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Julio de 2020 Página 2 de 2

Manufactura flexible a través del gemelo digital

Dr.-Ing. Miguel Garzón - Editor Revista Metalmecánica Internacional

Cómo hacer que su línea de producción sea adaptable en tiempo real.

Cadena de proceso CNC CAD / CAM integrada

El diseño asistido por computadora (CAD) es un proceso de diseño y desarrollo respaldado por computadora. El producto se crea en pantalla hasta el último detalle. Si bien el CAD solía ser similar al dibujo técnico, los sistemas modernos pueden incluir análisis de elementos finitos o análisis de flujo y transferencia de calor previos, para ayudar a optimizar el diseño. El CAD también tiene un papel durante la planificación del mecanizado CNC: en este punto, se modelan ayudas de sujeción, herramientas especiales o geometrías en blanco de mayor complejidad, gracias a que está el conocimiento digital de dónde se va a mecanizar la pieza.

La fabricación asistida por computadora (CAM) implica el uso de software que es independiente de la máquina herramienta CNC para crear el código NC. La tarea principal de un sistema CAM es transformar los datos CAD en trayectorias de herramientas. Como tal, la integración del sistema CAM y el control CNC es una gran ventaja. Por ejemplo, cuando se mecanizan superficies de forma libre, es extremadamente importante que el sistema CAM parametrice con precisión la velocidad del CNC. 

Debido a que las máquinas en su tendencia por aumentar su capacidad de fabricar piezas más complejas en un solo agarre, con más ejes en movimiento simultáneo se requieren medidas para evitar colisiones, idealmente durante la planificación del mecanizado CNC.

Los sistemas CAM ofrecen módulos de simulación que aseguran la eficiencia y confiabilidad del proceso en la producción de CNC. En el caso de la simulación con máquinas herramientas virtuales, las rutas de herramientas también se muestran en un modelo 3D de la máquina. Esto permite la identificación de colisiones entre la herramienta y la pieza de trabajo y colisiones entre la herramienta y la máquina o ayudas de sujeción. Esto aumenta significativamente la confiabilidad del proceso. Los programas más avanzados utilizan el programa CNC traducido por el postprocesador como un valor de entrada. Al tener en cuenta los movimientos reales de la máquina se obtiene una mayor fiabilidad del proceso. 

Manufactura flexible a través del gemelo digital

Gemelo digital del taller: La red de manufactura inteligente

Una vez se tienen los gemelos digitales de la fabricación de cada componente, es posible ir mas allá y generar el gemelo del taller completo. Esto ayuda claramente también a conocer y predecir en detalle el resultado de las posibles cadenas de proceso con las que sería factible producir una pieza. Cuando las máquinas están sensorizadas y conectadas a sistemas MES, PLM y ERP en los que se guardan datos de sus tecnologías, históricos de funcionamiento, parámetros de procesamiento y estados de operación, es posible decidir no solo desde el punto de vista operacional, sino de funcionalidad, qué máquinas utilizar en qué momento de la operación. 

Un claro ejemplo puede ser el de la toma de decisión si una cavidad para un molde es mejor realizarla en un momento dado en la fresadora o en la electroerosionadora del taller. Basados en datos reales de procesamiento, se puede decidir desde la planeación misma de la fabricación, qué efectos en el tiempo final de producción tendrá utilizar una máquina u otra.

 Es más, teniendo la planeación, se puede escoger claramente si un trabajo puede realizarse parcialmente en la fresadora hasta cierta profundidad y continuarlo en la máquina de EDM hasta el punto final. Adicionalmente, al adquirir datos de proceso como fuerzas, vibraciones, temperaturas de procesamiento, se puede incluso llevar un claro registro del historial de la manufactura en la pieza final, para llevar la trazabilidad necesaria al fabricar piezas críticas y responder de manera activa para prevenir problemas de calidad.

Manufactura flexible a través del gemelo digital

Una aplicación clara de los gemelos digitales de un taller, es la fabricación de componentes que normalmente no se fabrican en ese lugar, o en el caso en que hay una disrupción en la cadena de suministro de materias primas o incluso cuando falla una de las máquinas.

Gracias al conocimiento detallado de los procesos que reposa en el sistema, es posible solicitar la cadena de producción óptima para cierto producto basado en las condiciones deseadas finales: Tolerancias, acabados superficiales, funcionalidad, costos, entre otros. De manera inteligente, la red de manufactura creada por el gemelo digital del taller, que se basa en datos en tiempo real, puede crear el proceso completo antes de cortar el primer gramo de material, asegurando el éxito del proyecto.

Fin.

Palabras relacionadas:
COVID-19, gemelo digital,sistema de control de las máquinas CNC, Cadena de proceso CNC CAD / CAM integrada, Gemelo Digital
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