Diseño de literatura de moldes en Siemens nx. Tres casos de éxito de Siemens NX. Gestión inteligente del cambio

Muchos objetos que nos rodean en la vida cotidiana están hechos de plástico o contienen piezas de plástico. Además, el plástico es especialmente común en los diseños más modernos, y cuanto más moderno es el artículo, más probable es que esté fabricado casi en su totalidad con piezas de plástico. De plástico intentan fabricar no sólo piezas de carrocería, sino también, a menudo, elementos portantes y numerosas piezas de mecanismos. Y si tenemos en cuenta una industria como la producción de bienes de consumo, entonces los polímeros no solo han ocupado su nicho allí, sino que también han desplazado significativamente a los materiales utilizados tradicionalmente.

¿Con qué está conectado esto?

Al igual que los metales y otros materiales utilizados por los humanos en la fabricación, los plásticos son un material estructural. Pero es un error considerarlos simplemente como un material de construcción.

Los polímeros tienen una serie de propiedades únicas en su tipo. La mayoría de los plásticos se pueden pintar excelentemente y tienen excelentes propiedades de aislamiento eléctrico y térmico.

Pero la propiedad más importante y valiosa es que al plástico, en comparación con el metal u otros materiales estructurales, es más fácil darle la forma requerida. Basta con construir correctamente una cavidad generadora de forma y podremos obtener un número casi ilimitado de piezas del mismo tipo. Y para obtener las mismas piezas de metal, será necesario realizar operaciones de estampado, operaciones de corte u otros procesos tecnológicos bastante complejos.

La combinación de todas estas propiedades determina el uso generalizado de polímeros en la industria moderna.

Las piezas de polímero se producen mediante moldes. El proceso de fabricación de moldes en sí es bastante complejo y conlleva costes considerables. Pero, como ya se mencionó, una vez que haces un molde, puedes obtener bastantes piezas. En consecuencia, la producción de piezas mediante moldes sólo puede resultar rentable si los productos se fabrican en grandes cantidades. Cuantas más piezas se reciban en poco tiempo, más rápido se amortizarán los moldes.

En base a esto, podemos formular dos tareas principales para el proceso de diseño y fabricación de moldes: hacerlo de la forma más económica y rápida posible, con una determinada calidad del producto resultante.

La primera tarea se deriva lógicamente de las tareas de las propias piezas de plástico. Como ya se ha mencionado, un molde sólo puede amortizarse si el producto se produce a gran escala. Pero, ¿qué hacer si se necesitan pocas piezas y se necesitan piezas específicamente de polímeros? Las fabricadas con otros materiales no son adecuadas por razones tecnológicas, a menudo porque otro método de producir un lote de piezas es aún más caro. Esto significa que aún necesitará hacer un molde, usar una máquina de moldeo por inyección, comprar material para estas piezas, etc. La forma más obvia de ahorrar dinero en la producción es hacer que el proceso de producción sea lo más barato posible. Esto se puede lograr utilizando bases de datos de piezas estandarizadas: GOST, estándares de fabricantes de moldes ( CEM, DME y otros). Piezas estándar con tecnología de producción ya probada, intercambiables, ayudan a unificar el proceso de producción de moldes. También puede calcular cuidadosamente cuánto y dónde se debe aplicar el material y la energía para lograr el mejor resultado; esto nos ayudará a lograrlo. CAD-CAE -sistemas. Esto también ayudará a ahorrar material y energía, sin invertir demasiado en el diseño.

Es decir, el uso de herramientas de estandarización y automatización del diseño permite reducir los costos de producción y el tiempo de diseño.

La segunda tarea está relacionada con el hecho de que el producto debe aparecer en el mercado lo más rápido posible. La feroz competencia en la industria no ha hecho más que intensificarse en los últimos años; se producen muchos productos que son esencialmente del mismo tipo. Y el consumidor suele elegir basándose en un pequeño número de propiedades. Por ejemplo, se ofrece un producto nuevo con un mínimo de funciones nuevas, pero el cuerpo del producto y la ubicación de los elementos de control son completamente diferentes al anterior. A los compradores les gusta y el producto comienza a tener demanda. Pero los competidores también desarrollan sus propios diseños, crean sus propias líneas y pronto sus productos comienzan a tener demanda. Y, si no crea algo nuevo lo antes posible, rápidamente descubrirá que no están comprando sus productos, sino los productos de sus competidores.

Los métodos utilizados para resolver el primer problema también son aplicables para resolver el segundo problema. Al tomar una pieza de trabajo de la base de datos, no es necesario volver a diseñar una placa, un casquillo, un empujador u otra parte del conjunto de moldes, y el proceso de diseño en sí es más rápido. Y, de hecho, todo diseño puede reducirse únicamente a la construcción de nuevos elementos formativos, lo que sería la opción ideal.

Echemos un vistazo más de cerca al CAD.

No hay duda de que trabajar en un entorno CAD puede acelerar y reducir el coste del proceso de diseño. Pero la mayoría de los sistemas CAD se crean con la idea de que puedan usarse para crear cualquier tipo de diseño. El objeto de diseño en sí no se analiza específicamente. Mientras tanto, en el diseño de grupos específicos de objetos, por ejemplo, sellos, existe un conjunto de técnicas que permiten acelerar el proceso de diseño de estos objetos en particular, y son de poca utilidad para otros objetos de producción. Por ejemplo, un conjunto de piezas estándar, herramientas para calcular y seleccionar el tipo de sello, etc. Y es poco probable que estas cosas sean útiles al diseñar otra cosa.

Lo mismo se aplica a todas las demás estructuras.

Es extremadamente difícil crear un sistema completo de diseño asistido por computadora, una especie de sistema CAD global que tenga en cuenta el diseño de todos los objetos en general. Los costos de este sistema nunca serán reembolsados, el sistema simplemente no se amortizará por sí solo: el área de uso de dicho sistema será demasiado específica, su complejidad será demasiado grande.

Y por eso intentan crear una especie de promedio. CANALLA , un núcleo en el que teóricamente puedes crear lo que quieras, pero a un nivel medio. Es decir, cuando se trabaja con CANALLA Al final se obtendrá un modelo sólido tridimensional del objeto de producción, así como sus dibujos.

Volvamos nuevamente a la segunda tarea, que se describe anteriormente. Necesitamos hacerlo lo más rápido posible, pero déjame recordarte, ¡sin sacrificar la calidad! Y también evaluar la opción que nos resultará más económica, es decir, asociada a los menores costes de producción.

El propio CAD , que incluye el diseño sólido tridimensional, como tal, nos brinda una gran flexibilidad a la hora de diseñar y reconstruir opciones de diseño, pero aún así la velocidad claramente no es suficiente.

Y luego se encontró otra solución en el mundo. Si no puede conseguir un sistema de diseño totalmente automatizado, ¿por qué no automatizar el diseño de grupos individuales de objetos?

Es decir, al programa CAD principal se le ofrece una determinada aplicación, un módulo de software que trabaja con el programa principal, que contiene todo lo necesario para el diseño de una estructura específica.

El uso de estos módulos le permite reducir el tiempo de diseño incluso más que cuando se trabaja con solo uno CANALLA -kernel, y al mismo tiempo no sobrecarga el programa principal con funciones innecesarias. El programa principal sirve como núcleo sobre el que se basan los módulos auxiliares.

Casi todos los sistemas CAD modernos ofrecen soluciones de diseño de moldes. Los complejos resultantes para la preparación de la fabricación de moldes – núcleo- CANALLA y un módulo de software que contiene funciones especiales para ayudar en el proceso de diseño del molde, se utilizan ampliamente tanto en el extranjero como en nuestro país.

Sin embargo, el nivel de automatización y participación del usuario en el proceso de diseño del molde varía significativamente en algunos casos.

Se trata de soluciones inteligentes para el ciclo de vida del producto y la gestión de la producción. Las soluciones de Siemens PLM Software ayudan a los fabricantes a optimizar los procesos de fabricación digital y realizar innovaciones.

Historia 1: El negocio Telcam aumenta gracias al nuevo sistema CAM

CompañíaTelsmith, Cª. hy tres meses y medio con la ayudaNX LEVA desarrolló más programas CNC que en 9 meses con el sistema anterior.

Construyendo máquinas gigantes

Telsmith, Inc. se fundó hace más de 100 años y se especializó en el desarrollo de nuevos equipos de trituración de rocas para plantas de trituración y cribado. Hoy en día, Telsmith se mantiene fiel a su herencia y ofrece nuevas trituradoras y cribas para satisfacer las crecientes demandas de la industria minera moderna. En 1987, Telsmith fue adquirida por Astec Industries, un líder reconocido en la industria del asfalto. Fue el negocio de Telsmith el que formó la base de la empresa que ahora se llama Astec Aggregate and Mining Group. Astec es ahora el mayor proveedor de equipos de trituración y cribado de América del Norte.

Una de las marcas principales de Telsmith se llama Iron Giant y los equipos producidos bajo esta marca hacen honor a este nombre. La altura de las trituradoras puede superar los 3 metros y su peso puede superar las 60 toneladas. La producción de estas gigantescas máquinas requiere centros de mecanizado de alta potencia. Por ejemplo, Telsmith utiliza un centro de mecanizado de mesa giratoria vertical que puede procesar piezas de hasta 2,7 metros de diámetro, hasta 2,5 metros de altura y un peso de hasta 45 toneladas. La empresa elimina más del 45 % del material original al fabricar algunas piezas, y el material original varía desde hierro fundido hasta acero estructural de grado 4140.

Debido a los altos precios de los metales y la debilidad del dólar, Telsmith tiene que luchar para mantener el crecimiento de su negocio. Desde una perspectiva de programación CNC, esto significa garantizar que cada centro de mecanizado funcione al máximo rendimiento. Al mismo tiempo, es necesario desarrollar nuevos programas para CNC en un plazo de tiempo cada vez más corto. "Necesito escribir programas más rápido y producir más programas que nunca", dice Michael Wier, desarrollador de programas CNC para el departamento de ingeniería industrial de Telsmith.

Desarrollo rápido, cambios rápidos

Los programadores de la empresa no podrían haberlo hecho sin el software NX™ de Siemens PLM Software. Al migrar de su sistema CAM anterior a NX CAM, Vier está haciendo mucho más trabajo del que antes podía hacer. "En los últimos tres meses y medio, he completado un volumen de trabajo utilizando NX que nos habría llevado nueve meses completar con nuestro sistema CAM anterior", dice Wier.

Según Vier, Telsmith eligió NX después de una revisión exhaustiva de casi todos los sistemas CAM del mercado. Se eligió la plataforma NX por varias razones. El principal criterio de selección fue el tiempo mínimo requerido para completar las operaciones en cada etapa de la programación de las máquinas CNC. "Cuando trabajo con NX, no tengo que esperar de 4 a 5 minutos antes de poder pasar al siguiente paso", dice Wier. "La potencia informática de este sistema es increíble".

Las tecnologías de sincronización ahorran mucho tiempo. Este enfoque directo para la creación de modelos geométricos se basa en características. Vier lo considera muy importante para realizar cambios en los modelos CAM. “Con la tecnología de sincronización, puedo manipular y cambiar directamente las características de los modelos. Esta es una de las mejores características de NX, afirma Vier. - Existen conexiones asociativas entre modelos y trayectorias de herramientas, gracias a las cuales al hacer correcciones no tengo que empezar de nuevo y reescribir el programa. Gracias a las tecnologías de sincronización, puedo realizar cambios rápidamente en la geometría y el código que escribo se adapta a esos cambios”.

La tecnología de modelado de trayectoria de NX también ahorra mucho tiempo. Elimina errores que de otro modo sólo se detectarían en la máquina. "No puedo cometer un error de programación que pueda dañar la pieza", dice Wier. "Con el modelado NX, puedo ver estos errores en el modelo 3D antes de que los encontremos en la realidad".

Telsmith clasifica sus máquinas según la dificultad de programarlas y utiliza una fórmula especial para calcular la productividad del programador.

"La fórmula tiene en cuenta que es más fácil escribir programas para máquinas más sencillas", explica Wier. "Mi calificación de programador que usa NX CAM es entre un 225% y un 193% más alta que la de los programadores que usan otros sistemas CAM".

Optimización del rendimiento de la máquina

Para Telsmith es muy importante que las máquinas funcionen con la máxima eficiencia y la empresa valora enormemente el soporte técnico de Siemens. "Puedo llamarles en cualquier momento y solucionarán mi problema", afirma Vier. - No tengo que esperar unos días. En este caso, verdaderos expertos brindan apoyo. No sólo resuelven mis problemas, sino que también pueden aportar nuevas ideas. Los especialistas de soporte de Siemens me brindan toda la información que necesito para tener una experiencia agradable y exitosa”.

Telsmith utiliza controladores Siemens 840D en todas las máquinas nuevas. "Los controladores Siemens 840D nos brindan la flexibilidad de hacer realidad todas nuestras ideas", dice Vier. La empresa procesa con frecuencia piezas de gran tamaño y es importante garantizar un desgaste mínimo de las máquinas y herramientas de mecanizado, dado que el mecanizado suele realizarse a altas velocidades. El sistema NX CAM proporciona soporte avanzado para el mecanizado de alta velocidad y ofrece técnicas para evitar la sobrecarga de herramientas mediante tasas constantes de eliminación de material y herramientas trocoidales automáticas.

El ahorro de tiempo logrado con el sistema NX CAM de Telsmith no se mide en minutos ni en horas. "Uno de los beneficios de la nueva solución es que tenemos confianza en los resultados de nuestros programas y sabemos que no habrá problemas para ejecutarlos en el taller", comenta Vier. "Medimos el ahorro de tiempo no en minutos u horas, sino en el número de turnos".

Historia 2. Acelerar los servicios de consultoría y diseño de formularios

CANALLA- YLEVA-sistemasNX™ combinado con el controladorSINUMÉRICO 840 Dayudar a la empresamejillones Mirplex Reducir el tiempo de desarrollo de formularios en un 35%.

La experiencia en diseño de moldes es una gran ventaja.Mirplex

Moules Mirplex Inc. (Mirplex Molds Inc.) tiene más de 25 años de experiencia en la fabricación de moldes y mecanizado de precisión. Los clientes de Mirplex operan en una amplia gama de industrias: deportes y actividades al aire libre, productos farmacéuticos y comercio minorista. El tamaño de los moldes que diseña la empresa varía mucho, desde pequeños moldes para tapas de botellas hasta moldes gigantes que pesan hasta 15 toneladas por lado (se utilizan para atracciones). Mirplex produce los siguientes tipos de moldes: moldes de cavidades múltiples, moldes de canal caliente, moldes deslizantes y de levas, moldes de inyección de gas, moldes de inyección y moldes de aleaciones de aluminio.

Desde que compró su primer centro de mecanizado CNC en 1987, Mirplex ha ampliado continuamente sus capacidades de mecanizado CNC para servir mejor a sus clientes. Entonces, en 2002, se compró una grúa puente de 15 toneladas y un centro de mecanizado de alta velocidad Huron. A lo largo de los años, la empresa ha ganado una sólida reputación en el mercado y muchos clientes invitan a Mirplex a realizar consultoría de diseño. Pero a pesar de esto, la empresa siempre se ve obligada a operar con plazos de entrega extremadamente ajustados y competencia global. "Necesitamos encontrar formas de acelerar el desarrollo de moldes para estar un paso por delante de los competidores extranjeros", afirma Pascal Lachance, ingeniero mecánico y diseñador de moldes de Mirplex.

Un caso convincente para la tecnología de piezas PLM de SiemensSoftware

Mirplex utiliza el software NX para desarrollar sus productos y la tecnología de control numérico por computadora (CNC) SINUMERIK de Siemens PLM Software para diseñar rápidamente moldes que cumplan con los requisitos de calidad y precisión del cliente. Mirplex había utilizado anteriormente el software I-deas™ y consideró varias opciones alternativas antes de implementar la nueva solución. Eligió NX por la perfecta integración de los sistemas CAD y CAM de NX, la disponibilidad de la herramienta NX Mold Design y la capacidad de recibir soporte técnico en su idioma nativo. Otros beneficios de NX fueron la capacidad de crear grandes ensamblajes digitales necesarios para algunos moldes, así como soporte nativo para el controlador Siemens SINUMERIK 840D, que Mirplex utiliza para ejecutar el centro de mecanizado de alta velocidad Huron. "El controlador 840D ayuda a cumplir los requisitos de procesamiento de moldes y matrices más exigentes con sus capacidades de corte de alta velocidad", añade Lachance.

NX permite el diseño de moldes y la selección de trayectorias de herramientas simultáneamente. Mientras Lachance comienza a diseñar el molde, su colega, el programador CNC Eric Boucher, comienza a programar en el sistema NX CAM. Aunque el cliente realiza muchos cambios de diseño, esto no es imposible porque realizar cambios en la geometría del modelo es muy fácil en NX. “Nuestro problema es que los diseños que nos entregan los clientes nunca están completos al 100%”, explica Lachance. - Antes de moldear, realizamos algunas modificaciones por nuestra parte. NX nos brinda la capacidad de cambiar el modelo de manera flexible utilizando herramientas poderosas como el modelado de superficies”.

Ahorra tiempo en todos los frentes

Lachance estima que el diseño de moldes lleva un 25 % menos de tiempo con NX, en parte porque ahora lleva un 40 % menos de tiempo implementar los cambios de diseño del cliente. La herramienta NX Mold Design también ayuda a ahorrar tiempo. "NX Mold Design ayudó a estandarizar nuestros procesos", dice Lachance. "Ahora tenemos una biblioteca de componentes que podemos reutilizar, como bandejas de moldes". Al empezar el trabajo, el molde ya está medio listo”. Normalmente, los diseñadores de Mirplex utilizan un formato especial Parasolid ®. "NX también es más adecuado para trabajar con este formato", afirma Lachance. "Los traductores están integrados en NX y trabajan con tanta rapidez y precisión que no necesitamos perder tiempo uniendo superficies".

La integración entre NX CAD y NX CAM facilita la actualización de los modelos CAM después de realizar cambios de diseño. Boucher estima que los cambios de diseño ahora se pueden realizar un 50% más rápido que lo que antes podía hacer NX, porque ya no es necesario reasignar los mapeos de superficie. También descubrió que, en general, era más fácil trabajar con NX CAM debido a su capacidad para utilizar operaciones de arrastrar y soltar para definir flujos de trabajo. El uso de plantillas también permite aumentar la tasa de reutilización de la información. Esta capacidad de utilizar datos existentes, combinada con el hecho de que la programación puede comenzar antes y los cambios pueden implementarse más rápidamente, ha acelerado la generación de trayectorias en un 20 %. Boucher señala: "Es fácil trabajar con NX CAM porque podemos rastrear y reutilizar nuestro conocimiento de mecanizado a través de plantillas".

“En general, con NX podemos reducir en un 35 % el tiempo que lleva entregar los formularios a los clientes de Mirplex. El rápido ciclo de desarrollo de productos combinado con la rica experiencia de la empresa la hace más competitiva en el mercado global. Vendemos nuestra experiencia”, afirma Lachance. - La transición a NX definitivamente simplificó y sistematizó nuestros métodos de trabajo con sistemas CAD y CAM. Seguimos trabajando estrechamente con Siemens PLM Software y nos esforzamos por mejorar aún más nuestras tecnologías de mecanizado y fabricación de piezas”. A través de esta iniciativa, los socios y clientes de Siemens PLM Software están creando las mejores soluciones de su clase que mejoran la integración de CAM y CNC, ayudan a simular y optimizar el mecanizado, sincronizar los procesos de fabricación y planificación y mejorar la eficiencia general de los costos de fabricación.

Moules Mirplex desea agradecer al departamento de ingeniería de BRP y a Plastic Age Products Inc. por su ayuda en la implementación exitosa de este ambicioso proyecto.

Historia 3. Introducción de tecnologías innovadoras para aumentar la precisión de las máquinas herramienta.

Solución completa para el desarrollo de productos desdesiemens PLM Softwaresimplifica el diseño de grandes fresadoras en la empresafooke.

Fresadoras únicas

Fooke GmbH fue fundada como una empresa familiar y ahora se enorgullece de su tradición centenaria. La empresa ha encontrado un nicho en la industria de las máquinas herramienta que los proveedores de Europa, India, China y EE. UU. no pueden igualar: fresadoras muy grandes, personalizadas según las necesidades del cliente y entregadas como una única solución completa. El sistema incluye no sólo la máquina en sí, sino también dispositivos para fijar piezas y herramientas de procesamiento, así como programas de medición y programas CNC. Estas máquinas pueden fresar estructuras de rieles de aluminio de hasta 30 metros de longitud, realizar mecanizados de alta precisión de colas verticales, crear revestimientos de aluminio o plástico reforzado con fibra de vidrio y carbono mediante mecanizado de alta precisión, realizar fresados ​​de alta velocidad de modelos para el industria automotriz y realizar una variedad de aplicaciones especializadas.

La demanda de este tipo de máquinas en todo el mundo crece constantemente, pero los requisitos técnicos para ellas son cada vez mayores. Por ello, esta innovadora empresa, que emplea aproximadamente a 170 empleados, decidió mejorar su proceso de desarrollo. En particular, la dirección quería que los empleados de diferentes departamentos aprendieran a trabajar de forma más eficaz como parte de equipos de proyecto. La empresa también buscó combinar sistemas y componentes informáticos dispares (fresadora de cinco ejes de alta velocidad, dispositivo de sujeción, programas CNC, programas de medición y documentación completa para su implementación en todo el mundo) en una solución completa para el cliente. Los clientes no sólo requieren equipos de producción duraderos, sino también servicios posventa integrales y de alta calidad: modernización, ampliación, mantenimiento y reparaciones en garantía.

Un sistema integrado es la solución ideal

En 2004, la empresa comenzó a buscar un diseño tridimensional asistido por computadora (CAD) para sus 15 ingenieros de diseño, así como un módulo de ingeniería asistida por computadora (CAM) que admitiera el mecanizado de cinco ejes de alta velocidad. "Estudiamos todos los sistemas más conocidos del mercado", afirma Hans-Jürgen Pierick, quien como jefe del equipo de diseño asistido por ordenador coordinó el proceso de selección del sistema. "Para elegir uno de los cinco sistemas CAD, los empleados de la empresa participaron en negociaciones, instalaron versiones de prueba y presenciaron demostraciones de soluciones".

Fooke seleccionó una solución integrada de gestión del ciclo de vida del producto (PLM) de Siemens PLM Software. Sus componentes incluían los sistemas NX™, NX CAM, NX™ Nastran® y Teamcenter®. Además, la empresa implementó el kernel CNC virtual VNCK para simular el funcionamiento del controlador CNC Siemens 840 D. "Este sistema único estaba enfocado a resolver problemas específicos y era ideal para nosotros", dice Pierik.

Los beneficios de esta solución se hicieron evidentes durante la implementación piloto. La integración de sistemas CAD y CAM resolvió problemas de compatibilidad y conversión y ahorró muchas horas de tiempo. Y la presencia de un único “lenguaje” (Teamcenter) mejoró la calidad de la colaboración entre diferentes departamentos.

Las innovaciones en la industria de la máquina herramienta se están haciendo realidad

Desde 2006, todas las nuevas máquinas Fooke se han diseñado íntegramente sobre la plataforma Siemens PLM Software. Las ventajas para los usuarios finales se aplican especialmente a la fresadora de pórtico superior con accionamiento lineal ENDURA 900LINEAR y a la fresadora de columna móvil ENDURA 1000LINEAR. La nueva generación de estas máquinas utiliza un pórtico superior móvil. El uso del análisis de elementos finitos (FEA) durante el proceso de diseño ayudó a crear un portal más rígido, confiable y preciso.

Máquinas de este tipo se utilizan para fresar en cinco ejes la piel exterior del avión de pasajeros Superjet 100, hecha de láminas de aluminio (AlMg3) de 1,5 milímetros de espesor. El portal puede moverse 7 metros a lo largo del eje X, 3,5 metros a lo largo del eje Y y 1,5 metros a lo largo del eje Z. El eje A puede girar de +120 a -95 grados y el eje C puede girar +/-275 grados. El innovador dispositivo de sujeción utiliza 200 actuadores, cada uno equipado con una ventosa, y sus posiciones se pueden especificar mediante un programa CNC. La ubicación de las unidades individuales se especifica en el módulo CAM. La ubicación real de la pieza se determina mediante sensores de Renishaw.

Como sistema de control para todas estas tareas, el cliente eligió el Siemens 840 D. Las ventajas del Siemens 840 D se aplican no sólo al fresado de cinco ejes, sino también a las tareas especiales de medición de distancias, ajuste de referencias y posicionamiento de accionamiento. La plataforma CAM tiene sus propias ventajas adicionales. "NX incluye un sistema CAM robusto y abierto que se puede ampliar con programas escritos en Visual Studio.net para generar programas de medición y control para el Siemens 840 D", dice Klaus Harke, especialista en CNC de Fooke. "El siguiente paso es programar el mecanizado de contornos en cinco ejes".

El funcionamiento de todo el programa se puede simular utilizando el kernel virtual CNC VNCK, en el que se pueden configurar parámetros específicos de esta máquina en particular (por ejemplo, masa e inercia). Como resultado, por primera vez, los desarrolladores pueden probar la viabilidad conceptual de resolver un problema sin dañar piezas costosas.

Este proyecto demostró de forma especialmente clara las ventajas de la plataforma Siemens PLM Software. "La capacidad de programar una máquina en paralelo con el diseño del mecanizado ha reducido el tiempo total que lleva construir máquinas para los clientes", afirma Pierik. El modelado por computadora ha eliminado muchos de los riesgos asociados con las nuevas tecnologías de procesamiento. Además, los clientes han aumentado su confianza en la capacidad de Fooke para resolver problemas gracias a la oportunidad de familiarizarse con los modelos. La solución también simplificó la implementación de nuevas soluciones y la capacitación. Todas las etapas del ciclo de vida se implementan en una sola plataforma y, gracias a esto, Fooke resuelve con éxito todos los problemas de los clientes. Teamcenter se convierte en el vínculo entre todos los componentes: este sistema proporciona acceso instantáneo a toda la información del producto necesaria para su posterior adaptación, mantenimiento y reparación.

Una mayor expansión está en el horizonte

"La integración del sistema Siemens PLM Software nos aporta beneficios innegables", afirma Pierik. - Fooke hace todo lo posible para que sus clientes también lo sientan. Cada empresa manufacturera resuelve los problemas de los clientes utilizando su equipo de producción. La alta eficiencia de las máquinas Fooke es una importante ventaja competitiva que no debe subestimarse al comprar equipos de producción”.

Gracias a estas ventajas, el desarrollo de productos digitales está experimentando actualmente un rápido desarrollo. La empresa planea utilizar la función de visualización en Teamcenter para proporcionar información del producto a las personas involucradas en marketing y producción. Ahora que el proveedor de software de Fooke, UGS, se ha convertido en parte del holding Siemens y pasó a ser conocido como Siemens PLM Software, Fooke tendrá una solución única e integrada para resolver los problemas de producción internos y de los clientes.

NX Progressive Die Design - Módulo NX para diseñar troqueles progresivos

Al Dean

El diseño de troqueles secuenciales está estrechamente relacionado con otros procesos de preproducción, lo que se hace especialmente notorio cuando se realizan cambios. El autor del artículo, Al Dean, examinó un conjunto de herramientas NX especializadas de Siemens PLM Software para ayudar a afrontar esta compleja tarea.

En años recientes oh La mayor parte de la información publicada sobre el sistema NX, el buque insignia de Siemens, se ha centrado en HD-PLM y la tecnología síncrona, pero se ha dicho mucho menos sobre la larga tradición de uso del producto en tecnología de preproducción. Hoy en día, NX es un conjunto de sistemas CAD/CAM verdaderamente integrados que permiten a una empresa mover datos entre el diseño conceptual, la ingeniería y la fabricación, e incluye una amplia gama de tecnologías para la creación de herramientas, el desarrollo de programas CNC y más. La versión NX 7 ha ampliado significativamente las capacidades de diseño de troqueles secuenciales, y eso es lo que veremos en esta revisión.

Construcción de barridos

Como ocurre con cualquier herramienta de diseño de troqueles secuenciales, el punto de partida es la pieza que se está fabricando. Por regla general, se trata de piezas de forma compleja, de espesor constante y con muchos elementos obtenidos mediante doblado, corte y extrusión. Incluso en un nivel básico, está claro que las herramientas de modelado geométrico de Siemens ofrecen ventajas sobre muchos otros sistemas comunes.

El proceso de diseño de matrices secuenciales se realiza en orden inverso, comenzando con la forma final de la pieza, que se desenrolla secuencialmente hasta producir una pieza plana. Para lograr esta tarea, Siemens ha integrado en el sistema una variedad de herramientas que utilizan un procesador automático o, para casos más complejos, permiten al usuario desenrollar pliegues y perforaciones manualmente.

Con diferencia, las piezas más fáciles de desplegar son aquellas con líneas de plegado rectas y una geometría relativamente simple. Gracias a la tecnología síncrona, el sistema puede trabajar tanto con geometría propia como importada e identificar rápidamente todos los dobleces de la pieza. Luego, el usuario crea pasos de estampado y especifica el orden en el que se aplican a la tira en blanco. Cada etapa posterior está interconectada con la anterior, lo que le permite realizar cambios rápidamente.

Las piezas más complejas requieren la intervención del usuario, pero aquí es donde el poder del núcleo de geometría y las capacidades de simulación de NX vienen al rescate. Al diseñar un patrón plano o formas intermedias para una pieza estampada compleja, el usuario no solo debe analizar la geometría resultante (a partir de la cual se creará la pieza), sino también asegurarse de que no se acumule tensión innecesaria en el material de la hoja, y que no se produzca el peor de los casos: la rotura de la pieza. El sistema tiene muchas herramientas especializadas integradas para facilitar el análisis del proceso de formabilidad. Utilizan técnicas similares a FEM y les permiten crear formas de piezas de trabajo precisas y fabricables. De hecho, el sistema crea una malla a lo largo del plano medio de la pieza en cuestión (aunque la malla se puede aplicar tanto a la superficie exterior como a la interior). Luego se adapta la malla a la superficie ideal sobre la que se despliega la pieza. La malla permite seguir el grado de estiramiento del material y sirve como base para la simulación de estampado.

Flujo de trabajo: cómo crear un patrón plano de una pieza compleja Divida la pieza en áreas lineales y de forma libre. Definir precurvados lineales y tolerancias de recuperación elástica Utilizando un cálculo de un solo paso (herramientas de análisis de formabilidad CAE integradas), defina áreas intermedias y planas Modele transiciones entre secciones lineales y de forma libre Utilice tecnología sincrónica para refinar la forma de la pieza de trabajo, eliminando elementos innecesarios y ajustando las dimensiones del material. Establecer la secuencia de procesamiento

A continuación, el sistema calcula la transición de una forma de pieza a otra. Todo el proceso de cálculo se documenta mediante informes HTML, que capturan el proceso de toma de decisiones en el contexto adecuado.

Para muchas piezas, este enfoque (curvas rectas o superficies de forma libre) no es tan obvio y, en tales casos, el sistema permite a los usuarios combinar estas técnicas de modelado según sea necesario. Puede ser que una pieza requiera una operación de conformación compleja para completarse y el resto de la pieza se cree utilizando herramientas de plegado recto y otros elementos estructurales.

Una vez que se ha completado el diseño de los pasos de estampado, el siguiente paso es colocar de manera óptima los espacios en blanco en la tira alimentada a través del troquel. Es simple y requiere una intervención mínima del usuario, excepto para crear características únicas, como ranuras para la orientación correcta de las tiras y superposiciones y socavados para cortar tiras. En tiempos de austeridad, es sumamente importante utilizar el material de la forma más eficiente posible (o, en otras palabras, generar la mínima cantidad de residuos). El sistema muestra constantemente la tasa de utilización del material y la parte no utilizada de la pieza de trabajo se resalta en color. Así, el usuario, al cambiar la distancia entre las piezas de trabajo en la tira y reorganizar las etapas de estampado, logra el máximo rendimiento de piezas sin comprometer la calidad ni la capacidad de fabricación.

Diseño de bloque de matriz

El siguiente paso es diseñar el bloque de matriz. Como la mayoría de las aplicaciones modernas de diseño de moldes y matrices, las herramientas de NX Progressive Die Design se basan en catálogos de proveedores. Esto permite a los usuarios seleccionar rápidamente componentes estándar de proveedores seleccionados.

Si está involucrado en la producción de herramientas únicas, entonces tiene toda la funcionalidad de modelado de NX a su servicio. Sin embargo, perfeccionar los modelos existentes parece ser más eficaz, ya que se preserva la inteligencia contenida en ellos. Además del catálogo de placas de estampado, el sistema cuenta con una biblioteca completa de componentes que describen métodos para obtener los sujetadores necesarios, por ejemplo, mediante perforación o roscado. Después de colocar los sujetadores, puede proceder a crear la geometría de formación, que produce la pieza deseada.

La secuencia de operaciones está diseñada y simulada para verificar la exactitud del plan del tecnólogo.

En esta etapa es importante el hecho de que el usuario esté trabajando con un modelo inteligente. Aunque los tecnólogos experimentados tienen una buena idea de dónde pueden chocar las piezas de las herramientas, no se puede obtener una imagen precisa hasta que se construyan una variedad de insertos de punzonado, doblado y conformado. NX proporciona operaciones basadas en plantillas para crear dichas funciones. Estas operaciones incluyen: seleccionar las superficies que componen un recorte o elemento formador, extender estas superficies y crear un vástago, así como otras partes adicionales (como soportes, pendientes, pestañas, etc.), y luego recortes o cavidades asociadas. Esto incluso agregará un pequeño espacio para garantizar que los insertos de matriz se puedan quitar si es necesario y que los insertos individuales se puedan ensamblar en una sola unidad. También están disponibles muchas otras funciones.

Siempre que es posible, estos elementos se reutilizan en diferentes operaciones. Por ejemplo, si se perforan los mismos agujeros u otros cortes en una pieza, se pueden copiar y reutilizar, manteniendo al mismo tiempo una conexión con los datos originales. Esta es quizás la mayor ventaja de sistemas como NX Progressive Die Design. Cuando se trabaja tanto con su propia geometría como con la “muerta” importada, todo el trabajo posterior se vuelve asociativo. Realizar cambios y modificaciones se simplifica enormemente. Además, los datos se pueden reutilizar en futuros proyectos.

En producción

Debido a que esta solución se basa en la plataforma NX, sus herramientas le permiten utilizar capacidades adicionales del sistema. Un gran ejemplo de esto es la simulación cinemática. Ayuda a verificar que las diferentes piezas de un conjunto no colisionen ni se crucen y que el troquel en su conjunto funcione correctamente. Por supuesto, una vez que se completa el diseño de la matriz y se eliminan todas las inconsistencias, la siguiente etapa es la preparación para la producción.

En primer lugar, se trata de la generación de trayectorias de herramientas para procesar matrices, punzones e insertos. NX tiene una reputación envidiable como sistema CAM y tiene muchas ventajas no sólo en la producción de placas mediante taladrado, fresado y electroerosión, sino también en la creación de insertos. Las plaquitas suelen tener formas complejas que requieren mecanizado en 5 ejes para reproducirse con éxito y eficiencia. Además de las consideraciones tecnológicas, cabe señalar que existe una amplia selección de herramientas para desarrollar la documentación del sello, no sólo desde el punto de vista tecnológico, sino también para describir los procesos de montaje, instalación y mantenimiento del sello.

Gestión inteligente del cambio

Estamos acostumbrados a que realizar cambios es una parte integral del proceso de trabajo: es una realidad y una actividad que ocupa una parte considerable del tiempo de trabajo de un ingeniero. Sin embargo, al diseñar herramientas de troquelado, realizar cambios se convierte en una pesadilla si el sistema en uso no puede realizar la tarea de manera efectiva. Las herramientas de cambio están integradas en NX para que se puedan realizar cambios en las primeras etapas de un proyecto, comenzando con una solicitud de cotización de sello. El costo de los troqueles estándar se estima aproximadamente en función de la complejidad del equipo, pero para el proveedor esto, por regla general, conduce a una caída en el margen de beneficio del producto fabricado con el troquel. Esta situación se convierte en un completo dolor de cabeza.

Si ha subestimado el costo de las herramientas, por ejemplo, como resultado de un cálculo incorrecto del número de etapas de conformado y la productividad de la matriz, entonces existe una alta probabilidad de recibir un precio incorrecto por el producto fabricado. Aunque una pieza pueda parecer sencilla de fabricar, un técnico experimentado le dirá que los errores simples son los más costosos y, en el desafiante entorno económico actual, el costo de dicho error puede ser prohibitivo.

Debido a que las unidades de utillaje se construyen en base a la geometría de la pieza a fabricar desarrollando y especificando las etapas de conformación, y este proceso se completa en muy poco tiempo, el sistema brinda una oportunidad real de evaluar el proceso de fabricación de la pieza. sello y otras partes en un período de tiempo durante el cual muchos otros usuarios solo pueden construir un desarrollo. Ahora, al tener información mucho más completa sobre la complejidad del problema que se está resolviendo, podemos nombrar razonablemente un precio competitivo sin hacer suposiciones ni dar estimaciones aproximadas.

Desde la cotización de pedidos hasta la preparación de la producción, las herramientas NX le permiten optimizar el diseño de troqueles con alta eficiencia. Debido a que toda la geometría está vinculada a la pieza original y sus pasos de producción, el sistema brinda a los usuarios la capacidad de intercambiar pasos, dobleces y punzones para no solo lograr la forma deseada, sino también lograr el uso más eficiente del material y garantizar una operación confiable de el dado durante la vida del dado. .

Conclusión

El módulo Progressive Die Design para NX es un excelente ejemplo de combinación de una potente plataforma de modelado con una amplia gama de herramientas especializadas de alta gama. El diseño de utillaje para troqueles es un proceso muy complejo tanto desde el punto de vista del diseño del producto (troquel) como de la fabricación de sus componentes. En la situación económica más difícil, la capacidad no sólo de fijar el precio, sino también de entregar el producto terminado en poco tiempo se convierte en una necesidad absoluta.

Si necesita una herramienta de este tipo, lo más probable es que esté trabajando como subcontratista, lo que empeora aún más la situación. Se requiere minimizar el desperdicio de material, poder realizar cambios en el diseño del troquel al cambiar la pieza que se fabrica y también tener confianza en que el proyecto será rentable y cumplirá con las expectativas del cliente. Por supuesto, todo lo dicho también es válido para quienes desarrollan equipos para las necesidades internas de la empresa.

En general, Siemens PLM Software ha logrado crear un entorno que enfatiza el conocimiento especializado y la automatización. Este entorno proporciona un rico conjunto de herramientas para construir piezas utilizando la geometría existente con la creación de desarrollos y etapas de conformación, diseño de equipos de troqueles y tecnología de fabricación, y todo esto se hace en el menor tiempo posible. Pero incluso en este proceso automatizado ideal hay un lugar para el ingeniero de procesos, que puede optimizar y reutilizar los datos si es necesario. ¿Es posible desear algo más?