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martes, 8 de enero de 2019

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.

cnc 
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.

miércoles, 28 de noviembre de 2018

UNA VISTA ARQUITECTÓNICA DE LOS SISTEMAS DE FABRICACIÓN INTEGRADOS POR ORDENADOR BASADOS EN LA TEORÍA DEL DISEÑO AXIOMÁTICO


El diseño axiomático es una metodología cuyos orígenes se remontan a los años ochenta, tiene como fundamento ayudar al diseñador a estructurar y entender los problemas del diseño, facilitando la síntesis y análisis de los requerimientos de diseño adecuados, las soluciones y procesos.


El diseño axiomático se fundamenta en dos tipos de axiomas:

Axioma 1: Axioma de independencia, busca mantener la independencia de los requerimientos funcionales. Esto significa que es posible satisfacer un requerimiento funcional (FR), mediante el cambio de un parámetro de diseño (DP) y no habrá ningún otro cambio en los FR, por cambios en el DP.

Axioma 2: axioma de información, pretende minimizar el contenido de información del diseño. Es la medida del conocimiento requerido para satisfacer un FR dado o la capacidad tecnológica para lograrlo.

Resultado de imagen de diseño axiomatico

Diseño axiomático


La aparición del paradigma de la globalización en la industria manufacturera ha cambiado las circunstancias de los mercados y, en consecuencia, los sistemas de fabricación deben compatibilizarse con estas situaciones. Hay muchas soluciones para ayudar a los sistemas de fabricación para este propósito. Los sistemas computarizados y sus soluciones relacionadas fueron los más atractivos para los sistemas de fabricación en la última década. Desarrollar tales sistemas y explotar a partir de las ventajas de tales soluciones requiere una base consistente. 

La falta de una mirada exhaustiva para explotar los altos potenciales del CIM para considerar diferentes aspectos de los sistemas de fabricación, y la complejidad que existe en la naturaleza del diseño de tales sistemas son las principales preocupaciones. Estas preocupaciones nos llevan a pagarlos fundamentalmente con una visión arquitectónica. 

La visión arquitectónica del papel se debe a que las arquitecturas son la base para el diseño y el desarrollo futuro de los sistemas, y para sintetizar soluciones que satisfagan los requisitos del sistema. En consecuencia, la arquitectura del sistema se considera como una base para crear los cambios deseados y resolver los problemas mencionados. Por lo tanto, el documento propone una arquitectura en capas que cubre cinco aspectos críticos de un sistema CIM. Físico, funcional, gerencial, informativo, y los aspectos de control son los cinco aspectos críticos que se asignan a cinco capas de la arquitectura. 

La arquitectura manipulada ayuda a los sistemas de fabricación a auditar sus aspectos físicos, funcionales, de gestión, informativos y de control basados ​​en un conjunto propuesto de estándares ISO para compatibilizar y alinearse con las necesidades de la industria manufacturera globalizada. Se espera que la arquitectura en capas esté bien estructurada y resuelva las inquietudes. Las expectativas se han investigado a través de una herramienta prometedora para diseñar y analizar sistemas complejos, conocida como Teoría del diseño axiomático (AD). El diseño y el análisis basados ​​en AD son de acuerdo con dos axiomas, Independence Axiom e Information Axiom. Además, los enfoques de la Teoría AD se han utilizado para alcanzar un conjunto de pautas estándar para explorar y lograr operandos de realización para la arquitectura. Al analizar los resultados con los axiomas de la teoría de AD, se ha aprobado la adecuación del diseño. Finalmente, se traza una hoja de ruta para futuros trabajos.

Referencias:
http://www.redalyc.org/html/643/64324307/
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166361517300453

miércoles, 24 de octubre de 2018

Hibridación: el futuro del diseño y la fabricación

La creación de diseños que aprovechen
la complejidad geométrica y de
materiales que permite la fabricación
aditiva e híbrida se abre hueco gracias
a una asociación entre DARPA y el 
Centro de Investigación de Palo


El mundo de la fabricación está experimentando una profunda transformación basada en nuevas tecnologías de diseño que aúnan representaciones 3D de estructuras altamente complejas con inteligencia artificial, razonamiento basado en modelos y aprendizaje basado en datos. Las representaciones de diseño del futuro serán híbridas, que fusionarán información geométrica compleja con modelos físicos y de aprendizaje automático.

La introducción de nuevos materiales en numerosos procesos de fabricación esta viviendo una evolución notable . En muchos sentidos, las tecnologías de diseño no han podido mantenerse al día con este rápido ritmo de cambio. Como resultado, las capacidades de fabricación están impulsando la evolución de las tecnologías de diseño.

Los sistemas de diseño asistidos por computadora y el software asistido por compudadora (CAD/CAM), ademas de los sistemas de gestión del ciclo de vida del producto (PLM) siguen siendo útiles, pero es el envejecimiento de los materiales heredados u el uso de herramientas lo que provoca que el fabricante limite su capacidad de innovación.

El cometido principal de este modelo de fabricación y diseño es permitir al diseñador crear diseños novedosos que exploten la complejidad geométrica y de los materiales gracias a la fabricación aditiva e híbrida, es decir, aprovechar la marea de nuevos materiales y métodos de fabricación para permitir diseños que hoy son inimaginables.


                              Representación del hueso del fémur


El programa trabajará con una variedad de materiales y compuestos, con herramientas específicas integradas para la fabricación aditiva e híbrida. Este enfoque innovador tiene la capacidad de diseñar y fabricar objetos con miles de millones de atributos geométricos, como motores a reacción o turbinas de gas. Los programas pueden optimizar automáticamente la forma y el diseño del material junto con algunos parámetros de diseño para un objeto y determinar las mejores configuraciones para la fabricación.

La inteligencia artificial y la física de los materiales convergen rápidamente para proporcionarnos una imagen más clara al incorporar los procesos y piezas necesarios para impulsar innovaciones de fabricación reales, en las etapas más tempranas posibles del diseño de un producto.


Referencias:
https://www.industryweek.com/technology-and-iiot/apple-ceo-slams-silicon-valley-rivals-over-use-data
https://www.parc.com/
https://www.darpa.mil/