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Departamento de Construcción e Ingeniería de Fabricación

AREA DE INGENIERÍA MECÁNICA

MANUAL DE USO BÁSICO DEL WORKING MODEL

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1.1. Las partes de Working Model 1.1.1. La pantalla de trabajo Una vez arrancado el programa, éste nos presenta una pantalla de trabajo típica de su entorno. En ella se distinguen tres áreas fundamentales: El área de trabajo sobre el que diseñamos los modelos. El área de herramientas situado a la izquierda de la pantalla y que contiene unos botones con diferentes herramientas. El área de menús desplegables típicos de entornos visuales como Windows, en los que además de los clásicos Archivo y Editar, nos encontramos otros que son propios del programa.

Figura 1.1 Hay que apuntar que en la zona inmediatamente inferior a la de menús desplegables está la zona de indicaciones, según pasemos el ratón por encima de un objeto o una herramienta, se nos muestra en ella una pequeña descripción de la herramienta o el objeto tocado. Y que en la parte inferior tenemos un indicador de la posición del ratón.

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1.1.2. La barra de herramientas En ella disponemos de varias herramientas que el programa nos proporciona tanto para el dibujo y ensamblaje del modelo como para su puesta en funcionamiento. Un detalle a resaltar sobre el uso de esta barra es que efectuando un doble clic sobre el botón de la herramienta deseada esta queda cargada para usar repetidamente. Pasemos a describir las herramientas: Pone en funcionamiento el modelo creado. Detiene la simulación, permitiendo luego poder reanudarla por medio del icono Run. Coloca el mecanismo en la posición original tras un funcionamiento. Nos transforma el ratón en un puntero con el que podemos seleccionar objetos del modelo. Si queremos seleccionar más de un objeto (para realizar una unión, por ejemplo), deberemos mantener pulsada la tecla “Shift”. Seleccionando esta herramienta nos permite girar objetos pinchando sobre ellos. Nos permite escribir sobre la pantalla de trabajo. Utilidad de zoom. Pinchando sobre ellas nos permite las de zoom más y zoom menos. Herramienta para dibujar objetos con forma circular. Herramienta para dibujar cuadrados. Un clic nos pone un vértice del cuadrado. Un segundo clic nos lo cierra. Herramienta para dibujar formas poligonales. Cada clic nos pone un vértice del polígono. Un doble clic cierra el polígono. Herramienta para dibujar polígonos curvados. Herramienta para dibujar rectángulos. Colocando el ancla sobre un objeto, este queda fijado a tierra, es decir, se le impide todo movimiento.

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Esta herramienta une dos puntos previamente seleccionados y que sean susceptibles de ser unidos. También une un punto (pasador) a una ranura. El tipo de unión depende del tipo de puntos y/o ranuras seleccionadas. Función inversa a la anterior. Con una unión seleccionada nos permite separar los elementos. Ello permite redimensionar el objeto y/o cambiar el punto de unión. Define un punto sobre un objeto (quedando referido a su centro de masas), o sobre el área de trabajo (quedando referido a los ejes generales). Si este punto se une con otro forman una articulación que permite el giro. Igual que el anterior. En caso de realizar uniones, estas serán rígidas.

Permite crear ranuras horizontales, verticales, curvas abiertas y cerradas sobre la que pueden deslizar objetos con pasador. Esta ranura la creará sobre un objeto o sobre la superficie de trabajo dependiendo de dónde pinchemos con el ratón. Une dos objetos (superpuestos) mediante una articulación. Si se aplica sobre un objeto solo, lo une a tierra con una articulación. La misma función que el anterior pero la unión es rígida.

Pinchando sobre un objeto, lo une por el punto pinchado con una ranura que se crea sobre la superficie de trabajo. Esta ranura y el tipo de unión será la seleccionada en las distintas opciones y que ya son conocidas: con rotación (vertical, horizontal o curva), rígida (vertical u horizontal) o curva cerrada. Muelles: esta opción nos permite dos tipos de muelles, rotacional (a la izquierda) y lineal (a la derecha). Las características del muelle como son la rigidez o la longitud del mismo podrán cambiarse haciendo doble clic sobre él. Amortiguadores: también del tipo rotacional o lineal. La fuerza del amortiguador podrá ser del tipo kv, kv2 o kv3, pudiendo dar valores a k y modificando así la fuerza. Este icono es un conjunto de los dos anteriores: muelle y amortiguador, y sus características se podrán cambiar como vimos antes.

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El engranaje que se crea por defecto es de corona exterior. Si se desea que el engranaje generado sea interior, el paso a seguir es seleccionar la opción “internal gear” en el menú “properties” que cuelga del menú desplegable Window. Esto debe hacerse con el engranaje a modificar “seleccionado”. Momento y fuerza: Dependiendo de cual escojamos de los dos iconos aplicaremos un momento o una fuerza de valor y sentido constantes sobre el punto del modelo que escojamos. Motor: La función del motor y su sistema de trabajo es claro e intuitivo. Ejerce una fuerza de rotación sobre la masa a la que se la une. Hay que destacar la diferencia que existe entre el motor y la fuerza par y es que el motor une la masa a la que se le aplica con tierra. Este actuador trabaja exactamente igual que los utilizados en hidráulica y neumática. Cuerda y separador. La cuerda no deja alejarse un objeto más de su longitud (acercarse sí) y el separador a la inversa, no deja que dos objetos se acerquen a una cierta distancia (separarse sí). Polea: una vez cargada esta herramienta se procede a la creación de la polea pinchando sobre la zona de trabajo con los siguientes efectos: según vamos pinchando se van creando puntos. Un doble clic genera el último. Los puntos finales de cuerda quedan unidos a tierra o a objeto (según hayamos pinchado) y sobre ellos no habrá desplazamientos de la cuerda. Los puntos intermedios generan poleas. Estas pueden estar fijadas sobre tierra o sobre objetos, solo depende de dónde hayamos pinchado. Los puntos creados pueden desplazarse de un lugar a otro arrastrándolos con la herramienta

. Esto no deforma el resto del modelo. Al hacer el

arrastre logramos el efecto unir, bien sea a tierra o a objeto. Liga dos objetos haciendo la función de una barra rígida. No los deja separarse ni juntarse más de la distancia a la que la hayamos dimensionado.

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1.1.3. Los menús desplegables Estos menús, como ya se había comentado, son típicos de entornos visuales como Windows. En ellos encontraremos algunas otras herramientas además de las de la barra de herramientas. Estos menús se encuentran en la parte superior de la pantalla de trabajo y nos muestran unos títulos. Si pinchamos sobre uno de estos títulos se nos despliega hacia abajo una ventana con herramientas relacionadas con el título en cuestión.

Figura 1.2 Barra de menús desplegables Las letras subrayadas son para el manejo del programa sin ratón (cosa poco aconsejable). Si se pulsa la tecla Alt y con ella pulsada la letra subrayada, se nos despliega la opción correspondiente. Las opciones de “Ctrl + letra" tienen la misma función que pinchar sobre ellas con el ratón. Estas funciones también son llamadas atajos de teclado. Las opciones en gris tenue (no resaltadas) no están operativas en ese momento. No se puede cortar nada, por ejemplo, si no hay nada seleccionado. Vamos a ir viendo cada uno de los menús y sus herramientas.

FILE Si pinchamos el ratón sobre el menú File nos despliega las opciones de la figura. Estas opciones están relacionadas con todo lo que es el tema de archivos. 

New: crea un modelo nuevo.



Open: abre uno existente.



Close: cierra uno que esta abierto y sobre el que no queremos trabajar más.



Save: salva las modificaciones realizadas a un modelo.



Save As: guarda el modelo creado con el nombre que deseemos.



Print: imprime el modelo.



Import: importa otro modelo; si este es compatible con el programa conservara la capacidad de acción, sino se integrará en nuestro modelo como un gráfico inerte.

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Export: la misma función pero a la inversa es exportar.



Exit: nos cierra el programa.

EDIT Este menú nos despliega herramientas propias de la edición tales como: 

Undo “...” (última acción): deshace la última acción realizada.



Cut: corta los objetos seleccionados. Los elimina del área de trabajo (estos objetos quedan guardados en el portapapeles).



Copy: copia los objetos seleccionados al portapapeles.



Paste: pega los objetos que estén en el portapapeles sobre el área de trabajo. (En el portapapeles solo se conserva el último objeto cortado o copiado).



Delete: borra el objeto seleccionado. No lo guarda en el portapapeles. Se puede recuperar un objeto borrado solamente si nos damos cuenta en ese momento y ejecutamos la acción Undo Delete. Si hemos realizado otra acción después de delete la opción Undo delete será sobre esa última realizada y no tendremos la posibilidad de recuperar lo borrado.



Select All: selecciona todo lo que tengamos en nuestra área de trabajo.



Duplicate: copia lo que tengamos seleccionado y nos lo pega al lado de donde lo tengamos, duplicándonos nuestro objeto seleccionado.



Reshape (Reforma): nos modifica una forma que tengamos, por ejemplo curva, pudiendo cambiar sus puntos o introduciendo sus coordenadas por medio de ficheros de texto. Esta opción nos transforma el puntero en una especie de punto de mira, mas adecuado para poder seleccionar, arrastrar, etc. objetos que por sus dimensiones, con la flecha de puntero, resulta algo incómodo.



Player Mode: cuando ya tenemos un modelo creado probado y listo para funcionar, la mejor manera de hacer una presentación o ejercer sobre él un entrenamiento y comprobar sus posibilidades, es sobre la pantalla que nos habilita esta opción. En ella no disponemos de la barra de herramientas ni de muchos de los menús. Únicamente los referidos a Archivo, Edición, Run, Window y Help, y no tendremos opción de modificar nada en el modelo. Para volver al estado normal desplegaremos de nuevo el menú Edit y seleccionaremos Edit Mode.

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WORLD En este menú se nos permite modificar algunas de las condiciones ambientales a las que puede estar sometido el modelo.

Figura 1.3 Menú World 

Gravity: se nos activa un cuadro de diálogo en el que podemos cambiar las fuerzas gravitatorias a las que se quiere someter nuestro diseño.

Figura 1.4 Cuadro de diálogo Gravity 

Air Resistance: nos abre otro cuadro de diálogo. En este caso las opciones sobre las que podemos actuar se refieren a la resistencia del aire.

Figura 1.5 Cuadro de diálogo de Air Resistance

Pág. -9

Electrostatics: Las fuerzas electrostáticas también pueden ser tenidas en cuenta en algunos supuestos. Para la modificación de los mismos el programa nos presenta un cuadro de diálogo como el de la figura.

Figura 1.6 Cuadro de diálogo de Electrostatics 

Force Field: Los campos de fuerza a los que va a estar sometido el modelo pueden ser escogidos e incluso particularizarlos dentro de este cuadro de diálogo.

Figura 1.7 Cuadro de diálogo Force Field desplegado 

Run: misma función que el botón Run.



Reset: también se corresponde con el botón de la barra de herramientas. Para la simulación y retorno a las condiciones iniciales.



Start here: para la imagen en ese momento pasando a ser ese punto el nuevo punto de inicio. Conserva los valores y parte con ellos al ejecutar de nuevo la orden Run. (No es posible volver a las condiciones iniciales con la orden Undo, puede hacerse manualmente).



Skip Frames: presenta un submenú en el que podemos escoger el número de pasos por frame. Esto es, a mayor número de pasos, menor continuidad tanto en el trazado como en los cálculos. Nos calcula y dibuja los puntos mas distanciados entre sí.

Figura 1.8 Skip Frames y su submenú

Pág. -10

Tracking: habilita/deshabilita el trazado de las partes que previamente hayamos seleccionado para ser trazadas. El submenú nos da la opción de precisar cada cuantas frames (imágenes) queremos que nos lo haga.

Figura 1.9 Tracking y su submenú 

AutoErase Track: si está activo borrará los trazos cada vez que se pulse el botón Reset en la barra de herramientas.



Erase Track: borra todos los trazos que pudiera haber sobre la pantalla.



Retain Meter values: guarda todas las medidas realizadas durante todo el tiempo que dura la simulación.



Erase Meter values: sólo conserva los valores de la última simulación.



Accuracy: presenta un cuadro de diálogo en el que podemos escoger la precisión que deseemos para nuestros cálculos.

Figura 1.10 Cuadro de diálogo Accuracy con todas sus opciones

Pág. -11

Pause Control: nos presenta un cuadro de dialogo en el que podemos insertar condiciones tales que cuando estas se cumplan el modelo se pare o haga una pausa.

Figura 1.11 Pause control (con una condición impuesta) 

Preferences: este cuadro de diálogo nos permite cargar algunas opciones como puede ser la velocidad de arrastre del vector velocidad, Stop en el cursor mientras dura la simulación, cálculo de las condiciones iniciales automáticamente, etc. Así como la opción de que la simulación se realice con el dibujo completo o alambrado para una mayor velocidad en la presentación.

Figura 1.12 Cuadro de Preferences

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VIEW Como los demás menús, nos despliega una cortina de opciones que vamos a ir comentando:

Figura 1.13 Menú View 

Workspace: estas órdenes son relativas a todo lo concerniente al aspecto del espacio de trabajo.

Figura 1.14 Menú Workspace Coordinates: saca/oculta en pantalla los indicadores de posición del puntero. Rulers: presenta en pantalla una regla horizontal y otra vertical. Grid Lines: presenta/oculta una rejilla sobre la superficie de trabajo. X, Y Axes: muestra/esconde los ejes principales de coordenadas. Tape Player Controls: presenta/oculta el indicador desplazador de frames. Scrolls Bars: muestra/esconde la barra de desplazamiento de la pantalla. 

Grid Snap: escoge si los objetos se ajustan automáticamente a la rejilla predefinida.



System Center of Mass: muestra un aspa en los centros de masas del modelo.



Lock Points: bloquea los puntos colocados sobre el modelo en creación. Esto evita que por error se puedan desplazar estos puntos con el ratón durante el diseño y deshacer con ello la

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construcción accidentalmente. Esta orden de bloqueo de puntos también afecta a los pasadores. 

Lock Controls: la misma función y objeto que la anterior pero actúa sobre los controles, tanto de entrada como de salida.



View Size: presenta el tamaño y la escala del modelo en un cuadro de diálogo. Este cuadro permite la modificación sobre esos parámetros.

Figura 1.15 Menu View Size 

Numbers and Units: nos presenta un cuadro de diálogo en el que podemos escoger el sistema de unidades de medida y la notación numérica que deseemos emplear.

Figura 1.16 Menu Numbers and Units

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Background Color: nos ofrece opción de cambiar el color de fondo del área de trabajo.

Figura 1.17 Menú Color 

New Reference Frame: todo el movimiento estará referido al punto de vista de la parte del modelo que marquemos en el cuadro de diálogo que se nos presenta. Es decir, el (los) objeto(os) que marquemos en esta ventana quedará(n) fijo(s) y los demás estarán sometidos a movimiento. El objeto que nos indica por defecto es el que en ese momento este resaltado en el área de trabajo.

Figura 1.18 New Reference Frame

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DEFINE Vamos a ir viendo también en este caso cada uno de las opciones que nos presenta este menú. 

Vectors: Nos presenta un submenú. En el podemos señalar las variables que queremos ver en forma vectorial sobre la(s) masa(s) que deseemos.

Figura 1.19. Submenú de Vectors



No Vectors: Como intuitivamente se puede apreciar, elimina la presencia de vectores en el objeto señalado.



Vector display: Nos presenta un cuadro de dialogo (ver la figura) en el que se puede modificar el aspecto de presentación de los vectores.

Figura 1.20. Submenú de Vector Display

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Vector Lengths: También nos presenta un cuadro de dialogo. En este caso actuamos sobre las longitudes en la presentación de los vectores de una o varias masas.

Figura 1.21. Submenú de Vector Lengths



New Menú Button: Esta opción nos permite colocar sobre la superficie de trabajo uno o mas botones. Estos botones son ordenes que serán ejecutadas al pinchar sobre ellos. El tipo de botón que queremos crear se escoge en un cuadro de dialogo que nos presenta.

Figura 1.22. Submenú de New Menu Button



New Control: Nos crea sobre la superficie de trabajo un control deslizante sobre el que podemos modificar algunos de los parámetros de entrada. Si, por ejemplo, colocamos un motor sobre la superficie de trabajo, podemos crear un control en el que le podemos ir dando diferentes velocidades. Esto mismo lo podemos hacer para otras variables de entrada como son la gravedad, elasticidad, etc… Con un objeto seleccionado, al activar esta opción, nos presenta un submenú en el que nos muestra el tipo de control que queremos colocar.

Figura 1.23. Submenú de New Control

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New Application Interface: Crea un enlace de salida con otras aplicaciones como pueden ser MatLab o Excell.

MEASURE Literalmente medida. Con esta herramienta de menú se crean unos cuadros de lectura en los que podemos leer en cada momento las variables de salida que le indiquemos. 

Time: Nos coloca un contador de tiempo.



Position: Despliega un submenú en el que nos ofrece controlar la posición de x, y y/o la rotación. Estas medidas

pueden

ser

hechas

sobre

un

punto

determinado dentro de un objeto o sobre el objeto. Caso de ser esto último las medidas son sobre el centro de gravedad. 

Velocity: trabaja exactamente igual que el anterior. Lógicamente las medidas obtenidas son sobre la velocidad.



Aceleration: Exactamente igual que las dos anteriores.

Figura 1.24. Submenú de Measure

P-V-R: Posición, velocidad y aceleración en un metro.

El resto de los parámetros medibles que nos presenta el menú casi no precisan de explicación. Si acaso una traducción para los que puedan tener el problema del idioma. Estos son: Momento. Momento angular. Fuerza total. Fuerza de torsión. Fuerza de gravedad. Fuerza electrostática. Fuerza del aire. Campo de fuerza. Energía cinética. Gravedad potencial. Todos estos parámetros de salida se presentan en una ventana como la de la figura. Es susceptible de ser moderada actuando sobre ella de la siguiente manera. Los puntos de las esquinas afloran cuando se pulsa el ratón sobre la ventana. Nos indican que esta está seleccionada. Si Figura 1.25. Ventana de Medida se pincha con el ratón sobre uno de ellos se puede modificar

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por arrastre el tamaño de la ventana.

Se pueden quitar o poner los distintos parámetros de medida de una ventana pulsando sobre su correspondiente botón de la parte izquierda (los que están en colores bajo la flecha). Pulsando sobre la flecha nos va cambiando a los tres tipos de presentación de las medidas. Gráficos de barras, gráficos de curvas o valores numéricos.

Figura 1.26. Presentación de Medidas

WINDOWS Este menú nos ofrece varias opciones con las que podemos modificar la apariencia, la geometría y algunas propiedades tanto de los objetos como de los cuadros de las variables de salida. El segundo bloque de opciones actúa sobre la presentación de las ventanas, cuando tenemos mas de una en trabajo. En el tercer bloque se nos muestran las diferentes ventanas con diferentes trabajos que tengamos abiertos y desde donde se puede cambiar de una a otra rápidamente.

Figura 1.27. Menu Windows

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

Properties: En este submenu, se puede acceder a las propiedades de: 

Un cuerpo (figura a), pudiendo observar y/o variar su masa, posición, material, etc.



Un actuador, motor, etc (figura b), pudiendo observar y/o variar su velocidad, etc. y/o variar la masa del objeto seleccionado, su posición, material, etc.



Un cuadro de medida (figura c), pudiendo variar la escala de dibujo, etc.



Otros

Figura 1.28.a.b.c. Submenu Properties

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Appearance: Este menú permite variar el color de los objetos, trazar sus trayectorias, el centro de masas, etc. Y referido a un cuadro de medidas (fig. b) si activamos “Grid” nos aparece el mallado con las unidades, etc.

Figura 1.29.a.b. Submenu Appearance



Geometry: Se puede variar la geometría del cuerpo seleccionado.

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