Sistema CAD y CAM integrado que aumenta la eficiencia del taller a través de la colaboración

Al igual que muchos otros talleres metalmecánicos, Creations Unlimited (de Morgan Hill, California) enfrenta presiones cada vez mayores debido a la reducción de los plazos de entrega. “Todos nuestros clientes nos pedirían plazos de una o dos semanas si pudiéramos lograrlo”, dice el propietario Dennis Rathi. “Todos quieren todo para mañana”.

Para reducir los plazos de entrega, este taller familiar ha invertido mucho en automatización, equipando algunas de sus 15 máquinas-herramienta (incluidos los centros de mecanizado de cinco ejes) con cambiadores de palets que cuidan la máquina con docenas de palets y grandes cambiadores de herramientas. “Tenemos un montón de equipos que pueden funcionar sin supervisión”, dice Rathi.

“Podemos hacer grandes lotes de producción o prototipos de una sola pieza sin cambios o montajes prolongados”. Estas han sido las ventajas de la compañía.

“Nos centramos en las partes más complejas que otros talleres no quieren hacer o no tienen la capacidad de hacerlo”, dice Rathi. “Así es como hemos hecho crecer la compañía”.

Para obtener el mejor retorno de su inversión en equipos avanzados, Creations Unlimited ha adoptado el software NX de Siemens PLM Software. Antes del NX, el taller utilizaba sistemas CAD y CAM separados que no solo carecían de capacidades, sino que también requerían transferencias de archivos entre las soluciones de software, lo que dificultaba la eficiencia general.

Las capacidades integradas de diseño y manufactura del NX permiten un proceso más ágil que hace que la empresa pueda pasar más rápidamente desde el modelo de pieza CAD, a la programación NC, a la simulación y verificación, y finalmente a la pieza terminada.

El valor del software integrado CAD/CAM

Aunque la compañía hizo el cambio a NX, principalmente debido a su capacidad de modelamiento integrado, hay cinco características avanzadas del sistema de software que Creations Unlimited aprovecha regularmente:

1. Diseño para manufacturabilidad

“Los clientes enviaban modelos CAD que no podíamos mecanizar: las caras no eran tangentes, o teníamos que colocar superficies de control, etc.”, dice. “Con las capacidades de modelado en NX podemos corregir fácilmente la geometría defectuosa, eliminar operaciones y hacer lo que sea necesario para optimizar los modelos de piezas digitales para el mecanizado”.

El NX es compatible con un concepto de modelo maestro que le permite a Creations Unlimited preparar y optimizar modelos de piezas para CAM, dejando intacta la pieza original. En muchos casos, el taller propone modificaciones para mejorar la capacidad de manufactura, un servicio importante que mejora la colaboración con los clientes y permite que el taller ofrezca presupuestos más competitivos.

2. Modelamiento del montaje en la máquina

Creations Unlimited también utiliza las capacidades de diseño de ensambles de NX para modelar el montaje completo en la máquina, incluidos accesorios, herramientas, bloques de elevación, abrazaderas y otros elementos. Con este enfoque, la compañía puede crear un modelo digital totalmente detallado y preciso del entorno de mecanizado que agiliza el proceso de programación de control numérico.

“Cuando empezamos, cada vez que conseguíamos un nuevo trabajo, teníamos que empezar desde cero para construir un nuevo bloque vertical o un nuevo dispositivo o abrazadera”, dice Rathi. “Pero con el NX, guardamos y organizamos todos los componentes, por lo que ahora podemos instalar conjuntos de accesorios complejos y reutilizarlos para otros trabajos. Es muy raro ahora construir herramientas especializadas para un trabajo”.

3. Mecanizado de cinco ejes

Creations Unlimited hace un uso completo de las capacidades avanzadas de mecanizado de cinco ejes del NX para entregar piezas complejas con acabados de superficie de calidad. Para piezas con geometría complicada, el taller ha encontrado que la clave para la eficiencia de cinco ejes es tener una representación precisa, un gemelo digital de todo el montaje de la máquina y del proceso de mecanizado. “Para nosotros fue fundamental contar con todos los modelos de todos los accesorios: todos los soportes, la pieza en su ubicación precisa sobre la máquina, haciendo coincidir todo en NX con todo en la máquina”, dice Rathi. “Para la mayoría de los mecanizados de cinco ejes, usamos la capacidad del eje de la herramienta de inclinación automatizada”, dice. “Es fácil crear una trayectoria de herramienta de tres ejes y dejar que el software NX incline la herramienta para que podamos mecanizar fácilmente las piezas difíciles utilizando el mecanizado de cinco ejes”.

4. Fresado adaptativo

El fresado adaptativo es una estrategia de mecanizado de alta velocidad diseñada para materiales duros como el acero y el titanio, que son el enfoque de la compañía. El fresado adaptativo utiliza una gran profundidad axial y una pequeña profundidad de corte radial para mantener un grosor de viruta constante y reducir el tiempo de mecanizado.

“Ahora estamos usando fresado adaptativo para todo el mecanizado de alta velocidad”, dice Rathi. “Puedo programar una operación en una décima parte del tiempo en comparación con nuestro software anterior. Estas trayectorias suaves de la herramienta acortan el tiempo del ciclo utilizando velocidades de corte más altas. Pero, el principal beneficio, es que podemos extender la vida útil de la herramienta en 200 por ciento. La vida útil más larga y predecible de las herramientas nos ayuda a reducir el tiempo total de manufactura porque no estamos cambiando las herramientas con tanta frecuencia y no estamos deteniendo las máquinas para revisar las herramientas. Mucha gente subestima ese tiempo”.

5. Simulación y verificación de la trayectoria.

Las capacidades de simulación y verificación de mecanizado del NX, utilizadas en conjunto con el gemelo digital del montaje para mecanizado, le dan a Creations Unlimited más confianza en sus programas de Control Numérico. “La simulación integrada significa que no tenemos que cambiarnos a otro programa para verificar el código G”, dice Rathi. “Todo está completo y todo en un solo software, por lo que, si hacemos un cambio, podemos verificarlo al instante. Lo que veamos en NX es exactamente cómo funciona la máquina, hasta cómo gira la máquina en ciertas condiciones”.

Para todas sus máquinas, Creations Unlimited usa NX para generar programas NC que están optimizados para los controladores. Las simulaciones del NX aprovechan cada detalle del gemelo digital, incluido el código del controlador de la máquina. “Tener todo en el software ha reducido el tiempo de entrega hasta en 50 por ciento, dependiendo de la complejidad del trabajo”, dice Rathi. “Tenemos plena confianza en nuestros programas, y hemos eliminado las pruebas”.

La eficiencia de manufactura proviene de la colaboración

El taller también ha aprovechado el software para facilitar la reutilización de la experiencia de mecanizado y las mejores prácticas. Las plantillas de proceso en NX les permiten a los programadores volver a aplicar los parámetros de mecanizado de un trabajo al siguiente.

“Podemos crear grupos de geometría con una secuencia de recorridos de herramientas como desbaste, semiacabado, acabado y chaflanado. Todo lo que se tiene que hacer es seleccionar una operación y el NX aplica todos los parámetros: cómo ingresar a la cavidad, cómo mecanizar las esquinas, etc. El resto de las trayectorias de herramienta aún están allí. Podemos programar hasta 90 por ciento más rápido usando el NX CAM”.

Para proporcionarle a la planta de producción documentación como hojas de configuración y listas de herramientas, Creations Unlimited se basa en NCmatic, el producto y el nombre de la compañía socia de Siemens PLM que se especializa en herramientas de automatización para flujos de trabajo, que luego se integran con NX.

“Trabajamos con Marek Pawlus, Director Ejecutivo de NCmatic, para personalizar una plantilla de instrucciones de trabajo adaptada a nuestro flujo de trabajo y para crear informes de control numérico basados en mi información de entrada”, afirma Rathi. “Podemos simplemente seleccionar un botón de menú para crear un PDF de instrucciones de trabajo que están completamente personalizadas para nuestros requisitos”. NCmatic también soporta a Creations Unlimited con tareas de posproceso y simulación.

La participación de Creations Unlimited con Siemens PLM ha llegado incluso a influir en el desarrollo del software. “Notamos que el desarrollo de Siemens ha estado implementando nuevas funciones de programación NC a un ritmo acelerado”, dice Rathi.

“Al unirnos al programa de adopción temprana de Siemens, podemos revisar e influir en el desarrollo del software NX CAM. Por ejemplo, como un resultado de visitar nuestras oficinas y discusiones frecuentes, Siemens ha adoptado elementos de nuestra retroalimentación sobre la nueva funcionalidad CAM”.