Les presento un artículo sobre el tema de la digitalización de la producción y la producción de una nueva generación. El artículo discutirá el sistema CAD-CAM como un componente importante de la producción competitiva. Como ejemplo, hablaré sobre uno de estos sistemas: Solid Edge + Solid Edge CAM Pro.
¿Es importante para usted un aumento significativo en la eficiencia, reducción en el diseño + tiempo de producción? ¿El artículo está suficientemente desarrollado o es mejor detenerse en algo con más detalle? Estaría agradecido por los comentarios.
La metalurgia en el siglo XXI: desafíos y oportunidades
Según el
informe analítico , los productos de ingeniería rusos se caracterizan por un bajo nivel de competitividad en el mercado mundial. La explicación está en los problemas que está experimentando la industria. Enumeramos los principales:
- disminución del consumo interno, que comenzó en 2014;
- aumento en la proporción de máquinas desgastadas;
- va a la zaga de los países desarrollados en la participación de máquinas CNC;
- bajo nivel de optimización y automatización de procesos productivos y comerciales de empresas.
Al mismo tiempo, las iniciativas tecnológicas de los países industrializados, como se indica en
el mismo informe , tienen como objetivo principal acelerar la transición a la producción de una nueva generación de productos basados en la tecnología de Internet de las cosas (IoT), la introducción de sistemas de automatización y análisis de big data .
Las empresas líderes en la industria están invirtiendo en tecnología (equipos avanzados y tecnología de procesamiento) y en sistemas de control de procesos (sistemas MES).
En los últimos tres años, las inversiones más efectivas en el sector industrial han sido inversiones en:
- centros de mecanizado multifuncionales;
- mecanizado de cinco ejes / universal utilizado en el mercado de mecanizado de precisión;
- herramienta / accesorio de cambio rápido;
- mecanizado de alta velocidad (HSM);
- software (software) para crear, simular y verificar programas de control para máquinas CNC (en adelante, UP).
La digitalización de la ingeniería y la transición a los contratos del ciclo de vida permitirán a las empresas avanzar en la solución del problema de aumentar la participación de productos competitivos.
Se estima que con un nuevo enfoque, la producción de dichos productos aumentará del 16% actual al 30% para 2025 y al menos al 50% para 2030.
Sistema CAD-CAM altamente automatizado para resolver problemas de ingeniería.
La preocupación industrial global Siemens AG está implementando su estrategia de digitalización con software de Siemens PLM Software. Según los expertos de este último, una empresa de construcción de máquinas debería resolver los siguientes problemas para aumentar la competitividad:
- asegurar la máxima carga de equipo y reducir el tiempo de configuración;
- implementar la recopilación de información sobre productos y procesos para monitorear y administrar herramientas y accesorios junto con partes de productos basadas en plantillas;
- implementar la simulación de la ruta de procesamiento del modelo 3D para simular la cinemática de la máquina y modelar la ruta de la herramienta;
- reducir el tiempo de programación, introducir la automatización de las etapas de creación de UP para procesar elementos estándar (como, por ejemplo, agujeros);
- reducir el tiempo de procesamiento, introducir nuevas estrategias de procesamiento.
Como lo ha demostrado la práctica de las empresas líderes en la industria, la solución constante de estos problemas es un proceso ineficiente y largo. Se requiere un enfoque integrado y la implementación de un sistema CAD-CAM, que controla todas las etapas de la fabricación del producto, desde el diseño hasta la pieza terminada.
Una característica clave de la digitalización del proceso de producción es la capacidad de diseñar no solo las características técnicas y funcionales del producto según los requisitos del mercado, sino también los procesos de producción y operación. Para esto, se está desarrollando lo siguiente: un producto físico, su modelo matemático (software) (el llamado gemelo digital, gemelo digital) para administrar la producción del producto y el monitoreo automático.
Como resultado de la introducción del sistema, el proceso de desarrollo se vuelve más flexible: los ingenieros de diseño mejoran los productos, los especialistas optimizan los procesos de control, los programadores verifican las estrategias y eligen la mejor manera de fabricar productos.
Ventajas de usar el sistema CAD-CAM
Considere los principales impulsores que reducen la complejidad de la programación, reducen el tiempo de procesamiento y el desgaste de las máquinas CNC y, como resultado, conducen a un aumento en la producción.
Controladores de valor en toda la cadena de procesos:
Los principales resultados del uso de un sistema efectivo CAD-CAM:
- Mayor productividad y eficiencia en el trabajo debido a:
- plantillas de procesos y automatización;
- reutilización de herramientas y tecnologías de procesamiento;
- trazabilidad "detalle> proceso> fabricación".
- Mayor utilización de activos debido a:
- reducción en el tiempo de preparación;
- El uso de centros de mecanizado multifuncionales, simulación en códigos G, interacción con el bastidor CNC.
- Optimización de gastos operativos debido a:
- reducción de inventario a través de la gestión de herramientas;
- reducción de costos de herramientas;
- aplicación de la herramienta en el sistema CAM, rastreando la vida útil de la herramienta.
- Automatización y flexibilidad de producción debido a:
- apoyo a industrias deshabitadas;
- El uso de sistemas de análisis de datos de producción.
Solid Edge + Solid Edge CAM Pro: sistema CAD-CAM de Siemens PLM Software
Podrá ver cómo crear programas de control para
torneado y
fresado en Solid Edge CAM Pro en los próximos seminarios web.
A continuación, describiré en términos generales las características y ventajas del sistema CAM.
Solid Edge CAM Pro, basado en NX CAM, es parte de la línea de productos Siemens PLM Software con
Solid Edge . La solución de software proporciona una amplia gama de funcionalidades, desde fresado de dos ejes y procesamiento de alta velocidad hasta máquinas multifunción de programación y fresado de cinco ejes.
Los programadores de máquinas CNC pueden usar Solid Edge CAM Pro para resolver problemas con diferentes requisitos de procesamiento: fresado, taladrado, torneado y EDM.
Con la tecnología síncrona, puede editar directamente modelos de piezas y prepararlos para crear programas para máquinas CNC, incluido el procesamiento de agujeros ciegos y huecos, superficies desplazadas y también el cambio de tamaño de los elementos de las piezas.
Solid Edge CAM Pro utiliza el concepto de un modelo maestro para proporcionar un diseño integral y el desarrollo de programas NC al vincular todas las funciones CAM a un solo modelo que define la geometría de la pieza. Como resultado, un programador puede comenzar a desarrollar un programa para una máquina CNC sin esperar a que el diseñador termine de trabajar. La asociatividad completa proporciona la actualización posterior de las operaciones del programa de control para la máquina CNC cuando cambia la geometría del modelo.
Características clave de Solid Edge CAM Pro
- Trabajar con PMI: diseño e información tecnológica de un modelo 3D.
Información de fabricación del producto, PMI: datos de producción asociados con un modelo de producto tridimensional en CAD. Los datos de PMI incluyen dimensiones geométricas y tolerancias (GD&T), anotaciones tridimensionales (marcas de texto), requisitos de calidad de tratamiento de superficie y especificaciones de materiales. Los datos de PMI son compatibles con muchos formatos de archivo utilizados para compartir y visualizar datos de productos (como PDF y JT). Estos datos, si los integra el ingeniero de diseño en el modelo, se traducen junto con los datos de geometría de Solid Edge a Solid Edge CAM Pro. Por lo tanto, el programador de la máquina CNC recibe toda la información necesaria del ingeniero de diseño. Esto le permite evitar errores y retrasos asociados con el uso de dibujos en 2D, optimizar los procesos de producción utilizando una descripción de producto de extremo a extremo y automatizar la creación de un programa de control basado en estos datos.
- Mecanizado basado en características.
El módulo de procesamiento basado en elementos proporciona reconocimiento de agujeros, bolsillos, caras planas (incluidos los modelos importados de otros sistemas CAD) y la creación de una estrategia para procesarlos. El reconocimiento se realiza tanto por los parámetros de los elementos de construcción como por su topología. Este módulo acelera significativamente la programación de piezas prismáticas, proporciona optimización del procesamiento y requiere menos habilidad del operador. El módulo reconoce automáticamente el diseño y la información tecnológica del producto (PMI): tolerancias, anotaciones en 3D, parámetros de limpieza de la superficie al asignar tecnología de procesamiento. Por ejemplo, para agujeros precisos, además de las operaciones de perforación, perforación o escariado se agregarán automáticamente (además, puede configurar el tipo de operación preferido).
El procesamiento basado en elementos es un excelente ejemplo de automatización de programación, que puede conducir a una reducción significativa en el tiempo requerido para crear un programa de control.
- Postprocesamiento y simulación.
Solid Edge CAM Pro incluye su propio sistema de posprocesamiento, que trabaja estrechamente con el núcleo del sistema CAM. Esto facilita la generación del código de programa de control requerido para la mayoría de los tipos de configuraciones de máquinas y controladores.
El programa incluye la utilidad PostBuilder, que le permite crear y editar postprocesadores. Usando la interfaz gráfica de usuario de la utilidad, el usuario puede establecer los parámetros del código de programa requerido para la máquina CNC.
La biblioteca de postprocesador es un recurso de Internet que contiene muchos procesos que admiten una gran cantidad de máquinas y herramientas diferentes. Solid Edge CAM Pro también incluye un posprocesador Sinumerik optimizado, que selecciona automáticamente la configuración básica del controlador de acuerdo con los datos de operación del proceso.
- Procesamiento de modelado en la máquina.
Una de las principales ventajas del sistema Solid Edge CAM Pro es la simulación integrada y las funciones de procesamiento, que permiten a los especialistas verificar la trayectoria de la herramienta durante la programación de máquinas CNC. Al mismo tiempo, hay disponible un proceso de verificación multinivel. Por ejemplo, una simulación basada en el código G muestra el movimiento controlado por la salida del código de programa de la máquina CNC en el postprocesador NX incorporado. El modelo 3D de la máquina junto con la pieza, los accesorios y las herramientas se mueven de acuerdo con los movimientos de la herramienta basados en el código G.
- Procesamiento de cinco ejes.
Beneficios clave: estrategias avanzadas de mecanizado con opciones flexibles para controlar los ejes de la herramienta, el perfil de eje variable procesa automáticamente paredes complejas basadas en la geometría inferior, el mecanizado de perfil Z con una herramienta inclinada puede reducir la desviación de la herramienta para un mejor acabado de la superficie. Para piezas complejas utilizadas en las industrias aeroespacial y energética, Solid Edge CAM Pro ofrece un enfoque flexible y una gama de opciones para controlar los ejes de la herramienta para el mecanizado de cinco ejes. Por ejemplo, al programar una pieza con varios bolsillos con paredes diseñadas, debe seleccionar la parte inferior del bolsillo una vez, y el sistema creará caminos de acabado para las paredes.
- Mecanizado de alta velocidad-HSM.
El desbaste de alta velocidad en Solid Edge CAM Pro admite la eliminación de material a alta velocidad mientras se manejan las cargas de herramientas. Las estrategias efectivas de HSM para fresar a alta velocidad pueden reducir el tiempo de procesamiento y mejorar la calidad de las superficies mecanizadas de moldes y matrices, piezas prismáticas y complejas. El usuario tiene acceso a una amplia selección de estrategias de mecanizado de alta velocidad para el fresado eficiente de piezas endurecidas para garantizar un movimiento suave de la herramienta y una fuerza de corte constante.
- Programación aplicada. Fresado de componentes turbo.
El módulo de fresado Turbomachinery está diseñado para programar máquinas CNC que procesan piezas rotatorias de múltiples paletas y ejes múltiples. Se ofrece la posibilidad de procesar cuchillas con socavaciones. Además, se admite el procesamiento de varios divisores, lo que permite un trabajo más eficiente con datos CAD, independientemente del sistema en el que se crearon. Las cuchillas pueden consistir en una o más superficies. Los espacios entre las superficies y las superposiciones de superficie se corrigen automáticamente. El sistema le permite crear trayectorias de herramientas suaves en superficies adyacentes con líneas paramétricas incompatibles. Define las operaciones de mecanizado para un elemento de una rueda dentada o impulsor, y luego las aplica automáticamente al resto de la pieza.
Taller digital con Solid Edge CAM Pro
Solid Edge CAM Pro es una herramienta para fabricantes que “construyen” un taller digital o planean actualizar equipos. Con este sistema, el usuario puede crear programas de procesamiento óptimos en máquinas CNC para modelos creados en Solid Edge y modelos creados en formatos CAD de terceros, reducir los costos de producción y mejorar la calidad de los productos.
La introducción de Solid Edge + Solid Edge CAM Pro es un paso significativo hacia la digitalización de los procesos comerciales y el aumento de la competitividad del producto.
En el
seminario web del 19 de marzo, podrá aprender
cómo comenzar rápidamente en Solid Edge CAM Pro (al finalizar, la grabación estará disponible para descargar).