manufactura asistida por computadora
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CARRERA: INGENIERÍA INDUSTRIAL.
CLAVE : MIM - 1202.
DOCENTE: IM. LUIS RAÚL HERNÁNDEZ LAZO.
Manufactura Asistida por
Computadora
Instituto Tecnológico Superior de Tepeaca
Caracterización de la asignatura. La asignatura de manufactura asistida por computadora desarrolla en el estudiante de ingeniería industrial aporta al perfil del ingeniero industrial la capacidad de:
1. Diseñar, implementar, mejorar, aplicar la computadora para el control y la regulación de sistemas y procesos
2. Analizar, diseñar productos desde la provisión de materiales hasta el producto terminado.
3. Planear, operar y administrar procesos de manufactura utilizando tecnología y metodologías de vanguardia.
4. Mejorar sistemas y métodos de trabajo considerando factores de desgaste en las herramientas para optimizar la producción.
5. Identificar y utilizar tecnologías enfocadas al manejo de materiales.
6. Participar en la mejora de diseño de piezas manufactura de producción.
Presentación:
Intención didáctica.
Se organiza el temario, en cuatro unidades, agrupadas de la siguiente manera:
En la primera unidad: Introducción al control numérico y máquinas CNC.
En la segunda unidad: Grupos Tecnológicos.
La tercera unidad: Programación de máquinas CNC.
Competencia general de la asignatura.
Diseñar procesos utilizando sistemas de manufactura avanzados, apoyándose en el uso de software, para mejorar la fabricación, desarrollo y diseño de los productos.
Presentación:
Unidad 1: Introducción al control numérico y máquinas CNC 1.1 Introducción a los sistemas CAD, CAM,
CAE, CIM
1.2 Principios de trabajo de las máquinas CNC y sus elementos
1.3 Control analógico y digital
1.4 Códigos, cintas y lectores de cintas
1.5 Sincronización de funciones y dispositivos de accionamiento
1.6 Elementos principales de los sistemas CNC
1.7 Funciones de las máquinas CNC y aplicaciones
1.8 Convenciones de los ejes, husillos de corte y cabezales de trabajo
1.9 Sistemas de transmisión
1.9.1 Servo transmisiones CA y CD
1.9.2 Motores a pasos
1.9.3 Transmisiones hidráulicas y neumáticas
1.10 Elementos de movimiento deslizante
1.11 Dispositivos de retroalimentación y pruebas
1.12 Control de virutas y del refrigerante
1.13 Centros de maquinado y centros de torneado
1.14 Sistemas de sujeción y sistemas de manejo de la herramienta
1.15 Controlador y unidad de control de la máquina
Temario:
Unidad 2:Programación de máquinas CNC 2.1 Introducción a la programación
de partes
2.1.1 Métodos para creación del programa
2.2 Sistemas de coordenadas, punto cero y punto de referencia
2.3 Procedimientos de programación CNC
2.4 Formato del programa CNC.
2.6 Método de escritura del programa para mecanizado de una parte.
2.7 Programación por partes.
2.7.1 Maquinado punto a punto
2.7.2 Maquinado a lo largo de una línea recta
Temario:
Unidad 3: Ingeniería asistida por computadora.
3.1 Diseño asistido por computadora
3.2 Modelado de piezas
3.3 Ensamblaje de piezas
3.4 Planos de piezas
3.5 Diseño de moldes
3.6 Generación de códigos de CNC por medio del CAM
3.7 Análisis de los códigos generados por el CAM
3.8 Exportación de códigos a una máquina- herramienta de CNC
3.9 Maquinado de una pieza con los códigos generados por el CAM
3.10 Ingeniería asistida por computadora
3.11 Técnicas numéricas en el análisis de esfuerzo
3.12 Simulación de fluidos y mecanismos
3.13 Sistemas de ingeniería asistidos por computadora
Temario:
1.1 Introducción a los sistemas CAD, CAM, CAE, CIM.
SISTEMA CAD:
Sistema de Diseño Asistido por Computadora O CAD de sus siglas en ingles son programas específicos para ayudar a los procesos de ingeniería en la etapa de diseños y creaciones de prototipos nuevos, ya que permiten por medio de interfaces con gráficos 3D, que el usuario pueda poder diseñar piezas desde los bocetos técnicos hasta una simulación del producto terminado por medio de ensambles digitales o ficticios, algunos ejemplos de este tipo de programa o sistemas CAD son:
CATIA, SOLID WORKS; NX DE SIEMENS; AUTODESK INVENTOR; AUTOCAD.
Unidad 1: Introducción al Control numérico y maquinaria CNC
SISTEMA CAM:
Sistema de Manufactura Asistida por Computadora O CAM de sus siglas en ingles son programas específicos para ayudar a los procesos de Mecanizado de partes y fabricación de prototipos nuevos, ya que permiten por medio de interfaces y compatibilidad con los diseños de los sistemas CAD, que el usuario pueda poder crear programas para el maquinado o mecanizado de las piezas diseñadas en los sistemas CAD, estos programas se encargar de crear de manera automática los programas o algoritmos de mecanizado para poder cargarlos en las maquinas CNC, algunos ejemplos de los programas o Sistemas CAM son:
CATIA, SOLID CAM; NX DE SIEMENS; AUTODESK INVENTOR; MASTERCAM, SURFCAM, ONE CNC.
SISTEMA CIM:
SE define como "la integración de las computadoras digitales en todos los aspectos del proceso de manufactura'.' esta definición afirma que se trata de un sistema complejo, de múltiples capas diseñado con el propósito de minimizar los gastos y crear riqueza en todos los aspectos. También se menciona que tiene que ver con proporcionar asistencia computarizada, automatizar, controlar y elevar el nivel de integración en todos los niveles de la manufactura.
Entonces la manufactura CIM se define como el uso de la tecnología por medio de las computadoras para integrar las actividades de la empresa. La tecnología computacional es la tecnología que integra todas las otras tecnologías CIM. La tecnología computacional incluye todo el rango de hardware y de software ocupado en el ambiente CIM, incluyendo lo necesario para las telecomunicaciones.
1.2 Principios de trabajo de las máquinas CNC y sus elementos.
Introducción.
El control numérico ha dado a la industria, nuevos y mayores controles en el diseño y fabricación de productos. Hoy, muchos miles de máquinas de control numérico se usan en talleres grandes y pequeños de maquinado. En estos talleres, las máquinas CNC se pueden usar para controlar un taladro sencillo, para fresar una pieza demasiado compleja para maquinar y que por métodos convencionales resultaría demasiado cara hacerla, etc. Las máquinas de control numérico están disponibles actualmente en una gran variedad de tipos y medidas; como son: tornos, taladros, fresadoras, mandrinadoras, centros de maquinado, rectificadoras, punzonadoras, máquinas de electroerosión, máquinas de soldar, dobladoras, bobinadoras, manipuladores, etc.
El control numérico de las máquinas herramientas simplemente es el control de las funciones de la máquina herramienta por medio de instrucciones en forma de códigos. A continuación se mencionan algunos conceptos importantes para tener una mejor comprensión del funcionamiento de estas máquinas.
Control numérico (NC)
Es el término utilizado para describir las máquinas que son controladas por una serie de instrucciones formadas por números y letras del alfabeto.
Control numérico computarizado (CNC)
Este es el término general que se usa para describir un sistema de control el cual incluye una computadora o un microprocesador digital. Las máquinas CNC son adaptables a un amplio rango de procesos de manufactura, algunas aplicaciones de son: corte de metales, soldadura, corte mediante flama, trabajo en madera, prensa, etc.
Las CNC son capaces de trabajar muchas horas con una supervisión mínima y son para producción en serie y en lotes.
En este campo se puede definir el control numérico como un dispositivo capaz de controlar el movimiento de uno o varios órganos de la máquina de forma automática a partir de los números y símbolos que constituyen el programa de trabajo.
Este programa controla o automatiza las siguientes funciones:
Los movimientos de los carros
Las velocidades de posicionado y mecanizado
Los cambios de herramientas.
Los cambios de piezas
Las condiciones de funcionamiento (refrigeración, lubricación, etc.)
Los componentes básicos de un sistema NC son:
• El programa.
• La unidad de control.
• La máquina herramienta.
El programa contiene toda la información necesaria para el mecanizado, la unidad de control interpreta esta información y controla la ejecución de la misma en la máquina herramienta.
1.3 Control Analógico y Control Digital.
Los circuitos electrónicos se pueden dividir en dos amplias categorías: digitales y analógicos. La electrónica digital utiliza magnitudes con valores discretos, mientras que la electrónica analógica emplea magnitudes con valores continuos.
Un sistema digital es cualquier dispositivo destinado a la generación, transmisión, procesamiento o almacenamiento de señales digitales. También un sistema digital es una combinación de dispositivos diseñado para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital; es decir, que sólo puedan tomar valores discretos.
La mayoría de las veces estos dispositivos son electrónicos, pero también pueden ser mecánicos, magnéticos o neumáticos.
Para el análisis y la síntesis de sistemas digitales binarios se utiliza como herramienta el álgebra de Boole.
Los sistemas digitales pueden ser de dos tipos:
Sistemas digitales combinacionales: Son aquellos en los que la salida del sistema sólo depende de la entrada presente. Por lo tanto, no necesita módulos de memoria, ya que la salida no depende de entradas previas.
Sistemas digitales secuenciales: La salida depende de la entrada actual y de las entradas anteriores. Esta clase de sistemas necesitan elementos de memoria que recojan la información de la 'historia pasada' del sistema.
Para la implementación de los circuitos digitales, se utilizan puertas lógicas (AND, OR y NOT) y transistores. Estas puertas siguen el comportamiento de algunas funciones booleanas.
Puertas Lógicas:
Una puerta lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico con una función booleana. Suman, multiplican, niegan o afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Se pueden aplicar a tecnología electrónica, eléctrica, mecánica, hidráulica y neumática. Son circuitos de conmutación integrados en un chip.
Puerta SÍ o Buffer:
La puerta lógica SÍ, realiza la función booleana igualdad. En la práctica se suele utilizar como amplificador de corriente o como seguidor de tensión, para adaptar impedancias (buffer en inglés).
La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta SÍ es:
F = A.
Su tabla de verdad y su simbología son los siguientes:
Puerta AND:
La puerta lógica Y, más conocida por su nombre en inglés AND ( ), realiza la función booleana de producto lógico. Su símbolo es un punto (·), aunque se suele omitir. Así, el producto lógico de las variables A y B se indica como AB, y se lee A y B o simplemente A por B.
La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta AND es:
F= (A) * (B)
Su tabla de verdad y su simbología son los siguientes:
Puerta OR:
La puerta lógica O, más conocida por su nombre en inglés OR ( ), realiza la operación de suma lógica.
La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta AND es:
F= A + B
Su tabla de verdad y su simbología son los siguientes:
Puerta OR-exclusiva (XOR):
La puerta lógica OR-exclusiva, más conocida por su nombre en inglés XOR, realiza la función booleana A'B+AB'. Su símbolo es (signo más "+" inscrito en un círculo).
La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta AND es:
Su tabla de verdad y su simbología son los siguientes:
Puerta NO (Not):
La puerta lógica NO (NOT en inglés) realiza la función booleana de inversión o negación de una variable lógica. Una variable lógica A a la cual se le aplica la negación se pronuncia como "no A" o "A negada".
La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta AND es:
Su tabla de verdad y su simbología son los siguientes:
Se dice que un sistema es analógico cuando las magnitudes de la señal se representan mediante variables continuas, esto es análogas a las magnitudes que dan lugar a la generación de esta señal. Un sistema analógico contiene dispositivos que manipulan cantidades físicas representadas en forma analógica. En un sistema de este tipo, las cantidades varían sobre un intervalo continuo de valores.
Así, una magnitud analógica es aquella que toma valores continuos. Una magnitud digital es aquella que toma un conjunto de valores discretos.
La mayoría de las cosas que se pueden medir cuantitativamente aparecen en la naturaleza en forma analógica. Un ejemplo de ello es la temperatura: a lo largo de un día la temperatura no varía entre, por ejemplo, 20 ºC o 25 ºC de forma instantánea, sino que alcanza todos los infinitos valores que entre ese intervalo. Otros ejemplos de magnitudes analógicas son el tiempo, la presión, la distancia, el sonido.
SEÑAL ANALOGICA Y SEÑAL DIGITAL.
Señal Analógica: Una señal analógica es un voltaje o corriente que varía suave y continuamente. Una onda senoidal es una señal analógica de una sola frecuencia. Los voltajes de la voz y del video son señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz que corresponden a la información que se está transmitiendo.
Señal Digital: Las señales digitales, en contraste con las señales analógicas, no varían en forma continua, sino que cambian en pasos o en incrementos discretos. La mayoría de las señales digitales utilizan códigos binarios o de dos estados.