ciencia

CAPITULO

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SISTEMAS MECÁNICOS

3.1 Introducción
Los sistemas mecánicos constituyen la primera etapa para el desarrollo de un sistema
mecatrónico. Estos sistemas requieren de un diseño y análisis que considere los
componentes o actuadores eléctricos, neumáticos, hidráulicos, electrónicos, etc., para
luego ser construidos.
Para desarrollar un sistema mecánico el primer paso es el diseño.En la actualidad
los diseños son asistidos por programas informáticos conocidos con el nombre de
sistemas CAD por sus siglas en inglés “Computer Aided Design”. El análisis del
sistema puede realizarse por medio de un modelado matemático o de simulaciones en
el computador.
Realizar un análisis del sistema tanto dinámico como cinemático es importante para
dimensionar los actuadores que serequieren. El análisis cinemático permite
encontrar las ecuaciones físicas del sistema para conocer la transmisión de
movimientos (rotación y traslación) generados por los actuadores.

El

análisis

dinámico permite conocer los parámetros físicos como las velocidades, esfuerzos,
aceleraciones, etc.; lo que permite establecer aspectos importantes para el modelo
físico, tales como: tipo dematerial, rendimiento del mecanismo, potencia de los
actuadores, etc.
Luego del diseño y análisis del sistema se determinan los materiales adecuados para
su manufactura y los mecanismos adecuados para dar la forma del diseño, ya sea por

SISTEMAS MECÁNICOS

medio de técnicas manuales, máquinas herramientas convencionales y procesos
CAM “Computer Aided Manufacturing”. La tecnología CAM esuna evolución de
los procesos de manufactura que en la actualidad son cada vez más comunes por su
versatilidad. Entre ellas están las máquinas de control numérico computarizado CNC
o simple control numérico CN. Una vez construido cada uno de los elementos del
sistema éstos se acoplan, garantizando la funcionalidad del sistema.

3.2 Sistemas CAD (Diseño Asistido por Computador)
El diseñoasistido por computador se lo realiza para cualquier sistema o desarrollo de
manufactura no tan solo para sistemas mecánicos, sino también para sistemas
electrónicos, diseño de mobiliario, diseño gráfico, entre otros. Sin embargo este
capítulo se centra en sistemas mecánicos, describe los programas más usados y las
herramientas que nos proporcionan.
3.2.1 Programas informáticos para los sistemasCAD
Los programas informáticos CAD permiten desarrollar bocetos de los sistemas ya sea
en 2D o 3D, los cuales se basan en el dibujo de figuras geométricas (puntos, líneas,
circunferencias, arcos, etc.), para generar superficies y sólidos. Estas herramientas
incluyen asistentes para la elaboración de agujeros, roscas, rodamientos cumpliendo
con normas y estándares de dibujo, lo que facilita eldiseño de piezas mecánicas
como: chavetas, levas, engranes y coreas por mencionar algunas.

(a)
(b)
FIGURA 3.1. Entorno de sistemas CAD (a) Pieza Desarrollada en CAD (b) Presentación de
plano técnico1

1

Wikipedia. Dibujo asistido por computador. 2008.
http://es.wikipedia.org/wiki/Dise%C3%B1o_asistido_por_computador

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Los sistemas CAD permiten realizarensambles, presentación fotorealista, planos 2D
o 3D, simulación de sistema y traslación a un código compatible con los sistemas de
manufactura.

3.2.1.1. Autocad: Autodesk Mechanic
Autodesk Mechanic es un software de diseño, dibujo y modelación. Permite modelar
sólidos 3D basados en la plataforma 2D de Autocad y transforma los modelos de
sólidos estáticos en piezas paramétricas para mejorarla calidad del diseño.
“Los detalles y planos de producción inteligentes, las extensas bibliotecas de piezas
mecánicas estándar y el cumplimiento de las normas de diseño del sector convierten
a Autodesk Mechanical Desktop

en una potente herramienta que le permitirá

aumentar su productividad”2. Constituye entonces una herramienta que cumple con
las normas de diseño, utiliza bibliotecas...