Manufactura Asistida por Computadora

CAM (Computer Aided Manufacturing)

LUIS ARNOLDO SHRINER EDUARDO ALVARADO EDWARD PEREZ JESUS ALBERTO SANCHEZ HECTOR MONTIEL EDGAR MAGDALENO

INTRODUCCIÓN En las siguientes diapositivas podremos observar las definiciones de CAM y sus aplicaciones, además de saber la diferencia entre CAD y CAM. También veremos prototipos y muestras para entender mejor el uso de estás máquinas en aplicaciones de ingeniería. Por último, veremos que plataforma usan para llevar el trabajo a cabo.

OBJETIVO GENERAL Conseguir que el alumno identifique el concepto de CAM, sus aplicaciones y la manera en que se estructuran estos sistemas.

Manufactura Asistida por Computadora (CAM) comúnmente se refiere al uso de aplicaciones de software computacional de control numérico (NC) para crear instrucciones detalladas (G-code) que conducen las máquinas de herramientas para manufactura de partes controladas numéricamente por computadora (CNC). Los fabricantes de diferentes industrias dependen de las capacidades de CAM para producir partes de alta calidad. Una definición más amplia de CAM puede incluir el uso de aplicaciones computacionales para definir planes de manufactura para el diseño de herramientas, diseño asistido por computadora (CAD) para la preparación de modelos, programación NC, programación de la inspección de la máquina de medición (CMM), simulación de máquinas de herramientas o post-procesamiento. El plan es entonces ejecutado en un ambiente de producción, como control numérico directo (DNC), administración de herramientas, maquinado CNC, o ejecución de CCM.

En la historia del CAD/CAM se pueden encontrar precursores de estas técnicas en dibujos de civilizaciones antiguas como Egipto Grecia o Roma. Los trabajos de Leonardo da Vinci muestran técnicas CAD actuales como el uso de perspectivas. La década de los 60 representa un periodo crucial para el desarrollo de los gráficos por ordenador. Aparece el termino CAD y varios grupos de investigación dedican gran esfuerzo a estas técnicas. Fruto de este esfuerzo es la aparición de unos pocos sistemas de CAD. En la década de los 80 se generaliza el uso de las técnicas CAD/CAM propiciada por los avances en hardware y la aparición de aplicaciones en 3D capaces de manejar superficies complejas y modelado sólido. Aparecen multitud de aplicaciones en todos los campos de la industria que usan técnicas de CAD/CAM, y se empieza a hablar de realidad virtual.

La fabricación asistida por computadora se define como el uso de un programa computacional para controlar las máquinas herramienta y otra maquinaria involucrada en el proceso de manufactura. CAM es un proceso asistido por computadora posterior a CAD y, algunas veces, ocurre después de CAE, pues un modelo generado en CAD y verificado en CAE puede introducirse en un programa CAM, que controla las máquinas herramienta.

1.- Se pueden acortar notablemente los tiempos de desarrollo, planificación y fabricación de los productos. 2.- Mejora la calidad de los distintos componentes y del producto acabado. 3.- Se reducen los tiempos muertos. 4.- Se facilita la valoración de soluciones alternativas para la reducción de precios o la mejora de funciones. 5.- Se hace posible la optimización de la distribución del grado de utilización de las máquinas. 6.- Se consigue mayor flexibilidad.

1.- Calendarización para control numérico, control numérico computarizado y robots industriales. 2.- Diseño de dados y moldes para fundición en los que, por ejemplo, se reprograman tolerancias de contracción. 3.- Dados para operaciones de trabajos de metales, por ejemplo, dados complicados para formado de láminas, y dados progresivos para estampado. 4.- Diseño de herramientas y sopones, electrodos para electro tensión. Control de calidad e inspección; por ejemplo, máquinas de medición por coordenadas programadas en una estación de trabajo CAD/CAM.

Máquinas de los Sistemas CAD/CAM

Todo aquello que necesite instrucciones paso a paso para la fabricación de un producto por medio de Máquinas-Herramientas requiere de un diseño CAM.

Características Programación off-line (sin interrupción) es llevada a cabo no solamente en la Programación de control numérico, sino que es posible aplicarla en la Programación de Robots y a la Programación de PLC. Tiempo de desarrollo, planificación y fabricación optimizada A pesar de que cada día los CN son más elaborados, la programación manual de los mismos es ardua y muy dada a errores, por lo que los sistemas de programación asistida cobran una gran importancia ya que una correcta programación optimizará la utilización de la máquina.

Ventajas del sistema CAD/CAM Uno de los principales beneficios de la utilización de estas máquinas es la práctica eliminación de las pruebas en máquina, siendo muchas las empresas que pasan directamente del programa en el sistema CAD/CAM al mecanizado del primer lote de producción.

Sistemas que generan automáticamente las trayectorias para las herramientas: • El usuario indica las superficies a mecanizar, herramientas a utilizar y otros datos • El programa genera las trayectorias • El programa también genera el código para la máquina de CN

Máquinas de Sistemas CAD/CAM El programa de Fabricación Asistida por Computadora es el código detrás de las máquinas que manufacturan los productos. Las máquinas con sistemas CAM incluyen: • Fresadoras • Tornos • Grabadoras • Lijadoras de superficies • Soldadoras • Electroerosión o manufactura por descarga eléctrica • Impresora 3D

Software comerciales CAD/CAM  Posee un programa propio de CAD o con utilidades CAM  Permite elegir entre distintos métodos de mecanizado  Genera trayectorias completas o en función de los parámetros de corte especificados  Generan modelos sólidos  Detectan colisiones o interferencias

NC Vision CATIA NC Programmer I-DEAS PRO-ENGINEER Parasolid

NX CAM CAM EXPRESS D-Cubed Components SolidWorks/Repetier Host

MAQUINAS DE CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO (CNC)

Durante la expansión industrial, en comienzos del siglo XX, el empleo masivo de maquinaria impulsada por energía motriz demandó una búsqueda constante de procesos cada vez más eficientes.

• La calidad, precisión y repetitividad. • Encarecía los costos . • Disminuía la producción.

¿En que medida?

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Ubicar la chapa en la mesa del taladro. Colocar una broca en el mandril. Asegurarla al husillo. Seleccionar la velocidad de rotación mediante un cambio de poleas. Activar el husillo y accionar la palanca, o el volante de avance, para dirigir la broca hacia la chapa a mecanizar.

MICROPROCESADORES

• Ayudas avanzadas de la programación. • Presentación gráfica de la trayectoria de la herramienta. • Subprogramas y ciclos fijos. • Comunicaciones e integración en redes.

Tecnología de Control Numérico Abierto

• Personalización y la incorporación de conocimientos propios. • Programación gráfica interactiva. • Comunicación digital con los accionamientos.

El Control Numérico Computarizado (CNC), es el uso de una computadora para En pocas palabras… poder controlar y monitorear los movimientos de una máquina herramienta.

EJEMPLOS: • • • •

Fresadora. Torno. Rectificadora. Maquina de corte  Láser  Chorro de agua  Electroerosión • Estampadora. • Prensa. • Brazo Robotizado.

Una máquina CNC, por lo tanto, consiste en seis elementos principales:

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Dispositivo de entrada Unidad de control o controlador Máquina herramienta Sistema de accionamiento Dispositivos de realimentación (sólo en sistemas con servomotores) Monitor

DIAGRAMA DE FLUJO

Sistemas de manufactura flexible Un FMS es la integración de los procesos de manufactura o ensamble, flujo de materiales y comunicación y control por computadoras. Un FMS es capaz de procesar una amplia familia de estilos de partes con similitudes, bajo un programa de control numérico en diferentes estaciones de trabajo.

Criterios que debe cumplir un FMS Procesar diferentes estilos de partes Aceptar cambios en el programa de producción Responder en forma inmediata cuando se presentan averias Aceptar introducción de nuevos diseños de partes.

Ningún sistema es 100% flexible, dado que no es posible producir un rango infinito de productos. Un FMS es capaz de producir una familia de partes única o un rango limitado de familias de partes.

Componentes de un FMS Control numérico por computadora Manejo de materiales automatizado Computadora central

Como trabaja un FMS Su trabajo se basa en la integración de 3 grandes grupos. Tecnología de Manufactura Manufactura Integrada por Computadora(CIM) Robots

CAM SISTEMAS DE CAM

• SISTEMA DE CODIFICACIÓN DE INSTRUCCIONES. • SISTEMA DE GENERACIÓN DE TRAYECTORIAS. • SISTEMA DE SIMULACIÓN DE RESULTADOS DE PROCESO DE MECANIZADO.

PARA CONVERTIR UNA IDEA EN UN PRODUCTO SE USAN DOS PROCESOS PRINCIPALES: • EL PROCESO DE DISEÑO. • EL PROCESO DE FABRICACIÓN. EN LA ETAPA DE FABRICACIÓN: • SE PLANIFICAN LOS PROCESOS A REALIZAR. • SE PLANIFICAN LOS RECURSOS NECESARIOS. • FABRICACIÓN DEL PRODUCTO. • SE REALIZA UN CONTROL DE CALIDAD. • EMBALAJE

Prototipo

Estereolitografia

Sinterización selectiva por lase

Fabricación por corte y laminado

Deposición por hilo fundido

Fabricación por corte y laminado Esta fabricación consiste en diseñar en CAD Y mandarla a fabricar mediante algún tipo de CAM dependiendo de las especificaciones de la máquina

Ejemplo

Deposición por hilo fundido El modelado por deposición fundida utiliza una técnica aditiva, depositando el material en capas, para conformar la pieza. Un filamento plástico o metálico que inicialmente se almacena en rollos, es introducido en una boquilla. La boquilla se encuentra por encima de la temperatura de fusión del material y puede desplazarse en tres ejes controlada por pc.

Ejemplo

Una impresora 3d

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• Se modela en 3d en un software cad • Solid Work,Solid edge, Easy CAD etc.

• La extensión CAD se convierte a CAM mediante diversos softwares como cura, repetier. • Nos genera un archivo .stl que incluye el g code

• La máquina detecta el movimiento y se imprime

Sinterizacion selectiva por laser y estereolitografia Es una tecnología de manufactura (o impresión 3D) utilizada para la producción en diversos modelos, prototipos, patrones, o piezas definitivas. Es la técnica de prototipado y fabricación mas rápida pero más cara.

Ejemplo