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    09-Jul-2015

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La Automatizacin del Diseo : Manufactura asistida por computadora (CAM)

Automatizacin de Sistemas de Manufactura

Definicin de CAM Sistema que provee de informacin e instrucciones para la automatizacin de mquinas en la creacin de partes, ensambles, y circuitos; utilizando como punto de partida la informacin de la geometra creada por el CAD. (anterior concepto de CAM) De una manera ms global es el uso efectivo de las tecnologas de cmputo en la planeacin, administracin y control de la produccin en una empresa. Sin embargo, ya en el terreno industrial CAD/CAM se refiere a la generacin automtica de cdigo CNC.

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Resumen histrico 50s. A principos de esta dcada eran usadas simples calculadoras elctricas de escritorio operadas manualmente para anlisis de cualquier tipo. 1957. Douglas T. Rosse del MIT inici el sistema APT (Automatic Programmed Tooloing) , el cual provee la metodologa para la programacin de la geometria de la parte y parmetros de maquinado.

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60s Se crea el CAD en MIT por Ivan Sutherland. General motors inicia un programa en su centro tcnico para explorar el potencial del CAD. A finales de esta decada comienza la integracin CAD/CAM. 70s El CAD/CAM es utilizado en programas espaciales por la NASA y la U.S. Force.

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A finales de lo 70se da la primera conferencia en el MIT en grficos por computadoras y sistemas de CAD/CAM. En los 80s y principios de los 90s. Se dieron grandes avances en el desarrollo de la creacin de computadoras, comunicacin y transferencia de informacin, todo esto facilit la interacin de diversos sistemas.

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Fundamentos de CAD/CAM Para el maquinado de piezas se han desarrollado varias tcnicas en los ltimos aos:

Avances en las mquinas y herramientas Control Numrico Control Numrico Computarizado Sistemas CAD/CAM

Cada uno de ellos ha permitido grandes avances en la fabricacin de piezas, siempre buscando la mxima eficiencia en el proceso. La optimizacin de trayectorias de corte, facilidad de programacin, simulacin del proceso, manejo de informacin y otros beneficios.

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Fundamentos de CAD/CAM Estos avances se han desarrollado ya que la situacin actual del mercado obliga a los fabricantes a ofrecer productos de alta calidad y ajustados a las necesidades del cliente, realizar la manufactura de los productos en menor tiempo y sin incrementar los costos. Hoy en da existen una gran variedad de sistemas que por computadora ayudan a conseguir los objetivos antes mencionados. Uno de ellos son los Sistemas CAD/CAM. Los sistemas de CAD/CAM han permitido grandes logros en la manufactura de piezas maquinadas y en particular en la aplicacin de componentes de geometras complejas y en la disminucin dramtica del tiempo de generacin de los programas de CNC.

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Sistemas CAD/CAMCAD(Drawing)Disear Modificar Dibujar Acotar Rotular

CAM (Manufacturing)

Generacin de Programas de CNC Transferir Programas de CN (DNC) Simulacin de Trayectorias de Corte Seleccin de Herramientas Determinar Sujecin

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CADFormato Nativo Archivos DXF Archivos APT Archivos IGES Archivos PDES Archivos CADS

Traductor DXF

Traductor APT Archivo de CAM

Traductor IGES

Traductor PDESArchivo plan de trabajo

Traductor CADS

Archivo de herramientas

Archivo de grficas

Archivo de geometra Postprocesador

Pantalla

Graficador

CAM ESQUEMA DE UN SISTEMA CAD/CAMAutomatizacin de Sistemas de Manufactura

Programa CNC Piso de produc.

Tcnicas de ProgramacinProgramacin Manual Es frecuentemente el mtodo ms sencillo y el ms econmico, sin embargo, es tambin quiz el mtodo ms tedioso. Hoy en da es muy utilizado por muchas compaas en donde no existe una gran variedad ni un alto grado de complejidad en cuanto a la geometra de las piezas que producen. Los ejemplos de las aplicaciones en las que este mtodo es muy adecuado son las operaciones de taladrado en donde se requieren solo movimientos simples punto-a-punto La programacin manual usa datos numricos bsicos y cdigos alfanumricos especiales para definir los diferentes pasos en un proceso.Automatizacin de Sistemas de Manufactura

Tcnicas de Programacin Las principales desventajas del mtodo de programacin manual son: 1.- Solo puede usarse cuando se trata de piezas son geometra simple 2.- El proceso de programacin consume gran cantidad de tiempo y es laborioso 3.- Existen altas posibilidades de cometer errores 4.- El proceso de modificacin y verificacin de los programas consume gran tiempo Sin embargo, a pesar de estas desventajas, es importante sealar que la programacin manual siempre debe ser considerada como un pilar bsico en la formacin de cualquier programador de CNC, ya que su correcta ejecucin requiere de un entendimiento completo de diferentes reas tales como la geometra y trigonometra. Adems cualquier programador siempre necesitar tener los conceptos bsicos de la programacin manual para ser capaz de hacer modificaciones a los programas que genera independientemente de la tcnica que utilice.Automatizacin de Sistemas de Manufactura

Programacin Manual de Control NumricoDatos de Materiales Datos de Maquinado Informacin de Mquinas Herramientas Informacin de Herramientas

Dibujos

Programa

Mquina de CNC

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Tcnicas de ProgramacinProgramacin Conversacional Es mtodo de programacin se ha convertido en una de las tcnicas ms populares en los ltimos aos. En este tipo de programacin el programa es creado directamente en la mquina (taller de trabajo) y la principal ventaja es el contenido de un alto nivel de descripcin estndar de la geometra de una pieza lo cual simplifica el proceso de definicin de los movimientos de herramienta. En este tipo de sistemas, por lo general, el sistema solo pregunta por la geometra que se usar para calcular las trayectorias de herramienta. En la mayora de los controles que utilizan este tipo de programacin existe la posibilidad de verificar los movimientos del cortador antes de ejecutar el programa.Automatizacin de Sistemas de Manufactura

Lenguaje Conversacional1.- Seleccionar el Tipo de maquinado de Cara (FACE MACHINING) 2.- Seleccionar el fresado de cara (FACE MILL) para generar su Unidad Oprimiendo la tecla del panel WINDOW se muestra la pantalla de ayuda DEPTH Distancia del cero de la pieza a la superficie que se va a maquinar (Direccin Z) Distancia de material por remover (valor aproximado) Acabado Superficial Espesor de acabado (se establece automaticamente)

SRV-Z BTM FIN-Z

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Tcnicas de ProgramacinProgramacin usando sistemas de CAD/CAM Los sistemas de CAD/CAM son vistos hoy en da, por muchas compaas, como una pieza clave para alcanzar altos niveles de calidad y productividad ya que esta tecnologa representa la herramienta ms avanzada para lograr precisin, repetibilidad y rapidez durante el proceso de maquinado de piezas mecnicas complejas. La caracterstica principal de este mtodo de programacin es el uso un sistema grfico basado en la computadora que interacta con el programador en el momento en el que la el programa de la pieza esta siendo preparado.

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Programacin en CAD/CAM De manera general, se puede decir que los sistemas de CAD/CAM ayudan a un programador en tres reas principales: 1.- Evita el hacer clculos matemticos manualmente 2.- Permite programar automticamente diferentes tipos de mquinas usando el mismo lenguaje bsico 3.- Ayuda con ciertas funciones bsicas de maquinado. La interaccin entre el sistema de programacin y el programador es un beneficio significativo del mtodo de programacin asistido por un sistema de CAD/CAM. Existen otros beneficios importantes al usar este mtodo como: el diseo puede estar dentro del mismo sistema y no es necesario hacer transferencia de datos, es posible tener una base de datos que incluye los datos geomtricos y de manufactura de una gran cantidad de piezas, los movimientos de las herramientas pueden ser verificados y simulados paso a paso antes de ser enviados a la mquina de CN.Automatizacin de Sistemas de Manufactura

Programacin en CAD/CAM Los sistemas CAM o CAD/CAM pueden variar drsticamente de uno a otro en cuanto a su operacin, sin embargo existen prcticas muy similares que deben de cumplirse independientemente del software que se este utilizando. Estos pasos son: El programador debe dar informacin general al sistema. Se debe definir la geometra de la pieza de trabajo. Se deben definir las operaciones de maquinado.

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Programacin Manual vs. CAD/CAM

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Utilizando Sistemas CAD/CAM Existe la tecnologa CAD que ayuda parcialmente al diseo de piezas. Existe la tecnologa CAM para crear programas de CN automticamente. Existe la tecnologa CNC, a la cual utiliza programas de CN. Existen modernas Mquinas-Herramienta que usan la tecnologa CNC para la fabricacin de piezas.Automatizacin de Sistemas de ManufacturaONCU RSOR

CAD

CAM

O001; N05 G50 X14 Z15 M41 S100; N10 T0505; N10 G96 S300 M03; N15 G00 X24.5 Z0.35; N20 M08; N25 G71 P30 Q40 D2600 F0.018; N30 G00 X23.5; N35 G01 Z0.0; N40 G03 X24 Z-.5 I-.25 K0; N45 G70 P30 Q40 F.01; N50 M09; N55 M05; N60 M30; %

FANUC O N G R 7 8 9 X Z UW 4 5 6 I K E F 1 2 3 M S T L - 0 . P Q DA /POS PRG RM OFFSET COM MD EOB CAN REA D PUN CH

INPUT

OFFPAGE

STA RT

SET

PARAM ALA RM

DG NOS

ALT ER

INSRT

DEL ET

ORI GIN

RESET

Pieza terminada

Integracin del CAD y el CAMDiseo Asistido por Computadora (CAD)Dibujos en 2D Wireframe Modelo de Superficies Modelos Slidos

INTEGRACION Archivos en Formatos Neutros - IGES - SET PDES/ - VDAIS STEP - VDAFS Sistemas CAP (Planeacin Asistida por Computadora) - Tecnologa de Grupos - Tecnologa de Features Sistemas Integrados - Tecnologa de Features - Modelos Paramtricos - Modelos de Producto

Manufactura Asistida por Computadora (CAM)

Programacin NC

CNC

DNC y FMS

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Los enfoques de aplicacin del CAM en la empresaAplicacin Directa P L A N T A Aplicacin Indirecta

N I V E L

Control Numrico Directo (DNC) Sistemas Flexibles de Manufactura (FMS)

Planeacin de la Produccin Planeacin de los Requerimientos de Materiales y Recursos

O P E R APT, EXAPT A C Control Numrico por Computadora Programacin de Control Numrico I (CNC) (CAM) O N

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Clasificacin de CAMCAM

Mquinas Herramienta Tornos Fresas Erosionadoras Punzonadoras Corte lser

Dimensiones 2D 2.5D 3D 4D 5D

Tipos de Procesos Desbastes Maquinado especiales Engranajes

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SISTEMA BIDIMENSIONAL (2D)

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DOS DIMENSIONES Y MEDIA (2.5D)

Automatizacin de Sistemas de Manufactura

TRIDIMENSIONAL (3D)

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4D

5D

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Diferentes Sistemas CAD/CAM En el Mercado existen una Gran cantidad de Sistemas (Softwares) de CAD/CAM, y dependiendo de la necesidad y presupuesto de cada Taller de Maquinados es el tipo de Software de CAD/CAM requerido. El Costo de un software de CAD/CAM puede variar de 2,000 hasta ms de 100,000 USD. Algunos de los paquetes comerciales de CAD/CAM ms utilizados son: Unigraphics Surfcam GMS Hypermill Camworks MazaCam Edgecam WorkNc Vericut Solidworks Camlink XCam FastSOLID Pro Manufacture Teksoft Anvil 5000 Anvil Express

Pgina de inters: http://www.cam.org/~flamy/cadcam.htmlAutomatizacin de Sistemas de Manufactura

PostprocesadoresLos programas de CAD/CAM realizan clculos trigonomtricos, elaboran las instrucciones de desplazamiento de todos los ejes, calculan velocidades de corte y del husillo, y genera todas las ordenes de accionamiento para el cambio de herramienta, cambio de piezas, refrigerante y muchas ms. Pero estos datos no sirven por si solos para su introduccin a una mquina de CNC, sino que se deben de ser preparados con la sintaxis de una mquina en particular a travs de un programa denominado POSPROCESADOR. OkumaCAD/CAMPrograma de CNCG00 --G01 --G02 --Interface H-M

PC

Fanuc FadalAutomatizacin de Sistemas de Manufactura

PostprocesadoresEl postprocesador nos sirve para que un programa pueda ser corrido en una mquina-herramienta determinada de CNC. Puede existir un postprocesador para cada marca y modelo de control CNC, asi el programa puede ser manejado por cualquier control CNC.Formatos de la MH S4.0 MAX=9999 MIN=0 S2.0M MAX=99 MIN=0 S3.1M MAX=720.0 MIN=0.1 S2.0M MAX=99 MIN=0 Programa de CNC N15M3S1750 N20M8 N25G00Z-0.5Y0.95Z4.0

Datos Generados por el CAD/CAM PARTNO/ 6502 SPINDL/ 1750,CLW COOLNT/ON RAPID GOTO/ -0.75,0.95,4.00 POSTPROCESADOR

Instrucciones de MH 00GOTO $$ Mov. Lineal 00GOTO $$ Mov. Lineal NGXYF NGXYF 00COOLNT $$ Refrigerante 00COOLNT NM $$ Refrigerante NM

POST Listing SPINDL/ 1750,CLW N15M3S1750 COOLNT/ON N20M8

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