microplanificación diseño mecatrónico ld 7 de septiembre 2013 propuesta borrador

UNIVERSIDAD DE PANAMÁ

FACULTAD DE INGENIERÍA

MECATRÓNICA

ESCUELA O DEPARTAMENTO MECATRÓNICA

INGENIERÍA MECATRÓNICA

DISEÑO MECATRÓNICO

DESCRIPCIÓN DE ASIGNATURA

Asignatura: Diseño Mecatrónico

Código: IMP 32

Código de asignatura: 07625

Código de horario: 07573

Créditos: 5

Prerrequisitos: Diseño Técnico Asistido por Computadora

Docente: Luis Antonio Daniel De León

MICROPLANIFICACIÓN

VIII SEMESTRE

8 de agosto de 2013

Corrección 21 de agosto de 2013

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JUSTIFICACIÓN

No contamos con los suficientes profesionales para llenar las plazas de empleos vacantes en el área de la electrónica, electricidad, y mecánica.

Nuestro propósito es coadyuvar a la formación del recurso humano que requiere la industria, el sector portuario, energético, como de las nuevas aplicaciones tecnológicas en las empresas.

La contribución de esta asignatura de Diseño Mecatrónico será elevar la las capacidades como habilidades de sus egresados al momento de atender cualquier llamado por emergencias o mal funcionamiento, en un curso que como base de prerrequisito tendrá el diseño técnico asistido por computadora.

Nuestro aporte con esta asignatura que puede ser nueva, inclusive un cuadro referencial, considerando su carencia en los planes de estudio de la Universidad de Panamá como en la Universidad Latina, siendo nuestro referente la experiencia de una Universidad de Argentina que dicta este curso y nos pareció interesante hacer esta prueba, a favor de los estudiantes es promover las habilidades para resolver problemas de mercado, sociedad, industria hasta de la propia Universidad.

Asi, nuestra visión, la Mecatrónica comprende la integración, coordinación y puesta en marcha de sistemas electrónicos, mecánicos e informáticos, no se puede concebir el futuro de la industria sin la intervención de la misma, ya que existe una tendencia hacia sistemas robotizados de producción.

Esta microplanificación será subida a www.slideshare.net como parte de evaluación del Curso de Comunicación y Tecnología Educativa, facilitador Elvis Hernandez.

Descripción.

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http://www.slideshare.net/

Estudiar Diseño Mecatrónico en Ingeniería Mecatrónica ofrece un vasto campo de trabajo en la producción industrial, pero además juega un papel fundamental en el desarrollo de los conocimientos científicos y tecnológicos del país, lo que conlleva posibilidad de desarrollo en la docencia e investigación, por tanto, el dominio del diseño mecatrónico elevara el poder analítico, deductivo, como espacial a la solución de problemas diarios comunes abstractos de campo.

Este programa al preguntarnos que hace, podemos decir que integrara y desarrollara los diseños de sistemas que involucren tecnología con componentes mecánicos, eléctricos, electrónicos y computacionales dentro de los procesos industriales, seleccionando los mejores métodos y tecnologías para el diseño y desarrollo integral de un producto como proceso, impulsando ser emprendedor, buscador de fallas, orientado a la capacidad de trabajo en equipo, lo que ayuda a promover la innovación tecnológica.

Los aspirantes como perfil de ingreso, a este nivel, en Ingeniería Mecatrónica, estarán interesados en un mercado que exigirá aplicar diseños coherentes a las nuevas tecnologías para la solución de problemas de automatización, aceptar retos con siendo emprendedor, trabajar en equipo, con vocación al estudio inclusive autoaprendizaje, pensamiento critico, analítico, de síntesis, propositivo y prospectivo.

El egresado de este curso podrá aplicar los principios de programación, robótica y diseño mecatronico para la manufactura y control de sistemas automatizados. Adicional será capaz de proyectar como diseñar sistemas, componentes o procedimientos que juntos satisfagan las necesidades de la industria de productos inclusive de servicios de mantenimiento.

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CONTENIDO

DISEÑO MECATRÓNICO

Semestre

Horas de teoría por semana

Horas de práctica por semana

Horas trabajo adicional estudiante

Créditos cinco (5)

VIII semestre.

Programa analítico

OBJETIVOS GENERALES

El estudiante diseñará sistemas mecatrónicos de aplicación general integrando conocimientos de diseño electrónico, diseño mecánico, programación, máquinas eléctricas y control

Unidad 1

El alumno conocerá los fundamentos y componentes principales de los sistema mecatrónico. Entenderá la importancia de las filosofía de los sistemas mecatrónicos en el desarrollo tecnológico actual.

Unidad 2

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El estudiante adquirirá el conocimiento de una metodología en el desarrollo de productos mecatrónico. Sabrá escoger los componentes adecuados a la problemática del producto mecatrónico.

Unidad 3

El alumno analizará y modelará sistemas mecatrónico para estudiar su comportamiento dinámico.

Unidad 4

Integración de diferentes tipos de controladores hardware-software al diseño mecatrónico.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Unidad 5

El alumno aplicará los conocimientos adquiridos en la materia para desarrollar un proyecto.

Contribución al Perfil de Egreso

El egresado tendrá la facilidad de tener un pensamiento formal y metodológico para proponer soluciones a problemas de mediana complejidad de abstracción.

ELEMENTOS DE UNA COMPETENCIA

El estudiante identifica los elementos de diseño cada una

de las ramas que conforman la MECATRONICA, que influyen

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en el mejoramiento de sus destrezas como sus habilidades en

base a las lecturas que hemos sugerido para este curso.

Los estudiantes analizaran la relevancia de ampliar sus

competencias para uso de herramientas, conocimientos de

leyes básicas, de mecánica, electricidad y electrónica,

conforme al informe de Delors como en la base de las lecturas

y productos.

Competencias Genéricas

Cognitiva

Comunicación e información

Competencias a Desarrollar

Competencias Profesionales

Esta asignatura contribuye a formar las competencias profesionales de:

-Elaboración de soluciones a problemas de automatización y control.

-Elaboración de soluciones a problemas de manufactura automatizada.

-Elaboración de soluciones a problemas de automatización de robots manipuladores.

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-Elaboración de soluciones a problemas de mecatrónica.

Contenidos y métodos por unidades y temas

Unidad 1 Metodología en el desarrollo de productos mecatrónicos.

16 hs

Tema 1.1 Diseño tradicional y mecatrónico

Tema 1.2 Posibles soluciones de diseño

Tema 1.3 Estudios de casos de sistemas mecatrónicos

Lecturas y otros recursos

Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro.

Métodos de enseñanza

Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas.

El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como práctica en forma de tarea.

Actividades de aprendizaje

Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas, tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.

Unidad 2 Introducción a la representación de sistemas mecatrónicos

16 hs.

Tema 2.1 Introducción

Tema 2.2 Sistemas multipuertos y Bond Graphs

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Tema 2.3 Componentes básicos de los modelos



Se recomienda el uso de software de descarga libre, tutoriales y participación en foros de discusión disponibles en Internet.


- Se impartirá mediante sesiones expositivas por el docente y los alumnos.

- Sesiones de solución de problemas con ayuda de las TICs con la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso.

− Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo multimedia para explicar diferentes métodos de diseño y solución a problemas reales planteados.

− Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender.


• Formar equipos (heterogéneos) para discusión y análisis de conceptos previamente investigados.

• Identificar diferentes tipos de ecuaciones diferenciales.

• Programar sesiones de resolución analítica de ecuaciones diferenciales de primer orden.

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• Utilizar software para graficar y analizar cualitativamente soluciones de ecuaciones diferenciales de primer orden.

• Resolver banco de ejercicios propuestos.

Unidad 3 Modelado de sistemas mecatrónicos.

16hs

Tema 3.1 Sistemas eléctricos

Tema 3.2 Sistemas mecánicos

Tema 3.3 Sistemas hidráulicos y acústicos

Tema 3.4 Transductores y modelos de energía de multinivel






Los trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase

y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso.

Unidad 4 Análisis y simulación de sistemas mecatrónicos.

16hs

Tema 4.1 Sistemas de ecuaciones con Bond Graph

Tema 4.2 Formulación y reducción básica

Tema 4.3 Formulación extendida

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Tema 4.4 Variable de salida

Tema 4.5 Simulación nolineal

Tema 4.6 Simulación de automatización






Los trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso.

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DISEÑO MECATRÓNICO Programa resumido DISEÑO MECATRÓNICO

Datos básicosSemestre Horas de

teoría Horas de práctica

Horas trabajo adicional estudiante Créditos

VIII 1 3 1 5 Objetivos El estudiante diseñará sistemas mecatrónicos de aplicación general integrando conocimientos de

diseño electrónico, diseño mecánico, programación, máquinas eléctricas y control.

Contribución al Perfil de Egreso

El egresado será capaz de analizar, proponer, diseñar y simular sistemas mecatrónicos de mediana complejidad, resolviendo problemas específicos. Conocerá los diferentes tipos de sensores y actuadores y sabrá elegir el adecuado para la aplicación requerida.

Competencias a Desarrollar

Competencias Genéricas

Científico-Tecnológico Ético-valoral

Competencias Profesionales

Esta asignatura contribuye a formar las competencias profesionales de: -Elaboración de soluciones a problemas de automatización y control. -Elaboración de soluciones a problemas de manufactura automatizada. -Elaboración de soluciones a problemas de automatización de robots manipuladores. -Elaboración de soluciones a problemas de mecatrónica.

Temario Unidades Contenidos Unidad 1 Metodología en el desarrollo de productos mecatrónicos Unidad 2 Introducción a la representación de sistemas mecatrónicos Unidad 3 Modelado de sistemas mecatrónicos. Unidad 4 Análisis y simulación de sistemas mecatrónicos. Unidad 5 Proyecto integrador.

Métodos y prácticas

Métodos Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas.

Prácticas Se emplearán dos horas por semana para resolver ejercicios y problemas del tema. Mecanismos y procedimientos de evaluación

Exámenes parciales

1o Examen departamental, que abarca el contenido de 20 horas clase. Valor relativo 20%. Contenido: Unidad 1

2o Examen departamental, que abarca el contenido de 16 horas clase. Valor

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relativo 20%. Contenido: Unidad 2 3o Examen departamental, que abarca el contenido de 8 horas clase. Valor relativo

20%. Contenido: Unidad 3 4o Examen departamental, que abarca el contenido de 20 horas clase. Valor

relativo 20%. Contenido Unidad 4. 5o Proyecto integrador. Valor relativo 20%. Evaluación Formativa y sumativa.

Evidencias de desempeño

Portafolio de evidencias a través el cual se evalúan las competencias desarrolladas y que puede consistir de: • Cuadernillo de ejercicios resueltos • Reportes de prácticas • Simulaciones

Programa resumido

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• Documentación de prototipos • Reportes técnicos relacionados con la materia (escrito, fotos y/o videos) • Otras que el profesor considere pertinentes.

Examen ordinario Promedio de los cuatro exámenes parciales Examen Extraordinario Examen departamental, en el que se evalúa todo el programa. Examen a título Examen departamental, en el que se evalúa todo el programa. Examen de regularización Examen departamental, en el que se evalúa todo el programa. Otros métodos y procedimientos

Tareas, trabajos de investigación, actividades complementarias, participaciones, etc. Valor relativo 10%

Bibliografía Básica.

Textos básicos: 1. W. Bolton. “Mecatrónica. Sistemas de Control Electrónico en la Ingeniería Mecánica y Eléctrica”. 3ª Edición, Ed. Alfaomega, 2007

2. D. Alciatore. “Introducción a la Mecatrónica y los sistemas de medición”. 3ª edición, Mc Graw Hill, 2007

Textos complementarios: 3. Joseph E. Shigley, Charles R. Mischke, “Diseño en Ingeniería Mecánica”, 6ª

Estrategias de enseñanza y aprendizaje:

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Solución de ejercicios y problemas como elemento central para reafirmar adquirir y manejar la información. Solución de problemas para la aplicación y transferencia del conocimiento Se aplicarán otros enfoques didácticos como: aprendizaje basado en problemas, aprendizaje colaborativo, aprendizaje basado en proyectos, y estudio de casos.

Evaluación y acreditación Elaboración y/o presentación de:

Periodicidad Abarca Ponderación

Primer examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño

4 semanas ( Programado )

El contenido de 16 sesiones de una hora

20%

Segundo examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño



20%

Tercer examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño



20%

Cuarto examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño



20%

Otra actividad 1 Durante todo el curso Asistencia a clase

Requisito

Proyecto integrador Durante todo el curso Todo el curso 20% TOTAL 100% Examen ordinario. Se evalúa como el promedio del total de evaluaciones parciales.

Al terminar el curso

El contenido del curso.

100%

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Examen Extraordinario. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.


100%

Examen a título. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.


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SEMANA OBJETIVOS ESPECÍFICOS CONTENIDO EXPERIENCIA DE APRENDIZAJE

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS

RECURSOS EVALUACIÓN

3 Semanas

El estudiante diseñará sistemas mecatrónicos de aplicación general integrando conocimientos de diseño electrónico, diseño mecánico, programación, máquinas eléctricas y control

Metodología en el desarrollo de productos mecatrónicos

1. Desarrolla un pre-test para determinar los conocimientos previos.2. Lee de manera general los antecedentes y estructura del diseño Mecatrónico.3. Elabora diseños aplicables a la industria.4. Comenta el objetivo, define y expone oralmente un informe sobre las ideas principales, en grupo.

-Exposición oral-Análisis de textos-Mapa conceptual-Resumen -Trabajo colaborativo

Recursos tecnológicos:MultimediaNormas reguladoras.

DiagnósticaPre-test.

FormativaDiscusión de mapas conceptuales.

Sumativa-Exposición del taller en grupo (Heteroevaluación: Rúbrica)

3 Semanas Unidad 1El alumno conocerá los fundamentos y componentes principales de los sistema mecatrónico. Entenderá la importancia de las filosofía de los sistemas mecatrónicos en el desarrollo tecnológico actual.

Introducción a la representación de sistemas mecatrónicos.Unidad 1 Metodología en el desarrollo de productos mecatrónicos.16 hsTema 1.1 Diseño tradicional y mecatrónicoTema 1.2 Posibles soluciones de diseñoTema 1.3 Estudios de casos de sistemas

Lecturas y otros recursosSe recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro.Actividades de aprendizajeLas actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas, tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.

Métodos de enseñanzaSe impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas.El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como práctica en forma de tarea.

Recursos tecnológicos:MultimediaNormas reguladoras, sistemas eléctricos, mecánicos, electrónicos e informaticos.




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mecatrónicos

3 Semanas Unidad 2El estudiante adquirirá el conocimiento de una metodología en el desarrollo de productos mecatrónico. Sabrá escoger los componentes adecuados a la problemática del producto mecatrónico.

Modelado de sistemas mecatrónicos. Unidad 2 Introducción a la representación de sistemas mecatrónicos16 hs.Tema 2.1 IntroducciónTema 2.2 Sistemas multipuertos y Bond GraphsTema 2.3 Componentes básicos de los modelos

Lecturas y otros recursosSe recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el docente.Se recomienda el uso de software de descarga libre, tutoriales y participación en foros de discusión disponibles en Internet.

Métodos de enseñanza- Se impartirá mediante sesiones expositivas por el docente y los alumnos.- Sesiones de solución de problemas con ayuda de las TICs con la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso.− Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo multimedia para explicar diferentes métodos de diseño y solución a problemas reales planteados.− Se expondrán por parte del docente, con ayuda de equipo multimedia, la teoría

Programar sesiones de resolución analítica de ecuaciones diferenciales de primer orden.• Utilizar software para graficar y analizar cualitativamente soluciones de ecuaciones diferenciales de primer orden.• Resolver banco de ejercicios propuestos.




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que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender.Actividades de aprendizaje• Formar equipos (heterogéneos) para discusión y análisis de conceptos previamente investigados.• Identificar diferentes tipos de ecuaciones diferenciales.•

3 SemanasUnidad 3El alumno analizará y modelará sistemas mecatrónico para estudiar su comportamiento dinámico.

Análisis y simulación de sistemas mecatrónicos.Unidad 3 Modelado de sistemas mecatrónicos.16hs

Lecturas y otros recursosSe recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro.

Métodos de enseñanzaSe impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y


FormativaDiscusión de mapas

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Tema 3.1 Sistemas eléctricosTema 3.2 Sistemas mecánicosTema 3.3 Sistemas hidráulicos y acústicosTema 3.4 Transductores y modelos de energía de multinivel

sesiones de solución de problemas.Actividades de aprendizajeLos trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clasey tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso.

conceptuales.

Sumativa-Exposición del taller en grupo (Heteroevaluación: Rúbrica

3 Semanas Unidad 4Integración de diferentes tipos de controladores hardware-software al diseño mecatrónico.

Proyecto integrador. Unidad 4 Análisis y simulación de sistemas mecatrónicos.16hsTema 4.1 Sistemas de ecuaciones con Bond GraphTema 4.2 Formulación y reducción básicaTema 4.3 Formulación extendidaTema 4.4 Variable de salidaTema 4.5 Simulación

Lecturas y otros recursosSe recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el docente.

Métodos de enseñanzaSe impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas.Actividades de aprendizajeLos trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar

Recursos tecnológicos:MultimediaNormas reguladoras.




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nolinealTema 4.6 Simulación de automatización

y profundizar los temas y tópicos del curso.

4 Semanas Unidad 5El alumno aplicará los conocimientos adquiridos en la materia para desarrollar un proyecto.Contribución al Perfil de EgresoEl egresado tendrá la facilidad de tener un pensamiento formal y metodológico para proponer soluciones a problemas de mediana complejidad de abstracción.

Unidad 5 Análisis y simulación de sistemas mecatrónicos.16hsTema 4.1 Sistemas de ecuaciones con Bond GraphTema 4.2 Formulación y reducción básicaTema 4.3 Formulación extendidaTema 4.4 Variable de salidaTema 4.5 Simulación nolinealTema 4.6 Simulación de automatización

Lecturas y otros recursosSe recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el decente.

Exposición oral-Análisis de textos-Mapa conceptual-Resumen -Trabajo colaborativo

Recursos tecnológicos:MultimediaNormas reguladoras, sistemas eléctricos, mecánicos, electrónicos e informáticos.




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microplanificación diseño mecatrónico ld 7 de septiembre 2013 propuesta borrador

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