INTI ARGENTINA AGOSTO 2013

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1 GESTIÓN DEL DISEÑO MECÁNICO J. Esteban Fernández Rico Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Gijón Dpto. de Construcción e Ingeniería de Fabricación Universidad de Oviedo- ESPAÑA INTI ARGENTINA AGOSTO / 57

2 Índice general Gestión del diseño Mecánico 1. El diseño mecánico 2. Etapas del diseño mecánico 3. Normativa y legislación aplicable 4. Seguridad de sistemas mecánicos 5. Marcado CE 6. Ecodiseño 7. Ergonomía 8. Gestión de la calidad 2 / 57

3 Índice general Gestión del diseño Mecánico (cont.) 9. Gestión económica 10. Protección del producto 11. Innovación de productos 12. Gestión integrada 13. Ingeniería Inversa 14. Planos. Codificación 15. Metodología del diseño mecánico 3 / 57

4 13. INGENIERÍA INVERSA 4 / 57

5 Ingeniería Inversa y todos sus factores (Proceso, cuidados, modalidades, estrategias para diferenciarse, que y como se hace en España, etc.) 5 / 57

6 6 / 57

7 CONCEPTO INGENIERIA DIRECTA (DE DIRECT ENGINEERING) Diseño Fabricación/Construcción Implantación/ Utilización- Mantenimiento INGENIERIA INVERSA (RE REVERSE ENGINEERING) Proceso por el que captando información a partir del componente físico se establece un modelo tridimensional del producto que, tratado adecuadamente, permite construir una nueva pieza 7 / 57

8 8 / 57

9 9 / 57

10 TESIS Reverse Engineering of Automotive Parts Applying Laser Scanning and Structured Light Techniques (Tesis) Ngozi Sherry Ali May 2005 The University of Tennessee, Knoxville erry_pilot.pdf 10 / 57

11 11 / 57

12 Esquema Básico 12 / 57

13 13 / 57

14 Adquisición datos (con/sin contacto) 14 / 57

15 Imagen de una bomba de agua y vistas secuenciales utilizando un escaner de láser 15 / 57

16 16 / 57

17 Principio del sistema de triangulación láser 17 / 57

18 Nube de punto, modelo de mallado sólido, y modelo reconstruido 18 / 57

19 Imágenes textured 19 / 57

20 Reconstrucción de la bomba de agua 20 / 57

21 Reconstrucción de una polea 21 / 57

22 Modelo de nube de puntos 22 / 57

23 23 / 57

24 Ingeniería inversa y embalajes 24 / 57

25 25 / 57

26 26 / 57

27 27 / 57

28 28 / 57

29 SISTEMAS DE DIGITALIZADO 1. POR CONTACTO 1.1 Con activación manual 1.2 Con activación por contacto (touch-trigger) 1.3 Sistemas de escaneado (contacto contínuo) 29 / 57

30 SISTEMAS DE DIGITALIZADO 2. SIN CONTACTO 2.1 Tiempo de vuelo (Time of flight) (basados en radiación láser o LED) 2.2 Triangulación láser 3.3 Holografía conoscópica (conoscopía láser, medida interferométrica) 30 / 57

31 3.4 Estereofotogrametría (composición imágenes tomadas desde dos puntos de vista diferentes) 3.5 Luz estructurada (Se proyecta un patrón de luz sobre el objeto a digitalizar) 3.6 Luz modulada (Se analizan las variaciones de brillo de una imagen capturada por la cámara) 31 / 57

32 Reconstrucción de superficies e ingeniería inversa TECNICAS Fases: 1. Tratamiento de la nube de puntos (finaliza con el mallado de la nube de puntos) 2. Tratamiento del mallado (bordes, cortes por plano, secciones, dar espesor, reducir número de triángulos, refinado, comprobación intersecciones) 3. Definición de las superficies (Contorno, aristas, ajustar superficies a rejillas) 32 / 57

33 1.TRATAMIENTO DE LA NUBE DE PUNTOS 1.1 Eliminación manual de puntos innecesarios (supresión de puntos no interesantes) 1.2 Eliminación automática de puntos aislados y puntos salientes 1.3 Unión de nubes de puntos (Cuando se trabaja con diferentes nubes) 33 / 57

34 1.4 Reducción automática del ruido El programa desplaza los puntos a su posición teórica en función de puntos próximos, lo que permite suavizar la superficie 1.5 Extracción de características y features Ajustes de taladros, agujeros, cajeras, etc. 34 / 57

35 1.6 Filtrado del número de puntos para modificar el tamaño de rejilla > filtrado uniforme > filtrado en función de la curvatura 1.7 Mallado de la nube de puntos Consiste en aplicar una triangulación para construir una malla de triángulos sobre la nube de puntos 35 / 57

36 2. TRATAMIENTO DEL MALLADO 2.1 Relleno de agujeros Cuando la densidad de puntos no es uniforme o hay zonas sin puntos los programas permiten el relleno de agujeros 2.2 Eliminación de marcas o surcos, etc. por ejemplo, alrededor de un vaciado ( Defeaturizar ) 36 / 57

37 2.3 Papel de lija Realizar pequeños retoques sobre el mallado en zonas locales 2.4 Relajación de tensiones Para trabajar en zonas más amplias que con la herramienta lija. Se obtiene un mallado más suave y regualra. Se puede controlar la intensidad del efecto 37 / 57

38 2.5 Edición de los bordes Se utiliza para suavizar los bordes de la pieza, ya que el algoritmo de mallado los deja irregulares 2.6 Cortar el mallado por un plano Se utiliza par eliminar triángulos de la pieza o partes del mallado 2.7 Dar secciones sobre el mallado (p.e. álabe) Son poli líneas que se pueden exportar a CAD o manipular en el propio programa de reconstrucción 38 / 57

39 2.8 Dar espesor al mallado Para lograr un espesor, de acuerdo al interés, por ejemplo para obtener una pieza por prototipado rápido 2.9 Reducir número de triángulos A fín de reducir el consumo de recursos, como tiempo de cálculo, memoria, tamaño de archivos, etc Refinar le mallado de triángulos localmente Los triángulos grandes, por baja densidad de puntos, se pueden modificar para ajustar el mallado a la superficie de la pieza 39 / 57

40 2.11 Reparar triángulos Caso en que el lado de un triángulo sea compartido por más de dos triángulos 2.12 Comprobación de intersecciones entre triángulos El mallado puede crear triángulos que atraviesan otros triángulos, que al no ser válidos tienen que eliminarse 40 / 57

41 3. DEFINICIÓN DE LAS SUPERFICIES 3.1 Detectar y definir los contornos de las regiones Se trata de definir las regiones en las que se va a dividir la superficie de la pieza. Depende de la experiencia del operario. No interesan regiones con ángulos muy agudos que pueden ser problemáticas 3.2 Editar las líneas de contorno de las regiones Pueden utilizarse para modificarlas en función del interés 41 / 57

42 3.3 Editar los puntos de las esquinas de las regiones Para desplazarlos y situarlos en las zonas más apropiadas para la reconstrucción de la superficie 3.4 Crear los parches dentro de las regiones definidas Para generar la superficie el programa adapta los parches según la complejidad de la superficie de la pieza 42 / 57

43 3.5 Editar y reparar los parches Al generarse de forma automática los parches pueden estar mal definidos, por lo que modificarlos, por ejemplo para que no tengan ángulos muy agudos, con formas más o menos regulares y rectangulares. 3.6 Ajustar la rejilla a cada parche Para controlar el número de nodos, ya que sobre esta rejilla se apoyará finalmente la superficie a construir 43 / 57

44 3.7 Definir las aristas vivas Puesto que las aristas se generan redondeadas por el mallado, se puede indicar qué aristas deben disponer de esquinas vivas 3.8 Ajustar las superficies a las rejillas Es la última fase de la construcción de la superficie y en ella se produce el ajuste de la superficie sobre la rejilla creada en el paso anterior, observando si el ajuste es deficiente para corregirlo 44 / 57

45 3.9 Comprobar las desviaciones entre la superficie y la nube de puntos Se utiliza una escala de colores que permite saber si hay exceso de material (colores cálidos) o falta de material (colores frios). De esta forma se ajusta el parecido al modelo original de partida 45 / 57

46 APLICACIONES Qué empresas pueden utilizar esta tecnología? Sector de Automoción y auxiliar Empresas de diseño de producto Empresas con moldes, troquelería Embalaje Empresas metalmecánicas Centros tecnológicos Centros de investigación y desarrollo 46 / 57

47 Biomecánica, prótesis Implantes, odontología Antropología, arqueología Metrología Patrimonio y objetos históricos Reconstrucción 47 / 57

48 6 CASOS DE SOFTWARE DE RECONSTRUCCIÓN DE SUPERFICIES E INGENIERÍA INVERSA 48 / 57

49 1. CATIA DE DASSAULT SYSTEMES 49 / 57

50 2. POLYWORKS DE INNOVMETRIC 50 / 57

51 3. RAPIDFORM XOREDESIGN trations/ / 57

52 4. DELCAM COPYCAD = / 57

53 53 / 57

54 =927 Delcam has released the 2010 version of its CopyCAD reverse engineering software, the first to incorporate Parasolid software, the industry s leading 3D geometric modelling component from Siemens PLM Software. The new release also includes new algorithms for surface creation with boundaries or with drive curves, plus new methods to use the software for the inspection of complex parts. CopyCAD Pro is the only software to offer "Tribrid Modelling ; the addition of triangle modelling to the combination of surface and solid modelling that is offered in many other CAD packages as "hybrid modelling. Having all the different modelling techniques in a single package reduces the need to transfer data between multiple programs and so streamlines the whole product development process. The extended range of functionality, for example, the ability to undertake Boolean operations between triangle meshes and solids or surfaces, makes CopyCAD Pro ideal for the re-engineering of existing products into improved designs or for creating bespoke products for individual patients in the healthcare industry 54 / 57

55 5. MATERIALISE 3-MATIC assets/partner/materialise/3-matic_brochure.pdf 55 / 57

56 rtner/materialise/3-matic_brochure.pdf 56 / 57

57 6. GEOMAGIC w&feature=youtu.be 57 / 57

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