PRODUCCIN AUTOMATIZADA

SISTEMAS CAD/CAE/CAM

INTRODUCCIN

Hoy en da la industria nacional necesita adaptarse a las nuevas tecnologas emergentes que le permita simplificar,

optimizar y elevar la calidad de los procesos de diseo y manufactura. Esto significa que es propicio el ambiente para

la utilizacin de sistemas de diseo y manufactura asistidos por computadora CAD/CAM. Para tal efecto, se hace

necesario implementar centros de formacin profesional que se encuentren a la par del avance tecnolgico para transmitir

el suficiente conocimiento sobre sistemas de esta naturaleza.

CAD (Diseo asistido por computadora)

Es un sistema que permite el diseo de objetos por computadora, presentando mltiples ventajas como la

interactividad y facilidad de crear nuevos diseos, la posibilidad de simular el comportamiento del modelo antes

de la construccin del prototipo, modificando, si es necesario, sus parmetros; la generacin de planos con todo tipo de

vistas, detalles y secciones, y la posibilidad de conexin con un sistema de fabricacin asistida por computadora para la

mecanizacin automtica de un prototipo.Tambin permite el diseo de objetos tridimensionales como

diseo de piezas mecnicas, diseo de obras civiles, arquitectura, urbanismo, etc.

IMAGEN DESARROLLADA EN CAD:

PROCESO DE DISEO EN CAD:

El proceso de diseo en CAD consiste en 4 etapas.

1.MODELADO GEOMETRICO:Se describe como forma matemtica o analtica a un objeto fsico, el diseador construye su modelo geomtrico emitiendo comandos que crean o perfeccionan lneas, superficies, cuerpos, dimensiones y texto;que dan origen a una representacin exacta y completa en dos o tres dimensiones. El representado en lnea abarca todas las aristas del modelo que se pueden considerar como lneas llenas dando como resultado una imagen ambigua ya que algunas veces las formas son complicadas y para facilitarlo se pueden usar los colores para distinguir las lneas de las piezas y tener una mejor visualizacin.

2.ANALISIS Y OPTIMIZACION DEL DISEO:

Despues de haber determinado las propiedades geomtricas, se somete a un anlisis ingenieril donde podemos analizar las propiedades fsicas del modelo (esfuerzos, deformaciones, deflexiones, vibraciones). Se disponen de sistemas de calendarizacin, con la capacidad de recrear con exactitud y rapidez esos datos.

3.REVISION Y EVALUACION DEL DISEO:

En esta etapa importante se comprueba si existe alguna interferencia entre los diversos componentes, es til para evitar problemas en el ensamblaje y uso de la pieza. Para esto existen programas de animacin y simulaciones dinmicas para el clculo de sus tolerancias y ver que requerimientos son necesarios para su manufactura.

4.DOCUMENTACION Y DIBUJO(drafting) : Por ltimo, en esta etapa se realizan planos de detalle y de trabajo. Esto se

puede producir en dibujos diferentes vistas de la pieza, manejando escalas en los dibujos y efecta transformaciones para presentar diversas perspectivas de la pieza.

CAM (Fabricacin asistida por computadora)

Es un sistema que permite usar computadoras en el proceso de control de fabricacin industrial, buscando su automatizacin.

En un sistema moderno, la automatizacin abarca el proceso de transporte, almacenamiento, mecanizado o conformado, montaje y expedicin del producto.

La fabricacin asistida por computadora, tambin conocida por las siglas en ingles

CAM (computer - aided manufacturing), implica el uso de computadoras y tecnologa de computo para ayudar en la fase directa de manufactura de un producto, es un puente entre el Diseo Asistido por Computadora CAD y el lenguaje de programacin de la maquinas herramientas con una intervencin mnima del operario. Es parte de los sistemas de planificacin del proceso y la produccin CAPP, que incluyen calendarizacin, administracin y control de calidad.

VENTAJAS

Se suele combinar el diseo y la fabricacin asistidos por computadora en los sistemas CAD/CAM. Esta combinacin permite la transferencia de informacin desde la etapa de diseo ala etapa de fabricacin de un producto, sin necesidad de volver a capturar manualmente los datos geomtricos 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 produccin, el equipo de manejo de material y las pruebas e inspecciones automatizadas para establecer la calidad del producto

DESVENTAJAS

Altos costes iniciales (gran inversin requeridapara su adquisicin).- La necesidad de un adecuado entrenamientoy aprendizaje por parte del profesional y/o deltcnico para manejar el sistema- El CAD no registra lo que no ve, precisa depreparaciones ntidas.

Relaciones entre CAD Y CAM

El diseo asistido por computadora (CAD) y la fabricacin asistida por computadora (CAM) constituyen dos tcnicas que, aunque diferentes, han estado, estrechamente relacionadas desde su aparicin. Sin embargo, su evolucin no ha logrado ser lo suficiente convergente para que la comunicacin entre ambos procesos alcance los niveles mnimos deseables.

Sin embargo, el futuro del CAD y del CAM depende mucho de los logros en la capacidad entre ambos procesos.

IMPORTANCIA:

La funcin CAD/CAM importante en operaciones de mecanizado es la posibilidad de describir la trayectoria de la herramienta para diversas operaciones , como por ejemplo torneada, fresada y taladro con control numrico. Las instrucciones o programas que se generan en computadora, y pueden modificar el programador para optimizar la trayectoria de la herramientas. El ingeniero o el tcnico pueden entonces mostrar y comprobar visualmente si la trayectoria tiene posible colisiones con prensas, soportes u otros objetos.

En cualquier momento es posible modificar la trayectoria de la herramienta para tener en cuenta otras formas de piezas que se vallan a mecanizar. Tambien, los lossitemas CAD/CAM son capaces de codificar y clasificar las piezas que tengan formas semejantes en grupos, mediante codificacin alfanumrica.

WorkNC:

Es un producto de software CAM que mejora los sistemas de diseo y fabricacin al proporcionar importantes mejoras en funciones automticas, as como fiabilidad y facilidad del uso.

Desarrollado por SESCOI . Es utilizado por ms del 25% de empresas en pases exigentes como japn y se

caracteriza por priorizar las funciones automticas.

Las funciones automticas de WorkNC permite que los nuevos usuarios de CAM preparen automticamente sendas en cuestin de pocos minutos. Los usuarios experimentados de sistema CAM aprecian rpidamente las excepcionalesventajasproporcionadas por WorkNC. Tanto en la oficina tcnica como en el taller a pie de mquina, la fiabilidad y calidad de WorkNC es insuperable

APLICACIN:

Disco de cromo-cobalto con coronas para implantes dentales

mecanizados usando el software WorkNC Dental de

fabricacin asistida por computadora.

CAMWORKS:

CAMWorks es una solucin CAM intuitiva basada en slidos que permiten a los fabricantes aumentar la productividad y rentabilidad gracias al uso de las mejores tecnologas y de herramientas de automatizacin adaptables que, a pesar de su sencillo uso, permiten realizar un mecanizado de mxima eficacia.

Camworks es una herramienta que genera que genera rutas de maquinado que permite al fabricante la simulacin de maquinados en los sectores aeroespaciales, automotriz, electrnico y medico optimizar y desarrolar sus procesos de automatizacin basados en CAM.

APLICACION

UNIGRAPHICS (NX):

Tambin conocido como NX Unigraphics o simplemente U-G, es un paquete de software CAD/CAM/CAE desarrollado por la compaa Siemens PLM Sosftware(una unidad de negocios de la divisin de siemens Industry Automation).

Sus usos, entre otros, son los siguientes: Diseo (modelado paramtrico y directo de solidos/superficies). Anlisis para ingeniera (esttico, dinmico, electromagntico y trmico usando

el mtodo de elementos finitos, y anlisis de fluidos usando el mtodo de volmenes finitos).

Manufactura digital para la industria de la maquinaria. NX es un competidor directo de Creo Elements/Pro y CATIA.

GIBBSCAM:

GibbsCAM es un sistema de programacin basado en PC , potente y simple de utilizar, desarrollado para maquinas-herramientas CNC (control numrico computarizado). La funcin de la base del sistema puede ser perfectamente ampliada por medio de la adicin de mdulos opcionales. Una interfaz de usuario grfica e intuitiva permite que los usuarios tengan un fcil acceso ala geometra, a las herramientas, a la trayectoria de la herramienta y a las funciones de verificacin y postprocesamiento.

La fabricacin del futuro

Una fbrica del futuro con una integracin completa mediante computadora consistir en subsistemas modulares, controlados por computadoras que estarn interconectadas constituyendo un sistema de clculo distribuido.

Parece evidente que los papeles del personal involucrado en el diseo, planificacin de la produccin, ingeniera de fabricacin, y otras funciones asociadas se vern modificados respecto a la situacin actual en la fbrica del futuro. La aplicacin de la tecnologa CIM facilitar enormemente el diseo y desarrollo de nuevos productos e implicar la necesidad de elevar el nivel de los operarios. Como consecuencia de esto, la separacin entre diseo y fabricacin comenzar a disminuir.

APLICACIONES GENERALES DE LOS SISTEMAS CAD/CAE/CAM

. Diseo de circuitos integrados

El auge y avance en la microelectrnica est ntimamente ligado al CAD, donde el paso ms importante es el diseo y la experimentacin.

El CAD colabora no slo en el diseo, sino en el mejoramiento continuo del proceso de fabricacin, donde interviene reduciendo horas-hombres y costos.

Otro aspecto importante del CAD es la verificacin de los circuitos integrados diseados y fabricados cuya complejidad aumenta constantemente, donde podemos resumir que:

Se logra la obtencin de circuitos con las caractersticas deseadas. Asegura la completa ausencia de errores. Minimiza el tiempo de diseo. Disminucin de costos. Sincronizacin con la tecnologa existente.

Diseo de circuitos electrnicos

Las constantes innovaciones tecnolgicas procesan la reduccin de la vida til de los productos electrnicos, por lo que el fabricante debe enfrentarse al reto de producir productos cada vez ms complejos en el menor tiempo y con bajo costo posible. Esto se puede lograr gracias a la ayuda de la computadora, tanto en la creacin y diseo como en la automatizacin de la produccin.

En todo este proceso, desde el diseo hasta la fabricacin, se encuentran realizados los sistemas CADI CAM/CAE, la finalidad del CAE es ayudar al ingeniero de diseo en todas las etapas del desarrollo del producto, englobando los conceptos CAD/CAM/CAE.

El proceso de desarrollo de un producto se reduce drsticamente, agilizando y anulando toda posibilidad de cometer errores. Lo que antes era necesario desarrollar en fsico un prototipo, ahora ya no lo es, hasta se puede comprobar la funcionalidad mediante una simulacin.

Industria Aeronutica

Una de las primeras industrias en asimilar las tcnicas y tecnologas que ofrece el CAD/CAM es sin duda la aeronutica, la que precisa de una ingeniera compleja, mtodos de fabricacin exactos y altas inversiones.

La industria aeronutica es una de las ms receptivas de la tecnologa CAD/CAM, sobre todo en la aplicacin para los proyectos aerospaciales, donde se requiere el desarrollo de superficies complejas,

Hoy en da es prcticamente impensable desarrollar un proyecto de avin, sin la utilizacin de las importantsimas tcnicas CAD/CAM.

Industria del automvil Si bien es cierto que la tecnologa CAD/CAM es aplicable a todas las industrias, no es menos

cierto que la industria automotriz necesita de manera imperativa la aplicacin de esta tecnologa, dadas sus caractersticas de gran variedad de productos, alto volumen de produccin, su competitividad y su agresividad para llegar al usuario final en las mejores condiciones de calidad y precio.

La industria automotriz hace de la utilizacin del CAD/CAM una de sus principales herramientas debido a que tiene que afrontar:

Altsima competitividad. Demanda creciente en calidad y precios. Gran variabilidad de modelos. Atender la alta demanda de repuestos. Escaso tiempo para introducir modificaciones sustanciales en modelos y componentes.

Industria pesada

La industria pesada se caracteriza por producir equipos de grandes dimensiones y grandes pesos, complejos y en cantidades reducidas, y muchos son productos unitarios y no repetitivos.

En atencin a las caractersticas mencionadas se hace imprescindible el uso de la tecnologa CAD, si se quiere reducir drsticamente el tiempo de diseo y el costo de produccin de un prototipo en el que se puedan efectuar pruebas de suficiencia.

La reduccin del ciclo de vida de muchos productos hace que cada vez se disponga de menos tiempo para el desarrollo de los mismos, complicando el hecho de su complejidad creciente, las exigencias de calidad y las garantas exigibles de seguridad.

Al producir bienes en cantidades pequeas o unitarias se hace impensable el tener que construir un prototipo. Las tcnicas de CAD pueden aplicarse en las diferentes fases de desarrollo de un equipo pesado

Diseo Industrial

Las polticas industriales en los pases desarrollados del mundo inciden mucho en la tecnologa y el diseo industrial. Ambos conceptos influyen grandemente en la industria en general, pues hacen que el producto final se acerque cada vez ms a las exigencias del usuario, llegando al mercado en las mejores condiciones de calidad y precio y sobre todo en el momento oportuno, lo que hace que la industria crezca en competitividad.

El diseo es una actividad que se proyecta conceptualmente hacia la solucin de problemas que plantea al ser humano en su adaptacin al medio ambiente en la satisfaccin de sus necesidades.

El diseo utiliza recursos disponibles en cada situacin, estos recursos son la tecnologa CAD/CAM/CAE.

Ingeniera Civil

Existen numerosas aplicaciones en la Ingeniera Civil, pero donde alcanza mayor importancia es en el diseo estructural y en el anlisis del clculo.

Es difcil englobar en un solo contexto los numerosos campos de conocimientos que se suelen incluir en esta rama tcnica, por lo que basaremos la exposicin en el diseo estructural, con breves descripciones y posibles aplicaciones a otras reas (ingeniera de trfico, ingeniera ambiental). Uno de los problemas pendientes en el diseo en Ingeniera Civil es el correspondiente a la optimizacin automatizada.

La aplicacin del CAD a problemas de la Ingeniera Civil est hoy en da ampliamente extendida. Es evidente que, en la situacin actual de la tcnica, este desarrollo puede preverse rpidamente y en poco tiempo nos encontraremos en disposicin de utilizar tcnicas automticas para sustituir el tiempo del proyectista, el que podr ser empleado en aquello que nunca se automatizar: el libre ejercicio de la imaginacin creadora.

Diseo arquitectnico

El trabajo del arquitecto se funda, en especial, en el proyecto dentro de un abanico muy amplio de posibilidades, tanto en el mbito de su aplicacin (arquitectura, urbanismo, diseo, etc.) como por las ciencias en las que se apoya (geometra, sicologa, historia, fsica, derecho, etc,).

La realidad es muy compleja por la gran variedad de posibilidades constructivas y provoca constantes reajustes del proyecto. Sin embargo, la creciente complejidad en la tecnologa de la construccin hace que dentro de un proyecto arquitectnico subsistan varios subproyectos tecnolgicos. El CAD permite, entonces, al profesional una concepcin geomtrica, un contenido constructivo y la elaboracin de la documentacin (planos) acorde a la necesidad del proyecto objetivo.

Industrial textil

La aplicacin del CAD en la industria textil ha tenido un fuerte impacto sobre todo en:

Reduccin de la mano de obra Optimizacin del tejido Reduccin de los inventarios en proceso La empresa espaola INDUYCO, una de las empresas de confeccin lder en Europa

ha sido pionera en la utilizacin de los CAD/CAM, implantando en los procesos de produccin estos sistemas hace ms de diez aos. El impacto de los sistemas CAD/CAM en la industria de la confeccin ha sido analizado en el informe sobre nuevas tecnologas financiado por la comisin de las comunidades econmicas europeas a peticin de la asociacin europea de las industrias del vestido (AEIH). Los sistemas CAD/CAM hay que incluirlos en el denominado modelo 3.

Aplicaciones en la industria de los plsticos

La seleccin de materiales, la sntesis de modelos, la simulacin, la creacin de prototipos y la documentacin son grandes campos que dominan la aplicacin de los sistemas CAD/CAM en la industria de los plsticos de ingeniera.

El ciclo de diseo se acopla perfectamente a estos campos, pero existen situaciones en las que los medios actuales no proporcionan la flexibilidad suficiente para disminuir su duracin y, por tanto, el impacto sufre la economa de la empresa desde su inicio.

En la industria del calzado

El impacto de los Sistemas Informticos en todas las reas del quehacer humano es innegable. La industria del calzado no poda estar ajena a este fenmeno y es por ello que se ha puesto al servicio de este sector la ms moderna tecnologa como es el "CAD". Gracias al "CAD" se puede digitalizar la horma para luego aadir las lneas de diseo, los detalles y los colores en tres dimensiones (3D). Algunos Sistemas "CAD" permiten aplanar esta imagen tridimensional para adaptarla a una horma y realizar seguidamente los trabajos propios de Ingeniera de Patrones.