NC. Tendencias y soluciones en evolución constante.

Ya son muchos años encontrándonos en un escenario en el que no haya fabricante de utillaje que no reconozca, como una de las partes más importantes de sus recursos, un programa de NC, si no son varios.  Y lo que es más importante, que estos programas continúan evolucionando para ser más productivos, flexibles, mejorar la capacidad de respuesta al mercado y abaratar costes.  

La presión por mejorar llega habitualmente de alguno de estos 4 frentes: el propio industrial, que sufre la presión del mercado y la competencia y necesita aumentar su competitividad, las nuevas máquinas incorporando innovación mecánica y electrónica, con nuevas funcionalidades que deben ser contempladas, las nuevas herramientas y tecnologías de nuevos materiales, con la posibilidad de incorporar nuevas estrategias de mecanizado y, por supuesto, de la competencia siempre ávida de clientes y mercado.
Esta presión continua termina por dibujar las tendencias y requerimientos de desarrollo para estos productos.

Estrategias de mecanizado complejo de geometrías macho y cavidades

Piezas y utillajes cada vez son más complejos geométricamente, y las estrategias simples de mecanizado terminan por no ser efectivas porque el paso no termina por ser regular a lo largo de toda la geometría.  El paso 3D real a lo largo y ancho de toda la geometría hace que la herramienta no abandone el contacto de la superficie mientras se efectúa el mecanizado, manteniendo el paso superficial constante y minimizando el número de entradas y salidas.  El resultado es una mejor calidad del acabado de la superficie mecanizada.

Otro aspecto son los diferentes ‘offset’ de zonas y superficies que nos podemos encontrar por temas de definición y tolerancias en los mecanizados de precisión, (moldes, mecanizados de bloques motor, etc… ) así como la posibilidad de chequear y preservar del contacto en diferentes condiciones paredes, cierres o conjuntos de superficies.
El gap de electrodo 2D de orbitación es completamente diferente de una orbitación 3d o un ‘offset’ del volumen del electrodo.  Es diferente el ‘gap’ debido a la chispa que la orbitación 2D…. así que el mecanizado debe poder efectuar esta discriminación… tal como CIMATRON E lo hace par que el comportamiento y destino del electrodo final sea el correcto para la geometría a obtener.

Optimización del proceso
El uso de electrodos es algo que cualquier constructor de utillaje trata de evitar.  Las máquinas de alta velocidad y el uso de herramientas cada vez más pequeñas hace que esto sea posible, pero es meridiano que las estrategias de mecanizado han de proteger de la rotura a estas herramientas, a la vez que es esencial en la rentabilidad del proceso alargar su vida.  Los sistemas han de realizar estrategias correctas de carga constante de herramienta y, por ello, reconocer en todo momento, el material restante de operaciones anteriores y ser capaz de generar trayectorias de redesbaste en aquellas zonas en que se necesita (nervios, huecos, zonas de paso, etc…).  Las longitudes de las herramientas también son un elemento crítico, así que las zonas deben ser identificadas correctamente en alturas, puesto que las condiciones de trabajo cambiaran para herramientas cortas, medias o largas, así que el sistema debe ser capaz de gestionar estas automáticamente y los procesos asociados a las mismas, tal como CIMATRON E hace.

Identificación de características y mecanizado en base a las mismas

La tendencia actual es claramente el reconocimiento de determinadas características en la geometría a mecanizar, tales como todo tipo de agujeros, zonas planas y sus orientaciones, cajeras o geometrías asimilables a las mismas, contornos…. .  Cualquier molde o matriz tiene, en su conjunto, placas y componentes con centenares de agujeros en casi todas las direcciones….. así que hacer agujeros, identificarlos y programarlos puede ser absolutamente tedioso y consumir parte importante de un tiempo que muchas veces no se tiene.
Nuestra experiencia nos dicta que en estos casos, además, el conocimiento y la forma de hacer del programador es muchas veces más importante que ofrecer una única solución automatizada. CIMATRON E ofrece una sinergia entre ambos mundos, automatizando la labor de reconocimiento y programación acorde al conocimiento y deseos específicos del operador del programa y del NC.  Las secuencias de operación serán las que el operador del programa diseñe.  El sistema reconocerá automáticamente estas características y esta forma de operar para generar automáticamente los programas de CN en un reconocimiento, que ya fue guiado previamente, de características y rangos.

Simulación, verificación y decisiones asociadas

Aún y cuando la tendencia del mercado tiende a incorporar simuladores de proceso en los propios CN (hay que recordar que el simple cambio de orígenes o posición en una mesa, sea rotativa o no o sea multiejes o no, el mismo proceso hace que aparezcan, o no, colisiones en el trabajo), que minimizan errores obviando problemas de ‘situacion’ para un mismo programa CNC válido, no es posible prescindir de estos como característica importante de este tipo de software.   No solamente la verificación posterior con elementos extras (cambio de bridas, cambio de situación en maquina, … del mismo programa), sino prever comportamientos dinámicos potencialmente agresivos o peligrosos para la pieza (zonas de 4 aguas en 5X, … ) que cada programa resuelve de una u otra manera, a veces en la última etapa de postprocesado y generación del programa.

CIMATRON E permite la verificación de los programas contra elementos extras antes no presentes en el cálculo, verificación completa del modelo y simulación de los diferentes procesos en un modelo dinámico de simulación del conjunto máquina/pieza, minimizando errores y previendo las posibles alternativas posibles.  Recordemos que muchas veces los programas válidos generan diferentes comportamientos dinámicos de la máquina dependiendo de, simplemente, donde se toman los orígenes o donde se posiciona la pieza.

Mecanizado de 5X

Cómo no.  De la mejora en la productividad de las máquinas de 5X ya nadie duda (siempre que tengamos mercado para un determinado tipo de pieza compleja), a la vez que el salto de precio entre máquinas de 3X y 5X se acorta.  Prácticamente ya cualquier taller de mediana entidad dispone en su parque de maquinaria de opciones de 4X y 5X, algunas veces de muy diversa procedencia y configuración.  Y todo aquel que se plantea una inversión futura contempla los 5X como una opción muy seria de compra, bien como centro fresador o como centro de torneado. 

En este caso no solo el programa, sino postprocesadores muy específicos, el conocimiento de la máquina, su cinemática y su comportamiento dinámico, y de las piezas que el cliente quiere realizar hacen que el resultado de trabajar con CIMATRON E sea especialmente agradecida.  El conjunto de todos estos factores entendido en su conjunto es el paradigma del éxito o fracaso de una solución de 5X.

Micromecanizado

Este desafío es especial.  La microtecnología muchas veces es algo que los programas han despreciado o han tratado de paliar con escalados imposibles, con el argumento de que basta con poner tolerancias menores y valores menores de herramientas.  Y esto es, en esencia, falso, porque tanto las máquinas que lo ejecutarán  aumentan su precisión de posicionamiento y la calidad requerida en las superficies trabajadas es mucho mayor.

Esto exige nuevos algoritmos de cálculo acorde a:
    • La precisión y garantía de calidad sobre la mátemática de la pieza que se desea mecanizar (microcircuitos, microfusión, microimplantes, prótesis dentales)
    • CAD de manipulación de geometrías y tengencias integrado, acorde a la precisión real que se desea trabajar.
    • Cálculos con tolerancias por debajo de 0.1 micrones.
    • Cálculos de materiales y procesos con una rango de herramientas mucho mayores que en los mecanizados convencionales (p.e. copiado de .005mm de paso con una bola de 0.1mm, o trabajo con herramientas con una radio, por ejemplo 100 veces mayor  de dicho paso, 0.5mm.)
    • Estrategias especiales de mecanizado para la conservación de las microfesas y los microtaladros.
    • Postprocesadores específicos, sobre todo en procesos de 5X.

… y CIMATRON E lo ofrece ya desde hace tiempo.

Manipulación de geometrías para hacerlas mecanizables
Y es que los utillajes llegan de cualquier sitio, con cualquier norma de intercambio y sin árbol de ‘características’ al que agarrarse.
Antes de ponernos a temblar al conocer las infinitas limitaciones que ofrecen los reconocedores de características presentes en otros sistemas, algunos con ausencia extrema de herramientas de manipulación si no es con la posibilidad de compartir un CAD de dudosas capacidades de manipulación de este tipo de geometrías (reconozcamos que la mayoría de los sistemas populares y reconocidos están orientados al diseño…. ..que no piensa en su proceso de manufactura).
CIMATRON E reconoce, de manera guiada, como características partes de la geometría (huecos, agujeros, radios, trozos de la misma pieza, etc…) y su manipulación geométrica inmediata (desaparición, modificación, tapas y extensiones automáticas…), tanto en objetos cerrados, abiertos, o superficies, y considera esta parte esencial como integradora de un NC.  El resultado final de la sinergia del operario y el uso de las herramientas que CIMATRON E pone en manos del operario es el más eficiente posible, para el taller y la excelencia en la producción y sus procesos.
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