Sistemas Mecatrnicos

Sistemas MecatrnicosM. en C. Manuel Jess RodrguezEmbodiment (Desarrollo del producto)Un anlisis ms detallado es realizado en la etapa del desarrollo del producto del proceso de diseo.Algunos de los aspectos que son cubiertos son el diseo de forma, diseo para la manufactura y ensamble y seleccin de los materiales y procesos.El diseo no solo consiste en lograr soluciones tcnicas, sino tambin crear productos tiles y que sean atractivos para los usuarios.Un elemento esencial en el ciclo del desarrollo del producto es que se debe de ser revisado peridicamente para garantizar que la solucin sea ptima.Desde que se comienzan a realizar el esquema, los esfuerzos se deben de dirigir en la optimizacin del diseoEsto se logra atacando los puntos dbiles del diseo.El proceso de desarrollo es el puente entre el diseo conceptual y la etapa del diseo detallado.El objetivo es refinar y desarrollar bocetos, a tal punto, que el diseo detallado y la fabricacin puedan comenzar.Hasta la etapa de desarrollo se han realizado pequeos bocetos y se han determinado las especificaciones del producto (clculos, gustos del cliente, etc.).

A la salida de esta etapa se tendrn los dibujos de ingeniera (planos de manufactura) as como toda la documentacin requerida (proceso de manufactura, ensamble, tolerancias, etc.).

Ciclo del desarrollo del producto

El proceso comienza con una decisin sobre el diseo general.Despus este diseo es modelado, analizado, sintetizado y optimizado.Un diseo revisado se produce o ms detalles son agregados a la idea original, para posteriormente realizar el diseo y evaluarlo con respecto a las especificaciones y a las restricciones del PDS. Todo el proceso se repite muchas veces y en diferentes reas de un diseo, hasta que la mejor solucin se obtiene, teniendo en cuenta los procesos de fabricacin y montaje, as como la seleccin de materiales.El mtodo de la ingeniera del valor es ejecutado en paralelo con el proceso de desarrollo.El mtodo del valor de ingeniera establece el costo y el desempeo de propuestas alternativas, y provee informacin til al equipo de diseo (relativa al costo del producto).Tambin se debe de realizar la sntesis de toda la informacin disponible en la etapa de desarrollo, incluyendo estimaciones de costo, guas del equipo en el desarrollo de una propuesta de diseo ptimo.Dibujo esquemticoDebe de incluir todos los elementos, as como tambin todos los movimientos (de los elementos) para con ello asegurar los espacios adecuados.Es regularmente actualizado y modificado conforme el proceso de desarrollo continua, as como tambin a medida que se realizan ms decisiones.En caso de que se vallan a comprar algunos componentes, es necesario verificar primero la disponibilidad y el tamao de estos.

Diseo de formaUna vez que se ha definido la geometra, es posible comenzar a realizar el modelado, el anlisis y la sntesis.Es importante tener en cuenta el proceso de manufactura y ensamble que se va a realizar para cada una de las piezas diseadas.Cada proceso de fabricacin tiene sus ventajas y sus desventajas, por lo que es necesario, determinar algn criterio de seleccin, como por ejemplo, el precio o bien la calidad que se requiere en cada uno de los componentes.

Ejemplo

Tres procesos de fabricacin distintos para cuatro piezas distintas que realizan la misma funcin:- Acero Fundido-Acero forjado (caliente y frio)-Soldadura

Cuando algn elemento valla a estar sometido a algn esfuerzo, siempre se recomienda disearlo para que se encuentre sujeto solo a tensin y compresin puras.

Problema:Se puede mejorar este diseo?

Solucin

Este diseo tiene dos ventajas principales:- El elemento solo est sometido a esfuerzos de tensin y compresin.-La seccin transversal es ms delgada, ya que este elemento no est sometido a flexin.El tamao si importa.

Algunas de las recomendaciones para determinar la forma de un elemento son:Identificar el proceso de manufactura ptimo tan pronto como sea posible, y para ello se recomienda tener en cuenta algunos aspectos, como son fuerzas, cantidad de piezas, pesos, y dems datos relevantes.Colocar los materiales de modo que sigan las mismas lneas de fuerza (tensin y compresin).Suavizar la transferencia de las lneas de esfuerzo.MaterialesLos materiales representan aproximadamente el 50% de los costos de manufactura de un producto.La seleccin adecuada de un material es una labor complicada, ya que:Existen alrededor de 15000 materiales distintos.Adems de los diversos materiales, existe la posibilidad de realizar tratamientos trmicos para algunos materiales, as como revestimientos superficiales.

17Una seleccin adecuada de los materiales conduce a la realizacin de productos ms baratos, as como mejorar el desempeo del producto.La sustitucin de plsticos para algunos componentes metlicos, puede reducir el costo de ensamblaje, ya que reduce el nmero de piezas, y la cantidad de los procesos de fabricacin.Los principales criterios utilizados para seleccionar la combinacin de materiales y procesos son los siguientes:

Disponibilidad

CostoCantidad requeridaTolerancias exigidasVibraciones permitidasImpacto ambientalDensidadResistencia al desgasteRugosidad de la superficieVelocidad de entregaFacilidad de maquinadoResistencia a la corrosinEstticaAmbiente de operacinCoeficiente de friccinResistencia a la corrosinPropiedades elctricasPropiedades mecnicas