PLM Software. La última tecnología en automatización de programación de control numérico para aumentar la eficiencia de la manufactura de partes

Transcripción

1 Siemens PLM Software La última tecnología en automatización de programación de control numérico para aumentar la eficiencia de la manufactura de partes I n f o r m e t é c n i c o La eficiencia del maquinado y la productividad de programación de control numérico mejoran fácilmente al utilizar los últimos adelantos de la tecnología en automatización de la programación de control numérico. Las tecnologías actuales entregan un enorme empuje a la productividad de manufactura mientras minimizan el esfuerzo y los gastos. Este informe proporciona una descripción general de la última automatización de la programación de control numérico disponible en el software NX CAM para aumentar la eficiencia de la manufactura de partes. PLM Software Answers for industry.

2 La última tecnología en automatización de programación de control numérico para aumentar la eficiencia de la manufactura de partes Contenido Resumen ejecutivo 1 Maquinado basado en funciones (FBM) 2 Maquinado controlado por la información de manufactura de productos (PMI) 4 Los resultados 5

3 Resumen ejecutivo Muchos de los retos comunes que enfrentan los negocios de manufactura se pueden minimizar o eliminar al usar la tecnología de automatización de programación de control numérico. La pérdida de información que produce la rotación de personal, los altos costos asociados con el mantenimiento y la actualización de estándares, la incapacidad de capturar y reutilizar las mejores prácticas de forma eficiente, y no poder mejorar la productividad mientras se reducen los costos, son ejemplos de retos de negocios que se pueden abordar al utilizar un sistema CAM equipado con la última tecnología en automatización de programación. Son muchos los beneficios que se obtienen de la programación automatizada. Las empresas han logrado beneficios cuantificables con la programación automatizada, tales como: 80 por ciento de reducción del tiempo de programación de control numérico Reducción de errores en la programación Reducción del tiempo de configuración de las máquinas Aumento de la utilización de las máquinas-herramienta Capacidad para capturar y reutilizar procesos comprobados en la forma de estándares y mejores prácticas La necesidad de la automatización de la programación se hace evidente en las actividades cotidianas tanto de la ingeniería de fabricación como de los departamentos de maquinado de la planta de producción. Los programadores y operadores de máquinas de control numérico, que día a día enfrentan los siguientes desafíos, pueden obtener grandes beneficios de la automatización de la programación: Programación de control numérico Programación manual que da como resultado errores y demoras en planta de producción Esfuerzo de programación redundante para tipos de partes similares Error en la interpretación de dibujos Tiempo de capacitación excesivo para el personal menos experimentado Planta de producción Programas de control numérico incorrectos (funciones omitidas, selección incorrecta de herramientas) Documentación de planta de producción especificada incorrectamente Tiempo de capacitación excesivo para el personal menos experimentado Dependencia de procesos basados en informes Procesos estándar de maquinado y estándares que no se cumplen adecuadamente Este informe resalta las últimas tecnologías en automatización de la programación de control numérico disponibles de Siemens PLM Software y cómo estas tecnologías pueden mejorar la productividad de la manufactura. Maquinado basado en funciones (FBM) Maquinado controlado por la información de manufactura de productos (PMI) 1

4 Maquinado basado en funciones (FBM) El maquinado basado en funciones (FBM) está destinado a lograr que la programación del control numérico sea más rápida y fácil con la programación automatizada. FBM puede proporcionar mayor calidad como resultado de menos errores y brindar mayor estandarización mediante el uso de procesos y recursos comprobados y preferidos. El concepto FBM requiere software que pueda reconocer funciones de maquinado, determinar el mejor proceso de maquinado, o el preferido, para cada función, y luego generar las trayectorias de herramientas para cada operación, todo de forma automática. Métodos existentes para seleccionar las estrategias de FBM La manera común de automatizar la programación es crear una amplia gama de secuencias de maquinado alternativas y almacenar cada una de ellas como una plantilla, donde cada una represente otra variante del proceso de maquinado de forma efectiva. Cuando se identifica una función para la parte, el software FBM selecciona y aplica la plantilla de proceso de maquinado que es más compatible para ese tipo de función. Un problema en el enfoque de esta variante es la amplia gama de procesos que pueden ser necesarios para un sistema útil. El tipo de función, su tamaño, su precisión y acabado son ejemplos de factores que pueden cambiar la forma que necesita una función para maquinarse. Una forma de abordar esto ha sido crear un sistema con cientos, si no miles, de plantillas de maquinado de funciones para abarcar todos los posibles tipos de funciones y cambios de tamaño. Figura 1: Ejemplo de tipos de funciones. Esta proliferación de plantillas de proceso FBM en el enfoque de variantes crea un problema de administración. Cuando es necesario cambiar un elemento común tal como un parámetro de selección de herramientas preferido, este cambio puede aparecer en diversas plantillas separadas. Actualizarlas y mantenerlas de esa forma puede implicar un gasto general considerable. Produce también falta de estandarización y un aumento en el inventario de herramientas, porque la gran cantidad de variantes de procesos diferentes aumenta la cantidad de variantes de herramientas requeridas. Para que estos sistemas sean atractivos para el usuario, se pueden proporcionar con creadores de plantillas fáciles de usar o profesores de funciones como se pueden llamar. Esto permite que una planta agregue rápidamente procesos de maquinado que aplicará el sistema a un tipo de función particular, pero como se indica anteriormente, a la larga no es tan productivo crear cada vez más variantes de procesos. 2

5 FBM generativo Como una alternativa para un enfoque de plantilla básico, es posible crear lógica en las plantillas de maquinado para que una plantilla de proceso se pueda aplicar a muchas instancias distintas del mismo tipo de función. Por ejemplo, la plantilla de proceso de maquinado puede contener algún tipo de reglas que comprueben diámetros, profundidades, tolerancia, etc., y luego seleccionen o deseleccionen pasos de procesos opcionales incorporados en la plantilla. Estas reglas capturan el proceso de toma de decisiones que el programador experimentado seguiría al controlar directamente el software CAM en la programación normal de CAM. Cuando la plantilla se aplica a una función única del tipo correcto, el sistema usa la combinación de la plantilla básica y las reglas incorporadas en ella para generar un proceso de maquinado como una serie de operaciones. Generalmente este enfoque reduce la cantidad de plantillas de proceso de maquinado. El inconveniente es que las plantillas de proceso pasan a ser mucho más complejas y se requieren habilidades especiales para crear, probar y editar estas reglas. La tarea puede requerir al menos una forma de programación computacional básica y, en algunos casos, el uso de métodos de codificación patentados para crear las reglas. FBM de la siguiente generación La última versión del sistema de maquinado basado en funciones de NX CAM representa una forma más inteligente de aplicar un método generativo para crear conjuntos de operaciones de maquinado para una función específica. Este nuevo sistema adopta bloques de creación que representan las operaciones de maquinado más comunes y más básicas; éstas se mantienen en una base de datos de conocimiento sobre maquinado. Cada operación está definida por factores que gobiernan su selección. Con cada una de ellas hay una definición simple de los estados de entrada y salida que se esperan o requieren para esa operación. Esta información se configura sólo una vez. Además NX se entrega con una biblioteca de operaciones predefinidas listas para usar. Generación del proceso La parte crítica del sistema es el software que observa cada función única y literalmente crea la secuencia general de operaciones de maquinado al azar a partir de los bloques de creación disponibles. Este software principal evalúa una variedad de opciones para cada paso en una secuencia de maquinado. La lógica considera los requerimientos de cada función identificada y los compatibiliza con los estados de entrada y salida de las operaciones disponibles en la base de datos de conocimiento sobre maquinado. Selecciona aquéllos que satisfacen los requerimientos de dimensión, tolerancia y material para los cuales se dispone de una herramienta de corte. Cuando hay varias soluciones alternativas posibles, el software selecciona aquella a la que se ha asignado la clasificación de preferencia más alta, tal vez menor costo o menor tiempo de maquinado. El sistema ofrece también varias ventajas clave sobre otros métodos. Figura 2: Uso de FBM para automatizar la programación de partes con muchas funciones similares. 3

6 Cada paso de proceso de maquinado separado (o bloque de creación como se indica más arriba) sólo debe estar presente una vez en la base de datos de conocimiento sobre maquinado. Si la planta decide cambiar cuándo se debe usar este proceso estándar, bajo qué condiciones, o con un nuevo tipo de herramienta, es sólo un cambio. Todo uso posterior del sistema genera automáticamente operaciones de maquinado considerando el cambio central. Hay muchos menos datos para administrar y trabajar en comparación con los sistemas FBM tradicionales que crean copias y variantes de muchos posibles procesos de maquinado futuros. Esto no es sólo superior desde una perspectiva de cambio, sino que estimula la ejecución. El sistema sólo trata con un número finito de bloques de creación básicos en lugar de cientos de plantillas que pueden tener reglas complejas incorporadas. No se requiere ninguna forma de programación computacional para usar el sistema o para crear nuevos procesos de maquinado. De hecho, el sistema viene con un editor de conocimiento sobre maquinado diseñado para administrar la tarea simple de trabajar con datos de proceso de maquinado. Maquinado controlado por la información de manufactura de productos (PMI) y su función en la automatización Los métodos descritos anteriormente para la siguiente generación de maquinado basado en funciones ofrecen una oportunidad especial para el uso práctico de datos no geométricos que se pueden adjuntar a un modelo 3D de partes CAD. Siemens PLM Software ha tenido una función activa en el soporte de la definición de estándares de la industria relacionados con la anotación de modelos 3D y la base de lo que se conoce como información de productos y manufactura o PMI. Figura 3: La información de manufactura de productos (PMI) agregada al modelo NX CAD se puede usar para controlar el maquinado basado en funciones en NX CAM. El uso de datos PMI para efectuar anotaciones en modelos 3D es efectivamente un paso más allá de agregar datos similares tales como información GD&T a los dibujos. Aunque PMI se puede usar para referirse a cualquier dato que se agrega a la geometría de un modelo 3D, por ejemplo, elementos patentados tales como codificación de colores, existe un conjunto de estándares que se han desarrollado y que están en desarrollo para diseñar el contenido y formatear la anotación del modelo, incluido el estándar ISO para la documentación de productos técnicos. El sistema FBM en NX ofrece también las ligas de programación de control numérico para la anotación del modelo 3D. En el primer paso del proceso FBM, reconocimiento de funciones, NX puede observar y leer datos no geométricos adjuntos al modelo, los datos PMI de formato estándar de la industria. 4

7 En este caso, los atributos clave que afectan la selección de operaciones de maquinado en fases posteriores, tales como tolerancias y etiquetas de acabado de superficies, se pueden leer y usar mediante NX CAM en el proceso FBM. Estos valores PMI adjuntos a funciones reconocidas se pueden usar para controlar la selección del método de maquinado. Esto se logra al comparar con los criterios que se incluyen en la base de datos de maquinado. Por ejemplo, una tolerancia estrecha puede requerir un proceso y una herramienta de acabado específicos. Este proceso de acabado se selecciona como un paso en la secuencia general de maquinado para esa función. De esta forma, los datos PMI que se agregan al modelo NX CAM durante el diseño controlan el proceso de fases posteriores de programación y maquinado de control numérico. En combinación con las capacidades de maquinado basadas en funciones generativas en NX CAM, las funciones de maquinado controladas por PMI establecen una posición importante en el control de la automatización de programación de control numérico basada en estándares. Hasta ahora, PMI se ha usado principalmente en aquellas funciones de fases posteriores dispuestas o capaces de consultar y anotar los datos 3D mediante consulta manual en visores 3D. La visión más allá de los datos PMI tiene un alcance mucho mayor. El uso de PMI para comunicar la intención del diseñador a funciones de fases posteriores de una forma automatizada reduce errores, acelera el proceso y conduce a una estandarización mayor. Siemens PLM Software espera ampliar el uso de PMI en términos de los elementos usados y en la forma que se aplican para controlar la programación de control numérico en NX CAM. Los resultados Los clientes de Siemens PLM Software informan una reducción del 80 por ciento en el tiempo de programación del control numérico al usar FBM en NX. Los usuarios también hacen referencia a una reducción de los errores que pueden ocurrir en la programación manual, tales como: selección incorrecta de herramientas, selección incorrecta de orificios para operaciones o funciones que faltan. Tales errores, cuando no se identifican, dan como resultado costos adicionales debido a la reelaboración o el descarte y remaquinado de una parte completa. No se puede identificar el 100 por ciento de estos errores mediante simulación y verificación de control numérico, de modo que el uso de la automatización de FBM puede brindar un proceso de programación de control numérico confiable y valioso. El maquinado basado en funciones, con capacidad PMI, se incluye en muchos paquetes de software NX CAM (y CAM Express) existentes o está disponible como un módulo adicional. 5

8 Acerca de Siemens PLM Software Siemens PLM Software, unidad de negocios de la división de Siemens Industry Automation, es un proveedor líder a nivel mundial de programas de software y servicios para la administración del ciclo de vida del producto (PLM) y cuenta con 6.7 millones de licencias y más de 63,000 clientes en todo el mundo. Con sus oficinas centrales en Plano, Texas, Siemens PLM Software trabaja en colaboración con empresas que brindan soluciones abiertas y que ayudan a transformar más ideas en productos exitosos. Para obtener más información sobre los productos y servicios de Siemens PLM Software, visite. Siemens PLM Software Oficina central Av. Santa Fe #505 Ofic.201 Col. Cruz Manca C.P México, D.F. +52 (55) Av. Santa Fe #505 Ofic.201 Col. Cruz Manca C.P México, D.F. Pabellon Tec Local 38-9 Av. Eugenio Garza Sada #427 Sur Col. Altavista C.P Monterrey, N.L. +52 (81) Sin Costo: Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. Todos los derechos reservados. Siemens y el logotipo de Siemens son marcas comerciales registradas de Siemens AG. Teamcenter, NX, Solid Edge, Tecnomatix, Parasolid, Femap, I-deas y Velocity Series son marcas comerciales o marcas comerciales registradas de Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. o sus subsidiarias en los Estados Unidos y en otros países. Todos los demás logotipos, marcas comerciales, marcas comerciales registradas o marcas de servicio que se utilizan en el presente documento son propiedad de sus respectivos dueños. W11-ME /10 L