Publicado en la revista CNC4you 1/2020
No te limites a hablar, hazlo.
Laboratorio CNC
Si estudias construcción de maquinaria o ingeniería de procesos en el Instituto de Tecnología de la Producción de HAW Hamburgo, entonces conoces el laboratorio CNC. El "Laboratorio de tecnología de producción/máquinas herramienta" es un taller de formación, un centro de investigación y un lugar de producción, todo en uno. Aunque se encuentra en un antiguo edificio histórico, aquí se encuentra la fábrica digital "práctica" del futuro.
Y, como dice el ingeniero de laboratorio Thomas Hänert, esto también atrae a muchas empresas de la región. "Mientras otros se limitan a hablar y presentar diapositivas, aquí en el HAW se puede ver en directo toda la cadena de procesos basada en un ejemplo real, incluida su integración en procesos de nivel superior".
Nivel de entrada: Curso de programación CNC con certificado Siemens
Una oferta (voluntaria - durante el periodo libre de clases) para futuros ingenieros mecánicos y técnicos de producción en HAW Hamburgo es el curso "Programación CNC para estudiantes", que fue desarrollado por Ingo Bartsch (Siemens) así como por el ingeniero Thomas Hänert (IPT) y el profesor Dr.-Ing. Christian Stark (IPT). Aquí los estudiantes aprenden la programación CNC según DIN/ISO, así como con ShopTurn y ShopMill.
Cada año 20 estudiantes se benefician de esta oferta. Este curso se imparte en colaboración con Siemens y siempre está completo. Esto se debe a que el curso proporciona experiencia práctica en el taller y concluye con un certificado oficial de Siemens. Esto supone una gran ventaja cuando los estudiantes solicitan su primer empleo.
El sistema NX CAD / CAM se ofrece en módulos de profundización, que se integran en el plan de estudios. Aquí se utiliza el VNCK (Virtual NC Kernel) y se examina la cinemática especial de las máquinas. Aproximadamente 40 estudiantes se benefician de estas ofertas cada año, y la tendencia va en aumento.
El trabajo: en máquinas reales y virtuales
Durante su curso, los estudiantes no sólo aprenden a manejar máquinas reales controladas por Sinumerik, sino también sus gemelos digitales, explica Mario Matschull, científico que trabaja en el IPT de la HAW de Hamburgo: Las máquinas de laboratorio CNC están integradas como máquinas-herramienta virtuales en la cadena de procesos NX-CAD / CAM para que puedan ser simuladas.
Esto es algo especial, porque estas máquinas usadas pertenecientes a la universidad son de una época antigua, y en algunos casos ya han sido reequipadas.
Los gemelos digitales: creados para un reajuste del CNC
Los gemelos digitales de estas máquinas se basan en los datos CAD de los fabricantes que se aumentaron para formar un sistema mecánico virtual utilizando el Mechatronic Concept Designer (MCD) de Siemens.
Junto con el núcleo virtual NC Sinumerik VNCK, que es idéntico al sistema de control, se crea una máquina virtual completa que puede utilizarse en Siemens NX. Esta puede ser operada y programada exactamente de la misma manera que la máquina física real.
Integración de extremo a extremo: ¡simplifica el flujo de trabajo y facilita una buena visión de conjunto!
Los CNC de Sinumerik, el sistema CAD / CAM de Siemens NX y los gemelos virtuales de los tornos y fresadoras forman juntos una cadena de proceso y producción integrada y sin fisuras. Todos los componentes de esta cadena de procesos son de un único fabricante. Esto significa que los estudiantes, profesores, supervisores de taller y otras personas implicadas en el proyecto pueden obtener de forma sencilla una visión general de la cadena de procesos, lo que a su vez facilita su manejo. El programa de la pieza para la máquina herramienta se genera directamente a partir del diseño CAD, y se prueba y optimiza inmediatamente en su gemelo digital asociado. Esto significa que las piezas pueden producirse en una máquina real sin necesidad de cortes aéreos previos. Esto supone una gran ventaja para la fabricación de productos individualizados a nivel industrial.
En comparación con las cadenas de procesos que comprenden una colección de soluciones individuales propias de varios fabricantes, un sistema perfectamente integrado facilita mucho la enseñanza y el aprendizaje, por no mencionar que el diseño, la implantación y el mantenimiento son mucho más sencillos.Prof. Dr.-Ing. Christian Stark, HAW Hamburg
El proyecto Industria 4.0
Con su cadena de procesos NX de extremo a extremo, el laboratorio CNC de IPT está integrado como "instalación de fabricación" en el proyecto de nivel superior de Industria 4.0 "Smart-Production@HAW". Abarca todos los aspectos de un entorno de producción digital, incluidas sus interfaces con proveedores y clientes. En este proyecto, el laboratorio CNC se integra como instalación de producción en la logística de materiales, la manipulación de piezas mediante robots, el transporte de materiales y piezas mediante vehículos de transporte autónomos, incluido el control de calidad, que comprueba y documenta el resultado del procesamiento con la ayuda de una máquina de medición de coordenadas CNC conectada en red. Dentro de la cadena de procesos, esto permite una optimización integral de la producción.
Si busca una experiencia práctica de la Industria 4.0: ¡HAW Hamburgo es la dirección correcta!
Simulación cercana a la realidad
Para simular la producción, la cadena de procesos en el IPT utiliza programas de piezas que ya han pasado por el postprocesador de la máquina de destino específica. También se utilizan los datos de la máquina y la herramienta de la máquina real. Para ello, el sistema de medición de herramientas Zoller del laboratorio CNC también introduce sus datos en la cadena NX-CAD / CAM. "Así conseguimos una precisión de simulación -medida en base a criterios científicos- muy cercana a la realidad", subraya el profesor Christian Stark. "Los únicos aspectos que no se tienen en cuenta son los efectos dinámicos, como la oscilación excitada de la herramienta".
Producción flexible, también basada en escaneos 3D
En el ámbito de la configuración estándar, el software CAD/CAM de Siemens NX utilizado en la HAW de Hamburgo ya admite una técnica de producción aditiva. Además, todas las demás tecnologías aditivas relevantes están disponibles como opciones. El proyecto smart-production@haw.de lo utiliza, por ejemplo, para los escaneos 3D que se introducen en la producción como fuente para los programas de las piezas.
