Diseño, modelado y normalización de una máquina de coser

Autores:Gago Carrillo, EdgarMartín Sánchez, GabrielMoreno Bravo, GuillemRius Martínez, Eduard

Número de equipo: 12

Asignatura: Expresión gráfica

Grupo: GREVA

Fecha de entrega: 07-06-2016

Profesorado:Hernández Abad, Francisco

Índice

1. Introducción y planificación................................................................................................2

2. Metodología........................................................................................................................3

2.1. Recopilación de Información........................................................................................3

2.2. Procesos de comunicación, intercambio de información y seguridad..........................5

2.3. Determinación del trabajo a realizar, planificación y estrategias.................................6

2.4. Reparto de tareas.........................................................................................................8

3. Resultado.............................................................................................................................9

4. Descripción puntos fuertes y débiles destacables............................................................10

5. Conclusiones y sugerencias de mejora..............................................................................11

6. Modelado 3d y ensamblaje de las piezas del conjunto (Cuaderno A3 Anexo?)...............12

7. Representación normalizada (Cuaderno A3 Anexo?).......................................................13

7.1. Dibujo de conjunto.....................................................................................................13

7.2. Cajetín de despiece....................................................................................................13

7.3. Dibujos de despiece....................................................................................................13

8. Anexo con fotografías de la máquina real........................................................................14

1. Introducción y planificación

Éste es un proyecto de expresión gráfica el cual pretende abrir la mente al mundo del diseño y la normalización de piezas. Se pretende conseguir una visión más amplia y poder introducirnos en el mundo de la ingeniería y la producción de piezas a través de la realización de un objeto real mediante planos y modelado en 3D. Para esto nos hemos ayudado de un programa paramétrico como es el Solidworks.

Nuestra forma de trabajar ha sido con la ayuda del objeto físico que queríamos representar y normalizar. También podíamos optar por el proceso contrario, mediante planos realizar el modelado. Pero ante la posibilidad de disponer del objeto físico optamos por la primera opción.

Encontramos más atractivo poder disponer del objeto, ya que esto nos ayudaba a entender el funcionamiento de éste a la perfección. En el momento de realizar el ensamblaje de las piezas en el ordenador es de mucha ayuda disponer del objeto y de las piezas. La visión es distinta y hace que el proyecto sea más llevadero y divertido. Poder manosear, desmontar y estudiar las piezas que luego cobran vida en entornos gráficos es una experiencia que nosotros, como futuros ingenieros, consideramos necesaria. Así que nos hicimos con una máquina de coser y nos pusimos manos a la obra.

Cualquier trabajo o proyecto requiere antes de su realización una planificación y organización determinada. En este apartado se pretende explicar a grandes rasgos la planificación que se ha realizado a lo largo del proyecto, debido a que más adelante hay un apartado que lo explica detalladamente.

Está claro que antes de decidirnos sobre qué proyecto realizar barajamos muchas posibilidades pero al final nos decantamos por la máquina de coser, nos parecía un objeto interesante y además cumplía todos los requerimientos necesarios.

Se empezó el proyecto buscando algo de información, luego encontramos una máquina de coser que podíamos desmontar y estudiar. A continuación, desmontamos ésta, medimos y realizamos cada una de las piezas en 3D. Al acabar el modelado empezó otra etapa del proyecto, la normalización. La normalización es básica y es lo que al final hará que nuestro objeto se pueda fabricar y, si se ha hecho bien, su fabricación será óptima.

Ésta etapa del proyecto quizá es la más dura y en la cual se centra la mayoría del trabajo. Por ello el tiempo de dedicación es importante. En ella se hicieron los planos normalizados de cada pieza, así como los dibujos de conjunto y los cajetines de despiece. Todos estos planos configuran nuestro objeto y lo convierten en un objeto que puede llegar a fabricarse y que además, es un clon o incluso una versión mejorada del objeto real.

La última etapa del proyecto es la valoración de los resultados y en ella valoramos qué se puede mejorar, qué se ha hecho bien y si se ha obtenido un resultado satisfactorio.

2. Metodología

En este apartado se pretende exponer la metodología mediante la que ha trabajado el grupo así como los inconvenientes y problemas encontrados a lo largo de la realización del proyecto.

2.1.Recopilación de Información

Inicialmente, el grupo barajó varias posibilidades y examinó varios posibles proyectos a realizar. Después de una primera lluvia de ideas y su posterior selección, cada individuo del grupo buscó información de algunas ideas. En esta fase del proyecto según iban surgiendo ideas se analizaba su operatividad y su posible llevada a cabo. La información durante esta primera fase fue encontrada básicamente en internet y libros. Ésta información básicamente nos sirvió para analizar qué proyecto era más adecuado para nuestra situación, por lo tanto, no debía ser información muy profunda pero si debía teníamos que disponer de la suficiente para valorar y descartar.

Una vez tuvimos toda la información que fue posible recopilar de internet, nos encontramos ante dos proyectos. El primero fue el de la realización de un reloj de pared del que encontramos varias imágenes de plano y del modelado, para tener algunas referencias.

Las imágenes anteriores corresponden al primer posible proyecto en el que teníamos pensado basar nuestro proyecto.

Paralelamente a este pensamos también en hacer una máquina de coser de la que vimos algunos planos e imágenes que estaban bastante bien. Gracias a que dos miembros del grupo disponían de máquinas de coser antiguas que podrían ser desmontadas decidimos realizar este segundo proyecto con el fin de poder representar un objeto real, modelarlo, realizar sus croquis y ver el acabado final.

En una fase más avanzada del proyecto, una vez decidido qué haríamos, la búsqueda de información se intensificó y se volvió más profunda. Se buscó mucha más información sobre el tema en internet y libros y, además, se recurrió a personas entendidas en el tema y se dispuso de un objeto real sobre el cual podíamos tomar toda clase de medidas, desmontar y analizar su funcionamiento.

Nos hemos basado en el objeto real y a partir de éste hemos realizado su modelado y normalización, tomando las medidas sobre el objeto. Así que toda la información que requeríamos la hemos ido obteniendo directamente de las diferentes piezas.

Tener físicamente la máquina de coser que íbamos a realizar nos permitía tomar las medidas sobre la marcha, analizar su funcionamiento y su ensamblaje. Ha sido una muy buena fuente de información de la cual hemos obtenido todo lo que necesitábamos y nos ha ayudado a entender cómo funcionaba todo el mecanismo. De todos modos en ocasiones hemos tenido que recurrir a internet para saber la base del funcionamiento de ciertas piezas, su finalidad y su ensamblaje.

A continuación se muestran algunos croquis realizados para tomar medidas:

A continuación se muestran algunas fotografías de la máquina de coser física de la cual hemos obtenido la mayoría de la información, al final de la memoria se adjunta un anexo con muchas más fotografías:

2.2. Procesos de comunicación, intercambio de información y seguridad

Des de un primer momento el grupo se puso en contacto tanto físicamente como virtualmente. Una de las plataformas usadas para comunicarnos ha sido “WhatsApp” mediante la cual hemos podido hablar, organizarnos, delegar tareas, etc.

El grupo iba realizando reuniones físicas de vez en cuando y cuando lo creía oportuno. Se informaba a todos los miembros del grupo a través de la plataforma ya descrita, físicamente o mediante llamadas telefónicas.

Una de las decisiones importantes que tomamos fue la forma de intercambiar la información y los distintos archivos. El grupo valoró distintas plataformas y se optó por usar una de las opciones que ofrece la compañía de “Google”, ésta plataforma es “Drive”. “Drive” es una plataforma muy útil para compartir archivos. Se pueden crear carpetas, todos los componentes del grupo tienen acceso a la información y a la edición y permite una buena organización.

Una vez decididas las plataformas a usar también se definió su organización para que todos los miembros del grupo tuvieran claro que archivos eran los actualizados para trabajar correctamente sobre ellos.

La plataforma “Drive” nos aseguraba que todos dispusiéramos de una copia de todos los archivos. Además, nos sirvió de copia de seguridad.

Por lo que respecta a la seguridad y conservación de los archivos, cada miembro del grupo disponía de una copia de ciertos archivos en su disco duro o pendrive, se procuraba que cada uno tuviera copia de todo.

Además, como hemos comentado anteriormente, también usábamos la plataforma “Drive” como respaldo.

2.3. Determinación del trabajo a realizar, planificación y estrategias

Dentro del proyecto hay variar tareas que realizar y cada una con sus diferentes características y complejidades, las hemos dividido en: búsqueda de información, redacción de la memoria escrita, toma de medidas de las diferentes piezas, modelado de las piezas en 3D, normalización de las piezas, ensamblaje de las piezas, normalización de los planos de conjunto con sus consecuentes cajetines de despiece y la realización de los dibujos de despiece.

La primera tarea a realizar fue la búsqueda de información, que se realizó según se determina en el apartado 2.1. Recopilación de Información. Consideramos que este proceso debía ser rápido para poder iniciar el proceso de modelado y normalización de las piezas lo antes posible, pero también éramos conscientes que esta búsqueda de información no se detendría, como es lógico, hasta el final del proyecto. Por lo tanto, empezamos con una búsqueda intensiva que fue disminuyendo sobre la marcha.

Una de las siguientes tareas a realizar fue la redacción de la memoria escrita. Ésta se iba realizando sobre la marcha en los momentos que cada integrante del grupo determinaba óptimos para ello. Se empezó al poco de empezar el proyecto y su realización es la culminación de éste. Es un documento importante que refleja el trabajo llevado a cabo y, por ello, no queríamos darle menor importancia. Así que con la importancia que le correspondía se redactó y organizó desde un principio. Su organización también marcaba las tareas a realizar.

Otra de las tareas es la toma de medidas. Ésta se ha hecho a través de las piezas físicas y con instrumentos de medida tales como regla, pie de rey y goniómetro. Es una tarea relativamente sencilla pero que debe hacerse con sumo cuidado ya que en esto se basará la construcción de las piezas. Según se iban midiendo se hacían los correspondientes croquis y otras veces se modelaba directamente. Al repartir el trabajo y trabajar separadamente ya habíamos asumido el hándicap de que podían existir medidas de piezas que deberíamos adaptar en el momento

Plataforma usada para la comunicación entre los integrantes del grupo.

Plataforma usada para la compartición de archivos y documentos. También ha sido usada como respaldo de seguridad.

de realizar los ensamblajes, debido a que en ocasiones había medidas algo confusas o ambiguas.

Una vez tomadas las medidas se procedía al modelado de las piezas en 3D. Aquí empieza el proceso de creación de las piezas a formato digital a través del programa Solidworks. Una vez realizado su modelado se pasaba a hacer la siguiente tarea que consistía en hacer los planos normalizados de cada pieza.

Con las piezas modeladas y normalizadas la siguiente tarea es la realización de los dibujos de conjunto en los cuales se muestra como se unen entre si las diferentes piezas para componer el objeto físico en su totalidad. Además, es necesario añadir a estos dibujos de conjunto los consiguientes cajetines de despiece.

Por lo que hace a la planificación nos hemos ayudado de un diagrama de Gantt mediante el cual hemos podido organizar las diferentes tareas a realizar en cada período de tiempo.

En la siguiente página se muestra el diagrama de Gantt:

2.4. Reparto de tareas

Siempre se han repartido las diferentes tareas de manera equitativa y de forma que todos los integrantes del grupo trabajaran por igual. La manera de proceder fue repartir ciertas piezas a cada integrante del grupo, de semejante dificultad y a poder ser relacionadas entre ellas.

El reparto de piezas se hizo a través del propio diseño de la máquina y la división de piezas que esta tenia. Teniendo en cuenta que la mayor parte de las piezas eran barras y bielas se hizo el reparto en 3 partes. Barras de la parte inferior, superior y central, por último se repartieron de forma equitativa las piezas más pequeñas y o decorativas. Las piezas de mayor tamaño que hacían difícil su transporte las realizó el integrante del grupo que poseía la máquina en su casa.

Cada integrante del grupo se llevó las piezas a su casa y realizó allí el modelado de éstas. Se intentó que los planos de las piezas también los hiciera la misma persona que había hecho las piezas, aunque en algún caso pudiera no ser así.

Por lo que respecta a los planos del ensamblaje, había algunas piezas que iban relacionadas entre ellas así que el integrante del grupo que las había realizado también hacía su ensamblaje.

Para hacer el ensamblaje total de todas las piezas se hicieron diversas reuniones donde se trabajaba sobre un solo ensamblaje y se iban observando todos los problemas o fallos de medidas que podían ser algo ambiguas. Estos errores provocaban que el ensamblaje no acabara de encajar del todo, por este motivo se fue modificando el ensamblaje corrigiendo erros tanto de piezas como de carcasa para que todo fuera quedando tal y como estaba en la maquina física.

Por lo que respecta a la redacción de la memoria, se intentó que la realizara el mismo integrante del grupo para no variar en la redacción aunque también se repartió para que todo el mundo dedicara de la misma forma el mismo tiempo en cada cosa. En caso de no poder repartir una tarea se asignaban otras de semejante dificultad o tiempo de realización entre los diferentes integrantes del grupo.

3. Resultado

En la realización de éste proyecto se han ido observando los errores cometidos en el proceso, los puntos a mejorar y lo más importante si se han cumplido los objetivos. En este apartado vamos a analizar todo esto, vamos a estudiar los resultados del proyecto.

Una de las cosas más importantes a realizar era el cumplimiento de todos los objetivos propuestos inicialmente. Podemos concluir que éstos se han cumplido satisfactoriamente. Se ha conseguido diseñar, modelar y estudiar un objeto con distintos mecanismos mecánicos.

Algo a lo que dábamos mucha importancia y que se ha cumplido con creces. Cumplir el objetivo de llevar un objeto real a entornos gráficos que nos permitieran estudiar, analizar y definir el objeto por completo. Lo consideramos importante porqué proyectos así son los que nos hacen crecer como ingenieros y aproximarnos a la realidad. La posibilidad de crear y analizar todo lo que imaginamos es una de las facultades que consideramos más importante en el mundo de la ingeniería, así como la trasmisión de toda esta información haciéndola entendible a cualquiera que disponga de los planos normalizados.

Así nos encontramos frente a un objeto al que tomamos toda clase de medidas para modelarlo y una vez modelado realizamos su normalización para que pudiese llegar a fabricarse de manera óptima.

Una vez realizado el modelado de todas las piezas se procedió a hacer su ensamblaje, algo que nos daba algo de respeto, algo que no habíamos realizado nunca y que debía hacerse bien, consiguiendo que todo encajara. Al realizar cada uno las piezas tomando medidas teníamos el miedo que al juntar las piezas no encajaran bien y planeamos un tiempo por si había que modificarlas. De todas maneras, en la realización del ensamblaje encajó todo de un forma que no esperábamos ja que las piezas se habían repartido entre todos los integrantes del grupo, aunque tuvieran una relación del lugar que ocupaban, la unión de estas seria con piezas que habían modelado otros integrantes del grupo. Por esta razón al proceder al ensamblaje y ver que todo iba encajando sin hacer prácticamente modificaciones fue algo satisfactorio porque íbamos observando como nuestro objeto iba cobrando vida en realidad virtual. Hubo que hacer algunas modificaciones en ciertos puntos conflictivos de unión de varias piezas, pero ningún cambio muy significativo.

Al tomar las medidas directamente de las piezas había algunas partes que eran ambiguas y difíciles de medir, así que se intentó aproximar al máximo la forma de la pieza y si se podía se intentaba aproximar a formas perfectas como pueden ser esferas, elipses, círculos etc. Ésta pulcritud intentando aproximar al máximo las piezas modeladas a lo real nos causó en ocasiones que la normalización de las piezas se convirtiera en algo dificultoso, de todas maneras, se intentó hacer lo máximo de bien posible y en algunos casos se tuvieron que fijar sistemas de representación para normalizar las superficies mediante nubes de puntos. Esto ha sido algo que nos causó cierta dificultad pero nos ayudó a practicar cosas que habíamos visto en teoría pero no habíamos llevado a cabo.

La normalización de todas las piezas, así como el dibujo de conjunto ha sido la parte que más tiempo nos ha llevado más tiempo del proyecto. Ya que el modelaje era algo que iba saliendo sin mucha dificultad. Lo que resultó más complicado no fue la complejidad de las piezas a modelar sino, la forma de acotar algunas de las superficies que no seguían ningún tipo de perfil perfecto como pueden ser círculos, rectas, esferas, etc. En algunos casos se hizo la normalización del objeto varias veces pensando bien y antes consultándolo cual sería la forma más correcta de acotar la pieza, llevándonos a utilizar tablas para acotar formas no definidas con solo un par de puntos, utilizando tablas en coordenadas cartesianas y en polares, algo totalmente nuevo y que nos enseñó una nueva forma de acotar ciertos puntos difíciles, con poco espacio a acotar.

El trabajo en equipo también ha sido bueno y nos hemos podido entender todos sin problema, intentado hacerlo todo lo más equitativo posible de manera que todos trabajáramos por igual. El uso de plataformas de compartición de archivos y comunicación nos ha facilitado el proceso y ayudado a estar a todos al día y al corriente de las modificaciones que todos los integrantes del grupo iban haciendo en sus piezas.

Analizando el trabajo realizado, en general, coincidimos en que el proyecto se ha desarrollado de manera adecuada y que se han cumplido todos los objetivos, progresando en nuestro aprendizaje. Ha sido un proyecto que visualmente nos ha impactado y nos ha gustado mucho realizar, sobre todo la parte del modelado ya que es más atractiva, aunque ver el conjunto de planos normalizados también nos ha impactado ya que demuestra la complejidad del proyecto y la implicación que ha habido a la hora de su realización.

Hay que añadir que por falta de tiempo no ha sido posible realizar algunas piezas algo especiales, ya que pensábamos que serían tornillos, pero no conseguimos encontrarlos en la librería de piezas de Solidworks. Ya que decidimos añadir todos los tornillos y tuercas en el ensamblaje final a la hora de hacerlo vimos que no aparecían en ninguna parte y por la proximidad de la entrega del proyecto y ver que quedaban algunos planos normalizados por hacer, había que finalizar hacer el dibujo de conjunto, y el profesor nos dio la posibilidad de que no aparecieran todas las piezas en el proyecto decidimos finalizar todo lo empezado de forma correcta y dejar de lado esas piezas.

Nos habría gustado disponer también de más tiempo para poder afinar más algunas partes del proyecto así como realizar una animación, para que se pudiera apreciar mejor el proyecto como conjunto y demostrar que todo encajaba y que la maquina funcionaba de igual manera que la maquina real de la cual partíamos. Finalmente hicimos una pequeña renderización para enseñar el modelado de la máquina de una forma un tanto más atractiva.

4. Descripción puntos fuertes y débiles destacables

Uno de los puntos fuertes es que al basarnos en un objeto real, como es la máquina de coser, y obtener una pieza muy semejante a la realidad en formato virtual. Se aprecia el trabajo realizado por todos los integrantes del grupo, sin el trabajo en equipo no habría sido posible realizar el proyecto, es un proyecto complicado y que necesita la implicación al cien por cien de todos los miembros del equipo.

Creemos que la parte más importante y más interesante para nosotros de este proyecto ha sido trabajar con un objeto real, comprender las formas del objeto y la cantidad de medidas que puede llegar a tener para poder realizar la pieza tal cual es en la realidad. Creemos que a pesar de haber sido un proyecto que ha ocupado gran parte de nuestro tiempo desde el momento en el que se empezó a hacer, no habría sido lo mismo si no hubiéramos modelado un objeto real. Por eso pensamos que uno de nuestros principales puntos fuertes es tener una base de objeto real, empezar con las medidas basadas en este objeto y finalizar con la normalización de las piezas lo cual podría hacer posible la realización del objeto, cerrando de esta forma el ciclo.

Otro punto fuerte a destacar sería el equipo. El ímpeto y las ganas de trabajar de todos, el interés por el proyecto y la implicación, ha hecho que el grupo trabajara de forma muy eficiente y muy seria. Todos hemos colaborado e intentado dar lo máximo a lo largo del proyecto de forma que éste se pudiera realizar de la forma más llevadera posible. Analizando el proyecto se puede ver a simple vista su complejidad y la cantidad de trabajo que se ha tenido que realizar en el poco tiempo del que disponíamos, esto sin un equipo sincronizado habría sido imposible de realizar.

Otro punto destacable es la cantidad de detalles que hemos intentado añadir haciendo el proyecto lo más realista posible.

Uno de los puntos débiles que hemos podido tener a causa de lo dicho anteriormente, es que la aproximación a la realizad ha hecho que ciertas piezas del proyecto fueran más complejas de normalizar. Ésta dificultad añadida creemos que no ha sido una desventaja, ya que nos ha hecho encontrar con problemas que hemos tenido que resolver aumentando así nuestro aprendizaje a lo largo del proyecto.

Por último otro punto débil que se podría destacar sería la falta de tiempo o puede que previsión. Como hemos dicho anteriormente nos ha faltado el modelado de algunas piezas que vimos que eran algo extrañas y se esperó al ensamblaje para introducirlas, provocando que no pudiéramos incluirlas en el proyecto. De todas formas no creemos que sea un punto débil que pueda hacer sombra a los puntos fuertes ni siquiera disminuir la calidad y el trabajo que en este se refleja.

5. Conclusiones y sugerencias de mejora

Podemos concluir que hemos realizado un buen proyecto, se ha trabajado en equipo y se ha aprendido y comprendido el funcionamiento de herramientas que todo ingeniero de hoy en día necesita, como son la utilización de programas de CAD para llevar todo aquello que necesitemos fabricar a la realidad. La normalización de todas las piezas nos ha hecho ver la dificultad que puede suponer fabricar un objeto y nos ha mostrado la importancia de ésta para poder trabajar en equipo, y que todo el grupo de trabajo entienda todo lo que se hace en todo momento.

A continuación presentamos un conjunto de sugerencia para mejorar el proyecto, entre ellas se encuentran:

-La realización de un mueble que contenga la máquina, éste sería una mesa con pedal mediante el cual se accionaria el movimiento rotativo de un conjunto de poleas y bielas que transmitirán el movimiento a la máquina dándole vida y haciéndola al completo como una máquina de coser antigua.

-También nos habría gustado si hubiéramos dispuesto de más tiempo realizar un mejor renderizado y sobretodo nos habría gustado hacer una animación en la que se viese la máquina en funcionamiento. Algo que encontramos muy atractivo y de resultado muy atractivo visualmente.

Los siguientes capítulos hacen referencia a la normalización. Los apartados 6. y 7. y sus sub apartados se encuentran en un conjunto de planos de tamaño A3 encuadernados aparte para su mejor visualización y manejo. Se muestran aquí las cabeceras de los capítulos para tener en mente su organización.

Al final de la memoria se ha añadido un interesante anexo con fotografías de la máquina física y del modelado.

6. Modelado 3d y ensamblaje de las piezas del conjunto (En cuaderno A3 anexo)

Éste apartado es nombrado aquí pero su contenido está situado en el cuaderno adjunto con todos los planos normalizados, el dibujo de conjunto y el cajetín de despiece.

7. Representación normalizada (En cuaderno A3 anexo)

Éste apartado es nombrado aquí pero su contenido está situado en el cuaderno adjunto con todos los planos normalizados, el dibujo de conjunto y el cajetín de despiece.

7.1. Dibujo de conjunto

7.2. Cajetín de despiece

7.3. Dibujos de despiece

8. Anexo con fotografías de la máquina real

A continuación se muestran algunas imágenes de la máquina de coser y las correspondientes piezas en las que nos hemos basado para realizar el proyecto: