Si quieres conocer qué es CAM, te invito a leer este artículo. Aquí encontrarás todo lo que debes saber sobre esta interesante aplicación computarizada que mejora la calidad y reduce los costos de los procesos de manufactura en general.
¿Qué es CAM?
El término CAM, por las siglas en inglés con las que se denota a las aplicaciones de simulación, modelización y manufactura de productos (Computer Aided Manufacturing), es un tipo de tecnología que trata de automatizar de manera separada una parte del ciclo productivo, específicamente la planificación, gestión y control de las operaciones de fabricación. Para ello hace uso de los sistemas informáticos, los cuales contienen un interfaz que permiten la comunicación con los recursos de producción.
Sobre este particular, hay que mencionar la existencia de dos tipos de interfaz relacionadas con CAM, éstas son:
- Interfaz directa: el computador se conecta de forma directa con el proceso productivo, a fines de supervisar y controlar sus recursos y operaciones.
- Interfaz indirecta: El ordenador constituye una herramienta de ayuda en el proceso de fabricación, pero no existe conexión directa con él.
De esta manera, se puede decir que la principal tarea de CAM es suministrar información e instrucciones que permitan la automatización de máquinas especializadas en la fabricación de partes y piezas sólidas. Para ello requiere de la documentación geométrica que produce el Computer Aided Desing (CAD).
Otra función de CAM es la programación de robots que seleccionan y posicionan herramientas para las máquinas de control numérico computarizado (CNC). Además de ser capaces de realizar otras tareas, como: pintura, soldadura, y movilización de piezas y equipos dentro de espacios moderados.
Por otra parte, antes de hacer un recorrido por la evolución de las técnicas CAM, es importante mencionar que el primer intento de desarrollo de este tipo de aplicación fue la programación de piezas por control numérico. En otras palabras, la generación de programas para máquinas con control numérico capaces de traducir instrucciones en movimientos, incluyendo entonces la programación de robots y el concepto de controladores lógico programables que existe en la actualidad.
Para entender mejor lo qué es CAM, y su relación con los controladores lógico programables, puedes leer el siguiente artículo: controlador lógico programable. Allí encontrarás desde la definición hasta sus ventajas y desventajas.
Historia
El desarrollo de las técnicas de diseño y manufactura de productos se debe, principalmente, a la evolución de las computadoras durante la década de los años 50. En esa época surgió la primera pantalla gráfica que permitía realizar dibujos simples no interactivos. De igual manera, se desarrolló el concepto de programación de control numérico.
Más adelante, gracias a la aparición del lápiz óptico, se inició la era del diseño y las gráficas interactivas.
Una década más tarde, se introdujo el concepto CAD, conjuntamente con algunos sistemas especializados en él, lo cual coincidió con el lanzamiento comercial de las pantallas de ordenadores.
Diez años después, a mediados de la década de los años 70, la industria explotó el potencial de las técnicas de diseño y fabricación asistida por computadores, impulsando el desarrollo de los sistemas de modelado y el control numérico, entre otras importantes herramientas de este tipo.
En los siguientes diez años se generalizó el uso de las aplicaciones CAD/CAM, junto con los avances en materia de hardware y el surgimiento de herramientas tridimensionales. Fue también la época en la que surgió el concepto de realidad virtual.
Posteriormente, en la década de los 90 se generalizó la automatización de los procesos industriales con la integración de técnicas digitales de diseño, análisis, simulación y manufactura de productos.
Desde allí hasta el momento actual, la automatización de los procesos industriales a través del diseño y fabricación asistidos por computadoras ha seguido en aumento, hasta convertirse en la opción más viable y recomendada para el desarrollo de las empresas que buscan mejorar sus procesos productivos y reducir sus costos de fabricación.
En nuestro artículo procesos automatizados conocerás más detalles sobre este interesante tema.¡No te quedes sin leerlo!
Características
Para conocer un poco más acerca de lo qué es CAM, a continuación mencionaremos sus principales características:
- Conlleva el empleo de computadoras para ayudar en el proceso de manufactura de productos.
- Brinda las herramientas para complementar la geometría requerida para la fabricación de la pieza.
- Genera el código para la máquina de control numérico computarizado.
- Complementa a la tecnología CAD para la manufacturación asistida.
- Está conformado tanto como por el hardware como por el software de fabricación, y los mecanismos que permiten la comunicación con los equipos.
Etapas
En términos generales, el proceso de fabricación de un producto asistido por tecnología CAM, conlleva las siguientes etapas:
- Planificación de procesos: Incluye la planificación de la producción, el análisis de costos, y la adquisición de herramientas y materia prima.
- Mecanizado de piezas: Implica la programación de control numérico.
- Inspección: Se refiere a la realización de pruebas de control de calidad.
- Ensamblaje: Requiere de la simulación y programación de robots.
Luego del cumplimiento de todas estas etapas, la pieza o el producto final están listos para su embalaje, comercialización y distribución.
Ventajas
En base a la definición, características y etapas de CAM, se pueden resumir sus ventajas de la siguiente manera:
En términos generales, disminuye los costos asociados a la mano de obra y aumenta la capacidad del proceso, mejorando la calidad tanto del producto final como de sus componentes. Es decir, simplifica, optimiza y eleva la calidad del proceso de manufactura.
Por otra parte, facilita el planteamiento de alternativas para la mejora de las tareas asociadas al proceso productivo y minimiza las probabilidades de errores por parte del operador humano. Además, optimiza la distribución del uso de las máquinas, reduciendo el tiempo que se invierte en el desarrollo del proceso de fabricación.
De igual manera, contribuye con la creación y optimización de los programas de control numérico, eliminando la necesidad de realizar pruebas en máquina. Además, garantiza el uso adecuado de los datos y recursos involucrados en el proceso productivo, aumentando la consistencia y precisión en la fabricación de piezas mecánicas.
Finalmente, impulsa y promueve el desarrollo de nuevas tecnología.
Sin embargo, como se trata de tecnología separada de las otras partes del ciclo de producción, no se logra obtener todos los beneficios integrales del proceso de diseño y fabricación de productos, convirtiéndose esto en su principal desventaja.
Campos de aplicación
Debido a sus múltiples funcionalidades, las técnicas CAM son cada vez más usadas en sectores como: mecánica, ingeniería civil, eléctrica y electrónica, arquitectura, cartografía, científico, automovilístico y aeroespacial. Con tendencia a que su uso aumente, sin duda, CAM se ha convertido en la tecnología del futuro.
Clasificación
Según la función que realizan, existen varios tipos de sistemas CAM. Estos son:
Sistemas para la codificación de instrucciones
Requiere la identificación gráfica por parte del usuario de las trayectorias que se desean obtener sobre un modelo CAD. El código de control numérico se genera de manera automática por el programa.
Sistemas para la generación automática de las trayectorias para las herramientas
El usuario debe establecer cuáles serán las superficies a mecanizar, así como las herramientas a utilizar. El sistema genera las trayectorias y el código para el control numérico.
Sistemas de simulación de un proceso mecanizado
Las trayectorias se generan bien de forma manual o bien automáticamente. Los resultados obtenidos pueden verse mediante el dibujo de las trayectorias seguidas o a través de la representación de la pieza luego del mecanizado.
Sistemas para detectar colisiones
Son capaces de identificar dos tipos de interferencias. La primera entre la herramienta en su soporte y la pieza a mecanizar, y la segunda entre la mesa, las sujeciones y los demás elementos del entorno.
Software comerciales
Existen en el mercado diversas alternativas de software especializados en técnicas CAM, cada una de las cuales ofrece mejoras con respecto a sus antecesoras. Entre los principales programas se pueden mencionar los siguientes:
- NC Vision: Basado en un programa propio CAD, permite escoger el método de mecanizado de nuestra preferencia. Las trayectorias son generadas en función de los parámetros de corte especificados con anterioridad.
- Catia: A pesar de tratarse de un software especializado CAD, cuenta con útiles herramientas CAM. Su principal característica es la generación de trayectorias completas.
- NC Programmer: Basado en el popular programa AUTOCAD, el usuario debe marcar el inicio y el final de las trayectorias sobre el dibujo CAD.
- I-DEAS: Al igual que el software Catia, se trata de un programa CAD con utilidades CAM. Permite generar trayectorias completas e identificar colisiones.
- Pro-Engineer: Cuenta con las mismas características del software I-DEAS.
- PowerMill: Software especializado en manufactura CAM, dirigido básicamente hacia la industria aeroespacial y automotriz. Es capaz de fabricar formas de alta complejidad.
- RhinoCAM: Programa CAM capaz de mecanizar superficies y sólidos complejos con operaciones de torno, fresado y taladrado.
- SICUBE: Especializado en realizar cortes por láser CAM mediante la generación de trayectorias automáticas para máquinas 3D.
- SMIRT: Dirigido a la planeación de diseños y troqueles, específicamente usados en el estampado automotriz.
CAD/CAM
Es una tecnología de diseño y manufactura asistida por computador, la cual tiene como principal objetivo apoyar el diseño, fabricación y desarrollo de productos, mejorando la precisión y disminuyendo el tiempo y costo de fabricación. Esto lo logra mediante la combinación de dos importantes aplicaciones informáticas, como lo son el CAD y el CAM.
Este tipo de herramientas CAD/CAM se utiliza en procesos de manufactura en general, así como en la fabricación de piezas, moldes e, incluso, prototipos que requieren alta precisión y exactitud dimensional. Adicionalmente, se emplea en análisis de ingeniería, animación por computador, control de procesos y control de calidad, entre muchas otras útiles e importantes aplicaciones.
Etapas de CAD/CAM
El primer paso asociado a este tipo de tecnología es elaborar una representación grafica de la pieza o producto a través del software especializado de dibujo y modelado sólido. En esta fase es necesario establecer las líneas, arcos, elipses, círculos y demás entidades que compondrán la pieza.
A continuación se introducen los parámetros de corte, como avance, revoluciones de giro, profundidad de corte, entre otros, para proseguir luego con la simulación mecanizada de la pieza.
Finalmente, se traduce la simulación a un lenguaje de una máquina de control numérico computarizado para obtener el programa automático, el cual será capaz de realizar el mecanizado real de la pieza o producto mediante el seguimiento de las instrucciones programadas.
Sobre este particular, es importante aclarar que un programa de control numérico es la agrupación de varios códigos que representan las instrucciones de movimiento dadas a la maquina CNC, para controlar equipos y herramientas que transforman una materia prima en un producto terminado.
Entre los principales tipos de máquinas de control numérico se pueden mencionar las siguientes: Tornos, fresadoras, taladradoras, rectificadoras, plegadoras, prensas, máquinas de soldar, de corte por láser, de bobinar, centros de mecanizado, etc.
De acuerdo con las funciones específicas de cada una de estas máquinas, éstas son capaces de realizar movimientos de carros y cabezal, controlar velocidades según su avance y corte, efectuar cambios de herramientas y partes a mecanizar, lubricar y refrigerar, ejercer tareas de control de estado en general, entre muchas otras acciones relacionadas.
Conclusiones
CAM es una herramienta de software especializada en la fabricación de partes y piezas solidas a través de la automatización de las máquinas, cuya función principal es controlar mediante el uso de ordenadores el proceso de fabricación, con la finalidad de mejorar la calidad, tanto del producto final como del proceso productivo en general.
Su empleo se generalizó tras la evolución de las computadoras, continuando con sus avances hasta la actualidad. Posee dos tipos de interfaz, según sea el tipo de conexión que alcanza el ordenador: interfaz directa e interfaz indirecta, y comprende cuatro etapas: planificación de procesos, mecanizado de piezas, inspección y ensamblaje.
Además, dependiendo de su función, existen cuatro tipos de sistemas CAM, relacionados respectivamente con las instrucciones, las trayectorias, la simulación y las colisiones. Debido a ello, su campo de aplicación es amplio y variado.
Finalmente, es el complemento de la técnica de diseño y manufactura asistida por computador CAD/CAM. Pues requiere de la información geométrica suministrada por la herramienta de diseño CAD. Para su funcionamiento emplea alguna de las múltiples opciones de software especializados que existen, entre ellos: Catia, I-DEAS, RhinoCAM, etc.