Ingeniería inversa aplicada a la creación del modelo dimensional de una maqueta a escala 1:18 de un BMW-Z3
Resumen
Este proyecto está encuadrado dentro de lo que se conoce como ingeniería
inversa. El objetivo de la ingeniería inversa es obtener información técnica a partir -de
un producto accesible al público, con el fin de determinar de qué está hecho, qué lo hace
funcionar y cómo fue fabricado.
Este método es denominado ingeniería inversa porque avanza en dirección opuesta a las
tareas habituales de ingeniería, es decir en la industria de la fabricación por ejemplo, se
parte de un plano con unas ciertas medidas nominales y se quiere llegar a obtener una
cierta pieza la cual posea esas dimensiones indicadas en el plano. En cambio en la
ingeniería inversa se parte de la pieza y se quiere obtener las dimensiones de esta,
reflejándolas posteriormente en un plano.
En el proyecto se decidió hacer esto último. Para ello la pieza elegida fue una
maqueta de un BMW~ Z3 escala 1:18. Lo primero que habría que hacer para sacar las
medidas exactas, es una primera aproximación del coche. Y este proyecto trata de esa
primera aproximación que habría que hacer.
El BMW- Z3 es un modelo de coche que presenta una gran cantidad de superficies
curvas. Bueno pues la primera aproximación que se va a hacer es suponer que todas esas
curvas fuesen planos y tratarlos como tal. Es decir se trata de reducir las superficies
complejas del coche a superficies más simples como pudieran ser planos o cilindros.
La máquina elegida para medir el coche ha sido una tridimensional o máquina de
medir por coordenadas. Usando un palpador en estrella para tomar los puntos necesarios
en Ja medición de Ja maqueta. El software .instalado en la tridimensional es un programa
llamado Calypso.
La realización del proyecto se va a dividir en ·varias fase·s:
1 ª) Croquización de planos: Usando un calibre o pie de rey obtener
unas medidas aproximadas del coche. Realizando un croquis de sus vistas a
mano alzada, indicando cuales serían sus medidas.
2º) Realización modelo tridimensional: Basándose en las medidas
aproximadas obtenidas en la primera fase, se realizará un modelo en CAD. El
programa de ordenador usado ha sido Solid Edge.
En el modelo tridimensional creado no es una copia exacta del real, sino que se
trata de la primera aproximación hecha del coche. En ella tiene que estar
reflejada la simplificación a planos de las superficies curvas del coche.
Otra aproximación que se hará, será suponer que el espacio de las ruedas es un
cilindro perfecto que atraviesa el coche del lado derecho al lado izquierdo.
3ª) Estrategia de medición! En esta fase se decide como se van a medir
cada una de las superficies del coche en la tridimensional, indicando además con
que palpador se va a medir dicha superficie, para posteriormente obtener el valor
de cotas buscadas.
Esta fase es muy importante, ya que una mala estrategia de medición
podría pr-oducir errores en la medida, no poder obtener todas las cotas -deseadas
o invertirle más tiempo del necesario.
Toda la estr-ategia medición no será definida -directamente en la
tridimensional. Habrá que usar un ordenador que tiene instalada una simulación
del Calypso y definir en el toda la estrategia. Para posteriormente volcar esta
información en la tridimensional.
4º) Fijación del coche: Una vez que se tiene pensado como se va a medir
cada una de las superficies del coche. Hay que buscar la manera de ftjar el coche
a la tridimensional. Para evitar que este se mueva durante toda la medición,
debido a la fuerza que ejerce el palpador cuando se presiona con el en la
superficie que se está midiendo.
El sistema de medición debe ser tal, que en caso de que se moviera por error el
coche, este pueda volver a ser situado de la misma forma. Sin afectar al
resultado de las medidas posteriores.
Tamhién hay que tener cuidado de que el sistema de fijación no estorbe
al palpador a la hora de medir las superficies.
5ª) Medición del coche: En esta fase se va a medir el coche en la
tridimensional. Para ello se desca:rga la e-strategia de medición realizada en la
fase 3.El programa irá indicando el orden en el que se tiene que ir midiendo las
superficies del coche.
Al final de esta fase se obtendrán el valor de las cotas del coche que se querían
medir. Además también se conocerán las tolerancias geométricas {planitud,
perpendicularidad, cilindricidad o paralelismo) que se hayan querido considerar
de las superficies que se han medido en la tridimensional.
6ª) Cálculo de incertidumbre: Es la última fase dentro de los cálculos.
En ella se van a calcular la incertidumbre expandida asociada a cada una de las
cotas.
Una vez obtenidos los resultados de las cotas, su incertidumbre asociada y las
tolerancias geométricas se comentarán los resultados obtenidos.
Todo lo anteriormente dicho está incluido dentro del "Documento Nº 1,
Memoria".
La segunda parte es el "Documento Nº 2, Planos", que incluye varios planos,
mostrando en ellos cuales son las medidas obtenidas con el pie de rey y las obtenidas en
la tridimensional.
Tercera y última parte es el "Documento Nº 3, Presupuesto", que hace alusión a
los precios de la maquinaria utilizada, horas dedicadas a la realización del proyecto y de
cada una de sus fases. This project is fitted within which it is known like reverse engineer. The objective
of the reverse engineer is to obtain technical information_ from an accessible product to
the public, with the purpose of determining of what it is done, what makes it work and
how it was made
This method is denominated reverse engineer because it advances in opposed ·
direction of the habitual tasks of engineering, for example in the industry of the
manufacture parts of a plane with certain nominal measures and it is wanted to get to
obtain a certain piece which has those dimensions indicated in the plane. However in
the reverse engineer parts of the piece and is wanted to obtain the dimensions of this,
reflecting them later in a plane.
In the project it was decided to do this last one. For it the chosen piece was a scale
model ofa BMW-Z3 scales 1:18. First that would be to make to remove the exact
measures it is one first approach of the. car .. And this project deáls with that first
approach that would be to do.
The BMW-Z3 is a car model that presents a great amount of curved smfaces. The
first approach that is going to do is supposition that all those curves were flat and to
treat them like so. It means reduce the complex surfaces ofthe car to simpler surfaces as
they could be flat orcylinders.
The chosen machine to measure the car has been three-dimensional or a machine
to measure by coordinates, using a star feeler to take the necessary points in the
measurement from the scale model. The software installed in the three-dimensional
machine is a program called Calypso.
The accomplishment ofthe project is goingto divide in severa! phases:
l8) Sketchering of planes: Using a caliber to obtain approximate measures
of the car. Making a sketch of its views by hand raised; indicating its measures.
2º) Accomplishment three-dimensional model: Being based on the
obtained approximate measures in first stage, a model will be made in CAD. The
program used by the computer is Solid Edge.
In the created three.-dimensiona1 modelitis notan exact copy of the real one,
but that is the first approach done of the car. In her it must be reflected the
simplification to planes ofthe curved surfaces of the car.
Another approach we do, will be supposition that the space of the wheels is a
perfect cylinder that crosses the car ofthe straight alongside left side.
3ª) Strategy of measurement: In this phase it is decided how it is going to
measure each one of the surfaces of the car in the three-dimensional one,
indicating in addition whereupon feeling one is going to measure this surface, so
later obtain the value of looked for dimensions.
This phase is very important, since a bad strategy of measurement could
produce errors in the measurement, not to be able to obtain all the wished
dimensions or to spend more time of the necessary.
Ali the . strategy measurement will not be defined directly in the threedimensional
one, it will be necessary to use a computer that it has insta:lled a
simulation of the Calypso and to define in it ali the strategy, later to overturn this
information in the three-dimensional one.
4°) Fixation of the car: Once it is thought how · it is going ·to measure each
one of the surfaces of the car, it is necessary to look for the way to fix the car to
the three-dimensional machine; in order to avoid that the model moves during all
the measurement, due ·to the force that exerts the feeler when it presses in the
surface that ·is being measured.
The fixation system must be that in case that the car moves by error, this can
be located of the same form without affecting the result of the later measures.
Also it is necessary to have well..,taken care of the frxatfon system <loes not
hinder to the feeler at the time of measuring. the surfaces.
5ª) Measurement of the car: In this phase itis going to be measured the car
in the three-dimensional machine, we use for it the strategy of measurement made
in the phase 3. The program will be indicating the · order in which must be
measuring the surfaces ofthe car.
At the end of this phase it will obtained the value of the dimensions of the
car that were wanted to measure. In addition also will be known the geometric
tolerances ofthe measuredplanes, this planeswere defined in the phase 3.
6ª) Calculation of incertitudes: It is the last phase within the caleulations.
In this phase it is going to calculate the expanded incertitude associated to each
one ofthe dimensions.
Once we obtained the results of the dimensions, their associated incertítude and
the geometric tolerances, the obtained results will ·be commented.
All previously said is included in the "Document Nº 1, Memory".
The second part would be "Document Nº 2, Planes". It includes severa! planes,
showing in them the measures obtained with the caliber and the obtained ones in the
three-dimensional machine.
Third and last part would be "Document Nº 3, Budget". Doing reference to the
prices of the used machinery, .hours dedicated to the accomplishment of the project and
each one of its phases.