, "DIRECCION GENERALDE EDUCACION TECNOLOGICAINDUSTRIALCentroNacional de Actualizacin DocenteAntologaMdulo 1Diseo MecnicoInsfructores:M. enC.RubnD. Gngora CorteM. en C.RomnRuz Gonz/ezCursoInternacional de Capacitacin enRobtica Aplicada('7'.,'.~ ' ~. ., .. .'srCAOAAIA DEEOUCACIOlf PUDUCAQuinto CursoIntemacIonal de CapaGltaGln enRobtica AplicadaTablade ContenidoINTRODUCCiN VIIFUNDAMENTACiN VIIIOBJETIVOGENERAL X1 METODOLOGIA DE mssso 11Objetivo del capitulo 11Presentacin 111.1 Estructura de la metodologla de diseno 111.1.1 Comprensin del problema 121.1.2 Diseno de detalle 131.2 Despliegue de Funciones de calidad 141.2.1 Identificacin del cliente 151.2.2 Determinacin de los requerimientos y expectativa de los clientes 161.2.3 Determinacin de la importancia relativa de los requerimientos yexpectativas de los clientes 191.2.4 Estudio comparativo a productos de la competencia 211.2.5 Traduccin de los requerimientos y expectativas de los clientes entrminos mesurables de ingeniera 241.2.6 Establecer metas de diseno 29Conclusin de la unidad 322 INICIANDO SOLlD WORKS 33Introduccin 342.1 Diseo asistido porcomputadora 35Introduccin 35Objetivo particular 35Conclusin 382.2 Inicio y ambienteSolid Works 39Introduccin 39Objetivo particular 39Conclusin 46Conclusin de la unidad 473 CROQUiS 483.1 Herramientas bsicas de croquis 50Introduccin 50Objetivo particular 50Conclusin 583.2 Agregar relaciones 59Introduccin 59Objetivo particular 59Conclusin 68Conclusin de la unidad 694 OPERACIONES 70Introduccin 71Objetivo particular 714.1 Extruir saliente yagregarteoperaciones 72Introduccin 72Objetivo particular 72Conclusin 83Quinto CursoIntemacIonal de CapaGltaGln enRobtica Aplicada4.2 Operacin de revolucin 84Introduccin 84Objetivo particular 84Conclusin 884.3 Operacin patrn lineal, patrn circular y simetrfa 89Introduccin 89Objetivo particular 89Conclusin 94Conclusin de la unidad 95Conclusin 1045 ANAuSIS DE ESFUERZOS 1075.1 Generalidades 1085.2 Anlisis de esfuerzos 1085.3 El Mtodo del Elemento Finito (MEF) 1115.4 Construccin del MEF a travs de un programa de cmputo 1115.5 Errores en el MEF 1135.8 Tipos de elemenlos 1135.6.1 Elementos slidos en forma de tetraedro de primer orden 1145.6.2 Elementos slidos enforma de tetraedro de segundo orden 1155.6.3 Elementos para placas delgadas en forma triangular de primer orden1155.6.4 Elementos para placas delgadas en forma triangular de segundo orden1165.7 Teoriadefalla 117Bibliogratla 119Lista de figuraFigura 1.1Las tres grandes etapas de la metodologa de diseo 12Figura 1. 2 Primera etapa del proceso de diseno 12Figura 1. 3 Segunda etapa del proceso de diseo 13Figura 1. 4 Terceraetapadel proceso de diseno 14Figura 2. 1 Proceso de dseo 36Figura 2. 2 Piaza 3D, 20 Yansamblas 40Figura 2. 3 Sistema conducido por cotas 40Figura 2. 4 Piezas, ensamble y dibujos de unmismo modelo 41Figura 2. 5 Croquis de una piezay operacin de extruir 41Figura 2. 6 Operaciones paraconstruir piezas 42Figura 2. 7 Ventanas de documento 42Figura 2. 8 Asas 43Figura 2. 9 Herramientas para ensambles 43Figura 3. 1 Seleccin de la herramienta croquis 50Figura 3. 2 Seleccin del plano de trabajo desdeel gestor de diseno 51Figura 3. 3 Seleccin del plano cuando lo solicita el software 51Figura 3. 4 Herramientas bsicas 52Figura 3. 5 Trazo da IInaas 53Figura 3. 6 Trazo de reclngulos 53Figura 3. 7 Trazo de clrculos 54Figura 3. 8 Trazo de arcos 55QuintoCurso IntemacIonal de CapaGltaGln en Robtica AplicadaFigura 3. 9 Seleccin de la herramienta polgono 56Figura 3. 10 Trazode un hexgono conla herramienta polrgono 57Figura 3. 11 Herramienta cota 59Figura 3. 12 Acotacin de una entidad 60Figura 3. 13 Rectngulo acotado 60Figura 3. 14 Acotacin de un ngulo 61Figura 3. 15 Acotacin de un circulo y un arco 61Figura 3. 16 Herramienta relaciones 62Figura 3. 17 Relacinigual. 63Figura 3. 16 Origen del sistema 64Figura 3. 19 Dibujos cerrados abiertos y cruzados 65Figura 3. 20Dibujode un rectngulo 65Figura 3. 21Trazode linea de construccin 66Figura 3. 22 Cuadrado totalmente definido 67Figura 3. 23Dibujode una pieza mecnica 67Figura 3. 24Trazode un Rectngulo con aristas redondeadas 69Figura 4. 1 Dibujobase antes de elegir la operacin extruir saliente 73Figura 4. 2 Seleccin de extruir saliente al planomedio 74Figura 4.3 Piezabase 74Figura 4. 4 Seleccin dellugar donde se vaagregar una operacin 75Figura 4.5 Dibujo totalmente definido en la cara superior del cubo 76Figura 4. 6 Piezamecnica conun saliente en la cara superior 76Figura 4. 7 Barrade herramientas operaciones 77Figura 4.8 Piezamecnica conun corte en la carasuperior 77Figura 4. 9 Seleccin de aristaspara redondeo 78Figura 4. 10 Redondeo de dos aristas 76Figura 4. 11 Redondeo seleccionando un rea 79Figura 4. 12 Seleccin de piezaen el gestor de diseno 79Figura 4. 13 Redondeo de aristas a partir de la seleccin de una pieza 79Figura 4. 14 Pieza con chaflanes 80Figura 4. 15 Asistente parabarrenos 61Figura 4. 16 Seleccin de tipo de barreno 81Figura 4. 17 Barreno de una pieza 82Figura 4. 18 Patrnlineal 90Figura 4. 19 Instancias a saltar 90Figura 4. 20Pieza conbarrenos 91Figura 4. 21 Generacin de un eje 91Figura 4. 22Patrn circular 92Figura 4. 23 Simetrta 92Figura 4. 24Pieza mecnica cilndrica consalientes 94Figura 4. 25Dado 95Figura 4. 26Perfil 105Figura 4. 27Modelo en tres dimensiones de un perfil 106Figura 5. 1 Componentes de esfuerzo 109Figura 5. 2 Componentes de esfuerzo 110Figura 5.3 Esfuerzos principales 110Figura 5. 4 Preparacin del modelo geomtrico en CAD 112Figura 5.5 Preparacin del modelo MEF 113Quinto CursoIntemacIonal de CapaGltaGln enRobtica AplicadaFigura 5.6 Elemento slido enforma de tetraedro de 1erorden antesy despusde deformado 114Figura 5. 7 Mallacon elementos slidos enforma de tetraedro 114Figura 5. 8 Elemento slido enforma de tetraedro de 2doorden antesy despusde deformado 115Figura 5.9 Mallacon elementos slidos enforma de tetraedro de segundo orden115Figura 5. 10 Elemento triangular deprimer orden 116Figura 5. 11 Malla de elementos triangulares paraplacas delgadas de primerorden 116Figura 5. 12 Elemento trlangularde segundo orden 116Figura 5. 13 Mallade elementos triangulares para placas delgadas de segundoorden 117Figura 5. 14 Esfuerzos principales Von Mises 118QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaINTRODUCCiNDisear es unconjunto deactividades queapoyadas enlosconocimientos laexperiencia el ingenio y el intelecto, pretende resolver necesidades humanasanticipandoa travsde la ideacin, los medioscon los cualesse busca satisfaceresas necesidades.Dibujar piezas mecnicas enunamesaparadibujoes unatareatediosa, querequieredegranhabilidad. El manejodesistemasempleandoel DiseoAsistidopor Computadora (CAD) de dos dimensiones requiere de una buenainterpretacin, sin embargo, en la actualidadun sistemaCAD de tres dimensionesfacilita y proporcionauna perspectivade una pieza mecnica de forma sencilla.Espor esoqueatravsdeestecursosemodelarnpiezasmecnicasentresdimensionesempleandoel softwaredediseoSolidWorkscomoherramientadetrabajo.Los captulosde esta antologason 5 y estn organizados de la siguiente forma:En el primercaptulosepresentaunametodologade trabajoaplicadoal diseomecnico.En el segundo captulo.Lasunidadesdel presente sontresel primeroIniciandoSolid Worksen dondeseabordanconceptos, inicio del softwarey el ambientede trabajoel siguientetemaescroquis el cual cuenta conel subtema herramientas bsicasdecroquis endonde se aborda el trazo de lneas curvas arcos y crculos as como el decuadrilteros ypolgonos estos ltimos quefacilitan el trazado deestetipodeentidades. El siguiente subtema y ultimo de la unidad trata de la operacinagregar relacionesendondesedefinetotalmenteundibujoparaqueselabasedeunapiezamecnica. Laultimaunida operaciones cuentacondossubtemasel deoperaciones bsicas yel depatrnlnea, circular yrelaciones el primersubtema aborda las operaciones de extruir saliente, extruir corte barrenoschaflanesy redondeos que se agreganaunapiezabase quesegeneraa partirde un dibujototalmentedefinido. El ltimosubtemaesla generacindepatronesde una operacinque se va a repetir.VIIMdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaFUNDAMENTACiNEl diseo surgederesolver necesidadeshumanasmediantelaconceptualizacin(ideas), de talformaquesetienediseodemodas, diseo deimagen,diseo deprogramas de estudio, diseo grfico, diseo cartogrfico, diseo industrial,diseode ingeniera, etc.El diseose hadesarrolladode unaforma emprica, pasando por unaformacientficay, enlosltimostiemposdemanerametodolgica. Enlaactualidadeldiseo mecnico, se aplica en las formas empricas en laaque se utiliza laexperiencia y creatividad, la cientfica es la aplicacin de la ingeniera ymatemticas, encuanto laforma metodolgicalausanlasgrandesempresasylos pasesdesarrollados aplicando mtodos y metodologas de diseo.El diseo asistido por computadora es una herramienta que se utiliza paraconceptualizar la solucindeproblema que resuelve una necesidad. Y es parte dealgunode los pasosde la metodolgica de diseo.El antecedentedel diseoasistidoporcomputadorasurgeendosdimensionesendondeAutoCAD, tieneun grandesarrollo y aceptacinglobal, posteriormenteaparecenlosprogramasendiseodetres dimensiones, iniciandoconmalladealambres, superficies yslidos los cuales datan aproximadamente de hacequinceaos, sin embargo se requeradeHardware poderoso comoestaciones detrabajocon sistema operativo UNIX, queno eranaccesibles a cualquier personaoempresa, enlaactualidadconel avance delatecnologadelascomputadoraspersonales hasurgidounagran variedad de programasdediseocomoSol idWorks.La conceptualizacin de las ideas para resolver problemas de diseoes unaparte medular, entre las herramientasque enlaactualidadse utilizan enestaetapa son los programas de diseoasistido por computadora para locual esimportante el manejo de una herramienta comoSolidWorks.Comoexperienciael manejodelametodologa dediseohapermitidovisualizardeformaclaralospasosaseguirparael diseodeunproductomecnicoylaparte de conceptualizacin se facilita al aplicar un programa de diseo asistido porcomputadora.VIIIMdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaPararealizar prototiposenel CentroNacional deActualizacinDocenteuno delos pilares es el diseoasistido por computadora yaque con baseen l serealizan requisiciones, se simulan ensambles, se genera un modelo demanufacturaasistidapor computadoray se generandibujos deingenierapara lamanufactura convencional y la documentacin de trabajos de tesis.Enestetrabajoseindicala formadegenerar el croquistotalmentedefinidoyapartirdeste, segeneraunslidoiniciandoconunapiezabaseala cual selepueden agregar operaciones como redondeos, chaflanes, barrenos, cajas,extrucciones, etc. y finalmente se ensamblan piezas o parte mecnicas deacuerdo a la necesidad.Este trabajoproponemodelarlaspiezasmecnicasquecomponenunrobot deltipo SCARA as como su ensamble.Las piezas mecnicas modeladas en este trabajo son la base para sumanufactura y ensamble que se tratar en el mdulo dos.IXMdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaOBJETIVO GENERALModelar ensamblar y documentar elementos mecarucos a travs del DiseoAsistido por Computadora (CAD),para conformar un robot tipo SCARA.xMdulo1:Diseo Mecnico1QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaMETODOLOGA DE DISEOObjetivo del captuloIdentificar losconceptos enel desarrollo de lametodologa de diseo, comoprembuloal diseoasistidopor computadoraparasuaplicacinalaingenieramecnica.PresentacinDe manera general el mtodo es el medio o procedimientopara llagar a un fin, enotras palabras son una serie de actividadespara lograr un propsito.La metodologa por suparteeselestudiodel mtodo, es decir, son el conjuntode mtodos que se siguen durante el desarrollo de un trabajo o una investigacin.Actualmenteel proceso de diseo deun productorequiere la aplicacinde variosmtodos ensus diferentes etapas, deall quesea comn la metodologadediseo al conjunto de tales mtodos.Deacuerdoaloanterior sepodridentificar lasetapasdeunametodologayalgunos de los mtodos que se utilizan en este proceso.1.1 Estructurade la metodologa de diseoParael desarrollo del diseo mecnico se emplea el conocimiento emprico,conocimientocientfico y conocimientometodolgico, dondelos dos primeros sonlos ms empleados, sin embargoal utilizar una metodologade diseose reduceel nmerodecambios enlamanufactura locual sereflejaendisminucindecostos.Acontinuacin se plantea la estructura de una metodologa de diseo yseproponen algunos mtodos en las diferentes etapas. Se podr identificar lasetapas que componen esta metodologa.El diseo mecnico es el eslabn entre las funciones de mercadotecnia ymanufactura.11Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaEstructura de la metodologa de diseoParaestructurar lametodologadediseo, el procesosedivideentresgrandesetapas, lascualessonaplicablesenproblemasdedesarrollodepiezasindividuales, subsistemas, o en sistemas mecnicos completos, ver figura 1.1.18etapaComprensin del problema28etapaDiseo conceptual38etapaDiseo de detalleFigura 1. 1 Las tres grandes etapas de la metodologa de diseo.1.1.1 Comprensin del problemaEnla1a etapacomprensindel problema, unametodologarecomendadaparadesarrollarlaesel dedesplieguede funcionesde calidadpor susiglaseninglsse denota QFD(Quality funtion developed). Por medio del QFDse puedendeterminar losrequerimientosdecalidaddel productodemaneracuantificableatravsdelainterpretacinylatraduccindelosrequerimientosdel cliente, deacuerdoala filosofa japonesade "escucharla vozdelcliente"para conducir losesfuerzos del equipo de diseo hacia la obtencin de un producto que responda asus expectativas.El objetivodel QFDconsiste endefinir lascaractersticas quedebertener elproductoexpresadascomouna seriedemetaspara queapartirde all, el restodel proceso de diseo se enfoqueen el logro de estas metas. La informacin quese genere en esta primera etapa del proceso de diseo debe permitir laelaboracindel modelo funcional del producto que se trataen la etapade diseoconceptual.De manera general la primera etapa del proceso de diseo debe permitir pasar delosrequerimientosdel clientealasmetasdediseo apartirdelainformacinobtenida durante la deteccin de necesidades yelestudio preliminar (figura 1.2).18etapa delprocesode diseoNecesidadyEstudiodeMercadoRequerimientos delclienteMetas de diseoFigura 1.2 Primera etapadel procesode diseo.12QuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicada Diseo conceptualLa etapa 28de conceptualizacinse puede apoyar en el mtodo anlisis del valor,en dondese aprovechala informacingeneradaenla primera etapa del procesodediseo, paradefinir enprimer lugar el modelofuncional del producto paradespuspasar a conceptuarlas posibles solucionesal problema. Se trata aqu deidentificar primeroel "qu"ydespusproponer alternativasdel "cmo". El "qu"consisteenla identificacinde todaslas funcionesms generaleshastalas msparticularescon las cuales se puede lograr satisfacer las expectativasdel cliente.El "cmo"consisteengenerar unaseriedealternativasdesolucinenbasealmodelo funcional descrito antes; despus se evalan esas alternativas de manerasistemtica parallegar aunapropuestadesolucin con lascuales sepuedacontinuar a etapas ms avanzadas del proceso de diseo.El objetivo delaetapadediseoconceptual eslograr lamejor propuestadesolucin posible para que en la siguiente etapa los esfuerzos del equipo de diseoseconcentrenenellaal final delaetapadediseoconceptual laspropuestaspueden ser de diferentes niveles de abstraccin, como esquemas, croquisdiagramas, etc.Lasegunda etapa del procesode diseo consiste enpasar de lafuncin alconceptodediseotomandocomobaselasmetasde diseoestablecidasenlaprimera etapa (figura1.3).28etapa del proceso de diseoConcepto Funcin'------11_MetasdediseoFigura 1. 3 Segundaetapa del proceso de diseo.1.1.2Diseo de detalleLa38etapadiseodedetalletienecomoobjetivodefinir sinlugar adudas elproducto de tal manera que sea posible su manufactura.Es decir en esta etapa sedebe definir "el modelo de manufacturadel producto".Los materiales,las formas,las dimensiones, tolerancias, rugosidades, tratamientostrmicos, recubrimientossuperficialesytodoaquelloqueseanecesariodefinir paraqueel productosepueda fabricarde modo que sus caractersticaspuedan cumplir con las funcionesprevistas. El resultadode laetapa dediseodedetalle es probablemente elresultado de todo el proceso de diseo del producto.La informacinquesegeneraen estaetapasirveala funcinmanufacturaparafabricar el producto y sus componentes as como para llevar a cabo el ensamble.13QuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaLaterceraetapadel procesodediseoconsisteendarleformaal conceptodediseo tomandocomobase toda la informacin generada hasta ahora. Requerimientosdel cliente Metas de diseo Modelo funcional Conceptode diseoEl procesoquesesigueenlaetapadediseodedetallevadelogeneral aloparticular esto desarrolla la forma del conjunto resolviendo la interrelacinfuncional entretodosloscomponentes paraposteriormenteelaborar losdibujosde fabricacinde cada una de las piezas de manera independiente con excepcinde las piezas comercialesque se adquierencompradas(figura 1.4).38etapa del proceso de diseoConceptodediseoFunciones yconceptosModelo demanufacturaFigura 1. 4 Terceraetapa del proceso de diseo.1.2 Despliegue de Funciones de CalidadEn la etapa de comprensin del problema un mtodo muy til como ya secomento es el QFD. En esta parte se identificarlas etapas del mtodo QFD.El QFDesuna metodologaqueintegralos requerimientosy expectativasde susclientes al proceso de diseo.Losbeneficios deaprendizajedeestetemaesidentificar lasdiferentes etapasquecomponen el mtodo, as comomotivar al participanteaprofundizar eneltema para una aplicacinen el diseo de algn producto.Lasfunciones decalidadsontodaslasactividadesquecontribuyenaformar lacalidaddel productolaplanificacin, el diseo, laproduccin, el control etc. sonfuncionesde calidad.Desplegar lasfunciones decalidadconsisteenponer enrelievelasactividadesquedebenrealizarse paralograr unproductodecalidad. El QFDseapoyaengrficosparaquelainformacinrelevantequese vagenerandopuedautilizarsefcilmentedurante el proceso de diseo.14QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaLos aspectosesencialesdel QFD son: El QFD es una metodologa para planificar el proceso de diseoeslabonando al cliente con la empresa. Los datos de entrada del proceso de diseo son 105 requerimientos yexpectativas de105 clientes. Esto significa escuchar la voz del cliente. Los requerimientos y expectativas de 105 clientes deben traducirse enmetas de diseo mesurables. El QFD utiliza grficospara desplegar informacinrelevante. El QFD permite identificar las herramientas de diseo apropiadas alproblema en el proceso de solucin.Lametodologahaidoevolucionandodesde105aos70'5enqueYogi AKaolacreo. Paralaetapadecomprensin del problema, lametodologadel QFDsepuede aplicar en 105 siguientespasos.1. Identificacindel cliente.2. Determinacinde105 requerimientosy expectativas de105 clientes.3. Determinar laimportanciarelativade105requerimientosy expectativasde105 clientes.4. Efectuar un estudio comparativocon productos de la competencia.5. Traducir 105 requerimientos y expectativas de 105 clientes en trminosmesurablesde ingeniera.6. Establecer metas de diseo.1.2.1 Identificacin del clienteLa primera tarea del equipo de diseo al aplicar la metodologa QFDes laidentificacindel cliente. Si 105requerimientos yexpectativas del clienteson105datosdeentradaparala aplicacindel QFD, esnatural queloprimeroquedebedefinirse es a quien o a quienes se debe considerar como clientes.Por ejemplocuando se diseaun juguete: quin es el cliente?,el nio(a) que loutilizaraoel padrequelocomprara?Enrealidadambosloson; yno5010ellos,tambinsonclientesel organismo gubernamental quecontrola 105 aspectos deseguridad enel usode 105 juguetes y sus materiales, las empresas que 105comercializarn, 105 patrocinadores del proyecto, la empresa fabricante, y engeneral todas aquellas personas o entidades que sean afectadas por lasdecisionesque se tomen durante el proceso de diseo del producto.Algunosproductossepuedendisear conbasea105requerimientosdeun5010cliente sin embargo lo ms comn es que existan varios clientes cuyosrequerimientos debern identificarse para dirigir 105 esfuerzos de diseotomndolos como ejes directores. Loimportante es que nosea el equipo dediseo el que suponga cuales son 105 requerimientos y expectativas de 105clientes; lapercepcin que 105 integrantes del equipo dediseo puedantenersobreel problema probablemente nocorrespondaa 105 deseos reales de 105clientes.15Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaSolamentehastaladcadadelos80's comenzainvolucrarsealagentedemanufacturayensamblecomoclientes del procesodediseo. Antes deestohaba poca comunicacinentre diseo y produccin (manufacturay ensamble)enla mayoradelas compaas. Era comnen esos tiemposla mala comunicacinquela funcindediseocompletaraunconjuntodedibujosqueposteriormenteeranvirtualmente rediseados parafacilitar lamanufactura. Por ejemploBezierreportaqueen1993, la oficinadeproyectosdela empresaRenault, enFrancia,estabadivididapor mediode cancelesconvidriodedoszonasdistintas, enunase encontrabala "aristocracia" queconcebay dibujabalos vehculos, enla otra,los diseadores de las herramientas que se requeran en la produccin. Laseparacinnoerasolamentesimblica, lagentequeseocupabadel diseodelas herramientas tena prohibido entrar al rea de diseo de vehculos. Msadelante la formacin de equipos multidisciplinarios de diseo surge comoconsecuenciadelas ineficienciasqueprovocabanlasbarreras entrelas distintasfunciones de la empresa.Day recomienda que durante la identificacin del cliente se considere lossiguientes aspectos: Determinar el mercado objetivo.- Es muy importante hablar conpropietariosdeproductossimilaresal quesedeseadesarrollar ytambincon los clientes potenciales. Distribucin demogrfica.- Distribucin de edades, nivel de ingresos,estado civil, ubicacin demogrfica,posesin de productos similares. Distribucingeogrfica.- Lasexpectativas dependenengranmedidadelas costumbres y del medio ambiente donde se localice el nicho delmercado. Las encuestas deben ser realizadas por empresas independientes.- Laempresaquerealicelaencuestadebeasegurar laconfidencialidaddelainformacin y debe informarse bien del producto para aprovechar coneficacia el contacto con el cliente. Se debe encuestar a gente externa a la organizacin.- Al encuestar a gentede la propia organizacinpuede dar lugar a respuestas con algn prejuicio.1.2.2 Determinacin de los requerimientos y expectativa de losclientesUnavez identificados los clientes del proyecto, el siguiente pasoconsiste endeterminar cuales son sus requerimientos y expectativaspara saber que es lo quedebera disearse.Esprevisiblequeel cliente-consumidor deseeentreotrascosasqueel productofuncionecorrectamente, que sea durable, que su mantenimientosea fcil,que sevea atractivo, que tenga incorporadas las ltimas tecnologas, y que ofrezcamuchas caractersticas, adems de que su precio sea correcto.16Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaEl cliente-productordeseanormalmentequeel productoseafcil defabricar yensamblarquelas toleranciasseanlasms ampliasposibles,quelos medios deproduccin necesarios (manodeobra, maquinaria, equipoy materiales) estndisponibles. Queincluyapartesestandarizadasypreferentementecomponentesque ya se tengan desarrollados. Que se puedan utilizar las instalacionesexistentes y los procesos defabricacin ya dominados. Que se produzca elmnimodedesperdicioyrechazosdeproduccin. Quenoinvolucrematerialesyprocesos que causen problemas ante las leyes ambientales.El cliente-comercializador espera que el producto tenga una gran aceptacin en elmercado, que cumpla todos los requerimientos de los clientes, que se veaatractivo, que se pueda empacar, trasportar,almacenar y exhibir fcilmente.El cliente-patrocinadoresperaqueel productoseconviertaenungrannegocioquelereporteutilidadeselevadas. Quenotengaqueinvertirfuertessumasdedinero y que por el contrario, pueda obtener altosingresos. Que el producto logrepermanecer por largotiempo en el mercado. Que el lapsode desarrollo delproducto sea breve.Losmediosutilizadospararecopilarla informacinquereflejelosrequerimientosde los clientes puede ser de diferente tipo: entrevistas directas, entrevistastelefnicas, encuestas, cuestionarios va correo, clnicas sobre el producto,registro de comentariosinformales, registro de no conformidadesde los productosactuales. Lo importante es que esta informacin corresponda efectivamente, y conel lenguaje utilizado por los clientes, a sus requerimientos y expectativas.Algunosejemplosderequerimientossepuedenagrupar comosemuestraenlasiguiente lista:1. Econmicos Precio objetivo de venta Costo unitario de fabricacin Gastos de la inversin Costos de financiamiento Contratacin de expertos2. Funcionales Disponibilidad de la tecnologa implicada (si se conoce) Medio ambiente de funcionamiento,. Temperatura,. Corrosin,. Humedad17Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicada:> Exposicin luminosa Desempeo funcional:> Cargasnormales:> Cargaspico:> Periodode servicio/reposo Rendimiento Fiabilidad, Restricciones legales Durabilidad:> Trminos y plazosde garanta3. Restricciones espaciales Espacios disponibles Acometidas de energa, agua,aire comprimido,etc. Accesos para la instalacin Accesos para la operacin Limitaciones de espacio para el transporte4. Apariencia Tamao Forma Color Textura Empaques Materiales5. Manufacturabilidad Cantidades a fabricar Disponibilidad de mediosde produccin Disponibilidad de manode obra calificada Disponibilidad de materiaprima y componentes18Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicada6. Conservacin Facilidad de reparacin Disponibilidad de refacciones Periodos de mantenimiento7. Restricciones de tipo legal Patentes y derechos de autor Restricciones ecolgicas8. Restricciones de tiempo Tiempo para desarrollo del producto Plazo para el lanzamiento al mercado Fechas criticas para el avance del proyecto Trmites para el financiamiento Trmites legales1.2.3 Determinacin dela importancia relativa de los requerimientos yexpectativas delos clientesNo todoslosrequerimientosyexpectativasdel clientetienenel mismogradodeimportancia. Hay algunos cuyo cumplimiento es completamenteindispensable, sinellos el producto no podra considerarsesatisfactorioen ningn grado. A este tipoderequerimientos selesclasificacomoobligatorios. Otrosencambioadmitencierta flexibilidad, demanera que su cumplimientopuede sernicamenteparcial.Si no se cumplen en su totalidad, el producto puede considerarse aunsatisfactorio. Aestetipoderequerimientos selesclasificacomodeseables. Elobjetivo en este paso consiste en ordenar la informacin y ponderar losrequerimientosy expectativasdelos clientesparaidentificarcuales sonaquellosque entran en la clasificacin de obligatorios y cuales en la de deseables.Laponderacinsepuedeefectuar dediferentes maneras, sinembargoestilcontar conuncriteriosistemticoquepermitaal equipodediseorealizar estatarea con los mejores resultados. El primer paso consiste en separar losrequerimientosobligatoriosdelos deseables.Alos requerimientos obligatoriosseles asignara el mismo grado de prioridad es decir todos ellos tienen el mismo niveldeimportanciaylosesfuerzosdel equipodediseodebernaplicarseparasucumplimiento total. Laverdadera ponderacin se aplica a los requerimientosdeseables. Paraelloserecomiendalaaplicacindelacomparacinpor pares,19Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaesteprocedimientoconsisteencompararcadaunodelosrequerimientosconelresto. Estacomparacindebehacersesobrelabasedequecadarequerimientoesmsimportanteomenosimportantequeaquel conel quesecomparaporlotantono se acepta que dos requerimientos tenganel mismogradode importancia.RequerimientosobligatoriosListadoderequerimientosRequerimientosdeseablesPonderacinFigura 1. 5 Separacinde requerimientos en obligatorios y deseables.Conel objetodequeefectivamentelavozdel cliente seintegre al proceso dediseo, laidentificacindelosrequerimientosobligatorios y deseables, as comola ponderacin de los requerimientos deseables se debe realizar siempre enconjunto con el cliente. Sin embargo no es suficiente hacer un listado denecesidades y deseos delcliente. Es necesario entender elpor queir ala raz decada requerimiento. Por ejemploenlaindustriaautomotrizunaencuestaentreconsumidoresreveloel deseodequeenel interior del automvil laalfombra"seveacomola alfombredela casa"; al investigar masa fondocual eralarazndeestedeseo, seencontrqueel asuntonoconsistaenverlaalfombraplana, loque alos consumidores no les gustabaeran las costuras, lostraslapes ylospliegues. A partir de esto, se desarrollaron las alfombras moldeadas para elinterior de los automviles.En el ejemplo quesigue, supngase quesetienenseisrequerimientos deseablesidentificados conlasletrasa, b, c, d, e, y f Y el requerimientoa debecompararseconcada unodelosotros requerimientos. Despus el requerimientobconlosotrosrestantes, y as sucesivamentehastaquetodossehancomparadoconelresto.El resultado de la comparacin se puederegistrar enuna matrizde 6x6.La parteprincipal dela matriz constadeseisrenglones y seiscolumnas. En cadarenglnunrequerimientosecomparaconlosotros, si el requerimientoesmasimportantequeaquel conel quesecompara, se leasigna unsigno (+), si esmenosimportanteseleasignaun signo(-). Enel restodelascasillasseanotancon (O). A la derecha del rengln se anota la suma de signos (+) de cadarequerimiento. En el extremo del rengln, se registra el valor relativo de laimportancia de cada uno de los requerimientos. Este valor relativo se calculadividiendo el total de signos (+) del requerimiento entre el nmero total decomparaciones C,y sepuedeexpresarenporcentajeal multiplicarel resultadopor 100.Si N es el nmero derequerimientosdeseables,entonces la cantidaddeposiblescomparaciones e es igual a:20QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaC=N(N-1)/2Entonces la cantidad de comparaciones para el ejemplo ser:C=6(6-1)/2=15El requerimiento identificado con la letra a, es mas importante que losrequerimientos b, e, dyf, Ysoloesmenosimportantequeel requerimientoe.eltotal de signos (+) para a, es 4, entoncesla importanciarelativa (Ir) se calcula con:1r=(4/15)x100=26.66%a b e D e f 1>1 (+) Ir (%)A O + + + - + 4 26.66B - O + - - + 2 13.33e - - O + - - 1 6.66D - + - O + - 2 13.33E + + + - O + 4 26.66F - - + + - o 2_ 13.33TOTAL II =15 I =100%Figura 1. 6 Ejemplo de ponderacin de requerimientos.Por otra parte, el requerimiento c solo tiene mayor importancia que elrequerimientod; antelos demsfuecalificadocomomenosimportante. La sumade signos (+) sobre el rengln es 1, por lo que la importanciarelativa Ir resulta:1r=(1/15)x100=6.66%, ayesonlosrequerimientos deseables masimportantes, conunaimportanciarelativa del 26.66%, en tanto en el requerimiento menos importante es elidentificadolaletrac,conunaimportanciarelativadel 6.66%, losrequerimientosb, d Yf tienen la misma importancia relativa del 13.33%. Estos resultadosdebernproporcionarbasesal equipodediseoparadosificar susesfuerzosenproporcin directa a la importanciarelativa de cada requerimiento.1.2.4 Estudio comparativo a productos dela competenciaEl cuarto paso de lametodologa QFDconsiste en estudiar productos de lacompetenciaparadeterminar enquegradoestosproductossatisfacentodoslosrequerimientos y expectativas de los clientes. En realidad ninguna empresadeberainvertir enel desarrollodeunproductosinconocerasucompetenciaytener laseguridad de quepuede ofrecer al mercado unmejor producto. Dospreguntassurgendeinmediato, Quproductos evaluar? Quelementos decomparacinutilizar para hacer la evaluacin?Salvoraras excepciones normalmenteen elmercadoen donde seha identificadouna necesidad pueden existir uno o varios productos que satisfacen losrequerimientos delosclientesdemaneraparcial ocasi por completo. Deentre21Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaestosproductos, unoodossedistinguenpor quecompartenlamayor partedelmercado, ypor esa razn se desconsideracomo"productoslderes".El productolderesaquel quemsaceptacintienepor partedelosconsumidores, el quemssevende enel nichodemercado enel quesequierecompetir porquecumple mejor con sus requerimientos, al que hay que superar paratener laposibilidad de tener xito en el mercado. En consecuencia, el estudio comparativodebe hacerse tomando como referencia a los productos lideres.En lasetapasinicialesdel desarrollodeunproductocuyoproyectoapenasestengestacin, setienenmuypocoselementoscomoparaincluirloenel procesode comparacincon productos que ya existenen el mercado.Sera poco objetivocomparar algo que apenasest en proceso de clarificacin, con productos fsicosformadosdemateriayquetienendefinidassuscaractersticasfuncionales. Encambio cuandose tratadel rediseo deun producto que yaha estadoa la ventaen el mercado, la comparacin si puede llevarse a cabo al mismo nivel deabstraccin.Encuanto aloselementos decomparacin necesarios parallevar acabo laevaluacin, sepuedenconsiderar dosaspectos: losrequerimientos expresadospor los clientes pueden ser mensurables o subjetivos. Los requerimientosmensurablessonfcilmentecomparables. Porejemplo, si setratadeevaluar lacapacidadde variossistemasde elevacinpara cargaruna masa de 1500 kg. esfcil identificar cuales de estos sistema cumplen con este requerimiento. Encambio los requerimientos subjetivos deben evaluarse con ayuda de de losmismos clientes. Este tipo de requerimientosno sondirectamentemensurablesypor lo tanto su evaluacin no se basa en una mtrica. Por ejemplo si elrequerimientoseexpresacomo"que seinstale fcilmente", sermejor queseanlos mismosclientes,en este estadode avancedel proyecto,quienesidentifiquencuales productos de la competenciacumplen con este requerimiento.Para apoyarlaevaluacinsepuedeutilizar algnsistemadecalificacin, comoel siguientebasado en una escala de 1 a 5 donde:1= el diseono cumple en lo absoluto conel requerimiento.2= el diseocumple ligeramente con el requerimiento.3= el diseocumple medianamente con el requerimiento.4= el diseocumple casi en su totalidad con el requerimiento.5= el diseocumple totalmente con el requerimiento.Aunque esta no es una forma muy refinada de hacer la evaluacin,si proporcionauna buena referencia de cmo los clientes percibenla calidad de los productos delacompetencia. Mas adelante, cuandoel avancedel proyecto permitaquelaevaluacin se haga bajo criterios de medicin concretos,se volvern a considerarnuevamente las caractersticas de los productos de la competencia. Por elmomento ser necesario organizar la informacin que se ha obtenido hasta ahora.Los primeros cuatro pasos de la metodologa del QFD han permitido captar la vozdel cliente, es decir,hasta ahora se tienela informacin que describe "el que" delproblema, esta informacin debe organizarsepara poder pasar despus "al como"a travs de los dos siguientespasos del proceso.22Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaNormalmenteel graficode desplieguedelas funcionesde calidadse construyeapartir del listado derequerimientosdelclienteelcual seanotaenla columnadellado izquierdo. En este listado se pueden separar los requerimientos obligatorios ylos deseables. Enseguida se anota, para los requerimientos deseables elresultadodelaponderacinqueseefectuenel tercer pasodelametodologa.En el extremo derecho de la parte horizontal del grafico se registra el resultado delestudio comparativo de los productos de la competencia. Mas adelante lainformacinquesegeneredurantelospasoscincoyseisdelametodologaseregistraraenlapartevertical, paraformar unamatrizcomose muestraenlasiguiente figura.El cmoListado de Ponderacin de Estudio comparativorequerimientos requerimientos de productos de lacompetencia2 Paso 3er. Paso 4 PasoVoz del cliente (el que)Figura 1. 7 Inicio de la construccindel grafico de despliegue de funcionesde calidad.El siguienteejemplotraducido yadaptado deunopropuesto por Ullman, estbasadoenel desarrollodeun "guardalodosremovible"quepuedautilizarseenbicicletas de tipo montaa. Despus de haber realizado una encuesta entreusuarios deestetipodebicicletas, el equipo dediseo obtuvo unlistadoderequerimientosque apareceordenado,ponderado y comparadocon productos dela competencia. En este caso los productos de la competencia no sonprecisamente guardalodos removibles, ya que como tal no existan en el mercadosinembargoparatener unareferenciadecmoseresuelveestanecesidadsetomo al guarda lodos clsico que se instala de manera fija en las bicicletasconvencionales yal impermeable como productos a evaluar.23QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaRequerimientoImportancia Guarda lodosImpermeablerelativa % clsico*Queproteja al ciclistadel agua 8 4 5Que sea fcil de instalar 7 1 4Que sea fcil de quitar 4 1 5Quela instalacin searpida 3 1 4Queno guarde agua 7 3 5*Queno obstruya las lucesni el generador 8 4 4Que sepuedainstalar cuando la biciestesucia 3 1 3Queno se doble 4 3 N/AQue sealigero 7 5 3*Queno interfiera la transmisin 8 5 3Que tenga apariencia aerodinmica 5 2 1(*) Requerimientos obliqatorlos (N/A)no aplicable (-) se Ignorael datoFigura 1. 8 Requerimientos,ponderacin y comparacincon productos dela competencia de unguardalados removible.1.2.5Traduccin de los requerimientos y expectativas de los clientesen trminos mesurables de ingenieraEste esunpasodecisivoenla aplicacindelametodologadel QFD.Ya queenesencia esta metodologa busca integrar losrequerimientos del cliente con elprocesode diseo,ahorase tratade convertir un lenguaje queen altoporcentajees subjetivo en otro que sea concreto y pueda medirse. En algunos losrequerimientos del clienteestnplanteadosentrminostcnicos perfectamentemensurables, para los cualesno es necesariohacerninguna traduccin. En otroscasosesnecesarioescudriar enel significadodel requerimientoa finde que sepueda expresar en uno o ms trminos mensurables de ingeniera. Aestostrminos de ingeniera tambin se les llama "especificaciones de diseo".Supngasequeseestdiseando unelementoquedebeunirseaunsistemamecnicomayor,y queuno delos requerimientosdel clienteconsisteen "que seinstale fcilmente", comotal, esterequerimientono sepuedecuantificar a menosque se exprese en otros trminos, por ejemplo, el numero de movimientosnecesarios, o lacantidad deherramientas necesarias, oel tiempo lmite parallevara cabolainstalacin. Estostresltimossi sonrequerimientosquepuedenmedirse y convertirse ms adelante en especificaciones sobre las cuales elequipo de diseo puede trabajar de manera concreta.Independientemente del producto de que se trate, se puede intentar unadescomposicindel requerimiento"queseinstalefcilmente", a findeencontraruna serie de trminoscon los cuales cuantificarlo la instalacinde un objeto sobreotroimplicados tiposde esfuerzouno mental y otrofsico. El esfuerzomental serealizaantesydurantelainstalacin. Antesde lainstalacinparacomprender elproceso a seguir, y durante ella para aplicarlo. El esfuerzo fsico se realizaprincipalmentedurantela instalacin.24Mdulo1: Diseo MecnicoImsWar IQuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaComprensin del proceso(previo a la instalacin).Esfuerzo mentalAplicacin del proceso(durante la instalacin).Esfuerzo fsico Ejecucin de la instalacin.Figura 1. 9 Proceso de traduccindelrequerimiento instalar.Por suparte, "lafacilidad" pararealizar algosepuedeenfocaral menosdesdedosperspectivas: la cantidaddeesfuerzo o trabajo quese tengaqueaportar, ylacomodidad con quese lleve a cabola accin.Mnimo trabajooesfuerzo empleadoI Facilidad IComodidad para llevara cabo la accinFigura1. 10 Proceso de traduccin delrequerimiento "fcilmente".Deestamanera unprimernivel detraduccindel requerimiento"queseinstalefcilmente"podraexpresarse en los siguientes trminos:25QuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaPrimer nivel de traduccin:Mnimo esfuerzomental para entenderel proceso deinstalacin.Mnimo esfuerzomental parallevar acabo la instalacin.Mnimo esfuerzofsico para llevar acabo la instalacin.La mayorcomodidad posibleparallevara cabolainstalacin.Figura 1.11Primer nivel de traduccindel requerimiento"que se instale fcilmente".Aunqueel primer nivel detraduccinpermiteobtenercuatrorequerimientosmsespecficosqueelinicial todavaningunoesmensurable. Por ejemploel esfuerzomental paraentender el procesodela instalacinno es algoquesepuedamedirdirectamente. Sinembargopuededesmenuzarse, por ejemploenel tiempoqueserequiereinvertirparaestudiarloycomprenderlo, yenel gradodeescolaridadmnimo necesario. Un segundo nivel de traduccin podra expresarse de lasiguiente manera:26Primer nivel de traduccin:Mnimoesfuerzomentalparaentender el procesode instalacin.Mnimoesfuerzomentalpara llevar a cabo lainstalacin.Mnimo esfuerzo fsicopara llevar a cabo lainstalacinLa mayor comodidadposible para llevar acabo la instalacinQuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaSeeundo nivel de traduccin:Tiempo necesario de adiestramiento.Grado de escolaridadmnimo necesario.Cantidad de personas necesarias para la instalacin.Riesgos de accidentes durante la instalacin.I Precisin de los movimientos corporales.Uso de herramientaso instrumentos auxiliares.Cantidad de personas necesarias para la instalacin.Tiempo necesario para la instalacin.Peso mximo del objeto.Uso de herramientaso instrumentos auxiliares.Cantidad de movimientos corporales necesarios.Cantidad de personas necesarias para la instalacin.Peso mximo del objeto.Dimensionesdel objeto.Riesgos de accidentes durante la instalacin.Uso de herramientaso instrumentos auxiliares.Cantidad de personas necesarias para la instalacin.Figura1. 12 Segundo nivel de traduccin delrequerimiento "que se instale fcilmente".27QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaPrcticamente todos los requerimientos obtenidos en el segundo nivel detraduccin se pueden cuantificar. A continuacin se muestran los trminosagrupadosque equivaldran al requerimiento "que se instale fcilmente".Requerimiento del Traduccin del requerimiento Unidad de medicincliente en trminosmensurablesTiempo necesario de HorasadiestramientoEscolaridadmnima necesaria Grado escolarPersonas necesariaspara No. De personasinstalarRiesgo de accidentesdurante % de probabilidad"Que se instalela instalacinfcilmente"Precisin de los movimientos mcorporalesUso de herramientas o CantidadinstrumentosauxiliaresTiempo necesariopara instalar HorasPeso mximo del objeto NMovimientoscorporales No. De movimientosnecesariosDimensiones del objeto mxmxmFigura 1. 13 Traduccin delrequerimiento "que se instale fcilmente".Del resultado del ejemplo de traduccinde requerimientoshay dos observacionesqueconvieneplantear, una serefierealacantidadderequerimientosobtenidos,laotra a la relacin que enefecto puedan tener esos requerimientos con elproceso de diseo de un productoparticular.Yaque el ejemplodesarrollado anteriormenteno es especificodealgnproductoparticular cabe especular con mucha libertad. Por esta razn los posiblesprecursoresde "que se instale fcilmente"son diversosy numerosos. Al tratar conunproblemaespecficoesprobablequevariosdelostrminosmensurablessepuedandescartarantesdepasarlosalagrficadedesplieguedefuncionesdecalidad, obien, quelalistasetengaqueampliar ms. Loimportante deesteanlisisesqueseaexhaustivo, paranodejarfueraalgnaspectoimportante, yque de la lista se defina, con la ayuda del cliente cuales son los trminosverdaderamente relevantes.Comocomplementoaloanterior, considreseahoradoscasosparalosquesepodra aplicar el requerimiento "que se instale fcilmente", la instalacinde ruedasdeautomvil, esun casoparalos autosde competencia"frmulauno", yenotropara los autos convencionales tipo turismo. En el primer caso, cuando el auto estaen competenciael cambiode las cuatroruedastienequepodersehacer en unoscuantossegundos. El tiempoylaseguridadconqueseinstalenlasruedassonrequisitos prioritarios. No importa cuantaspersonas tenganque efectuar el cambiode ruedas, cuanto tiempo deban entrenarse, o que medios auxiliares yherramientasespecialeshaya que emplear. Lo importantees que el cambio de las28Mdulo1: Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadacuatroruedassehagaen5 o 6 segundos, quelas ruedasquedenbieninstaladasy quelaspersonasqueefectenel trabajoseexponganal menor riesgoposible.En el casodel autode turismo, el cambio deruedas(una ala vez) lo debepoderhacer solounapersona, hombreomujer, conun mnimo de entrenamiento, y conel menor nmero deherramientas y elementosauxiliares. Enuno y otrocasolostrminosenquesetraduceel requerimientooriginal "queseinstalefcilmente"son diferentes y estetipode diferencias debenserdetectadas oportunamenteporel equipode diseo.1.2.6 Establecer metas de diseoEl sextoyltimopasodelametodologadel QFDconsisteenfijar lasmetasdediseo. Cadametadediseodebeexpresarunacaractersticamensurablequedeberatener el producto y que se debe alcanzar a travsdel proceso de diseo.El establecimiento de las metasde diseo se lleva a cabo tomando en cuenta: Los requerimientos del cliente. Las caractersticas de los productos de la competencia. El valor agregado que se desea imprimir al nuevoproducto.Cuando algunos requerimientos del cliente son suficientemente precisos, seconviertendirectamente enmetasdediseo. Porejemplo, si un clienteestableceentre sus requerimientos el valor del desplazamiento o carrera de un pistnhidrulico, el valor de la mxima presin hidrostticaque debe soportar, ylafuerzade empujemnimanecesariaparamover un mecanismo decarga, setratademetas dediseoqueesnecesariorespetar paraque el productotenga lascaractersticas que de l espera el cliente. En los tres casos se trata decaractersticas mensurables que llevan asociadas magnitudes y unidades demedicin.Enotros casos como se hacomentadorepetidamente, los requerimientos delclientedebensometerseaunprocesodetraducciny duranteeste, surgen lostrminos mensurables quedanlugar alafijacin demetas. Sinembargoparaasignar el valor a cadameta, lasreferencias se obtienendelas caractersticas delos productos de lacompetencia. Esto implica por logeneral lanecesidaddeadquirir ejemplos delos productos delacompetencia paraefectuarle pruebasbajo condiciones similares a las que se sometera el producto en desarrollo.Si porejemplounodelosrequerimientosdel clienteconsisteen"queseleproporcioneunagaranta dealmenosdosaos",y al efectuar la traduccinseencuentra quelaresistenciaalacorrosin es unacaractersticaquedebe considerarse parasatisfacer esterequerimiento delcliente, deber pasarsepor una serie depruebasderesistencia a la corrosinen condicionesnormalizadas,alos productoslderesdelacompetenciaconobjetodeobtenerlosvaloresdereferenciaquedebernigualarse o superarse con el nuevoproducto.En muchas ocasiones el equipo de diseo determina queel producto podrallevarincorporadas algunas caractersticas que aunque nofueron expresadas como29Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadarequerimiento por el clientepodranaumentar el valoragregadoal producto. AlrespectoNoriaki Kano ha establecidoun modelo que dividelas caractersticas delproductoentresdistintascategoras, cadaunadeellastieneefectosdiferentessobre el consumidor. Las tres categorasson: Caractersticasinsatisfactorias: correspondena lo que debeser, lobsico,lo esperado. Son todas aquellas caractersticas que el cliente da pordescontado quedebecontener el producto, yquesi estnausentes, lecausaninsatisfaccin. Son caractersticas queel clienteno solicitapor queasume que deben estar implcitas en el producto y que rutinariamenteestn presentes en productos similares. Si un producto con muchascaractersticasinsatisfactoriasllegaal mercado, provocaradescontentoenlos clientes. Si se corrigen todas las caractersticas insatisfactorias, elclientedejaradeestardescontento, peronoestaraltamentesatisfecho.En elmejor de los casos, se tendrun estado de"no insatisfaccin" delosclientes. Entrminosdeingenieradelvalor, estascaractersticasbsicascorrespondenalasfuncionesdel producto. Por ejemplounatazaparaelcaf tienecomofuncionesbsicascontener al caf, podersesostener conla mano y restringir la transferencia de calor. Caractersticas satisfactorias: se conoce tambin como caractersticasunidimensionales o en lnea recta. Son aquellas caractersticas que elclientedeseaquecontengael producto, ypor logeneral sonsolicitadaspor aquel. Estas caractersticas tambin se conocen como "calidaddeseada". Algunos ejemplos son mayor capacidad, mayor velocidad,menor precio, etc., estas caractersticassonatributos quetiendenaserfcilesdemedir ypor lo tantosonlasqueseconsideranenlosestudioscomparativas de mejora (benchmarking). En otras palabras lascaractersticas satisfactorias estnpresentesen mayor o menormedida entodoslos productos competitivos. Caractersticas encantadoras son aquellas conocidas como atractivas oexcitantes. Son aquellos atributos o caractersticas que causan unasorpresa agradable al cliente cuando ladescubre enel producto. Si noestnpresentes nocausaninsatisfaccin. Del mismomodoqueparalascaractersticas insatisfactorias, las caractersticas encantadoras no sonsolicitadaspor el clientedemaneraqueno ser atravsdela consultaalcliente como se pueden descubrir. Estetipo de atributos deberan serpropuestos y desarrollados por el equipo de diseo.Lasiguiente figura ilustra grficamente el modelo de Kano. El eje horizontalrepresentael gradoenqueselascaractersticascumplenconsusobjetivos. Elejevertical representael gradodesatisfaccindel cliente. Lacurvadelaparteinferior corresponde a las caractersticas bsicas o insatisfactorias. Sucumplimientoal 100%noproduceinsatisfaccin, perotampocosatisfaccin delcliente.La lnea recta del centro corresponde a las caractersticas satisfactorias, lasatisfaccindel clienteaumentaenlamedidaenqueestascaractersticasestnpresentes en el producto. La curva de la parte superior corresponde a lascaractersticas encantadoras, cuya presencia siempre incrementaran lasatisfaccinen el cliente.30Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaGrado de satisfaccinSatisfactorias(calidad esperada)Comportamiento real100% 0%Encantadores(calidad excitante)Insatisfacciones(calidad bsica)Figura 1. 14 Modelo de Kano.El modelodeKanoquerelacionalas caractersticasdel producto conel grado desatisfaccindel cliente, confirmala importancia dela aplicacindela metodologaQFD. Entre otrosaspectos se puedesealar lo siguiente: No todaslas caractersticasdel productotienenlamismaimportanciaparael cliente. La estrategia de calidad basada en corregir las caractersticasinsatisfactorias no produce clientessatisfechos. Unaestrategiadecalidadquesepropongala satisfaccindel clientedebebasarse en unapoltica deliberadade bsquedaeidentificacin desusnecesidades y deseos.La informacin generada en los pasos cinco y seis del QFD, debe ahoraintegrarse al grafico de despliegue de funciones de calidad. Esta informacincorrespondealapartetcnica del grafico., yseubicaenlapartecentral ysedespliega en direccin descendente. En la parte superior seregistranlos trminosmensurables en que fuerontraducidoslos requerimientos del cliente(paso5).Enla parteinferior se anotanlasmetasde diseo expresadasmediante los valores yunidades de medicin de cada una de las caractersticas tcnicas que sepretendeobtener medianteel proceso dediseo. Enesta zona del grafico sepuede registrar, a manera de referencia, los valores obtenidos del estudiocomparativoaproductos de lacompetencia. Enlazona central del grafico seanota larelacin que existe entre los requerimientosdel cliente ylostrminosmensurables. Puedenohaber relacin, ental casoel espaciosedejaenblanco.Tambinpuedehaberunafuerterelacinounapequearelacin. Normalmenteseutilizaunnmeroounsmboloparaexpresarel gradoderelacin entrelosrequerimientosUllmanrecomienda utilizar las siguientes cifras:31QuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicada9 =Fuerterelacin3 =Mediana relacin1 =Poca relacinEn blanco =NingunarelacinSO PasoTraduccin de losrequerimientos del clienteTrminos de ingenieraListadode Ponderacin de Estudio comparativorequerimientosrequerimientosRelacin entre losde productos de larequerimientos delcompetencia2 Paso 3er. Pasocliente y los trminos4 Pasode ingeniera6 PasoMetas de diseo y referenciade la competenciaFigura 1. 15 Segunda parte de la construccindel grafico de despliegue de funcionesde calidad.La aplicacin de lametodologa del QFDy laorganizacin de lainformacingenerada presentada enlos grficos de despliegue defuncionesde calidad, debepermitir la comprensincompleta del problema de diseo. En adelante se tendrnlas bases para planificar las siguientes etapas del proceso de desarrollo delproducto. Setendrn loselementosdejuicio, enfuncin delosrequerimientosidentificados, paradecidir que tipo de herramientas de diseo emplear en lassiguientes etapas; diseo de experimentos, diseo para la manufactura y elensamble, diseo para la fiabilidad, etc.Conclusin de la unidad32QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaSolid' Norks: 3C.AD.: Dibujos_D fo adcs por lneas i n vdua es2 INICIANDOSOLIOWORKS33Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaIntroduccinEnlaparteconceptual del procesodediseo, unadelasherramientas conlasque cuentala ingenieraes el diseoasistidopor computadora(Computer Designassist CAD). Lacual ayudaaplasmar lasideasenlasolucindel problemadeunaforma virtual, as como dar una aproximacin del modelo en donde sepueden observar montajes,interferencias y propuestas de elementos comerciales.Por lo tanto el sistema CAD Salid Workste facilitael trabajode diseo mecnico.A travs de la visualizacin se reconocerel ambiente de trabajoSalid Works, lasherramientaque lo componen y a que tipo de sistema CAD pertenece.El participanteopinar, preguntary pondratencina las indicaciones que se leproporcione.En elprimer subtemaabordarlos conceptosdeun sistemaCAD, enel segundotema sever unpanorama del ambiente SalidWorks ycomo sedainicioalprograma.34Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicada2.1 Diseo asistido por computadoraIntroduccinAntesde disear conuna herramientade este tipoes necesariomanejaralgunosconceptos que se abordan en este subtema, lo que facilita entender laclasificacin y evolucin de los sistemas CAD. Deacuerdo a esto se podridentificarlos diferentestipos de sistema CAD y los elementos que lo componen.Como beneficio de aprendizaje tener un base conceptual antes de iniciar atrabajar el software, se esperaqueel participanteopiney seretroalimentedelosconceptos que se expondrn.Objetivo particularEl participanteidentificar conatencinlos diferentestiposde un sistemaCADatravs de los elementos que lo componen. DiseoDisear esunconjunto deactividades queapoyadas enlosconocimientos, laexperiencia, el ingenio y el intelecto, pretende resolver necesidades humanasanticipandoa travsde la ideacin, los medioscon los cualesse busca satisfaceresas necesidades.Por el tipodeconocimientosempleados parasurealizacinel diseopuedesercompletamente emprico como lohacanculturas antiguas, cientfico como sehaceenlaactualidad ounacombinacin delaexperiencia yel conocimientoderivado de la ciencia.Segnla funcindelosproductosdel diseosepuedeconsiderar por unlado eldiseoartsticocuyosproductospretendenuna funcinde estimaypor otroladodiseotcnicocuyos productostienen unafinalidaddeuso. Lamayoradelosproductosindustrialesrequierenserdiseadosbajodosperspectivasfuncional yesttica.De acuerdoconlas tecnologasprevistasparala fabricacindelosproductos, eldiseo puede estar enfocado a la produccin artesanal o a la produccinindustrial. La produccinindustrial pretendeasegurar la ntercambiabilidaddelosproductos a travs de la normalizacin y reproduccin idntica de suscaractersticas.Difcilmente un producto se disea bajo uno solo de los seis enfoquesmencionados anteriormente, porlo general cada trabajode diseoresultade unacombinacin.35Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaParaestructurar lametodologadediseoel proceso sepuededividir entresgrandes etapas.Estas tres etapas son aplicables en problemas de desarrollo de piezasindividuales, subsistemas, o en sistemasmecnicoscompletos.18etapaComprensindel problema28etapaDiseo conceptual38etapaDiseo de detalleFigura 2. 1 Proceso de diseo. Sistema CADUnsistemaCADestcompuesto por dospartes: El hardwareyel softwaredeacuerdo a esto se tiene: Bajo nivel Medio nivel AltonivelLos de bajo nivel son aquellos en donde lavelocidad de procesamiento delhardware es lenta y el software se opera con cdigos o comandos y slorepresentan figuras en dos dimensiones.Losdemedionivel secaracterizan por unhardware demayor procesamientocomo las computadoras personales con procesador 286 o equivalentey softwareque trabaja con mens y comandos. Su representacin grfica es en dosdimensiones y tres dimensiones en mallas de alambre.Los dealto nivel utilizan hardware detecnologa risko procesadores 486 oequivalentes, en donde el software trabaja en ambiente grfico y surepresentacines en tres dimensiones.36QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaEn laactualidad los sistemas CADson de alto nivel y cabe mencionar queinicialmente su desarrollo fue en ambienteUNIX, por las bondades del hardware,pero muy costosos.Algunos de los softwares que iniciaron en este sistema de alto nivel son: Pro ENGENNIER Catia Ideas Unigrafics OtrosCon el desarrollo de las computadoraspersonales, los sistemas CAD de alto nivelfueron aplicndose en ambienteWindows.AutoCADpasa de un sistema de nivel medio en sus primeras versiones a uno altonivel, a partir de ello surgen algunos otros softwares como: CADKEY CADMAX Solid Works Solid Design otrosDe estaformaalgunosdelossoftwaredesarrolladosoriginalmenteenambientede trabajoUNIX, tienen versionespara ambiente Windows, lo cual permite reducirel costo del sistema CAD.ActividadesTomarn nota, contestarn preguntas y comentarnpuntos de vista.37Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaConclusinUnsistemaCADestcompuesto por el softwareyel hardwareylospodemosclasificar enbajomedioyalto nivel, losdealto nivel generan dibujos entresdimensiones y estos pueden ser de malla de alambre de superficieso slidos.Evaluacin del aprendizajeConteste con cuidado las siguientespreguntas:1. Que elementoscomponenun sistema CAD.2. Que tipo de sistema CAD es Solid Works.3. Que sistema operativoutilizaron los primeros sistemasCAD de alto nivel.4. AutoCADinicio comoun sistema de alto bajo o mediano nivel.5. Cuantos tipos de dibujos en tres dimensiones existen.38Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicada2.2 Inicio y ambiente Salid WorksIntroduccinA comenzar Solid Works, una llave que te facilitar el diseo de piezasmecnicas. Enestaetapaseidentificarel ambiente y herramientasdel sistemaSolid Works.Los beneficios de aprendizaje de este tema son iniciar correctamente SolidWorks, identificar las herramientas que componen el programa y algunascaractersticas del programa.Objetivo particularEl participanteidentificarconatencin el ambienteyherramientasdel sistemaCAD Solid Works,a travsde la visualizacinen una pantalla. Iniciar SolidWorks1. Clic en el botn Inicio de la barra de tareasde Windows.2. Clic en Programas, Solid Works, !mi Solid Works.Aparece laventana principal de Sol idWorks y se abre el cuadro de dilogoBienvenido a Sol id Works.Crear un nuevo documento depieza.Paracrear unanueva pieza, dar clicenNuevodocumento D enlapantalla.Bienvenidoa Sol idWorks, dar clic enNuevo[j enlabarradeherramientasEstndar o en Archivo, Nuevo. Ambiente Solid WorksCon Solid Works, se puedencrear piezas 3D y no slodibujos2D.Estaspiezas3Dsepuedenutilizar paracrear dibujos 2Dyensambles3D(figura2.2).39Mdulo1:Diseo Mecnico- . r;-L , -;SoJ:dWorks: 3DQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicada~ ! . . ~ . _ . , ~ . J 'CAD: Di bUjo& 2D, fonnados por li eas InvidualesFigura 2. 2 Pieza 3D, 2D y ensambles.Solid Workses un sistemaconducidopor cotas.Puedeespecificar las cotas ylas relaciones geomtricas entre elementos. Alcambiarlas cotas, cambianel tamaoyla formade la pieza, sin por ello alterar laintencindel diseo. Por ejemplo, enestapiezala alturadel salientesiempreesigual a la mitad de la altura de la base. (Figura 2.3).ITJFigura 2. 3 Sistema conducido por cotas.Modelo 3D de Solid WorksUn modelo 3D de Solid Worksconsta de piezas, ensambles y dibujos.Las piezas, los ensambles y los dibujos muestran el mismo modelo endocumentosdistintos.Loscambiosqueseefectenenel modelodeundocumentosepropaganalosotros documentos que contienen dicho modelo (figura 2.4).40Mdulo1:Diseo MecnicoPiezasEnsamblajeQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaFigura 2. 4 Piezas, ensamble y dibujos deun mismomodelo.1. Se crean croquis y se utilizan para construir la mayora de las operaciones.Un croquisesun perfilo seccintransversal 2D. Loscroquissepueden extruir,recubrir, selespuedeaplicar unarevolucinobarreralolargodeuntrayectopara crear operaciones(figura 2.5).CroquisCroquis exmndo 10mmFigura 2. 5 Croquisde una pieza y operacin de extruir.2. Operacionespara construir piezas.Lasoperaciones son las formas (salientes, cortes, taladros) yfunciones son(redondeos, chaflanes, vaciados, etc.) quesecombinanparaconstruir piezas.(Figura 2.6).41Mdulo1: Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicada Figura 2. 6 Operaciones para construir piezas.Ventanas de documentosLas ventanas de documentos de Solid Works tienen dos paneles:El panel izquierdo de la ventana contiene los elementos siguientes: El ConfigurationManager es un medio para crear, seleccionar yvermltiples configuraciones de piezas y ensamblajes en un documento. Paneles de complementospersonalizados.El panel deladerecha es lazonadegrficos, en laque se puede crear ymanipular la pieza, ensamblaje o dibujo (figura 2.7). Modele,/de graflcosPanel de la parte izquierda que muestrael gestor de diseo del FeatureManagerFigura 2. 7 Ventanas de documento.42Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaAsasLas asasle permitenarrastrar y fijarde formadinmicaciertosparmetrossinnecesidad desalir de lazona degrficos. El color de lasasas sefijaenHerramientas, Opciones, Opciones de sistema, Colores, en el cuadroColoresdesistema. El colordelas asasactivasesResaltar. El colordelasasas inactivas es Entidades inactivas. (Figura 2.8).AsasFigura 2. 8 Asas.De todos modos, en el manual Empezar a trabajar con la Edicin paraeducacinde SolidWorks, configurartodoslosparmetrosdesdedentrodelPropertyManager, demodoquelleguea familiarizarseconestemtodo. Encuantosehayaacostumbradoalasopcionesenel PropertyManager, podrexperimentar usted mismo las posibilidadesde las asas.Barras de herramientasLosbotonesdelasbarrasdeherramientassonmtodosabreviados paraloscomandosque se utilizan ms a menudo. Puede configurar el posicionamientoyla visibilidaddelasbarrasdeherramientassegnel tipodedocumento(depieza, ensamble, o dibujo). SolidWorksrecuerdalasbarrasdeherramientasque desea visualizar y la posicindondedesea visualizarlaspara cada tipo dedocumento. Por ejemplo, al abrirun documento de ensamble, puede optarporver slo la barra de herramientasEnsamblaje(figura 2.9).Figura 2. 9 Herramientas para ensambles.43Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaPara visualizar u ocultar barras de herramientas individuales:Haga clic en Ver, Barras deherramientas o haga clic con el botn secundariodel ratn en el marco de la ventana de Solid Works.Aparecer una lista de todas las barras de herramientas. Las barras deherramientasconuna marca de verificacinjuntoa sunombre estnvisibles;lasbarras deherramientassinmarcade verificacinestnocultas. Hagaclicen el nombre de la barra de herramientas para activar o desactivar suvisualizacin.Para personalizar las barras de herramientas que desea visualizar para undocumento de pieza, ensamble, o dibujo:1. Abra un documento de pieza, ensamble o dibujo.2. Haga clic en Herramientas, Personalizar, o haga clic con el botnsecundario del ratn sobre la barra de herramientas y seleccionePersonalizar.3. En la pestaa Barra deherramientas,active las casillas de verificacindecada barra de herramientas que desea visualizar y desactivelas casillas deverificacin de las barras de herramientas que desea ocultar.Lasbarras deherramientas aparecen odesaparecen dinmicamente delazona de la barra de herramientas.4. Hagaclic enAceptar paraaceptar loscambios y cerrar el cuadro dedilogo; o haga clic en Cancelar. Tambin puede hacer clic enRestablecer paradeshacer loscambiosyregresar alasconfiguracionesprevias.Puede mover las barras de herramientas como desee. Las barras deherramientas se pueden acoplar en una de las reas de la barra deherramientas o dejar flotando.Obtener ayudaSi le surgen preguntas al utilizar el software Solid Works, puede obtenerrespuestas de varias maneras: ObtenerAyudaen lnea, hacer clicen o en T? , AyudadeSolidWorksen la barra de mens. La ayuda en lnea es una parte integrante de la Guadel usuario en lnea de Solid Works, que proporcionainformacin detalladaacerca del uso del software Solid Works. Para obtenerla ayudade tipo Quesesto?, hagac l i c ~ ? enla barra deherramientasEstndar y, a continuacin, enuno delos iconos enla barra44Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadade herramientas o en uno de los elementos del FeatureManager. La ayudaQu esesto? tambinest disponiblepara algunosdelos elementos enla zona de grficos. Obtener tutoriales en lneaque ensean acrear piezas, ensambles ydibujos, haga clic en?, Tutorial en lnea. Tambin se encuentrainformacin acerca de conceptos bsicos del software Solid works. Ver algunasideas para aplicar un diseopropio de la mejor formaposible,hacer clic en?, Portafolio de diseo. El Portafolio de diseoutiliza piezasde ejemplo para dar ideas de diseo. Obtenersugerenciastiles, hacerclicen?, Sugerenciadel da. Para verunasugerencia cada vez que inicieSolid Works, activar lacasilla deverificacin Visualizar sugerencia al inicio en el cuadro de dilogoSugerencia del da. Obtener ayudaquedescriba el cuadrodedilogoactivoy proporcioneacceso a todo el sistema de ayuda en lnea, hacer clic en elbotn Ayudaen el cuadro de dilogo o presione F1. Paraver lasSugerencias quesirvenparaidentificar losbotonesdelabarradeherramientas, apuntar al botnencuestiny, trasuninstante,aparecer la sugerencia. Amedidaqueseapuntaalosbotonesdelasbarrasdeherramientasohacer clicenelementosdelosmens, laBarradeestadodelaparteinferior de la ventana de Solid Worksproporciona una breve descripcin dela funcin.ActividadesTomaran nota, contestarn preguntas y comentarn puntos de vista.Iniciara Solid Works en su computadora y seleccionar el modulo pieza.Visualizar ensucomputadora los elementos del ambiente detrabajo ensucomputadora.45Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaConclusinSolidWorks esunsistemaCADmuyamigableyfcil deentender paraquienmaneja el Sistema Operativo Windows sin embargo es importante reconocercomo iniciar el sistema y su ambiente de trabajo.Evaluacin del aprendizajeEn la computadora realice los siguientes:1. Inicie Solid Works.2. seleccionar una nueva pieza.3. Indicar con el ratn el gestor de diseo.4. Con el ratn indicar los planos de trabajo.s. Obtener en la ayuda lo relacionado con la palabra lnea.46Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaConclusin de la unidadEl sistemaCADSalidWorks esdealtonivel ytrabajaenel sistemaoperativoWindows, suambientedetrabajoesamigableyfcil deentender seabordolaforma de iniciar el programa y se reconoce las herramientasdel programa.Evaluacin de aprendizajeConteste con las siguientespreguntas:1. Salid Worksesta conducidopor.2. Que tipo de dibujos de tres dimensiones se realizan en Salid Works.3. Que son las asas.4. Enlacomputadorainiciecorrectamente SalidWorksybuscar loreferenteacrculo.47Mdulo1:Diseo Mecnico3 CROQUISMdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicada48QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaIntroduccinCon el pie derecho comenzarsa operarlas herramientasde Solid Works. Si ases ya que a travs de aplicar las herramientas croquis obtener el dibujo base. Losbeneficios de aprendizajeson el trazarlneas cuadrosarcos crculos y polgonos,agregarrelacionesydefinirtotalmenteun dibujo. Elparticipantepondratencinal instructor y realizara en la computadora los ejercicios e indicaciones dadas.El primer subtema de esta unidad herramientasbsicas de croquis trata del trazodelneas, curvas, cuadros, rectngulosypolgonosyel segundosubtemaeselde agregarrelacionesel cual manejala acotacinrelaciones y dibujos totalmentedefinidos.Objetivo particularEl participante aplicar la herramienta croquis para obtener el dibujo basecorrectamente.49Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaCroquisCrea un nuevo croquis o edita un croquisexistente .3.1 Herramientas bsicas de croquisIntroduccinConlasherramientasdecroquis puedes lograr ungrannmerodedibujosbasepara realizar piezas mecnicas en tres dimensiones. Dibujar lneas arcos,crculos, cuadrilterosypolgonos conlasherramientascroquises el objetivodelsubtema. Los beneficios del participante es realizar dibujos base totalmentedefinidos.Se inicia con laactivacindelabarra de herramientascroquis, enseguidaseabordanlasherramientaslnea, cuadriltero, curvacirculoy polgono, finalmentela aplicacinde relaciones.Objetivo particularEl participante dibujara lneas, arcos, crculos, cuadrilteros y polgonos aplicandocorrectamentelasherramientasdecroquis observandolaoperacindel ratnyteclado.CroquisLaherramientacroquisenSalidWorkseslaherramientaconlacual rruciamospara realizar una pieza mecnica, lo que se logra con esta herramienta sondibujos baseendosdimensiones, loscualesseutilizaranpararealizar lapiezabase, una saliente, un corte,una curvagua entreotras.Parainiciar a trabajar conla herramienta croquisconelbotnderecho del mousese selecciona la herramienta quela activacomose muestraen la figura3.1._ J51 x- - - - - = - ~~~ I )-] "1' ....,Figura 3. 1 Seleccin dela herramienta croquis.Antesdeiniciar atrabajar conlaherramientacroquisesnecesarioseleccionar elplano de trabajo, para ello existendos formas:50Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaLa primera es realizarlo desde el gestor de diseo (figura 3.2).r"r dirl n par. edOoea:dtln dlt SotillllWorirl S61d pa.t. lSO0"La [plrt11Se seleccionaelplanoenel gestorde diseoFigura 3. 2 Seleccin del plano de trabajodesde el gestor de diseo.Lasegunda es despus deseleccionar laherramienta croquis ySalidWorkssolicitaelegir unplanode trabajoel cual loelegimosdandoun clicconel botnderecho del mouse sobre el nombre del plano en el que se desea trabajar.. [) . ._:1--- -11 _t. u. L--:: '" "' -- IIP-,. j' l!i. !D"-l" .... .1l),"1== -. .. ......-Al""'" '11;101m .....rtr.IOISeleccionar el planode trabajo sobre elnombre del plano I71Figura 3. 3 Seleccindel plano cuando lo solicita el software.Lneas, cuadrilteros crculos y arcos51QuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaPararealizar cualquier dibujodeforma manualmente oconunsistema CADgeneralmente requerimos de lneas cuadros, rectngulos, arcos y crculos de estamanera. Solid Workslos incorpora dentro de la herramienta croquis de una formamuy intuitiva y fcil de reconocer como se muestra en la figura 3.4.=LneaCirculoCuadrilteroArcocentroArcotangente. ~' . 'Arcot respuntos*...hFigura 3. 4 Herramientasbsicas.Para elegir cualquiera de estas herramientas solamente se da un clic con el botnizquierdodel mouseal hacerloelfondodeestacambiaauncolor masclaroloque nos indica que esta activa. Si ya no se desea ocupar la herramienta se da unclic sobrelamismayesta sedesactivo,otraformadehacerlo esoprimiendolatecla Esc del teclado o si se desea ocuparotra herramienta solo se selecciona yse desactiva la actual.52QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaEjercicio1 trazar lneasde formaenel readetrabajocomosemuestraenlafigura3.5. Parainiciar unalneaconel botnizquierdodel mousedar clicendonde se desea iniciar la lnea 'i otro clic en donde se desea terminar..;. [ ,t:r I.."""lIrJ..h!Ji.~ ..o"ijJ7J!j:"1=1..:Ut\!cFigura 3. 5 Trazo de lneas.Ejercicio 2. Trazarrectngulosde forma aleatoriaen el rea de trabajocomo semuestraenlafigura3.6. Parainiciar unrectnguloconel botnizquierdodelmouse dar dic en donde se desea iniciar 'i otro dic en donde se desea terminar.>;i 'l/ '--I I!.-III...IFigura 3. 6 Trazo de rectngulos.53Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaEjercicio3. Trazar crculosdeforma aleatoriaenel readetrabajocomosemuestra en la figura3.7.Para iniciar un circulo con elbotn izquierdo del mousedarclicendondesedeseael centrodel mismoyotroclicendondesedeseaterminar (radio).Figura 3. 7 Trazo de crculos.Ejercicio4. Trazar arcos deforma aleatoriaenel readetrabajocomosemuestraenlafigura3.8. Parainiciar unarcocentropuntofinal conel botnizquierdo del mouse dar clic en donde se desea el centro del mismo, otro clic endondese inicia el arco y otro en dondedesea terminar. Para iniciarun arco trespuntos conel botn izquierdo del mouse darclic en dondese deseainiciar, otroclic en donde se terminar el arco y otro en donde deseaubicar el centro del arco.Para iniciar un arco centro tangenteconel botn izquierdo del mouse dar clic alfinal de la entidad a la cual va ser tangente, y otro en donde desea terminar.54Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadao-~~'"':'lirJo-.h>t-!l!"11 -r:a/[]'5J1$l::!~Figura 3. 8 Trazo de arcos.55Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaPolgonosExistendosformas detrazarpolgonoslaprimeraesutilizandolneascrculosyarcos. La segunda es utilizando la herramienta polgono la cual se encuentra en elmenentidadesdecroquis el cual seencuentraenel menherramientasdelabarra de mens(figura3.9).Personalizar el menEntidades de croquis MacroComplementos...Personafizar. ..Herramientas de croquizarConfiguraciones de croquisBloquesHerramientas de splineCotaRelacionesAna"",s de ngulo de""I,da..,. DeteccinCOI te :.esgado . r'ial nosnco de lrnporta(!on. An.;"sl:. de desvrecin.i:l Medir.. .!l!PIooiededes...[!t] Propiedades de seccin...:vIT,pfc.ba, ..lnform" del tiemoo der", _"lwl ..eElipsef) Elipse parcial1- - - - - - - - - - - - - ----1 VParbolarJ5pfine[f Spline sobre$UP'"fiel'"*Puntoi lnea constructiva.&. Texto.. .t:::j Plano Archivo--1 + A Anotaciones O- Cuaderno de diseo::r'1aterial '#' ..1 : # ti' e:En la barra de herramientas de operaciones seleccionar extruir saliente, severificaqueestela opcinhastaprofundidad, le damoselvalordela extraccin50mmpor ejemployaceptamos paraobtener el salientedelapiezabaseverfigura 4.6.lOo....:Figura 4. 6 Pieza mecnicacon un saliente en la cara superior.76Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCursoInternacional de Capacitacin en RobticaAplicadaLa operacincorte serealiza dela misma formaquela de saliente y en lugar deseleccionar la operacin saliente seleccionamos la operacin corte que semuestra en la figura 4.7.Extruir salienteRedondeoBarrenosI UeuExtruir corteChaf lnFigura 4. 7 Barra de herramientas operaciones.En la figura 4.8 se muestra la operacin corte en la cara superiorde cubo con lasmismas caractersticas que se le dio al saliente. O" ...:; " "_. -- . lIIr'Figura 4. 8 Pieza mecnica con un corte en la cara superior.77QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaEn el redondeo deuna arista se seleccionala aristaa redondear y se seleccionala operacin redondeo (ver figura 4.7) obsrvese que en elementos a redondear elvalor del radio es10 elcual se puedemodificar y apareceel nombre dela aristaqueseleccionamos, enestepuntosepuedenseleccionar masaristassi esquerequieren redondeo (ver figura 4.9). Lo-.L

ee-eeeeOVlILIlMelu .N1l-\:t'6.!II Figura 4. 9 Seleccin de aristaspara redondeo.Final mente aceptamos y se genera el redondeo como se ve en la figura 4.10. .oFigura 4. 10 Redondeo de dos aristas.78Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaEn lugar de una ovarias aristas se puede seleccionar unrea yaplicar elredondeo lo que facilitala aplicacinde la operacin (ver figura 4.11).11" :JOItSlll1.1a e2 i r...,oO

I"Figura 4.11Redondeoseleccionando un rea.Finalmente se puede seleccionar toda la pieza ver figura 4.12 y aplicar elredondeo a todaslas aristas de la pieza como se muestra en la figura 4.13.Figura 4. 12 Seleccinde pieza en el gestor de diseo...O '.'I . t: .: .. . . ..... c.

E7J4-I;:Figura 4. 15 Asistentepara barrenos.En el gestor de diseo se muestra especificacin de taladro en el cual tenemos 2pestaas la primera tipo y la segunda posicin. En tipo se selecciona laespecificacindel taladro, lanorma oestndar, tipo,tamaoy lacondicinfinal(ver figura 4.16). (lpo:I .. ..cOf'tol

Mdulo1:Diseo MecnicoFigura 4. 16 Seleccin de tipo de barreno.81oI

QuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaLa posicron trata de ubicar el lugar especifico del barreno, al seleccionar lapestaa posicinsehabilita labarradeherramienta croquis ylaherramientapunto si solo se deseaun barreno se debe deshabilitar la herramientapunto de locontrario, se debe poner un punto en los lugares donde se desee un barreno.En seguida se dan relaciones o cotas para que quede totalmente definido el puntoo puntos. Y finalmente se acepta (ver figura 4.17).o~.".,..4 ,e~~","u ~ ' ... . . ,,",,1 ., " ' -. e l . ,..-- ..''=.'' ''0+11"Qoa al.l:I~ ~ -~ i .! ;-,~ - - -. e 1::' -~tle-- ~9 ~~I ':mo '.;uy.~ .1"~~ - -.Figura 4.17 Barreno de unaPieza.ActividadesRealizar los ejercicios propuestospara generar su pieza base con la herramientaextruir saliente Agregar operaciones a una pieza base segn lo requiera elejercicio propuesto.82Mdulo1: DiseoMecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaConclusinA partir de undibujo totalmente definido se obtiene una pieza base con laherramientaextruir salientedelabarradeherramientasdeoperacin. Despusde tener la pieza base se pueden agregar operacionescomo: Saliente Corte Chafln Redondeo BarrenosEvaluacin del aprendizajeRealizar un cubo de100 mmpor lado en donde cada cara contengauna salientecentrada, la saliente de cada cara debe ser de diferente forma.83Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicada4.2 Operacin de revolucinIntroduccinLasherramientasdeoperacintefacilitanlaobtencindeunapiezamecnicasencilla.Apartirde lasherramientasdeoperacinserealizarla revolucindeun slido,se le agregarn operaciones y as obtener una pieza mecnica.Los beneficios de aprendizajeson: Obtener unapiezabase apartir delaoperacin revolucin yundibujototalmentedefinido.Objetivo particularEl participante realizar la revolucin de un slido y agregara operacionescorrectamente para obteneruna pieza mecnica.Parapoder realizar unarevolucin, debemosdeimaginarnos unaseccindelapieza, la cual dibujaremos, y ser el perfil de la revolucin.Dibujamos el siguiente croquis, recordando que debe de quedar totalmentedefinido (todas las lneas de nuestro dibujo en color negro):r.,ldtcl6n perecducectn de SoUd,,"ooo SdlD para useen la cnsel1allzede I'ert] 91 r= _" x84Mdulo1:Diseo MecnicoQuintoCurso Internacional de Capacitacin en RobticaAplicadaUnavezterminado, damos clickenel conoRevolucin deSaliente $ queseencuentra en el bordeizquierdo de nuestra ventana:.....