Contexto
Sistemas CAM
La manufactura asistida por computadora, o CAM por sus siglas en inglés (Computer Aided Manufacturing), tiene sus origines en los años cuarenta, cuando Jonh T. Parson del MIT desarrolla un sistema para mover los ejes de una maquina fresadora acorde a unas coordenadas establecidas previamente; más adelante, en los años cincuenta, la fuerza aérea de los EU patrocina las investigaciones en el MIT para continuar el desarrollo de los sistemas CAM.
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En el año de 1957, Douglas Rose (del MIT) desarrolla el lenguaje de programación APT (Automatic Programmed Tooloing), el cual provee la metodología para la programación de la geometría de la parte y parámetros de maquinado, posteriormente se desarrollan los lenguajes APT II y APT III.
En los años sesenta, los sistemas CAD se unen a los sistemas CAM y surgen los sistemas CAD/CAM. Diez años después, en la década de los setenta, se lleva a cabo la primera conferencia en el MIT sobre sistemas CAD/CAM. A finales de esta década los sistemas CAD/CAM son utilizados en programas formales tanto por la NASA como por las fuerzas armadas de los Estados Unidos.
En los ochenta y principios de los noventa, se dieron grandes avances en el desarrollo de la creación de computadoras, comunicación y transferencia de información, todo esto facilitó la interacción de los sistemas CAM y los sistemas CAD a la industria manufacturera.
Posterior a los años noventa, las empresas ven en los sistemas CAM una estrategia de manufactura que no puede ser omitida, ya que gracias a esta tecnología se pueden desarrollar productos con mayor calidad en menor tiempo y con menores costos; por lo que se esparce a nivel mundial la adopción de esta tecnología. Actualmente, los procesos de manufactura auxiliados por computadora es una necesidad para aquellas empresas que deseen ser competitivas en un ambiente global de negocios.
Explicación
6.1 Marco teórico de los sistemas CAM
La manufactura asistida por computadora o CAM se define como el uso eficiente de la computadora para la planeación y programación de máquinas, así como el control del proceso de fabricación. Los sistemas CAM están asociados fuertemente a las funciones de ingeniería de manufactura como procesos de programación de control numérico.
La manufactura asistida por computadora tuvo sus orígenes para el control numérico, pero hoy en día los sistemas CAM se han extendido a muchas otras áreas de la empresa, como en sistemas donde intervengan brazos robóticos, en sistemas automáticos para el almacenaje de materiales, en sistemas inspección por medio de sistemas de visión, en sistemas automáticos para el maneo de materiales, entre muchas otras áreas.
En general, los sistemas CAM son todos aquellos procesos de manufactura que son soportados por procesos de cómputo que auxilian a la programación de las máquinas y controlan sus procesos.
Así, la aplicación de los sistemas CAM pueden ser divididos en dos categorías:
Haz clic en cada clasificación para conocerla a detalle.
Planeación de la manufactura
Las aplicaciones de los sistemas CAM en la planeación de la manufactura son aquellos donde los procesos de cómputo son utilizados indirectamente para apoyar el proceso de producción, es decir, no existe una conexión directa entre la computadora y el proceso. En la planeación de la manufactura, las computadoras son utilizadas fuera de línea para generar información en la administración de las actividades de producción, las siguientes actividades son ejemplo de los sistemas CAM en esta categoría:
Cálculo de parámetros de mecanizado
La segunda categoría de los sistemas CAM está ligada con el desarrollo de sistemas de cómputo, dirigidos a controlar un proceso de manufactura. El control de la manufactura administra físicamente las operaciones de la empresa, entre las funciones que puede desarrollar se encuentran las siguientes:
Control de calidad
Imagen obtenida de http://goo.gl/sfQZJg Sólo para fines educativos.
6.2 Ventajas de los sistemas CAM
Los beneficios de los sistemas CAM incluyen los siguientes puntos:
Una aplicación o software CAM básico, debe incorporar al menos las funciones que se presentan a continuación:
Si se quiere disponer de un posprocesador (aplicación que traduce del lenguaje del CAM al lenguaje de la máquina) para una máquina, lo más habitual es acudir a la empresa distribuidora del CAM, ya que normalmente estas empresas o sus colaboradoras prestan servicio de generación de posprocesadores.
Algunos ejemplos de aplicaciones de Software CAM son los siguientes:
Nombre de software |
Descripción |
NX CAM y CAM Express |
Softwares para programación de máquinas CNC de alta velocidad, fresas-torno y maquinados de 5 ejes. CAM Express provee una gran programación NC con un bajo costo de propiedad. |
NX Tooling and Fixture Desing |
Conjunto de aplicaciones para el diseño de moldes y dados. |
Parasolid |
Es un componente de software para modelado geométrico en 3D, permitiéndoles a los usuarios de aplicaciones basadas en Parasolid modelar partes y ensambles complejos. Es utilizado como la herramienta geométrica en aplicaciones de CAD, CAM y CAE. |
D.Cube 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. |
SiCube |
Es un software de corte por láser CAM que genera trayectorias de manera automática para máquinas de oxi corte por láser a partir de un modelo 3D, de manera que se puede programar hasta 5 y 6 ejes simultáneos, y su salida está dado en códigos ISO. |
Tecnomatix |
Es un software para la administración de los procesos de manufactura, posee la capacidad de planear y controlar la producción, además incluye la manufactura de partes, la planeación de los ensambles, la planeación de los recursos, simulación de planta, desempeño humano, calidad, administración de la producción y administración de la manufactura. |
Tecnomatix
Imagen obtenida de http://goo.gl/y0cTDJ Sólo para fines educativos.
6.3 Clasificación de los sistemas CAM
Los sistemas CAM están enfocados principalmente a procesos de mecanizado de partes por medio de NC, dependiendo del número de ejes que se estén utilizando para maquinar una pieza se tiene la siguiente clasificación:
Haz clic en cada clasificación para conocerla a detalle.
Maquinados en 2D
Los maquinados en dos dimensiones son utilizados por tornos, donde se tiene dos ejes coordenados que trabajan simultáneamente para maquinar las piezas. Los ejes con los que trabaja el torno son el eje X que es diametral y el eje Z que es longitudinal.
Maquinado en 2D
Imagen tomada de http://goo.gl/yNTJKe Sólo para fines educativos.
Maquinados en 2.5D
Los maquinados en 2.5D son aplicados en fresadoras, donde dos (X,Y) ejes trabajan simultáneamente y un tercer eje(Z) queda estático. Ejemplo de las operaciones que utilizan 3D son el careado, perfilado, contorneado y ranurado.
Maquinados en 2.5D
Imagen obtenida de http://goo.gl/cvM0jlSólo para fines educativos.
Maquinados en 3D
Los maquinados en 3D son empleados por fresadoras, en las cuales los tres ejes XYZ trabajan simultáneamente para producir una superficie, un ejemplo de operaciones en 3D son los contorneados superficiales, otra operación son el fresado de cavidades.
Maquinados en 3D
Imagen obtenida de http://goo.gl/qiyfTW Sólo para fines educativos
Maquinados en 4D
Este tipo de maquinados son realizados por torno-fresadoras, las cuales utilizan 3 ejes lineales (XYZ) que trabajan al mismo tiempo, además incorporan un 4 eje que es rotacional. Otro tipo de máquinas que incorporan estos 4 ejes, son fresadoras con tres ejes (XYZ) y con prensas rotativas que poseen el 4 eje rotacional.
Maquinados en 4D
Imagen obtenida de http://www.practicalmachinist.com Sólo para fines educativos.
Maquinados en 5D
Los maquinados 3n 5 dimensiones, son fresadoras con tres ejes lineales (XYZ) e incorporan una prensa con dos ejes rotacionales (A,B). También existen máquinas fresadoras donde el usillo tiene capacidad de moverse en el eje Z y rotar en A y B.
Maquinados en 5D
Imagen obtenida de http://www.fastechinc.net/millmain.html Sólo para fines educativos.
Otros dos tipos de clasificación de los sistemas CAM son los siguientes:
Con base al tipo de máquinas:
En base al tipo de procesos
Cierre
Los sistemas CAM han cambiado la forma de hacer las cosas en la industria, han mejorado la calidad de los productos, han reducido el tiempo de desarrollo de los productos y los costos de fabricación. Aunque los sistemas CAM comenzaron en la década de los cuarenta, fue hasta los años ochenta, con el desarrollo de los ordenadores, que los sistemas CAM se incorporaron de manera exitosa a los procesos de manufactura.
Los sistemas CAM pueden aplicarse desde dos perspectivas, la primera es para planear lo que se hará en un proceso de manufactura, la segunda es para controlar los procesos de manufactura. Como ejemplo de la planeación de la manufactura está el control de inventarios, la planeación del proceso, la planeación de la producción y la planeación de calidad; por otro lado, el control de la manufactura está dirigida de forma directa a las operaciones de manufactura, como el control numérico por computadora, la inspección en línea, el manejo de materiales o la programación de robots industriales.
Hoy existen cientos de softwares que pueden planear y controlar la manufactura y se siguen sumando más a la lista, ya que los desarrolladores de software están incorporando a sus sistemas nuevas estrategias de manufactura, además de estar creando nuevas interfaces de comunicación con las tecnologías emergentes.
¿Cómo crees que será el futuro de los sistemas CAM? ¿A qué grado crees que los trabajadores podrán ser remplazados en el futuro por softwares y máquinas que puedan planear y controlar la manufactura?
Checkpoint
Asegúrate de poder:
Referencias