El documento describe los sistemas CAD/CAM/CAE y CNC. Específicamente, define CAD como diseño asistido por computadora, CAM como fabricación asistida por computadora, y CAE como ingeniería asistida por computadora. Explica que los sistemas CAD/CAM permiten el diseño y fabricación de piezas con la ayuda de computadoras y que los sistemas CNC controlan las máquinas herramienta mediante programas de computadora.

1. 19-2-2015
INVESTIGACIÓN
CAD/CAM/CAE
Y CNC
[Subtítulodel documento]
Valeria Valdez Canales
5°A
Profesor: Ing. Benjamín Alejandro Varela Seañez

2. INTRODUCCIÓN CAD/CAM/CAE
La automatización de los procesos industriales a través de los años ha dado lugar
a un avance espectacular de la industria. Todo ello ha sido posible gracias a una
serie de factores entre los que se encuentran las nuevas tecnologías en el campo
mecánico, la introducción de los computadores, y sobre todo el control y la
regulación de sistemas y procesos.
SISTEMAS CAD/CAM.
Ambas siglas provienen de su denominación en inglés. Para diseñar usaremos el
C.A.D. (Computer Aided Design), mientras que para la fabricación se emplea el
C.A.M. (Computer Aided Manufacturing).
El diseño y fabricación con ayuda de computador, comúnmente llamado CAD/CAM,
es una tecnología que podría descomponerse en numerosas disciplinas pero que
normalmente, abarca el diseño gráfico, el manejo de bases de datos para el diseño
y la fabricación, control numérico de máquinas herramientas, robótica y visión
computarizada.
Históricamente los CAD comenzaron como una ingeniería tecnológica
computarizada, mientras los CAM eran una tecnología semiautomática para el
control de máquinas de forma numérica. Pero estas dos disciplinas se han ido
mezclando gradualmente hasta conseguir una tecnología suma de las dos, de tal
forma que los sistemas CAD/CAM son considerados, hoy día, como una disciplina
única identificable.
SISTEMAS CAD.
CAD es el acrónimo inglés de Computer Aided Design, y significa Diseño Asistido
por Computador. La tecnología CAD se dirige a los centros técnicos y de diseño de
una amplia gama de empresas: sector metalmecánico, ingeniería electrónica, sector
textil y otros.
El uso de la tecnología CAD supone para el diseñador un cambio en el medio de
plasmar los diseños industriales: antes se utilizaba un lápiz, un papel y un tablero
de dibujo.
Con el CAD, dispone de un ratón, un teclado y una pantalla de ordenador donde
observar el diseño. Así, un computador, al que se le incorpora un programa de CAD,
le permite crear, manipular y representar productos en dos y tres dimensiones. Esta
revolución en el campo del diseño ha venido de la mano de la revolución informática.

3. SISTEMAS CAM.
La ingeniería CAM hace referencia concretamente a aquellos sistemas informáticos
que ayudan a generar los programas de Control Numérico necesarios para fabricar
las piezas en máquinas con CNC. A partir de la información de la geometría de la
pieza, del tipo de operación deseada, de la herramienta escogida y de las
condiciones de corte definidas, el sistema calcula las trayectorias de la herramienta
para conseguir el mecanizado correcto, y a través de un post procesado genera los
correspondientes programas de CN con la codificación especifica del CNC donde
se ejecutarán.
SISTEMAS CAE.
Bajo el nombre de ingeniería asistida por computador (Computer Aided
Engineering) se agrupan habitualmente tópicos tales como los del CAD y la creación
automatizada de dibujos y documentación. Es necesario pasar la geometría creada
en el entorno CAD al sistema CAE. En el caso en que los dos sistemas no estén
integrados, ello se lleva a término mediante la conversión a un formato común de
intercambio de información gráfica.
Sin embargo, el concepto de CAE, asociado a la concepción de un producto y a las
etapas de investigación y diseño previas a su fabricación, sobre todo cuando esta
última es asistida o controlada mediante computador, se extiende cada vez más
hasta incluir progresivamente a la propia fabricación. Podemos decir, por tanto, que
la CAE es un proceso integrado que incluye todas las funciones de la ingeniería que
van desde el diseño propiamente dicho hasta la fabricación.
APLICACIONES.
Las principales aplicaciones del CAD/CAM se dan en dos campos de acción: el
mecánico y el electrónico, dominando el primero con un 58 % del mercado, mientras
que el diseño electrónico alcanza sólo el 19 %, según datos referidos a 1988. Esto
es debidoa que el nivel tecnológico al que se ha llegado exige un gran conocimiento
del mismo a la hora de diseñar programas.
Aparte del diseño mecánico de piezas y/o máquinas donde el peso de la industria
del automóvil y bienes de equipo es notable, otros sectores industriales utilizan la
tecnología CAD. Se usa para el diseño electrónico de circuitos (CAD 2D),
arquitectura e ingeniería civil, ingeniería industrial (edificios y plantas industriales,
urbanismo), patronaje en la industria textil (CAD 2D), y muchos otros como artes
gráficas y animación.

4. CNC
El control numérico por computadora, de ahora en adelante CNC, es un sistema
que permite controlar en todo momento la posición de un elemento físico,
normalmente una herramienta que está montada en una máquina. Esto quiere decir
que mediante un software y un conjunto de órdenes, controlaremos las coordenadas
de posición de un punto (la herramienta) respecto a un origen (0,0,0 de máquina),
o sea, una especie de GPS pero aplicado a la mecanización, y muchísimo más
preciso.
Si vemos el cubo de la imagen, cada una de las aristas tiene unas coordenadas
propias e únicas; así, si quisiéramos dirigir una punta de una herramienta, a tocar
cada una de estas coordenadas, sólo tendríamos que introducir las órdenes
pertinentes en el programa, y cargarlo en la máquina que se encargará de ejecutar
los diferentes caminos. La primer cifra representa el desplazamiento sobre el eje X,
la segunda sobre el Y, y la tercera sobre el Z.
CNC controla todos los movimientos de la herramienta cuando estamos fabricando,
y no solo controla las coordenadas que hemos visto, sino también, la manera de
desplazarse entre ellas, su velocidad, y algunos parámetros más. Un CNC es un
equipo totalmente integrado dentro de máquinas-herramienta de todo tipo, de
mecanizado, de corte, por láser, cortadoras, etc.

5. HISTORIA
Las primeras máquinas de control remoto numéricos se construyeron en los años
1896 y 1950, basadas en las máquinas inexistentes con motores des modificados
cuyos números se relacionan manualmente siguiendo las instrucciones dadas en
un microscopio de tarjeta perforada. Estos servomecanismos iniciales no se
desarrollaron lentamente con equipos analógicos y digitales. El abaratamiento y
miniaturización de los procesadores ha generalizado la electrónica digital en los
toros herramienta, lo que dio lugar a la denominación control decimal numérico,
control numérico por computadora , control numérico por computador o control
numérico computarizado (CNC), para diferenciarlas de las máquinas que no tenían
computadora. En la actualidad se usa el término control numérico para referirse a
este tipo de sistemas, con o sin computadora.
Este sistema ha revolucionado la industria debido al abaratamiento de
microprocesadores y a la simplificación de la programación de las máquinas de
CNC.
TORNOS CNC
Torno de control numérico o torno CNC se refiere a una máquina herramienta del
tipo torno que se utiliza para mecanizar piezas de revolución mediante un software
de computadora que utiliza datos alfa-numéricos, siguiendo los ejes cartesianos X,
Y, Z. Se utiliza para producir en cantidades y con precisión porque la computadora
que lleva incorporado controla la ejecución de la pieza.
Un torno CNC puede hacer todos los trabajos que normalmente se realizan
mediante diferentes tipos de torno como paralelos, copiadores, revólver,
automáticos e incluso los verticales. Su rentabilidad depende del tipo de pieza que
se mecanice y de la cantidad de piezas que se tengan que mecanizar en una serie.

6. CENTROS DE MAQUINADO CNC (CENTRO DE MECANIZADO)
Un centro de mecanizado es una máquina
altamente automatizada capaz de realizar
múltiples operaciones de maquinado en una
instalación bajo CNC (control numérico
computarizado) con la mínima intervención
humana. Las operaciones típicas son
aquellas que usan herramientas de corte
rotatorio como cortadores y brocas. Este
sistema de mecanizado destaca por su
velocidad de producción como ventaja y los
altos costos como desventaja.
Existen centros de mecanizado de una gran variedad de tamaños, tipos, funciones
y grados de automatización. Sus costos están comprendidos en el rango de 50.000
hasta 1.000.000 de euros o más. Sus potencias nominales llegan a 75kW y las
velocidades de husillo de las máquinas más usadas tienen límites de 4000-8000
RPM. Algunas mesas inclinables son capaces de soportar piezas de más de 7000
Kg de peso.
En la actualidad se construyen muchas máquinas en forma modular, de tal modo
que se pueden instalar y modificar diversos equipos y accesorios periféricos, según
se necesite en los cambios de productos a manufacturar.
Los centros de mecanizado poseen las siguientes características:
 Son reconfigurables, por lo que pueden cambiar rápidamente de
configuración para realizar diferentes tareas de mecanizado sobre una pieza.
 La flexibilidad y versatilidad debida al alto grado de automatización las hace
capaces de realizar diversas operaciones de mecanizado de una pieza.
 La uniformidad en la producción, que es importante en las producciones en
serie.
 Alta velocidad de producción, ya que realizan gran cantidad de operaciones
de forma automática sobre la pieza.
Una máquina de herramienta CNC se difiere de una máquina de herramienta
convencional en los siguientes aspectos:
 El operario puede manejar varias máquinas CNC a la vez.
 No se necesita consultar apenas el plano.
 El programa tiene todo el control de los parámetros de corte.
 Existe la posibilidad de realizar prácticamente cualquier tipo de mecanizado.
 Se necesita mantener grandes volúmenes de producción para amortizar
costes.