juan de juanes márquez departamento de ingeniería...

Fabricación IIIFabricación III

FabricaciFabricacióón asistida ordenadorn asistida ordenador

Juan de Juanes MJuan de Juanes MáárquezrquezDepartamento de IngenierDepartamento de Ingenieríía Meca Mecáánica y nica y

FabricaciFabricacióón. ETSIIn. ETSII--UPMUPM


IntroducciIntroduccióónn

Objetivos sistemas CAXObjetivos sistemas CAXCiclo de vida del producto (PDM)Ciclo de vida del producto (PDM)DefinicionesDefinicionesIntegraciIntegracióón de Disen de Diseñño y Fabricacio y FabricacióónnEjemplos de desarrollo de productosEjemplos de desarrollo de productos


Objetivos sistema CAXObjetivos sistema CAX

ReducciReduccióón del tiempo de disen del tiempo de diseñño del productoo del productoReducciReduccióón del tiempo de puesta en mercadon del tiempo de puesta en mercadoReducciReduccióón de costes de desarrollo y produccin de costes de desarrollo y produccióónnMejora y homogeneizaciMejora y homogeneizacióón de la calidad del producton de la calidad del productoMejora de la flexibilidad del sistema de diseMejora de la flexibilidad del sistema de diseñño y produccio y produccióónnMejora de la capacidad de respuesta ante nuevos desafMejora de la capacidad de respuesta ante nuevos desafííos del os del mercadomercadoIntegraciIntegracióón de aplicaciones usadas en la empresa: ingeniern de aplicaciones usadas en la empresa: ingenieríía, a, producciproduccióón, distribucin, distribucióón, compras, ventas, administracin, compras, ventas, administracióón, n, mantenimientomantenimientoSeguimiento del producto durante su ciclo de vidaSeguimiento del producto durante su ciclo de vidaPermitir el acceso rPermitir el acceso ráápido y sencillo a los datos de disepido y sencillo a los datos de diseñño y o y comportamiento del productocomportamiento del productoFacilitar los flujos de informaciFacilitar los flujos de informacióón en la compan en la compañíñíaaEscalabilidad de las aplicaciones para incorporar prestaciones Escalabilidad de las aplicaciones para incorporar prestaciones necesarias para nuevas exigenciasnecesarias para nuevas exigencias


Ventajas de los sistemas CAXVentajas de los sistemas CAX

Aumento de la capacidad creativa, al realizar el ordenador la Aumento de la capacidad creativa, al realizar el ordenador la mayormayoríía de las tareas meca de las tareas mecáánicasnicasMinimizaciMinimizacióón del tiempo de dibujo, al emplear funciones de simetrn del tiempo de dibujo, al emplear funciones de simetríía, a, traslaciones, disetraslaciones, diseñño o variacionalvariacional, dise, diseñño o paramparaméétricotrico, acotaci, acotacióón n automautomáática, patrones de dibujo, personalizacitica, patrones de dibujo, personalizacióón de menn de menúús, etc.s, etc.ReducciReduccióón de errores al poder verificarse y revisar planos y disen de errores al poder verificarse y revisar planos y diseñños os despudespuéés de una modificacis de una modificacióónnDisminuciDisminucióón del plazo de ejecucin del plazo de ejecucióón de un proyecto, pues la n de un proyecto, pues la velocidad que permite el sistema en la fase conceptual del disevelocidad que permite el sistema en la fase conceptual del diseñño y o y la integracila integracióón de informacin de informacióón en todas las etapas del proceso de n en todas las etapas del proceso de disediseñño permiten acortar el tiempo de lanzamiento del productoo permiten acortar el tiempo de lanzamiento del productoPosibilidad de integrar toda la informaciPosibilidad de integrar toda la informacióón en una base de datosn en una base de datosNormalizaciNormalizacióón actualizada, pues al elaborar un plano, las normas se n actualizada, pues al elaborar un plano, las normas se tienen en cuenta automtienen en cuenta automááticamente y permiten, ademticamente y permiten, ademáás del s del cumplimiento puntual de las novedades, la actualizacicumplimiento puntual de las novedades, la actualizacióón de los n de los archivos de proyectos a la normativa vigentearchivos de proyectos a la normativa vigente


Resumen CAXResumen CAX

Calidad, Costes, Ciclo (Calidad, Costes, Ciclo (Q,C,DQ,C,D))ComputerComputer AidedAided

Design (CAD)Design and Drafting (CADD)Engineering (CAE)Testing (CAT)Process Planning (CAPP)Manufacturing (CAM)Testing and Maintenance (CAT&M)General (CAX)


Ciclo de vida del productoCiclo de vida del producto


CAD: CAD: ComputerComputer AidedAided DesignDesign

DiseDiseñño conceptual y de detalleo conceptual y de detalleGeneraciGeneracióón de planosn de planosEnsamblajesEnsamblajesCatCatáálogo de piezas normalizadaslogo de piezas normalizadasDefiniciDefinicióón de toleranciasn de toleranciasRepresentaciRepresentacióón realista (texturas)n realista (texturas)DiseDiseñño de superficieso de superficiesCreaciCreacióón de matricesn de matricesPiezas laminadasPiezas laminadasConjuntos soldadosConjuntos soldadosAnimacionesAnimaciones


CAE: CAE: ComputerComputer AidedAided EngineeringEngineering

AnAnáálisis estructurallisis estructuralAnAnáálisis de frecuenciaslisis de frecuenciasAnAnáálisis de movimientolisis de movimientoImpactoImpactoRuido y vibracionesRuido y vibracionesDurabilidadDurabilidadAcAcúústicasticaAnAnáálisis tlisis téérmicormicoInyecciInyeccióón de pln de pláásticossticosMecMecáánica de nica de flufluíídosdos (CFD)(CFD)ErgonomErgonomííaaOptimizaciOptimizacióónn


CAT: CAT: ComputerComputer AidedAided TestingTesting

Ensayos estructuralesEnsayos estructuralesAnAnáálisis modallisis modalMaquinaria rotativaMaquinaria rotativaArranqueArranque--parada de motoresparada de motoresEnsayos acEnsayos acúústicossticosDurabilidadDurabilidadControl de vibracionesControl de vibracionesCondiciones de carretera (automCondiciones de carretera (automóóviles)viles)Condiciones de vCondiciones de víía (ferrocarriles)a (ferrocarriles)

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CAM: CAM: ComputerComputer AidedAided ManufacturingManufacturing

Escribe programas de CN para:Escribe programas de CN para:TornoCentro de mecanizado

Permite la elecciPermite la eleccióón de:n de:HerramientasAvances

Realiza la simulaciRealiza la simulacióón del mecanizadon del mecanizadoEstima el tiempo de operaciEstima el tiempo de operacióónnOptimiza el orden de las tareasOptimiza el orden de las tareas


CAPP: CAPP: ComputerComputer AidedAided ProcessingProcessing PlanningPlanning

Gestiona la planta en su conjuntoGestiona la planta en su conjuntoPlanes y hojas de procesosPlanes y hojas de procesosDiagramas de flujo de procesosDiagramas de flujo de procesosControl de tiempos de fabricaciControl de tiempos de fabricacióónnPlanes de ensamblesPlanes de ensamblesControl de calidadControl de calidadControl de herramientasControl de herramientasSimulaciSimulacióón de procesosn de procesosEstudio de seguridadEstudio de seguridad


RE: Reverse RE: Reverse EngineeringEngineering

Herramientas para pasar de real a virtual (y viceversa)Herramientas para pasar de real a virtual (y viceversa)Scanners 3D y software asociadoScanners 3D y software asociado(Impresoras 3D: (Impresoras 3D: prototipadoprototipado rráápido)pido)


VR: Virtual VR: Virtual RealityReality

PrototipadoPrototipado virtual: mejor percepcivirtual: mejor percepcióón de los modelos n de los modelos CAD y los anCAD y los anáálisis CAElisis CAESimuladoresSimuladoresInteracciInteraccióónn

VistaOídoTacto

DispositivosDispositivosGuantesCascosSalas


RP&TRP&T: : RapidRapid PrototypingPrototyping andand ToolingTooling

MMéétodo automtodo automáático para la fabricacitico para la fabricacióón de un modelo n de un modelo ffíísico o prototipo a partir de un modelo de CADsico o prototipo a partir de un modelo de CAD--3D3DPermite:Permite:

Comprobar viabilidad del diseñoRealizar ensayosVerificar ajustes en mecanismos complejosFacilitar la colaboración entre distintos departamentosEstimar costesPreparar moldes y matrices


CAT&MCAT&M: : ComputerComputer AidedAided TestingTesting andand MaintenanceMaintenance

Similar al CAT pero aplicado a mantenimientoSimilar al CAT pero aplicado a mantenimientoTipos de tareas:Tipos de tareas:

Vibraciones en maquinaria rotativaArranques y paradas de máquinaAnálisis de aceites y lubricantesMedida de eficiencia de motoresInspección termográficaInspección visual por endoscopiaAnálisis de imágenes por estroboscopia y video alta velocidadDetección ultrasónica de fugas


ECM: ECM: EnvironmentallyEnvironmentally ConciousConcious ManufacturingManufacturing

Modificar el diseModificar el diseñño del producto para reducir el o del producto para reducir el impacto ambientalimpacto ambientalContempla:Contempla:

Reglas de diseñoInfluencia de la formaInfluencia del proceso de fabricaciónMontaje y desmontaje de productos para reutilización, remanufactura, reciclaje y destrucción


PDM: PDM: ProductProduct Data ManagementData Management

Permite manejar la enorme cantidad de informaciPermite manejar la enorme cantidad de informacióón que genera una n que genera una compacompañíñía en torno a un producto:a en torno a un producto:

GeometríaPlanosFicheros sobre piezasEsquemas de montajeEspecificaciones

Asegurando que la informaciAsegurando que la informacióón llega a las personas adecuadas n llega a las personas adecuadas (confidencialidad) en la forma adecuada(confidencialidad) en la forma adecuadaLa informaciLa informacióón se mantiene siempre actualizada y se sabe qun se mantiene siempre actualizada y se sabe quéé modificaciones se han realizado y por parte de quimodificaciones se han realizado y por parte de quiéénnRealizaciRealizacióón de bn de búúsquedassquedasFacilita la colaboraciFacilita la colaboracióón entre los distintos departamentosn entre los distintos departamentos


PlataformasPlataformas

Unix, PC, sistemas en redUnix, PC, sistemas en redJAVA, CORBA, DCOMJAVA, CORBA, DCOM

Common Object Request Broker Architecture, desarrollado por OMG (Object Management Group)Distributed Component Object Model (DCOM). Protocolo de Microsoft


Comparativa CAX comercialesComparativa CAX comerciales


Comparativa CAX comerciales IIComparativa CAX comerciales II


EvoluciEvolucióón sistemas CAX In sistemas CAX I

SplinesSplinesCurvas 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)

BB--SplinesSplinesPoseen 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 NURBS (Non UniformUniform RationalRational Beta Beta SplineSpline))Superficie creada por medio de curvas de tipo B-Spline. Definidas mediante cociente de polinomios


EvoluciEvolucióón sistemas CAX IIn sistemas CAX II

Curvas Curvas polinomialespolinomialesCurvas definidas por medio de un polinomio

PatchesPatchesSuperficies 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 programaciLenguajes de programacióón del nn del núúcleocleoHardware empleadoHardware empleadoOtras aplicaciones relacionadas (Otras aplicaciones relacionadas (PDM,ERPPDM,ERP……))


Modelado GeomModelado Geoméétricotrico

Modelado Modelado alaláámbricombricoEn 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 superficiesModelado con superficiesEl 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 sModelado sóólidolidoExisten 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)


Ficheros de intercambioFicheros de intercambio

IGESIGESAcrónimo 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.

STEPSTEPVa 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 10303.

VDA VDA Formato de fichero equivalente a IGES, pero desarrollado por la asociación alemana de fabricantes de automóviles, Verband der Deutschen Automobilindustrie (VDA)

DXFDXFAcrónimo 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


FabricaciFabricacióón asistida CAMn asistida CAM

PlanificaciPlanificacióón de procesosn de procesosBase de datos de herramientas y utillajes, parámetros de fabricación, elementos estándar, máquinas herramientas de control numéricoUtilidades de generación de planos, listas de materiales, hojas de proceso

GeneraciGeneracióón de trayectorias de mecanizadon de trayectorias de mecanizadoGeneraciGeneracióón de programas fuenten 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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