Captulo 1: Introduccin al D.A.0 13

1. INTRODUCCIN

1.1 CIM. Computer Integrated Manufacturing

El diseo y la fabricacin de un producto industrial exige la utilizacin de herramientas informticas que permitan minimizar las etapas iniciales de diseo y asegure al mismo tiempo que el producto diseado es acorde a las necesidades implcitas y explcitas definidas por el cliente.

El concepto de CIM (Computer Integrated Manufacturing) se define como aquel planteamiento en la fabricacin de un producto que utiliza la tecnologa informtica para maximizar el rendimiento de los sistemas productivos y minimizar los tiempos de diseo y fabricacin. Se pretende, mediante la utilizacin de la tecnologa informtica, reducir el tiempo de diseo de un producto y, garantizar que el producto diseado va a sufrir el mnimo nmero de cambios o modificaciones en la etapa posterior de fabricacin.

La definicin de CIM tiene en cuenta cada una de las etapas del ciclo de vida de un producto, desde la recepcin y verificacin de la materia prima, al diseo, el prototipaje, la produccin, el almacenamiento e incluso la distribucin y a la retirada del producto. Sin embargo, en el texto se definen nicamente aquellas tecnologas informticas presentes en las etapas de diseo, prototipado y diseo del proceso, pues son las que ayudarn a minimizar los tiempos de diseo y acortarn el tiempo de lanzamiento de nuevos productos. De entre ellas se definen: CAD, CAM, CAE y RP.

De las cuatro tecnologas informticas aplicadas en la etapa de definicin de un producto y de prototipaje del mismo, el CAD o DAO es la principal y la ms importante pues las otras tres; CAM, CAE y RP dependen directamente de los modelos CAD definidos.

Figura 1.1 CIM. Integracin de los sistemas CAD, CAM, CAE y RP en la definicin y prototipaje de un producto

CAD (Computer Aided Design). Se tienen en cuenta dos conceptos: dibujo asistido por ordenador y diseo asistido por ordenador. El primero de ellos consiste en aplicaciones informticas capaces de almacenar geometras 2D y 3D, modificarlas y generar documentacin. Mientras que la segunda, el diseo asistido por ordenador (D.A.O) permite no slo la construccin de la geometra sino tambin verificar restricciones geomtricas entre ensamblajes y restricciones cinemticas (simulacin de colisiones e interferencias de piezas).

Figura 1.2. Rhinoceros 3D (figura izquierda), programa de dibujo asistido por ordenador. SolidWorks (figura derecha), programa de diseo asistido por ordenador

14 Dibujo asistido con ordenador

CAE (computer aided engineering). Ingeniera asistida por ordenador. Se engloban todas las tcnicas de anlisis basadas en aplicaciones informticas que permiten simular procesos de mecanizado (CNC), la aplicacin de elementos finitos (FEM) o la generacin de ficheros STL para la creacin de prototipos rpidos (RP).

- FEM. Mtodo de los elementos finitos. Partiendo de modelos CAD tridimensionales y mediante la aplicacin de tcnicas numricas fiables pueden estudiarse problemas de anlisis de tensiones, fatiga, transferencia de calor y muchas otras aplicaciones, de forma que puede estimarse el comportamiento de una pieza o ensamblaje ante unas solicitaciones exteriores sin tener que realizar un prototipo fsico.

Figura 1.3 Aplicacin de los elementos finitos mediante el mdulo COSMOS/WORKS. Pueden apreciarse las zonas de mayor tensin (oscuras) y la deformacin total de la pieza.

- CNC. Control numrico por computadora. Permite generar programas de control numrico para mquinas herramientas como son fresadoras, tornos y mquinas de electroerosin por hilo. Se establecen las trayectorias de la herramienta de corte y pueden realizarse los programas de control numrico mediante las opciones de postprocesado.

Figura 1.4 Control numrico por computador. En la figura de la izquierda se representa el slido de la pieza que se pretende mecanizar y en la figura de la derecha se tiene una imagen del proceso de simulacin de mecanizado mediante MASTERCAM

- Rapid prototyping Conjunto de tcnicas que permiten obtener prototipos fsicos de las piezas diseadas por ordenador mediante procedimientos como la estereolitografa (STL) o el sinterizado selectivo por lser.

- CAM. Computer Aided Manufacturing. Fabricacin asistida por ordenador. Se engloban las tecnologas basadas en la utilizacin de los ordenadores, necesarias en los sistemas productivos actuales: robtica, control numrico, etc.

c: El autor, 2004; Edicions UPC, 2004