UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PROGRAMA ANALÍTICO FIME Nombre de la unidad de aprendizaje: CAD/CAM Frecuencia semanal: Una sesión de 3 hrs. Horas presenciales: 3 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 4.5 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: semestre Unidad de aprendizaje: ( X ) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura () Formación básica profesional ( X ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 sin incluir el laboratorio Fecha de elaboración: Fecha de la última actualización: Responsables del diseño: Prof.Dr. E. López Presentación: El estudiante desarrollará la habilidad del manejo de software de CAD, donde obtendrá las bases para utilizar las herramientas tecnológicas necesarias para procesos de manufactura geométricos en el ámbito industrial. Esta unidad de aprendizaje está dividida en 4 etapas, en la primera etapa se tratará acerca de las primitivas 2d para la implementación de curvas y las primitivas 2D para la implementación de superficies, en la segunda se tratarán los temas tridimensionales y de normales a superficies, y sus connotaciones en los sistemas de manufactura. Propósito: Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad que los estudiantes de ingeniería apliquen los conocimientos geométricos previamente adquiridos de unidades de aprendizaje anteriores en la elaboración de objetos 2D y 3D. De igual forma desarrollará la habilidad del manipular herramientas de software de tipo CAD utilizado dentro del ámbito Industrial. Será capaz de generar geometrías, características de ensambles, análisis de superficies de piezas mecánicas utilizando diferentes herramientas computacionales.

2 Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales: Capacidad para un aprendizaje autónomo. Habilidades para la utilización de diversos lenguajes: lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal. Manejo efectivo en el uso y gestión de las tecnologías de la información. Capacidad de comunicarse en su lengua materna. Habilidades para el desarrollo de diversas expresiones del pensamiento: lógico, crítico, creativo y propositivo. Competencias personales y de interacción social Aceptación, compromiso y respeto a la diversidad social y cultural. Compromiso profesional y humano frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global. Ejercicio de los valores promovidos por la UANL, tales como: verdad, solidaridad, responsabilidad, libertad, justicia, equidad y respeto a la vida. Capacidad de un trabajo inter, y multidiciplinario. Habilidad para reconocer las amenazas al entorno social y ecológico desde los ámbitos profesional y humano. Competencias integradoras Habilidades para la aplicación de conocimientos. Capacidad para promover un desarrollo sustentable a través de la comprensión holística de la realidad y la planeación e implementación innovadora y creativa de soluciones. Capacidad para la solución de problemas y la adecuada toma de decisiones. b. Competencias específicasdel perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje: Analizar las partes de un dispositivo, sistema o proceso documentando la información obtenida en forma estructurada utilizando la tecnología como herramienta y su transformación en conocimientos de técnicas de vanguardias (software) para realizar análisis de manufactura virtual resolviendo algunos problemas de ingeniería de diseño. Genera modelos matemáticos geométricos, seleccionando la metodología apropiada, para que dichos modelos sean congruentes, validándolos mediante herramientas computacionales e interpretación geométrica. Diseña algoritmos de generación de curvas y superficies, seleccionando la metodología apropiada, para satisfacer especificaciones de una aplicación dada.

3 Representación gráfica Instrumentales Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico Interacción Social Competencias de la Unidad de Aprendizaje Integradoras

4 Unidad temática1: Diseño geométrico por computadora Competencias particulares: Conocer los antecedentes históricos y marco teórico de la manufactura de productos. Interrelacionar los productos de su medio ambiente con las condiciones de diseño y manufactura de los fabricantes de dichos productos. Reconocer las características de forma y función en un producto Elementos de Competencia 1. Diferenciar las condiciones tecnológicas del pasado y el presente para reconocer su influencia en el diseño. 2. Ser capaz de relatar la evolución de productos con el paso del tiempo. 3. Diferenciar las características de forma con las de función en un elemento mecánico. Evidencias de aprendizaje 1. Relación entre ecuaciones matemáticas y formas de productos. 2. Reporte escrito a cerca del contexto tecnológico regional y global del uso de geometrías por computadora. 3. Caracterización de la geometría de un elemento mecánico. Criterios de desempeño 1. Descripción de ejemplos de productos. 2. Identificación de características y uso correcto de términos. 3. Habilidad en el uso de las herramientas computacionales del curso. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos 1. Consultar y hacer un reporte con información de internet de la capacidad instalada de criterios de administración de manufactura. Deberá contener especificar algunas propiedades como por ejemplo curvatura, concentración de esfuerzos, exactitud de las máquinas. Deberá contener información del proceso de manufactura. Deberá plantear herramientas utilizadas en el proceso de construcción geométrico. 2. Consultar y hacer un reporte que deberá contener una revisión de los estándares VDI 2861 bajo la óptica de las máquinas-herr. 1. Definición de CAD/CAM, Manufactura esbelta, Ingeniería Inversa, etc. 2. Características particulares de curvaturas y acabados funcionales de productos. 3. Nomenclatura y estándares de norma. Pizarrón, plumines para pizarrón, borrador, hojas, tinta para impresora. Proyector y pantalla. Programas computacionales como Rhinoceros, SolidWorks y MathCAD. El material dispuesto en: que incluye archivos PDF, hojas de ejercicios de MathCAD, archivos de Rhinoceros, SolidWorks, 3DSurf. Manuales de laboratorio.

5 Unidad temática 2: Modelos y algoritmos de curvas y superficies Competencias particulares: Genera modelos matemáticos de curvas y superficies, y validándolos mediante herramientas computacionales de interpretación geométrica. Elementos de Competencia 1. Determina las condiciones matemáticas de una curva en 2D y 3D. 2. Reconoce las variables algorítmicas que se involucran al programar propiedades no matemáticas de las curvas. Evidencias de aprendizaje 1. Identifica las variables de la curva 2D y puede referirlos a un sistema 3D. 2. Reporte escrito de la instalación propia de programas computacionales. 3. Propiedades de curvas utilizando herramientas computacionales. Criterios de desempeño 1. Síntesis de diferencias entre propiedades de ecuaciones. 2. Impresiones de ejemplos de corrida. 3. Habilidad en el uso de las herramientas computacionales del curso. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos 1. Hacer un reporte matemático con los problemas 2D planteados en el material de apoyo de la asignatura planteando los pasos del uso de las herramientas computacionales del curso. 2. Hacer un reporte matemático con los problemas 3D planteados en el material de apoyo de la asignatura planteando los pasos del uso de las herramientas computacionales del curso. 1. Descripción de las ecuaciones implícitas, explícitas y paramétricas. 2. Descripción de las ecuaciones de la recta y segmentos de recta 2D y 3D. 3. Descripción de las ecuaciones del círculo y arco. 4. Curvas de forma libre. Curvas de Bezier. 5. Primitivas de superficies: plano, esfera, etc. 6. Superficies de revolución. 7. Superficies de tensor. Pizarrón, plumines para pizarrón, borrador, hojas, tinta para impresora. Proyector y pantalla. Programas computacionales como Rhinoceros, SolidWorks y MathCAD. El material dispuesto en: que incluye archivos PDF, hojas de ejercicios de MathCAD, archivos de Rhinoceros, SolidWorks, 3DSurf. Manuales de laboratorio.

6 Unidad temática 3: Generación de trayectorias para la máquina-herramienta Competencias particulares: Diseña algoritmos de generación de trayectorias, seleccionando la metodología apropiada, y satisfaciendo especificaciones de la aplicación específica. Elementos de Competencia 1. Caracterización de geometrías utilizando el criterio de la normal. 2. Generación de geometrías utilizando tanto el criterio de interpolación como el de ajuste. Evidencias de aprendizaje 1. Presentación de PowerPoint de casos. 2. Reporte escrito comparativo entre el cálculo de computadora y los propios. Criterios de desempeño 1. Identificación suficiente de las características geométricas de casos planteados. 2. Capacidad de calcular y resolver problemas planteados. 3. Habilidad de programación en lenguaje de alto nivel. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos 1. Exponer el cálculo y la solución a problemas planteados para el cálculo de la normal de una superficie. 2. Exponer el cálculo y la solución a problemas planteados para el cálculo de interpolación y ajuste. 3. El estudiante concatenará programas computacionales para la resolución de los problemas planteados en los puntos anteriores. 1. Cálculo del vector normal y su uso. 2. Interpolación y ajuste geométrico. Pizarrón, plumines para pizarrón, borrador, hojas, tinta para impresora. Proyector y pantalla. Programas computacionales como Rhinoceros, SolidWorks y MathCAD. El material dispuesto en: que incluye archivos PDF, hojas de ejercicios de MathCAD, archivos de Rhinoceros, SolidWorks, 3DSurf. Manuales de laboratorio.

7 Unidad temática 4: Control del proceso de fabricación por medio de computadora Competencias particulares: Diseña algoritmos de generación de trayectorias, seleccionando la metodología apropiada, y satisfaciendo especificaciones de la aplicación específica. Elementos de Competencia 1. Determinación de la continuidad geométrica de un modelo. 2. Capacidad de reconocer las desviaciones en lugares no visibles. 3. Extracción de las posiciones de la herramienta de maquinado a partir de la geometría. 4. Programar código de maquinado. 5. Partición de trayectorias utilizando segmentos. Evidencias de aprendizaje 1. Presentación de PowerPoint de casos. 2. Reporte escrito comparativo entre el cálculo de computadora y los propios. Criterios de desempeño 1. Identificación suficiente de las características geométricas de casos planteados. 2. Capacidad de calcular y resolver problemas planteados. 3. Habilidad de programación en lenguaje de alto nivel. Actividades de aprendizaje 1. Exponer el proceso de análisis con las herramientas computacionales para el análisis de cebra. 2. Exponer el proceso de análisis con las herramientas computacionales para el análisis fotoelástico. 3. Exponer el proceso generación del Cutter Location File con las herramientas computacionales. Contenidos 1. Análisis de cebra. 2. Fotoelasticidad. 3. Generación de trayectorias de herramienta. 4. Post procesamiento y código de maquinado. 5. Función lookahead. Recursos Pizarrón, plumines para pizarrón, borrador, hojas, tinta para impresora. Proyector y pantalla. Programas computacionales como Rhinoceros, SolidWorks y MathCAD. El material dispuesto en: que incluye archivos PDF, hojas de ejercicios de MathCAD, archivos de Rhinoceros, SolidWorks, 3DSurf. Manuales de laboratorio.

8 Evaluación integral de procesos y productos Evidencia Ponderación 1. Consultar y hacer un reporte con información de internet de la capacidad instalada de criterios de administración de manufactura. (5) 2. Reporte de una revisión de los estándares VDI (5) 3. Formación de un equipo de trabajo con habilidades complementarias. (5) 4. Reporte sobre caso de estudio de aplicación asignado. Diagrama de Gant de trabajo. (5) 5. Compilación en papel del material del curso, disponible en forma digital. (5) 6. Reporte escrito de generación de elementos mecánicos. (5) 7. Evaluación de medio curso. (20) 8. Cinco minutas de trabajo del caso de estudio asignado. (5) 9. Reporte escrito sobre la experimentación del caso de estudio asignado. (10) 10. Reporte escrito de generación de algoritmos y código de maquinado. (5) 11. Evaluación ordinaria. (20) Producto integrador de la unidad de aprendizaje: (10)

9 Fuentes de apoyo y consulta: Libro: Geometría para la informática gráfica y CAD ISBN Autor: Joan Trias Pairó Editorial: Alfaomega Libro: Computer Graphics, Principles and Practice ISBN Autor: Foley, van Dam, Feiner, Hughes Editorial: Addison Wesley Libro: Mastering CAD/CAM ISBN Autor: Ibrahim Zeid Editorial: McGraw-Hill International Edition Libro: The NURBS Book: Monographs in visual communication ISBN Autor: Les Piegl & Wayne Tiller Editorial: Springer Verlag Revista: J. of the Institute of Engineers Número: 11:6, , DOI: / Título del artículo: Kinematic Synthesis of a Autor: M. J. Tasai Tema: Material académico de la asignatura. Liga: Fecha última revisión: Septiembre, 2016

10 Perfil del docente: Doctor en Ingeniería Mecánica y/o ramas afines con habilidades prácticas en el manejo de herramientas computacionales y software especializado, deseable contar con conocimientos en la dirección de proyectos de desarrollo, investigación y/o servicios técnicos. Ficha bibliográfica del profesor: Ingeniero Mecánico Electricista e Ingeniero en Control y Computación de la UANL. Obtuvo el grado de Maestro en Ciencias de la Administración con especialidad en Sistemas en la misma Universidad, durante estos estudios participó en la Universidad Técnica de Hamburgo, Alemania en donde desarrolló su tesis de maestría. Doctor en Ingeniería de Materiales en la Universidad Autónoma de Nuevo León trabajando en conjunto con el Departamento de Materiales y Automatización de la Universidad Técnica de Hamburgo, Alemania. Profesor de tiempo completo de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Miembro del Cuerpo Académico Sistemas Integrados de Manufactura.