicas. Para usar PLC’s no
    se requiere conocimientos informáticos, si no más bien
    conocimientos de carácter eléctricos.
   C. Ciencias Computacionales
   Las ciencias de la computación abarcan el
    estudio de las bases teóricas de la información
    y la computación y su aplicación en sistemas
    computacionales.
   Existen diversos campos dentro de la disciplina de
    las ciencias de la computación:
    algunos enfatizan los resultados específicos del
    cómputo (como los gráficos por computadora).
   mientras que otros (como la teoría de la
    complejidad computacional) se relacionan con
    propiedades de los algoritmos usados al realizar
    cómputos.
   Otros por su parte se enfocan en los problemas
    que requieren la implementación de cómputos.
   En la actualidad, gracias a los avances científicos,
    se han desarrollado y mejorado los tipos de
    diseño, la forma de hacer proyectos, y la forma de
    diseñar los procesos de manufactura. Gracias a la
    intervención de las computadoras, ha aparecido
    diferentes tipos de software.
   En nuestro caso, el Ingeniero se apoya con las
    nuevas herramientas del diseño para lograr
    diseñar con mayor rapidez, efectividad y precisión.
   Decimos entonces que, debido a la revolución
    a las computadoras, los estándares de calidad
    han aumentado, la velocidad de producción en
    una industria ha incrementado, el
    almacenamiento de la información se ha hecho
    más vasto.
   Automatización Fija
   Este tipo de automatización es
    utilizada cuando la producción
    en volumen es alto, por
   lo tanto, los mecanismos que
    participan en la producción,
    ejercen una actividad
   específica, de esta manera la
    producción es más rápida.
    Automatización Flexible
   Este tipo de automatización es una combinación
    de automatización Flexible y Fija, es adecuado
    cuando el volumen de producción es medio. Los
    equipos empleados en la producción están
    diseñados para sujetarse a variaciones en sus
    actividades sobre la configuración del producto.
    Para hacer funcionar la adaptabilidad de los
    equipos, se utilizan un control de programas de
    instrucciones.
   Automatización Programable
   Se utiliza cuando el volumen de producción es
    bajo, y hay mucha diversidad de productos. Los
    equipos se caracterizan por tener varias
    funciones, están sujetas a variaciones en sus
    actividades sobre la configuración del
    producto. Para hacerlas funcionar de manera
    diferente, se requiere hacer uso de un control
    de programas de instrucciones.
   Automatización de Manejo de Información
   Este tipo de automatización no necesariamente
    tiene ser aplicada dentro de una industria, sino
    que puede presentarse en medios de
    comunicación, bibliotecas, librerías, comercios,
    telefonías, etc. Consiste en manejar la información
    de manera automática, de tal manera que se tiene
    un control de la información por medio del uso de
    programas o interfaces.
El Código de Ética Profesional del Ingeniero
 Mexicano se publicó el 1 de julio de 1983, y
firmó como testigo el C. licenciado Miguel de
la Madrid Hurtado, Presidente Constitucional
 de los Estados Unidos Mexicanos, el cual se
          transcribe a continuación.

La Asamblea General Ordinaria de la UMAI
         adopta el Código de Ética
    Profesional del Ingeniero Mexicano.
Los principales Organismos de Normas son:

   Internacional Standardizacion Organization (ISO)
   Comité Europeo de Normalización (CEN)
   Oficina de Armonización del Mercado Interior (OAMI) -
    Marcas, Dibujos y Modelos
   Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT)
   Comité Mercosur de Normalización
   American National Standards Institute (ANSI)
   El Código de Ética Profesional del Ingeniero Mexicano se
    publicó el 1 de julio de 1983, y firmó como testigo el C.
    licenciado Miguel de la Madrid Hurtado, Presidente
    Constitucional de los Estados Unidos Mexicanos, el cual se
    transcribe a continuación.

   La Asamblea General Ordinaria de la UMAI adopta el
    siguiente Código de Ética Profesional del Ingeniero
    Mexicano:

    El ingeniero reconoce que el mayor mérito es el trabajo, por
    lo que ejercerá su profesión comprometido con el servicio a
    la sociedad mexicana, atendiendo al bienestar y progreso de
    la mayoría.       
    Al transformar la naturaleza en beneficio de la
    humanidad, el ingeniero debe acrecentar su
    conciencia de que el mundo es la morada del
    hombre y de que su interés por el universo es una
    garantía de la superación de su espíritu y del
    conocimiento de la realidad para hacerla más
    justa y feliz.

   El ingeniero debe rechazar los trabajos que
    tengan como fin atentar contra el interés general;
    de esta manera evitará situaciones que impliquen
    peligros o constituyan una amenaza contra el
    medio ambiente, la vida, la salud y demás
    derechos del ser humano.
   Es un deber ineludible del ingeniero sostener el prestigio de
    la profesión y velar por su cabal ejercicio; asimismo,
    mantener una conducta profesional cimentada en la
    capacidad, la honradez, la fortaleza, la templanza, la
    magnanimidad, la modestia, la franqueza y la justicia, con la
    conciencia de subordinar el bienestar individual al bien
    social.
    El ingeniero debe procurar el perfeccionamiento constante
    de sus conocimientos, en particular de su profesión, divulgar
    su saber, compartir su experiencia, proveer oportunidades
    para la formación y la capacitación de los trabajadores,
    brindar reconocimiento, apoyo moral y material a la
    institución educativa en donde realizó sus estudios; de esta
    manera revertirá a la sociedad las oportunidades que ha
    recibido.
   Es responsabilidad del ingeniero que su trabajo se
    realice con eficiencia y apoyo a las disposiciones
    legales. En particular, velará por el cumplimiento
    de las normas de protección a los trabajadores
    establecidas en la legislación laboral mexicana.
   En el ejercicio de su profesión, el ingeniero debe
    cumplir con diligencia los compromisos que haya
    asumido y desempeñará con dedicación y lealtad
    los trabajos que se le asignen, evitando anteponer
    su interés personal en la atención de los asuntos
    que se le encomienden, o coludirse para ejercer
    competencia desleal en perjuicio de quien reciba
    sus servicios.
   Observará una conducta decorosa, tratando con
    respeto, diligencia, imparcialidad y rectitud a las
    personas con las que tenga relación,
    particularmente a sus colaboradores,
    absteniéndose de incurrir en desviaciones y
    abusos de autoridad y de disponer o autorizar a
    un subordinado conductas ilícitas, así como de
    favorecer indebidamente a terceros.
   Debe salvaguardar los intereses de la institución o
    persona para la que trabaje y hacer buen uso de
    los recursos que se le hayan asignado para el
    desempeño de sus labores.
   Cumplirá con eficiencia las disposiciones que en ejercicio de sus
    atribuciones le dictaminen sus superiores jerárquicos, respetará y
    hará respetar su posición y trabajo; si discrepara de sus superiores
    tendrá la obligación de manifestar ante ellos las razones de su
    discrepancia.



   El ingeniero tendrá como norma crear y promover la tecnología
    nacional; pondrá especial cuidado en vigilar que la transferencia
    tecnológica se adapte a nuestras condiciones conforme al marco
    legal establecido. Se obliga a guardar secreto profesional de los
    datos confidenciales que conozca en el ejercicio de su profesión,
    salvo que le sean requeridos por autoridad competente.
   Registros
   Licencias
   Patentes
   El Registro es un mecanismo administrativo
    para la protección de los derechos de
    propiedad intelectual de los autores y demás
    titulares sobre las creaciones originales de
    carácter literario, artístico o científico.
   Asimismo, el Registro ofrece protección sobre
    las actuaciones y determinadas producciones
    contempladas en la Ley de la propiedad
    intelectual.
   Los derechos de propiedad intelectual otorgan
    además del reconocimiento a los creadores, la
    retribución económica que les corresponde por la
    realización de sus obras y prestaciones. Es
    también un incentivo a la creación y a la inversión
    en obras y prestaciones de la que se beneficia la
    sociedad en su conjunto.
   El Registro protege los derechos de propiedad
    intelectual al proporcionar una prueba cualificada
    sobre la existencia y pertenencia de estos
    derechos.
   Una licencia es, en Derecho, un contrato
    mediante el cual una persona recibe de otra el
    derecho de uso de varios de sus bienes,
    normalmente de carácter no tangible o
    intelectual, a cambio del pago de un monto
    determinado por el uso de los mismos.
   Una patente es la certificación que el Gobierno de
    nuestro país otorga, tanto a personas físicas como
    morales, la cual les permite explotar
    exclusivamente invenciones que consistan en
    nuevos productos o procesos durante un plazo
    improrrogable de 20 años contados a partir de la
    presentación de la solicitud correspondiente.
   El Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial
    (IMPI), es el Organismo Público Descentralizado
    que se encarga de la recepción, estudio y
    otorgamiento de patentes en nuestro país.
   La Microtecnología es la tecnología que está
    caracterizada por estar cerca de un micrómetro, o
    sea, una millonésima de metro.
   En 1960, científicos aprendieron que arreglando
    grandes números de transistores microscópicos
    en un solo chip, los circuitos microelectrónicos
    podían ser armados a esa escala, mejorando la
    funcionalidad, rendimiento, y confianza, mientras
    se reducía el costo y el volumen de los mismos.
    Este desarrollo condujo a la Revolución de la
    Información.
   La nanotecnología, es la tecnología que se
    caracteriza por tener una estructura con un
    tamaño menor a 100 nanómetros. Un nanómetro
    representa la billonésima parte de un metro. Si la
    comparamos con Microtecnología, un nanómetro
    es la milésima parte de un micrón. Un micrón
    puede contener miles de átomos, mientras que en
    un nanómetro caben entre 3 y 5 átomos, aunque
    en el universo hay partículas más pequeñas que el
    átomo, ya resultan de cosas que no se pueden
    controlar.
   Para comprender el potencial de esta tecnología
    es clave saber que las propiedades físicas y
    químicas de la materia cambian a escala
    nanométrica, lo cual se denomina efecto cuántico.

   Aunque en las investigaciones actuales con
    frecuencia se hace referencia a la nanotecnología
    (en forma de motores moleculares, computación
    cuántica, etcétera), es discutible que la
    nanotecnología sea una realidad hoy en día.
   Un microactuador es requerido para controlar un
    sensor resonante o para generar la respuesta
    mecánica de un sistema en particular.
    Esta respuesta puede ser mediante el movimiento de
    microespejos para explorar el haz de un láser, o
    mediante la conmutación de una fibra a otra.

También son útiles para manejar herramientas de corte en
  aplicaciones de microcirugía; para el control de
  microbombas y válvulas en sistemas de microanálisis o
  en microfluídos; o pueden ser microelectrodos para
  estimular tejido nervioso en aplicaciones de prótesis.
  Un transductor es un dispositivo que convierte de una cantidad física
   a
otra.
  El cambio en el índice de refracción de algún cristal bajo un campo
   magnético aplicado es un ejemplo
(efecto magneto- óptico).
   La deformación de un cristal piezoeléctrico por la aplicación de un
    campo eléctrico es otro ejemplo.
   Los sensores y actuadores son tipos especiales de transductores.
   En este contexto, un sensor es un dispositivo que convierte una
    cantidad física o química a una cantidad eléctrica.
   Similarmente, un actuador es un dispositivo que convierte una
    cantidad eléctrica en una cantidad física o química.
La nanotecnología intenta minimizar la fabricación con un potencial
   ahorro de
costes, materias primas, energía, etc.
De aquí que aparezca una nueva generación de máquinas según sus
átomos. Algunas de esta nueva generación de máquinas, tendrán un
gran impacto potencial en relación con la salud, prevención de
enfermedades, etc.
Se trata de un mero campo futurista de la investigación sujeta a la
construcción de un "Ensamblador“(Assembler), esto es, una máquina
de construcción que manipula y construye con los Átomos o las
moléculas individuales.
   Los Sistemas microelectromecánicos
    (SMEM), mejor conocidos como
    Microelectromechanical Systems o MEMS
    se refieren a la tecnología electromecánica
    micrométrica y sus productos; a escalas
    relativamente más pequeñas se mezcla con los
    Sistemas nanoelectromecánicos (SNEM), mejor
    conocidos por su denominación en inglés
    "Nanoelectromechanical Systems" o (NEMS) y con
    la nanotecnología.
   En se conoce a los SMEM más comúnmente como tecnología
    de microsistemas (MST, por sus siglas en inglés).También se
    le conoce en diversas partes del mundo como Micromáquinas.
   Esto no debe confundirse con la visión hipotética de la
    nanotecnología molecular o la electrónica molecular. Por lo
    general, los SMEM tienen comúnmente dimensiones que van
    desde el micrómetro hasta el milímetro.
   Los Sistemas Microelectromecánicos (MEMS), son
    estructuras mecánicas con dimensiones
    microscópicas (de varias decenas de micras) cuya
    principal característica es que pueden ser
    construidos con el mismo proceso usado para la
    fabricación de circuitos integrados. Por lo cual es
    posible integrar en un solo componente,
    dispositivos mecánicos con la electrónica necesaria
    para su funcionamiento. Esto ha originado el
    desarrollo de nuevos sensores y dispositivos que
    están cambiando el estilo de vida, en campos tan
    diversos como son, sistemas de comunicaciones,
    fuentes alternas de energía, aplicaciones
    biomédicas, automotriz etc.
   A estas escalas, el comportamiento físico intuitivo e
    inherente del hombre no necesariamente es el correcto,
    debido al incremento en la razón entre el área de
    superficie y el volumen de los SMEM; algunos efectos
    de superficie como los electrostáticos y térmicos
    dominan los efectos volumétricos tales como la inercia
    o la masa térmica.
   Los SMEM son fabricados utilizando modificaciones a la
    tecnología de silicio utilizada para fabricar dispositivos
    microelectrónicos (chips), moldeando y plating, wet
    etching (Hidróxido de potasio, TMAH) y dry etching (RIE y
    DRIE), maquinado eléctrico de descarga (EDM), y otras
    tecnologías capaces de manufacturar dispositivos muy
    pequeños.
   Los procesos de fabricación que se
    usan en MEMS son: Micromaquinado
    superficial, en bulto y LIGA (acrónimo
    del alemán Litografía electro depósito y
    modelado por rayos X).
   Nanoelectromechanical systems está evolucionando, con nuevos estudios
    científicos y técnicos emergentes aplicaciones.
   Dispositivos mecánicos están disminuyendo en espesor y anchura para
    reducir la masa, aumentar la frecuencia resonante, y la disminución de la
    fuerza de las constantes de estos sistemas.
    Los avances en el campo incluyen la mejora de los procesos de fabricación
    y nuevos métodos para la detección de movimiento y actuación en la
    nanoescala.
   Litográfica enfoques son capaces de crear objetos independientes en el
    silicio y otros materiales, con un espesor de laterales y dimensiones a unos
    20 nanómetros.
   Procesos similares se pueden hacer los canales o poro de dimensiones
    comparables, acercando a la escala molecular.
   Esto permite el acceso a un nuevo régimen experimental, y se sugieren
    nuevas aplicaciones en la detección y las interacciones moleculas.
   Ejemplos de Sensores:
   Sensores de temperatura: Termopar, Termistor
   Sensores de deformación: Galga extensiométrica
   Sensores de acidez: IsFET
   Sensores de luz: fotodiodo, fotorresistencia,
    fototransistor
   Sensores de sonido: micrófono
   Sensores de contacto: final de carrera
   Sensores de imagen digital (fotografía): CCD o CMOS
   Sensores de proximidad: sensor_de_proximidad
   Por ejemplo,
   En la Industria de Manufactura, los Ingenieros para diseñar se apoyan con
    los CAM
   (Manufactura asistida por computadora) y los CAD (Diseño Asistido por
    Computadora),
   con esto logran una optimización del tiempo, recursos, velocidad de
    producción, gestión de
   calidad.
   En las empresas, en cualquier sector, al momento de realizar un proyecto
    de ingeniería, se
   necesitan tomar decisiones, por lo que requieren de SAD (Sistemas de
    Apoyo a las
   Decisiones), estos programas dan a conocer valores estadísticos de una
    manera sencilla,
   rápida y actualizada sobre todo.
   En las Industrias Manufactureras, se presentan los siguientes casos:

   · Alto Volumen de Producción =>Producción en Masa => Sistemas
    Especializados =>Sistema de Manufactura Fija.
   · Más productos =>Volumen Medio de Producción =>Sistemas con
    menor especialidad =>Sistemas más flexibles => Sistemas
    Programables de Manufactura.
   · Gran Variedad de Productos => Volumen bajo de Producción=>
    Sistemas no especializados => Sistemas muy Flexibles de
    Manufactura.
   Observando las características de cada tipo de manufactura, los
    Diseños Mecánicos que más acorde están con la Mecatrónica son
    las Manufacturas Programables y Manufacturas Flexibles.

Introduccion a la mecatronica

  • 1.
    Introducción a laingeniería mecatrónica. Héctor Noguez Cruz
  • 2.
    I. Introducción II. ¿Qué es mecatrónica? III. Aspectos legales de la ingeniería. IV. Perspectiva futura de la Mecatrónica: La Micro y N
  • 3.
    a) ¿Qué es una ingeniería? b) Glosario de ingeniería. c) Características de un buen ingeniero. d) Ética profesional. e) Video sobre el estudio de ingenierías en México
  • 4.
    a) Definición b) Desarrollo y actualidad de la Mecatrónica. c) Elementos clave de la Mecatrónica. d) Elementos de un sistema Mecatrónico. e) Integración interdisciplinaria f) Integración final. g) Tipos de automatización h) Video
  • 5.
    a) Normas que rigen el ejercicio de la Ingeniería Naci b) Registros c) Video
  • 6.
    a) ¿Que es micro tecnología y nano tecnología? b) Microactuadores c) Microsensores d) Nano-maquinas e) Modelación y simulación f) Sintesis g) Microfabricacion y aplicaciones comerciales h) Aplicaciones i) Video
  • 7.
    A diferencia de las ciencias puras cuyo objetivo es el conocimiento por el conocimiento en sí mismo, la ingeniería se basa en la aplicación del conocimiento científico en la solución de problemas reales.  Es decir el uso de la ciencia para el desarrollo de tecnología.
  • 8.
    ¿Qué es ciencia?  Se define como el estudio cierto, sistemático y global de las cosas por sus causas, con el objetivo de comprender el mundo donde vivimos.
  • 9.
    ¿Qué es tecnología?  Se define como la aplicación y desarrollo de la ciencia con fines prácticos al ser humano y puede ser aplicada como la construcción herramientas y/o máquinas que facilitan el trabajo al ser humano.
  • 10.
    ¿Qué es el diseño de ingeniería?  Es la estructura lógica que nos permite maximizar las varianzas sistemáticas, controlar la varianza sistemática de las variables extrañas o fuentes de variación secundarias y minimizar el margen de error. Es decir controlar así la influencia de las variables independientes sobre las variables dependientes.
  • 11.
    ¿Qué es ingeniería de proyecto?  Se entiende por ingeniería de proyecto, la etapa dentro de la formulación de un proyecto de inversión donde se definen todos los recursos necesarios para llevar a cabo el proyecto, ya sea recursos logísticos, humanos, materiales, tecnológicos, inmateriales, etc.
  • 12.
    ¿Qué es manufactura de obras de ingeniería ?  Es la ciencia que estudia los procesos de conformado y fabricación de componentes mecánicos con la adecuada precisión dimensional, así como de la maquinaria, herramientas y demás equipos necesarios para llevar a cabo la realización física de tales procesos, su automatización, planificación y verificación.  Actualmente se busca mas su optimización es decir su mejoramiento en costo-producción.
  • 13.
    Conciencia profesional: Fundamentalmente, deberá ser siempre recto en sus tratos con el personal al que dirige y con las personas a las que presta sus servicios. Debe ser responsable y conocer sus capacidades.  Habilidad para resolver problemas: la constituyen tres elementos esenciales, uno es la preparación académica del ingeniero, el segundo es la inventiva o el ingenio que tiene y que agregado a su preparación técnica, le permitirá encontrar soluciones a problemas con mayor rapidez o con menor costo.
  • 14.
    Actitud de investigación: cuando el ingeniero se enfrenta a un problema nuevo debe ser un reto a su capacidad profesional.  Superación constante. Rige la vida profesional del ingeniero. La educación no acaba con la obtención del titulo tan codiciado, pues la tecnología avanza a pasos agigantados.
  • 15.
     Ingenieros sostieneny avanzan la integridad, honor, y dignidad de la ingeniería como profesión, a través de:  usar sus conocimientos y habilidades para mejorar el bienestar humano.
  • 16.
     ser honestoe imparcial, y servir con fidelidad al público, a sus empleados, y a sus clientes.  El ingeniero desarrollará trabajos y servicios solo en las áreas de sus competencia.
  • 17.
     El ingenierodará opiniones y dictámenes de una manera objetiva y veraz.  Su función principal es el de diseñar o desarrollar soluciones tecnológicas a necesidades sociales, industriales y económicas.
  • 19.
    Desde hace mas de 40 años que la palabra fue creada en Japón se ha generado una nueva revolución enfocada al uso de sistema de información y software en los procesos industriales.
  • 20.
    Una maquina actual integra sistemas mecánicos, electrónicos, de control y software para su correcto funcionamiento. Esta evolución hace que el campo de la ingeniería tenga muchas intersecciones entre sí, del total de estas intersecciones se creo la Mecatrónica.
  • 21.
    La historia de la Ingeniería como tal, se describe desde la época de los Griegos, con la construcción de los acueductos y toda su obra arquitectónica, o los sistemas de riego de los mesoamericanos. La historia de la evolución de la Ingeniería la dividen en:
  • 22.
    La Revolución industrial es un periodo histórico comprendido entre la segunda mitad del siglo XVIII y principios del XIX, en el que el Reino Unido en primer lugar, y el resto de la Europa continental después, sufren el mayor conjunto de transformaciones socioeconómicas, tecnológicas y culturales de la Historia de la humanidad.
  • 23.
    La economía se basaba en el trabajo manual o artesanal el cual fue reemplazado por la industria y la manufactura.  Comenzando a aplicarse el concepto de producir mas con menos y al aprovecharse una nueva energía descubierta, la energía del vapor.
  • 24.
    La industria actualprevalece gracias a la calidad de sus productos, velocidad de producción, uniformidad. Como todo va en constante cambio, siempre se irá requiriendo de nuevas implementaciones tecnológicas y el desarrollo de las mismas. Gracias a estos factores, surge la hoy en día una nueva disciplina, Mecatrónica. Que hoy por hoy se ha consolidado dentro de la sociedad mexicana como una disciplina vanguardista e Innovadora.
  • 25.
     Modelación desistemas físicos. -Optimización de equipos, modernización de maquinaria.  Sistemas de Automatización -Control lógico programable, PLC’s (control lógico programable), simulación.
  • 26.
     Sensores y Actuadores  Sistemas de Control de Procesos -Sistemas Eléctricos y Electrónicos, sensores y actuadores.
  • 27.
     Computadorasy Sistemas Lógicos -Procesamiento de Información, Interfases, diseño asistido por computadora.  Software y Adquisición de Datos -Programación, Obtención de datos físicos, Procesamiento Digital de Señales.
  • 28.
     inteligencia Artificial -Robótica,Producción de Maquinaria Inteligente.  Tecnologías de la Información -Redes, Telecomunicaciones, circuitos eléctricos, electrónica digital.
  • 29.
    Sensores y actuadores.  Sistemas de control.  Modelación de sistemas físicos.  Computadoras y sistemas lógicos.  Software y adquisición de datos.
  • 30.
    a) Sensores yActuadores Anexos presiona el Los sensores son botón verde.  transductores (convierte un tipo de energía a otra) que miden cierto tipo de energía, un indicador o detector en pocas palabras, la energía detectada se convierte en impulsos eléctricos que son captadas por las máquinas de control. Esta información la utilizan los operadores lógicos o bien puede ser analizada por un ser humano.
  • 31.
     Losactuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas. Existen tres tipos de actuadores: · Hidráulicos · Neumáticos · Eléctricos
  • 32.
    Los actuadores hidráulicos, neumáticos eléctricos son usados pera manejar aparatos mecatrónicos. Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos, los actuadores eléctricos son mas usados en robótica por precisión.
  • 33.
    b)Sistemas de Control Un sistema de control ayuda mantener regulado un conjunto de componentes, regula la conducta de un sistema dependiendo de las situaciones que se presentan en el entorno, todo esto con el fin de obtener un sistema autosuficiente. Las características que posee un sistema de control son los siguientes: ·
  • 34.
    Señal de corriente de entrada: Es el estímulo que recibe el sistema.  Señal de corriente de salida: Es la respuesta otorgada por el sistema.  Variable Manipulada: Es el elemento al cual se le modifica su magnitud, para lograr la respuesta deseada.
  • 35.
    Variable Controlada: Es el elemento que se desea controlar.  Conversión: Mediante receptores se generan las variaciones o cambios que se producen en la variable.  Variaciones externas: Son los factores que influyen en la acción de producir un cambio de orden correctivo.
  • 36.
    Fuente de energía: Es la que entrega la energía necesaria para generar cualquier tipo de actividad dentro del sistema.
  • 37.
    Retroalimentación : La retroalimentación es una característica importante de los sistemas de control de lazo cerrado. Es una relación secuencial de causas y efectos entre las variables del sistema. Dependiendo de la acción correctiva que tome el sistema, éste puede apoyar o no una decisión, cuando en el sistema se produce un retorno se dice que hay una retroalimentación negativa; si el sistema apoya la decisión inicial se dice que hay una retroalimentación positiva.
  • 38.
    c)Modelación de Sistemas Físicos  Los sistemas físicos son los sistemas “tangibles”, los que se presentan en la vida real, son todos aquellos sistemas compuestos por maquinaria y equipos. En la modelación de sistemas físicos, estamos hablando del diseño de los sistemas mecánicos-eléctricos.
  • 39.
    d)Computadoras y Sistemas Lógicos  Al contrario de los sistemas físicos, las computadoras contienen el orden lógico de un sistema, su composición abstracta. El orden lógico le da a un sistema mecánico una serie de instrucciones, es el cerebro de un sistema mecánico-eléctrico
  • 40.
    e)Software y adquisición de datos  El software es el conjunto de programas y procedimientos para realizar una tarea específica. Los sistemas de software, comúnmente llamados sistemas operativos, facilita la interacción de software con hardware. La adquisición de datos es el elemento principal de un sistema de control, con la adquisición de datos, el sistema de control conocerá qué es lo que sucede en el proceso que se lleva a cabo en los sistemas mecánicos-electrónicos, con la adquisición de datos, una persona puede observar la producción y efectividad de los sistemas.
  • 41.
    A. Mecánica de Precisión  Un objetivo de la mecatrónica es integrar a la tecnología mecánica con tecnología electrónica para aumentar los niveles de productividad, calidad, versatilidad y precisión. La precisión con la que se produce en una industria, afecta directamente la calidad de sus productos.
  • 42.
    B. Control Electrónico  El control electrónico es el control por medio de interruptores, relevadores, elementos que regulan a un sistema electrónico. En los procesos de automatización, es utilizado los PLC’s(Programable Logic Controller), este dispositivo permite el almacenar serie de instrucciones dentro de su memoria, permite elaborar instrucciones específicas o lógicas. Para usar PLC’s no se requiere conocimientos informáticos, si no más bien conocimientos de carácter eléctricos.
  • 43.
    C. Ciencias Computacionales  Las ciencias de la computación abarcan el estudio de las bases teóricas de la información y la computación y su aplicación en sistemas computacionales.
  • 44.
    Existen diversos campos dentro de la disciplina de las ciencias de la computación:  algunos enfatizan los resultados específicos del cómputo (como los gráficos por computadora).  mientras que otros (como la teoría de la complejidad computacional) se relacionan con propiedades de los algoritmos usados al realizar cómputos.  Otros por su parte se enfocan en los problemas que requieren la implementación de cómputos.
  • 45.
    En la actualidad, gracias a los avances científicos, se han desarrollado y mejorado los tipos de diseño, la forma de hacer proyectos, y la forma de diseñar los procesos de manufactura. Gracias a la intervención de las computadoras, ha aparecido diferentes tipos de software.  En nuestro caso, el Ingeniero se apoya con las nuevas herramientas del diseño para lograr diseñar con mayor rapidez, efectividad y precisión.
  • 46.
    Decimos entonces que, debido a la revolución a las computadoras, los estándares de calidad han aumentado, la velocidad de producción en una industria ha incrementado, el almacenamiento de la información se ha hecho más vasto.
  • 47.
    Automatización Fija  Este tipo de automatización es utilizada cuando la producción en volumen es alto, por  lo tanto, los mecanismos que participan en la producción, ejercen una actividad  específica, de esta manera la producción es más rápida.
  • 48.
    Automatización Flexible  Este tipo de automatización es una combinación de automatización Flexible y Fija, es adecuado cuando el volumen de producción es medio. Los equipos empleados en la producción están diseñados para sujetarse a variaciones en sus actividades sobre la configuración del producto. Para hacer funcionar la adaptabilidad de los equipos, se utilizan un control de programas de instrucciones.
  • 49.
    Automatización Programable  Se utiliza cuando el volumen de producción es bajo, y hay mucha diversidad de productos. Los equipos se caracterizan por tener varias funciones, están sujetas a variaciones en sus actividades sobre la configuración del producto. Para hacerlas funcionar de manera diferente, se requiere hacer uso de un control de programas de instrucciones.
  • 50.
    Automatización de Manejo de Información  Este tipo de automatización no necesariamente tiene ser aplicada dentro de una industria, sino que puede presentarse en medios de comunicación, bibliotecas, librerías, comercios, telefonías, etc. Consiste en manejar la información de manera automática, de tal manera que se tiene un control de la información por medio del uso de programas o interfaces.
  • 52.
    El Código deÉtica Profesional del Ingeniero Mexicano se publicó el 1 de julio de 1983, y firmó como testigo el C. licenciado Miguel de la Madrid Hurtado, Presidente Constitucional de los Estados Unidos Mexicanos, el cual se transcribe a continuación. La Asamblea General Ordinaria de la UMAI adopta el Código de Ética Profesional del Ingeniero Mexicano.
  • 53.
    Los principales Organismosde Normas son:  Internacional Standardizacion Organization (ISO)  Comité Europeo de Normalización (CEN)  Oficina de Armonización del Mercado Interior (OAMI) - Marcas, Dibujos y Modelos  Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT)  Comité Mercosur de Normalización  American National Standards Institute (ANSI)
  • 54.
    El Código de Ética Profesional del Ingeniero Mexicano se publicó el 1 de julio de 1983, y firmó como testigo el C. licenciado Miguel de la Madrid Hurtado, Presidente Constitucional de los Estados Unidos Mexicanos, el cual se transcribe a continuación.  La Asamblea General Ordinaria de la UMAI adopta el siguiente Código de Ética Profesional del Ingeniero Mexicano:  El ingeniero reconoce que el mayor mérito es el trabajo, por lo que ejercerá su profesión comprometido con el servicio a la sociedad mexicana, atendiendo al bienestar y progreso de la mayoría.       
  • 55.
    Al transformar la naturaleza en beneficio de la humanidad, el ingeniero debe acrecentar su conciencia de que el mundo es la morada del hombre y de que su interés por el universo es una garantía de la superación de su espíritu y del conocimiento de la realidad para hacerla más justa y feliz.  El ingeniero debe rechazar los trabajos que tengan como fin atentar contra el interés general; de esta manera evitará situaciones que impliquen peligros o constituyan una amenaza contra el medio ambiente, la vida, la salud y demás derechos del ser humano.
  • 56.
    Es un deber ineludible del ingeniero sostener el prestigio de la profesión y velar por su cabal ejercicio; asimismo, mantener una conducta profesional cimentada en la capacidad, la honradez, la fortaleza, la templanza, la magnanimidad, la modestia, la franqueza y la justicia, con la conciencia de subordinar el bienestar individual al bien social.  El ingeniero debe procurar el perfeccionamiento constante de sus conocimientos, en particular de su profesión, divulgar su saber, compartir su experiencia, proveer oportunidades para la formación y la capacitación de los trabajadores, brindar reconocimiento, apoyo moral y material a la institución educativa en donde realizó sus estudios; de esta manera revertirá a la sociedad las oportunidades que ha recibido.
  • 57.
    Es responsabilidad del ingeniero que su trabajo se realice con eficiencia y apoyo a las disposiciones legales. En particular, velará por el cumplimiento de las normas de protección a los trabajadores establecidas en la legislación laboral mexicana.  En el ejercicio de su profesión, el ingeniero debe cumplir con diligencia los compromisos que haya asumido y desempeñará con dedicación y lealtad los trabajos que se le asignen, evitando anteponer su interés personal en la atención de los asuntos que se le encomienden, o coludirse para ejercer competencia desleal en perjuicio de quien reciba sus servicios.
  • 58.
    Observará una conducta decorosa, tratando con respeto, diligencia, imparcialidad y rectitud a las personas con las que tenga relación, particularmente a sus colaboradores, absteniéndose de incurrir en desviaciones y abusos de autoridad y de disponer o autorizar a un subordinado conductas ilícitas, así como de favorecer indebidamente a terceros.  Debe salvaguardar los intereses de la institución o persona para la que trabaje y hacer buen uso de los recursos que se le hayan asignado para el desempeño de sus labores.
  • 59.
    Cumplirá con eficiencia las disposiciones que en ejercicio de sus atribuciones le dictaminen sus superiores jerárquicos, respetará y hará respetar su posición y trabajo; si discrepara de sus superiores tendrá la obligación de manifestar ante ellos las razones de su discrepancia.  El ingeniero tendrá como norma crear y promover la tecnología nacional; pondrá especial cuidado en vigilar que la transferencia tecnológica se adapte a nuestras condiciones conforme al marco legal establecido. Se obliga a guardar secreto profesional de los datos confidenciales que conozca en el ejercicio de su profesión, salvo que le sean requeridos por autoridad competente.
  • 60.
    Registros  Licencias  Patentes
  • 61.
    El Registro es un mecanismo administrativo para la protección de los derechos de propiedad intelectual de los autores y demás titulares sobre las creaciones originales de carácter literario, artístico o científico.  Asimismo, el Registro ofrece protección sobre las actuaciones y determinadas producciones contempladas en la Ley de la propiedad intelectual.
  • 62.
    Los derechos de propiedad intelectual otorgan además del reconocimiento a los creadores, la retribución económica que les corresponde por la realización de sus obras y prestaciones. Es también un incentivo a la creación y a la inversión en obras y prestaciones de la que se beneficia la sociedad en su conjunto.  El Registro protege los derechos de propiedad intelectual al proporcionar una prueba cualificada sobre la existencia y pertenencia de estos derechos.
  • 63.
    Una licencia es, en Derecho, un contrato mediante el cual una persona recibe de otra el derecho de uso de varios de sus bienes, normalmente de carácter no tangible o intelectual, a cambio del pago de un monto determinado por el uso de los mismos.
  • 64.
    Una patente es la certificación que el Gobierno de nuestro país otorga, tanto a personas físicas como morales, la cual les permite explotar exclusivamente invenciones que consistan en nuevos productos o procesos durante un plazo improrrogable de 20 años contados a partir de la presentación de la solicitud correspondiente.  El Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI), es el Organismo Público Descentralizado que se encarga de la recepción, estudio y otorgamiento de patentes en nuestro país.
  • 66.
    La Microtecnología es la tecnología que está caracterizada por estar cerca de un micrómetro, o sea, una millonésima de metro.  En 1960, científicos aprendieron que arreglando grandes números de transistores microscópicos en un solo chip, los circuitos microelectrónicos podían ser armados a esa escala, mejorando la funcionalidad, rendimiento, y confianza, mientras se reducía el costo y el volumen de los mismos. Este desarrollo condujo a la Revolución de la Información.
  • 67.
    La nanotecnología, es la tecnología que se caracteriza por tener una estructura con un tamaño menor a 100 nanómetros. Un nanómetro representa la billonésima parte de un metro. Si la comparamos con Microtecnología, un nanómetro es la milésima parte de un micrón. Un micrón puede contener miles de átomos, mientras que en un nanómetro caben entre 3 y 5 átomos, aunque en el universo hay partículas más pequeñas que el átomo, ya resultan de cosas que no se pueden controlar.
  • 68.
    Para comprender el potencial de esta tecnología es clave saber que las propiedades físicas y químicas de la materia cambian a escala nanométrica, lo cual se denomina efecto cuántico.  Aunque en las investigaciones actuales con frecuencia se hace referencia a la nanotecnología (en forma de motores moleculares, computación cuántica, etcétera), es discutible que la nanotecnología sea una realidad hoy en día.
  • 69.
    Un microactuador es requerido para controlar un sensor resonante o para generar la respuesta mecánica de un sistema en particular. Esta respuesta puede ser mediante el movimiento de microespejos para explorar el haz de un láser, o mediante la conmutación de una fibra a otra. También son útiles para manejar herramientas de corte en aplicaciones de microcirugía; para el control de microbombas y válvulas en sistemas de microanálisis o en microfluídos; o pueden ser microelectrodos para estimular tejido nervioso en aplicaciones de prótesis.
  • 70.
     Untransductor es un dispositivo que convierte de una cantidad física a otra.  El cambio en el índice de refracción de algún cristal bajo un campo magnético aplicado es un ejemplo (efecto magneto- óptico).  La deformación de un cristal piezoeléctrico por la aplicación de un campo eléctrico es otro ejemplo.  Los sensores y actuadores son tipos especiales de transductores.  En este contexto, un sensor es un dispositivo que convierte una cantidad física o química a una cantidad eléctrica.  Similarmente, un actuador es un dispositivo que convierte una cantidad eléctrica en una cantidad física o química.
  • 71.
    La nanotecnología intentaminimizar la fabricación con un potencial ahorro de costes, materias primas, energía, etc. De aquí que aparezca una nueva generación de máquinas según sus átomos. Algunas de esta nueva generación de máquinas, tendrán un gran impacto potencial en relación con la salud, prevención de enfermedades, etc. Se trata de un mero campo futurista de la investigación sujeta a la construcción de un "Ensamblador“(Assembler), esto es, una máquina de construcción que manipula y construye con los Átomos o las moléculas individuales.
  • 72.
    Los Sistemas microelectromecánicos (SMEM), mejor conocidos como Microelectromechanical Systems o MEMS se refieren a la tecnología electromecánica micrométrica y sus productos; a escalas relativamente más pequeñas se mezcla con los Sistemas nanoelectromecánicos (SNEM), mejor conocidos por su denominación en inglés "Nanoelectromechanical Systems" o (NEMS) y con la nanotecnología.
  • 73.
    En se conoce a los SMEM más comúnmente como tecnología de microsistemas (MST, por sus siglas en inglés).También se le conoce en diversas partes del mundo como Micromáquinas.  Esto no debe confundirse con la visión hipotética de la nanotecnología molecular o la electrónica molecular. Por lo general, los SMEM tienen comúnmente dimensiones que van desde el micrómetro hasta el milímetro.
  • 74.
    Los Sistemas Microelectromecánicos (MEMS), son estructuras mecánicas con dimensiones microscópicas (de varias decenas de micras) cuya principal característica es que pueden ser construidos con el mismo proceso usado para la fabricación de circuitos integrados. Por lo cual es posible integrar en un solo componente, dispositivos mecánicos con la electrónica necesaria para su funcionamiento. Esto ha originado el desarrollo de nuevos sensores y dispositivos que están cambiando el estilo de vida, en campos tan diversos como son, sistemas de comunicaciones, fuentes alternas de energía, aplicaciones biomédicas, automotriz etc.
  • 75.
    A estas escalas, el comportamiento físico intuitivo e inherente del hombre no necesariamente es el correcto, debido al incremento en la razón entre el área de superficie y el volumen de los SMEM; algunos efectos de superficie como los electrostáticos y térmicos dominan los efectos volumétricos tales como la inercia o la masa térmica.  Los SMEM son fabricados utilizando modificaciones a la tecnología de silicio utilizada para fabricar dispositivos microelectrónicos (chips), moldeando y plating, wet etching (Hidróxido de potasio, TMAH) y dry etching (RIE y DRIE), maquinado eléctrico de descarga (EDM), y otras tecnologías capaces de manufacturar dispositivos muy pequeños.
  • 76.
    Los procesos de fabricación que se usan en MEMS son: Micromaquinado superficial, en bulto y LIGA (acrónimo del alemán Litografía electro depósito y modelado por rayos X).
  • 77.
    Nanoelectromechanical systems está evolucionando, con nuevos estudios científicos y técnicos emergentes aplicaciones.  Dispositivos mecánicos están disminuyendo en espesor y anchura para reducir la masa, aumentar la frecuencia resonante, y la disminución de la fuerza de las constantes de estos sistemas.  Los avances en el campo incluyen la mejora de los procesos de fabricación y nuevos métodos para la detección de movimiento y actuación en la nanoescala.  Litográfica enfoques son capaces de crear objetos independientes en el silicio y otros materiales, con un espesor de laterales y dimensiones a unos 20 nanómetros.  Procesos similares se pueden hacer los canales o poro de dimensiones comparables, acercando a la escala molecular.  Esto permite el acceso a un nuevo régimen experimental, y se sugieren nuevas aplicaciones en la detección y las interacciones moleculas.
  • 79.
    Ejemplos de Sensores:  Sensores de temperatura: Termopar, Termistor  Sensores de deformación: Galga extensiométrica  Sensores de acidez: IsFET  Sensores de luz: fotodiodo, fotorresistencia, fototransistor  Sensores de sonido: micrófono  Sensores de contacto: final de carrera  Sensores de imagen digital (fotografía): CCD o CMOS  Sensores de proximidad: sensor_de_proximidad
  • 80.
    Por ejemplo,  En la Industria de Manufactura, los Ingenieros para diseñar se apoyan con los CAM  (Manufactura asistida por computadora) y los CAD (Diseño Asistido por Computadora),  con esto logran una optimización del tiempo, recursos, velocidad de producción, gestión de  calidad.  En las empresas, en cualquier sector, al momento de realizar un proyecto de ingeniería, se  necesitan tomar decisiones, por lo que requieren de SAD (Sistemas de Apoyo a las  Decisiones), estos programas dan a conocer valores estadísticos de una manera sencilla,  rápida y actualizada sobre todo.
  • 81.
    En las Industrias Manufactureras, se presentan los siguientes casos:  · Alto Volumen de Producción =>Producción en Masa => Sistemas Especializados =>Sistema de Manufactura Fija.  · Más productos =>Volumen Medio de Producción =>Sistemas con menor especialidad =>Sistemas más flexibles => Sistemas Programables de Manufactura.  · Gran Variedad de Productos => Volumen bajo de Producción=> Sistemas no especializados => Sistemas muy Flexibles de Manufactura.  Observando las características de cada tipo de manufactura, los Diseños Mecánicos que más acorde están con la Mecatrónica son las Manufacturas Programables y Manufacturas Flexibles.