El documento describe los sistemas CAD, CAE y CNC. Los sistemas CAD permiten el diseño asistido por computadora de objetos en 2D y 3D, mientras que los sistemas CAE se utilizan para simular y analizar el comportamiento de diseños. El CNC controla numéricamente las máquinas herramienta a través de coordenadas para mecanizar piezas de manera precisa.

1. Procesos de manufactura ll
Unidad 2.
Alumna: Priscila Galilea Sánchez Ortiz
Matricula: 1311004
M.C Benjamín Alejandro Varela Seañez
18 de febrero de 2015

2. Sistemas CAD (Diseño asistido por computadora)
Es un sistema que permite el
diseño de objetos por
computadora, presentando
múltiples ventajas como la
interactividad y facilidad de crear
nuevos diseños, la posibilidad de
simular el comportamiento del
modelo antes de la construcción
del prototipo, modificando, si es
necesario, sus parámetros; la
generación de planos con todo tipo
de vistas, detalles y secciones, y la posibilidad de conexión con un sistema de
fabricación asistida por computadora para la mecanización automática de un
prototipo.
También permite el diseño de objetos tridimensionales como diseño de piezas
mecánicas, diseño de obras civiles, arquitectura, urbanismo, etc.
Estas herramientas se pueden dividir básicamente en programas de dibujo 2D y
de modelado 3D. Las herramientas de dibujo en 2D se basan en entidades
geométricas vectoriales como puntos, líneas, arcos y polígonos, con las que se
puede operar a través de una interfaz gráfica. Los modeladores en 3D añaden
superficies y sólidos.
El proceso de diseño en CAD consiste en cuatro etapas.
1. Modelado geométrico. Se describe como forma matemática o analítica a un
objeto físico, el diseñador construye un modelo geométrico emitiendo
comandos que crean líneas, superficies, cuerpos, dimensiones y texto; los
comandos introducidos dan a origen a una representación exacta en dos o tres
dimensiones del objeto. El representado en línea abarca todas las aristas del
modelo que se pueden considerar como líneas llenas dando como resultado
una imagen ambigua ya que algunas veces las formas son complicadas y para
facilitarlo se pueden usar los colores para distinguir las líneas de las piezas y
tener una mejor visualización. Sus estructuras se representan en 2, 2 ½ y 3
dimensiones. Cuando hablamos de 2 ½ se utiliza la transformación de la
extrusión (sweept), moviendo el objeto de 2-D a lo largo del eje z.
2. Análisis y optimización del diseño. Después de haber determinado las
propiedades geométricas, se analiza el modelo virtual para rectificar que no
haya errores en el modelado (dimensiones, formas, etc.).

3. 3. Revisión y evaluación del diseño. En esta etapa se comprueba si existen
interferencias entre componentes de cierto mecanismo que impidan su correcto
funcionamiento o deficiencias estructurales en el caso de cuerpos sólidos. Esta
etapa es de gran utilidad, ya que ayuda a evitar problemas posteriores en la
producción del producto, ya sea en el ensamble o en el uso de la pieza.
Existen programas de animación y simulación dinámica para el cálculo y
análisis de las propiedades físicas (esfuerzos, deformaciones, deflexiones,
vibraciones) de los objetos que ayudan a determinar si el objeto cumple con los
requerimientos de diseño y de manufactura.
4. Documentación y dibujo (drafting). Por último, en esta etapa se realizan
planos técnicos y de trabajo. Se representan diferentes vistas de la pieza, a
escala, incluyendo perspectivas. Además de planos del diseño la
documentación puede incluir una memoria descriptiva con aspectos no gráficos
que sean necesarios para su manufactura, esta clase de datos se suelen
agregar en el pie de plano.

4. Sistemas CAE (Ingeniería
asistida por computadora)
El modelo geométrico de un producto es
el elemento central dentro del concepto
de la CAE y consiste en la representación
del mismo en la memoria de la
computadora. Todos los demás
elementos de la CAE utilizan esta
descripción geométrica como punto de
partida. Ejemplo, el contorno de la pieza
puede emplearse para determinar el paso
de la herramienta al mecanizarse
mediante un sistema de control numérico.
Un proceso típico de CAE incluyen pasos de pre-procesado, solución y post-
procesado. En la fase de pre-procesado, los ingenieros modelan la geometría y las
propiedades físicas del diseño, así como el ambiente en forma de cargas y
restricciones aplicadas. En la fase de post-procesado, los resultados se presentan
al ingeniero para su revisión.
Las aplicaciones CAE soportar una gran variedad de disciplinas y
fenómenos de la ingeniería incluyendo:
Análisis de estrés y dinámica de componentes y ensambles utilizando el
análisis de elementos finitos (FEA)
Análisis Termal y de fluidos utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD)
Análisis de Cinemática y de dinámica de mecanismos (Dinámica multicuerpos)
Simulación mecánica de eventos (MES)
Análisis de control de sistemas
Simulación de procesos de manufactura como forja, moldes y troquelados
Optimización del proceso del producto

5. ¿Qué significa 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.
Así pues, el 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.

6. Historia del CNC
Las primeras máquinas de control remoto numéricos se construyeron en los años
1896 y 1950, basadas en las máquinas inexistentes con motores desmodificados
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.
Tornos del 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.
Centros de maquinado CNC
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 cortador y
broco. Este sistema de mecanizado destaca por su velocidad de producción como
ventaja y los altos costos como desventaja.

7. 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.