Lo Básico

Solidworks es el programa que usamos para hacer versiones virtuales de las piezas del robot, ensamblar esas piezas, hacer análisis, hacer renders y preparar archivos que usamos para crear esas piezas. Solidworks y otros programas de CAD (Computer Assisted Design) son una HERRAMIENTA. Saber CAD no es saber diseño mecánico, ni análisis estático/dinámico, ni técnicas de manufactura. Sin embargo, saber CAD hace posible que puedas practicar, entender y poner en práctica los temas anteriores mucho más rápido. Solidworks es el Microsoft Word del diseño mecánico. ¿Escribirías un libro de 1000 páginas a mano? ¿Verdad que no? Para es mejor usar una computadora. De la misma manera, el software en sí no te enseñará nada de mecánica ni mejorará tus habilidades si no practicas e investigas. El CAD es una de las herramientas más usadas en FRC. Sus usos van desde lo más simple, cosas que un principiante de varios días puede hacer como:

● Hacer una flecha, tornillo, tuerca, piezas pequeñas para ayudar en un ensamble

● Marcar donde hacer barrenos en una pieza ● Hacer una placa cuadrada simple ● Hacer un render (foto virtual) de un robot ya ensamblado ● Acomodar piezas eléctricas en una placa.

Hasta cosas sumamente complejas: ● Hacer soldaduras sobre armaduras metálicas en 3D ● Hacer análisis de flujo de aire o de carga sobre un ensamble

complejo ● Hacer costing en tiempo de real de manufactura de un ensamble

Este taller no es suficiente. Hay que estar investigando en internet continuamente, practicando, y buscando nuevos proyectos. Existen INFINIDAD de recursos. El taller es sólo el inicio.

● Solidworks tiene una página especial para CAD de FRC http://www.solidworks.com/sw/education/robot-student-design-contest.htm

● Cheezy poofs tiene presentaciones en línea sobre modelado en 3D http://team254.com/resources/

● Simbotics tiene el CAD y engineering notebook de todos sus robots http://www.simbotics.org/resources/cad

● Esta página contiene diseños de CAD de otros equipo http://frcdesigns.com/designs-2014/

YouTube está lleno de videos. Nunca se acaba de aprender CAD.

1. Seleccionar Archivo->Nuevo

Existen tres tipos de archivos que maneja SolidoWorks.

● Pieza: objeto fabricado de un sólo material y no es un conjunto de piezas más pequeñas.

● Ensamble: varias piezas unidas con relaciones de posición (distancias) entre ellas.

Dibujo: Documento usado para mostrar una pieza o ensamblaje en papel. Se puede enviar a un taller y ayuda a la manufactura o a control de costos.

2. Selecciona Nueva Pieza

Para orientarnos y orientar las piezas al momento de diseñarlas, existen tres planos. La planta es el “piso”, alzado es la cara que se ve de frente y la vista lateral es la cara que se ve desde la derecha y la izquierda.

Es MUY RECOMENDABLE (OBLIGADO) que cuando hagan un croquis, ensamblado operación sea simétrico o sobre una cara. Si se tienen relaciones fijas desde el principio, es más fácil ensamblar las piezas.

4. En el menú de la izquierda selecciona la pestaña del gestor de diseño (el lego amarillo). Haz clic derecho en “planta” y selecciona la flecha negra sobre el plano azul (El símbolo de “Normal a”).

Cuando estamos diseñando sobre un plano o una cara queremos verlo de frente. Al hacer click derecho sobre cualquier superficie plana y seleccionar la opción “Normal a”, nuestra vista se pondrá justo en frente de la superficie.

Un Croquis es un dibujo en 2D a partir del cual se genera una figura en 3D. Los croquis se dibujan sobre superficies y su forma determina la figura en 3D. Arriba hay un menú de croquis en el que están todas las opciones para hacer un croquis.

5. En las opciones, selecciona rectángulo de centro.

El origen es el punto donde se unen todos los planos, donde están las flechas rojas, haz click en el y dibuja un rectángulo.

Cota Inteligente: La cota inteligente es una herramienta que define la distancia

entre dos puntos o dos líneas paralelas. Para cualquier diseño hay que definir por

completo las dimensiones.

6. Selecciona cota inteligente en el panel de croquis. Luego selecciona la arista de arriba del rectángulo y la de abajo. Dale 5 pulgadas de distancia.

7. Haz lo mismo con las líneas de los lados para generar un Cuadrado.

Para poder pasar un dibujo de croquis a 3D (en la mayoría de los casos) tiene que ser un área cerrada. Existen dos métodos comunes para convertir croquis en sólidos.

● Extrusión: que desplaza una figura en una dirección. ● Revolución: hace que la figura gire sobre un eje y rellena el espacio.

Cada uno se usa para diferentes piezas, que se verán en los próximos niveles del taller. Estas opciones se encuentran en la pestaña superior de Operaciones:

8. Cambia a la pestaña de operaciones y selecciona extruir saliente-base.

9. A la izquierda en las opciones de extruir, pon una distancia de 5 pulgadas, para generar un cubo. Haz click en la flecha verde en la parte superior derecha para hacer la extrusión.

Esto ya no es sólo un croquis, ahora es un sólido.

10. Prueba con diferentes vistas. Usa la tecla ctrl+1 para ver diferentes vistas predeterminadas del cubo. Usa la rueda del mouse para cambiar de vista y hacer zoom. Si no tienes mouse, usa las herramientas de la parte central de arriba.

11. En la pestaña de operaciones selecciona la opción redondeo, cerca del centro de la barra.

12. Selecciona todas las aristas del cubo y aplica el redondeo.

Puedes hacer operaciones sobre un volumen ya formado. Vamos a hacerle un orificio al cubo.

13. Pon tu vista paralela al plano alzado. Selecciona la cara que estás viendo, luego selecciona la pestaña de croquis.

14. Dibuja un círculo en el centro de la cara con un diámetro de .275 pulgadas.

a. Para esto tendrás que encontrar el centro de la cara. Selecciona la opción “línea” en el croquis y pon el cursor en la mitad de la arista inferior de la cara. Hasta encontrar un cuadro amarillo. Haz click.

b. Una vez hecho click lleva el cursor hasta la arista superior, y haz click cuando estés sobre el cuadro amarillo de arriba. EL cuadro amarillo representa el punto medio de una línea.

c. Una vez que tengas la línea vertical haz exactamente lo mismo pero en horizontal.

D. Ahora ya puedes dibujar tu círculo en el centro. Selecciona la opción círculo en el croquis, haz click en la intersección para empezar el círculo. Una vez hecho usa cota inteligente para darle un radio de .275in.

15. Ya tienes un croquis pero SolidWorks no va a detectar un área cerrada, por las líneas. Has click derecho en las líneas y selecciona Geometría constructiva, (las líneas azules con flechas rojas).

La geometría constructiva permite convertir las líneas de un croquis en “constructivas”. SolidWorks no las tomará en cuenta para hacer una operación, pero si influyen en la geometría del croquis.

También podías haber solo seleccionado hacer círculo y haber movido el cursor a la mitad de la arista y guiarte por la línea automática de SolidWorks. Este método es mucho más rápido.

La regla es: si un croquis es poco o nada complejo, puedes simplemente guiarte por las líneas guía. Si un croquis es muy complejo con muchas relaciones, es mejor establecer líneas y figuras guía antes de hacer las figuras y líneas de operación.

16. Haz click en operaciones y en “extruir corte”. Automáticamente se definirá

una operación de corte hasta la otra cara. Haz click en la flecha verde para

acabar.

Ya tenemos nuestra primera pieza terminada. En la parte de arriba haz click en archivo, guardar como-> “sacapuntas” y guárdala.

Puedes seleccionar el material de tus piezas en el gestor de diseño. Haz click derecho en material-> editar material y selecciona el material del que quieras hacer tu sacapuntas.

Ve a archivo->nuevo->pieza y haz un cilindro con base en planta y que mida 6

pulgadas de alto y .275 de diámetro. (Dibuja un círculo con centro en origen y

extrúyelo)

Ahora selecciona la base superior y dibuja un círculo de .275 in de diámetro.

En operaciones, haz una extrusión de 1 pulgada con un ángulo de salida de 5° (haz click en el polígono verde)

Ahora que ya tienes tu lápiz, selecciona una madera como material y guárdalo.

Ahora que ya tenemos un lápiz y un sacapuntas, vamos a ensamblarlos. Para eso hay que hacer un archivo de ensamblaje que incluya a los dos.

Haz click en archivo->nuevo->ensamblaje

Automáticamente podrás meter tus piezas recientes al ensamblaje. Mete el lápiz.

La primera pieza de tu ensamblaje siempre será una pieza fija y no la podrás mover. Luego arreglaremos eso.

Arriba en la pestaña de ensamblaje selecciona insertar componentes->insertar componentes. En abrir documentos selecciona el sacapuntas y mételo en tu ensamblaje.

Ahora vamos a definir las relaciones de posición. Selecciona el origen de tu pieza sacapuntas en la parte izquierda.

Luego selecciona Relación de Posición

Las relaciones de posición definen las posiciones y orientaciones de las piezas dentro de un ensamblaje. Es importantísimo que estén bien definidas para que un ensamblaje sea fácil de modificar y para que el movimiento de sus piezas pueda simularse.

Después de hacer click en relación de posición ve al menú de árbol a la derecha del panel de relaciones de posición y selecciona el origen del ensamblaje.

Una vez que hagas click, verás que el origen del sacapuntas y el del ensamblaje ahora son el mismo. Haz click en la flecha verde para continuar.

Sal de relaciones de posición y haz click derecho sobre el sacapuntas y selecciona fijar. Luego haz click derecho en el lápiz y selecciona flotar.

Ahora selecciona al mismo tiempo la superficie cilíndrica del lápiz y el interior del agujero del sacapuntas usando ctrl.

Agrega una relación de posición concéntrica.

En la pestaña superior, en ensamblaje, haz click en mover componente y selecciona el lápiz. Muévelo para que quede en el centro del sacapuntas.

Ahora puedes hacer girar el lápiz como si le estuvieras sacando punta. Has acabo tu primer ensamblaje básico.

Por último. Vamos a hacer un dibujo. Ve a la ventana de SolidWorks de sacapuntas y selecciona archivo->crear dibujo desde pieza.

Selecciona el tamaño A4. Luego haz click en las vistas de la derecha y trasládalas a la página. Selecciona la vista superior y arrástrala a la página. Haz click donde quieras ponerla. Luego arrastra el mouse y selecciona donde quieres poner las otras vistas estándar.

Puedes generar varias vistas a partir de la primera.

Genera otras tres vistas.

En la parte superior ve a la pestaña de anotación y selecciona Cota inteligente.

Usa la cota inteligente de la misma manera que cuando hiciste las piezas, pero ahora es para indicarles las dimensiones a los fabricantes.

Para acabar. Guarda tu dibujo como sacapuntas. Después guárdalo otra vez con el mismo nombre, pero en tipo, selecciona pdf para importarlo.

Después de esto se espera que seas capaz de:

● Abrir una pieza nueva y hacer volúmenes básicos con medidas dadas. ● Generar ensambles simples ● Importar piezas a dibujo

Investiga cómo hacer los siguientes puntos por tu cuenta e intenta llevarlos a cabo:

● Graba tu nombre en el sacapuntas. ● Cambia las dimensiones de los lados del sacapuntas a 1” ● Haz un lápiz hexagonal con dimensiones similares al redondo. ● Haz un sacapuntas con una forma geométrica diferente.

Por ser este el primer día, será el ´más didáctico de todos. A partir de los siguientes cursos serán más de investigar y sólo se explicarán brevemente las bases, después se pondrán retos de diseño para poner en práctica.