Manufactura Integrada por Computadora CAD/CAM/CAE Manufactura Integrada por Computadora

DISEÑO DEL PRODUCTO Y SERVICIO Tradicionalmente la figura del diseñador se ha considerado como el único responsable de la generación de ideas para la concepción de un nuevo producto. A partir de la Segunda guerra mundial se racionaliza la estructura organizacional de tal manera que se separan las funciones que realiza una organización. El departamento de diseño toma esta información y la transforma en atributos y características físicas del producto a manufacturar

DISEÑO TRADICIONAL Según Phal & Beitz, el Proceso de Diseño de una manera tradicional se da en cuatro fases: La clarificación de las Ideas. El diseño conceptual. Materialización del Diseño (embodiment design) Integración

PROCESO DE DESARROLLO GENÉRICO. Un proceso de desarrollo del producto es la secuencia de pasos o actividades que una empresa emplea para concebir, diseñar y comercializar un producto. Mucho de estos pasos y actividades son intelectuales y organizacionales, más que físicos. Algunas organizaciones definen y siguen un proceso de desarrollo preciso y detallado, mientras que otras ni siquiera pueden describir sus procesos. Además, cada organización emplea un proceso por lo menos ligeramente diferente al de cualquier otra organización.

PROCESO DE DESARROLLO GENÉRICO. FASE CERO: PLANEACIÓN La actividad de planeación con frecuencia se conoce como fase cero debido que antecede a la aprobación del proyecto y al lanzamiento del proceso de desarrollo del producto real. Esta fase comienza con la estrategia corporativa e incluye la valoración de los desarrollos en tecnología y de los objetivos del mercado. El desarrollo de la fase de planeación es el principio de misión del proyecto, el cual especifica el mercado objetivo para el producto, objetivos comerciales, suposiciones básicas y limitaciones.

PROCESO DE DESARROLLO GENÉRICO. FASE UNO: DESARROLLO DEL CONCEPTO En esta fase se identifican las necesidades del mercado objetivo, se generan y evalúan conceptos de productos alternativos, y se seleccionan uno o mas conceptos para desarrollo y prueba. Un concepto es una descripción de la forma función y características de un producto, y por lo general se acompaña de un conjunto de especificaciones, un análisis de productos competitivos y una justificación económica del proyecto. FASE DOS: DISEÑO A NIVEL SISTEMA Incluye la definición de la arquitectura del producto y el desglose del producto en subsistemas y componentes. El resultado de esta fase usualmente incluye una especificación funcional de cada subsistema y un diagrama de flujo de procesos preliminar para la secuencia de ensamble final.

PROCESO DE DESARROLLO GENÉRICO. FASE TRES: DISEÑO DE DETALLES Incluye la especificación completa (geometría, materiales, tolerancia) de todas las partes que sean únicas en el producto, y la identificación de las partes que se van a adquirir de los proveedores. Se establece un plan del proceso y se designa el herramental para cada parte que se va a fabricar dentro del sistema de producción. Se abordan dos puntos de gran importancia, los costos de producción y la confiabilidad del desempeño FASE CUATRO: PRUEBA Y REFINAMIENTO Involucra la construcción y evaluación de múltiples versiones de producción previas del producto. Los prototipos se prueban para determinar si el producto va a funcionar tal como se diseñó o para saber si el producto satisface las necesidades claves del cliente. Su objetivo es responder las preguntas sobre el desempeño y fiabilidad para identificar los cambios de ingeniería necesarios en el producto final.

PROCESO DE DESARROLLO GENÉRICO. FASE CINCO: PRODUCCIÓN PILOTO En esta fase el producto se fabrica utilizando el sistema de producción pretendido, el propósito de dicha producción piloto es capacitar a la fuerza laboral y resolver cualquier problema que persista en los procesos de producción. Los productos elaborados durante la producción piloto en ocasiones son suministrados a clientes preferidos y evaluados de manera cuidadosa para identificar cualquier defecto aun existente. La transición de la producción piloto a la producción continua generalmente es gradual. En cierto punto durante esa transición el producto es lanzado y se encuentra disponible para su distribución generalizada.

DISEÑO CONCURRENTE Según Kart T. Ulrich y Steven D. Eppinger, el proceso de diseño industrial se puede considerar como un proceso que consta de las siguientes fases: 1. Investigación de las necesidades del cliente. 2. Conceptualización. 3. Depuración preliminar. 4. Depuración adicional y selección del concepto final 5. Dibujos de control 6. Coordinación con el personal de ingeniería, de manufactura y con los proveedores externos

INGENIERÍA COLABORATIVA La ingeniería colaborativa permite estudiar los procesos de cooperación y coordinación entre individuos con el objetivo de facilitar la interacción entre ellos. Permite el proceso de diseño mediante la interacción de distintos elementos que no comparten del todo, elementos afines Coordinación según el diccionario inglés de Oxford se define como la armonía o el efectivo trabajo conjunto de diferentes partes, mientras cooperación es definido como el proceso de trabajar unidos con un mismo propósito. La principal diferencia entre coordinación y cooperación recae en el objetivo de los diferentes participantes: la cooperación requiere compartir un conjunto de metas que pueden ser construidas de manera conjunta.

Diseño asistido por Computadora Es el uso de una amplio rango de herramientas computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño en sus respectivas actividades. El diseño asistido por computadora empezó aplicándose ya en los años 60 fundamentalmente como sistema sustituto de los tableros de dibujo, permitiendo ganancias de tiempo en la generación de planos. Progresivamente ha ido ampliando su campo funcional de aplicación y sus prestaciones. El CAD puede aplicarse a prácticamente todas las áreas de actividad: electrónica, arquitectura, química, geología, textil, ingeniería civil, ingeniería mecánica etc.

Diseño asistido por Computadora Una primera clasificación de estos sistemas puede realizarse en base a la capacidad de representación de un objeto en el espacio: 1. CAD 2D: sustitutivo básicamente del tablero de dibujo, la representación de los objetos es bidimensional. CADD 2. CAD 3D: parte de un concepto del objeto en tres dimensiones. Según el nivel de representación pueden distinguirse en: 2.1 Modelado en jaula de alambre ("wire frame") 2.2 Modelado en superficies. 2.3 Modelado sólido.

Diseño asistido por Computadora Los modelos CAD de superficies, cuando estos han sido generados correctamente, sirven como base de partida para la aplicación del CAM, CAE, "rapid prototyping", generación de planos, etc.

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.

Manufactura Asistida por Computadora 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 Dados para operaciones de trabajo de metales, por ejemplo, dados complicados para formado de láminas, y dados progresivos para estampado. Diseño de herramientas 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. Distribución de planta.

CNC Se considera de Control Numérico por Computador, también llamado CNC (en inglés Computer Numerical Control) a todo dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento de un órgano mecánico móvil mediante órdenes elaboradas de forma totalmente automática a partir de informaciones numéricas en tiempo real. Para maquinar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte.

PROGRAMACIÓN DE CNC Programación manual En este caso, el programa pieza se escribe únicamente por medio de razonamientos y cálculos que realiza un operario. El programa de mecanizado comprende todo el conjunto de datos que el control necesita para la mecanización de la pieza. Al conjunto de informaciones que corresponde a una misma fase del mecanizado se le denomina bloque o secuencia, que se numeran para facilitar su búsqueda. Este conjunto de informaciones es interpretado por el intérprete de órdenes. Una secuencia o bloque de programa debe contener todas las funciones geométricas, funciones máquina y funciones tecnológicas del mecanizado. De tal modo, un bloque de programa consta de varias instrucciones.

COMANDOS N: es la dirección correspondiente al número de bloque o secuencia. Esta dirección va seguida normalmente de un número de tres o cuatro cifras. X, Y, Z: son las direcciones correspondientes a las cotas según los ejes X, Y, Z de la máquina herramienta. Dichas cotas se pueden programar en forma absoluta o relativa. G: es la dirección correspondiente a las funciones preparatorias. Se utilizan para informar al control de las características de las funciones de mecanizado. G00: El trayecto programado se realiza a la máxima velocidad posible, es decir, a la velocidad de desplazamiento en rápido. G01: Los ejes se gobiernan de tal forma que la herramienta se mueve a lo largo de una línea recta. G02: Interpolación circular en sentido horario. G03: Interpolación circular en sentido antihorario.

COMANDOS M: es la dirección correspondiente a las funciones auxiliares o complementarias. M03: Permite programar la rotación del husillo en sentido horario M05: Finalizar el Programa M30: Para la herramienta F: es la dirección correspondiente a la velocidad de avance. Va seguida de un número de cuatro cifras que indica la velocidad de avance en mm/min. S es la dirección correspondiente a la velocidad de rotación del husillo principal.. I, J, K son direcciones utilizadas para programar arcos de circunferencia. Cuando la interpolación se realiza en el plano X-Y, se utilizan las direcciones I y J. Análogamente, en el plano X-Z, se utilizan las direcciones I y K, y en el plano Y-Z, las direcciones J y K. T es la dirección correspondiente al número de herramienta..

PROGRAMACIÓN DE CNC Programación automática En este caso, los cálculos los realiza un computador, que suministra en su salida el programa de la pieza en lenguaje máquina. Por esta razón recibe el nombre de programación asistida por computador.

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Un aparato electrónico operado digitalmente, que usa una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones, para implementar funciones específicas, tales como lógica, secuenciación, registro y control de tiempos, conteo y operaciones aritméticas para controlar, a través de módulos de entrada / salida digitales ó análogos varios tipos de máquinas o procesos.

Ingeniería asistida por Computadora Es el conjunto de programas informáticos que permiten analizar y simular los diseños de ingeniería realizados con computadora, 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.

Ingeniería asistida por Computadora La mayoría de ellas se presentan como módulos o extensiones de aplicaciones CAD, que incorporan: Análisis cinemático. Análisis por el método de elementos finitos (FEM, Finite Elements Method). Maquinado por control numérico CNC (Computered Numeric Control). De exportación de ficheros "Stl" (Estereolitografía) para máquinas de prototipado rápido. Fabricación rápida de prototipos o "rapid prototyping