Disseny i mecanitzat per ordinador (CAD / CAM)

1991/12/01 Barrero, Balere | Yurramendi, Juan Mari Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Diseinua
• Ingeniaritza

Aquest article es completa amb l'objectiu d'aclarir el contingut de les sigles CAD/CAM, més conegudes tècnicament. Atès que el tema és ampli i no tenim intenció de moure's en grans profunditats, el procés seguit en aquesta tècnica es representarà pas a pas mitjançant alguns exemples.

Encara que aquí s'esmenta el terme dissenyo, de moment en la majoria de les empreses el CAD es limita als dibuixos interactius en dues dimensions.

Per a aprofitar bé les possibilitats que ofereix la tecnologia CAD, a partir del dibuix interactiu convé seguir els següents passos:

• Preparació de menús per a taules.
• Completar la simbologia, tant els símbols estàndard com els propis (caixetins, logotips, etc.). ).
• Establir atributs per a l'extracció de llistes de peces.
• Utilitzar paramètrics per a peces similars.
• Utilitzar el llenguatge gràfic dins del CAD per a crear noves funcions, realitzar càlculs, etc.

A l'hora de dissenyar el nou element, el més adequat és basar-lo en un model geomètric tridimensional.

Aquest model geomètric tridimensional es pot treballar amb fil, superfície o sòlid. Això no significa que s'utilitzin únicament amb fils, superfícies o sòlids. Moltes o la majoria de les vegades es troben barrejades.

En el model de fil la forma del cos ve representada per les vores. Els resultats dels talls seran per tant punts.

En els models superficials s'utilitza la malla i els colors per a expressar la forma corporal. La intersecció entre superfícies o entre superfície i pla sol ser una línia.

En els models de sòlids, l'element apareix com és amb colors. Quan es realitza el tall, el resultat és una superfície.

El model de sòlid permet investigar la imatge: colors, ombres, diferents punts de llum, femta, centellejos, interferències i transparències.

Un model tridimensional, superficial o sòlid, permet analitzar les seves característiques físiques: superfície, volum, massa, pes, centre de gravetat, moment d'inèrcia i eixos principals d'inèrcia.

Si en lloc d'un sol element s'investiga el mecanisme, existeix també facilitat per a analitzar altres característiques. Per exemple: idoneïtat per al muntatge, ajustos, toleràncies, etc.

Si es vol realitzar una anàlisi d'elements finits (CAU), tensions que apareixen dins del model, distribucions, deformacions, etc. es realitza un escalat per a la seva anàlisi.

Després d'aquests tres passos (disseny conceptual, disseny consolidat i estudi de característiques), estem preparats per a realitzar plans o captures de pantalla (hard copy) d'aquest model o element.

Aquests plans seran dibuixats per un traçador o rayador en el qual les vistes, mesures, perspectives, corts, detalls i tires de materials que es volen mostrar es realitzen de forma gairebé automàtica.

Els avanços tecnològics han estat importants, tant per la millora de les pantalles com per la creació d'impressores tèrmiques, com pel descens dels preus d'aquestes eines, tant en l'àmbit del màrqueting com en la documentació tècnica, facilitant l'ús d'imatges realistes.

D'aquesta forma podem vendre el producte abans de la seva fabricació i adaptar-lo a les necessitats dels clients.

CAM

En el cas que sigui necessari utilitzar un control numèric per a treballar, fer o manipular la peça, el més adequat és utilitzar les dades geomètriques generades en el CAD per a programar.

Suposem que cal mecanitzar aquesta peça. Per tant, tenint en compte la geometria de la peça, hem de fixar la geometria de l'eina, utillatges i fixacions, condicions tecnològiques i paràmetres de la màquina. Una vegada realitzat això es definirà el procés tenint en compte les entrades, sortides i salts de l'eina, les toleràncies de mecanitzat i les diferents formes de mecanitzat.

Una vegada definida cada operació, es comprova a través de la pantalla el camí seguit per l'eina.

Una vegada realitzat el mecanitzat complet es verificarà tot el procés. Realitzar les modificacions oportunes, creant noves operacions, modificant l'ordre i els paràmetres, etc.

Dins del procés s'establiran també les operacions auxiliars: número de programa, interbal entre blocs, formació i detenció de l'eix i taladrina, fi del programa, cicles, etc.

Una vegada definit el procés de la següent manera, el Sistema realitza automàticament un fitxer neutre CLFILE o APT. Aquest programa neutre ha de ser processat per a obtenir el programa de mecanitzat en funció de cada control i màquina.

Per a comunicar el control numèric de la màquina i el programa obtingut ja l'ordinador, s'utilitza el programa de gestió de comunicacions DNC.

El programa DNC inclou la lectura dels llistats del fitxer, la recepció, enviament, eliminació o còpia de programes, la gestió dels paràmetres i eines de la màquina i l'execució del programa.

Quan els programes són grans i tenint en compte que la memòria del control numèric és petita, aquest programa s'executa d'infinites maneres. És a dir, s'envia part del programa des de l'ordinador al control i rep la següent part de l'ordinador abans que es buidi aquest buffer o pila durant la seva execució. D'aquesta forma pots realitzar un programa il·limitat i sense corts.

En el camp de la CAM es recorre cada vegada més a Sistemes experts. Citarem únicament algunes de les possibilitats que ens ofereixen: desbastament automàtic, aparició dels llocs a tractar, col·locació de corbes i superfícies de control, control de la posició relativa de l'eina i selecció d'eines i paràmetres tecnològics.

Finalment, la informació del model geomètric utilitzat en el disseny es pot utilitzar en les següents fases relacionades amb la fabricació: assajos i inspecció de prototips i control de qualitat.