Inteligencia artigicial en CNC aplicada a la industria automotriz

INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN CNC APLICADA A LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

El continuo desarrollo e innovación que experimenta la fabricación CNC (Computer Numeric Control) ha llevado a que en la actualidad sea una de las prácticas más extendidas para la fabricación de piezas de todo tipo en la industria de la automoción en todo el mundo.

Es posible ajustar la definición de una máquina-herramienta CNC a aquella que se controla numéricamente utilizando G-codes y M-codes para efectuar funciones de corte, taladrado y, en definitiva, cualquier otro proceso de fabricación con un alto grado de precisión. La implantación de estos elementos, generalmente, se produce en ambientes totalmente automatizados.

La definición de las dimensiones de la pieza a fabricar se lleva a cabo mediante software CAD que traslada los datos a la máquina-herramienta a través de técnicas CAM (Computer Aided Manufacturing) basadas en directivas que utilizan G-codes o M-codes citados anteriormente, necesarias para realizar la producción de la misma.

Por su parte, el control de la máquina-herramienta se lleva a cabo modificando las directivas que se aplican a cada uno de los ejes que tiene ésta. Los dispositivos más modernos que se encuentran en el mercado actualmente implementan sistemas de 5 ejes, lo que permite efectuar movimientos realmente complicados gracias a combinaciones simultáneas de movimientos en todos sus ejes.

La aplicación de AI (Artificial Intelligence) a los procesos de fabricación CNC permite al sistema incrementar su rendimiento global conforme el sistema incrementa su tiempo de funcionamiento atacando directamente a la base del sistema de control: los algoritmos utilizados para gestionar las directivas que gobiernan el movimiento de la máquina-herramienta. El resultado inmediato: aceleración de los procesos de fabricación CNC en la industria de la automoción y la reducción drástica de los tiempos de producción.

Una ventaja adicional que incluye la aplicación de inteligencia artificial en los procesos de fabricación se desprende de la monitorización continua de la salida del sistema, lo que lo convierte en un dispositivo mucho más robusto y eficaz, permitiendo en última instancia el ahorro económico en aquellas empresas que dispongan de él.

Recurso: CNC automotive technology; A new future in automotive industry

Tecnología CNC en la automoción

Las modernas técnicas de fabricación integradas por computadora son capaces de producir geometrías complejas. Hoy en día, las modernas técnicas de fabricación integrada, como el CNC, son una opción favorable tanto para la creación de prototipos como para la producción de piezas de automóviles en todo el mundo.

Máquina CNC

Son máquinas con control numérico que utilizan códigos G y códigos M para el corte, perforación y otros procesos de fabricación con precisión y exactitud. Las dimensiones de las piezas se definen mediante el uso de algún software de CAD que luego se convierte en directivas de fabricación utilizando el software CAM.

 

El movimiento de la herramienta en CNC se controla a lo largo de diferentes ejes. Las modernas máquinas CNC empleadas utilizan el mecanizado de 5 ejes, permitiendo el mecanizado de piezas complejas con total eficacia y precisión.

Inteligencia Artificial en CNC

La inteligencia artificial reduce el tiempo de inactividad de la máquina. A medida que la máquina funciona, desarrolla fallas que a veces son difíciles de detectar, lo que reduce la productividad en función de la escala industrial. Con la introducción de IA en máquinas CNC, la máquina podrá auto-diagnosticar la falla con la ayuda del software de IA, lo que le ahorrará muchas horas de inactividad. También ayudará en el control de calidad al mantener la consistencia de la salida.

Aplicación del CNC asistido por IA en vehículos autónomos

El papel del CNC automotriz en los autos de auto conducción es de gran importancia. Con la introducción de la IA en el CNC, CNC automotriz ha dado más salida en comparación con antes. El CNC automotriz asistido por IA se utiliza en la fabricación de piezas automotrices, así como en el mecanizado automotriz.  Los componentes mecánicos fabricados incluyen las zapatas de freno, piezas de motor programadas basadas en normas, carcasas de diversos componentes eléctricos, disipadores de calor, paneles frontales, etc. Estas piezas requieren una calidad de superficie superior y una mayor precisión. Además, se requiere que todas las partes sean exactamente idénticas, lo que se logra mediante CNC automotriz asistida por IA. A continuación, se muestra un prototipo de un disipador de calor.

 

Ventajas de CNC en automoción

Velocidad

Una de las ventajas más importantes de CNC para automóviles es la velocidad sobre el mecanizado convencional. Esta ventaja es particularmente evidente cuando tiene lugar la producción masiva de componentes, ya que la computadora puede repetir el programa tantas veces sin interrupciones.

Precisión y precisión

La precisión es otra de las razones del favor del CNC automotriz en lugar del mecanizado convencional. Tolerancias finas son exigidas en la industria automotriz, donde la falla de cualquier componente crítico puede tener graves consecuencias, especialmente en los autos que conducen por sí mismos.

Repetibilidad

El trabajo de la máquina CNC se puede repetir sin ninguna discrepancia para que las piezas producidas sean idénticas y precisas. Esta tecnología es particularmente útil en la producción en masa donde se pueden reproducir partes idénticas sin errores.

Investigadores de la Universidad de Columbia replican la textura de la madera con impresión 3D

MADERA DIGITAL: MADERA REPLICADA MEDIANTE IMPRESIÓN 3D

Un nuevo desafío ha sido superado mediante impresión 3D. En esta ocasión, investigadores de la Universidad de Columbia han conseguido imitar la textura única y la estructura interna de la madera utilizando esta técnica.

El equipo de ingenieros ha utilizado imágenes tomográficas para reproducir tanto la textura de la superficie como la del interior de materiales orgánicos anisotrópicos, como la madera.

Para ello, han cortado 230 imágenes con una máquina equipada con control numérico computarizado (CNC) y una cámara. Es decir, la máquina pasó por la superficie del material 230 veces para capturar sucesivamente las imágenes de las diferentes capas interiores de la madera para poder reproducirlas en la impresora 3D en el siguiente paso del proceso.

Estas imágenes han tenido que convertirse a un código imprimible en 3D: se escalaron y se tradujeron del estándar de color RGB al CMYK, para ser compatible con la impresora 3D que se ha utilizado, la Stratasys J750 PolyJet. La impresora ha replicado la muestra de madera imprimiendo secuencialmente las capas generadas en las 230 imágenes.

Stratasys utiliza el software GrabCAD Voxel Print, que permite a los usuarios tener un control a nivel de voxel, es decir de pixel volumétrico. Este control es el que facilita la fabricación de materiales con cambios continuos de rigidez, explican los investigadores en el estudio titulado Digital Wood: 3D Internal Color Texture Mapping.

El resultado final impreso en este estudio se asemeja mucho al bloque de madera original, tanto en su apariencia externa como en su patrón interno. En este estudio, se utilizó la impresión de voxels para replicar las estructuras de la muestra de madera de olivo.

Enlaces | 

https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/3dp.2018.0078

https://innovadores.larazon.es/es/not/investigadores-de-la-universidad-de-columbia-replican-la-textura-de-la-madera-con-impresion-3d

NX de Siemens amplía sus funciones para digitalizar la fabricación de maquinaria

La nueva versión del software NX™ de Siemens une la última generación de herramientas para la fabricación aditiva, el control numérico (CNC) del mecanizado, la robótica y la inspección de calidad para permitir la digitalización de la fabricación de piezas en un solo sistema integrado end-to-end.

Las funciones avanzadas de automatización para la fabricación asistida por ordenador (CAM), incluida la programación robótica, la programación de máquinas multifunción y el diseño de herramientas, ofrecen una tecnología innovadora y específica para la industria, que permiten llevar al mercado productos de alta calidad en menos tiempo.

Así, la nueva herramienta NX Machining Line Planner, combinada con el software integrado NX CAM para el mecanizado basado en operaciones, ofrece nuevas funcionalidades para industrias con grandes volúmenes de producción de piezas complicadas, como en maquinaria industrial y en la automoción. La última versión de NX sigue respaldando soluciones end-to-end para la fabricación aditiva, ayudando a los fabricantes a usar la impresión 3D para la producción industrial.

La nueva versión del software NX™ de Siemens une la última generación de herramientas para la fabricación aditiva, el control numérico (CNC) del mecanizado, la robótica y la inspección de calidad para permitir la digitalización de la fabricación de piezas en un solo sistema integrado end-to-end. Las funciones avanzadas de automatización para la fabricación asistida por ordenador (CAM), incluida la programación robótica, la programación de máquinas multifunción y el diseño de herramientas, ofrecen una tecnología innovadora y específica para la industria, que permiten llevar al mercado productos de alta calidad en menos tiempo. La nueva herramienta NX Machining Line Planner, combinada con el software integrado NX CAM para el mecanizado basado en operaciones, ofrece nuevas funcionalidades para industrias con grandes volúmenes de producción de piezas complicadas, como en maquinaria industrial y en la automoción. La última versión de NX sigue respaldando soluciones end-to-end para la fabricación aditiva, ayudando a los fabricantes a usar la impresión 3D para la producción industrial.

Los fabricantes de piezas se enfrentan a cada vez más retos por las expectativas del mercado, con clientes que requieren una mayor precisión y, a la vez, tiempos de respuesta más cortos. Para seguir siendo competitivos, muchos fabricantes aspiran a la digitalización, que conecta cada paso de la planificación y la producción de piezas con una única fuente de información o Digital Thread. La implementación de una estrategia digital permite que empresas fabricantes de cualquier tamaño puedan aprovechar al máximo la automatización, adopten la impresión 3D para la producción y, en última instancia, encuentren nuevas oportunidades de mercado y reduzcan sus tiempos de entrega.

Por otra parte, también mejora la solución de fabricación aditiva en NX al incluir el nuevo módulo, NX AM para HP Multi Jet Fusion, certificado por HP y con la tecnología de Materialise, para preparar trabajos de impresión para impresoras HP Jet Fusion 4200 3D.

Las tecnologías transformadoras como la fabricación aditiva y la robótica avanzada, ofrecen un enorme potencial para que los fabricantes de cualquier tamaño puedan ser más competitivos.

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Impresión 3D de metal y CNC en una sola plataforma

Ahora se puede añadir o quitar material a una pieza metálica en la misma máquina a un menor costo. La plataforma de manufactura híbrida 3DP+CNC de Viwa consiste de un centro de maquinado vertical que cuenta con un sistema de impresión 3D de metal con cabezal de impresión retráctil y que es capaz de realizar operaciones de manufactura aditiva y sustractiva de forma alternada.

Este equipo, desarrollado por la empresa mexicana Industrias Viwa en conjunto con Optomec y Centroid, fue demostrado en la feria IMTS 2016 en Chicago y en la feria RAPID en Orlando “imprimiendo” paredes delgadas de acero de formas arbitrarias, reconstruyendo dientes de engranajes o cremalleras y reparando gusanos extrusores.

La plataforma híbrida de Viwa V3DH-740 causó gran interés en IMTS 2016 entre fabricantes de la industria aeroespacial, automotriz, fabricantes de herramentales y de maquinaria, universidades y centros de investigación por la ventaja que ofrece de integrar la impresión 3D de metal en un equipo CNC, en el que se puede hacer un corte inicial o de preparación en una pieza, añadir metal y después darle el acabado deseado en un solo montaje. El equipo puede usarse para la aplicación de recubrimientos metálicos y cerámicos, reparación o reconstrucción de piezas metálicas de alto valor como troqueles, moldes, herramentales, piezas de maquinaria y también para hacer piezas nuevas donde, por su geometría, es más conveniente añadir unos pocos kilogramos de material que quitar decenas o centenas de kilos.

El sistema de impresión de la plataforma se basa en la tecnología LENS (Laser Engineered Net Shaping), que utiliza un rayo láser para fundir metal en polvo, el cual es transportado desde un alimentador de polvos mediante gas argón a presión hasta un cabezal que expele las partículas y las concentra en el punto focal del láser. La fusión es total, logrando piezas completamente densas, sin porosidad y de alta resistencia. Se pueden utilizar aceros en polvo disponibles comercialmente como aceros herramienta y aceros inoxidables entre otros materiales metálicos y cerámicos.

Además de ofrecer la Plataforma de Manufactura Híbrida en diferentes tamaños, Viwa también ofrece el motor de impresión Lens Print Engine (LPE) de Optomec. El LPE consta de un alimentador de polvos, un generador de rayo láser y el cabezal de impresión y puede instalarse en máquinas CNC existentes como tornos CNC, fresadoras CNC, centros de maquinado y en máquinas de propósito especial. Asimismo, Viwa puede hacer el retrofit de un sistema de control CNC completo a una máquina con control obsoleto y darle nueva vida a su máquina, ya sea como CNC tradicional o, integrándole el LPE, como impresora 3D de metal y máquina CNC.

Nuevas mejoras para los controladores, Sinumerik 828 V4.7

Siemens ha ampliado el alcance funcional de su familia de controladores Sinumerik 828 con un nuevo hardware y software. Ahora, los compactos controladores CNC están equipados con la nueva versión de software 4.7 y la potente PPU 2xx.3. Una de las ventajas del nuevo Sinumerik 828D Advanced es la capacidad de controlar hasta diez ejes/cabezales, así como dos ejes auxiliares. Además, el más potente Sinumerik 828 ofrece un segundo canal de mecanizado que permite el mecanizado simultáneo con dos herramientas. La actualización también incrementa el campo de aplicaciones de los controladores Sinumerik 828 que ahora pueden utilizarse también para rectificadoras, así como para tornos y fresadoras.

Esto ofrece una mayor productividad y un mejor rendimiento de las máquinas-herramienta a los usuarios. Sinumerik 828D Advanced es capaz de controlar fresadoras con hasta ocho ejes de interpolación o cabezales y dos ejes auxiliares para el control de almacenes de herramientas, cambiadores de palés, evacuadores de virutas u otros dispositivos periféricos. Los usuarios también pueden utilizar un segundo canal de mecanizado para ejecutar dos programas CN diferentes de manera simultánea en sus tornos y rectificadoras, o pueden sincronizar los programas entre sí de un modo muy sencillo utilizando ProgramSync. De este modo, pueden mecanizarse dos piezas al mismo tiempo en una misma máquina, por ejemplo para el mecanizado simultáneo de la cara trasera en el contracabezal. Dos herramientas pueden trabajar a la vez en la misma pieza, para desbastar al doble de velocidad de corte o para desbastar y acabar al mismo tiempo en procesos como el corte de compensación. Esto aumenta la capacidad de mecanizado de piezas por máquina, a la vez que se conserva un alto nivel de precisión de mecanizado.

 

Versión 4.7 de los controladores Sinumerik 828  

Siemens también ha hecho que la creación de programas de piezas en el Sinumerik 828 sea más eficiente y rápida. Una de dichas mejoras es la capacidad de transferir elementos de contorno directamente desde un archivo DXF a través de la detección de contorno en la programación del mecanizado de piezas. Es posible consultar directamente un gran número de documentos y formatos de archivo diferentes en la pantalla del Sinumerik. Además, los elementos de sintaxis coloreados (conocida como resaltado de sintaxis) simplifica la programación y ayuda al operario a trabajar de un modo más eficiente y sin errores.

https://www.youtube.com/results?q=sinumerik+828d+V4.7