Fabricación n asistida ordenador

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1 Fabricación n asistida ordenador Juan de Juanes MárquezM Departamento de Ingeniería a Mecánica y Fabricación. ETSII-UPM

2 Introducción Objetivos sistemas CAX Ciclo de vida del producto (PDM) Definiciones Integración n de Diseño o y Fabricación Ejemplos de desarrollo de productos

3 Objetivos sistema CAX Reducción n del tiempo de diseño o del producto Reducción n del tiempo de puesta en mercado Reducción n de costes de desarrollo y producción Mejora y homogeneización n de la calidad del producto Mejora de la flexibilidad del sistema de diseño o y producción Mejora de la capacidad de respuesta ante nuevos desafíos del mercado Integración n de aplicaciones usadas en la empresa: ingeniería, producción, distribución, compras, ventas, administración, n, mantenimiento Seguimiento del producto durante su ciclo de vida Permitir el acceso rápido r y sencillo a los datos de diseño o y comportamiento del producto Facilitar los flujos de información n en la compañí ñía Escalabilidad de las aplicaciones para incorporar prestaciones necesarias para nuevas exigencias

4 Ventajas de los sistemas CAX Aumento de la capacidad creativa, al realizar el ordenador la mayoría a de las tareas mecánicas Minimización n del tiempo de dibujo, al emplear funciones de simetría, traslaciones, diseño variacional,, diseño paramétrico trico,, acotación automática, tica, patrones de dibujo, personalización n de menús, etc. Reducción n de errores al poder verificarse y revisar planos y diseños después s de una modificación Disminución n del plazo de ejecución n de un proyecto, pues la velocidad que permite el sistema en la fase conceptual del diseño o y la integración n de información n en todas las etapas del proceso de diseño o permiten acortar el tiempo de lanzamiento del producto Posibilidad de integrar toda la información n en una base de datos Normalización n actualizada, pues al elaborar un plano, las normas se tienen en cuenta automáticamente ticamente y permiten, además s del cumplimiento puntual de las novedades, la actualización n de los archivos de proyectos a la normativa vigente

5 Resumen CAX Calidad, Costes, Ciclo (Q,C,D( Q,C,D) Computer Aided Design (CAD) DesignandDrafting(CADD) Engineering (CAE) Testing (CAT) Process Planning (CAPP) Manufacturing (CAM) Testing and Maintenance (CAT&M) General (CAX)

6 Ciclo de vida del producto

7 CAD: Computer Aided Design Diseño o conceptual y de detalle Generación n de planos Ensamblajes Catálogo de piezas normalizadas Definición n de tolerancias Representación n realista (texturas) Diseño o de superficies Creación n de matrices Piezas laminadas Conjuntos soldados Animaciones

8 CAE: Computer Aided Engineering Análisis estructural Análisis de frecuencias Análisis de movimiento Impacto Ruido y vibraciones Durabilidad Acústica Análisis térmicot Inyección n de plásticos Mecánica de fluídos (CFD) Ergonomía Optimización

9 CAT: Computer Aided Testing Ensayos estructurales Análisis modal Maquinaria rotativa Arranque-parada de motores Ensayos acústicos Durabilidad Control de vibraciones Condiciones de carretera (automóviles) Condiciones de vía v a (ferrocarriles) Volver

10 CAM: Computer Aided Manufacturing Escribe programas de CN para: Torno Centro de mecanizado Permite la elección n de: Herramientas Avances Realiza la simulación n del mecanizado Estima el tiempo de operación Optimiza el orden de las tareas

11 CAPP: Computer Aided Processing Planning Gestiona la planta en su conjunto Planes y hojas de procesos Diagramas de flujo de procesos Control de tiempos de fabricación Planes de ensambles Control de calidad Control de herramientas Simulación n de procesos Estudio de seguridad

12 RE: Reverse Engineering Herramientas para pasar de real a virtual (y viceversa) Scanners 3D y software asociado (Impresoras 3D: prototipado rápido)

13 VR: Virtual Reality Prototipado virtual: mejor percepción n de los modelos CAD y los análisis CAE Simuladores Interacción Vista Oído Tacto Dispositivos Guantes Cascos Salas

14 RP&T: Rapid Prototyping and Tooling Método automático tico para la fabricación n de un modelo físico o prototipo a partir de un modelo de CAD-3D Permite: Comprobar viabilidad del diseño Realizar ensayos Verificar ajustes en mecanismos complejos Facilitar la colaboración entre distintos departamentos Estimar costes Preparar moldes y matrices

15 CAT&M: Computer Aided Testing and Maintenance Similar al CAT pero aplicado a mantenimiento Tipos de tareas: Vibraciones en maquinaria rotativa Arranques y paradas de máquina Análisis de aceites y lubricantes Medida de eficiencia de motores Inspección termográfica Inspección visual por endoscopia Análisis de imágenes por estroboscopia y video alta velocidad Detección ultrasónica de fugas

16 ECM: Environmentally Concious Manufacturing Modificar el diseño o del producto para reducir el impacto ambiental Contempla: Reglas de diseño Influencia de la forma Influencia del proceso de fabricación Montaje y desmontaje de productos para reutilización, remanufactura, reciclaje y destrucción

17 PDM: Product Data Management Permite manejar la enorme cantidad de información n que genera una compañí ñía a en torno a un producto: Geometría Planos Ficheros sobre piezas Esquemas de montaje Especificaciones Asegurando que la información n llega a las personas adecuadas (confidencialidad) en la forma adecuada La información n se mantiene siempre actualizada y se sabe qué modificaciones se han realizado y por parte de quién Realización n de búsquedasb Facilita la colaboración n entre los distintos departamentos

18 Plataformas Unix, PC, sistemas en red JAVA, CORBA, DCOM Common Object Request Broker Architecture, desarrollado por OMG (Object Management Group) Distributed Component Object Model (DCOM). Protocolo de Microsoft

19 Comparativa CAX comerciales

20 Comparativa CAX comerciales II

21 Evolución n sistemas CAX I Splines Curvas definidas por medio de puntos de control por medio de los cuales se define una cierta característica de la curva (punto de paso, definición de tangencia, valor de la curvatura) B-Splines Poseen lo que se denomina control local, lo que produce que las modificaciones realizadas en un solo punto de control afectan sólo a la parte de la curva próxima a dicho punto, lo que es muy útil para su empleo en el diseño de perfiles NURBS (Non Uniform Rational Beta Spline) Superficie creada por medio de curvas de tipo B-Spline. Definidas mediante cociente de polinomios

22 Evolución n sistemas CAX II Curvas polinomiales Curvas definidas por medio de un polinomio Patches Superficies elementales que permiten la transición o el cierre entre superficies generadas mediante su definición canónica o numérica, asegurando la continuidad de la misma Lenguajes de programación n del núcleon Hardware empleado Otras aplicaciones relacionadas (PDM,ERP( PDM,ERP )

23 Modelado Geométrico Modelado alámbrico En este caso el ordenador almacena información relativa a las coordenadas en el espacio de los vértices del objeto, así como las condiciones de unión de pares de vértices mediante aristas. Este modelo no permite la producción de secciones y vistas con eliminación de partes ocultas Modelado con superficies El objeto es almacenado por el sistema mediante un modelo de fronteras, que amplía la información almacenada en el modelo alámbrico incluyendo datos de los 'patches' y caras del objeto Modelado sólidos Existen dos procedimientos de almacenamiento de la información del sólido, uno es el modelo de fronteras que proporciona una representación no ambigua y completa permitiendo todo tipo de operaciones y representaciones realistas del sólido, y el segundo procedimiento es la representación mediante árboles CSG (Constructued Solid Geometry)

24 Ficheros de intercambio IGES Acrónimo para Initial Graphics Exchange Specification, un formato de definición de geometrías y ficheros para intercambio de datos entre aplicaciones CAD, desarrollado por ANSI, y especialmente pensado para modelado alámbrico 3D. STEP VDA Va más allá de del concepto de fichero de intercambio, estableciendo una metodología que permite la definición y el intercambio de información entre diferentes aplicaciones. STEP = Standard for the Exchange of Product Model Data, definido en ISO Formato de fichero equivalente a IGES, pero desarrollado por la asociación alemana de fabricantes de automóviles, Verband der Deutschen Automobilindustrie (VDA) DXF Acrónimo para Data Exchange File, un formato de fichero orientado a gráficos 2D básicamente, soportado por la mayor parte de los sistemas CAD sobre PC. Fue creado por AutoDesk para su producto AutoCad, como formato alternativo al formato propietario DWG, para facilitar el intercambio de información con otras aplicaciones

25 Fabricación n asistida CAM Planificación n de procesos Base de datos de herramientas y utillajes, parámetros de fabricación, elementos estándar, máquinas herramientas de control numérico Utilidades de generación de planos, listas de materiales, hojas de proceso Generación n de trayectorias de mecanizado Generación n de programas fuente APT Automatic Programming Tool Es uno de los primeros lenguajes creados para esta finalidad (MIT, 1952). Consiste en sentencias (líneas) que definen la geometría mediante palabras elementales tales como punto, línea, circunferencia, etc.; completadas con otras en las que se definen los movimientos de las herramientas CLDATA Acrónimo para Cutter Location Data = datos de la trayectoria descrita por la herramienta. Se caracteriza por no estar asociado a ningún control de máquina herramienta en particular, por lo que se le asocia la denominación de fichero neutro Postprocesador Es un programa que lee un fichero CLDATA y lo convierte en código ejecutable por un control numérico específico

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