Gemelos digitales para el proceso de mecanizado

Los gemelos digitales están insuflando vida e innovación en cada vez más áreas de fabricación, así como resolviendo desafíos para talleres mecánicos de todos los tamaños. Con la escasez de mano de obra calificada y un esfuerzo continuo para reubicar la fabricación de alta tecnología en los EE. UU., los gemelos digitales tienen mucho que ofrecer. La digitalización de la máquina y el proceso crea una comprensión profunda del CNC, los programas, el proceso, las herramientas y la configuración.

Además, con el aumento de la competencia, las tiendas deberán aumentar y optimizar sus operaciones mediante la creación de mayores eficiencias. La digitalización de los procesos de fabricación tradicionales tiene el potencial de hacer que las operaciones sean más eficientes al probar los procesos de producción en el mundo virtual.

Finalmente, el enemigo de la rentabilidad es la incertidumbre, y con el estado actual de una economía globalizada, la incertidumbre es casi una garantía. Una buena gestión, a través de gemelos digitales, puede ayudar a protegerse contra contratiempos y poner en marcha medidas que maximicen su productividad.

Comprender los gemelos digitales

Un gemelo digital de una máquina herramienta es una representación virtual de la máquina conectada con un control virtual alimentado con datos de configuración del mundo real. Esto lleva la simulación basada en modelos y paramétricos a un nuevo nivel porque se pueden optimizar y probar configuraciones de máquinas herramienta con mayor precisión que nunca.

Por lo general, los sistemas CAM y los posprocesadores no tienen ningún conocimiento directo de la máquina, como la cinemática, los códigos G disponibles o si alguien cambia los parámetros. La simulación basada en CAM o los paquetes generales de simulación de código G no pueden mostrar cómo esos cambios afectarán el programa o el tiempo de ciclo porque no hay un gemelo digital del CNC o comunicación directa con el controlador de máquina específico.

Los procesos manuales generalmente se usan para configurar CAM o simulación de código G, por lo que en muchos casos el programa no está optimizado para la máquina individual o el programa no aprovecha muchas funciones de programación modernas. Es posible que el programa ni siquiera se ejecute en la máquina de destino.

Otro problema al que se enfrentan los talleres es que sus publicaciones y programas a menudo no están optimizados para las máquinas o las herramientas. Por ejemplo, el operador puede ejecutar herramientas con velocidades de avance más bajas, quizás debido a preocupaciones sobre el funcionamiento de la máquina a las velocidades de avance programadas. Esto se suma al tiempo perdido, la pérdida de productividad y la baja eficiencia.

Por otro lado, la virtualización puede permitir la interoperabilidad entre el CNC y el sistema CAM. Esto ayuda a publicar el programa en función de las características que admite el CNC y/o la máquina. Una vez que se publica el programa, se puede crear un entorno virtualizado más allá de la simple simulación porque la base utiliza la cinemática de la máquina y los parámetros CNC reales. La simulación de CAM y código G solo puede realizar las pruebas hasta cierto punto porque la PC no tiene conocimiento de la configuración del CNC. El uso de un gemelo digital para probar el CNC real y la configuración de la máquina reducirá en gran medida la posibilidad de error.

Los gemelos digitales también pueden ayudar a satisfacer la demanda de componentes más precisos suministrados a industrias de alta tecnología que requieren productos con altas tolerancias. A medida que el mecanizado se vuelve más complejo, es crucial contar con los procesos más eficientes. Muchos métodos tradicionales desperdician un tiempo de producción valioso, como los procedimientos de configuración que crean cuellos de botella porque las máquinas quedan fuera de producción. Los gemelos digitales permiten probar programas en un entorno virtualizado. El CNC virtual sigue con precisión las rutas de corte programadas reales y produce el tiempo de ciclo del mundo real. Cuando se conecta a una máquina virtualizada que coincide exactamente con la cinemática, el gemelo digital permite una verificación precisa sin interrumpir el proceso actual que está ejecutando la máquina. Además, probar el proceso en la oficina permite que la máquina siga funcionando.

Gemelos digitales para el desarrollo de la fuerza laboral

Debido a que los gemelos digitales son una réplica de una máquina herramienta, la capacitación en un gemelo digital es una herramienta invaluable para cerrar la brecha de habilidades CNC y enseñar los elementos esenciales del taller, como la programación de piezas y el funcionamiento de la máquina herramienta. Los gemelos digitales ofrecen a los usuarios una experiencia de mecanizado práctica y realista y capacitación sin sacar una máquina real de la producción.

Herramientas de digitalización para talleres de trabajo

FANUC America se asoció con ModuleWorks para desarrollar un software de desarrollo de la fuerza laboral, así como una nueva y sólida suite de programación de piezas, NC Reflection Studio, que ayuda a los talleres con la edición, simulación y verificación de programas de código G. Todo esto ofrece un arsenal de herramientas para crear maquinistas calificados y optimizar los talleres mecánicos. Esta digitalización de extremo a extremo realmente desbloqueará el poder de la Industria 4.0 para la industria CNC.

SME anuncia 2022 Sandra L. Bouckley destacados jóvenes ingenieros de fabricación

Los 22 galardonados de este año fueron seleccionados en función de sus diversos antecedentes de fabricación, avances/mejoras tecnológicas e investigación de vanguardia. El homónimo del premio de 2022 es la presidenta de SME de 2017, Sandra L. Bouckley, FSME, P.Eng., exdirectora ejecutiva de SME y exvicepresidenta de sistemas de fabricación, gestión de la cadena de suministro y lean en GKN Driveline Americas.

Si bien no se requiere membresía en SME para este reconocimiento, cada uno de los Ingenieros de Manufactura Jóvenes Sobresalientes de Sandra L. Bouckley de 2022 son parte de la comunidad de SME, habiendo sido miembros antes de su selección:

Bruno Azeredo, PhD, Universidad Estatal de Arizona, Tempe, Arizona.

Wen Chen, PhD, Universidad de Massachusetts Amherst, Amherst, Massachusetts.

Xu Chen, PhD, Universidad de Washington, Seattle

Nancy Diaz-Elsayed, PhD, Universidad del Sur de Florida, Condado de Hillsborough, Fla.

Amy Elliott, PhD, Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Oak Ridge, Tenn.

Thomas Feldhausen, PhD, Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Knoxville, Tenn.

Kelvin Fu, PhD, Universidad de Delaware, Newark, Del.

Michael Gomez, PhD, MSC Industrial Supply Co., Knoxville, Tenn.

Jinah Jang, PhD, Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang, Pohang, Corea del Sur

Bo Jin, PhD, Universidad del Sur de California, Los Ángeles

Venkata Charan Kantumuchu, Electrex Inc., Edmond, Oklahoma.

Geoff Karpa, Lockheed Martin Aeronautics Co., Fort Worth, Texas

Vipin Kumar, PhD, Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Knoxville, Tenn.

Megan McGovern, PhD, PE, investigación y desarrollo global de General Motors, Detroit

Laura Pahren, Procter &Gamble Co., Mason, Ohio

Kyle Saleeby, PhD, Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Knoxville, Tenn.

Ryan Sekol, PhD, investigación y desarrollo de General Motors, Warren, Michigan.

Xuan Song, PhD, Universidad de Iowa, Iowa City, Iowa

Peng "Edward" Wang, PhD, Universidad de Kentucky, Lexington, Ky.

Sarah Wolff, PhD, Universidad Texas A&M, College Station, Texas

Yang Yang, PhD, Universidad Estatal de San Diego, San Diego

Xiaowei Yue, PhD, Tecnología de Virginia, Blacksburg, Virginia.

SME ha destacado los logros de más de 470 jóvenes ingenieros de fabricación, y su impacto en la fabricación, durante más de cuatro décadas a través de este premio. SME recibirá nominaciones para el Premio a Jóvenes Ingenieros de Manufactura Sobresalientes 2023 antes del 1 de agosto en sme.org/oyme.