CAD-CAM-CAE

Uno de los grandes problemas que se encuentran en la integración entre el CAD y el CAPP (Computer Aided Process Planning) es la interpretación de la geometría que éste último necesita. La solución más factible es realizarla a través de Elementos Característicos, entendidos estos como patrones específicos a la aplicación destino.

En el mecanizado estos patrones reciben el nombre de Elementos Característicos de Mecanizado (ECMs) y son los que en definitiva determinan el Plan de Proceso en cuanto a operaciones, herramientas, máquinas a utilizar, etc. La forma de obtenerlos pasa por:

• Exigir al operario una identificación previa de cada ECM que encuentre en el modelo. Esta solución impregna al sistema de cierta subjetividad y falta de automatización.

• Forzar a un diseño basado en ECMs. Obliga al diseñador a tener conocimientos tecnológicos y a realizar un plan "a priori" para la pieza tratada, además impide el uso de un CAD genérico en el diseño.

• Reconocer ECMs a partir del modelo 3D de la pieza. Solución que no adolece de los problemas anteriores y sobre la que varios autores llevan tiempo trabajando [1] y perfeccionando [2].

Nuestro esfuerzo se ha centrado en establecer una estructura de datos e información que junto al desarrollo de unos algoritmos determinen que eliminación de ECMs dará como resultado la pieza acabada, sin descartar posibles variantes. La entrada al sistema es el modelo geométrico y topológico de la pieza a mecanizar en Brep (Boundary representation), según norma STEP.

El método que se propone reconstruye las herramientas que permiten el mecanizado de cada conjunto de superficies, identificando además cada conjunto con un ECM.

Para cumplir con este objetivo es necesario trabajar con ECMs más generales que los existentes, incluyendo a los clásicos: escalón, ranura, cajera, chaflán,...

En su funcionamiento el sistema tomará, de una en una, las superficies del modelo que deban ser mecanizadas. Para cada superficie se analizará que proceso (torneado, taladrado, fresado, limado,...) es aplicable.

En este análisis intervienen variables como el tipo de herramientas que el proceso puede emplear, la accesibilidad a la zona, los grados de libertad necesarios, etc. Con estas restricciones y manteniendo la compatibilidad con las superficies vecinas a la analizada, se reconstruirá el perfil teórico que debería tener la herramienta que lo mecanice.

Como resultado final tendremos el conjunto de ECMs que define la pieza desde el punto de vista del mecanizado, y asociado a cada ECM la forma de herramienta necesaria.

Este método para reconocer ECMs acerca el problema a la finalidad última: el mecanizado de la pieza, garantizando que si se encuentran las herramientas para todas las partes de la pieza a mecanizar esto será posible. Desmarcándose así de otras propuestas que tratan el problema a un nivel puramente algorítmico, olvidando aspectos tan importantes como la accesibilidad, la intersección de ECMs, y en definitiva la simple comprobación de la fabricabilidad.

[1] Joshi & Chang, "Graph based heuristics for recogniton of machined features from a 3-D solid model", CAD, nº 20, p. 58-66, 1988.

[2]Thien,"Lamina-based feature recognition & applications in manufacturing", Thesis, Heriot-Watt University, UK, 2000