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Cnc, Cad, Cam, Cae, Capp

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  • 1. Sistemas de Manufactura
    Ingeniería Industrial
    Misión:
    Formar profesionales de la carrera de ingeniería industrial, que sean agentes de cambios, comprometidos e integrados al desarrollo de su país, emprendedores, analíticos y creativos, que mejoren la productividad de los sistemas generadores de bienes y servicios, mediante el uso eficiente de los recursos disponibles y la incorporación de la alta tecnología.
    Visión:
    Ser un departamento que integre la docencia, la vinculación, y la investigación, para formación de ingenieros que respondan a los retos en la generación de bienes y servicios de clase mundial. 
    Tecnologías duras: CNC, CAD, CAM, CAE, CAPP
    Alumna:
    Crys Montes Tenorio
    No. de control:
    06210923
    Prof.
    Ing. Hugo Montelongo Solano
    CONTROL NUMÉRICO POR COMPUTADORA (CNC)
    Cuando se desarrollaron los sistemas de control numérico (CNC – Computerized Numerical Control) la idea consistía en preplanificar cada movimiento que el operario realizase, para posteriormente ejecutarlos secuencialmente de manera rápida, evitando las imprecisiones que se cometen en cualquier proceso manual. El desarrollo continuó 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 compensación de la geometría de la herramienta, escalado, rotación, cinemática de la máquina, etc. Después, el interpolador actúa 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, más severas debido sobre todo a los altos valores de avance que se requieren.
    La forma más habitual de especificar las trayectorias que debe seguir la herramienta en una operación de mecanizado esta basada en la generación de una sucesión de puntos entre los cuales se realizan interpolaciones lineales. El CAD (Computer Aided Design) permite realizar el diseño de la pieza a mecanizar como una concatenación de elementos geométricos simples, mientras que el CAM (Computer Aided Machining) define, a partir de la información CAD, la trayectoria a seguir por la herramienta para realizar el mecanizado de la pieza, siendo aquí donde se realiza la traslación de la trayectoria a puntos discretos. La serie de puntos es posteriormente cargada en el control numérico, que los ejecuta de forma ordenada.
    Evidentemente, la aproximación de una trayectoria curva mediante una serie de tramos rectos entre los puntos especificados por el CAM supone una pérdida de precisión. En el caso de trayectorias con pequeño radio de curvatura, el número de puntos especificado sobre la curva, esto es, la densidad de puntos, deberá ser mayor que en el caso de trayectorias casi rectas. Sólo así se podrá mantener un grado de precisión constante a lo largo de toda la trayectoria.
    De forma equivalente, un aumento en los requerimientos de precisión a lo largo de toda la superficie mecanizada obliga a especificar un mayor número de puntos en la definición de la trayectoria.
    El hecho de tener que procesar una gran cantidad puntos con precisión y a gran velocidad impone la adopción de una serie de soluciones en los controles numéricos para alta velocidad.
    Precisión y rapidez para la fabricación de piezas especializadas.
    Contamos con el equipo más moderno para realizar trabajos de maquinado mediante control numérico computarizado, pudiendo cumplir así con las necesidades de nuestros clientes en tiempo y forma.
    Somos la solución de proveeduría estratégica para empresas que buscan capacidades tecnológicas de diferentes procesos de maquinados CNC.
    Servicio de Control numérico.
    Podemos proporcionar el servicio de Maquila con maquinaria con la más alta tecnología.
    Control numérico por computadora
    Definición general: Se considera control numérico a todo dispositivo capaz de dirigir posicionamientos de un órgano mecánico móvil, en el que las órdenes relativas a los desplazamientos del móvil son elaboradas en forma totalmente automática a partir de informaciones numéricas definidas, bien manualmente o por medio de un programa.
    Ámbito de aplicación del control numérico:
    Como ya se mencionó, las cuatro variables fundamentales que inciden en la bondad de un automatismo son: productividad, rapidez, precisión y velocidad.
    De acuerdo con estas variables, vamos a analizar qué tipo de automatismo es el más conveniente de acuerdo al número de piezas a fabricar. Series de fabricación:
    Grandes series: (mayor a 10.000 piezas)  
    Esta producción está cubierta en la actualidad por las máquinas transfert, realizadas por varios automatismos trabajando simultáneamente en forma sincronizada. Series medias: (entre 50 y 10.000)
    Existen varios automatismos que cubren esta gama, entre ellos los copiadores y los controles numéricos. La utilización de estos automatismos dependerá de la precisión, flexibilidad y rapidez exigidas. El control numérico será especialmente interesante cuando las fabricaciones se mantengan en series comprendidas entre 5 y 1.000 piezas que deberás ser repetidas varias veces durante el año. Series pequeñas: (menores a 5 piezas)  Para estas series, la utilización del control numérico suele no ser rentable, a no ser que la pieza sea lo suficientemente compleja como para justificarse su programación con ayuda de una computadora. Pero en general, para producciones menores a cinco piezas, la mecanización en máquinas convencionales resulta ser más económica. A continuación, podemos ver un gráfico que ilustra de forma clara lo expresado anteriormente.
    Ventajas del control numérico:
     Las ventajas, dentro de los parámetros de producción explicados anteriormente son:
    Posibilidad de fabricación de piezas imposibles o muy difíciles. Gracias al control numérico se han podido obtener piezas muy complicadas como las superficies tridimensionales necesarias en la fabricación de aviones.
    Seguridad. El control numérico es especialmente recomendable para el trabajo con productos peligrosos.
    Precisión. Esto se debe a la mayor precisión de la máquina herramienta de control numérico respecto de las clásicas.
    Aumento de productividad de las máquinas. Esto se debe a la disminución del tiempo total de mecanización, en virtud de la disminución de los tiempos de desplazamiento en vacío y de la rapidez de los posicionamientos que suministran los sistemas electrónicos de control.
    Reducción de controles y desechos. Esta reducción es debida fundamentalmente a la gran fiabilidad y repetitividad de una máquina herramienta con control numérico. Esta reducción de controles permite prácticamente eliminar toda operación humana posterior, con la subsiguiente reducción de costos y tiempos de fabricación.
    El objeto del control numérico es lograr la automatización en la fabricación de piezas. Deberá tenerse en consideración que la automatización no implica producción masiva, la automatización debe observarse como la manufactura de piezas que cumplen con especificaciones rigurosas y en las que para su fabricación intervino poco la mano del hombre.
    El objeto de las máquinas automáticas es poder reproducir las piezas diseñadas el número de veces que sea necesario y disminuir al máximo la intervención del hombre en la operación de la máquina.
    Con las máquinas automáticas se logra lo siguiente:
    Reproducción de las piezas con gran similitud
    Alta calidad en los acabados y en las medidas
    Poca participación de los operadores de las máquinas
    Control de la producción
    En las operaciones de automatización se pueden incluir las siguientes acciones:
    Alimentación del material a procesar
    Procesamiento del material de acuerdo a las necesidades
    Transferencia de productos de unas máquinas a otras
    Inspección de trabajos
    Expulsión de trabajos terminados
    La automatización implica auto corrección, esto significa que para lograr la automatización de una máquina herramienta no sólo es necesario la coordinación de las partes de la máquina, sino que también deberá incluirse que la máquina debe inspeccionar y con los servomecanismos adecuados, corregir las deficiencias o variaciones detectadas.
    Cuando una máquina puede recibir sus instrucciones por medio de un código numérico se dice que la máquina es de control numérico. Por lo regular estos códigos son aceptados por las máquinas herramientas por medio de tarjetas, cintas o programas de computadora.
    Es importante no confundir a una máquina automática con un centro de maquinado.
    Una máquina automática con o sin control numérico es una máquina que permite la fabricación, de manera repetida, de piezas con muy poca participación del hombre en la operación de la máquina. Su objeto no es fabricar muchas piezas sino fabricarlas sin que el hombre se preocupe por su operación.
    Los centros de maquinado CNC son máquinas totalmente automáticas en las que su objetivo es la producción a gran velocidad de muchas piezas u objetos. En la operación de estas máquinas tampoco participa el hombre.
    CAD
    El diseño asistido por computadora, abreviado DAO pero más 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 diseño en sus actividades. Es además la herramienta principal para la creación de entidades geométricas enmarcados dentro de procesos de Administración del Ciclo de Vida de Productos (Product Lifecycle Management), y que involucra software y algunas veces Hardware especiales. Los paquetes actuales varían desde aplicaciones basadas en vectores y sistemas de dibujo en 2 dimensiones (2D) hasta modeladores en 3 dimensiones (3D) a través del uso de modeladores de sólidos y superficies paramétricas. Se trata básicamente de una base de datos de entidades geométricas (puntos, líneas, arcos, etc.) con la que se puede operar a través de una interfaz gráfica. Permite diseñar en dos o tres dimensiones mediante geometría alámbrica, esto es, puntos, líneas, arcos, splines; superficies y sólidos para obtener un modelo numérico de un objeto o conjunto de ellos.
    La base de datos asocia a cada entidad una serie de propiedades como color, capa, estilo de línea, nombre, definición geométrica, etc., que permiten manejar la información de forma lógica. Además 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 gestión y producción.
    CAE
    CAE son las siglas en inglés de Computer Aided Engineering, en español «ingeniería asistida por ordenador o computadora». Se denomina así al conjunto de programas informáticos que analizan los diseños de ingeniería realizados con el ordenador, o creados de otro modo e introducidos en el ordenador, para valorar sus características, propiedades, viabilidad y rentabilidad. Su finalidad es optimizar su desarrollo y consecuentes costos de fabricación y reducir al máximo las pruebas para la obtención del producto deseado.
    CAM
    La fabricación asistida por computadora, también conocida por las siglas en inglés 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 máquina para realizar el trabajo, con una intervención del operador mínima.
    Algunos ejemplos de CAM son: el fresado programado por control numérico, la realización de agujeros en circuitos automáticamente por un robot, soldadura automática 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 tecnología de cómputo para ayudar en todas las fases de la manufactura de un producto, incluyendo la planeación del proceso y la producción, maquinado, calendarización, administración y control de calidad. El sistema CAM abarca muchas de las tecnologías. Debido a sus ventajas, se suelen combinar el diseño y la manufactura asistidos por computadora en los sistemas CAD/CAM. Esta combinación permite la transferencia de información dentro de la etapa de diseño a la etapa de planeación para la manufactura de un producto, sin necesidad de volver a capturar en forma manual los datos sobre la geometría de la pieza. Una función 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 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 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 diseño, pruebas y trabajo con prototipos. Algunas aplicaciones características del CAD/CAM son las siguientes:
    • Calendarización para control numérico, control numérico computarizado y robots industriales
    • Diseño de dados y moldes para fundición en los que, por ejemplo, se preprograma tolerancias de contracción
    • Dados para operaciones de trabajo de metales, por ejemplo, dados complicados para formado de láminas, y dados progresivos para estampado
    • Diseño de herramientas y electrodos. 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.
    Diseño.-Utilizado habitualmente en el contexto de las artes aplicadas, ingeniería, arquitectura y otras disciplinas creativas, diseño es considerado tanto sustantivo como verbo. Se dice que el diseño es un proceso creativo.
    El diseño mecánico se puede dividir en tres etapas principales las cuales son diseño conceptual, preliminar y crítico o de detalle. En la etapa de diseño conceptual, se trata de definir el problema que se tiene, el cual nace de alguna necesidad. El siguiente paso es desarrollar todas las especificaciones así como los requerimientos del problema. Una vez que se tiene todo esto, empieza la generación de conceptos o configuraciones de solución. Se trata de tener mas de una alternativa de solución para posteriormente evaluar cada una de estas, mediante modelos matemáticos, elementos finitos, prototipos y modelos a escala. Después de la evaluación viene la comparación entre las diferentes alternativas que se propusieron, es importante comparar bajo las mismas condiciones. Pueden construirse matrices de decisión, con índices y parámetros adecuados. Una parte importante en esta etapa es la relación que el diseñador tiene con el cliente, ya que, este puede dar preferencia a ciertas características en el diseño. El último paso en esta etapa es la configuración con el mejor diseño.
    Diseño preliminar: En esta etapa la configuración resultante se somete a un estudio detallado de factibilidad.
    Diseño critico o de detalle: Esta es la ultima etapa de diseño, aquí se realizan planos de manufactura, estudio de tolerancias, se verifica que todo ensamble a la perfección.
    Fuentes de información
    html.rincondelvago.com/sistemas-cadcamcae.html
    www.elprisma.com/apuntes/.../controlnumericocnc/
    www.monografias.com/.../manufaccomput.shtml