CAM

La fabricación asistida por computadora (en Hispanoamérica) o fabricación asistida por ordenador (en España), también conocida por las siglas en inglésCAM (computer-aided manufacturing), 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.

Debido a sus ventajas, se suele combinar el diseño y la fabricación asistidos por computadora en los sistemas CAD/CAM. 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.

Una función de CAD/CAM importante en operaciones de mecanizado es la posibilidad de describir la trayectoria de la herramienta para diversas operaciones, como por ejemplo torneado, fresado y taladrado con control numérico. Las instrucciones o programas se generan en computadora, y pueden modificar el programador para optimizar la trayectoria de las herramientas. El ingeniero o el técnico 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 mecanizar. También, los sistemas CAD/CAM son capaces de codificar y clasificar las piezas que tengan formas semejantes en grupos, mediante codificación alfanumérica.

Algunos ejemplos de CAM son: el fresado programado por control numérico, la realización de agujeros en circuitos automáticamente por un robot, y la soldadura automática de componentes SMD en una planta de montaje.

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 diseño, pruebas y trabajo con prototipos. Esto ha hecho posible reducir los costos de forma importante, y mejorar la productividad. Por ejemplo, el avión bimotor de pasajeros Boeing 777 fue diseñado en su totalidad en computadora con 2000 estaciones de trabajo conectadas a ocho computadoras. Este avión se construye de forma directa con los programas CAD/CAM desarrollados (y el sistema ampliado CATIA), y no se construyeron prototipos ni simulaciones, como los que se requirieron en los modelos anteriores. El costo de este desarrollo fue del orden de seis mil millones de dólares.

Algunas de las aplicaciones características de la fabricación asistida por computadora son las siguientes:

• Control numérico computarizado y robots industriales.

• Diseño de dados y moldes para fundición en los que, por ejemplo, se reprograman tolerancias

de contracción (pieza II).

• Dados para operaciones de trabajo de metales, por ejemplo, dados complicados para formado

de láminas, y dados progresivos para estampado.

• Diseño de herramientas y sopones, y electrodos para electroerosión.

• Control de calidad e inspección; por ejemplo, máquinas de medición por coordenadas

programadas en una estación de trabajo CAD/CAM.

• Planeación y calendarización de proceso.

• Distribución de planta. CAD / Diseño Asisitido por Computadora Computer-aided design (CAD) es el uso de programas computacionales para crear representaciones gráficas de objetos físicos ya sea en segunda o tercera dimensión (2D o 3D). El software CAD puede ser especializado para usos y aplicaciones específicas. CAD es ampliamente utilizado para la animación computacional y efectos especiales en películas, publicidad y productos de diferentes industrias, donde el software realiza cálculos para determinar una forma y tamaño óptimo para una variedad de productos y aplicaciones de diseño industrial.

En diseño de industrial y de productos, CAD es utilizado principalmente para la creación de modelos de superficie o sólidos en 3D, o bien, dibujos de componentes físicos basados en vectores en 2D. Sin embargo, CAD también se utiliza en los procesos de ingeniería desde el diseño conceptual y hasta el layout de productos, a través de fuerza y análisis dinámico de ensambles hasta la definición de métodos de manufactura. Esto le permite al ingeniero analizar interactiva y automáticamente las variantes de diseño, para encontrar el diseño óptimo para manufactura mientras se minimiza el uso de prototipos físicos.

Beneficios de CAD Los beneficios del CAD incluyen menores costos de desarrollo de productos, aumento de la productividad, mejora en la calidad del producto y un menor tiempo de lanzamiento al Mercado.

• Mejor visualización del producto final, los sub-ensambles parciales y los componentes en un sistema CAD agilizan el proceso de diseño.

• El software CAD ofrece gran exactitud de forma que se reducen los errores. • El software CAD brinda una documentación más sencilla y robusta del diseño, incluyendo

geometría y dimensiones, lista de materiales, etc. • El software CAD permite una reutilización sencilla de diseños de datos y mejores prácticas.

Software CAD Estos son algunos ejemplos de aplicaciones de Software tipo CAD:

NX es una gama integrada de aplicaciones completamente asociativas de tipo CAD/CAM/CAE. NX aborda la variedad completa de procesos de desarrollo de diseño de productos, manufactura y simulación; lo que le permite a las compañías motivar el uso de mejores prácticas al capturar y re-usar productos y conocimiento de procesos.

Solid Edge es un sistema híbrido de CAD en 2D/3D que utiliza Synchronous Technology para acelerar el diseño, cambios ágiles, y mejor re utilización de importaciones. Con modelado de partes y ensable, borradores, administración transparente de datos, y análisis de elementos finitos (FEA) integrado, Solid Edge facilita la creciente complejidad de diseño de productos.

Los siguientes componentes de software son utilizados por desarrolladores de software CAD como base para sus aplicaciones:

Parasolid es un componente de software para modelado geométrico en 3D, permitiéndole a los usuarios de aplicaciones basadas en Parasolid modelar partes y ensambles complejos. Es utilizado como la herramienta geométrica en cientos de diferentes aplicaciones de CAD, CAM y CAE.

D-Cubed Components son seis librerías de software que pueden ser licenciadas por desarrolladores de software para integrarlas en sus productos. Proveen capacidades que incluyen el bosquejo parametrizado, diseño de partes y ensambles, simulador de movimiento, detección de colisiones, medidas de separación y visualización de líneas ocultas.

Ventajas de gestionar un proyecto a través de un software

- Permite a los fabricantes de abaratar los costes de producción, reduciendo la mano humana de los operadores y, disminuyendo también, los posibles errores que puedan ocurrir durante el proceso.

- Los productos se diseñan más rápido

-Los costes del diseño de los productos se reducen

- Analizar la viabilidad de un producto

-Mejor adaptación a las exigencias del mercado

-Calcular el coste de la fabricación

-Mejora en general del diseño con respecto al diseño sin herramientas CAD

Las mejoras que se alcanzan son:

- Mejora en la representación gráfica del objeto diseñado: con el CAD el modelo puede aparecer en la pantalla como una imagen realista, en movimiento, y observable desde distintos puntos de vista. Cuando se desee, un dispositivo de impresión (plotter) proporciona una copia en papel de una vista del modelo geométrico.

- Mejora en el proceso de diseño: se pueden visualizar detalles del modelo, comprobar colisiones entre piezas, interrogar sobre distancias, pesos, inercias, etc. En conclusión, se optimiza el proceso de creación de un nuevo producto reduciendo costes, ganando calidad y disminuyendo el tiempo de diseño.

En resumen, se consigue una mayor productividad en el trazado de planos, integración con otras etapas del diseño, mayor flexibilidad, mayor facilidad de modificación del diseño, ayuda a la estandarización, disminución de revisiones y mayor control del proceso de diseño.

Un buen programa CAD no sólo dispone de herramientas de creación de superficies, sino también de posibilidades de análisis y verificación de las mismas, entendiendo por superficies correctas aquéllas cuyos enlaces entre ellas son continuos en cuanto a tangencia y curvatura, y sin contener zonas donde se ha perdido continuidad de curvatura.

No obstante, al no ser posible detectar todos los defectos, en muchos casos es aconsejable fabricar un modelo real de la pieza a fin de poder analizar mejor el resultado obtenido, sobre todo en aquellos casos en que a partir de las superficies creadas en el CAD se diseña el molde. Para fabricar dichos modelos se utilizan tecnologías de fabricación rápida de prototipos.

Además de la verificación de las superficies, un programa CAD avanzado permite trazar superficies paralelas a las creadas, por ejemplo generando la piel interna de la pieza a partir de la piel externa en el caso de piezas con un espesor uniforme conocido y debe tener los elementos necesarios para conseguir realizar sobre el modelo CAD todas las actividades de ingeniería de diseño necesarias (nerviado, fijaciones, centradores, elementos rigidizadores).

Ventajas del CAD/CAM:

- Alta estética

- Precisión en la adaptación

- Rapidez en la fabricación debido a que es robotizado

- Gran versatilidad debido al software

Desventajas CAD/CAM:

- Altos costes iniciales (gran inversión requerida

para su adquisición).

- La necesidad de un adecuado entrenamiento

y aprendizaje por parte del profesional y/o del

técnico para manejar el sistema

- El “CAD” no registra lo que no ve, precisa de

preparaciones nítidas.

En general, las tecnologías CAD/CAM son muy buenas en el ámbito de que tiene una mayor precisión si es que se programa bien, además sus herramientas se desgastan poco, ya que es muy preciso el corte.