CAPITULO PREVIO: Interactuando con Pro Engineer Pro Engineer es una suite de aplicaciones para enfocadas al diseño asistido por computador (CAD) e ingeniería asistida por computadora (CAE). Gracias a Pro Engineer podemos diseñar piezas, ensambles, mecanismos en la computadora con diversos objetivos, tales como realizar cálculos de parámetros, medidas, diseño conceptual del producto, planos de ingeniería, instrucciones de manufactura de piezas, entre otras tareas. Un elemento presente en casi todos los módulos de Pro Engineer es la posibilidad de modelar objetos. Mediante las herramientas que Pro Engineer posee, seremos capaces de reproducir en nuestra computadora objetos que existen en la realidad o también, seremos capaces de crear objetos que aún no existen. Es por eso, que el conocimiento de las herramientas con las que cuenta el programa es esencial para que el modelo cumpla satisfactoriamente las especificaciones deseadas. Un elemento característico de Pro Engineer es que es un programa de modelado paramétrico. Esto significa que existe una interacción “inteligente” entre los elementos de un modelo, la cual nos permite hacer modificaciones a las dimensiones o relaciones entre éstos con una gran libertad sin que pierdan las propiedades que hayamos establecido. Esto es posible gracias que existe una gran variedad de opciones que nos permiten restringir el comportamiento del modelo a diferentes niveles y que se éste comporte de la forma que deseamos. TRES DISTINCIONES IMPORTANTES DE PRO ENGINEER Existen tres puntos importantes que definen a Pro Engineer:

• Basado en funciones • Paramétrico • Modelado de sólidos

Cuando se dice que Pro Engineer es un software basado en funciones, significa que la pieza modelada está descompuesta en elementos denominados funciones. Las funciones están referenciadas entre sí, por lo tanto existen jerarquías entre ellas y unas gracias a otras. Una función puede ser un cilindro, otra función un orificio en el cilindro, otra podría ser un chaflán en las aristas. Además de elementos como los anteriores, las funciones pueden ser también datos de referencia, tales como ejes, planos, puntos y otros. Como se mencionó anteriormente, unas funciones son dependientes de otras, por ejemplo, podemos ver la pieza de la imagen:

Para empezar, la protrusión cilíndrica es dependiente de los planos que se muestran, el TOP y RIGHT. Si se eliminaran estos planos, la pieza por lo tanto, dejaría de existir porque está referenciada a ellos. Lo mismo sucede con el orificio que se crea en el centro del cilindro que se muestra a continuación:

Si eliminamos el cilindro, el orificio también es eliminado porque está posicionado sobre éste último. Pro Engineer es un software de diseño paramétrico. Lo anterior significa que la forma física de las pieza o ensamble asignada a los atributos (la mayoría de las veces dimensiones) de sus funciones. Debido a esto, uno puede definir o modificar las dimensiones u otros atributos de una función a otra. Además permite relacionar los atributos entre sí y cualquier cambio que hagamos se propaga por todo el modelo. Cuando se menciona el término “Modelado de sólidos” significa que el modelo creado es capaz de contener toda la “información” que un objeto sólido real tendría, por ejemplo, las medidas, los parámetros como masa, volumen, centro de gravedad, momentos de inercia, entre otros.

ELEMENTOS DE LA PANTALLA DE PRO ENGINEER La pantalla de Pro Engineer está divida de forma similar a una aplicación de Windows. Esto es, que existen barras de herramientas y menús desplegables, pero también existen elementos propios de Pro Engineer como los paneles desplegables, el árbol de modelo y la descripción de comandos.

Árbol de modelo: En él árbol de modelo aparecen las funciones enlistadas de acuerdo al orden en que se han creado, de la más antigua a la más reciente en orden descendiente. Menús desplegables: Menús con diversas herramientas para configurar opciones de Pro Engineer o para crear funciones. Filtro de selección: Permite filtrar las selecciones con el ratón, de esta forma se seleccionan los elementos deseados. Área principal de gráficos: Se puede ver la pieza o ensamble compuesta de diversas funciones, como datos de referencia y también es posible visualizar diferentes vistas de la pieza en pantalla. Barras de herramientas: Accesos rápidos a herramientas, las cuales en su mayoría están disponibles en los menús desplegables.

Árbol de modelo

Pestañas desplegables

Ventana de mensajes y entrada de datos Barras de

herramientas

Área principal de gráficos

Filtro de selección

Ventana de mensajes y entrada de datos: Aparecen indicaciones acerca del uso de las herramientas seleccionadas, así como indicaciones para introducir datos con el teclado. Pestañas desplegables: Permiten ver información acerca de la pieza o ensamble abierta, así como navegar en internet y consultar la página de PTC.

Utilizando estos elementos es que podemos interactuar con Pro Engineer para analizar o modelar piezas.

MODO DE ESBOZO

Los esbozos forman una parte elemental de Pro Engineer, porque a partir de ellos es posible crear una gran cantidad de elementos en un modelo. Varias funciones importantes utilizan de forma obligatoria un esbozo, ya sea que se necesiten una sección de esbozo, o una trayectoria, tales como EXTRUDE, REVOLVE, SWEEP, BLEND y otras más. Es por eso que el dominio del SKETCH TOOL (Herramienta de esbozo) es fundamental para que un diseñador pueda crear modelos que no se deformen al modificar las dimensiones y que tengan la precisión requerida. Cuando uno elige crear un archivo nuevo seleccionando desde el menú File>New es posible elegir crear un esbozo.

Un esbozo creado como un objeto nuevo tiene las mismas propiedades que un esbozo utilizado durante la creación de un modelo, la diferencia es que no está asociado con ningún elemento dentro de un modelo, como normalmente sucede cuando es un archivo del tipo Pieza, y nosotros estamos obligados a proporcionar un plano de esbozo, plano de referencia y una orientación, así como otras referencias externas. Las herramientas básicas con las que cuenta el SKETCH TOOL son las siguientes:

Nombre del comando Ícono

Acción que realiza

Select objects

Permite seleccionar elementos dentro del esbozo.

Line Esboza una línea recta por medio de dos puntos.

Tangent line Esboza una línea recta.

Rectangle Esboza un rectángulo.

Circle (Center and point)

Esboza un círculo seleccionando su centro y un punto en el plano para designar el radio.

Concentric Circle

Esboza un círculo concéntrico a un arco.

3 Point Circle

Esboza un círculo mediante tres puntos dados.

3 Tangent Circle

Esboza un círculo tangente a tres entidades.

Ellipse

Esboza una elipse con un centro y un punto.

3 Point/Tangent Edge Arc

Esboza un arco por medio de un punto de centro y un punto de radio.

Concentric Arc

Esboza un arco concéntrico a otro arco.

Center and Ends Arc

Esboza un arco por medio de un centro, un punto que determina un radio y y una trayectoria.

3 Tangent Arc

Esboza un arco tangente a tres entidades.

Conic Arc Esboza un arco cónico.

Spline Esboza una polilínea.

Text

Crea texto en el esbozo.

Point

Crea un punto en el espacio de dibujo.

Coordinate System

Crea un sistema coordenado en el espacio de dibujo.

Center line

Esboza una línea de centro.

Use Edge

Esboza una arista de una función anterior al esbozo.

Offset Edge

Esboza una arista de una función anterior al esbozo a una distancia.

Circular Fillet

Redondea una esquina.

Elliptical Fillet

Redondea una esquina en forma elíptica.

Dimension Crea una cota para una entidad del esbozo.

Modify Dimensions

Modifica los valores de las cotas.

Constrain

Crea restricciones para entidades del esbozo.

Dynamic Trim

Elimina líneas que sobresalgan de forma dinámica.

Trim or Extend Recorta o extiende una línea usando dos entidades.

Divide Tool

Divide una entidad desde el punto

seleccionado. Mirror Crea un reflejo de una entidad utilizando

una línea de centro como espejo. Scale and Rotate Modifica el valor de escala y rota una

entidad de un esbozo. Copy Copia una entidad de un esbozo.

Continue Confirma la creación del esbozo.

Quit Cancela el esbozo.

A primera vista, y si hemos utilizado otros programas de diseño asistido como AutoCAD, parecería que Pro Engineer no tiene una variedad muy amplia de herramientas para crear dibujos. Sin embargo, esto es muy lejano de la realidad, ya que la forma enque el SKETCH MODE (Modo de esbozo) de Pro Engineer fue, lo convierte en una herramienta bastante sofisticada, al grado de utilizar guías para ayudar al usuario en la creación de esbozos. Estas guías entran en acción desde el primer momento en que utilizamos alguna herramienta para esbozar, por ejemplo, cuando trazamos una línea recta. En el momento en que estamos trazando una línea cuya orientación es aproximadamente vertical, la guía entra en acción automáticamente y la línea está en forma vertical, con una “V” indicándolo.

Con esta clase de guía, podemos crear una línea vertical sin la necesidad de tener un pulso privilegiado. En caso de que nosotros no deseemos utilizar la guía, únicamente damos clic derecho mientras estamos dibujando para deshabilitarla. La indicación para saber si la guía está deshabilitada es un tachón sobre la misma, como se puede ver en la imagen de abajo.

A esta clase de guías, que por lo regular están indicadas por medio de letras, se llaman restricciones y existe una gran variedad de ellas, las cuales se pueden

combinar entre sí para fijar las características de un esbozo, de acuerdo a nuestros requerimientos en cuanto a dimensiones, orientación, forma, etc. Volviendo a la tabla anterior, la cual tiene los nombres y las acciones que desempeñan de las principales herramientas para esbozar, nos damos cuenta de que las herramientas están separadas por colores, los cuales tienen el siguiente significado. Verde: Esbozan un elemento con una forma determinada. Rosa: Crean elementos para ser utilizados como referencia en el esbozo. Naranja: Para su creación necesitan estar referenciadas de otras funciones, por lo tanto, estas herramientas están deshabilitadas si el esbozo actual es el primer elemento del modelo. Naranja: Son comandos de esbozo que crean líneas con referencia a las aristas de una función externa. Azul: Editan un elemento existente. No pueden ser utilizadas a menos que exista primero un elemento esbozado. Los resultados producidos por una herramienta dependen en gran medida de la forma en que se le da uso, ya que cada herramienta puede ser muy versátil y tener diferentes usos.

Por ejemplo, veamos el comando para dimensionar Dimension . A simple vista no parece hacer más allá de darle dimensión a líneas esbozadas, como la siguiente:

Pero, es capaz de dimensionar de acuerdo a la clase de elemento que utilicemos, por ejemplo radios, diámetros, ángulos entre líneas, distancias entre puntos y más.

HERRAMIENTAS DE ESBOZO

Son aquellas que esbozan un elemento de acuerdo a la herramienta utilizada. Pueden ser líneas, arcos, polilíneas y texto. En realidad, no hay mucho que decir acerca de estas herramientas, ya que los comandos son lo suficientemente específicos y los íconos bastante descriptivos. HERRAMIENTAS DE REFERENCIA

Son las que en realidad no constituyen un elemento activo del esbozo, ya que en ocasiones pueden no ser necesarias y prescindibles. Sin embargo, en otras ocasiones son absolutamente necesaria su creación, por ejemplo, las líneas de centro son necesarias poder utilizar el comando Mirror. También es importante recordar la importancia de estos comandos de referencia para crear funciones tales como Revolve o Blend (General). HERRAMIENTAS DE ARISTA

Estas herramientas crean líneas de esbozo por medio de referencias externas que provienen de otras funciones anteriores a la creación del esbozo. Lo anterior significa que toma como referencia otra función y que copia las aristas de ésta. HERRAMIENTAS DE MODIFICADORAS

Estas herramientas modifican las características de los elementos que esbozamos. Añaden elementos o los remueven, modifican las dimensiones, agregan restricciones, entre otras aplicaciones. Si no hay nada esbozado, estos comandos no tienen ninguna utilidad. REFERENCIAS Las referencias ayudan a guiar al esbozo a adaptarse a las condiciones del objeto del cual toma la referencia. Esto quiere decir, que el esbozo, para definir sus atributos, como dimensiones, ubicación y forma, utilizará un objeto externo al esbozo como referencia para mantener un vínculo con este objeto. Objetos que pueden servir como referencias pueden ser datos de referencia (planos como TOP, RIGHT, FRONT o creados por el usuario), objetos sólidos, cortes, superficies, otros esbozos, curvas y una gran variedad de elementos. Existe una regla a seguir en el caso del uso de referencias en los esbozos y es que es necesario contar con dos referencias que sean perpendiculares entre sí. Es por eso que cuando utilizamos funciones como EXTRUDE o REVOLVE se nos piden planos de referencia y que en modo de esbozo sirven como ejes, vertical y horizontal.

Sin embargo, elegir planos como referencias no es obligatorio, ya que se pueden tomar referencias de otros elementos que satisfactoriamente pueden cumplir como referencias. Entre éstos elementos podemos incluir aristas, puntos y ejes. Cuando un esbozo toma un objeto como referencia, el esbozo se asocia a este objeto y se vuelve dependiente de él. Esto significa que cualquier alteración que tenga el objeto de referencia se traduce en un cambio en el esbozo. Por ejemplo, cuando utilizamos la función EXTRUDE, Pro-E nos pide un plano de esbozo, por ejemplo DTM1 y uno de referencia DTM2 para crear la extrusión. Desde ese momento, el esbozo y por lo tanto, la función, se vuelven dependientes de estos dos planos. Si se llega a cambiar la ubicación del plano RIGHT, la extrusión cambia de ubicación también y si se elimina uno de ellos, causa problemas y errores en la extrusión. Este ejemplo puede ilustrarlo mejor: Imaginemos que acabamos de crear un bloque por medio del comando EXTRUDE como el de la imagen de abajo.

El siguiente paso es crear una protrusión que extienda este bloque y para ello utilizaremos una arista del bloque como referencia de esbozo para una nueva extrusión, y como planos de referencia utilizamos la superficie superior del bloque como plano de esbozo y la superficie frontal como plano de referencia:

Plano de esbozo Plano de referencia

Al entrar al modo de esbozo vemos que ya se tomó como referencia la superficie frontal del bloque y el plano RIGHT, quitamos el plano RIGHT como referencia y se seleccionan las dos aristas laterales del bloque. Cerramos el cuadro de selección de referencias y vemos que las referencias designadas están marcadas con líneas punteadas de color café (o naranja en las versiones más nuevas) en el esbozo:

Se traza un esbozo como el de la imagen:

Se le da una profundidad a la extrusión:

Ahora, modificamos las dimensiones del bloque:

A pesar de que se hizo más angosto el bloque, la segunda extrusión se adapto a las nuevas dimensiones de forma automática, esto se logró por esbozar con las aristas como referencias. RESTRICCIONES Las restricciones, como su nombre lo indica, restringen al esbozo para que conserve unas características determinadas y se pueden establecer con el comando Constrain

. En total existen 9 restricciones:

Hace que una línea sea vertical. ↔

Hace que una línea sea horizontal. ↔

Restringe dos líneas para que sean perpendiculares. ⊥

Restringe a una línea para que sea tangente a un arco. T

Coloca un punto existente a la mitad de una línea. M

Hace que dos líneas sean coincidentes. O

Establece restricción de simetría con respecto a una línea de centro.

→←

Establece restricción de igualdad entre dos elementos de un esbozo.

=

Establece relación de paralelismo entre dos líneas. //

Un esbozo restringido tiene el siguiente aspecto:

Las restricciones que tiene el esbozo son 15: � 8 restricciones de tangencia � 4 restricciones de igualdad � 1 restricción de simetría � 1 restricción de horizontalidad � 1 restricción de verticalidad Al modificar las cotas, drásticamente veremos que el esbozo aún mantiene sus propiedades y no ha sido deformado.

Ahora veamos el caso del mismo esbozo que sufre el mismo cambio de dimensiones pero que no posee ninguna restricción de ninguna clase:

Como vimos, el esbozo se deformó por completo sin utilizar restricciones en él. Básicamente, la forma de asignar una restricción es seleccionando la herramienta CONSTRAIN por medio del ícono o también desde los menús Sketch>Constrain. Aparece el cuadro de opciones:

Y damos clic sobre la restricción que vayamos a emplear. Después de haber elegido la restricción obedecemos el cuadro las instrucciones del panel:

HERRAMIENTAS DE VISUALIZACIÓN Para esbozar sin dificultades, existen herramientas que nos ayudan en la visualización del esbozo. Éstas herramientas de visualización pertenecen a la barra de herramientas denominada Sketcher y está compuesta por:

Ícono Nombre Función

Orient Sketch Orienta el esbozo de forma paralela a la

pantalla.

Toggle Dimensions On/Off

Hace visible o invisible las dimensiones.

Toggle Constrains On/Off

Hace visible o invisible las restricciones.

Show Grid On/Off Hace visible o invisible la cuadrícula.

Toggle section vertices Se muestran los vértices.

El conocer las posibilidades del modo de esbozo de Pro-Engineer ayuda en gran medida para anticiparse a los problemas que se pueden presentar con los cambios aplicados al esbozo o a sus referencias en el futuro.

CAPÍTULO 1: MODELADO DE FORMAS SIMPLE

1.1: EXTRUSIONES Una extrusión consiste en la creación de un sólido por medio de un esbozo proyectado a una distancia determinada y que es perpendicular al plano del esbozo que proporciona profundidad.

El modelado de sólidos no se limita a únicamente extrudir sólidos, sino que los programas como Pro Engineer son capaces también se extrudir cortes, es decir, que también es posible remover material con una extrusión como en la siguiente imagen:

Esbozo

Profundidad

Existe también otro elemento que se puede extrudir además de sólidos y cortes, y es la extrusión de superficies. Una superficie es un elemento que tiene básicamente tiene un espesor de 0, como se muestra a continuación:

Tanto las extrusiones de corte, como las de superficie operan con menores exigencias para su empleo, ya que una extrusión de solido requiere que el esbozo este cerrado, es decir que todos sus elementos deben estar conectados entre sí sin cabos sueltos. Un esbozo abierto nunca será un sólido extrudido si es el primer elemento de un modelo. Se puede sin embargo, hacer una extrusión solida con un esbozo abierto si esta está conectada a un sólido existente, como en la siguiente imagen:

Como podemos ver, el esbozo no está cerrado pues le falta una línea horizontal que conecte los puntos inferiores. Sin embargo, no es impedimento, en este caso para ser extrudido debido al solido sobre el cual “se apoya”.

El siguiente ejemplo es una superficie abierta:

El trabajo con superficies es de gran importancia ya que dos o más superficies se pueden para la obtención con sólidos de aspecto irregular. Al trabajar con superficies, podemos determinar si la mantenemos como superficie o si le asignamos un grosor y convertirla así en un sólido, así como también la dirección del grosor.

Esta acción es muy conveniente, y su practicidad la podemos comparar en las dos imágenes de ejemplo de cómo es que tiene que ir el esbozo si utilizáramos una protrusión normal y el otro por medio de una superficie solidificada.

Notamos que realizar un sólido de grosor constante es mucho más molesto intentando extrudir como un sólido el esbozo, en lugar del segundo método que es crear el esbozo como superficie y después asignarle un grosor. Otra característica de las extrusiones es que puede variar el sentido de la extrusión y su profundidad.

Podemos extrudir entonces, a una distancia perpendicular al plano del esbozo, en cualquiera de los dos sentidos, o incluso en ambos sentidos y el plano de proyección estará siempre posicionado en la mitad del sólido. Esto resulta de gran importancia, pues veremos que la posición final de nuestras referencias determina en gran medida nuestras acciones futuras con el sólido. Existirá el caso en el que quizás no sea necesario proporcionar una distancia para la profundidad de las extrusiones, sino que necesitamos que la extrusión llegue hasta una referencia deseada, que puede ser otro objeto como un plano, un punto en el espacio, otro sólido, entre muchas otras referencias. Para hacer uso del comando EXTRUDE (EXTRUSION), seleccionamos INSERT (INSERTAR) > EXTRUDE (EXTRUDIR).

También podemos seleccionar el ícono .

1.2: S ÓLIDOS EN REVOLUCI ÓN Un sólido en revolución es aquel generado a partir de una sección bidimensional que es rotada alrededor de un eje designado, lo que genera, por lo regular un sólido o un corte con un acabado circular. Los principales elementos para crear una revolución son una sección en 2-D y un esbozo. Podemos ver la siguiente figura un ejemplo de un sólido en revolución:

Fig.2.1: Elementos para crear un sólido en revolución

Al hacer rotar el esbozo alrededor del eje de revolución, obtenemos un cuerpo como el siguiente:

Fig.2.2: Sólido en revolución a una vista isométrica

Eje de revolución

Esbozo

Cuando se realizan cortes en revolución, podemos compararlo en la forma en la que rebajamos material operando un torno. En la figura 2.3 podemos ver un círculo negro, que es la sección bidimensional del corte, y el eje de revolución será el mismo.

Fig.2.3: Sección de un corte.

Fig.2.4: Corte en revolución.

Entonces, una protrusión o corte en revolución depende directamente del esbozo y del eje. Es decir, que si se modifica uno de estos dos elementos el resultado puede cambiar drásticamente. Por ejemplo, si se modifica la posición del eje de revolución a una distancia lejana de la sección, obtenemos un resultado como el siguiente:

Fig.2.5: Resultado de cambiar el eje de revolución.

Para crear el modelo deseado se debe visualizar de una forma correcta antes de ser modelado, si se llegara

Fig.2.6: Resultado de cambiar el eje de revolución.

El caso de las superficies en revolución no es muy distinto, y como en las extrusiones, podemos tomarnos la libertad de que sean abiertas o cerradas.

Fig.2.7: Superficie en revolución.

Existen casos en los que se puede decidir si crear una figura por medio de una extrusión o por medio de una revolución, como en el siguiente caso:

Fig.2.8a Sólido en revolución:

Fig.2.8b Extrusión:

Para crear protrusiones y cortes en revolución, trabajamos de forma muy similar de como lo hicimos para crear extrusiones, pues se siguen unos lineamientos básicos muy similares: Selección de la función>Creación de esbozo>Configuración de la función Solamente que ahora se debe designar un eje de revolución durante o después de la etapa de esbozo. Los ejercicios correspondientes al uso de las herramientas Extrude y Revolve a la UNIDAD 1 los podemos encontrar en el DVD1 del curso.

CAPÍTULO 2: FUNCIONES DE INGENIERÍA Las funciones de ingeniería son aquellas que se añaden a un sólido, al seleccionar elementos como aristas, superficies, cadenas de aristas, entre otros. Esto significa que para crear una función de ingeniería es necesario que exista un elemento sólido.

Hole Crea un orificio sobre un sólido

Round Redondea las aristas o superficies de un sólido o superficie.

Chamfer Crea un chaflán en las aristas o entre dos superficies de un sólido

o superficie.

Shell Ahueca un sólido eliminando una superficie válida, formando una cáscara con un espesor específico.

Draft Inclina las superficies seleccionadas de un sólido con respecto a

unas bisagras de referencia (Draft Hinge).

Rib Crea un nervio entre dos superficies de un sólido.

HOLE: Con la herramienta HOLE perforamos un cuerpo sólido. Existe tres variables que influyen en la forma de un orificio”

• Diámetro • Perfil • Profundidad

Para crear un orificio es necesario:

1) Seleccionar una superficie o un punto.

2) Asignarle referencias para que quede completamente posicionado.

3) Designar el tipo de orificio (Sketched o Standard) y configurar el perfil del

orificio.

4) Asignar un valor numérico al diámetro del orificio.

5) Asignar un valor numérico a la profundidad o proporcionar una referencia

para definir ésta.

Estos son los pasos básicos para definir un orificio colocado sobre un cuerpo sólido.

ROUND: Los redondeos sirven para suavizar elementos rectos de una superficie con un radio de redondeo. Para redondear una pieza se requiere:

1) Seleccionar una arista o conjunto de aristas o par de superficies como referencias para la ubicación del redondeo, pudiendo crear varios conjuntos al añadir Sets.

2) Definir el radio del redondeo:

De esta forma se puede crear un redondeo.

Sin embargo, es posible crear redondeos más complejos empleando transiciones,

conjuntos y otras referencias como esbozos y puntos.

CHAMFER: Esta herramienta crea chaflanes sobre una pieza utilizando para ello aristas o superficies de la misma. Crear un chaflán no es una tarea muy difícil, consta de los siguientes pasos:

1) Seleccionar las aristas o superficies a las que se les aplicará el chaflán.

2) Elegir el tipo de chaflán

3) Configurar el tamaño del chaflán de acuerdo al tipo de chaflán seleccionado.

El resultado final es el chaflán sobre las superficies o aristas seleccionadas.

SHELL: Esta herramienta permite crear cáscaras de piezas, removiendo una superficie y ahuecando la pieza dejándola con un grosor cuyo valor es definido por el usuario. Para crear una cáscara seguimos el siguiente procedimiento: 1) Seleccionar una o más superficies para removerlas.

2) Asignar un valor numérico al grosor de la cáscara

3) Seleccionar la dirección de la cáscara:

Al final, el resultado es una pieza hueca con un grosor.

La herramienta SHELL no es muy compleja en cuanto a su uso, sin embargo,

ahorra una gran cantidad de trabajo, más de lo que haría un corte. DRAFT: Esta herramienta permite inclinar las superficies planas de una pieza, por lo regular con respecto a una bisagra de referencia denominada en inglés Draft Hinge.

El procedimiento básico para crear una inclinación en una pieza es el siguiente: 1) Seleccionar las superficies a inclinar.

2) Seleccionar el elemento que servirá de bisagra

3) Determinar el valor numérico del ángulo de inclinación.

4) Elegir el sentido de la inclinación.

De esta forma inclinamos las superficies de una pieza de forma rápida. El único inconveniente es que el máximo valor para el ángulo de inclinación permitida es 30º.

RIB: La herramienta RIB crea nervios entre dos superficies. El uso de esta herramienta es similar al de la herramienta Extrude, sólo que en RIB es obligatorio tener una pieza a la cual crearle el nervio y en lugar de distancia de extrusión se proporciona el grosor del nervio.

Para crear un nervio seguimos los siguientes pasos: 1) Crear un esbozo abierto entre dos superficies.

2) Asignar una valor para el grosor:

3) Definir la posición del nervio con respecto al plano de esbozo.

De esta forma se obtiene un nervio que se adapta a la forma de las dos superficies que toma de referencia.

Respecto a las funciones de ingeniería se puede decir que su creación no resulta muy difícil ni tampoco elaborada, sin embargo, existe una gran cantidad de opciones que pueden modificar considerablemente la forma de éstas.

UNIDAD 3: Copias y patrones PATRONES El uso de patrones y copias de funciones en Pro Engineer tiene el propósito de ahorrar trabajo y tiempo en la creación de elementos repetitivos en una pieza. Es posible crear patrones y duplicados de piezas a distancias regulares y por lo tanto, se disminuyen las posibilidades de error. Para crear patrones patrones se utiliza la herramienta PATTERN.

Existen diferentes tipos de patrones, de acuerdo a la forma que toma y a las referencias que utiliza para su creación. Por ejemplo: Patrones lineales en direcciones horizontal y vertical:

Patrones con respecto a ejes:

Patrones comprendidos en un área:

Patrones combinados:

Como vemos, existe mucha flexibilidad para crear patrones e incluso combinarlos para crear unos de mayor complejidad. COPIAS Una alternativa a la creación de patrones es el de crear copias de funciones o grupos de funciones. Copy, a diferencia de otras aplicaciones no funciona de la forma tradicional a la que se acostumbra, es decir, seleccionar un elemento, copiar para posteriormente pegarlo. En Pro Engineer, COPY es una operación de funciones que requiere un proceso más largo y específico que sólo dar Copy-Paste. Esa complejidad adicional, al final proporciona mayores opciones para el diseñador de duplicar una función o grupo de ellas, más incluso, que la herramienta PATTERN, sólo que en contra tiene que solamente se puede crear un duplicado a la vez de los elementos seleccionados. Una vez decididas las funciones a copiar, se selecciona el tipo de copia, si es trasladando el elemento seleccionado, o rotándolo, reflejándolo sobre un plano, entre otros.

Es posible copiar las funciones seleccionadas con variaciones en el tamaño:

FUNCIONES DEFINIDAS POR EL USUARIO Las UDF (User Defined Feature) son funciones creadas a partir de piezas existentes archivadas en un directorio que son importadas a la pieza como funciones y que pueden ser gobernadas por la pieza original. Para entender mejor las UDF, supongamos que tengamos almacenada en un directorio una pieza como la de la imagen:

Y deseamos introducirla en la pieza que se muestra con el propósito de ahorrar trabajo:

Por medio de crear una UDF a partir de la pieza nos ahorramos la creación de la pieza. Al insertar el UDF en la pieza, queda de la siguiente forma:

Si se establece una dependencia entre la UDF y las funciones creadas en otras piezas a partir de ésta, puede gobernarlas y cualquier cambio en la UDF se propagaría sobre las funciones subordinadas que existieran en otras piezas. TABLAS DE FAMILIA Con las tablas de familia se facilita la creación sistemática de piezas, ya que se pueden crear colecciones a partir de modificar una sola pieza. Supongamos que tenemos una pieza como la que se muestra:

Por medio de las tablas de familia, crearemos piezas derivadas:

El resultado son piezas como las siguientes:

CAPÍTULO 4: CREACIÓN DE FORMAS COMPLEJAS

Objetivo: El estudiante aprenderá a utilizar nuevas funciones para la creación de formas complejas utilizando las herramientas SWEEP, BLEND, SWEPT BLEND, VARIABLE SWEEP BLEND, y HELICAL SWEEP. Las formas complejas son aquellas que son capaces de crear formas de mayor complejidad que las extrusiones y los sólidos en revolución. Por lo regular, para crear en este tipo de formas, necesitamos una serie de elementos diferentes que las definen, principalmente por medio de la combinación de secciones y trayectorias. La mayoría de estas formas resultan fácilmente identificables si las interpretamos como extrusiones de mayor complejidad. BARRIDO: Un barrido es una la creación o remoción de material utilizando una trayectoria y una sección determinada. Los barridos comúnmente son utilizados cuando se desean modelar objetos cuya sección es constante y que siguen una trayectoria, como tuberías, popotes entre otros. La siguiente imagen es un ejemplo de un barrido:

Fig.3.1: Ejemplo de barrido

Los dos elementos principales del barrido los podemos observar en la imagen:

Fig.3.2: Elementos de un barrido

Para crear un barrido se requieren dos esbozos y, el barrido comienza en donde está la sección esbozada y termina en el extremo opuesto de la trayectoria. En Pro Engineer, la función SWEEP es la que se encarga de la creación de barridos, ya sean estos protrusiones, cortes o superficies. MEZCLA: Una mezcla es el resultado de crear un sólido, corte o superficie por medio de dos o más planos paralelos, creando así un elemento de sección variable. En otras palabras, la función EXTRUDE es una mezcla, pero cuya sección permanece constante. Una mezcla está determinada por los siguientes elementos:

Fig.3.3: Elementos básicos para crear una mezcla.

Con los elementos anteriores, es posible crear una mezcla como la que sigue:

Trayectoria

Sección

Sección 2

Sección 1

Fig.3.4: Ejemplo de una mezcla.

En Pro-E la función que se encarga de crear mezclas se denomina BLEND. MEZCLAS BARRIDAS: Una mezcla barrida es la combinación entre una mezcla y un barrido. Es decir, es la creación de una protrusión, corte o superficie con sección variable y trayectoria variable.

Fig.3.5: Ejemplo de una mezcla barrida.

La interface para crear estas tres funciones es diferente a la de las extrusiones y revoluciones, ya que no existe un panel de opciones, sino que las opciones son accedidas por medio de listados con opciones, lo que puede provocar mayor confusión y lentitud, además en esta interface no se pueden cambiar las características de la función con mucha libertad, por ejemplo, no se puede cambiar de una protrusión a un corte o superficie. Opciones alternativas son la creación de una macro o de un botón para las barras de herramientas.

Fig.3.6: Listado de opciones de la función BLEND.

Una mezcla barrida puede entonces, funcionar como un barrido ya que si la sección de un extremo y la del extremo opuesto son iguales, se crearía un barrido convencional. Para crear una mezcla barrida se requieren los siguientes elementos: Un esbozo que determine la trayectoria de la mezcla barrida:

Dos o más secciones:

El resultado es un barrido cuya sección es variable a través de la trayectoria:

La principal ventaja de las mezclas barridas es que son compatibles con más esbozos que un barrido normal. Una mezcla barrida puede ser creada a partir de una curva.

La clave para entender estas funciones reside principalmente en el conocimiento de funciones más sencillas y la práctica en el uso de estas mismas funciones. BARRIDOS DE SECCIÓN VARIABLE: Un barrido se sección variable, a diferencia de las mezclas barridas es que su creación se enfoca más en el uso de trayectorias que de secciones. A partir de varias trayectorias es posible definir la forma de un barrido de sección variable, contando la trayectoria principal o también llamada espina.

Espina

Trayectoria 1

Trayectoria 2

Trayectoria 3

Trayectoria 4

Además de las trayectorias se requiere un esbozo el cual se utiliza como punto de partida de la espina.

Al tener todos estos elementos es posible crear el barrido de sección variable, ya sea este sólido o superficie.

De igual forma en que se crea material, es posible cambiar a la opción para removerlo con corte.

BARRIDOS HELICOIDALES Un barrido helicoidal se lleva a cabo en Pro Engineer mediante el uso de la herramienta HELICAL SWEEP. El barrido helicoidal es una herramienta útil cuando se desean crear formas en espiral, tales como resortes o el paso de un tornillo.

Para acceder a esta herramienta desde los menús seleccionamos INSERT > HELICAL SWEEP.

Existen tres principales variables cuando se crea un barrido helicoidal: • Perfil • Paso • Sección Se esboza un perfil con su respectivo eje de revolución:

Definimos el paso:

Por último, esbozamos la sección del barrido helicoidal:

Al terminar se obtiene un barrido helicoidal:

Para aprender el uso de estas herramientas es recomendable conocer las de menor complejidad como EXTRUDE, posteriormente aprendemos a utilizar SWEEP, BLEND, SWEPT BLEND y VARIABLE SWEPT BLEND.

UNIDAD 5: ANALISIS DE PIEZAS En esta unidad el objetivo es aprender a utilizar herramientas que permitan obtener información con respecto al modelo y también manipular el modelo para que cumpla las especificaciones del diseñador. RELACIONES Y PARAMETROS Dos elementos útiles para poder controlar las características de un modelo son las relaciones y los parámetros. Las relaciones las podemos utilizar para establecer una dependencia entre un elemento de una pieza (en muchas ocasiones dimensiones) y otro pudiendo utilizar fórmulas y funciones matemáticas y de diferentes clases, de manera que se puedan configurar elementos de la pieza de una forma previamente programada. En la imagen de abajo se muestra una pieza de forma triangular y las dimensiones que la componen.

Al aplicar una relación indicando que d3=d1x4, indicamos que d3 dependerá del valor de la dimensión d1 multiplicado por 4, independientemente del valor que tome.

Al regenerar la pieza se cumple la restricción:

La forma de establecer restricciones es similar a la de crear hojas de cálculo en Excel, con funciones existentes y el uso de símbolos de forma parecida. Los parámetros pueden describirse como variables asignadas que rigen al modelo o que proporcionan alguna información con respecto a éste. Los parámetros se crean de forma similar a las relaciones. Por ejemplo un parámetro puede funcionar de la siguiente forma: Al elegir el tungsteno como material designado para la pieza que se muestra:

Se crea un parámetro que nos proporciona un valor específico de la densidad de la pieza, la cual gobierna la densidad de la pieza y la asigna un valor igual al material real.

Cuando obtengamos la masa de la pieza, de acuerdo a sus dimensiones nos encontramos con el siguiente valor en gramos:

De esta forma obtenemos la masa de la pieza porque viene dada en función de su densidad, que a su vez está designada por el parámetro PTC_MATERIAL_NAME que lo gobierna y en este caso es igual a tungsteno. DIBUJOS DE INGENIERIA Pro Engineer cuenta con un módulo para crear planos de las piezas o ensambles modelados por el usuario. Al crear una pieza tridimiensional, se tienen cubiertas todas las vistas de la misma desde cualquier ángulo, y esto facilita y hace flexible el proceso de crear planos de piezas. Supongamos que se crea una pieza como la de la imagen de abajo:

Al crear un plano y enlazarlo con la pieza creada, necesitamos unos cuantos clics del ratón para crear un plano como el que se muestra:

En el módulo de dibujo se pueden añadir dimensiones, tablas, vistas de proyección y auxiliares, entre otros elementos e incluso, cambiar las dimensiones de la pieza desde el módulo de dibujo. ENSAMBLES: Se pueden crear ensambles por medio de la interacción de piezas.

Para ensamblar una pieza con otra es necesario utilizar restricciones, las cuales varían de acuerdo a las referencias utilizadas y a la posición entre éstas.

El procedimiento para ensamblar piezas consiste en utilizar las restricciones de la tabla, con el propósito de que la pieza a ensamblar quede completamente restringida. Con decir completamente restringida, se entiende que no se debe dejar un margen para el movimiento. Lo anterior se puede mostrar en el siguiente ejemplo: Tenemos dos piezas las cuales deseamos unir, para ello utilizaremos las restricciones para definir las relaciones de posición de una pieza con otra.

Para alinear la pieza de color gris con respecto a la pieza azul utilizamos la restricción Insert.

Restricción Ícono Propósito Mate Coloca dos referencias seleccionadas encontradas una

con respecto a la otra. Align Alinea dos referencias seleccionadas. Insert Inserta una superficie en revolución dentro de otra

superficie en revolución. Coord Sys Alinea dos sistemas coordenados seleccionados. Tangent Controla el contacto de dos superficies sobre su punto de

tangencia. Pnt On Line Controla el contacto de una arista, eje o curva

seleccionada con un punto. Pnt On Srf Controla el contacto de una superficie seleccionada con

un punto. Edge On Srf Controla el contacto entre una superficie seleccionada

con una arista. Default Alinea el sistema coordenado del ensamble con el

sistema coordenado creado por defecto en la pieza. Fix Fija la pieza seleccionada en la posición actual.

Con esto impedimos que la pieza se mueva hacia los lados. Lo siguiente es utilizar la restricción Mate para que hagan contacto las superficies seleccionadas:

De esta forma las piezas quedan unidas de la siguiente forma:

Una vista seccional nos muestra la unión de las piezas:

Sin embargo, falta una restricción debido a que todavía existe un movimiento que no ha sido restringido y ese es el giro de la pieza.

La restricción adecuada es alinear los planos RIGHT de cada una de las piezas:

De esta forma el ensamble está completamente restringido y por lo tanto correctamente colocado en el ensamble.