Mecanizado basado en tolerancias: Un paso más hacia el aumento de la productividad en los talleres metalmecánicos

Tras la visita al 3DExperience World de Dassault Systems realizada por la revista MMI este año, pudimos tener contacto directo con los fabricantes del software Solidworks CAM, el cual presenta una funcionalidad muy útil para incrementar la productividad de los talleres metalmecánicos. Se trata del mecanizado basado en tolerancias (TBM), con el cual, el software CAM ahora reconoce y utiliza la información del producto y la fabricación (PMI), tal como dimensiones, ajustes e información GD&T (dimensionamiento y tolerancia geométricos), así como datos de diseño basado en modelo (MBD) directamente de la pieza modelada en 3D.

Al aprovechar esta información en el modelo 3D, el TBM automatiza el proceso de programación del CNC y ayuda a los programadores a eliminar el costo de las tareas manuales involucradas al usar dibujos 2D, donde tradicionalmente se incluyen los datos específicos de ajustes y tolerancias de las piezas. El resultado es una reducción drástica del tiempo requerido para generar programas CNC para piezas con tolerancias estrechas y requisitos de acabado de superficie. Además de ser un paso más, hacia el trabajo real libre de papel en los talleres metalmecánicos.

El mecanizado basado en tolerancia lee las dimensiones CAD, las tolerancias y los símbolos de acabado de superficie y puede seleccionar automáticamente las estrategias de mecanizado correctas para cumplir con los requisitos de tolerancia y acabado de superficie. El TBM incluye soporte para piezas fresadas, torneadas y torno-fresadas, así como la capacidad de leer símbolos de dimensionamiento y tolerancia geométricos (GD&T). Además de esto, es posible seleccionar automáticamente los tipos de tolerancias basadas en ISO 286 dependiendo de la dimensión deseada, símbolos de acabado de superficie e información convencional sobre dimensiones y tolerancia. En el ejemplo mostrado en el diagrama, vemos un caso común en piezas mecánicas y que normalmente se determina manualmente sobre planos en 2D por el diseñador. Se quieren realizar dos agujeros con ajuste tipo H. Es decir que el agujero pueda ser ligeramente más grande, pero nunca más pequeño que la dimensión nominal (Ver diagrama). Lo que hará un programa con capacidad TBM,es que puede escoger automáticamente el procedimiento de corte para asegurarse que se cumplirán las tolerancias requeridas en cada caso específico. Esto significa una reducción de trabajo importante para los diseñadores, al igual que garantiza que toda la información del modelo esté contenida en un solo lugar.

Como ejemplo adicional, durante la programación del CAM se puede pedir que, en el caso de un rango de tolerancias especificadas de 0.0 a 0.1 mm en las características de un agujero, el software automáticamente seleccione una estrategia de fresado de precisión. Con TBM, un usuario puede definir múltiples rangos de tolerancia para diferentes tipos de características y seleccionar las estrategias de mecanizado necesarias para cumplir con las tolerancias especificadas por los datos del MBD. 

Los datos MBD, también conocidos como datos de información de fabricación de productos (PMI), son un elemento esencial de la manufactura inteligente y de la Industria 4.0. El uso de un gemelo digital inteligente o un modelo sólido 3D con dimensiones y tolerancias proporciona una fuente única inequívoca para el diseño, la fabricación y el control de calidad.

Con MBD y TBM, la información de diseño y fabricación, incluidas las dimensiones, las tolerancias y los requisitos de acabado de la superficie, se almacenan en un solo archivo. Como resultado, todos los datos CAD/CAM y MBD son totalmente asociativos y el programa CNC se actualiza automáticamente a los cambios realizados en el diseño. 

Aún mejor junto con reconocimiento automático de características

El TBM es más efectivo cuando se combina con otras herramientas de automatización CAM, como el reconocimiento avanzado de características y el mecanizado basado algoritmos de inteligencia artificial. El reconocimiento avanzado de características (AFR) reconoce las características mecanizables y las agrega al modelo para que los programadores puedan utilizar los avances tecnológicos del CAM basada en características. El mecanizado basado en inteligencia artificial lleva esto un paso más allá y captura las preferencias y las mejores prácticas y puede generar automáticamente las operaciones y las trayectorias de herramientas para todos los programas de piezas en el futuro. Esta tecnología es configurable por el usuario y permite a las empresas configurar fácilmente el sistema para que se ajuste a sus requisitos de calidad específicos.

Con la integración completa de CAD/CAM, la programación basada en características, el mecanizado inteligente con MBD y el mecanizado basado en tolerancia, los programas CNC ahora se pueden generar en segundos en lugar de horas, los tiempos de ciclo se pueden reducir, aumentar la producción y mejorar significativamente la calidad.