1. Sistemas de Manufactura
Ingeniera Industrial
Misin:
Formar profesionales de la carrera de ingeniera industrial, que sean agentes de cambios, comprometidos e integrados al desarrollo de su pas, emprendedores, analticos y creativos, que mejoren la productividad de los sistemas generadores de bienes y servicios, mediante el uso eficiente de los recursos disponibles y la incorporacin de la alta tecnologa.
Visin:
Ser un departamento que integre la docencia, la vinculacin, y la investigacin, para formacin de ingenieros que respondan a los retos en la generacin de bienes y servicios de clase mundial.
Tecnologas duras: CNC, CAD, CAM, CAE, CAPP
Alumna:
Crys Montes Tenorio
No. de control:
06210923
Prof.
Ing. Hugo Montelongo Solano
CONTROL NUMRICO POR COMPUTADORA (CNC)
Cuando se desarrollaron los sistemas de control numrico (CNC Computerized Numerical Control) la idea consista en preplanificar cada movimiento que el operario realizase, para posteriormente ejecutarlos secuencialmente de manera rpida, evitando las imprecisiones que se cometen en cualquier proceso manual. El desarrollo continu ampliando el movimiento punto a punto a interpolaciones circulares y helicoidales, y agregando multitud de funcionalidades adjuntas.
El procesamiento de los datos en el CNC comienza por el interprete del programa, el cual descifra el programa escrito en formato ISO de manera que pueda ser asimilado por el sistema de control y ejecutado en el interpolador. Pero antes de que los datos lleguen al interpolador es necesario realizar una serie de transformaciones como compensacin de la geometra de la herramienta, escalado, rotacin, cinemtica de la mquina, etc. Despus, el interpolador acta enviando a los servos las consignas adecuadas.
EL CNC tiene que ser capaz de realizar las operaciones manteniendo los diferentes errores que se producen dentro de las tolerancias establecidas. Para el trabajo en alta velocidad, las exigencias son, como cabe esperar, ms severas debido sobre todo a los altos valores de avance que se requieren.
La forma ms habitual de especificar las trayectorias que debe seguir la herramienta en una operacin de mecanizado esta basada en la generacin de una sucesin de puntos entre los cuales se realizan interpolaciones lineales. El CAD (Computer Aided Design) permite realizar el diseo de la pieza a mecanizar como una concatenacin de elementos geomtricos simples, mientras que el CAM (Computer Aided Machining) define, a partir de la informacin CAD, la trayectoria a seguir por la herramienta para realizar el mecanizado de la pieza, siendo aqu donde se realiza la traslacin de la trayectoria a puntos discretos. La serie de puntos es posteriormente cargada en el control numrico, que los ejecuta de forma ordenada.
Evidentemente, la aproximacin de una trayectoria curva mediante una serie de tramos rectos entre los puntos especificados por el CAM supone una prdida de precisin. En el caso de trayectorias con pequeo radio de curvatura, el nmero de puntos especificado sobre la curva, esto es, la densidad de puntos, deber ser mayor que en el caso de trayectorias casi rectas. Slo as se podr mantener un grado de precisin constante a lo largo de toda la trayectoria.
De forma equivalente, un aumento en los requerimientos de precisin a lo largo de toda la superficie mecanizada obliga a especificar un mayor nmero de puntos en la definicin de la trayectoria.
El hecho de tener que procesar una gran cantidad puntos con precisin y a gran velocidad impone la adopcin de una serie de soluciones en los controles numricos para alta velocidad.
Precisin y rapidez para la fabricacin de piezas especializadas.
Contamos con el equipo ms moderno para realizar trabajos de maquinado mediante control numrico computarizado, pudiendo cumplir as con las necesidades de nuestros clientes en tiempo y forma.
Somos la solucin de proveedura estratgica para empresas que buscan capacidades tecnolgicas de diferentes procesos de maquinados CNC.
Servicio de Control numrico.
Podemos proporcionar el servicio de Maquila con maquinaria con la ms alta tecnologa.
Control numrico por computadora
Definicin general:Se considera control numrico a todo dispositivo capaz de dirigir posicionamientos de un rgano mecnico mvil, en el que las rdenes relativas a los desplazamientos del mvil son elaboradas en forma totalmente automtica a partir de informaciones numricas definidas, bien manualmente o por medio de un programa.
mbito de aplicacin del control numrico:
Como ya se mencion, las cuatro variables fundamentales que inciden en la bondad de un automatismo son: productividad, rapidez, precisin y velocidad.
De acuerdo con estas variables, vamos a analizar qu tipo de automatismo es el ms conveniente de acuerdo al nmero de piezas a fabricar. Series de fabricacin:
Grandes series: (mayor a 10.000 piezas)
Esta produccin est cubierta en la actualidad por las mquinas transfert, realizadas por varios automatismos trabajando simultneamente en forma sincronizada. Series medias: (entre 50 y 10.000)
Existen varios automatismos que cubren esta gama, entre ellos los copiadores y los controles numricos. La utilizacin de estos automatismos depender de la precisin, flexibilidad y rapidez exigidas. El control numrico ser especialmente interesante cuando las fabricaciones se mantengan en series comprendidas entre 5 y 1.000 piezas que debers ser repetidas varias veces durante el ao. Series pequeas: (menores a 5 piezas) Para estas series, la utilizacin del control numrico suele no ser rentable, a no ser que la pieza sea lo suficientemente compleja como para justificarse su programacin con ayuda de una computadora. Pero en general, para producciones menores a cinco piezas, la mecanizacin en mquinas convencionales resulta ser ms econmica. A continuacin, podemos ver un grfico que ilustra de forma clara lo expresado anteriormente.
Ventajas del control numrico:
Las ventajas, dentro de los parmetros de produccin explicados anteriormente son:
Posibilidad de fabricacin de piezas imposibles o muy difciles. Gracias al control numrico se han podido obtener piezas muy complicadas como las superficies tridimensionales necesarias en la fabricacin de aviones.
Seguridad. El control numrico es especialmente recomendable para el trabajo con productos peligrosos.
Precisin. Esto se debe a la mayor precisin de la mquina herramienta de control numrico respecto de las clsicas.
Aumento de productividad de las mquinas. Esto se debe a la disminucin del tiempo total de mecanizacin, en virtud de la disminucin de los tiempos de desplazamiento en vaco y de la rapidez de los posicionamientos que suministran los sistemas electrnicos de control.
Reduccin de controles y desechos. Esta reduccin es debida fundamentalmente a la gran fiabilidad y repetitividad de una mquina herramienta con control numrico. Esta reduccin de controles permite prcticamente eliminar toda operacin humana posterior, con la subsiguiente reduccin de costos y tiempos de fabricacin.
El objeto del control numrico es lograr la automatizacin en la fabricacin de piezas. Deber tenerse en consideracin que la automatizacin no implica produccin masiva, la automatizacin debe observarse como la manufactura de piezas que cumplen con especificaciones rigurosas y en las que para su fabricacin intervino poco la mano del hombre.
El objeto de las mquinas automticas es poder reproducir las piezas diseadas el nmero de veces que sea necesario y disminuir al mximo la intervencin del hombre en la operacin de la mquina.
Con las mquinas automticas se logra lo siguiente:
Reproduccin de las piezas con gran similitud
Alta calidad en los acabados y en las medidas
Poca participacin de los operadores de las mquinas
Control de la produccin
En las operaciones de automatizacin se pueden incluir las siguientes acciones:
Alimentacin del material a procesar
Procesamiento del material de acuerdo a las necesidades
Transferencia de productos de unas mquinas a otras
Inspeccin de trabajos
Expulsin de trabajos terminados
La automatizacin implica auto correccin, esto significa que para lograr la automatizacin de una mquina herramienta no slo es necesario la coordinacin de las partes de la mquina, sino que tambin deber incluirse que la mquina debe inspeccionar y con los servomecanismos adecuados, corregir las deficiencias o variaciones detectadas.
Cuando una mquina puede recibir sus instrucciones por medio de un cdigo numrico se dice que la mquina es de control numrico. Por lo regular estos cdigos son aceptados por las mquinas herramientas por medio de tarjetas, cintas o programas de computadora.
Es importante no confundir a una mquina automtica con un centro de maquinado.
Una mquina automtica con o sin control numrico es una mquina que permite la fabricacin, de manera repetida, de piezas con muy poca participacin del hombre en la operacin de la mquina. Su objeto no es fabricar muchas piezas sino fabricarlas sin que el hombre se preocupe por su operacin.
Los centros de maquinado CNC son mquinas totalmente automticas en las que su objetivo es la produccin a gran velocidad de muchas piezas u objetos. En la operacin de estas mquinas tampoco participa el hombre.
CAD
El diseo asistido por computadora, abreviado DAO pero ms conocido por las siglas inglesas CAD (Computer Aided Design), es el uso de un amplio rango de herramientas computacionales que asisten a Ingenieros, Arquitectos y a otros profesionales del diseo en sus actividades. Es adems la herramienta principal para la creacin de entidades geomtricas enmarcados dentro de procesos de Administracin del Ciclo de Vida de Productos (Product Lifecycle Management), y que involucra software y algunas veces Hardware especiales. Los paquetes actuales varan desde aplicaciones basadas en vectores y sistemas de dibujo en 2 dimensiones (2D) hasta modeladores en 3 dimensiones (3D) a travs del uso de modeladores de slidos y superficies paramtricas. Se trata bsicamente de una base de datos de entidades geomtricas (puntos, lneas, arcos, etc.) con la que se puede operar a travs de una interfaz grfica. Permite disear en dos o tres dimensiones mediante geometra almbrica, esto es, puntos, lneas, arcos, splines; superficies y slidos para obtener un modelo numrico de un objeto o conjunto de ellos.
La base de datos asocia a cada entidad una serie de propiedades como color, capa, estilo de lnea, nombre, definicin geomtrica, etc., que permiten manejar la informacin de forma lgica. Adems pueden asociarse a las entidades o conjuntos de estas, otro tipo de propiedades como el coste, material, etc., que permiten enlazar el CAD a los sistemas de gestin y produccin.
CAE
CAE son las siglas en ingls de Computer Aided Engineering, en espaol ingeniera asistida por ordenador o computadora. Se denomina as al conjunto de programas informticos que analizan los diseos de ingeniera realizados con el ordenador, o creados de otro modo e introducidos en el ordenador, para valorar sus caractersticas, propiedades, viabilidad y rentabilidad. Su finalidad es optimizar su desarrollo y consecuentes costos de fabricacin y reducir al mximo las pruebas para la obtencin del producto deseado.
CAM
La fabricacin asistida por computadora, tambin conocida por las siglas en ingls CAM (Computer Aided Manufacturing), hace referencia al uso de un extenso abanico de herramientas basadas en los ordenadores.
Los datos creados con el CAD, se mandan a la mquina para realizar el trabajo, con una intervencin del operador mnima.
Algunos ejemplos de CAM son: el fresado programado por control numrico, la realizacin de agujeros en circuitos automticamente por un robot, soldadura automtica de componentes SMD en una planta de montaje.
CAM (Computer Aided Manufacturing o Manufactura asistida por computadora): La manufactura asistida por computadora (CAM, de computer aided manufacturing), implica el uso de computadores y tecnologa de cmputo para ayudar en todas las fases de la manufactura de un producto, incluyendo la planeacin del proceso y la produccin, maquinado, calendarizacin, administracin y control de calidad. El sistema CAM abarca muchas de las tecnologas. Debido a sus ventajas, se suelen combinar el diseo y la manufactura asistidos por computadora en los sistemas CAD/CAM. Esta combinacin permite la transferencia de informacin dentro de la etapa de diseo a la etapa de planeacin para la manufactura de un producto, sin necesidad de volver a capturar en forma manual los datos sobre la geometra de la pieza. Una funcin de CAD/CAM importante en operaciones de maquinado, es la posibilidad de describir la trayectoria de la herramienta para diversas operaciones, como por ejemplo torneado, fresado y taladrado con control numrico. Las instrucciones o programas se generan en computadora, y pueden modificar el programador para optimizar la trayectoria de las herramientas. El ingeniero o el tcnico pueden entonces mostrar y comprobar visualmente si la trayectoria tiene posibles 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 vayan a maquinar. El surgimiento del CAD/CAM ha tenido un gran impacto en la manufactura al normalizar el desarrollo de los productos y reducir los esfuerzos en el diseo, pruebas y trabajo con prototipos. Algunas aplicaciones caractersticas del CAD/CAM son las siguientes:
Calendarizacin para control numrico, control numrico computarizado y robots industriales
Diseo de dados y moldes para fundicin en los que, por ejemplo, se preprograma tolerancias de contraccin
Dados para operaciones de trabajo de metales, por ejemplo, dados complicados para formado de lminas, y dados progresivos para estampado
Diseo de herramientasy electrodos. Control de calidad e inspeccin; por ejemplo, mquinas de medicin por coordenadas programadas en una estacin de trabajo CAD/CAM.
Planeacin y Calendarizacin de proceso.
Diseo.-Utilizado habitualmente en el contexto de las artes aplicadas, ingeniera, arquitectura y otras disciplinas creativas, diseo es considerado tanto sustantivo como verbo. Se dice que el diseo es un proceso creativo.
El diseo mecnico se puede dividir en tres etapas principales las cuales son diseo conceptual, preliminar y crtico o de detalle. En la etapa de diseo conceptual, se trata de definir el problema que se tiene, el cual nace de alguna necesidad. El siguiente paso es desarrollar todas las especificaciones as como los requerimientos del problema. Una vez que se tiene todo esto, empieza la generacin de conceptos o configuraciones de solucin. Se trata de tener mas de una alternativa de solucin para posteriormente evaluar cada una de estas, mediante modelos matemticos, elementos finitos, prototipos y modelos a escala. Despus de la evaluacin viene la comparacin entre las diferentes alternativas que se propusieron, es importante comparar bajo las mismas condiciones. Pueden construirse matrices de decisin, con ndices y parmetros adecuados. Una parte importante en esta etapa es la relacin que el diseador tiene con el cliente, ya que, este puede dar preferencia a ciertas caractersticas en el diseo. El ltimo paso en esta etapa es la configuracin con el mejor diseo.
Diseo preliminar: En esta etapa la configuracin resultante se somete a un estudio detallado de factibilidad.
Diseo critico o de detalle: Esta es la ultima etapa de diseo, aqu se realizan planos de manufactura, estudio de tolerancias, se verifica que todo ensamble a la perfeccin.
Fuentes de informacin
html.rincondelvago.com/sistemas-cadcamcae.html
www.elprisma.com/apuntes/.../controlnumericocnc/
www.monografias.com/.../manufaccomput.shtml