Conozca el mecanizado basado en conocimiento

Algunos de los más destacados sistemas CAM, muestran la amplitud –y profundidad– de los desarrollos en la tecnología de mecanizado basada en conocimiento.

Conocimiento de material. Los desarrolladores de software CAM enfocados en aplicaciones de moldes y troqueles tienen, generalmente, un gran interés en proveer herramientas de programación que exploten el conocimiento de condiciones de material en la pieza de trabajo.

QuickNC, el módulo de programación de Cimatron (Livonia, Michigan, E.U.) muestra cómo este conocimiento de material se aplica de una forma notable para desbaste, redesbaste y acabado. En cada paso, el software provee una vista preliminar de los resultados de mecanizado después que el usuario ingresa valores para unos pocos parámetros clave de mecanizado. Esta vista preliminar se crea en segundos, sin necesidad de calcular primero un patrón de herramientas completo y luego correr una simulación de este patrón, que es la alternativa típica pero demorada.

En desbaste, el usuario define el material alrededor de la geometría de la pieza de trabajo terminada y selecciona la estrategia de desbaste por aplicar. Los resultados se visualizan de modo que pueda examinarse el material remanente predicho. El usuario, luego de chequear las secciones transversales y otras vistas gráficas, puede modificar parámetros de la estrategia de desbaste y volver a correr la vista preliminar hasta que los resultados sean optimizados. Un proceso similar se aplica para el redesbaste y el acabado. Cuando el proceso completo es satisfactorio, el programador da clic en el botón para generar los patrones de herramientas y liberar el programa al taller.

Tasas de avance realmente óptimas. La optimización de la tasa de avance es una técnica de programación que busca aplicar la tasa de avance más eficiente, ajustándola cuando se encuentran cambios en el volumen de material o dirección en el patrón de herramienta.

El Mastercam de CNC Software (Tolland, Connecticut, E.U.), ofrece una función ‘inteligente’ de optimización de la tasa de avance que factoriza en conocimiento de los límites de la tasa de avance real para máquinas en el taller. El Mastercam incluye un tutorial que guía al usuario por el proceso de determinar límites máximos de tasas de avance. En esencia, este proceso involucra cortar un círculo en una pieza de trabajo de prueba, luego repetir el corte a tasas de avance más altas sucesivamente hasta que la tasa de avance excede la servocapacidad de la máquina –en otras palabras, la mayor tasa de avance que mantiene la precisión dimensional–. Esto representa el límite superior que será aplicado por el software para esta máquina. El Mastercam usa este conocimiento cuando optimiza cualquier patrón de herramientas de dos o tres ejes, con base en el volumen de material que se retira, disminuyendo la tasa de avance a través de material profundo y acelerando a través de material más pando, pero nunca más allá del límite ingresado a partir de los cortes de prueba. De igual forma, la tasa de avance será disminuida de modo que el cortador ingrese a las esquinas con seguridad y precisión antes de retornar a su nivel óptimo. Ya que los valores de las tasas de avance se determinan por características de rendimiento real más que teóricas, la optimización puede ser altamente efectiva en la preservación de la vida de la herramienta, reduciendo el desgaste en la máquina y, por supuesto, disminuyendo el tiempo de corte total.

CNC para no programadores. A veces cuando no hay programadores, es decir, en un taller de prototipos o un laboratorio de investigación de ingeniería, se necesita producir una parte cuando el equipo de programación CNC regular está ocupado o no disponible. Delcam (Windsor, Ontario, Canadá) desarrolla una nueva opción de mecanizado basado en conocimiento para su software de mecanizado PowerMILL, llamado PowerMILL AutoCAM, que ofrecerá facilidad de programación y velocidad en la generación de patrones de herramientas. La mayoría de sistemas de mecanizado basados en conocimiento están construidos con reconocimiento de características, lo cual permite que piezas individuales de geometría, como agujeros, sean mecanizados en una forma estándar y automática. El PowerMILL AutoCAM usa una solución diferente en la cual todas las superficies en el modelo CAD se analizan y la información es usada para seleccionar los métodos más apropiados de mecanizado en el trabajo completo.

Para usar el software, el usuario simplemente importa el modelo CAD a mecanizar, especifica el tamaño del bloque inicial de material y selecciona la máquina que va a usar, incluyendo patrones requeridos de herramienta para alta velocidad u operación convencional. El software seleccionará automáticamente los cortadores y estrategias, y luego generará y posprocesará los patrones de herramientas sin intervención adicional del usuario. Según los desarrolladores, el proceso completo toma, por mucho, unos pocos minutos, comparado con las muchas horas necesarias para un hábil programador con un sistema CAM normal. Aún más, las estrategias, cortadores, velocidades y avances se seleccionan para dar un mecanizado extremadamente seguro, sin riesgo de entallas y con mínimo riesgo de fractura de la herramienta, de modo que los patrones de herramienta resultantes puedan operar sin supervisión alguna.

Realmente bueno para agujeros. La fabricación de agujeros se cita a menudo como una de las operaciones más frecuentemente desarrolladas. La fabricación de agujeros es también el área donde el mecanizado basado en conocimiento parece ser más efectivo y quizás con mayor avance. Considere el software Advanced Hole Processing ofrecido ahora por SurfCAM, de Surfware Inc. (Westlake Village, California, E.U.), para automatizar el proceso de taladrado. Los usuarios tienen la posibilidad de almacenar varias operaciones de ciclo en un solo proceso, que puede llamarse y aplicarse en un solo paso, reduciendo el tiempo para desarrollar tareas repetidas.

Lo interesante es cómo el usuario tiene múltiples opciones para controlar el orden en el cual una serie de agujeros será taladrada. Las opciones de ordenamiento aleatorio incluyen clasificación manual definida por el usuario, menor distancia (entre agujeros) y clasificación lineal, la cual da al usuario control sobre la dirección de paso en un ancho de banda definido por el usuario. El botón de cálculo, que genera tiempos de ciclo para cada orden de clasificación, permite al usuario comparar cada proceso y seleccionar la opción más apropiada para ese proceso. Un “Modo de precisión” opcional mueve ambos ejes simultáneamente, a una tasa de avance y distancia especificadas por el usuario, de modo que la herramienta se aproxima a cada agujero desde la misma dirección. Esto elimina errores de ‘retrocesos’, asegurando que los agujeros estén posicionados en los límites de repetibilidad de la máquina misma.

El Advanced Hole Processing forma parte de una serie de innovaciones de Surfware en su programa de desarrollo de Lógica Avanzada de Mecanizado.