Bienvenidos vamos a trabajar en el modelado virtual
del trapichea del siglo 18 para la molienda de caña de azúcar.
Este proyecto es un trabajo en colaboración
entre distintas universidades, entre la Universidad Pontificia Comillas,
y en particular la UNED,
la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales en su trabajo
dentro del proyecto pro impropio para el diseño
y desarrollo estratégico de la construcción de mecanismos
en educación estén.
Durante esta presentación veremos
cómo construir un gemelo digital a través del modelado virtual
vamos a partir del trapicheo que aparece en las ilustraciones,
que tienen los libros del animal dichas y restricciones.
Nos muestran dos tipos de trapichea que pueden tener
una atracción hidráulica, una atracción,
podríamos decir, animal o desangre de las 2.
En particular, hemos elegido la de abajo a la derecha,
a la que vamos a modelar.
Por ejemplo, en cualquiera de las dos tenemos tres cilindros
donde el cilindro principal
que arrastran movimientos al cilindro central
vamos al detalle.
Lo siguiente que hacemos
es cuando nosotros vamos a construir un gemelo digital.
Es primero tener una idea muy buena,
muy aproximada de cómo es el modelo real,
si disponemos de una realidad.
Vamos a verlo,
y si no, al menos construimos un modelo, una maqueta;
en particular nuestro va a tener tres cilindros donde el cilindro central
va a ser el que va arrastrar a los otros cilindros girando.
En trío.
Hemos buscado
y hemos visto que existen actualmente mecanismos tan sencillos
como estos que están funcionando a la realidad.
Por ejemplo, tenemos los que aparecen en Latinoamérica
para ver las dimensiones, basándonos a las ilustraciones
y contrastando con los vídeos que veremos a continuación,
dando como base que la dimensión a la altura de la persona
es uno con seis metros aproximadamente.
Constatamos que las dimensiones aproximadas
que vamos a tener del cilindro pues van a ser uno con dos metros
de longitud de altura,
máxima el travessant o podemos ir estimando;
qué dimensiones tendría en la realidad.
Contrastamos con una que actualmente está funcionando en Latinoamérica
y vemos pues que esas dimensiones no difieren demasiado,
con lo cual consideramos que son válidas.
Vamos a allá.
Empezamos, y de elegimos como software
para el diseño del mecanismo solo iguales son igual,
porque si uno de los que más se utiliza la industria
además tiene la gran ventaja de que nosotros,
una vez que podemos introducir el material con todas sus propiedades
de resistencia, elasticidad, etc.
Y ver cómo se comporta ese mecanismo que desgaste,
va a sufrir, que formaciones, etcétera,
incluso si podemos llegar a algún momento a la rotura,
empezamos diseñando el tablero exterior ese tablero exterior
es el tablero que nosotros luego pondré cortaremos en tiras
para construir esa superficie.
La ventaja que tiene poner esas pequeñas listones exteriores
sobre un cuerpo macizo,
es que si se desgasta de muy fácilmente intercambiable
sin tener que sustituir todo el cilindro bueno,
pues diseñamos ese tablero
con la longitud que hemos estimado en las ilustraciones,
que teníamos del libro y viendo los vídeos
de los mecanismos que actualmente están funcionando tenemos
la primera pieza.
Pasamos a la siguiente.
La siguiente sería.
La elección del material de todos los materiales,
pues elegimos una de las maderas que tenemos
entre la librería del propio.
Sólo igual podríamos elegir cualquier otro material.
Incluso podríamos nosotros seleccionar
o programar el material que tuviéramos a la realidad,
si hacemos una evaluación de cuáles eran los más utilizados,
esto le va a dar realismo va a permitir
que en nuestro gemelo digital
se comporte como se comportaría el mecanismo real
antes de llegar incluso a construirlo.
Si elegimos otro tipo de madera
podríamos ver cuáles serían las ventajas y desventajas
sin todavía haber invertido nada en la construcción real.
Bueno, pues ya tenemos el material lo siguiente que hacemos es
ese listón, esa tablero grande
cortarlo el listones para darle la circularidad,
la redondez, la flexibilidad externa que necesitamos,
sino quedaría muy poligonal el perfil del cilindro,
estimando cuál es la dimensión que tenemos para el cilindro,
y viendo el aspecto que tienen en las ilustraciones y en los vicios
de las máquinas que actualmente funcionan.
Lo que hacemos es estrecharlos,
y a partir de ahí construiremos el cuerpo del cilindro
de cada uno de los cilindros.
Vamos allá todos esos cilindros.
Además igual que un tono van a estar sujetos por un anillo.
Un anillo de metal, por ejemplo,
todo esto es nuestro primer modelo, nuestro primer gemelo digital,
y luego lo podremos ir mejorando.
Pensemos además que nuestro proyecto lo estamos lanzando a un proyecto,
estem para educación primaria y secundaria,
con lo cual es una forma de empezar a introducir en el ámbito
a los alumnos en este ámbito de la ciencia,
de la ingeniería de la tecnología.
Bueno, pues diseñamos ese anillo de sujeción macizo.
Evidentemente suponemos que podría ser, porque nuestro primer gemelo
de aquí y luego ya podremos hacer todas las mejoras,
todas los cambios que consideremos necesario,
ese incluso ir adaptándolos a los distintos modelos
que podamos encontrar en distintas bibliografías.
Bueno, pues ya lo tenemos, e igual que hicimos antes elegimos
distintos materiales muy importante.
Cuando estamos trabajando en el modelado
es la nomenclatura con la que guardamos las piezas
todo esto luego debe quedar recogido la documentación técnica
de producto que habitualmente se conoce en el sector
como con todas sus normativa.
Si hacemos un gemelo digital, aunque sea algo para un proyecto,
este a un nivel de primaria y demás,
no olvidemos que es la forma de trabajar en la industria.
Por lo tanto, se ha recomendado utilizar lo que funciona
de una forma bastante buena en la industria.
Muy bien, pues ya tenemos al niño de sujeción,
lo que hacemos, es una vez colocados,
todos los listones, el anillo de sujeción,
como haríamos a la realidad probamos a colocar el segundo anillo,
al colocar el anillo.
Hacemos en las operaciones, en el mundo virtual
son muy similares a las que se hacen en el mundo real.
Primeramente, pues esa alinearlo alinearlos dos anillos,
colocarlos, tangentes a los listones e introducirlo.
Claro, la ventaja del mundo virtual es que todo funciona.
Es muy fácil introducir el anillo.
Luego en el mundo real, que no es tan sencillo
porque no necesariamente todos los tableros
tienen la plenitud que deberían tener,
o la rectitud que deberían tener bueno,
pues entonces colocamos el anillo como lo colocaríamos
en el mundo real, comprobando que efectivamente tiene la forma
el aspecto que nosotros deseamos que tenga.
Evidentemente aquí tenemos de momento,
los dos anillos son iguales.
Van a tener exactamente el mismo comportamiento,
las mismas propiedades.
Podríamos programas si es el caso uno de los anillos
con un material ligeramente distinto,
modificarla alguna propiedad,
que es luego lo que nos vamos a encontrar en el mundo real
y ver cuáles desgaste podría llegar a sufrir
si se rompería antes por presiones ejercidas por la madera, etcétera,
al hincharse con la humedad.
Todo esto nos permite predecir el comportamiento antes
o incluso evaluar las una ruptura.
Una de formación en uno de los cilindros,
en uno de los de los principales piezas de la máquina.
Cuál ha sido la lo que le ha sucedido.
Bueno, la siguiente que hacemos es eso de momento era hueco,
pero tiene que ser macizos en.
Va a soportar para nada las presiones que necesitamos para la hacer
la molienda de la caña de azúcar.
En este caso hemos elegido colocar cuatro cuerpos macizos
de madera en el centro dentro.
Evidentemente, es muy probable que en el mundo real lo hiciéramos;
al revés, construyéramos primeramente la parte sólida
y luego colocasen más los listones en la parte exterior
y los fuéramos posiblemente adecuando para que tuviera la dimensión
que queremos que tenga.
En cualquier caso, en el caso del mundo digital
de momento es nuestro primer gemelo digital,
con lo cual es la primera forma de empezar,
necesitamos hacer un hueco central donde introduciremos los través
años los traves años que le van a dar el movimiento al cilindro central
es el que le va a transmitir el movimiento motor
para que arrastre a los otros dos cilindros,
y los otros dos cilindros a la hora del giro
necesitan un eje de referencia.
Aunque la tracción sea transmitida a través de la superficie a través
del propio contacto con la caña de azúcar,
bueno, pues aquí tenemos cómo se haría el diseño simplemente,
pues partimos de un cilindro macizo da cuenta de un disco macizo,
y lo cortamos en cuatro partes,
para que la inserción sea más o menos sencilla.
Tener una pieza, un cilindro,
un disco grande, con una hueco en el centro,
es más difícil de construir de manera artesanal,
pero podría ser el caso lo más aconsejable.
Si ya tenemos un caso real sería construirlo lo más parecido
a caso real para poder evaluar de una forma mucho más fehaciente
cuál es el comportamiento que va a tener.
Todo va a depender de la aplicación que tengamos
en las imágenes que tendremos a la derecha.
Tenemos cómo quedaría las cuatro superficies,
los cuatro apartes en distintos trama dentro del propio cuerpo,
y así iríamos acumulando hasta tener toda la altura de nuestro cilindro
del cilindro deseado.
Podemos introducir también en cada una de ellas tantas modificaciones
como queramos, si alguna de ellas está deteriorada,
si tiene una fractura y además se puede introducir
y ver cómo afectaría comportamiento de nuestra máquina.
Perfecto, seguimos;
luego hay que colocar las tapas superiores para darles objeción.
Son cuatro piezas sino pues podría posiblemente
algunas de ellas se haría el profesor de la forma de trabajar
es exactamente la misma parte de un boceto,
unas dimensiones a las dimensiones que hayamos decidido.
Construimos esa etapa con un tablero muy similar.
Esta etapa realmente no tiene más objetivo
que sujetarlas piezas no es tan crítico como los listones,
no va a ser una parte funcional y posiblemente desde las partes
que se intercambian muchísimo más fácilmente.
El utilizar listones frente a una superficie maciza
significa le tiene la gran ventaja de que si es un listado
en el que se estropea es mucho más fácil cambiar un listón
que todo el cuerpo interna del cilindro dependiendo luego aquí
cada una ya tendrá su aplicabilidad en su caso concreto.
Perfecto.
Con ello ya tenemos el cuerpo del cilindro,
los siguientes.
Introducir ese traves año central.
Hay tres cilindros, el central, que es el motor,
tendrá el través año más alto y los dos laterales
que tendrán un través año más pequeño.
En cualquier caso, en este caso
se han diseñado los tres través años iguales,
uno más largo el central, frente a los otros dos más cortos.
Siguiendo el ejemplo de la ilustración del para la hora
de introducirlo,
una vez diseñado se ha utilizado también exactamente la misma madera
es elegir las relaciones que necesitamos, que son exactamente
las mismas que utilizaríamos para colocar el cine en el caso real,
y es que el cilindro traves años sea paralelo al hueco
que tenemos en el cilindro y lo vamos a alineando
hasta que lo podemos introducir en el agujero
cuando lo hemos colocado perfectamente.
Los situamos, de manera que no haya interferencia en el mundo real
el través año, no va a penetrar dentro del cuerpo del cilindro.
Cuando hagamos el modelado
la simulación real del comportamiento,
lo que haremos será impedir que haya interferencias en los materiales,
de manera que en un caso así se separaría programas
separaría la simulación.
Bueno, pues ahí tenemos ya el sistema.
Ahora mismo vemos que falta una relación
porque está saliendo el cuerpo.
Con respecto a los listones no hay ningún problema,
pues éxito a, se establece la relación
para que el comportamiento sea lo más parecido al caso real.
En todo momento, según vamos guardando cada 1,
esto ya sería un ensamblaje.
Cada vez que vamos construyendo un montaje de distintas piezas
lo mismo, lo vamos guardando con la nomenclatura establecida,
colocamos la tapa, que posiblemente esa sería la forma
en la que lo haríamos primero el cuerpo listones travessant,
luego lata para la no es funcionar, es simplemente protección del resto
o lo que hacemos es ir guardando lo con una nomenclatura
perfectamente establecida para que no haya confusión
y sí que hay que sustituir alguna parte para mejorar el diseño
pudiéramos localizarlo rápidamente lo que como hemos comentado
sería la documentación técnica de producto
que puede ser tan sencilla como un breve boceto
o puede ser tan compleja como un plano
con todas sus cotas tolerancias dimensiones máximas mínimas etc
perfecto pero ya tenemos entonces el cilindro básico con unimos
o colocamos junto a los rodillos.
Para eso
construimos un nuevo ensamblaje costa formado por su ensamblaje,
es uno será el principal que tenga el cilindro,
con el través año motor y otras serán los laterales,
los situamos en el espacio en el que vamos a trabajar
y de momento lo que estamos haciendo es el gemelo digital,
que está por decirlo de alguna forma,
volando en el espacio y vamos situando poco a poco,
es un trabajo a lo mejor quizás un poco laborioso,
que estemos utilizando, salió worse,
es porque nos va a permitir trabajar luego con el comportamiento mecánico
de una forma muy sencilla.
Podríamos trabajar con otras aguas como puede ser tinc herca,
es que xa etc. Que para enseñanzas primarias, es totalmente válido.
Bueno, pues ya tenemos aquí en nuestros dos cilindros,
que es lo que haríamos en el mundo real.
Cuando tuviéramos los dos cilindros
acercarlos los acercaríamos hasta que fueran tangentes,
haríamos además alinearemos las tapas,
pues eso es lo que hacemos en el mundo virtual.
Lo que haríamos en el mundo real, acercarlos, los colocamos,
los alineamos y demás, asegurando que haya entre los dos
sobre la superficie, una distancia mínima y máxima,
haya un intervalo, una, un juego o un Algora,
podríamos decir, en la cual la caña de azúcar pueda entrar,
la podamos insertar y a su vez sea molido.
Si están demasiado separados, no estaríamos moliendo caña de azúcar
y si estuvieran muy juntos no podríamos,
no habría espacio para que la caña de azúcar entras.
Bueno, les he traído un ejemplo que desde un diente
de un molino, en el cual vemos cuál es el aspecto que tienen
después de trabajar un tiempo esta pieza funcionado,
el trabajo es muy distinto al que podemos tener
con los listones de una máquina como la que estamos presentando.
Pero lo que sí nos da una idea de si disponemos de una pieza
es el desgaste que puede tener el aspecto,
porque después de todo esto,
después de haber introducido material, nosotros vamos a poder
y zar las superficies,
seguimos avanzando y le sigo comentando aquellas banderiza,
las bueno, este sería el mecanismo con cada una de las partes,
y las barras amarillas serían las cañas de azúcar.
Vemos que por la parte de la izquierda,
entre estos dos cilindros, la caña de azúcar va penetrando,
es molina al dar la vuelta, sale por el otro lado,
con lo cual tiene como dos zonas de trabajo el cilindro centrales,
el cilindro motor, el que mueve el mecanismo, los dos laterales
son arrastrados, trabas año más largo es el del centro
y los dos laterales, los más pequeños,
bueno, pues ya hemos construido nuestro gemelo digital
y ahora, para que quisiéramos y quisiéramos rentabilizarlo
para darle un aspecto más parecido a la madera que tenemos aquí
pues simplemente lo que tendríamos que hacer es efectivamente,
rentabilizarlo que es un aspecto visual,
simplemente es como una especie de maquillaje de la superficie.
Para parecerlo más a que se parezca más a lo real.
Bueno, seguimos avanzando
con eso hemos construido nuestro primer gemelo digital,
muy muy sencillo.
Esto lo podemos hacer una vez construido el gemelo digital.
Podemos construir la maqueta, podemos empezar a modelar,
lo podemos construir en el escenario de alrededor
y nos quedaría un caso muy muy real.
Bueno, pues el recurrir a máquinas sencillas,
máquinas, que han funcionado durante mucho tiempo,
nos va a permitir introducir este uso de gemelos digitales,
y comprender cuáles son las influencias sobre el diseño,
el que yo haga modificaciones de sencillas,
como puede ser algo tan obvio como aumentar el diámetro
de los violentas,
pues a lo mínimo va a ser separar la distancia
de los ejes entre los cilindros, que parece obvio,
pero a veces conviene, sobre todo cuando empezamos a trabajar
en este ámbito el tenerlo en cuenta y otros todavía mucho más.
Desde el punto de vista más de la ingeniería podría ser,
y si yo no utilizo esta materia y utilizo otra
o teniendo la misma madera,
resulta que por el efecto de la humedad empieza a hincharse.
Cuál es el efecto que va a tener sobre mi máquina?
Pues yo lo puedo modelar, lo puedo simular
y puedo ver si realmente esa madera conviene que la utilice
o que utilice otra otra otra madera,
o incluso que la recobra con alguna otra cosa.
Bueno, pues muchísimas gracias por su atención
y espero que lo hayan disfrutado.