El documento describe los sistemas CAD, CAM, CAE y CNC. El CAD permite crear y manipular diseños en 2D y 3D de forma digital. El CAM genera programas de control numérico para fabricar piezas con máquinas CNC. El CAE realiza simulaciones para analizar cómo se comportarán los diseños. El CNC controla máquinas herramientas mediante códigos numéricos para mecanizar piezas con precisión.

1. TRABAJO DE INVESTIGACION
UNIDAD II
NOMBRE:ALAN EDUARDO PEÑA GARCÍA
GRADO Y SECCIÓN: 5”B”
CARRERA: PROCESOS INDUSTRIALES
20/02/2015

2. SISTEMAS CAD.
El uso de la tecnología CAD supone para el diseñador un cambioen 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.
Las mejoras que se alcanzan son:
- Mejora en la representación gráfica del objeto diseñado: con el CAD el modelo puede
aparecer en la pantalla como una imagen realista, en movimiento, y observable desde
distintos puntos de vista. Cuando se desee, un dispositivo de impresión (plotter)
proporciona una copia en papel de una vista del modelo geométrico.
- Mejora en el proceso de diseño: se pueden visualizar detalles del modelo, comprobar
colisiones entre piezas, interrogar sobre distancias, pesos, inercias, etc. En conclusión,
se optimiza el proceso de creación de un nuevo producto reduciendo costes, ganando
calidad y disminuyendo el tiempo de diseño.
En resumen, se consigue una mayor productividad en el trazado de planos, integración
con otras etapas del diseño, mayor flexibilidad, mayor facilidad de modificación del
diseño, ayuda a la estandarización, disminución de revisiones y mayor control del
proceso de diseño.
Un buen programa CAD no sólo dispone de herramientas de creación de superficies,
sino también de posibilidades de análisis y verificación de las mismas, entendiendo por
superficies correctas aquéllas cuyos enlaces entre ellas son continuos en cuanto a
tangencia y curvatura, y sin contener zonas donde se ha perdido continuidad de
curvatura.
No obstante, al no ser posible detectar todos los defectos, en muchos casos es
aconsejable fabricar un modelo real de la pieza a fin de poder analizar mejor el resultado
obtenido, sobre todo en aquellos casos en que a partir de las superficies creadas en el
CAD se diseña el molde. Para fabricar dichos modelos se utilizan tecnologías de
fabricación rápida de prototipos.
Además de la verificación de las superficies, un programa CAD avanzado permite trazar
superficies paralelas a las creadas, por ejemplo generando la piel interna de la pieza a
partir de la piel externa en el caso de piezas con un espesor uniforme conocido y debe
tener los elementos necesarios para conseguir realizar sobre el modelo CAD todas las
actividades de ingeniería de diseño necesarias (nerviado, fijaciones, centradores,
elementos rigidizadores).
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 postprocesado genera los correspondientes
programas de CN con la codificación especifica del CNC donde se ejecutarán. En

3. general, la información geométrica de la pieza proviene de un sistema CAD, que puede
estar o no integrado con el sistema CAM . Si no está integrado, dicha información
geométrica se pasa a través de un formato común de intercambio gráfico. Como
alternativa, algunos sistemas CAM disponen de herramientas CAD que permiten al
usuario introducir directamente la geometría de la pieza, si bien en general no son tan
ágiles como las herramientas de un sistema propiamente de CAD .
Algunos sistemas CAM permiten introducir la información geométrica de la pieza
partiendo de una nube de puntos correspondientes a la superficie de la pieza, obtenidos
mediante un proceso de digitalizado previo . La calidad de las superficies mecanizadas
depende de la densidad de puntos digitalizados. Si bien este método acorta el tiempo
necesario para fabricar el prototipo, en principio no permite el rediseño de la pieza inicial.
La utilización más inmediata del CAM en un proceso de ingeniería inversa es para
obtener prototipos, los cuales se utilizan básicamente para verificar la bondad de las
superficies creadas cuando éstas son criticas. Desde el punto de vista de la ingeniería
concurrente es posible, por ejemplo, empezar el diseño y fabricación de parte del molde
simultáneamente al diseño de la pieza que se quiere obtener con el molde, partiendo de
la superficie externa de la pieza mientras aún se está diseñando la parte interna de la
misma.
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.
Antes de la aparición de los paquetes de diseño, los diseñadores solo contaban con su
ingenio y un buen equipo de delineantes que transportaban al papel sus ideas con un
cierto rigor. Es quizás, por este motivo, por el que los primeros paquetes de diseño
surgieron como réplica a estos buenos dibujantes, con la ventaja de la facilidad de uso,
edición y rapidez.
Conforme el hardware evolucionaba y disminuían los costes de los equipos, los
programas eran más rápidos y las bases de datos de mayor tamaño, fue apareciendo
un fenómeno de insatisfacción en los usuarios, un buen programa de dibujo no bastaba,
era necesario un sistema que diseñara el producto desde el principio (boceto) hasta el
final (pieza terminada), siguiendo unas reglas de diseño.
Para realizar la ingeniería asistida por computador (CAE), se dispone de programas que
permiten calcular cómo va a comportarse la pieza en la realidad, en aspectos tan
diversos como deformaciones, resistencias, características térmicas, vibraciones, etc.

4. Usualmente se trabaja con el método de los elementos finitos, siendo necesario mallar
la pieza en pequeños elementos y el cálculo que se lleva a término sirve para determinar
las interacciones entre estos elementos.
Mediante este método, por ejemplo, se podrá determinar qué grosor de material es
necesario para resistir cargas de impacto especificadas en normas, o bien conservando
un grosor, analizar el comportamiento de materiales con distinto límite de rotura. Otra
aplicación importante de estos sistemas en el diseño de moldes es la simulación del
llenado del molde a partir de unas dimensiones de éste dadas, y el análisis del gradiente
de temperaturas durante el llenado del mismo.
La realización de todas estas actividades CAE dependerá de las exigencias del diseño,
y suponen siempre un valor añadido al diseño al detectar y eliminar problemas que
retrasarían el lanzamiento del producto.
CNC
considera de Control Numérico por Computador, también llamado CNC (en inglés
Computer Numerical Control) a todo dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento de
un órgano mecánico móvil mediante órdenes elaboradas de forma totalmente
automática a partir de informaciones numéricas en tiempo real. Para maquinar una pieza
se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta
de corte.
Las operaciones de maquinado que se pueden realizar en una máquina CNC son
operaciones de torneado y de fresado. Sobre la base de esta combinación es posible
generar la mayoría (si no son todas) las piezas de industria.
Este es, sin duda, uno de los sistemas que ha revolucionado la fabricación de todo tipo
de objetos, tanto en la industria metalúrgica como en muchos otros ámbitos productivos.
HISTORIADEL CNC
• 1808: Joseph M. Jaquard inventó una máquina textil automática. Hasta mediados del
siglo XX: Intentos en guardar información en tarjetas perforadas y utilizarlas en
automatismos mecánicos.
• 1942: Bendix Corporation realiza el cálculo de todos los puntos de una trayectoria para
mecanizar una leva 3D.
• 1947: John Parsons desarrolla el sistema DIGITON para la fabricación de hélices de
helicoptero. Contrato con la USAF y apoyo del MIT.
• 1953: Nace el término CNC. Desarrollado por el MIT en una fresadora de 3 ejes. La
entrada de datos era mediante tarjetas perforadas. La USAF pide 170 máquinas de
control numérico.
• 1960: Los controles basados en la tecnología de transistores comenzaron a sustituir a
los basados en válvulas de vacío.
• 1969: Primeros ensayos de DNC (Control Numérico Directo). Hoy en día estas siglas
tienen el significado más amplio de Control Numérico Distribuido.
• 1976: Los microprocesadores revolucionaron el mundo de los controles numéricos.
Aparece la programación gráfica, comunicación digital con accionamientos, etc.

5. • 1992: Se empezó a hablar de controles numéricos abiertos que posibilitan su
personalización y la incorporación de los conocimientos propios.
• Hoy: Integración CNC-PC. Apertura real del CNC. Nuevos algoritmos de control.
Conexión en LAN, tele-mantenimiento
Torno CNC
El Torno CNC es una herramienta para mecanizado operada mediante el control
numérico de un ordenador, el cual está incorporado dentro de él. Esto se explica
mejor a través del significado de sus siglas CNC (control numérico computarizado) y
este control numérico se basa en un sistema de lenguaje que se comunica a través de
la emisión de ¨códigos G’’, que no es más que un sistema de comunicación
Alfanumérico en este tipo de máquinas sofisticadas.
Los tornos CNC son muy versátiles ya que realizan funciones de taladrado y giros.
Estos últimos, revolucionaron el mercado porque han facilitado la realización de
cortes horizontales, verticales, curvos,los cuales anteriormente tomaban muchas horas
de realización para los torneros.
Tipos de Torno CNC
 Torno CNC de bancada inclinada: Este tipo de torno posee una bancada
inclinada de una pieza que otorga mayor rigidez, precisión y durabilidad en el
trabajo que se vaya a realizar como taladrado, torneado, fresado. Todo esto
se controla mediante un control digital muy sofisticado conocido como ‘’control
FANUC’’.
 Torno CNC de bancada plana: existen en dos presentaciones.
1. El de la serie FLC, utiliza un sistema de refrigerado y una puerta de seguridad
de vidrios. Es muy utilizado para realizar trabajos con piezas pequeñas y también
complejas como brocas, piezas de metal, hierro y todo material para el cual se
requiera una minuciosa exactitud.
2. La serie BJ VSCNC, utiliza un sistema de refrigerado, un sistema eléctrico de
programable de cuatro estaciones y un control FANUC. A diferencia del primer
modelo, éste se utiliza para realizar trabajos con exactitud en medianas
y grandes piezas.
 Tornos Verticales CNC: Este tipo de torno posee guías cuadradas (eje X y Z)
para poder marcarun mejor corte acompañado de un controlador digital FANUC.
Este tipo de tornos está diseñado para trabajar con herramientas de gran
volumen.

6. Centro de mecanizado
Un centro de mecanizadoes 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 dehusillo 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 seconstruyen 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