T01: Estudio de Fabricación Digital y Procesos de Producción

De Casiopea



TítuloT01: Estudio de Fabricación Digital y Procesos de Producción
AsignaturaTaller de Fabricación
Del CursoTaller de Fabricación 2019
CarrerasDiseño, Diseño Industrial
1
Alumno(s)Catalina Torres

Máquina CNC

Control numérico computarizado

Es un sistema de automatización de máquinas herramienta que son operadas, controladas y monitoreadas mediante comandos programados en un medio de almacenamiento.

¿Como funciona?

Elementos primncipales

MapaconceptualCNC.jpg

El controlador de las máquinas CNC recibe instrucciones de la computadora (en forma de códigos G y códigos M) y mediante su propio software convierte esas instrucciones en señales eléctricas destinadas a activar los motores que, a su vez, pondrán en marcha el sistema de accionamiento.

Control de movimiento

Todas tienen dos o más direcciones programables de movimiento llamadas ejes. Puede ser lineal o rotatorio (trayectoria circular).

El control de movimiento puede realizarse mediante dos sistemas, que pueden funcionar individualmente o combinados.

  • Valores absolutos, donde las coordenadas del punto de destino son referidas al punto de origen de coordenadas. Se usan las variables X (medida del diámetro final) y Z (medida en dirección paralela al eje de giro del husillo).
  • Valores incrementales, donde las coordenadas del punto de destino son referidas al punto actual. Se usan las variables U (distancia radial) y W (medida en dirección paralela al eje de giro del husillo).

Programa CNC

Listado secuencial de instrucciones que ejecutará la máquina, el cual debe contener toda la información requerida para el mecanizado de la pieza.

Está escrito en un lenguaje de bajo nivel denominado G y M, compuesto por instrucciones Generales (código G) y Misceláneas (código M). El programa presenta un formato de frases conformadas por bloques, encabezados por la letra N, donde cada movimiento o acción se realiza secuencialmente y donde cada bloque está numerado y generalmente contiene un solo comando.

  • Código G

Son las órdenes de movimientos de las herramientas. Son las funciones básicas del lenguaje de programación G y las que determinarán las coordenadas y la forma final de la pieza mecanizada.

  • Códigos M

Describe las funciones misceláneas que se requieren para el mecanizado de la pieza, pero que no corresponden a los movimientos de la máquina.

Cada código contiene variables (direcciones), identificadas con otras letras y definidas por el programador para cada función específica.

Cada máquina tendrá su propio programa CNC.

Proceso CAD/CAM

CAD

Diseño asistido por computadora

Es cuando se utilizan diferentes programadores gráficos para lograr crear una serie de imágenes que conjuntas crean una imagen más grande (por así decirlo) o más conocida como dibujo.

Se trata de la tecnología implicada en el uso de ordenadores para realizar tareas de creación, modificación, análisis y optimización de un diseño. Definición de la geometría del diseño.

CAM

Fabricación asistida por computadora

Implica el uso de computadores y tecnología de cómputo para ayudar en la fase directa de manufactura de un producto, es un puente entre el Diseño Asistido por Computadora CAD y el lenguaje de programación de las máquinas herramientas con una intervención mínima del operario. Es parte de los Sistemas de planificación del proceso y la producción CAPP, que incluyen calendarización, administración y control de calidad.

CAE

Ingeniería asistida por computador

Es la disciplina que se encarga del conjunto de programas informáticos que permiten analizar y simular los diseños de ingeniería realizados con el ordenador, o creados de otro modo e introducidos en el ordenador, para valorar sus características, propiedades, viabilidad, y rentabilidad. Su finalidad es optimizar su desarrollo y consecuentes costos de fabricación, y reducir al máximo las pruebas para la obtención del producto deseado.

La base de todas ellas se presentan como módulos o extensiones de aplicaciones CAD, que incorporan:

  • Análisis cinemático.
  • Análisis por el método de elementos finitos (FEM, Finite Elements Method).
  • Maquinado por control numérico CNC (Computered Numeric Control).
  • De exportación de ficheros "Stl" (Estereolitografía) para máquinas de prototipado rápido.
  • CAD

CAD/CAM

ModeloCADCAM.jpg

Se suele combinar el diseño y la fabricación asistidos por computadora en los sistemas. Esta combinación permite la transferencia de información desde la etapa de diseño a la etapa de fabricación de un producto, sin necesidad de volver a capturar manualmente los datos geométricos de la pieza. La base de datos que se desarrolla durante el CAD es procesada por el CAM, para obtener los datos y las instrucciones necesarias para operar y controlar la maquinaria de producción, el equipo de manejo de material y las pruebas e inspecciones automatizadas para establecer la calidad del producto.

Fabricación Digital

Es el conjunto de procesos integrados mediante los cuales se elabora un producto a partir del diseño y modelado del objeto en softwares CAD, el análisis del mismo en un programa CAE, la simulación del proceso de fabricación en paquetes CAM y la manufactura del producto por medio de algún equipo.

Historia

Modelofabdigital.jpg

Tipos

Tecnología Aditiva

Funcionan por el principio de adición de capas de material hasta formar un sólido.

  • 3D

Tecnología Sustractiva

Van eliminando material a partir de material, hasta conseguir la geometría deseada.

  • ROUTER CNC
  • LASÉR

Escáner Láser

El láser escáner terrestre es un dispositivo de adquisición de datos masivos, que nos reporta una nube de puntos generada tridimensional, a partir de la medición de distancias y ángulos, mediante un rayo de luz láser.

Funcionamiento

  • Uso de softwares CAD
  • Uso de softwares CAE

Se usan posteriormente a la obtención del modelo en un programa CAD y se emplean para el análisis de la pieza, simulándola bajo ciertas condiciones que son establecidas en el programa. Con dichas condiciones se puede tener un conocimiento previo acerca del comportamiento y desempeño de la pieza y, a partir de ello, se pueden sacar conclusiones.

  • Uso de softwares CAM

Se usan para la simulación del maquinado o elaboración de una pieza a partir de la selección y dimensiones del material, selección de herramientas de maquinado, velocidad de procesos y restricciones de fabricación. Algunos softwares también sirven para la asistencia de las líneas de producción y ensamblaje para tener un proceso más óptimo.

Producción

Producción Centralizada

Procesos en los que sus elementos se integran en una sola planta o taller industrial.

Producción Descentralizada

Procesos en los que sus elementos se descomponen o se repiten en más de una planta transformadora, por lo que se tiene un sistema multiplanta o localizado en diferentes puntos. Situación que exige determinado sistema logístico para combinar y transportar los elementos productivos.