Catia v5 Taller

Gestión Del Ciclo De Vida Del Producto

TALLER BASICO DE CATIA V5

Jair Andrés Pérez Cano

Tecnólogo En Diseño E Integración De

Automatismos Mecatrónicos

Bachelor en ingeniería industrial con énfasis en PLM


Instructor En PLM

INTRODUCCIÓN

El Plm (gestión de ciclo de vida del producto) ha nacido como una estrategia

empresarial en donde procura dar una rápida respuesta a las necesidades

cambiantes del cliente y sacar productos novedosos en tiempos muy cortos,

también infunde una política de trabajo colaborativo e integridad de personas y

procesos.

Respondiendo al área de diseño del producto el Plm suele utilizar algunas

herramientas CAD (diseño asistido por computador) y en el SENA utilizaremos el

software llamado CATIA (computer-aided three dimensional interactive application),

aquí podemos realizar el modelado del producto en 3D, el diseño de sus piezas,

ensambles del producto, análisis de esfuerzos, realización de superficies,

renderizados, simulación entre otras tantas aplicaciones a la hora de diseñar.

En esta guía daremos una introducción a algunos módulos que posee CATIA.


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INDICE

Objetivos

I. Introducción al entorno de Catia.

II. Inicio al modulo de Sketcher

III. Creación de un perfil y definición de algunas herramientas de Catia.

IV. Contornos, figuras geométricas.

V. Restricciones y operaciones.

VI. Manejo del mouse en el entorno de Catia.

VII. Ejercicio de práctica.

VIII. Inicio al modulo de Part Design, creación de un sólido a partir de un perfil.

IX. Herramientas básicas. (extrusión, corte, revolución)

X. Ajustes de un sólido (redondeo, chaflán)

XI. Operaciones de un sólido (repetición, translación)

XII. Ejercicios de práctica.

XIII. Inicio al modulo de Assembly Design, ejercicio de practica

XIV. Insertar piezas en el taller de Assembly Design.

XV. Manipulación de piezas.

XVI. Creación de restricciones de ensamble.

XVII. Inicio al modulo de Drafting

XVIII. Poner una pieza en el plano.

XIX. Vistas.

XX. Creación de cotas.

XXI. Poner un ensamble en el plano.


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OBJETIVOS Identificar las herramientas que nos ofrece el software Catia V5 para la

realización del diseño de un producto.

Conocer el significado de CAD por medio de las TIC’s.

Plantear nuevas propuestas de diseño para agilizar el tiempo de realización

de los modelos en Catia V5.

Identificar la diferencia entre un software paramétrico y uno no

paramétrico.

Comprender el potencial que posee una herramienta Plm en el tema del

diseño y simulación.


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I - INTRODUCCIÓN Al ENTORNO CATIA V5 El entorno de Catia está conformado por varios talleres, en donde cada taller se divide en distintos módulos.

Árbol de

especificaciones

Compas

Modulo donde

Estamos

Trabajando


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II –INICIO AL MODULO SKETCHER El modulo de Sketcher nos permite realizar las figuras 2D en donde más adelante serán la base para hacer nuestro modelado en 3D.

Es necesario aclarar que cada modulo de Catia guarda la información con una extensión de archivo única, por ejemplo como es el caso de Part Design en donde el archivo tiene extensión .CATpart, también es necesario saber que todas las partes de Catia están relacionada esto quiere decir que si poseemos un ensamble y borramos una pieza, cuando abramos desde Catia el ensamble puede que nuestro archivo se estropee un poco, es aconsejable empezar a grabar desde el inicio en una carpeta única en donde estarán todos nuestros archivos.

1

2

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III – CREACIÓN DE UN PERFIL Al inicio del modulo Sketcher veremos la siguiente interfaz.

En la imagen anterior vemos que hay un icono de color naranja, siempre que este color este activo en un icono significa que Catia está esperando que nosotros trabajemos con esa herramienta, en nuestro caso Catia está esperando que escojamos un plano. Algunas herramientas que tiene el modulo de Sketcher son las básicas que poseen todos los talleres de Catia y sus herramientas especificas. Las herramientas básicas son:

View

Icono Nombre Función

Fly Mode Nos permite explorar el entorno de Catia como si voláramos en un avión.

Fit All In Permite centrar la pieza principal, es muy útil cuando nos perdemos en el entorno de Catia

Pan Nos da la posibilidad de mover la pieza en forma plana.

Rotate Da la posibilidad de girar la pieza a nuestro gusto.

Zoom In Sirve para acercar la pieza.

Zoom Out Sirve para alejar la pieza.

Normal View Con esta herramienta podemos ver y central el espacio plano de la pieza.

Create Multi-View Crea cuatro vistas (frontal, lateral, superior e isométrica).


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Isometric View Con esta herramienta tenemos acceso a todas las vistas disponibles.

Shading With Material Nos permite cambiar el modo como vemos la pieza, en este caso es con material.

Hide/Show Podemos ocultar algunos elementos del entorno o visualizar elementos escondidos.

Swap Visible Space Nos permite ver el espacio oculto de Catia.

También veremos el perfil de varios colores dependiendo la característica que tenga este.

El blanco quiere decir que el perfil aun no está definido.

El verde quiere decir que el perfil está completamente definido.

El violeta quiere decir que el perfil esta sobre definido.

El marrón quiere decir que las restricciones del perfil están generando errores. El rojo nos quiere decir que existe un elemento sin solución o necesita

actualización. El naranja significa que tenemos algunas líneas o puntos seleccionados. El amarillo quiere decir que la línea o punto esta protegido.

IV - BORRADO, CONTORNOS, FIGURAS GEOMÉTRICAS. Algunas herramientas del modulo Sketcher son: La barra de Profile (Contorno).

PROFILE

Predefined Profile

Rectangle Forma un rectángulo tomando dos puntos

diagonales como referencia.

Oriented Rectangle Toma tres puntos como referencia, el de origen,

el ancho y el largo.

Parallelogram Forma un paralelogramo con tres puntos de

referencia

Elongated Hole Forma un contorno alargado con tres puntos de

referencia, los dos del eje y el ancho.


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Cylindrical Elongated Hole

Forma un contorno alargado y circular, también toma tres puntos como referencia.

Keyhole Profile Perfil en forma de cerradura que requiere de

cuatro puntos, el eje y los dos espesores.

Hexagon Hexágono formado por dos puntos, el del centro

y el exterior que es un círculo de guía.

Centered Rectangle Rectángulo formado por dos puntos, uno que sale del centro y el otro que es el exterior.

Centered

Parallelogram Paralelogramo formado por dos puntos, el del

centro y el exterior.

Circle

Circle Circulo conformado por dos puntos que son el centro y el radio.

Three Point Circle Circulo de tres puntos, dos que tocan los bordes y uno para modificar su dimensión (perimetral).

Circle Using Coordinates

Creación de un círculo utilizando las coordenadas XY del centro y del radio.

Tri-Tangent Circle Circulo creado a partir de tres líneas, toma

como referencia sus tangentes.

Three Point Arc Crea un arco con tres puntos, el de origen, el

punto medio y el de finalizar.

Three Point Arc Started With Limits

Arco que toma como referencia tres puntos, el de origen, el final y el punto medio.

Arc Arco sencillo de tres puntos, el punto del centro y los del radio.

Conic

Ellipse Figura conformada por tres puntos, el del

centro, el ancho en X y el ancho en Y.

Parabola By Focus Parábola conformada por 4 puntos, el origen, el de la base, y los dos extremos.

Hyperbola By Focus Figura de 5 puntos. 1=Punto de trabajo. 2=el

centro. 3=cima. 4 y 5=extremos.

Conic Posee 5 puntos en donde el 1 y 2 son los

extremos y los 3,4 y 5 son puntos de paso.


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Line

Line Con esta herramienta creamos una línea utilizando dos puntos, los extremos.

Infinite Line Crea una línea infinita puede ser H o V, o si

deseamos utilizamos dos puntos de referencia.

Bi-Tangent Line Línea tangente creada a partir de dos curvas.

Bisecting Line Línea simétrica creada a partir de la intersección

de dos rectas.

Line Normal To Curve Esta herramienta nos permite crear una línea que sea normal a una curva.

Spline

Spline Número de puntos N, Cada punto define la

forma de la curva (forma tangencial).

Connect Curva que une dos contornos.

Otros

Axis Es una línea imaginaria que sirve para generar

volúmenes de revolución.

Profile Con esta herramienta realizamos un contorno con rectas y curvas.

Point

Point By Clicking Creación de un punto con un click.

Point By Using

Coordinates Esta herramienta nos permite crear un punto a

partir de las coordenada X y Y.

Equidistant Point Nos permite dividir una recta o curva con varios

puntos divididos a distancias iguales.

Intersection Point Crea un punto a partir de la intersección de dos

líneas.

Projection Point Proyecta un punto que este cerca al contorno.


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V – RESTRICIONES Y OPERACIONES Ahora veremos algunas herramientas para la modificación del perfil.

Constraint

Constraints Defined In

Dialog Box Herramienta que sirve para crear algunas restricciones geométricas a nuestro perfil

Constraint Aquí podemos agregar medidas a nuestro perfil.

Contact Constraint Crea rápidamente restricciones de contacto (ej.

Coincidencia, tangente, concéntrico etc.)

Fix Together Herramienta para fijar el entorno seleccionado, esto quiere decir que no se puede modificar.

Auto Constraint Catia crea las restricciones que calcule

necesarias para definir el perfil.

Animate Constraint Herramienta útil para realizar algunas animaciones sencillas en 2D.

Multi Constraint Nos permite ver todas las restricciones

existentes para poder modificarlas fácilmente.

OPERATION

Relimitations

Trim Re limita los contornos ya sean líneas o curvas.

Break Hace una división en una línea por medio de un

punto y dos puntos si es un círculo.

Quick Trim Herramienta útil para eliminar líneas que están

entre dos puntos.

Close Cierra los contornos abierto en forma de círculo.

Complement Borra el contorno original y crea un contorno

complementario.

Transformation

Mirror Crea un contorno igual al seleccionado

utilizando una línea de eje como guía.

Symmetry Herramienta similar a mirror pero con la diferencia que esta no copia, traslada.

Translate Esta herramienta nos permite trasladar un

contorno de su lugar. Tienes 2 puntos de guía.


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Rotate Podemos Girar nuestro contorno en el plano

con esta herramienta, tiene tres puntos de guía.

Scale Aquí podemos ampliar o disminuir el tamaño de nuestro perfil. El perfil no debe estar definido.

Offset Crea un contorno paralelo y con restricciones de medición.

Otros

Corner Nos permite agregar curvas entre dos líneas

siempre y cuando no sean iguales a 180 grados.

Chamfer Herramienta muy similar a Corner pero con esta realizamos chaflanes.

3D Geometry

Project 3D Elements Proyecta una arista de un sólido al plano donde

estamos trabajando.

Intersect 3D Elements

Crea un contorno si el plano en donde estamos trabajando esta interceptando un sólido.

Project 3D Silhouette

edges Proyectas un supuesta arista en el extremo de un

cilindro (las aristas en los cilindros no existen)

NOTA: Las restricciones geométricas nos sirven para definir el perfil sin necesidad de medidas, estas restricciones aparecen en nuestro perfil en color verde y con un icono diferente dependiendo la característica que hemos colocado. Ejemplo:

Coincidente

Simétrico

Horizontal

Paralelo

Vertical


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VI - MANEJO DEL MOUSE EN EL ENTORNO DE CATIA Para mejorar la manipulación de nuestros perfiles y sólidos existes algunas claves con el manejo del mouse, estas son las siguientes: VII - EJERCICIO DE PRÁCTICA Vamos a realizar el siguiente plano con las medidas administradas y procurar dejarlo completamente definido.

Click Izquierdo

para seleccionar un

objeto o arista.

Click derecho

para ver la barra

de herramientas

del objeto.

Scroll para mover

el objeto en todas

las direcciones

planas 2D.

Con Scroll + Click

izquierdo presionado,

podemos girar la

figura en 3D.

Con Scroll + Click izquierdo y

después deslizar el mouse hacia

delante y atrás realizamos un

zoom de la pieza.


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VIII - INICIO AL MODULO DE PART DESIGN En el modulo “Part Design” ya podemos iniciar con la creación de nuestro solido a partir del perfil creado anteriormente, lo primero que debemos hacer es salirnos del modulo de Sketcher por medio del icono que normalmente está ubicado en la parte derecha del entorno de Catia y después utilizar alguna de las herramientas que nos ofrece para crear un sólido. IX - HERRAMIENTAS BÁSICAS Las herramientas básicas para realizar un sólido son las siguientes

Sketch-Based Featured

Pad Herramienta que nos permite hacer una extrusión de un perfil.

Pocket Con esta herramienta podemos realizar cortes perpendiculares de un perfil.

Shaft Nos permite realizar la revolución de un perfil utilizando una línea como eje.

Groove Permite realizar un corte de revolución

utilizando una línea de eje como referencia.

Hole Herramienta útil para hacer algunos tipos de

perforaciones en el sólido.

Rib Con “barrido” podemos realizar un sólido con

un perfil base y otro para extraer el perfil.

Slot Herramienta similar a barrido pero con la

diferencia que esta elimina todo el recorrido.

NOTA: Es recomendable que a la hora de realizar un sólido la primera operación se procure utilizar el plano del perfil como plano medio, por ejemplo, si vamos a realizar una extrusión le damos click en el espacio “Mirror” y simplemente la medida total la dividimos en dos.

Una vez realizado un sólido nos puede ser de gran utilidad las herramientas de medidas, la primera es la encargada de medir líneas rectas, la segunda nos permite medir como si estuviéramos utilizando un calibrador y la tercera es la

encargada de medir la masa del sólido.


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X - AJUSTES DE UN SÓLIDO También Catia dispone de unas herramientas que nos permiten modificar el sólido creado, las más comunes son:

Dress-Up Features

Edge Fillet Herramienta que nos sirve para redondear los

bordes del sólido.

Chamfer Permite crear un chaflán en las esquinas seleccionadas.

Thread/Tap Con esta herramienta podemos realizar un

roscado interno o externo.

XI - OPERACIONES DE UN SÓLIDO Es muy conveniente saber las operaciones que nos permiten hacer transformaciones al solido, a continuación veremos las más comunes:

Transformation Features

Translation Permite trasladar un sólido utilizando una línea

o arista como referencia.

Rotation Nos da la posibilidad de realizar un giro utilizando una línea o arista como eje.

Symmetry Con esta herramienta podemos copiar el sólido utilizando un plano como espejo.

Mirror Esta herramienta es parecida a la simetría pero

esta conserva el sólido original.

Rectangular Pattern Permite realizar copias de un sólido utilizando

los ejes X, Y y Z como referencia.

Circular Pattern Permite copiar un sólido en forma circular

utilizando una línea o arista como eje.

Scaling Con “Scaling” podemos escalar la medida de

un sólido y se utiliza una línea como referencia.

También podemos familiarizarnos con la herramienta la cual sirve para especificar el material del sólido, se podría decir que esta herramienta sirve para agregarle un material a nuestro diseño.

Esta herramienta nos permite actualizar el sólido, cada vez que hagamos una modificación simplemente le damos click a esta herramienta y se actualiza.


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XII – EJERCICIOS DE PRÁCTICA


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XIII - INICIO AL MODULO DE ASSEMBLY DESIGN El modulo Assembly Design nos permite ensamblar las partes que componen nuestro productos, estas parte previamente se deben realizar en el modulo de Part Design. Para conocer el funcionamiento del taller Assembly Design vamos a realizar las siguientes piezas en el modulo de Part Design. Pieza 1 Pieza 2


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Pieza 3 Pieza 4


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XIV - INSERTAR PIEZAS EN EL TALLER DE ASSEMBLY DESIGN Lo primero que debemos tener en cuenta a la hora de insertar la primera pieza es el funcionamiento de esta pieza en el ensamble, procuremos siempre empezar insertando la primera pieza como base, (un soporte, una pieza que haga contacto con el suelo, un elemento fijo, etc.), pues esta pieza será de referencia para las siguientes pieza (aunque también podemos modificar la pieza que estará como base), para insertar una piza debemos seguir el siguiente proceso: Una vez en el ambiente de Assembly Design procedemos a insertar la primera pieza. Con la herramienta “Existing Component With Positioning” podemos agregar nuestras piezas, con algunas relaciones incluidas.

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Siempre procuremos que la primera pieza que agregamos sea fija, la fijación la podemos hacer en cualquier momento pero es aconsejable que sea el primer paso a realizar en el modulo de Assembly Design. También podemos agregar piezas con la herramienta “Existing component” XV - MANIPULACIÓN DE PIEZAS Para poder tener un mejor manejo de las piezas en el entorno de Assembly Design existen las herramientas de manipulación, a continuación veremos la mas básica que se llama “manipulation”.

Se puede mover una pieza tomando como

referencia el eje X, Y, Z o una arista

Se puede mover una pieza tomando

algún plano como referencia.

Se puede girar una pieza tomando alguna línea o arista como eje.


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XVI - CREACIÓN DE RESTRICCIONES DE ENSAMBLE Las restricciones o relaciones de ensamble nos sirven para organizar todas las piezas en un ensamble, estas relaciones lo que hacen es colocar las piezas en donde deberían de ir, por ejemplo decir que un tornillo está incluido en algún agujero.

Constraints

Coincidence Constraint Nos permite especificar una relación de

coincidencia entre dos superficies o dos ejes.

Contact Constraint Nos permite decir que tenemos dos superficies

que hacen contacto entre sí.

Offset Constraint Con Offset podemos agregar una distancia

entre pieza y pieza.

Angle Constraint Con la relación Angle podemos agregar una medida angular entre dos superficies o ejes.

Fix Component Podemos fijar una pieza y dejarla inamovible.

Fix Together Podemos fijar todas las piezas del ensamble.

Quick Constraint Herramienta útil para agregar rápidamente relaciones, solo se debe escoger las superficies.

Flexible/Rigid Sub-

Assembly Permite descomponer un sub-ensamble y para

visualizarlo mejor o lo lleva a la normalidad.

Change Constraint Con esta herramienta podemos cambiar

rápidamente algunas restricciones agregadas.

Reuse Pattern Permite copiar rápidamente algunas relaciones

y sus piezas (ej. Matriz lineal)

Básicamente debemos tener en cuenta que una relación se debe realizar entre dos superficies, entre dos aristas o entre una superficie y alguna arista o eje. Ejemplo de una coincidencia circular

1

2 3

4 Escogemos la

herramienta Escogemos las

superficies

Actualizamos

Y listo, tenemos

relación entre las

dos piezas


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XVII - INICIO AL MODULO DE DRAFTING Con el modulo Drafting podremos realizar planos con las piezas ya realizadas, simplemente es organizarlas y sacarle las medias, debemos tener en cuenta que si realizamos un cambio en la pieza también afectara nuestro plano

Algunas veces también debemos especificar el modelo de las vistas y el formato de la hoja.

Aquí están las

especificaciones

Aquí están los

datos generales


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XVIII - PONER UNA PIEZA EN EL PLANO Una vez seleccionada la pieza a la cual vamos a realizarle el plano abrimos el modulo de Sketcher y le damos click en “OK”. Después buscamos la herramienta Front View y le damos click

Minimizamos la ventana y seleccionamos algún plano de la pieza

Plano

seleccionado

Vista

Preliminar


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Una vez en el entorno Sketcher podemos modificar si lo deseamos la vista principal de nuestra pieza, esto lo podemos hacer con el manipulador.

Y ya estamos listos para empezar a darle las medidas. XIX – VISTAS Para agregarle las vistas a nuestro solido utilizamos la herramienta de proyección. Aquí están algunas herramientas útiles.

Manipulador

Aquí

confirmamos

la vista

principal

Herramienta

para proyectar

vistas

Herramienta para

la creación de

vistas estándar

Herramienta

para realizar

cortes

Herramienta para cortar todo

menos el área

seleccionada

Herramienta

para realizar

un detalle

Herramienta para

hacer un corte al

solido en 3D


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XX - CREACIÓN DE COTAS Una vez hemos ingresado nuestro solido en el plano ya podemos empezar a definir sus medidas o a realizar su plano, para insertar las medida procuraremos hacer la menor cantidad de cotas posibles pero que sean fácil de comprender. Es buenos que nos familiaricemos con la barra de herramienta “Dimensions” que nos ayudara a agregar las cotas que deseamos, “Selections” en donde podremos realizar un corte al solido y “Details” con la cual podemos hacer más grande algún área seleccionada.

Ejemplo del uso de las herramientas. Si queremos agregar una anotación o una tolerancia agregamos un texto.


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XXI - PONER UN ENSAMBLE EN EL PLANO Inicialmente colocamos el perfil del ensamble, el método para insertar el perfil del ensamble en el entorno de Drafting es muy similar al método para insertar el perfil de una pieza.

Después de esto vamos a realizar una hoja para calcar, seguimos la siguiente ubicación: Barra de herramienta > Edit. > Sheet Background. Ya cuando entremos a nuestra hoja de calcar podemos realizar un formato para colocar los datos del planos o una tabla en donde estarán los datos de las piezas. Con “Frame and title block” podemos hacer nuestro formatos.

Cuando estamos en la hoja de calcar el entorno es de color gris.


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Esta opción la utilizamos para sacar el listado de componentes o de piezas del ensamble.


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AGRADECIMIENTOS Escuela nacional de ingenieros de Metz – Francia Servicio nacional de aprendizaje – SENA Centro de diseño tecnológico industrial – CDTI Documento realizado por Jair Andrés Pérez, Tecnólogo en diseño e integración de automatismos mecatronicos – Bachelor en producción industrial con énfasis en PLM- Instructor en PLM (SENA-CDTI) RELACIONES SENIM-2010

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