Actualmente el Edificio D cuenta con una sección destinada al Posgrado en Ingeniería Mecatrónica, con espacios designados a profesores investigadores. Cuenta con un Laboratorio de Posgrado cuenta con un equipo de prueba de control de procesos y diferentes plantas de sistemas mecánicos, como: péndulo de Furuta, carro-péndulo invertido, sistema de dos masas acopladas con resorte, barra flexible y sistema bola-barra, con el software y hardware necesarios para realizar pruebas experimentales y probar diferentes algoritmos de control y observación.
El edificio U cuenta con tres aulas con computadoras personales, proyector de video y pantalla para 30, 20 y 12 alumnos respectivamente. Las dos últimas aulas se utilizan preferentemente para las clases de posgrado. Además, de esta infraestructura propia del Posgrado la División de Ingeniería Mecánica, Mecatrónica e Industrial cuenta con los siguientes laboratorios:
Laboratorio de CNC: El laboratorio de CNC cuenta con un centro de maquinado ENCO UMC-200 para doce herramientas, fresadora vertical EAGLE-300 celda de manufactura ALECOP-RAPID que consta de dos tornos CNC, centro de maquinado para ocho herramientas, robot neumático y accesorios de trabajo.
Laboratorio de CIM: El laboratorio cuenta con una célula de manufactura flexible que se compone de un robot de configuración antropomórfica motoman UPJ de 6 Grados de Libertad (6 GDL), un robot de tipo SCARA de 4 GDL, un robot cartesiano de 3 GDL, un PLC SIEMENS 313-2DP, un PLC SIEMENS 314, un módulo para comunicación PROFIBUS-2DP, dos módulos DI32xDC, un módulo DO32xDC, dos módulos O8xRel, dos módulos ET200M, una cámara CCD color 230X video tronic, un módulo serial SIEMENS, 5 PC’s Intel Pentium 4, un conveyor montrac neumático con 4 cambios de ruta, un centro de maquinado EMCO PCTURN 155, 4 módulos para el control inteligente de rutas OSM-T3 y dos SHUTLES montrac para el transporte de piezas.
Laboratorio de Energética: Cuenta con un equipo soplador por aspiración (túnel de viento) VEA-102Marca DIDATEC para realizar pruebas de viento. Al equipo se pueden acoplar dos tipos de ventiladores: (i) un ventilador centrifugo BPR 402/A que puede generar un caudal volumétrico de 3300-9000 m3/h y una presión estática entre 85-205 mmH2O, y (ii) un ventilador axial EVR 450/B que puede generar un caudal volumétrico de 6600-9000 m3/h y una presión estática entre 20-45 mmH2O. El área de prueba cuenta con una balanza aerodinámica con medición de torque en tres ejes.
Laboratorio de Automatización: Dentro del laboratorio de automatización se cuenta con PLC’s Simatic S5-90U, S5-95U, 55-200, S5-300, Micro Logo, Micro 1 Square-D, entrenadores de neumática, electroneumática, hidráulica y control de motores, brazo manipulador neumático, red neumática, compresora y accesorios de trabajo.
Laboratorio de Sistemas Digitales: En el laboratorio de sistemas digitales se cuenta con entrenadores y microcontroladores 80386, 8081, 68HC11, 6502, Pic´s, entre otros. Se cuenta también con emuladores y tarjetas de desarrollo para algunos de los microcontroladores antes mencionados.
Taller de Manufactura: Cuenta con fresadoras, tornos, rectificadoras, equipo de soldadura, dobladoras y cortadoras.
Se cuenta además con siete equipos para diseño de circuitos digitales, software y hardware, para programación de SPLD, CPLD y FPGA’s.
Adicionalmente en las instalaciones del TESE se cuenta con un laboratorio de electrónica con siete mesas de trabajo, cada una equipada con generador de funciones, osciloscopio, fuente bipolar variable, multímetro digital y generadores de radio frecuencia, y un taller para la fabricación de circuitos impresos.
DESCRIPCIÓN DETALLADA PLAN DE ESTUDIOS
ASIGNATURAS BÁSICAS
MECÁNICA BÁSICA
Objetivo general: Desarrollar las competencias básicas en el conocimiento de la mecánica para diseñar sistemas mecatrónicos de forma sinérgica entre las diferentes ingenierías.
Contenido temático: (i) Introducción a la mecánica, (ii) Estática , (iii) Propiedades geométricas, (iv) Mecánica de materiales, (v) Dinámica de cuerpos rígidos, (vi) Ley generalizda de Hooke, (vii) Mecanismos, (viii) Introducción a la dinámica de sistemas elásticos, (ix) Introducción al diseño mecánico y (x) Análisis de vibraciones.
ELECTRÓNICA BÁSICA
Objetivo general: Desarrollar competencias básicas en el conocimiento de la electrónica para diseñar sistemas mecatrónicos de forma sinérgica entre las diferentes ingenierías.
Contenido sintético: (i) Introducción, (ii) Conceptos fundamentales, (iii) Redes resistivas lineales, (iv) Fuentes dependientes, (v) Amplificadores operacionales, (vi) Capacitancia e inductancia, (vii) Procesos de conducción eléctrica, (viii) Circuitos con , (ix) La física de la electrónica de los transistores, (x) Circuitos amplificadores con transistores, (xi) Circuitos y modelos de señal pequeña, (xii) Circuitos digitales y aplicaciones, (xiii) Ruido, (xiv) Conversión analógica digital, (xv) Sistemas de numeración, (xvi) Lógica secuencial y (xvii) Técnicas de modulación.
MATEMÁTICAS
Objetivo general: Desarrollar competencias matemáticas que le den una formación para comprender los aspectos matemáticos asociados a su formación en ingeniería mecatrónica.
Contenido sintético: (i) Variable compleja, (ii) Funciones y relaciones, (iii) Matrices, (iv) Análisis vectorial, (v) Análisis de Fourier, (vi) Sistemas de ecuaciones diferenciales, (vii) Transformada de Laplace y (viii) Tópicos
FUNDAMENTOS DE MECATRÓNICA
Objetivo general: Entender lo que es un sistema desde el punto de vista mecatrónica y estar familiarizado con la terminología asociada, filosofía, sinergia e integración de las diferentes ingenierías, Usar los conceptos básicos de teoría de control en tiempo continuo y en el tiempo discreto para analizar sistemas y diseñar compensadores para controlar el comportamiento de dichos sistemas según especificaciones.
Contenido sintético: (i) Fundamentos de mecatrónica, (ii) Actuadores, (iii) Introducción a la optomecatrónica, (iv) Introducción a la ingeniería de control, (v) Modelado de procesos físicos, (vii) Respuesta de sistemas continuos en el dominio del tiempo (viii) Representación de procesos físicos en variables de estado, (ix) Conversión de datos y cuantificación, (x) Discretización de procesos físicos, (xi) Representación de procesos físicos discretos en variables de estado, (xii) Estabilidad y (xiii) Diseño de controladores PID discretos.
ASIGNATURAS OPTATIVAS
TEMAS SELECTOS EN INGENIERÍA MECATRÓNICA I
Objetivo general: Proporcionar al alumno el conocimiento especializado del estado del arte en Ingeniería Mecatrónica necesario para el desarrollo de su investigación.
Contenido sintético: (i) De acuerdo al estado del arte.
TEMAS SELECTOS EN INGENIERÍA MECATRÓNICA II
Objetivo general: Proporcionar al alumno el conocimiento especializado del estado del arte en Ingeniería Mecatrónica necesario para el desarrollo de su investigación.
Contenido sintético: (i) De acuerdo al estado del arte.
TÓPICOS AVANZADOS DE INGENIERÍA MECATRÓNICA
Objetivo general: Proporcionar al alumno el conocimiento especializado del estado del arte en Ingeniería Mecatrónica necesario para el desarrollo de su investigación.
Contenido sintético: (i) De acuerdo al estado del arte.
CONTROL INTELIGENTE DE SISTEMAS MECATRÓNICOS
Objetivo general: Desarrollar en el alumno la habilidad para aplicar la teoría y los algoritmos computacionales de la inteligencia artificial (control difuso, control neuronal, control neurodifuso y algoritmos genéticos) en la solución de problemas industriales.
Contenido sintético: (i) Espacios y operadores lineales, (ii) Análisis de sistemas, (iii) Análisis del concepto de espacio de estado y sistemas contínuos, (iv) Solución de ecuaciones de estado, (v) Controlabilidad y observabilidad de ecuaciones dinámicas lineales, (vi) Estabilidad de los sistemas, (vii) Retroalimentación de estado y estimadores de estado.
DISEÑO DE SISTEMAS INCRUSTADOS
Objetivo general: Conocer y seleccionar las tarjetas para el desarrollo de proyectos basados en sistemas embebidos en hardware. Proponer estrategias para el modelado basado en las diversas características de los sistemas mecatrónicos involucrados. Adicionalmente, dar una introducción a los sistemas operativos y lenguajes de programación y su impacto en la arquitectura.
Contenido sintético: (i) Introducción, (ii) Elementos de sistemas embebidos, (iii) Interfaces, (iv) Herramientas de desarrollo y (v) Tiempo real.
ROBOTICA
Objetivo general: El graduado tendrá la aptitud de proponer soluciones a diversos problemas que se presentan en ingeniería Mecatrónica mediante robótica de manipuladores, así como en su análisis y control de movimiento.
Contenido sintético: (i) Introducción, (ii) Representación espacial de objetos, (iii) Cinemática directa e inversa, (iv) Cinemática de la velocidad, (v) Planificación de trayectorias, (vi) Análisis dinámico, (vii) Control independiente de articulaciones y (viii) Control de fuerza.
CONTROL DE PROCESOS
Objetivo general: Proporcionar al alumno una introducción al modelado, la simulación y el control de procesos industriales.
Contenido sintético: (i) Modelos matemáticos de procesos industriales, (ii) Simulación por computadora, (iii) Dinámica y control en el dominio del tiempo, (iv) Dinámica y control en el dominio de Laplace, (v) Dinámica y control en el dominio de la frecuencia y (vi) Procesos multivariables.
INTRODUCCIÓN AL CONTROL NO LINEAL DE SISTEMAS
Objetivo general: El objetivo del curso es el de presentar los resultados fundamentales actuales, desde un punto de vista práctico, en el campo del control no lineal. Además se utilizarán modelos multivariables en los que el control difiere del tradicional SISO.
Contenido sintético: (i) Consideraciones generales, (ii) Análisis de sistemas no lineales, (iii) Estabilidad de los sistemas no lineales y (iv) Control de sistemas no lineales.
ANÁLISIS DE SISTEMAS MECATRÓNICOS MEDIANTE ELEMENTO
Objetivo general: Proporcionar al alumno las herramientas necesarias para que pueda utilizar software comercial de elemento finito o construir programas de elemento finito, para la solución de problemas en el área de mecatrónica.
Contenido sintético: (i) Preliminares matemáticos para FEM, (ii) Leyes de balance, (iii) Introducción al MEF, (iv) Metodología de MEF, (v) Cambio de fase, fusión y solidificación y (vi) Aplicaciones.
TRANSFERENCIA DE CALOR
Objetivo general: Que los alumnos adquieran los conocimientos sobre la transferencia de calor, de tal forma que lo apliquen en los proyectos de investigación.
Contenido sintético: (i) Introducción a los mecanismos básicos de transferencia de calor, (ii) Conducción, (iii) Convección, (iv) Transferencia de calor con cambio de fase, radiación, (v) Intercambiadores de calor.
INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS MICROELECTROMECÁNCIOS
Objetivo general: El objetivo general de esta materia es que el alumno comprenda las bondades y generalidades de los MEMS mediante el estudio de esta tecnología y a través de utilizar simulaciones y análisis de elementos finito de sistemas MEMS.
Contenido sintético: (i) Introducción a la MEMs, (ii) Materiales, (iii) Diseño, modelado y simulación de MEMs, (iv) Técnicas de encapsulado y empaquetado, (v) Entendimiento de la tecnología y sus aplicaciones optomecatrónica.
ANÁLISIS Y PROCESAMIENTO DE IMÁGENES
Objetivo general: Proporcionar un conjunto de métodos computacionales, que tienen apoyo teórico sólido, para la solución de una gama amplia de problemas en el campo de Procesamiento digital de imágenes.
Contenido sintético: (i) Análisis de sistemas en tiempo contínuo, (ii) Análisis de sistemas en tiempo discreto, (iii) Filtros analógicos, (iv) Transformada discreta y rápida de Fourier en una y dos dimensiones, (v) Introducción a Matlab, (vi) Transformaciones de intensidad y filtrado espacial, (vii) Restauración y reconstrucción de imágenes, (viii) Transformaciones geométricas, (ix) Procesamiento de imágenes a color y (x) Ondas de amplitud pequeña, duración finita y frecuencia variable.
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Debido a que la Mecatrónica es la combinación sinérgica de las ingenierías mecánica, electrónica, control automático y de computación, orientadas hacia el diseño de sistemas y procesos electromecánicos inteligentes, es requisito que los ingenieros que ingresen al programa tengan el perfil técnico y de preparación en alguna de las especialidades de ingeniería siguientes:
Ingeniería Mecánica.
Ingeniería Electrónica
Ingeniería Electromecánica
Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica.
Ingeniería Industrial.
Ingeniería en Cómputo
Ingeniería en Sistemas Computacionales
Ingeniería Eléctrica
Ingeniería Mecatrónica
La diversidad de áreas, de donde procede el candidato al programa, se explica porque el espíritu de la Mecatrónica rompe paradigmas tradicionales y establece una relación de diferentes áreas de la ingeniería.
El aspirante a ingresar al programa debe poseer preferentemente título de licenciatura en áreas de ingeniería afines al programa con promedio mínimo de 8.0. El aspirante debe aprobar exámenes de admisión de conocimientos generales de ingeniería mecatrónica y de lectura de textos en inglés técnico. También debe aprobar cursos propedéuticos y entrevistarse con el Comité de Admisión.
La mayoría de los aspirantes cuentan con experiencia en el sector industrial o en actividades de docencia en educación superior y media superior. Un porcentaje alto de aspirantes son egresados del programa de las licenciaturas en ingeniería mecatrónica, industrial y mecánica que imparte el TESE, además de contar con aspirantes provenientes de otras instituciones de la zona metropolitana de la Cd. de México. El proceso de ingreso es anual para iniciar en septiembre.
El plan de estudios de la maestría busca que los egresados tengan un dominio amplio en el área del conocimiento de ingeniería mecatrónica. Asimismo, generar en él, la habilidad de integrar los conocimientos de las ingenierías: mecánica, de precisión, electrónica, control automático y procesamiento de la información. Una preparación multidisciplinaria que le permitirá la aplicación de sus conocimientos en las diferentes áreas de la ingeniería, facultándolo en habilidades como:
Innovar tecnologías existentes y comprender tecnologías emergentes y con ello estar en capacidad de resolver los problemas de ingeniería que se le presenten.
Trabajar eficazmente en áreas que estén soportadas por diferentes disciplinas, proponiendo sistemas cuyo diseño haga uso óptimo de tecnologías desde el punto de vista de operatividad y de recursos económicos.
Contemplar ampliamente los aspectos de mercado, servicios y de relación costo-beneficio.
Conocimientos de mecánica, control de sistemas, computación, electrónica mecánica y electricidad; como un Ingeniero compenetrado en las tecnologías actuales, como es el caso del diseño de sistemas electromecánicos inteligentes.
Identificar la información técnica relacionada con la Mecatrónica y aplicarla en posibles innovaciones dentro de los problemas que se le presenten durante su desempeño profesional.
Campo de Acción:
- Automotriz: Diseñar y construir sistemas de control automático
- Aeronáutica: Desarrollar sistemas de control automático
- Robótica: Diseñar y programar robots
- Biomédica: Desarrollar dispositivos para la rehabilitación de pacientes
- Energía renovable: Diseñar sistemas de energía solar, eólica, hidráulica y geotérmica
- Seguridad y defensa: Desarrollar sistemas de seguridad y defensa, así como sistemas de detección y prevención de amenazas
- Telecomunicaciones: Instalar, mantener y reparar teléfonos inteligentes y computadoras
- Industria alimentaria, farmacéutica y textil: Desempeñar cargos como diseñador de sistemas mecatrónicos, supervisor de sistemas y máquinas de control de producción, entre otros
- Gobierno: Trabajar en el Gobierno en dependencias y programas afines a la carrera