AutoCAD 2D

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Diseño y Manufactura Asistida por computadora Uso de AutoCAD en 2D Manual del Participante Ing. Alejandro Hernández Briones UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE COAHUILA

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Diseño y Manufactura

Asistida por computadora

Uso de AutoCAD en 2D

Manual del Participante

Ing. Alejandro Hernández Briones

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE COAHUILA

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Módulo

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Diseño Asistido por Computadora (CAD)

Objetivo: Adquirir los fundamentos del Diseño asistido por computadora (CAD) en dos dimensiones, para la elaboración de planos industriales y piezas mecánicas. INTRODUCCIÓN. Uso del Programa AutoCAD. AutoCAD es el estándar de la industria del diseño asistido por computadora o CAD (Computer Aided Design) por una razón: AutoCAD es el programa más sofisticado y flexible que se puede utilizar en una computadora personal en este momento. Este programa trabaja con una precisión de 16 posiciones decimal llamado doble precisión. Cuando se dibuja una pulgada cuadrada es exactamente 1.0000000000000000 pulgadas cuadradas, lo mismo en el sistema métrico utilizando milímetros. Por otra parte, la precisión de AutoCAD permite trabajar con dibujos muy grandes o muy pequeños y complejos. Estos son unos de los usos de AutoCAD:

Dibujos arquitectónicos de todo tipo Diseño de interiores y planeación de facilidades Presentaciones y propuestas Todo tipo de graficas Dibujos para aplicaciones de ingeniería eléctrica, civil, mecánica, etc. Mapas topográficos y tablas náuticas Diseño de naves industriales Otros

El uso de AutoCAD para crear dibujos incrementa la velocidad del diseño y se garantiza mayor precisión que usando los métodos tradicionales. Los dibujos creados con AutoCAD son almacenados en archivos, los cuales pueden ser recuperados en cualquier instante para ser vistos, editados, o bien obtener una copia de los mismos en un graficador. Así bien, un dibujo creado en AutoCAD es una base de datos que contiene la localización precisa, tamaños, colores y atributos de los objetos de un dibujo. Usted puede recuperar y analizar esta información para generar reportes, listas de materiales, estudios de costos, y mucho más. Existen diferentes programas de computadora para generar dibujos por computadora. Si se desea generar un dibujo grafico o pictórico puede emplear Corel Draw o PhotoShop; pero si lo que se desea es generar un dibujo para transmitir ideas técnicas, lo más adecuado es emplear un programa especial para tal fin. Estos programas pueden ser: AutoCAD, CATIA, Unigraphics, MicroStation, ArchiCAD etc. De éstos últimos, el programa cuyo uso se ha extendido más rápidamente es AutoCAD, por lo que consideraremos su estudio a continuación.

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1. SISTEMA DE COORDENADAS. Un sistema de Coordenadas es el espacio en el cual se esta trabajando. Puede ser de 2 dimensiones, o bien, 3 dimensiones. Ya que todos los objetos básicos se crean por puntos (una línea, una circunferencia o un rectángulo, p.e.), el sistema de coordenadas define un punto mediante los ejes (x,y) o (x,y,z)

a) Plano 2D (x,y) b) Plano 3D (x,y,z) 1.1. Métodos para la introducción de coordenadas. Existen tres métodos para la introducción de puntos o coordenadas, en los ejemplos anteriores se tomaron por definición coordenadas absolutas. A continuación se explica la diferencia entre cada uno.

1. Método de Coordenadas Absolutas. Las coordenadas introducidas toman como referencia el punto origen (ubicado en la esquina inferior izquierda), es decir, se van sumando y avanzando a la derecha. Por ejemplo:

Line: First point: 0,0 To point: 30,0 To point: 30,30 To point: C Es decir, cada nuevo valor se va sumando o disminuyendo a partir de 0,0

2. Método de Coordenadas Relativas. Los nuevos valores introducidos toman como

referencia el ultimo punto introducido (no el punto origen), se utiliza @ para iniciar cada nuevo valor. Así mismo, una derivada de este tipo de coordenadas son las coordenadas relativas polares, en las que se pueden introducir ángulos (p.e. @20<45 señala avanzar 20 en eje x a un ángulo de 45°). Veamos el siguiente ejemplo:

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Line: First point: 0,0 To point: @30,0 To point: @0,30 To point: C Se escribe el nuevo valor en el cual se desea avanzar, en este caso respecto a X o Y

3. Método de Entradas directas. Se introducen los valores como cantidades numéricas,

según la dirección del Mouse, se avanza o regresa el nuevo valor. Por ejemplo:

Line: First point: 10,10 To point: 30 To point: 30 To point: 30 To point: C(Close) Es decir, cada nuevo valor se va sumando o disminuyendo a partir de 0,0

1.2. Inicio de sesión. Cuando iniciamos AutoCAD por primera vez aparece la pantalla principal del programa, listo para la creación de un nuevo dibujo.

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La ventana de dibujo. Ratón: Las acciones que realizaremos en AutoCAD serán con el ratón y el teclado. Hay que tener en cuenta que el ratón tiene la posibilidad de utilizar el botón derecho para acceder a menús rápidos. Según donde situemos el cursor del ratón, éste adopta diferentes formas: dentro de la zona de dibujo adopta la forma de una cruz. Si lo situamos sobre las barras de herramientas, adopta la forma de una flecha. La ventana de Comandos (Command). Es posible la utilización de órdenes a través del teclado. También es posible que en muchas ocasiones, podamos variar la acción de una orden mediante la ventana de comandos. Se encuentra en la parte inferior de la pantalla:

Es recomendable definir el área de trabajo en la cual se habrá de diseñar, lo anterior lo realizamos mediante el comando limits.

Comando: LIMITS. Permite definir el área de trabajo mediante dos puntos: la esquina inferior izquierda y la esquina superior derecha del layout (lámina). Command: LIMITS Lower left corner: 0,0 Upper right corner: 250,200 La rejilla Para facilitarnos la labor de dibujar líneas o cualquier objeto, podemos activar la rejilla de la zona de trabajo. La rejilla es una malla de puntos que nos permitirá ajustar los objetos en el punto que deseemos, aparte de movernos por la pantalla.

Comando: GRID. Activa la rejilla de puntos. Se recomienda una separación de 10 unidades. También se puede activar presionando la tecla función F7.

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2. CREACIÓN Y EDICIÓN DE DIBUJOS. Dibujo de entidades básicas. Los elementos básicos de dibujo son las líneas, los círculos, los arcos, las elipses o los rectángulos; mediante estos se pueden elaborar piezas mas complejas. Vamos a iniciar nuestro primer dibujo mediante líneas:

Comando: LINE. La entidad más elemental del dibujo es la línea. Command: LINE First point: 10,10 To point: 70,10 To point: 70,70 To point: 10,70 To point: 10,10 <enter> A continuación se muestra como quedará el dibujo terminado:

Comando: POINT. Dibuja un punto en la pantalla definiendo sus coordenadas. Command: POINT Point: 20,20

Comando CIRCLE. Se pueden dibujar círculos de diferentes maneras: a) Centro y Radio (el método mas común) b) Centro y diámetro c) Tres puntos.

Command: CIRCLE Center point: 50,50 Radius: 50

En este ejemplo se trazó el circulo y se agregaron líneas en cada uno de sus cuadrantes mediante el comando line.

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PRACTICA 1.1. Objetivo: Que el alumno desarrolle las habilidades básicas para el trazado de elementos básicos de dibujo, así como su posicionamiento en el área de trabajo de AutoCAD. Instrucciones: Utilice el comando Line y Circle para trazar la siguiente figura. Puede utilizar cualquier Método para introducción de Coordenadas.

Otros comandos para la creación y edición de dibujo:

Comando: ARC. Un arco es un segmento de círculo que se dibuja por lo general con tres puntos.

Comando: DONUT. Permite dibujar donas. Una arandela o un empaque circular pueden utilizar este método, en el cual es necesario definir un diámetro interior y uno exterior. Command: DONUT Inside diameter: 20 Outside diameter: 50 Center off doughnut: 50,50

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Comando: RECTANGLE. Dibuja rectángulos o cuadrados mediante dos coordenadas. Command: RECTANGLE First point: 20,20 Second point: 60,40 2.1. Comandos de edición. Existen diversidad de comandos para trabajar con piezas, estas se pueden cortar, redondear o incluso rotar o girar de su posición original. Estos se mencionan a continuación.

Comando: TRIM. Permite cortar parte de objetos utilizando otros como navajas o cuchillas. Command: TRIM Select cutting edge(s): Seleccionar líneas de corte Select objects to trim: Seleccionar los objetos a cortar

Comando: BREAK. Este comando borra o rompe parte de una línea, trazo, círculo, arco o poli línea 2D.

Comando: FILLET. Este comando conecta dos líneas, arcos o círculos por medio de un arco de un cierto radio especificado. A este arco se le llama enlace. El enlace ajusta las longitudes de los objetos originales para que terminen exactamente en los extremos del arco dibujado. Command: FILLET Radius: 5 Define el radio, activar nuevamente Command: FILLET Select objects: Seleccionar primer objeto Select second object: Seleccionar Segundo objeto

Comando: CHAMFER. Se utiliza para hacer chaflanes. Corta dos líneas que se cruzan a una cierta distancia del punto de intersección y dibuja una línea de un extremo de una línea al extremo de la otra línea. Command: CHAMFER Select first line: Seleccione la primer línea Select second line: Seleccione la segunda línea

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PRACTICA 1.2. Objetivo: Que el alumno identifique filetes o chaflanes en un objeto, así como su correcta aplicación en dibujo por computadora. Instrucciones: Elabore la siguiente figura, tome en consideración las medidas y utilice los comandos según sea el caso.

Comandos de edición (continuación).

Comando: ROTATE. Permite rotar los objetos seleccionados. Command: ROTATE Select objects: Base point of displacement: Second point to displacement:

Comando: MOVE. Permite mover de lugar los objetos seleccionados. Command: MOVE Select objects to: Base point of displacement: Donde inicia Second point to displacement: En donde se va a dejar

Comando: COPY. Permite copiar objetos determinados en otra posición. Command: COPY Select objects to multiply: Base point of displacement: Second point to displacement:

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Comando: ZOOM. Permite cambiar la ventana de visualización del layout actual. Command: ZOOM All Muestra la lamina hasta los limites Center Defina la vista respecto a un punto Dinamic Genera una ventana dinámica Extens Muestra el dibujo en toda la pantalla Previous Regresa a la vista anterior Scale Muestra la ventana en otro tamaño Window Genera una ventana

Comando: ARRAY. Permite generar copias múltiples de un objeto original; puede ser rectangular (definiendo filas y columnas) o bien, polar (llenando un ángulo y girando por consiguiente los objetos a copiar.

Comando: MIRROR. Hace una copia imagen – espejo de un objeto o grupo de objetos (como si el objeto se reflejara, creando la parte inversa). Command: MIRROR Select Objects: First point of mirror line: Primer punto (inicio) Second point: Segundo punto (final) Deleted old objects? <N>: No borrar el original para obtener una pieza completa

Anotación con texto. Una línea de texto puede considerarse de solo un carácter, de una palabra o de un enunciado completo. El comando usado es DTEXT, la opción predeterminada sirve para especificar la esquina inferior izquierda (punto inicial) del nuevo texto.

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Comando: DTEXT. Permite introducir una o mas líneas de texto a la vez: Command: DTEXT Justify / Style / <Start point> Establecer punto de inicio con clic Height <default height> Altura a utilizar (5, 10 mm o la medida deseada) Rotation angle <default angle> Establecer Angulo de inclinación o giro Text: Escribir la o las líneas que desea Nota: La opción Justify justifica el texto, pudiendo a su vez seleccionar otras opciones:

Align / Fit / Center / Middle / Right

El otro método es seleccionando la herramienta de la barra de Dibujo (Draw) y trazando un cuadro o área de texto:

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2.2. Ayudas al dibujo. Los comandos básicos para la operación del programa se conocen como ayudas al dibujo, estos se listan a continuación:

Comando: GRID. Activa la rejilla de puntos. Se recomienda una separación de 10 unidades. Otra forma: F7

Comando: ORTHO. Permite generar líneas completamente verticales u horizontales (90º). Otra forma: F8

Comando: SNAP. Forza el cursor para avanzar mediante la rejilla, es decir, si la rejilla tiene una separacion de 10 mm, el cursor avanza cada 10 mm. Otra forma: F9

Comando: OSNAP. Activa la referencia a objetos, que son señalamientos de algún atributo del objeto creado: endpoint, midpoint, center, quadrant, etc. Esto permite ir seleccionando los indicadores (regularmente amarillos) para ir formando nuestra figura. Otra forma: F3

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2.3. Dibujo en plano isométrico. Cuando se trazaron los primeros ejemplos (líneas, círculos…), estos se trazaron en un Plano Rectangular. Sin embargo, cuando se desea representar una pieza en perspectiva isométrica es necesario cambiar el plano; este por lo regular tiene una inclinación de 30° en ambos lados. A continuación se muestra el procedimiento:

1. Inicie sesión 2. Active la rejilla de puntos (gris) 3. Dé un clic en el menú Tools 4. A continuación, seleccione la opcion Drafting Settings 5. Una vez que aparecen las opciones, seleccione Snap & Grid y posteriormente

Isometric Snap 6. Presione Aceptar; el plano cambiara de la forma siguiente:

Observe la posición del puntero respecto al plano. Es conveniente mencionar que una vista isometrica cuenta con tres vistas disponibles: Isometric left (vista izquierda), Isometric Top (vista superior) e Isometric Right (vista derecha). Para cambiar entre una y otra, deberá presionar la tecla F5, que permite cambiar el plano de referencia mientras traza su figura. Círculos en Modo Isométrico. EL circulo como tal no se puede utilizar. En modo isométrico se utilizaran elipses en vez de círculos.

Comando: ELLIPSE. Permite trazar elipses en modo rectangular o isométrico, definiendo: − Método Isocirculo (I) − Escribir centro y radio − Puede utilizar referencia a objetos

Acotación en Isométrico. Una vez acotada la pieza, se activa el menú Dimension (Acotar) y la opción Oblique (Oblicua), modificando el ángulo de la cota, que generalmente será de 30° o -30°. Los isocirculos se acotan con Directriz.

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PRACTICA 1.3. Objetivo: El alumno trazara figuras en plano isométrico, simulando un objeto tridimensional utilizando las herramientas de dibujo básico. Instrucciones: Elabore las siguientes figuras, tome en consideración las medidas y cambie de plano rectangular a plano isométrico. a) Nivel Básico

b) Nivel Intermedio

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PRACTICA 1.4. Objetivo: El alumno reforzara sus conocimientos al trazar objetos mecánicos complejos. Instrucciones: Elabore las siguientes vistas. Utilice los elementos básicos de dibujo, así como los comandos básicos de edición.

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3. ACOTACIÓN AVANZADA. El valor de un croquis recae sobre las líneas de acotamiento, mismas que deben estar bien colocadas sobre las cifras legibles y bien formadas que dan las dimensiones reales del objeto representado. El acotamiento debe respetar ciertas reglas generales que rigen en la utilización de líneas de acotamiento, flechas y símbolos de las notas. Cada superficie debe acotarse con el fin de no dejar ninguna duda en cuanto a sus dimensiones, al interpretar el croquis. Evite repetir inútilmente el mismo acotamiento para reducir los riesgos de confusión. La unidad de medida utilizada para el acotamiento de croquis es el milímetro (mm). Si en algún caso se requiere de acotar en pulgadas, escriba con claridad la anotación: <Todas las dimensiones están en pulgadas>. Conceptos. Línea de cota. Es la línea sobre la que se sitúa el valor medido. Flechas o extremos de cotas. Son las terminaciones de la línea de cota, pueden tener extremos finales distintos. Líneas de referencia. Son las líneas que delimitan la acotación. Texto de cota. Es el literal, el numero. Tolerancias. Son valores adicionales del tipo +/- respecto a la medida esperada. Unidades alternativas. Son unidades que se acotan junto a las principales. Directriz. Es una línea con una acotación, texto o numero en su extremo, es común al medir radios o diámetros. Marca de centro. Marca el centro del arco o circulo. Acotaciones asociativas. Toda la cota es una entidad. Medición. Se selecciona el tipo de unidades, el tipo de ángulos y su presición. Acotamiento alineado. Es la disposición de acotamientos mas utilizada. Todos los acotamientos se leen de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha del croquis. Las cifras se colocan paralelamente a las líneas acotadas, como se muestra a continuación:

Siempre que sea posible, los acotamientos deben situarse en el exterior del croquis. La distancia aproximada de la figura a la primer cota es de 8 a 10 mm, para las siguientes cotas comúnmente es de 6 mm.

Diámetros. Cuando se utiliza la línea inclinada para acotar un diámetro , se debe preceder la cifra del diámetro con la abreviación DIA o con el símbolo Ø. La flecha de la línea inclinada debe señalar hacia el centro del círculo. El radio del círculo se acota de manera semejante, salvo que se escribe la letra R antes del acotamiento.

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Acotamiento de ángulos. Los ángulos se acotan en grados (°) divididos en 60 minutos y estos a su vez en 60 segundos cada uno. Generalmente el ángulo se acota en relación a la horizontal.

Acotamiento de chaflanes. Los chaflanes se acotan generalmente dándoles el ángulo y la longitud del chaflán. Si el ángulo del chaflán es de 45°, no será necesario trazar líneas inclinadas. Acotamiento de tolerancias dimensionales. Frecuentemente, cuando la fabricación de piezas exige medidas precisas, se utilizan acotamientos de tolerancia. La tolerancia es una desviación permitida en las dimensiones de una pieza durante su fabricación. Puede ser +/- del valor previamente establecido.

3.1. Herramientas para acotar en AutoCAD.

Linear Dimension – Permite acotar en forma lineal: horizontal o vertical

Baseline Dimension – Genera varias cotas sobre la misma base

Aligned Dimension – Permite acotar respecto a un plano inclinado

Continue Dimension – Genera varias cotas en forma continua

Ordinate Dimension – Muestra la posición de un punto

Quick Leader – Permite elaborar directrices o comentarios

Radius – Muestra el radio de un circulo Tolerante – Muestra los valores permitidos +/-

Diameter – Muestra el diámetro de un circulo

Center Mark – Muestra marca de centro en un circulo

Angular Dimension – Permite acotar angulos

Dimension Style – Permite modificar el estilo actualmente en uso de cotas y el metodo utilizado (ISO-25)

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PRACTICA 1.5. Objetivo: Que el alumno realice el trazado de elementos mecánicos mediante un alto nivel de destreza y en forma eficiente. Instrucciones: Trace las siguientes figuras y acote según la muestra.

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4. RECOMENDACIONES. 4.1 Escalas. A la hora de diseñar el dibujo se debe tener en cuenta la escala de dibujo que se desea utilizar. La escala se establece de forma distinta cuando se emplea AutoCAD y cuando se realiza un dibujo manual. En el dibujo manual, se debe determinar la escala de una vista antes de comenzar a dibujar. Esta escala compara el tamaño del objeto real con el tamaño del modelo dibujado en el papel. En AutoCAD, primero se decide qué unidades de medida se utilizarán y, a continuación, se dibuja el modelo a escala 1:1. 4.2 Presentacion del dibujo. Cuando empieza a trabajar, utiliza el diseño o modelo en el entorno de trabajo denominado espacio modelo. A continuación, se puede crear una presentación para dicho modelo en un entorno denominado espacio papel. Una presentación representa un plano de dibujo. Normalmente contiene un borde, un cuadro de rotulación, cotas, notas generales y una o varias vistas del modelo que se muestran en ventanas gráficas de presentación. Las ventanas gráficas de presentación son áreas, parecidas a viñetas o ventanas, mediante las que se puede ver el modelo. La escala de las vistas de las ventanas gráficas se determina aumentando o disminuyendo el zoom. En este dibujo de una casa, las ventanas gráficas de presentación muestran el modelo mediante vistas en planta y de elevación.

4.3 Dibujo de forma precisa. En AutoCAD, se pueden utilizar varios métodos para obtener cotas exactas. El método más sencillo consiste en localizar puntos forzando el cursor a un intervalo en una rejilla rectangular. Otro método consiste en precisar las coordenadas exactas. Las coordenadas precisan la ubicación de un dibujo indicando un punto a lo largo del eje X e Y, o bien una distancia y un ángulo medidos desde otro punto. Con las referencias a objetos se puede forzar el cursor hasta posiciones sobre objetos existentes, como el punto final de un arco, el punto medio de una línea o el punto central de un círculo. Con el rastreo polar se puede forzar el cursor hasta los ángulos previamente establecidos y especificar distancias a lo largo de dichos ángulos.

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4.4 Edición de objetos. Al realizar modificaciones a un objeto es necesario seleccionar los objetos a utilizar. Los objetos se pueden designar encerrándolos en un área de selección rectangular. Para definir esta área de selección rectangular, hay que hacer clic para indicar dos esquinas opuestas dentro del área de dibujo.

4.5 Eliminación de objetos. Con el comando ERASE se pueden utilizar todos los métodos de selección de objetos. En el ejemplo se muestra el uso de la designación por ventana para borrar una sección de tuberías.

4.6 Alargamiento de objetos. Con el comando EXTEND los objetos se pueden alargar de modo que finalicen justamente objetos. Si pulsa INTRO en lugar de seleccionar objetos de dibujo serán contornos potenciales. En la ilustración siguiente precisa hasta el círculo, que es el contorno más cercano.

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4.7 Simetría de objetos. La simetría de objetos se realiza alrededor de una línea de simetría, que se define con dos puntos. A continuación, se puede optar por suprimir o mantener los objetos originales.

La simetría resulta útil para crear objetos simétricos, ya que permite dibujar la mitad del objeto y reflejarla rápidamente, en lugar de tener que dibujar el objeto completo. En AutoCAD se conoce también como MIRROR. 4.8 Desplazamiento de objetos. Lo objetos se desplazan del mismo modo que se copian. Se designa el objeto que se desea desplazar, se precisa el punto base (1) y, a continuación, un segundo punto para determinar la distancia y dirección del desplazamiento (2). En la ilustración, el proceso desplaza la ventana hacia arriba y la aleja de la puerta.

4.9 Rotación de objetos. Para girar objetos se especifican un punto base y un ángulo de rotación. El ángulo de rotación se puede especificar precisando un punto o indicando un valor para el ángulo. En el siguiente ejemplo se precisan el punto base (1) y un segundo punto (2) que determina el ángulo de rotación (2) para la orientación de una casa.

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En lugar de precisar el segundo punto en el ejemplo, se podría haber introducido -35 para especificar la rotación en grados. Si se repite la rotación con el mismo punto base y el mismo ángulo, se obtendrá una rotación total de la casa de 70 grados desde su orientación original.