EVALUANDO UN SISTEMA CAD/CAM

Una lista de consideraciones que debemos contemplar antes de nuestra compra o cambio

El conjunto de características y prestaciones que encontremos en las facetas del CAM y del CAD (orientado al CAM), así como la manera en la que van a incrementar y mejorar la productividad de nuestro parque de máquinas y de nuestros trabajadores, comúnmente no por este orden, el ahorro en taller, la optimización e integración posibles en la estructura existente de la empresa, etc., son aspectos que vamos a valorar de manera muy importante. Imaginemos lo siguiente: Tenemos un coche de carreras con los últimos avances técnicos, el más ligero de la parrilla y con el motor más potente… pero las ruedas no son las más apropiadas…y la combinación no consigue que seamos ni de lejos los más rápidos y ganemos algún punto en las carreras. Además una nueva tecnología de deflectores nos está haciendo la puñeta y la competencia la tiene y se lleva el gato al agua. La misma analogía puede ser aplicada a la combinación del CAD necesario, el CAM, las máquinas existentes en nuestro esquema productivo y nuestra orientación de mercado. Más específicamente podemos plantear que los requerimientos que hay que exigir al software cambian drásticamente según deban ajustarse al perfil de la tecnología en la maquinaria en uso, en un ahora y en un futuro. ¿Mejorará mi productividad con el mismo parque de maquinaria si adquiero o incremento las prestaciones de mi sistema de CAM y qué mejora voy a obtener en todo mi esquema productivo?. Vamos… ¿me compro un motor Ferrari o un renault de última generación y van a ir mejor los toro rosso y los redbull del año pasado? Echemos un ojo a lo más básico Podemos generalizar diciendo que todos los sistemas de CAM utilizan los ficheros que bajo soporte informático nos facilitan los diferentes proveedores. A veces los procesos y análisis necesarios para garantizar y realizar fabricación la generamos nosotros mismos y ya hemos aprendido a asumir que los talleres tienen una autonomía y una flexibilidad CAD mas allá de la información que una oficina técnica pueda enviar. Los programas CNC se transfieren a las máquinas y éstas ejecutan su labor pero ya los procesos CNC elegidos no son los mismos para según que maquinas, y si tengo máquinas convencionales y maquinaria de alta velocidad, por ejemplo, el taller sabe que ha de trabajar de manera diferente con cada una de ellas para ser óptimos. Antes de generar un programa de CNC hay varios pasos que hay que realizar. Partiendo de que tenemos nuestro fichero geométrico, bien sea generado en nuestra OT, bien venga del exterior, el sistema de CAM ha de ser capaz de leer la información correctamente y, además, es ideal si puedo manipular la información geométrica a mi libre albedrío, para poder definir las etapas de mecanizado y los procesos correctamente. Lo ideal es que sea un sistema realmente integrado, y que la parte CAM sea capaz de manipular esa geometría sin necesidad de acudir a oficina técnica o tener que estar saltando al programa de diseño y al de mecanizado de manera continua, donde además se pierden asociatividades. Si el sistema no está integrado, debería tener las herramientas suficientes para manipular cualquier geometría cualquiera que sea su procedencia y complejidad, preferentemente en entornos híbridos de superficies y sólidos. Este es un primer punto de atascos en multitud de ocasiones, sobre todo cuando toca manipular superficies complejas. Una vez dispuesta correctamente nuestra geometría, se incorpora el método de fabricación elegido, que comprende herramientas y procesos de corte y mecanizado acorde a la máquina destinada, y esto puede ser realizado interactivamente, automáticamente o combinando ambas formas. Dependerá de la posible repetición de los procesos ya configurados o de las operaciones específicas que haya que efectuar sobre la pieza que deba obtenerse y mecanizarse. Dependiendo del nivel de automatización del CAM, el poder efectuar esta labor de cálculo con una simple revisión final es algo muy, pero que muy valorable. Y si además está integrado e introducir las modificaciones derivadas de una modificación de última hora es, simplemente, trivial, mucho más aún. Ahora cabe la posibilidad de contemplar cómo un conjunto de piezas puede colocarse simultáneamente en máquina, cómo generar códigos óptimos en cada tipo de máquina para garantizar la precisión y fiabilidad de lo realizado, cómo optimizar herramientas, etc… Haciéndolo bien, la primera vez.... Toda la información de la que, en principio, se dispone, va enfocada a la disminución y economía en los tiempos y en el propio proceso de mecanizado, incluyendo ahorro de herramienta, facilidad de puesta en marcha, etc… Los programadores a menudo quieren simular los procesos y asegurarse de que todo irá bien, anticiparse a los posibles problemas que puedan aparecer, secuenciar correctamente los procesos, las puestas, etc… para que la confianza del taller en el programador y la suya propia sean las mayores posibles y que no suceda lo que tantas veces hemos escuchado….el operario dio al botón de START….y nos hemos ‘cepillado’ la pieza. El que una simulación sea satisfactoria garantiza fiabilidad al CNC que se genera a través de los tan citados ‘postprocesadores’, que adecúan los códigos internos de nuestro sistema de CAM a los propios que necesita la unidad CN de gobierno de la máquina. Este suele ser también un nudo gordiano y es muy importante saber quién está detrás de todo esto. Muchos acceden al cliente ‘garantizando’ que sus postprocesadores no dan ningún problema y facilitándole gratuitamente al cliente ‘todos los postprocesadores que usted necesite y de todos los controles’, cuando lo que necesita es un postprocesador que se adecúe perfectamente a lo que el programador y el operario de taller desean, acorde a la máquina y usos de trabajo en la misma. Esto de que te den ‘todos los postprocesadores’ no debería inspirar ninguna confianza. Ni tampoco pensar que una modificación cuesta un dinero desorbitado o que te lo hacen las Alemanias o los EEUU previo……. La garantía de que quien está detrás te va a solucionar el problema de postprocesador para una nueva máquina, nuevas versiones de CN, configuraciones adicionales, o innovaciones en nuestra forma de trabajar es esencial. Un postprocesador podemos asimilarlo, en cierta forma, a un driver de impresora, en este caso de una impresora muy compleja. Si el driver existe, la impresora funcionará mejor o peor en función de las características de la misma que sea capaz de gobernar y explotar. Si el driver no existe….lo más probable es que sea necesario facilitar ejemplos al proveedor CAM para que genere el postprocesador correcto y aprovechando las características de nuestra nueva y potente máquina recién adquirida. No sólo eso. Mismo modelo de máquina, mismo modelo de control… pero con un par de años de diferencia…. (han cambiado a mejor algunas de las características de ambas partes) hacen que las condiciones de generación de los programas CNC sean distintas. Y valga como ejemplo los cortes por hilo en los que la máquina condiciona procesos, cortes, causalidades y condiciones, en cada caso absolutamente diferentes. Vamos a adquirir un nuevo sistema CAM (CAD/CAM) Y por tanto vamos a considerar qué debemos tener en mente para nuestra nueva inversión o ampliación. Una maquina herramienta nueva no es mas que un carísimo y pesado trozo de hierro en el taller si no somos capaces de llevarle los programas CNC a la carencia y velocidad que necesita para ser rentable. Casi todos los fabricantes de máquina herramienta ofrecen una amplia gama de controles CN para sus modelos y configuraciones. Y también pueden ofrecer algún CNC con el que se sienten cómodos porque tienen la confianza de haber probado en su casa algún modelo similar y la cosa iba. Esto, sin embargo, podría hacernos olvidar de que en un futuro adquiriremos, probablemente, más maquinaria y que, entonces, nos ofrecerán un nuevo sistema CAM de programación, porque ahora ‘les va mejor’ con otro, o la decisión es que sea otro proveedor que aconseja otro producto claramente diferenciado. Y lo que era bueno para una máquina en un momento dado deja de serlo para otra en el futuro, lo cual nos obligaría a duplicar inversión. No es que no sea una buena idea considerar el CAM que el vendedor de máquina herramienta aconseja, pero no tiene la prespectiva real de lo que realmente necesitamos y desearíamos en nuestro esquema de producción. También existe el error de pensar que todos los sistemas pueden hacer lo mismo, aunque sea de diferente manera, y en el mismo tiempo, aproximadamente. Y esto no es cierto. Un simple ahorro de 1 hora diaria de un sistema CAM frente a otro supone un diferencial de un 20% más de productividad en ese puesto, puesto que en esa hora se continúan haciendo cosas. Supone un ahorro de 200 horas por turno al año, horas que ahora dispongo para hacer otras cosas, es decir, creo un diferencial de 400 horas. Una auténtica barbaridad. Esto debería hacernos pensar muy seriamente la compra más barata no es la mejor inversión ni de lejos. Otro error habitual es dejar que la decisión de adquisición del sistema CAM quede en manos del departamento o personas encargadas de la programación CNC. Aquí se pierde perspectiva, y termina pasando lo que nos encontramos en multitud de sitios: una heterogeneidad de sistemas CAD/CAM, conviviendo varios sistemas que han ido alejándose unos de otros con el tiempo, con problemas de continuidad y asociatividad en el proceso productivo de la compañía. Lo ideal es que el nivel ejecutivo involucre a todos los estamentos que están involucrados de manera directa para, entre todos, obtener una imagen más global del impacto que produce la entrada de esta nueva inversión en nuestra estructura productiva. El parque de maquinaria existente es también un factor determinante y fundamental que hay que tener en cuenta. El periodo de vida útil de una máquina herramienta se alarga, muchas veces, más allá de los 10 o 15 años. Y el nivel tecnológico de entonces está muy, muy lejos del actual. El suministrador CAM debe ser capaz de asumir el reto completo de unas máquinas nuevas y otras que no lo son tanto. Y en esto ya influye mucho el equipo que esté detrás. Y, por supuesto, el escalado y la posibilidad de crecer en el mismo entorno para que, según nuestro mercado y abanico de soluciones a ofrecer con nuestro crecimiento, siempre nuestro proveedor nos garantice la posibilidad de seguir creciendo con él. No despreciar el equipo de personas que el suministrador CAM ofrece detrás como apoyo y su cercanía. Es algo importantísimo. Garantizarse que hablamos el mismo idioma, que comprenden nuestras necesidades, que aportan ideas y que nos pueden ayudar en un momento dado es, absolutamente, necesario. La impersonalidad que las multinacionales o las grandes compañías ofrecen y los servicios lejanos en el tiempo no ayudan a solucionar los problemas del día a día, que, a veces, son grandes, y desde luego, no ofrecen la rapidez de respuesta que ‘algo que está en máquina o en talleres’ necesita. Considerando su uso futuro y el retorno de nuestra inversión Nos queremos garantizar que lo que adquirimos puede crecer en el futuro y garantizarnos el máximo nivel de funcionalidad entonces, independientemente de que lo que compremos sea otra máquina fresadora, de hilo, un centro de torneado/fresado, una máquina de modelos, un corte laser 5X para prototipos, una máquina de 5X para moldes, aviación o lo que sea. Mas específicamente, nos preguntaremos: ¿Cuantas máquinas necesito programar y que capacidad para generar programas CNC tiene el CAM que se pretende adquirir?. La respuesta depende mucho del nivel de automatización del programa elegido, nuestro parque de maquinaria, la compatibilidad con los sistemas presentes (principalmente CAD, pero también CAM) y heterogeneidad con los mismos, la posibilidad de influir en el proceso de generación de información en la oficina técnica, la capacidad de manipulación de geometrías externas en el departamento de programación CAM con esta nueva herramienta, etc. ¿Cuántos de los sistemas presentes puedo ir reemplazando para unificar la programación y en cuanto tiempo?. Ya hemos visto que el ahorro de horas y el retorno de la inversión por este simple hecho es espectacular. ¿Es capaz nuestro nuevo proveedor de facilitar los postprocesadores adecuados y garantizar el funcionamiento correcto, preciso y óptimo de nuestras máquinas y nuestra forma de trabajar? Hay que exigir la implicación del proveedor y no esperar que nos ‘regalen’ todos los postprocesadores (200) que hay en el mercado. Nuestras máquinas, todas, tienen una configuración única en su modo de trabajo. ¿Es fácil generar información para nuestras necesidades, sean de taller, PDM, etc…? ¿Qué hay de las modificaciones CAD y sus informes? Somos flexibles y rápidos en ello?. ¿Me ofrecen las herramientas suficientes?. ¿Voy a necesitar más de una licencia de manera concurrente o no? ¿La puedo necesitar en diferentes localizaciones? ¿Podemos escalar las soluciones existentes y que su configuración sea flexible? ¿Qué complejidad tienen mis pìezas y que capacidad de manipulación de las mismas tengo desde mi propio sistema de CAM? ¿Tengo herramientas CAD dentro para trabajar con objetos y superficies complejas o muy complejas, extender superficies, definir o trabajar volúmenes, diseñar utillajes, etc…? ¿Qué nivel de automatización me ofrece? ¿hasta donde puedo automatizar procesos de programación? ¿Van a poder trabajar mis máquinas de manera desatendida con plenas garantías? ¿tengo las suficientes herramientas para hacer TODO el trabajo y efectuar las programaciones especiales que se requieran? El compromiso que buscamos es el objetivo de unos códigos CNC fiables, eficientes y óptimos, en el conjunto global de máquinas con la mínima inversión en tiempo y esfuerzos, con un flujo de la información para los diferentes trabajos claro, óptimo, preciso y sin errores. ¿Cómo cuantificar todo esto? Escudriñando en tres áreas. El área de planificación: adaptación de procesos si fuese necesario para disminuir los tiempos en el área de CAM y el gasto de tiempo y esfuerzo que va a requerir. Los propios procesos de CAM, tiempos, capacidades, recursos e inversiones necesarios y, por supuesto, la optimización de material, tiempos y herramienta en taller, aspecto que hasta ahora no habíamos considerado y que se torna muy significativo. Estos aspectos permiten cuantificar la inversión de una manera real, haciendo aflorar costes y beneficios escondidos, que si bien no son cash directo, sí deben considerarse para el retorno de la inversión. El coste laboral es algo que permanece oculto habitualmente, no tanto a nivel de lo que cuesta como lo que nos ahorramos por trabajar mejor y más rápido (la hora célebre antes citada). Y la prueba de fuego, a la que nadie debería renunciar es un ‘benchmark’, una prueba real con la realidad diaria de nuestras piezas, sin escatimar en la complejidad de la misma. No hay que tener piedad con nuestro proveedor CAM, que muchas veces ha de probar su valía para que nos genere la confianza necesaria. Vamos a probar Siempre es bueno mirar alrededor, a nuestra competencia, y preguntar. Realmente en este punto, si nuestra competencia está contenta este será un comentario muy matizable, en muchos casos. Quien no está contento con algo que tiene si tiene un mercado en el que ha de venderse. Sin embargo, si el comentario es negativo, si bien aunque sea matizable, conviene indagar el por qué. Seleccionadas nuestras opciones, conviene facilitar el conjunto de piezas con el que deseamos efectuar la prueba en alguno de los formatos habituales con los que nos manejamos: IGES, SET, o algún formato nativo: CATIA, PRT, etc., señalando lo que esperamos hacer con cada uno de ellos, a todos por igual. No hay que dejar que el vendedor nos lleve a su terreno con el huevo de Colón y la estrella de David… que siempre sale todo perfecto. Si bien le entregamos las piezas, es en directo que hay que ver cómo se trabaja y explorar funcionalidades reales. Y dejar un margen para la sorpresa, que nos sorprendan. Demostrar el proceso de manera interactiva, y aplicar todo ello a las piezas objeto de nuestro análisis. Demostrar el nivel de automatización de nuestros procesos y la capacidad en la que la información puede fluir de manera sencilla por los diferentes estamentos implicados. Demostrar el nivel de automatización de los procesos y su utilidad funcional. Comprobar que las informaciones precisadas y generadas en los procesos se ajustan a nuestros requerimientos de funcionamiento. Demostrar y comprobar que se es capaz de gobernar nuestro parque de maquinaria de manera óptima, llegando a la prueba física si ello es imprescindible. Por supuesto, los niveles de exigencia son acorde a los niveles de inversión que tenemos en mente, pero es importante siempre probar y comprobar con la información habitual de nuestro trabajo que todo va a suceder de la manera previsible y correcta. Una vez que tenemos todos los datos en la mano y si realmente tenemos tiempos para comparar, ya sabremos que inversión es la que nos interesa. Alguna otra cosa de la que acordarse La reprogramación o la reutilización de programaciones ya hechas, la posibilidad de que las modificaciones no supongan una reprogramación completa, la presencia o ausencia de componentes externos de utillaje o fijación, etc., son aspectos que, si bien no tienen una incidencia directa en un principio, si tienen una incidencia en el proceso productivo real. Nuestros clientes no tienen piedad ninguna con nosotros cuando nos piden abaratar costes (vamos, que les cobremos menos por el mismo trabajo) y nos envían una modificación con un índice diferente a diario. Las funcionalidades de CAD asociadas a un sistema CAM tienen un objetivo, muchas veces diferente de para lo que fueron concebidos los sistemas CAD. Es muy diferente pensar en fabricar o diseñar un utillaje que sirva para producir y realizar una determinada pieza a producir que en concebir la pieza en si misma. Y una vez diseñado el utillaje hay que pensar en cómo se fabrica dicho utillaje y los problemas que puede conllevar. Es por ello que el programador de CNC debe tener una muy importante batería de herramientas de diseño para manipular las geometrías a su albedrío, incluyendo la manipulación de superficies complejas o muy complejas, o la simple eliminación de características geométricas que, por provenir de un iges, tal vez, serían no identificables y trabajables por un CAD convencional. Los servicios de consultoría y apoyo que ofrece la compañía que suministra el software y su nivel de conocimiento de procesos y del conjunto máquina/control que adquirimos es otro aspecto a considerar de manera muy seria, porque acortará los tiempos de implantación y puesta en marcha de nuestra inversión y la formación, por ende, estará mucho mas dirigida a nuestro trabajo de manera específica que no perdida en generalidades y manuales de trabajo. ¿Y por qué CAM versus CAD? No es lo mismo. El CAD/CAM es una herramienta que trata de producir una pieza. Para ello incluso puede incluir determinadas herramientas de CAE orientadas. Se trata de producir utillaje para fabricación y producción, para que la pieza propuesta esté en el mercado a un precio razonable y construir el utillaje necesario, por los procesos mecánicos que sean, para llevar este objetivo a buen término. Así, las herramientas específicas de diseño están orientadas, en funcionalidad y potencia, a optimizar los tiempos de análisis, proyecto, generación y diseño de utillajes, generar los programas CNC de fabricación necesarios, etc., y no orientadas al diseño de una pieza, objeto, o diseño conceptual concreto. Y por eso, quien entiende un poco de CAD/CAM e incluyamos el CAE en este caso, es quien se dedica a ello.

Fuente:http://www.cimatech.com/web/cimanews/Junio2009/EvaluandoCADCAM.htm Texto e imágenes por Víctor Gutiérrez, director técnico de Cimatech