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• Carlos Karchoker

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Capítulo 1: Introducción al D.A.0

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1. INTRODUCCIÓN 1.1 CIM. Computer Integrated Manufacturing El diseño y la fabricación de un producto industrial exige la utilización de herramientas informáticas que permitan minimizar las etapas iniciales de diseño y asegure al mismo tiempo que el producto diseñado es acorde a las necesidades implícitas y explícitas definidas por el cliente. El concepto de CIM (Computer Integrated Manufacturing) se define como aquel planteamiento en la fabricación de un producto que utiliza la tecnología informática para maximizar el rendimiento de los sistemas productivos y minimizar los tiempos de diseño y fabricación. Se pretende, mediante la utilización de la tecnología informática, reducir el tiempo de diseño de un producto y, garantizar que el producto diseñado va a sufrir el mínimo número de cambios o modificaciones en la etapa posterior de fabricación. La definición de CIM tiene en cuenta cada una de las etapas del ciclo de vida de un producto, desde la recepción y verificación de la materia prima, al diseño, el prototipaje, la producción, el almacenamiento e incluso la distribución y a la retirada del producto. Sin embargo, en el texto se definen únicamente aquellas tecnologías informáticas presentes en las etapas de diseño, prototipado y diseño del proceso, pues son las que ayudarán a minimizar los tiempos de diseño y acortarán el tiempo de lanzamiento de nuevos productos. De entre ellas se definen: CAD, CAM, CAE y RP. De las cuatro tecnologías informáticas aplicadas en la etapa de definición de un producto y de prototipaje del mismo, el CAD o DAO es la principal y la más importante pues las otras tres; CAM, CAE y RP dependen directamente de los modelos CAD definidos.

Figura 1.1 CIM. Integración de los sistemas CAD, CAM, CAE y RP en la definición y prototipaje de un producto

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CAD (Computer Aided Design). Se tienen en cuenta dos conceptos: dibujo asistido por ordenador y diseño asistido por ordenador. El primero de ellos consiste en aplicaciones informáticas capaces de almacenar geometrías 2D y 3D, modificarlas y generar documentación. Mientras que la segunda, el diseño asistido por ordenador (D.A.O) permite no sólo la construcción de la geometría sino también verificar restricciones geométricas entre ensamblajes y restricciones cinemáticas (simulación de colisiones e interferencias de piezas).

Figura 1.2. Rhinoceros 3D® (figura izquierda), programa de dibujo asistido por ® ordenador. SolidWorks (figura derecha), programa de diseño asistido por ordenador © El autor, 2004; © Edicions UPC, 2004

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Dibujo asistido con ordenador

CAE (computer aided engineering). Ingeniería asistida por ordenador. Se engloban todas las técnicas de análisis basadas en aplicaciones informáticas que permiten simular procesos de mecanizado (CNC), la aplicación de elementos finitos (FEM) o la generación de ficheros STL para la creación de prototipos rápidos (RP).

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FEM. Método de los elementos finitos. Partiendo de modelos CAD tridimensionales y mediante la aplicación de técnicas numéricas fiables pueden estudiarse problemas de análisis de tensiones, fatiga, transferencia de calor y muchas otras aplicaciones, de forma que puede estimarse el comportamiento de una pieza o ensamblaje ante unas solicitaciones exteriores sin tener que realizar un prototipo físico.

Figura 1.3 Aplicación de los elementos finitos mediante el módulo ® COSMOS/WORKS . Pueden apreciarse las zonas de mayor tensión (oscuras) y la deformación total de la pieza.

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CNC. Control numérico por computadora. Permite generar programas de control numérico para máquinas herramientas como son fresadoras, tornos y máquinas de electroerosión por hilo. Se establecen las trayectorias de la herramienta de corte y pueden realizarse los programas de control numérico mediante las opciones de postprocesado.

Figura 1.4 Control numérico por computador. En la figura de la izquierda se representa el sólido de la pieza que se pretende mecanizar y en la figura de la derecha se tiene una imagen del proceso de simulación de mecanizado mediante MASTERCAM®

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Rapid prototyping Conjunto de técnicas que permiten obtener prototipos físicos de las piezas diseñadas por ordenador mediante procedimientos como la estereolitografía (STL) o el sinterizado selectivo por láser.

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CAM. Computer Aided Manufacturing. Fabricación asistida por ordenador. Se engloban las tecnologías basadas en la utilización de los ordenadores, necesarias en los sistemas productivos actuales: robótica, control numérico, etc.

© El autor, 2004; © Edicions UPC, 2004