Deseño e mecanizado por computador (CAD / CAM)

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

• Diseinua
• Ingeniaritza

Este artigo complétase co obxectivo de aclarar o contido das siglas CAD/CAM, máis coñecidas tecnicamente. Dado que o tema é amplo e non temos intención de moverse en grandes profundidades, o proceso seguido nesta técnica representarase paso a paso mediante algúns exemplos.

Aínda que aquí menciónase o termo deseño, de momento na maioría das empresas o CAD limítase aos debuxos interactivos en dúas dimensións.

Paira aproveitar ben as posibilidades que ofrece a tecnoloxía CAD, a partir do debuxo interactivo convén seguir os seguintes pasos:

• Preparación de menús paira táboas.
• Completar a simboloxía, tanto os símbolos estándar como os propios (cajetines, logotipos, etc.). ).
• Establecer atributos paira a extracción de listas de pezas.
• Utilizar paramétricos paira pezas similares.
• Utilizar a linguaxe gráfica dentro do CAD paira crear novas funcións, realizar cálculos, etc.

Á hora de deseñar o novo elemento, o máis adecuado é basealo nun modelo xeométrico tridimensional.

Este modelo xeométrico tridimensional pódese traballar con fío, superficie ou sólido. Isto non significa que se utilicen unicamente con fíos, superficies ou sólidos. Moitas ou a maioría das veces atópanse mesturadas.

No modelo de fío a forma do corpo vén representada polos bordos. Os resultados dos cortes serán por tanto puntos.

Nos modelos superficiais utilízase a malla e as cores paira expresar a forma corporal. A intersección entre superficies ou entre superficie e plano adoita ser una liña.

Nos modelos de sólidos, o elemento aparece como é con cores. Cando se realiza o corte, o resultado é una superficie.

O modelo de sólido permite investigar a imaxe: cores, sombras, diferentes puntos de luz, feces, escintileos, interferencias e transparencias.

Un modelo tridimensional, superficial ou sólido, permite analizar as súas características físicas: superficie, volume, masa, peso, centro de gravidade, momento de inercia e eixos principais de inercia.

Si en lugar dun só elemento investígase o mecanismo, existe tamén facilidade paira analizar outras características. Por exemplo: idoneidade paira a montaxe, axustes, tolerancias, etc.

Se se quere realizar unha análise de elementos finitos (CAE), tensións que aparecen dentro do modelo, distribucións, deformacións, etc. realízase un escalado paira a súa análise.

Tras estes tres pasos (deseño conceptual, deseño consolidado e estudo de características), estamos preparados paira realizar planos ou pantallazos (hard copy) deste modelo ou elemento.

Estes planos serán debuxados por un plotter ou rayador no que as vistas, medidas, perspectivas, cortes, detalles e tiras de materiais que se queren mostrar realízanse de forma case automática.

Os avances tecnolóxicos foron importantes, tanto pola mellora das pantallas como pola creación de impresoras térmicas, como polo descenso dos prezos destas ferramentas, tanto no ámbito da mercadotecnia como na documentación técnica, facilitando o uso de imaxes realistas.

Desta forma podemos vender o produto antes da súa fabricación e adaptalo ás necesidades dos clientes.

CAM

No caso de que sexa necesario utilizar un control numérico paira traballar, facer ou manipular a peza, o máis adecuado é utilizar os datos xeométricos xerados no CAD para programar.

Supoñamos que hai que mecanizar esa peza. Por tanto, tendo en conta a xeometría da peza, debemos fixar a xeometría da ferramenta, utillajes e fixacións, condicións tecnolóxicas e parámetros da máquina. Una vez realizado isto definirase o proceso tendo en conta as entradas, saídas e saltos da ferramenta, as tolerancias de mecanizado e as diferentes formas de mecanizado.

Una vez definida cada operación, compróbase a través da pantalla o camiño seguido pola ferramenta.

Una vez realizado o mecanizado completo verificarase todo o proceso. Realizar as modificacións oportunas, creando novas operacións, modificando a orde e os parámetros, etc.

Dentro do proceso estableceranse tamén as operacións auxiliares: número de programa, interbal entre bloques, formación e detención do eixo e taladrina, fin do programa, ciclos, etc.

Una vez definido o proceso da seguinte maneira, o Sistema realiza automaticamente un ficheiro neutro CLFILE ou APT. Este programa neutro debe ser procesado paira obter o programa de mecanizado en función de cada control e máquina.

Paira comunicar o control numérico da máquina e o programa obtido xa o computador, utilízase o programa de xestión de comunicacións DNC.

O programa DNC inclúe a lectura das listaxes do ficheiro, a recepción, envío, eliminación ou copia de programas, a xestión dos parámetros e ferramentas da máquina e a execución do programa.

Cando os programas son grandes e tendo en conta que a memoria do control numérico é pequena, este programa execútase de infinitas maneiras. É dicir, envíase parte do programa desde o computador ao control e recibe a seguinte parte do computador antes de que se baleire ese buffer ou pila durante a súa execución. Desta forma podes realizar un programa ilimitado e sen cortes.

No campo da CAM recórrese cada vez máis a Sistemas expertos. Citaremos unicamente algunhas das posibilidades que nos ofrecen: desbaste automático, aparición dos lugares a tratar, colocación de curvas e superficies de control, control da posición relativa da ferramenta e selección de ferramentas e parámetros tecnolóxicos.

Finalmente, a información do modelo xeométrico utilizado no deseño pódese utilizar nas seguintes fases relacionadas coa fabricación: ensaios e inspección de prototipos e control de calidade.