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Introducción al DiseñoAsistido por Computadora

M. C. José Jazán Avendaño Zárate

LOGOContenido

Fundamentos de Diseño Mecánico1

¿CAD-CAM-CAE-CIM?2

Proceso diseño y fabricación3

Software y Hardware4

LOGOFundamentos de Diseño MecánicoFundamentos de Diseño MecánicoDISEÑAR: Es formular un plan para la

satisfacción de una necesidad específica oresolver un problema.

DISEÑO EN INGENIERIA:Es la creación de los planosnecesarios para que lasmáquinas, las estructuras,los sistemas o los procesosdesarrollen las funcionesdeseadas.

LOGODiseño de un producto debe ser:Diseño de un producto debe ser:

Funcional

Seguro

Confiable

Competitivo

Útil

Que se pueda fabricar

Se pueda comercializar

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LOGOProceso de Diseño:Proceso de Diseño:

OportunidadOportunidado Necesidado Necesidad

Componentes yComponentes yconectividadconectividad

PROCESOPROCESODE DISEÑODE DISEÑO

Geometría y toleranciaGeometría y tolerancia

Proceso deProceso deManufacturaManufactura

TratamientosTratamientosTermomecánicosTermomecánicos

Planos yPlanos yEspecificacionesEspecificaciones

ConocimientoConocimientotécnicotécnico

LOGOFases de un proyecto de Diseño Mecánico

1IDENTIFICACIÓNDE NECESIDAD:Enunciado pococoncreto delproblema.

2INVESTIGACIÓN

DEANTECEDENTES:

Concretardetalles delproblema onecesidad.

3ENUNCIADO DEL

OBJETIVO:Rehace de

manera másrazonable yrealista el

enunciado delproblema.

4ESPECIFICACION

DE LA TAREA:Delimitar elalcance delproyecto.

LOGOFases de un proyecto de Diseño Mecánico

5SÍNTESIS:

Alternativasposibles dediseño sin

preocuparse desu valor ocalidad.

6ANÁLISIS:Estudiar las

soluciones másviables, desde

el punto devista técnico y

económico.

7SOLUCIÓN:

Determinar lasolución másprometedora.

8DISEÑO

DETALLADO:Realizar planos de

conjunto y despiecede todos y cada unode los elementos no

normalizados.

LOGOFases de un proyecto de Diseño Mecánico

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PROTOTIPOS YPRUEBAS:

Concretar el diseñoen la fabricación de

un prototipo.

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PRODUCCIÓN:Estudio de proceso defabricación, Estudio detiempos de fabricación.

Elaboración de ladocumentación

asociada al plan defabricación.

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LOGOFundamentos de Diseño MecánicoFundamentos de Diseño Mecánico

SISTEMA REAL

SUSPENSIÓN

MODELOMATEMÁTICO

DISCRETIZADO

LOGOFundamentos de Diseño MecánicoFundamentos de Diseño Mecánico

LOGO¿CAD / CAM / CAE / CIM?

CAMComputerAidedManufacturing(Manufactura Asistidapor Computadora)

Acrónimo

CADComputerAidedDesign(Diseño Asistido porComputadora)

CIMComputerIntegratedManufacturing(Manufactura Integradapor Computadora)

CAEComputerAidedEngineering(Ingenieria Asistida porComputadora)

LOGO¿Qué se entiende por CAD?

Se tiene en cuenta dos conceptos:

• Dibujo Asistido por Computadora:Consiste en aplicaciones informáticas capaces de almacenargeometrías 2D y 3D, modificarlas y generar documentación

• Diseño Asistido por Computadora:Permite no sólo la construcción de la geometría sino tambiénverificar restricciones geométricas entre ensamblajes yrestricciones cinemáticas (simulación de colisiones einterferencias de piezas).

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LOGOTipos fundamentales de CAD para Diseño Mecánico

• Uso fundamental en la creación de planos

• Se puede realizar presentaciones en 3D

• Las piezas se construyen virtualmente más que representarse

• Se puede obtener secciones de la pieza

• Se puede obtener propiedades másicas (pesos, centro de gravedad,momentos de inercia, etc)

• Interfaz sencillo con programas de CAM y CAE

LOGO¿Qué se entiende por CAM?

Sistema que provee de información e instrucciones para laautomatización de máquinas en la creación de partes,ensambles y circuitos; utilizando como punto de partida lainformación de la geometría creada.

En ella se engloban las tecnologías basadas en la utilizaciónde los ordenadores, necesarias en los sistemas productivosactuales: robótica, control numérico, etc

LOGOFunciones CAM

• CONTROL NUMÉRICO.

Se utiliza un interfaz fácil de manejar El código es generado automáticamente El usuario indica gráficamente las trayectorias que se desea

sobre un modelo CAD Se usa instrucciones programadas para controlar máquinas

herramienta que cortan, doblan, perforan o transforman unamateria prima en un producto terminado

LOGOFunciones CAM

• PROGRAMACIÓN DE MAQUINAS CNC.

• PLANIFICACIÓN DE PROCESOS.

El usuario indica las superficies a mecanizar, herramientas autilizar y otros datos El programa genera las trayectorias El programa tambien genera el código para la máquina de CN

Las trayectorias pueden ser generadas manual oautomáticamente Dos posibles formas de ver los resultados: Trayectoria y

mecanizado Sistemas que permiten detectar colisiones

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LOGO¿Qué se entiende por CAE?

Sistema que engloban todas las técnicas de análisis basadasen aplicaciones informáticas que permiten simular procesosde mecanizado (CNC), la aplicación de elementos finitos(FEM) o la generación de ficheros STL para la creación deprototipos rápidos.

LOGOFunciones CAE

• DATOS DE PARTIDA.

• ANÁLISIS REALIZABLES.

Geometría de la pieza o del conjunto (restricciones demovimiento) Materiales empleados.

Comportamiento frente a cargasmecánicas fijas Comportamiento frente a vibraciones Comportamiento frente a cargas térmicas Análisis cinemático para mecanismos. Análisis dinámico

LOGO¿Qué se entiende por CIM?

Sistema que utiliza la tecnología informática en elplanteamiento de la fabricación de un producto, paramaximizar el rendimiento de los sistemas productivos yminizar los tiempos de diseño y fabricación.

LOGOObjetivos que se busca en CIM

Especificar el sistema de fabricación flexible a implantar en unaindustria. Ensamblaje de módulos con diferentes partes y piezas. Habilidad para poner en marcha sistemas automatizados. Ensamblar y desensamblar componentes mecánicos. Conocer, optimizar e instalar componentes neumáticos. Conocer el uso de los distintos tipos de sensores. Conocer la estructura y modo de operación de un PLC. Conocer la interfase entre un PLC y el controlador de un robot. Conocer la estructura de un Sistema Automatizado. Programar robots industriales. Conocer y operar máquinas herramientas CNC. Diseñar piezas de trabajo usando programas CAD. Generar programas CNC usando software CAM. Adminsitrar y controlar inventarios. Diseñar diagramas de procesos para distintas lineas de

producción.

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LOGOCAD-CAM en el proceso diseño y fabricación

Cambios

En el

diseño

Definición delmodelo geométrico

Documentación

modelo geométrico

Algoritmos deinterface

Definición deltraductor

Generación deplanos y detalles

Algoritmos deanálisis

Al proceso CAM

Definición delmodelo geométrico

Embalaje

Planificación deprocesos

ProgramaciónControl Numérico

Algoritmos deinterface

Ensamblado

Inspección

A distribuciónmarketing

PRO

CESO

CA

DPR

OCE

SO C

AD

PRO

CESO

CA

MPR

OCE

SO C

AM

LOGOHerramientas CAD para proceso de Diseño

LOGOHerramientas CAM para proceso de Diseño LOGOComponentes del CAD-CAM

CAD-CAM

Técnicasinteracción

gráfica

Técnicas devisualización

Conceptos defabricación

Interfaz delusuario

Base dedatos

Métodosnuméricos

Conceptos decomunicaciones

ModeladoGeométrico

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LOGOCAD-CAE-CAM en el proceso diseño y fabricación LOGOCIM – CAD/CAM en el proceso diseño y fabricación

•Diseño de la producción

•Planificación de la producción

•Control de las operaciones

LOGOSoftware y Hardware

• SOFTWARE CAD.

Cualquier herramienta que contribuya a la reducción del costetemporal y económico de desarrollo de un producto y/o aumentoen la calidad del producto. Clave fundamental, las herramientas que permiten la creación y

manipulación interactiva del modelo que se está diseñando.

• SOFTWARE CAM.

Herramienta que facilite el proceso de fabricación, aplicaciónrelacionada con la planificación, gestión y control de operacionesde una planta de producción, tanto de forma directa comoindirecta. Herramientas que generan un plan de procesos para fabricar un

producto, así como, los programas que controlan las maquinasherramienta de control numérico o los robots industriales.

LOGOSoftware y Hardware

• SOFTWARE CAE.

Permiten el análisis de la geometría del diseño y su evaluación,según los requerimientos especificados en la fase de diseño. Aplicaciones de análisis por el método de elementos finitos o las

aplicaciones de simulación existentes en la mayoría de lasdisciplinas de la industria.

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LOGOSoftware y Hardware

• HARDWARE.

Sistemas con gran capacidad de cálculo y, sobre todo, consubsistemas gráficos de altas prestaciones. Uso de dispositivos específicos de entrada y salida, por las

necesidades que la funcionalidad de estos sistemas requiere.

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