U.T. 4.- Programación CNC CAD-CAM. Fabricación integral.

Caso práctico

Muestra a Fernando analizando un proyecto.

El tío Ricardo está deseando aprender cosas nuevas. Va viendo como la empresa ha ganado en competitividad y agilidad gracias a sus trabajos con el CNC y quiere seguir mejorando. Todavía tiene muchas cosas que ver y aprender. Ha encontrado en internet una puerta que tiene una gran cantidad de dibujos mecanizados en un tablero de DM.

Ricardo cree que modificando el diseño puede venirle bien para un trabajo que están haciendo en la fábrica, así que le dice a los chicos que la dibujen en CAD extraer los datos de las medidas y geometría y elaborar el programa CNC. ¡Ojala fuera tan fácil y rápido programar como realizar un dibujo CAD!

Fernando está dándole vueltas para ver cómo puede sacarle más partido al CNC. Después de mucho pensar ha llegado a la conclusión de que la mejor forma de vender más pasa por reducir costes de fabricación y plazos de entrega, personalizando los productos ¡seguro que logra ampliar los márgenes económicos.

El experto en producción automatizada sonríe, por fin en la empresa saben lo que quieren y, aunque no saben cómo conseguirlo, el les explicará las distintas formas de fabricar en base a los productos y número de piezas a realizar reduciendo costes.

Logotipo del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Junto a una banda vertical que representa esquemáticamente la bandera de Europa y otra que representa la bandera de España, aparece el escudo de España, y el texto: Gobierno de España. Ministerio de Educación, Cultura y Deporte.

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1.- CAD-CAM 2D. Introducción.

Caso práctico

¡Vamos a ver como es la puerta que han visto en internet!, comenta Ana a su amigo Ricardo. Cuando la ve, este se asusta, tiene tal cantidad de dibujos que piensa que le llevará programarla dos noches, pero se sorprende cuando el programador les dice: ¡Ojalá fuera tan fácil y rápido hacer un dibujo CAD como realizar un programa!

Ana y Ricardo están perplejos, el experto en automatización les comenta justo lo contrario de lo que pensaban, ¿Programar es más sencillo que dibujar? Hasta ahora la forma más eficiente de programar que conocían era realizar un dibujo CAD y tomar de ahí los datos para realizar manualmente el programa con códigos ISO.

Muestra a Ricardo estudiando.
Muestra a Ana sonriendo.
Muestra un diseño de puerta realizado en un programa CAD.

Prepárate, porque vas a ver más formas de elaboración de programas, y seguro que te gustan más que lo visto hasta ahora. Vas a empezar por un archivo de dibujo CAD. Si te fijas, hasta ahora has tomado los datos de las medidas desde el dibujo CAD para programar manualmente línea a línea lo que querías que la máquina mecanizase. Pero las líneas, arcos, círculos y demás formas están ya dibujados en el archivo CAD y podrás hacer que el software de programación tome los datos del dibujo y los convierta directamente en un programa. ¿Cómo?, pues mediante la importación de archivos con la extensión compatible normalizada DXF al software de programación que estés utilizando. Los archivos CAD en DXF son compatibles con cualquier programa de diseño CAD (como Autocad o Microstation).

Usando este procedimiento podrás realizar programas complicados de un modo eficaz. Entonces, ¿para que sirve lo visto hasta ahora?, la respuesta es sencilla ¿te imaginas que vieras 2+2=5 y no supieras si está bien o mal? Pues aquí es lo mismo, tienes que saber programar ya que unas veces te interesará hacerlo de modo manual y otras por otros procedimientos. Si no supieras programar ¿Cómo sabrías donde modificar y cambiar los datos de las líneas de programa que se generan de forma automática mediante el software de programación? Verás que el sistema asigna herramienta y compensación en base al programa tipo que tú le hayas definido. Seguramente tengas que modificar la herramienta, compensación, Z de profundidad y otros parámetros en más del 90% de los programas CNC generados mediante DXF. ¿Sabrías donde y como modificar si no supieras programar?

Para que lo comprendas mejor vamos a tomar como ejemplo una puerta de cocina con líneas, arcos en sentido horario, anti horario, taladro del tornillo del tirador, molduras y motivos decorativos, qué comprende todos los mecanizados posibles con la importación DXF.

Autoevaluación

Relaciona tipo de archivo de dibujo con su funcionalidad.
Ejercicio de relacionar
Tipo archivo Relación Funcionalidad
CAD 1. Archivo CAD compatible para importación programa CNC.
DXF 2. Archivo de dibujo.

Habilitar JavaScript

1.1.- CAD-CAM 2D. Proyecto.

  • Generar proyecto CAD.

    Vas a dibujar la pieza-s a mecanizar. En este caso es una puerta sencilla, debes tener en cuenta que las puertas con bisagras de cazoleta tienen 2 mm menos de su medida para que puedan abrir y cerrar sin problemas, en este caso una puerta de 900 x 500mm tiene en realidad 898 x 498mm. Esta circunstancia la vas a aprovechar para poner una pieza de 900 x 500 de medida bruta que una vez repasada en su contorno para asegurarte que queda a escuadrada totalmente tendrá la medida neta necesaria.

    Es mejor que hagas el proyecto con todas las piezas juntas y unidas en su sitio exacto para asegurarte de que, una vez mecanizadas las piezas, encajarán sin problema. Debes hacerlo como si dibujases un puzle en el CAD, copiarlo y separar todas las piezas. Como ya han estado unidas previamente en el dibujo CAD, una vez mecanices por separado cada una de las piezas en el CNC, podrás montarlas adecuadamente. En este caso tienes que hacer la importación en DXF de una puerta independiente, pero tendrás que ver la ubicación de las bisagras, molduras a realizar, profundidades de las herramientas, o equidistancia de geometría por donde pasar las herramientas, sin compensación en el caso de molduras.

    Muestra un proyecto CAD de una puerta con todos los datos necesarios para su correcto mecanizado.
  • Despieces. Haz los despieces necesarios y numera cada pieza para tenerla controlada (ej. 1002 Puerta Loira.pgm). Para asegurarte que la pieza está en sus esquinas a 90 grados, la vas a repasar, por lo que deberás darle 2mm más de material en todo su perímetro. En esta imagen te pongo las fresas que utilizarás para realizar el mecanizado.
    Muestra el despiece necesario para saber las herramientas y compensaciones necesarias.
  • Posicionar en 0, 0 y guardar en formato DXF. Una vez tengas claro que mecanizar y como, tendrás que copiar el dibujo entero y abrir un nuevo archivo de dibujo. En este archivo tienes que orientar la pieza tal cual quieres que la mecanice el CNC y colocar la pieza a mecanizar en el punto cero en X, cero en Y de ese archivo CAD. Junto a la imagen CAD te amplío el punto cero, cero para que lo tengas más claro, (obviamente en el archivo que guardes en DXF solo estará la información de la puerta, y no las aclaraciones).
    Muestra el posicionamiento Cero en eje X y Cero en eje Y.
  • Exportar y generar programa inicial. Una vez tienes el archivo CAD en formato DXF ya puedes generar el programa. Recuerda que cada software tiene su forma de hacerlo, pero todas siguen el mismo esquema. El programa CNC de cada archivo CAD se genera en base a una plantilla de programación que posee el software ó que especificas indicando la herramienta, compensación, profundidad Z de trabajo y otras características que tomará el sistema como plantilla para ponerlo en todas las líneas de programa ISO. Ten en cuenta que ningún software para importación 2D sabe qué herramienta, profundidad, compensación o cómo quieres mecanizar en cada geometría CAD, por lo que te aparecerá en todas las geometrías importadas desde el DXF la misma herramienta, profundidad, compensación y demás características.
    Muestra la selección del archivo DXF para proceder a su generación como archivo DXF.
  • Modificar datos de mecanizado programa inicial y guardar programa CNC. Una vez tienes el programa inicial tienes que modificar línea por línea (ó por métodos informáticos) en los códigos ISO los datos que quieras (herramientas, profundidades en Z, compensación, etc.). ¡Menos mal que sabes programar en ISO de modo manual! porque si no supieras, ¿cómo sabrías donde y como modificar esos datos?
    Muestra el programa CNC conseguido.

2.- Mantenimiento maquinaria CNC.

Caso práctico

Hoy Ricardo está muy nervioso, le acaba de comunicar a el experto que la máquina CNC se ha parado a primera hora de la mañana y no saben qué le pasa. Tiene un mensaje de error con un código que nunca antes había visto, así que bajan a la fábrica para ver qué le pasa a la máquina y ven el manual de la máquina para intentar encontrar el problema.

Resulta que esta máquina tiene un sistema mediante el cual deja de funcionar cuando hay que hacerle una operación de mantenimiento.

Muestra a Ricardo enseñando un mueble.

Al igual que el resto de maquinaria tendrás que hacer las operaciones de mantenimiento que el fabricante indique.

Muestra una hoja de como realizar el mantenimiento de una bomba de vacío.

Imagina que el fabricante que deben engrasarse los ejes de trabajo cada 100 horas de funcionamiento ó cada año, si no trabaja 100 horas al año.

Puedes tener la opción de que la máquina te avise para realizar el mantenimiento ó llevar tú la cuenta de las horas trabajadas (todas las máquina CNC tienen un contador de horas de trabajo). Si la máquina te avisa de forma automática, lo ara inicialmente a las 80 horas y te dejará seguir trabajando hasta las 100 horas, dejando de funcionar, no volviendo a funcionar hasta que no la engrases. Tendrás que introducir un código de mantenimiento (normalmente el M198) y engrasar hasta que la máquina detecte (en este caso por presión del depósito de lubricante) que has realizado el mantenimiento.

Si la máquina no avisa, tú deberás llevar un control de los elementos a mantener. Si no haces caso al mantenimiento puedes encontrarte un día con que algún mecanismo esté averiado por falta de lubricante, la máquina no funcione y te haga falta llamar al servicio técnico con las consecuencias de no poder seguir trabajando durante un tiempo y del coste económico que la avería suponga.

Todos los fabricantes te facilitarán un manual de mantenimiento que te indicará:

Elemento a mantener / Horas ó tiempo de mantenimiento / Acción a realizar / Lubricante-s a emplear / Observaciones.

Para que te hagas una idea de cómo verás los mantenimientos en los manuales de los fabricantes en la siguiente imagen puedes ver la hoja de mantenimiento de una bomba de vacío.

Muestra el planning de mantenimiento de una máquina CNC.

Lo recomendable es elaborar una tabla de control donde especifiques la planificación de los mantenimientos a realizar. En el mejor de los casos la máquina te avisará de que la tienes que lubricar pero no te avisará del resto de mantenimientos a realizar. Lo mejor es poner en la propia máquina una hoja que te indique la planificación del mantenimiento a realizar (cuando hacerlo, como y cuantos datos necesites). En la imagen de la izquierda tienes un modelo que irás cumplimentando a medida que realices los mantenimientos.

También es bueno que tengas un histórico donde detalles las averías e incidencias de la máquina (y como se subsanaron).

Autoevaluación

Pregunta

La forma más fiable de llevar bien el mantenimiento de una máquina es:

Respuestas

Realizar mantenimientos cada vez que la máquina lo indique.

Realizar los mantenimientos una vez la máquina se pare.

Realizar una planificación de los mantenimientos a realizar y hacerlos junto con los que la máquina necesite.

Realizar los mantenimientos cada año, independientemente de si tocan o nó.

Retroalimentación

3.- Paramétrica. Concepto datos.

Caso práctico

Muestra a Isidoro realizando un programa CNC paramétrico.

Los chicos siguen impactados con la rapidez de hacer programas CNC mediante importaciones de archivos DXF. Isidoro, el experto, quiere ir más adelante, hasta ahora cada vez que han tenido que hacer una pieza han tenido que elaborar un programa específico.

Hoy, aprovechando que ha visto que tienen que hacer una cocina en la empresa, les propone hacer un programa sencillo con el diseño de la puerta recta. Realizarán el programa de forma que adapte su diseño y características de mecanizado de forma automática a cualquier medida de puerta que tengan que fabricar.

¿Esto es posible?, preguntan extrañados, pero Isidoro les explica que sí y que al igual que aprendieron a programar taladros y fresados ahora aprenderán a realizar archivos CNC mediante programación paramétrica.

Muestra el diseño de una puerta en un programa CAD.

¿Qué se entiende por programación paramétrica? Consiste en hacer programas CNC que mediante parámetros y variables (no solo valores numéricos) le indiquen a la máquina lo que tiene que hacer. Su principal ventaja es que cambiando los datos de medidas y parámetros que quieras hacer, la máquina adapta el resto del programa al diseño programado en base a la medida-s y parámetros que le indiques en el momento del mecanizado.

Lo normal es que los parámetros sean los valores de los campos relacionados con las medidas de las piezas, aunque también puedes poner otros parámetros y variables relacionadas, ej. "Si el grosor de la pieza es menor de 16mm la profundidad de la herramienta es 2mm, si es mayor será 4mm".

Este tipo de programación la utilizas cuando tienes que hacer un mismo diseño en piezas de tamaños diferentes. Por ejemplo, en las puertas de cocina de medidas normalizadas de la parte de abajo tienes de 700mm de altura por 300, 350, 400, 450, 500, 600mm de ancho. En la parte superior puedes tener puertas de 900mm de altura por 300, 350, 400, 450, 500, 600mm de ancho. También tienes las puertas de medidas especiales y los frentes de los cajones. Si sumas, tienes aproximadamente 25 medidas diferentes entre puertas y frentes de cajones (para lo que tendrías que tener 25 programas diferentes) para los que únicamente tendrás que modificar las medidas para realizar el mecanizado.

En el siguiente apartado vas a realizar un programa paramétrico de una puerta recta sencilla, paso a paso, para que aprendas como hacerlo. Es recomendable que hagas desde el principio el mismo programa paramétrico que se muestra.

Para saber más

A continuación puedes ver un video para ver cómo funciona la programación paramétrica.

3.1.- Paramétrica. Programación.

  • ENCABEZADO. DATOS GENERALES.

    000001 H DX=900 DY=500 DZ=19 –AD C=0 T=0 R=1 *MM / "def" BZ=100; Encabezado.

    En este caso programas 900 x 500 x 19mm de medida de pieza, pero esto no importa ya que verás que una vez realizado el programa son estas medidas totales las que cambiarás para mecanizar puertas de todos los tamaños.

    Recuerda que debes de programar un desfase o incremento de la medida de Z en 100mm como seguridad para cuando mecanices por primera vez el programa. Si, como es el caso de este software, te permite poner ese desfase en otra casilla lo pones (BZ=100) o, si no puedes, lo sumas a la medida de la pieza (en nuestro caso serían 19+100mm de dimensión en Z), en ese caso tienes que asegurarte que las medidas en bruto que pueda trabajar tu máquina en Z permiten esa medida.

    Muestra el encabezado de un programa CNC.
  • CARA DE MECANIZADO.

    000002 F=1. Cara de mecanizado.

  • BLOQUE MOLDURA INTERIOR.

    000003; Comentario de texto informativo para saber a qué corresponde este bloque de mecanizado.

    000004 C=0. Corrección de herramienta, 0 en este caso ya que pasaremos la fresa por el centro de la línea.

    000005 GIN Q=1. Posicionamiento y entrada herramienta para G0 moldura interior. Q=1 significa que la fresa entrará en rampa para cortar de un modo más limpio.

    000006 G0. X=DX-70 Y=DY/2 Z=-6 T=102; Posicionamiento fresa Movimiento rápido al punto indicado. Posicionamiento fresa.

Muestra la programación necesaria para realizar el posicionamiento de fresa con instrucción ISO G0.

Comentarios

Línea 000006, fíjate que no programas solo medidas numéricas como hasta ahora. Lo que haces es programar también con parámetros, en este caso para que la herramienta inicie el mecanizado donde queremos le decimos que:

En el eje X se posicione con respecto a las medidas totales de la pieza en X que corresponde a DX menos -70mm ya que es la medida fija del interior de contorno de la moldura.

En el eje Y se posicione con respecto a las medidas totales de la pieza en Y que corresponde a DY dividido entre dos ya que en este caso decides entrar en el medio con respecto a la medida de DY.

En este caso he programado T=102. Si quieres programar la herramienta T=111 que sería la moldura para este mecanizado debes de tener en el archivo def de herramientas tanto en la rotación máxima como en la estándar +15000

Muestra la programación para realizar mecanizados con la instrucción ISO G1.

000007 G1. X=DX-70 Y=DY-70 Z=-6

000008 G1. X=70 Y=DY-70 Z=-6

000009 G1. X=70 Y=70 Z=-6

0000010 G1. X=DX-70 Y=70 Z=-6

0000011 G1. X=DX-70 Y=(DY/2)+20 Z=-6

0000012 GOUT. Salida herramienta

Comentarios

Como puedes ver en las líneas 7, 8, 9 y 10 programas medidas numéricas para los datos fijos que siempre serán así. Aunque en este caso los 70mm de la moldura interior también puedes programarla como parámetro y cambiar solo la medida de ese parámetro, lo haremos así para que veas que también se pueden combinar números con parámetros sin problemas. El eje Z tal y como hemos visto en el caso de esta máquina mecaniza en la pieza con valor negativo. De este modo en (Z menos 6) el número 6 indica 6 milímetros de profundidad de mecanizado en la pieza.

Línea 000011, en esta línea programas con paréntesis para indicar preferencia a la hora de que el control realice las operaciones matemáticas. Sumas 20mm más para que la fresa repase el inicio de mecanizado y lo deje limpio.

Recuerda que las imágenes de datos CAD que verás en este documento, están en la misma imagen que el software de programación que te muestro con el objeto de que sepas de donde salen los datos para programar. Obviamente no verás esa imagen CAD cuando tú estés trabajando con el software haciendo el programa.

3.2.- Paramétrica. Taladrado y fin programa.

  • BLOQUE REPASO EXTERIOR A MEDIDA NETA – ¡OJO MECANIZADO PASANTE!

    Esta puerta de cocina llevará bisagras de cazoleta para abrir y cerrar. Como ya sabes, dichas bisagras necesitan para su buen funcionamiento que las puertas tengan 1mm menos en todo su contorno para facilitar su ajuste, por lo que vamos a repasar la puerta a su medida neta consiguiendo así, además de este objetivo el que la puerta tenga su medida exacta con sus ángulos a 90º perfectos.

    000013 ;. Comentario de texto informativo para saber a qué corresponde este bloque de mecanizado.

    000014 C=1. Corrección de herramienta, 1 en este caso ya que pasaremos la fresa por el lado derecho de la línea en el sentido de avance.

    000015 GIN. Posicionamiento y entrada herramienta para G0.

    000016 G0. X=DX-1 Y=-30 Z=-20 T=102; Movimiento rápido al punto indicado, posicionamiento fresa y entrada de la herramienta en el punto descrito.

    000017 G1. X=DX-1 Y=DY-1 Z=-20

    000018 G1. X=1 Y=DY-1 Z=-20

    000019 G1. X=1 Y=1 Z=-20

    000020 G1. X=DX+30 Y=1 Z=-20

    000021 GOUT. Salida herramienta

    Muestra el mecanizado de contorno exterior.

    Comentarios

    De Línea 000016 a línea 000019, fíjate que en el inicio para el contorno, programas DX-1mm, para eje Y-30mm para que cuando la fresa baje no entre comiendo directamente sobre la pieza. Es bueno que indique cuando el mecanizado es pasante para ser más consciente y evitar colisionar la fresa con los sistemas de sujeción (ventosas, mesa fresada etc.). El eje Z tal y como hemos visto en el caso de esta máquina mecaniza en la pieza con valor negativo (Z menos 6 por ejemplo) el número 6 indica 6 milímetros de profundidad.

    Línea 000020, en esta línea programas DX+30 para que hagas salir 30mm a la herramienta fuera de la pieza y conseguir así un mecanizado más limpio.

    Al igual que has programado los fresado también puedes programar el taladro, en este caso fíjate que lo programamos en el eje Y ya que el eje X tendrá siempre la misma medida.

  • TALADRO TIRADOR Y RETIRADA DE MÁQUINA.

    000022 ; Comentario de texto informativo para saber a qué corresponde este bloque de mecanizado.

    000023 XB X=35 Y=DY-35 Z=-25 G=2 T=1 F=1

    000024 ; Comentario de texto informativo para saber a qué corresponde este bloque de mecanizado.

    000025 N X=-100 Y=-100

    Muestra el taladro tirador y el fin del programa.
    Comentarios

    Línea 000023, Recuerda elegir una broca para taladro pasante, en este caso Z-25mm para que taladre totalmente la pieza. F=1 describe la cara de trabajo en la que la máquina realizará el mecanizado.

    Línea 000025, Retirada de cabezal de trabajo de máquina para retirar la pieza. Recuerda que las medidas -100 están tomadas con respecto al origen en el caso de esta máquina.

Autoevaluación

Pregunta

La principal característica de un programa CNC realizado de forma paramétrica es:

Respuestas

Que todo el programa se adapta de forma automática a los parámetros introducidos, pudiéndolos cambiar en cada mecanizado sin necesidad de hacer un programa para cada medida.

Que solo vale para la programación de fresados.

Que solo vale para la programación de taladros.

Que el programa se adapta solo a las medidas.

Retroalimentación

4.- CAD-CAM piezas 3D. Justificación opción escogida para programación piezas.

Caso práctico

El tío Fernando está pensando en la posibilidad de hacer una línea de mobiliario clásico que lleve adornos de piezas de madera como bustos de caras y otros. Le ha preguntado al experto en CNC si puede explicarles a los chicos como hacer estos trabajos.

El problema es que les hará falta adquirir un programa específico y la formación asociada para hacer estas piezas en tres dimensiones. Así que van a ver las distintas opciones más comunes que tienen para hacer este tipo de piezas.

Muestra una imagen de Tio Fernando analizando un proyecto.

Aquí serás tú quien decida qué software utilizar para generar los archivos de piezas 3D. Lo que sí que debes tener muy claro es que la programación de este tipo de piezas. Ni es conveniente ni rentable hacerlos de modo manual programando línea a línea los códigos ISO. Estos trabajos tendrás que hacerlos con el software, desde el dibujo CAD 3D hasta la programación, ya que estos programas para mecanizar piezas 3D son muy complejos y difíciles de realizar de forma manual.

Como hasta ahora, podrás utilizar un software para dibujar en 3D y otro para generar el programa ISO. Aunque lo normal es que emplees el mismo programa para realizar ambas funciones.

El programa más común para programar estas piezas en 3D se denomina Alphacam y es el software que se emplea normalmente en las empresas de madera y mueble. El problema que tienes es que, al igual que hasta ahora hemos realizado los programas con el Xilog para programación, no dispones de software on-line para programar piezas en 3D por lo que tendrás que ponerlo en práctica con el software CAD CAM para 3D que dispongan en el centro educativo.

Vas a ver un trabajo de una pieza 3D en Alphacam, podrás seguir paso a paso cómo se hace el programa de mecanizado desde un archivo de dibujo CAD en 3D compatible, la extensión STL es la más común para este tipo de trabajos. Dicha extensión se usa para crear piezas en 3D con la ayuda del CNC.

Muestra distintas opciones de fichero Alphacam.

Posicionarás la pieza y definirás el volumen y el material.

Defines el plano de trabajo Izquierdo.

Imagen de selección plano izquierdo.

Iniciarás la operación de desbaste. Seleccionarás una herramienta plana junto con movimientos de 3 ejes tardando menos tiempo en desbastar. Puedes definir un estilo de mecanizado y aplicarlo para cada mecanizado sin tener que programarlo cada vez. Por ejemplo que la herramienta mecanice en espiral, zigzag.

Muestra las opciones necesarias para realizar el desbaste que se quiere.

Con ello consigues realizar las trayectorias de corte en el plano derecho necesarias para el mecanizado.

Muestra las trayectorias de desbaste que programa Alphacam.

Posteriormente harás la misma operación con el otro plano.

Muestra las trayectorias de desbaste de plano izquierdo que programa Alphacam.

4.1.- CAD-CAM piezas 3D. Mecanizados.

Ahora vas a repasar la figura desbastada para darle un acabado fino, para ello seleccionas una herramienta de punta esférica y vuelves a repasar solo con 3 ejes.

Muestra las opciones necesarias para realizar el desbaste fino que se quiere.

En la imagen de la derecha puedes observar la generación de trayectorias para el desbaste fino.

Muestra la visualización de acabado con desbaste 3 ejes.

Ya estás acabando, ahora debes generar una poli línea y volverás a repasar, pero esta vez harás que la máquina interpole los 5 ejes para que deje un acabado mucho más fino.

Muestra la polilínea generada para el mecanizado fino de la pieza.
Muestra las opciones necesarias para realizar el acabado fino que se quiere interpolando 5 ejes en la máquina.

Únicamente te queda hacer la simulación para ver que no vas a tener problemas con el mecanizado. Abrirás la simulación máquina y posicionarás la pieza.

Muestra el inicio en la simulación de ejecución de la pieza 3D.
Muestra el posicionamiento pieza en la máquina.

Ahora puedes ver la secuencia de mecanizado. Fíjate en la diferencia de la máquina en el desbaste cuando usa 3 ejes más una herramienta plana y en el mecanizado fino cuando usa los 5 ejes y una herramienta esférica.

Muestra la simulación de la ejecución del programa generado.

Autoevaluación

Relaciona el tipo de archivo de herramienta con el acabado que deja.
Ejercicio de relacionar
Tipo de herramienta Relación Acabado
Herramienta plana 1. Acabado fino
Punta esférica 2. Desbaste superficies

Habilitar JavaScript

4.2.- CAD-CAM piezas 3D. Programa ISO CNC.

Muestra el programa CNC generado para esta pieza con el post procesador adecuado.

Una vez comprobado que todo funcionará bien, generarás el programa mediante el post procesador adecuado. En la imagen puedes ver una parte del programa CNC generado para esta pieza 3D, que tiene un total de 140.864 líneas de instrucciones ISO específicas para el control y software de tu máquina. ¿Te imaginas tener que realizar este programa de forma manual?, además del tiempo ¿crees que tú o cualquier persona no se equivocaría con algún dato?

Cuando tengas este programa disponible, puedes cambiar los datos de herramientas u otros datos que te interese modificar. Recuerda generar el programa mediante el post procesador adecuado a la máquina que utilices ya que si no lo haces así no funcionará bien o no lo hará de forma correcta.

Para saber más

A continuación puedes ver videos donde verás mecanizados de piezas 3D. En el siguiente vídeo puedes ver el trabajo que acabamos de realizar con el software Alphacam.

Otra imagen de selección plano izquierdo.

Obtención modelos de piezas 3D.

Para generar el modelo 3D lo puedes hacer de varias formas. Puedes dibujar la pieza en 3D directamente, en ese caso asegúrate de dibujarlo con un programa que puedas generar una extensión de dibujo compatible para realizar el programa CNC y su mecanizado posterior.

También tienes la opción de realizarlo mediante copia de piezas 3D. En los casos que dispongas de un modelo, tal vez te puede interesar utilizar un escáner directamente con la propia máquina CNC a la que instalas un accesorio. En otras ocasiones, en lugar de dibujar directamente en 3D, tal vez te interese copiar y/o moldear en arcilla lo que quieras hacer y posteriormente realizar el escáner. Esto te permite ver cómo queda la pieza antes de mecanizarla. En función de lo que desees hacer, seleccionarás una u otra forma. En ocasiones te interesará dibujar y otras veces escanear, dependiendo del trabajo a realizar.

Autoevaluación

Pregunta

La mejor forma de generar un dibujo para una pieza 3D es:

Respuestas

Mediante un software CAD para dibujar piezas 3D.

Mediante escáner de la pieza si ya dispongo de ella.

Dependerá del trabajo a realizar y de la forma de hacerlo.

Mediante escáner de la pieza parametrizado en 3D.

Retroalimentación

4.3.- Otras opciones programación piezas 3D.

En la siguiente tabla te indico por orden alfabético los principales software de dibujo para piezas 3D, gestión y programación CNC para piezas en 3D, junto con la página web donde puedes obtener más información. Con estos software podrás dibujar en 3D y obtener el programa CNC con códigos ISO compatibles con el control CNC y software de máquina-s que utilices.

Marca comercial – Software de uso para gestión y programación CNC
Marca comercial Página Web
Alphacam https://es.alphacam.com/
Bodcad-cam https://bobcad.com/
Camworks https://www.es.camworks.com/
Catia https://www.3ds.com/es/productos-y-servicios/catia/
Mastercam https://www.mastercam.com/
Solid Works https://www.solidworks.com/es
Tebis https://www.tebis.com/cms/index.php?L=5 
Vectric https://www.vectric.com/

Otra vez se nos muestra la simulación de la ejecución del programa generado.

La parte más delicada es la obtención del programa CNC. Una vez que tengas realizado el trabajo pasarás a generar el programa CNC para el software que tengas en tu máquina CNC. Para lo que deberás disponer del post procesador necesario para el control CNC (Num, Fanuc, Essa u otro) y software que manejes para la gestión de tu máquina. Dicho post procesador te lo facilitará la marca o casa comercial de tu programa CAD para programación de piezas 3D o la marca o casa comercial para la generación de programa CAM.

Recuerda que cuando tengas el diseño 3D en un formato compatible, podrás generar el programa CNC, bien con el propio software del programa de diseño (alphacam, vectric, solid Works u otro) o con otro software compatible para la generación de programas CNC como mastercam, camworks o bodcad-cam. Esto dependerá del tipo de pieza que quieras realizar y de tus preferencias en cuanto a la realización del mecanizado (simulación del proceso, trayectorias de corte, facilidad de programación y edición, entre otras).

Para saber más

A continuación podrás ver una presentación con las distintas opciones comerciales de software para realizar mecanizados en 3D.

También puedes ver cómo seleccionar y gestionar un post procesador para el control y el software de máquina que utilices.

5.- Fabricación integrada CIM.

Caso práctico

Cada vez más clientes les piden fabricar productos a medida reduciendo costes de fabricación y plazos de entrega. Piensan que si además pudieran personalizar los productos, venderían mucho más y con unos márgenes económicos mayores. Van a intentar lograr este objetivo.

¡Esto es justo lo que nos faltaba por ver! dice Ricardo, pero si para hacer piezas 3D hacía falta el software, más la formación asociada, para conseguir este objetivo además tendrán que cambiar la filosofía de trabajo. Aunque Ana piensa que la mejor forma de competir es a través del uso de este tipo de software, que les permitirá hacer fácil lo difícil y, no solamente la fabricación en serie sino a resolver cualquier encargo a medida que tengan sus clientes de un modo rápido y fiable.

Ana y Ricardo piensan que, aunque complicado, es la mejor oportunidad para mejorar en sus carreras profesionales con el manejo de unos sistemas de fabricación, que todas las empresas tendrán en un futuro muy cercano, si desean ser competitivas en un mercado cada vez más exigente.

De nuevo se muestra a Ricardo estudiando.
Muestra a Ana con gafas de sol.
Muestra una vista de mueble generado con software Cabinet Vision.

Al igual que con las piezas 3D, aquí tendrás que utilizar el software con el que se trabaje en la empresa ó serás tú quien decida qué software utilizar para la gestión de este tipo de fabricación que supone en sí misma una revolución en la forma de trabajar. Lo más parecido a lo que vas a ver en las empresas con los ERP que son los sistemas de planificación de recursos empresariales. Dichos sistemas están orientados al control de la administración de la empresa (pedidos, entregas, almacenes o facturación, entre otros).

Los sistemas de fabricación integrada CIM están orientados a la producción y no solamente abarcan la integración del CAD y del CAM. Pueden abarcar la gestión de muchos otros departamentos como puede ser el de pedidos, almacenes o cálculo de costes, en solitario o conjuntamente con un ERP.

Hasta ahora has tenido que dibujar para obtener los datos necesarios para programar. También has aprendido a programar con la importación de archivos CAD en formato DXF. Pero siempre tenías que repasar la programación, asignar herramientas, compensaciones o profundidades de mecanizado, entre otros parámetros. Este trabajo lo tenías que hacer y si cometías un error no te dabas cuenta hasta que no realizabas el mecanizado. Los sistemas CIM tienen además la ventaja de no cometer errores de programación una vez que asignes las variables y datos necesarios.

Con estos programas dibujas en 3D lo que quieres, con las uniones, herrajes etc. Una vez dibujado, y de forma automática, puedes obtener todas los planos, vistas CAD, listados de materiales, listados de herrajes, programas CNC con etiquetas de código de barras para gestionar los archivos de programas CNC para realizar los mecanizados, ordenes de fabricación, planificación de producción o coste de materiales. Y por supuesto todo de forma paramétrica, por lo que una vez tengas realizado por ejemplo un mueble, te valdrá para cualquier tipo de medida sin tener que realizar de nuevo todo el trabajo.

En la siguiente tabla se indica, por orden alfabético, los principales software para la fabricación integrada, con los que podrás dibujar en 3D y obtener el programa CNC con códigos ISO compatibles con el control CNC y software de máquina-s que utilices.

Marca comercial – Software para programación integrada
Marca comercial Página Web
Aspan https://www.scmgroup.com/es
Cabinet Visión https://www.axyz.com/es/cabinet-vision/ 
Imos http://www.imosoffshore.com/web/

Al igual que con el software para programación en piezas 3D no dispondrás de software para aprender a manejar este tipo de fabricación integrada de forma on-line.

5.1.- Fabricación integrada. Imos.

Vas a ver cómo funcionan los dos software más completos para realizar la fabricación integrada dentro de los proyectos de madera y mueble: Imos y Cabinet Visión.

Lo primero de lo que tienes que saber es que este software, al abarcar más secciones de trabajo, pueden resultarte más complicados de aprender, pero no te desanimes, al final todo trabajo tiene su recompensa.
El manejo de estos programas será como el de un sistema o programa informático nuevo. Pronto te darás cuenta de la potencia de trabajo que tienes con este tipo de programas informáticos y de la cantidad de trabajo que puedes realizar de un modo cómodo y sin problemas de fabricación.

Para poder empezar a trabajar debes generar un catálogo de materiales a emplear como maderas, tableros de aglomerado, DM, gruesos, colores, acabados, color y número de los cantos chapados. Otros elementos que tengas pensado utilizar como pueden ser los herrajes (bisagras, guías de cajones u otros), puedes introducir manualmente los datos cada vez o dar de alta dichos herrajes, simplemente con el catálogo informatizado que los fabricantes de herrajes te facilitan con los datos precisos de los mecanizados (medidas, distancias y otros).

Todos los productos y artículos que tengas pensado utilizar tienen que estar generados y disponibles para cuando trabajes con ellos.

Vamos a ver, a rasgos generales, como lo harías con el software Imos. Imagina que quieres construir el mueble de la imagen.

Muestra una vista de mueble generado con software Imos.

Empiezas montando la estructura del mueble que quieres con los materiales indicados en el pedido.

Muestra el módulo imos de articulo.

Posteriormente, insertas el zócalo y el arco superior, lo insertas como si fuera una puerta y como es una pieza con arco la tienes que editar en un programa CAD para hacer el arco.

Muestra como insertar un zócalo con Imos.
Muestra como insertar un Arco con Imos.

Autoevaluación

Pregunta

Para empezar a trabajar tenemos que:

Respuestas

Aprender el manejo del software y empezar directamente.

Generar los listados de materiales que queramos utilizar.

Manejar el software directamente, dicho software ya lleva los catálogos de materiales a utilizar.

Aprender el manejo del software, dicho software ya lleva los catálogos de materiales a utilizar.

Retroalimentación

5.1.1.- Imos. Generación etiquetas CNC. Listados.

Ahora puedes insertar estantes y puertas. También puedes definir los herrajes (bisagras, excéntricas y restantes). Recuerda introducirlos para que el sistema los considere al realizar los mecanizados. Puedes designar variables para cambiar la configuración de cada pieza.

Muestra como insertar estantes y puertas con Imos.
Muestra como insertar una bisagra con Imos.
Muestra las variables Imos.

Con el proyecto realizado puedes obtener la información necesaria para construirlo con solo solicitarlo al sistema (planimetrías, despieces, listados materiales, generación programas CNC y otros). Vas a empezar por ver las piezas que mecanizarás por CNC.

Por último, configurando el post procesador específico, vas a generar los programas CNC con los códigos ISO en el formato que entienda nuestra máquina. Sin necesidad de hacer ningún trabajo específico, también puedes ver las medidas de mecanizado que realizará el programa pieza a pieza e imprimir las etiquetas para pegarlas en cada pieza con su código de barras que le indicará a la maquinaria CNC el programa con los mecanizado y trabajos a realizar en cada pieza. Estos programas salen del ordenador central ó de las máquinas conectadas a dicho ordenador, donde están todos los programas CNC.

Muestra una parte del listado piezas para su mecanizado CNC generadas por Imos.
Muestra una pieza con sus datos y código de barras lista para ser mecanizada en un CNC.
Visualización de uso de pegatinas con maquinaria CNC.

Puedes generar de forma automática el listado de corte de materiales y optimizar los tableros, calculando el sistema las posibilidades de corte de piezas que necesites para gastar el menor número de tableros posibles.Otra información que puedes generar es el listado de montaje, el listado de piezas de compra (herrajes y otros.).

Muestra una lista de corte generada por Imos.
Muestra una lista de montaje de mueble generada por Imos.
Muestra un listado de piezas para comprar (herrajes etc.).

Autoevaluación

Pregunta

Una vez terminado el proyecto puedes:

Respuestas

Dibujar para realizar los despieces de planos necesarios.

Solicitar al sistema cualquier información adicional como planos, programas CNC etc.

Seguir trabajando para realizar los programas CNC para el mecanizado de piezas.

Dibujar para realizar los despieces y cortes de planos necesarios.

Retroalimentación

5.2.- Fabricación integrada. Cabinet Vision.

Vas a generar con el software Cabinet Visión este mueble.

Muestra otra vista de mueble generado con software Cabinet Vision.

Recuerda que para poder empezar a trabajar debes generar un catálogo de materiales que tengas pensado utilizar como tableros de aglomerado, dm, gruesos, colores, acabados, color, número de los cantos chapados y otras características.

También generarás otros elementos que tengas pensado aplicar como los herrajes (bisagras, guías de cajones y otros), puedes introducir manualmente los datos cada vez o dar de alta simplemente con el catálogo informatizado que los fabricantes de herrajes te facilitan con los datos precisos de los mecanizados (medidas o distancias). Todos los productos y artículos que tengas pensado utilizar tienen que estar generados y disponibles para cuando trabajes con ellos.

Si no los tienes ya en el catálogo, lo primero es crear los materiales a utilizar (ej. Tablero dm imitación Alder (aliso) de 19mm. En el caso de Cabinet hay que ajustar también las reglas de optimización de material y de las propiedades para generar correctamente los programas CNC. También ajustas el canteado de las piezas.

Muestra la generación de catálogo con Cabinet Vision.

Configuras igualmente las bisagras y guías correderas de cajón que vas a utilizar.

Muestra como trabajar los herrajes con Cabinet Vision.

Es necesario definir cómo quieres construir el mueble, especificando el tipo y la forma de construcción (laterales o trasera), herrajes, construcción de cajones y todo lo que estimes oportuno.

Muestra la vista de un standard de construcción generado con Cabinet Vision.
Muestra las variables de un standard de construcción generado con Cabinet Vision.

Una vez tienes los materiales y la forma de construcción que quieres puedes hacer un proyecto con las medidas que quieras (sin tener que generar un mueble para cada medida).

Muestra las variables de un proyecto generado con Cabinet Vision.

Recomendación

En el siguiente enlace tienes Tutoriales de Cabinet Vision que te ayudarán en el proceso de aprendizaje con vídeos explicativos de cada uno de los trabajos posibles a realizar:

Cabinet Vision.

En este otro enlace puedes descargarte Cabinet Visión para la versión de prueba de estudiantes que te durará 30 días:

Cabinet Visión.

5.2.1.- Cabinet Vision. Generación etiquetas CNC. Listados.

Estás llegando al final del trabajo. Ahora es el momento de sacar las listas de materiales necesarios.

Muestra un listado de materiales junto con su plano de optimización de materiales.

Para finalizar, configurando el post procesador específico, vas a generar los programas CNC con los códigos ISO en el formato que entiendan nuestras máquinas. Dichos programas son necesarios para el correcto mecanizado y elaboración de cada una de las piezas necesarias. Recuerda que sólo con el uso del post procesador específico es la única forma de que tus máquinas CNC realicen los programas correctamente.

Muestra la obtención de programas CNC específicos para el mecanizado de cada pieza.

Para saber más

A continuación podrás ver un vídeo donde se ve las funcionalidades del software CABINET VISION.

Autoevaluación

Pregunta

Para poder generar los programas CNC compatibles con tus máquinas es necesario:

Respuestas

No es necesario hacer nada el sistema genera los programas CNC de forma automática.

Tener el post procesador específico para generar el archivo CNC de instrucciones ISO que entienda tu máquina.

Realizar y revisar los programas manualmente.

Realizar y revisar los programas manualmente.

Retroalimentación

6.- Accesorios.

Caso práctico

Ana y Ricardo deben seguir adquiriendo conocimientos relacionados con el CNC incrementando su formación. Ambos están un poco asustados, pero deben afrontar los trabajos en común y luego cada uno por separado con la supervisión de la otra persona.

Es hora de que demuestren todo lo aprendido, menos mal que ya sabemos todo lo necesario para poder trabajar de un modo eficaz, dicen Ana y Ricardo.

No deben olvidar que tarde o temprano tendrán que exportar y que los idiomas también son una herramienta de trabajo, en muchas ocasiones más potente que las propias máquinas, por lo que no está de más que se apliquen en mejorar sus habilidades con los idiomas extranjeros.

Muestra a Ricardo meditando.
Muestra a Ana meditando.
Otra visualización de uso de pegatinas con maquinaria CNC.

Tendrás que prepararte y formarte continuamente para los retos laborales y personales que se presentan. Eso no significa que tengas que perder tu propia forma de ver las cosas y entender la vida. Los programas informáticos solo son una herramienta para que puedas desarrollar y trabajar en proyectos que tal vez no se pudieran desarrollar de otra forma, ó que los costes económicos actuales harían inviables esos proyectos realizados de modo más manual.

Otros sistemas informáticos que se presentan como módulos o extensiones de software CAD (más comunes en productos plásticos y metálicos) te permitirán hacer los ensayos de calidad a los productos antes incluso de fabricarlos. Son los sistemas CAE que permiten analizar y simular por ejemplo los esfuerzos a los que someterás una pieza antes de fabricarla, reduciendo al máximo los costes de fabricación.

A continuación se muestran accesorios que pueden ayudarte a mejorar en tu trabajo diario.

  • ACCESORIO PARA CHAPADOS IRREGULARES BAZ.

    BAZ es un accesorio en una máquina CNC mediante el cual puedes realizar chapados de tableros con cualquier forma geométrica y no solo con formas rectas como los haces en las chapadoras convencionales.

Debes conocer

A continuación verás un vídeo con un accesorio de una máquina CNC chapando con formas irregulares.

  • MEDIDORES DIGITALES 3D.

    Normalmente todo proyecto comienza tomando las medidas en el lugar de instalación. Esta toma de medidas ha de realizarse con las mínimas tolerancias pues de ello dependerá que los muebles o elementos que posteriormente fabriques e instales encajen adecuadamente en la estancia. Un error en la medición inicial supondrá errores en la instalación y acabado.

    Los medidores digitales te permitirán medir en 3D, lo que te supondrá un ahorro de tiempo y evitará errores. Además generas un archivo CAD 3D de una forma informatizada que te puede servir de base para insertar sobre él los muebles o elementos de madera y mueble que tengas que fabricar.

Para saber más

A continuación podrás ver un vídeo para realizar mediciones 3D de un modo seguro y preciso.

MEDIDORES DIGITALES 3D.

Anexo.- Licencias de recursos.

Ningún recurso de fuentes externas que requiera citar explícitamente sus datos de licencia ha sido usado en esta unidad, por lo que este anexo queda vacío. Todos los recursos utilizados, de fuentes internas, se acogen al Aviso Legal de la plataforma.