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Es una disciplina que estudia el uso de sistemas
informáticos como herramienta de soporte en todos
los procesos involucrados en el diseño y la
fabricación de cualquier tipo de producto.
CAD/CAM
El Diseño y la fabricación asistidos por ordenador

CAD
Diseño Asistido por Computadora.
Es la tecnología implicada en el uso de ordenadores para
realizar tareas de creación, modificación, análisis y
optimización de un diseño.

Las herramientas de CAD abarcan desde herramientas
de modelado geométrico hasta aplicaciones a medida
para el análisis u optimización de un producto especifico.
Entre estos dos extremos se encuentran herramientas
de modelado y análisis de tolerancias, calculo de
propiedades físicas (masa, volumen, momentos, etc.),
modelado y análisis de elementos finitos, ensamblado,
etc. La función principal en estas herramientas es la
definición de la geometría del diseño

CAM
Manufactura Asistida por Computadora
Se define como el uso de sistemas informáticos para la
planificación, gestión y control de las operaciones de una
planta de fabricación mediante una interfaz directa o
indirecta entre el sistema informático y los recursos de
producción.

Las aplicaciones del CAM se dividen en dos categorías:
• Interfaz directa:
Son aplicaciones en las que el ordenador se
conecta directamente con el proceso de
producción para monitorizar su actividad y
realizar tareas de supervisión y control.

Así pues estas aplicaciones se dividen en dos grupos:
• Supervisión
• Control

• Interfaz indirecta:
Se trata de aplicaciones en las que el
ordenador se utiliza como herramienta
de ayuda para la fabricación, pero en
las que no existe una conexión directa
con el proceso de producción.

Técnicas mas utilizadas en la fase de
fabricación
• Control Numérico
• Programación de Robots

Planificación de Procesos
Tarea clave
Automatización

CAD/CAM en el Proceso de
Diseño y Fabricación
El CAD/CAM se utiliza de distintas formas,
para producción de dibujos y diseño de
documentos, animación por computador,
análisis de ingeniería, control de
procesos, control de calidad, etc.

Características de los Productos debido
al uso de CAD/CAM
Calidad
Costo
Tiempo de Diseño
Tiempo de Producción

Definición de modelo geométrico
Definición del traductor
Modelado Geométrico
Algoritmos de Interface
Generación de Planos y Detalles
Documentación
El Proceso CAD
(Proceso de Diseño)
Algoritmos de Análisis
Al Proceso CAM
Cambios en
el Diseño

Modelado Geométrico
Algoritmos de Interface
Planificación de Proceso
Programación de
Control Numérico
Inspección
Ensamblado
Embalaje
El Proceso CAM
(Proceso de Fabricación)
A Distribución

FASE DE DISEÑO HERRAMIENTAS CAD REQUERIDAS
Conceptualización del
diseño
Herramientas de modelado geométrico
Modelado del diseño y
simulación
Las anteriores mas herramientas de animación,
ensamblaje y aplicaciones de modelado
especificas
Análisis del diseño Aplicaciones de análisis generales (FEM),
aplicaciones a medida
Optimización del diseño Aplicaciones a medida, optimización estructural
Evaluación del diseño Herramientas de acotación, tolerancias, listas de
materiales
Informes y
Documentación
Herramientas de dibujo de planos y detalles,
imágenes color
Herramientas CAD para el proceso de diseño

FASE DE FABRICACIÓN HERRAMIENTAS CAM REQUERIDAS
Planificación de procesos Herramientas CAPP, análisis de costos,
especificaciones de materiales y herramientas
Mecanizado de Piezas Programación de control numérico
Inspección Aplicaciones de inspección
Ensamblaje Simulación y programación de robots
Herramientas CAM para el proceso de fabricación

Un ordenador ocupa una habitación y cuesta cientos de millones.
Primera pantalla gráfica en el MIT
Concepto de programación de control numérico.
Primeras máquinas herramienta.
Cada compañía desarrolla su propio y peculiar sistema de CAD (GM).
Años 50 y 60
DESARROLLO HISTORICO

Años 70
Los minicomputadores son cabinas y cuestan unos pocos millones
CAD Dibujo Asistido por Computadora.
Aparecen los primeros sistemas 3D (prototipos)
Potencia de los sistemas limitada
modelado de elementos finitos, control numérico
Aparecen empresas como Computervision o Applicon
Celebración del primer SIGGRAPH y aparición de IGES

Principios 80
Incremento de potencia (32 bits).
Se extiende la funcionalidad de las aplicaciones CAD.
Superficies complejas y modelado sólido.
Los sistemas de CAD son caros todavía.
Se incrementa el interés en el modelado 3D frente al dibujo 2D.

Principios 90
Automatización completa procesos industriales
Integración técnicas diseño, análisis, simulación y fabricación
Tecnología de supervivencia
Estaciones PC
Nuevas funcionalidades: modelado sólido, paramétrico, restricciones

Finales 90 - Siglo XXI
Internet e Intranets lo conectan todo
El precio del Hardware cae
La potencia aumenta
Gran cantidad de aplicaciones
Se impone el PC

Componentes del CAD/CAM
Base de
Datos

Modelado geométrico:
Se ocupa del estudio de
métodos de representación de
entidades geométricas.
Existen tres tipos de modelos:
alámbricos, de superficies y
sólidos, y su uso depende del
objeto a modelar y la finalidad
para la que se construya
el modelo.

Técnicas de visualización:
Son esenciales para la generación de imágenes del modelo.
Los algoritmos usados dependerán del tipo de modelo, abarcando desde
simples técnicas de dibujo 2D para el esquema de un circuito eléctrico, hasta
una visualización realista.
COMPONENTES DEL CAD/CAM

Técnicas de interacción grafica:
Son el soporte de la entrada de
información geométrica del
sistema de diseño.
Entre ellas, las técnicas de
posicionamiento y selección
tienen una especial relevancia.
Las técnicas de posicionamiento
se utilizan para la introducción
de coordenadas 2D o 3D.

Interfaz de usuario:
Uno de los aspectos más importantes de una aplicación
CAD/CAM es su interfaz.

Base de datos:
Es el soporte para almacenar
toda la información del modelo,
desde los datos de diseño, los
resultados de los análisis que se
realicen y la información de
fabricación.

Métodos numéricos:
Son la base de los métodos de
calculo empleados para realizar
las aplicaciones de análisis y
simulación típicas de los
sistemas de CAD/CAM.

Conceptos de fabricación:
Referentes a máquinas, herramientas
así como materiales, necesarios para
entender y manejar ciertas
aplicaciones de fabricación y en
especial la programación de control
numérico.

Conceptos de comunicaciones:
Necesarios para interconectar
todos los sistemas, dispositivos
y máquinas de un sistema
CAD/CAM.

El CAD/CAM desde el
punto de vista industrial

Históricamente, el CAD/CAM es una tecnología, (tanto
hardware como software) guiada por la industria. Las
industrias aeroespacial, de automotriz y naval,
principalmente, han contribuido al desarrollo de estas
técnicas. Por lo tanto, el conocimiento de como se
aplican la técnicas CAD/CAM en la industria es
fundamental para la comprensión de las mismas.

La mayoría de las aplicaciones incluyen diferentes
módulos entre los que están modelado geométrico,
herramientas de análisis, de fabricación y módulos
de programación que permiten personalizar el
sistema.

HERRAMIENTAS DE MODELADO
GEOMETRICO
Las herramientas de modelado geométrico realizan
funciones tales como:
• Transformaciones geométricas
• Planos y documentación
• Sombreado
• Coloreado
• Uso de niveles

Las herramientas de análisis incluyen cálculos de:
• Masas
• Análisis por elementos finitos
• Análisis de tolerancias
• Modelado de mecanismos
• Detección de colisiones
HERRAMIENTAS DE MODELADO
GEOMETRICO

Aplicaciones del CAM
En algunas ocasiones, estas aplicaciones no cubren
las necesidades especificas de un determinado
trabajo, en cuyo caso se pueden utilizar las
herramientas de programación para suplir estas
carencias.

Una vez que el modelado se completa, se realizan
los planos y la documentación con lo que el
trabajo queda listo para pasar a la fase de CAM en
la que se realizan operaciones tales como
planificación de procesos, generación y
verificación de trayectorias de herramientas,
inspección y ensamblaje.

CAD/CA
M
en el
Entorno
Industrial

El diseño y la fabricación asistidos por computadora
han alcanzado actualmente un gran nivel de desarrollo
e implantación, y se han convertido en una necesidad
esencial para la supervivencia de las empresas en un
mercado cada vez más competitivo.
Situación actual y perspectivas
Calidad
Costo
Tiempos

Las herramientas CAD/CAM han
tenido un auge espectacular,
extendiéndose su uso a la practica
totalidad de las áreas industriales.
Ante este panorama
Para ver la situación actual y las perspectivas, a
continuación se presentan un breve estudio de los
campos de aplicación más importantes de las
herramientas CAD/CAM.

Es el campo donde más uso se he hecho
tradicionalmente, fomentado sobre todo por la
industria automovilística y aeroespacial que han
llevado la iniciativa de la tecnología CAD/CAM.
Mecánica

Las aplicaciones más habituales del CAD/CAM
mecánico incluyen:
 Librerías de piezas mecánicas normalizadas
Simulación de moldes
Análisis por elementos finitos.
Fabricación rápida de prototipos.
Generación y simulación de programas de control
numérico.
Generación y simulación de programación de robots.
Planificación de procesos.
Traductores de formatos neutros (IGES, STEP).

Ejemplo
Análisis de Elemento Finito

Arquitectura e Ingeniería Civil
Las aplicaciones más habituales del CAD/CAM relacionado
con la arquitectura y la ingeniería civil son:
 Librerías de elementos de construcción normalizados
 Diseño arquitectónico.
 Diseño de interiores.
 Diseño de obra civil
 Cálculo de estructuras.
 Mediciones y presupuestos.
 Planificación de procesos.

Las aplicaciones más habituales del CAD/CAM
relacionado con la Ingeniería Eléctrica y electrónica son:
Ingeniería Eléctrica y electrónica
 Librerías de componentes normalizados.
 Diseño de circuitos integrados.
 Diseño de placas de circuito impreso
 Diseño de instalaciones eléctricas.
 Análisis, verificación y simulación de los diseños.
Programación de control numérico para el
mecanizado o montaje de placas.

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