Herramientas CAx en el entorno de Ingeniería Concurrente Profesor Ing. Jovanny Pacheco Universidad...
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Herramientas CAx en el entorno de Ingeniería
ConcurrenteProfesor
Ing. Jovanny Pacheco
Universidad del NorteBarranquilla
2003
Temas del Curso
• Definiciones Básicas• Desarrollo Históricod e
Aplicaciones CAD• El proceso CAE• Tipos de Modelos y sus ventajas• Intercambio de datos entre
aplicaciones
Algunas definiciones básicas
• CAD: Computer Aided Design• CADD: Computer Aided Drafting and
Documentation• CAE: Computer Aided Engineering• CAM: Computer Aided Maunfacturing• FEA: Finite Element Analysis• CFD: Computational Fluid Dynamics• RP: Rapid Prototyping
Integración CAD/CAM
INGENIERIA Estudio Diseño Desarroll
o Simulación Documentaci
ón
CAD Qué
PRODUCCIÓN Planificación Proces
o Control Numérico Robótic
a Control Digital Inspección
Automática
CAM Cómo
GESTION Materiales Recursos Personal Financier
a
Cuando Cuanto
CIM Mercado
Producto
Necesidades
Historia del CAD
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Fuerza Aérea de los estados unidos proyecto SAGE (Semi Automatic
Ground Environment) desarrollado en el MIT
Fuerza Aérea de los estados unidos proyecto SAGE (Semi Automatic
Ground Environment) desarrollado en el MIT
Dr. Patrick J. HanrattyPRONTO
programación en control numérico.
Dr. Patrick J. HanrattyPRONTO
programación en control numérico.
Ivan SoutherlandSKETCHPAD
Linconl Lab. MIT
Ivan SoutherlandSKETCHPAD
Linconl Lab. MIT
Fundación de McDonell DouglasFundación de McDonell DouglasFundación de SDRCFundación de SDRC
Fundación de ComputervisionFundación de Computervision
Fundación de MCSLanzamiento de ADAM
Fundación de MCSLanzamiento de ADAM
Dassault adquiere CADAM (computer Augmented Drafting and
Manufacturing)
Dassault adquiere CADAM (computer Augmented Drafting and
Manufacturing)
Aparece el Modelado de SólidosDesarrollo de CATIADesarrollo de IGES
Aparece el Modelado de SólidosDesarrollo de CATIADesarrollo de IGES
Fundación de AutodeskPrimera versión de AutoCAD
Se inicia el desarrollo de STEP
Fundación de AutodeskPrimera versión de AutoCAD
Se inicia el desarrollo de STEP
Fundación de BentleyLanzamiento de CADKEYFundación de Varimetrix
Fundación de BentleyLanzamiento de CADKEYFundación de Varimetrix
Fundación de AshlarLanzamiento de AutoCAD V10
Primera versión de Pro/E
Fundación de AshlarLanzamiento de AutoCAD V10
Primera versión de Pro/E
Lanzamiento de ACIS 1.0AutoCAD V11
Unión IBM-Dassault CATIA-CADAM
Lanzamiento de ACIS 1.0AutoCAD V11
Unión IBM-Dassault CATIA-CADAM
John Kirschtick Funda SolidWorks1994 Autodesk Lanza AutoCAD R13
1995 Autodesk Mechanical Desktop. 1996 se hace público el formato SAT
John Kirschtick Funda SolidWorks1994 Autodesk Lanza AutoCAD R13
1995 Autodesk Mechanical Desktop. 1996 se hace público el formato SAT
Lanzamiento AutoCAD 2002Lanzamiento de Mechanical Desktop 6
Solid Edge V10SolidWorks 2000
Lanzamiento AutoCAD 2002Lanzamiento de Mechanical Desktop 6
Solid Edge V10SolidWorks 2000
El mercado del CAE
El mercado del CAD
• Por su tamaño y costo se pueden clasificar en:
Gama Media< US $ 10000
Gama Media< US $ 10000
Gama Baja<US $ 2500
Alta> 15000
El Proceso CAE
Modelo Geometrico
Modelo FEA
ResultadosFEA
CAD en el proceso de Diseño
Diseño Conceptual Modelo CAD 3D Protoripo Virtual
Prototipo Fisico
Evaluacion
Fabricación
Tipos de Modelos
•Armazón de alambre (wireframe)
•Superficies
•Sólidos
Armazon de alambre
• Curvas planas o alabeadas• No define áreas ni
volumenes• Se pierde sensación de
profundidad• Modelo “ligero”• Aplicaciones como
“esqueleto” para otro tipo de modelos
• Análisis de estructuras (FEM)
Superficies 3D
• No define volúmenes• Se adapta a formas más complejas• Construcción laboriosa• Aplicaciones en CAM y generación
de modelos para animación• Generación de archivos STL para
RP
Superficies 3D
• Tipos de superficies:
Mallas PoligonalesSuperficies paramétricasSuperficies generadas por curvaSuperficies NURBS
Superficies 3D
Bordes de superficie
Frontera de corte
Curva de corte
Modelos Sólidos
• Encierra un volumen definido por varias caras
• Puede contener información sobre masa, inercias, centroides
• Apropiados para componentes mecánicos y ensambles
• Modelo base para análisis FEA de componentes
Modelos Sólidos
• Tipos de sólidos
• Geometría Constructiva de Sólidos (SCG)
• Representación por fronteras (B-rep)
Modelos Sólidos
• Geometria Constructiva de Sólidos
• Primitivas• Operaciones Booleanas• Árbol de operaciones
Unión
Substracción
Modelos Sólidos
• Representación por Fronteras
• Caras (Face)• Ciclos (Loops)• Bordes (Edge)• Vértices (Vertex)
Cara
Borde
Modelos Sólidos
• Tipos de Modelado
• Modelado explícito• Modelado paramétrico• Modelado basado en rasgos
(Feature Based)
Modelos Sólidos
• Modelos Solidos Actuales– Pieza: Conjunto de
restricciones geométricas y rasgos parametrizados
– Las piezas se reunen en ensambles y sub-ensambles. Restricciones de ensamble
– Obtención de planos de parte y ensamble a partir de vistas
– Capacidad de exportar a otras aplicaciones
Intercambio de Archivos
• Trasladar modelos entre diferentes aplicaciones. Equipo de Diseño
• Formatos privados de CAD• Diferencias en funcionalidad (2D o
3D)• Tipo de geometría • Precisión numérica• Tipos de datos no gráficos
Alternativas para el intercambio
• Transferencia directa• Utilizacion de un formato neutro• Utilizacion de un Kernell
Traductores directos
• La manera más eficiente de transferir datos
• Costo alto, debido al trabajo requerido para desarrollarlo
• Número de traductores requeridos
)(1
n
i
inresConvertido
Formatos Neutros
IGES VDA-FS SET STEP
• Otros formatos no estándares
• DXF• DWG
•Tiempo de desarrollo
•Menos eficiente que la traducción directa
•No cubre todas las características de un programa en particular
AA Formato neutro
Formato neutro BB
Utilización de Kernells
• Un kernell es un conjunto de funciones para realizar operaciones con sólidos
• Los más conocidos son ACIS y Parasolids• Es confiable cuando ambos programas
trabajan con el mismo kernell. Por ej: AutoCAD y VisualNastran
• Sólo se almacenan entidades sólidas• Los grandes paquetes CAD/CAM como CATIA,
Pro/E, I-DEAS no estan basados en estos kernells
Ejemplos de compatibilidad
• AutoCAD Malla MasterCAM
Ejemplos de compatibilidad
• AutoCAD Malla MasterCAM
Ejemplos de compatibilidad
• AutoCAD Malla MasterCAM
Ejemplos de compatibilidad
• AutoCAD Malla MasterCAM
Ejemplos de compatibilidad
• AutoCAD Malla MasterCAM