Hacer realidad el sueño de un gemelo digital

Cuanto más integrada y completa sea la cadena de procesos CNC CAD / CAM y más realista sea su mapa digital, mayor será la ganancia de productividad para la empresa. El mapa digital del proceso de producción también se denomina "gemelo digital", ya que el proceso real y el digitalizado deben ser lo más parecido posible. Al combinar el sistema NX CAD / CAM y el sistema SINUMERIK CNC, Siemens ya ofrece un gemelo digital para todo el proceso de mecanizado.

El diseño asistido por ordenador (CAD) es un proceso de diseño y desarrollo asistido por ordenador. El producto se crea en pantalla hasta el último y más preciso detalle. Aunque el CAD solía ser similar al dibujo técnico, los sistemas modernos, como NX CAD, se han convertido en complejos sistemas expertos. Por ejemplo, se puede realizar un análisis de elementos finitos o de flujo y transferencia de calor en las primeras fases del desarrollo. Sin embargo, el CAD también tiene un papel que desempeñar en la planificación de la producción CNC: En este caso, no se trata de realizar cambios constructivos en los datos CAD proporcionados, sino de analizar y, en su caso, completar los datos CAD para la producción CNC. En la planificación de la producción CNC, el técnico se convierte en diseñador, cuando se trata de modelar ayudas de sujeción, herramientas especiales o geometrías de piezas en bruto más complejas mediante CAD. Teniendo esto en cuenta, la integración del módulo CAD y CAM, como en NX, es un factor clave de productividad.

La fabricación asistida por ordenador (CAM) consiste en utilizar un software independiente de la máquina herramienta CNC para crear el código CN. A diferencia de la programación orientada al taller (WOP), los programas CN se crean durante la planificación de la producción. La tarea principal de un sistema CAM es transformar los datos CAD en trayectorias de herramientas. Por ello, la integración del sistema CAM y el control CNC es una gran ventaja. Por ejemplo, cuando se mecanizan superficies de forma libre, es muy importante que el sistema CAM parametrice con precisión la velocidad del CNC. NX y SINUMERIK están perfectamente adaptados en este sentido: NX proporciona al ciclo de ajuste de alta velocidad Cycle832 los datos necesarios, lo que permite al SINUMERIK de la máquina rendir al máximo.

Los conceptos de máquina cada vez más complejos exigen medidas para evitar colisiones, idealmente durante la planificación de la producción con CNC. Los sistemas CAM ofrecen módulos de simulación que garantizan la eficacia y la fiabilidad del proceso en la producción CNC. La representación de las trayectorias de las herramientas puede ampliarse integrando las geometrías de las herramientas y las dimensiones de las piezas en bruto para la simulación de la extracción. En el caso de la simulación con máquinas-herramienta virtuales, las trayectorias de las herramientas también se muestran en un modelo 3D de la máquina. Esto permite identificar tanto las colisiones entre la herramienta y la pieza como las colisiones entre la herramienta y la máquina o los medios de sujeción. La máquina virtual de NX CAM aumenta considerablemente la fiabilidad del proceso. Mientras que los sistemas CAM tradicionales se limitan a suministrar a la simulación trayectorias de herramienta neutras (independientes del CNC), NX CAM utiliza el programa de piezas del CNC traducido por el postprocesador como valor de entrada. Esto significa que NX incluye el impacto del CNC en el resultado de la simulación. El resultado es una imagen del proceso más precisa que la que ofrecen los sistemas CAM tradicionales y, por tanto, una mayor fiabilidad del proceso.

Un requisito técnico para la simulación prácticamente completa del programa CNC es que el núcleo del CNC se recree en el ordenador CAD / CAM. Esto incluye funciones típicas como un intérprete de CNC y un interpolador de CNC y el cálculo de transformaciones cinemáticas: por ejemplo, una fresadora de cinco ejes. Con el motor de simulación común, NX CAM dispone de un emulador de CNC universal que puede recrear con gran precisión los CNC de diferentes fabricantes.

Sin embargo, la interacción con SINUMERIK es especialmente precisa, ya que NX CAM ofrece el núcleo virtual CN de SINUMERIK (VNCK) específicamente para este CNC. Como este VNCK es idéntico al SINUMERIK de la máquina de destino, la imagen del proceso de la simulación se aproxima mucho a la del mecanizado real. Por ello, la VNCK de SINUMERIK se utiliza con frecuencia como herramienta en la planificación de la producción del CNC, especialmente en el caso de máquinas complejas y piezas caras. Otra ventaja de esta integración: El tiempo de ejecución del programa simulado del SINUMERIK VNCK es prácticamente idéntico al tiempo de ejecución del programa en la máquina. Esto permite a los usuarios calcular los costes unitarios de forma extremadamente fiable durante la fase de oferta, basándose en la simulación. Gracias a la completa interfaz SINUMERIK Operate de la SINUMERIK VNCK, el rodaje del programa CNC en la máquina puede verificarse incluso en el PC. La experiencia demuestra que esto facilita la reducción del tiempo de preparación de nuevas piezas hasta en un 20%.

La aplicación VNCK beneficia tanto a los grandes productores como a los fabricantes de componentes de larga duración, como moldes complejos, ya que los costes de producción pueden identificarse de forma transparente por adelantado y pueden evitarse los tiempos de máquina no productivos. Sin embargo, los fabricantes de máquinas sólo obtendrán los máximos beneficios si integran sistemáticamente la aplicación VNCK en su proceso de producción.

Además de una mayor fiabilidad y eficacia del proceso, la combinación de NX y SINUMERIK ofrece aún más ventajas: La cadena de procesos proviene de una única fuente y está perfectamente armonizada, lo que minimiza el esfuerzo de ajuste de las interfaces y las actualizaciones de software. Una solución completa firmemente establecida de un solo proveedor, como NX más SINUMERIK, también proporciona más fiabilidad en la planificación de personal y recursos. Por el contrario, una cadena de procesos CAD / CAM CNC compuesta por módulos de software de diferentes fabricantes genera costes adicionales en forma de adaptaciones de interfaz y actualizaciones de software pendientes por incompatibilidad, por ejemplo. Además, la combinación de los módulos de software de diferentes fabricantes requiere siempre el trabajo de especialistas. Hoy en día, cuando los trabajadores cualificados son escasos o en caso de cambios de personal, esto puede provocar rápidamente atascos en la producción.

Con SINUMERIK y NX, Siemens es actualmente el único proveedor del mercado que ofrece tanto tecnología CNC como un sistema CAD / CAM de una sola mano. La amplísima posición en el mercado de ambos subsistemas garantiza una gran seguridad de inversión en la cadena de procesos CAD / CAM CNC, lo que supone buenas perspectivas de futuro y oportunidades de desarrollo para el gemelo digital.