El software de automatización con un kit de herramientas CNC incorporado permite un mayor rendimiento y opciones para la conectividad en la nube.Ya sea que diseñen nuevos sistemas o actualicen máquinas existentes en el campo, los ingenieros en entornos de fabricación se enfrentan a la presión de satisfacer las demandas de producción para un rendimiento y una eficiencia cada vez mayores.El tiempo de comercialización es más breve que nunca y el equipo está sujeto a mejoras continuas en su funcionamiento.Para lograr estos objetivos, los ingenieros pueden confiar en la simulación de máquinas a través del software de automatización basado en PC.Estas herramientas son útiles para enfrentar esos desafíos, al tiempo que brindan una variedad de beneficios adicionales, desde un mayor rendimiento hasta una vida útil más prolongada del equipo.Las soluciones de software de automatización abierta permiten programar todos los aspectos del funcionamiento de la máquina y proporcionan herramientas de simulación mediante la integración de plataformas como MATLAB®/Simulink®.Esta combinación mejora las herramientas de diseño proporcionadas por el software CNC y CAD 3D.Debido a la mayor capacidad de programación, la programación inicial es más eficaz y los ajustes posteriores son más sencillos de implementar.El código de control escalable se puede simular fuera del taller y luego transferirse directamente a un controlador basado en PC en el taller de fabricación, lo que conduce a modificaciones y actualizaciones más rápidas.La simulación corrige muchos problemas de producción sin perder tiempo ni materiales mediante la prueba y el error de forma virtual.Más allá de la máquina, el modelado de los ciclos de bus de campo y PLC conduce a una puesta en servicio y una reprogramación más efectivas de las máquinas de fabricación.Incluso después de poner en marcha una máquina nueva, estas herramientas pueden analizar los datos del proceso para mejorar el rendimiento con un tiempo de inactividad mínimo.Aunque los beneficios de la simulación de máquinas y controles tienen amplias implicaciones para los sistemas de fabricación, son sumamente claros para las máquinas CNC.Determinar cómo cortar una pieza con un CNC siempre requiere una consideración cuidadosa, ya sea con chorro de agua, plasma, láser u otra tecnología de corte.Los ingenieros determinan cómo transformar las piezas de trabajo en la forma deseada utilizando perfiles del software CAD y del software CNC, pero muchas variables, como el flujo de plasma excesivo o la intensidad del láser en esquinas o curvas, permanecen ocultas hasta el tiempo de ejecución.Las complejidades se multiplican para cada nuevo tipo de material, como cuando se cambia de láminas de aluminio a acero inoxidable.Los procesos de programación tradicionales son ineficientes y desperdician tiempo y material de ingeniería.Incluso después de que la máquina está en funcionamiento, a menudo requiere un ajuste fino para reducir el desperdicio a niveles aceptables.La simulación con software de automatización basado en PC y software de simulación de terceros, como MATLAB/Simulink, primero incorpora los modelos CAD y CNC existentes y los lleva más allá.Todos combinados, estos pueden proporcionar modelos CAD en 3D para visualizar problemas de corte, para que los ingenieros puedan corregirlos en el código.Como resultado, el software puede ejecutar una interpolación, comparar la interpolación de los ejes y determinar el vector adecuado en función del control de spline y las medidas precisas de una pieza terminada.Con esta información, las herramientas de simulación determinan las dimensiones exactas de la pieza en función de la trayectoria del eje y las velocidades definidas.Para una cuchilla de corte o un enrutador, el CNC luego "engaña" el eje de las cuchillas cuando gira en las esquinas para compensar cualquier desviación de la cuchilla.Para las máquinas de corte por láser, plasma y chorro de agua, el CNC regula la intensidad del cabezal de corte, disminuyéndolo al cortar esquinas y contornos para evitar un flujo excesivo y una concentración de calor.Esto no solo reduce los rechazos de piezas y los requisitos de acabado, sino que también mejora la precisión del corte y la eficiencia energética.Esto garantiza un mayor éxito al agregar una nueva máquina o trabajar con nuevos tipos de materiales, siempre que los ingenieros aprovechen los conjuntos de herramientas adecuados para el diseño y la puesta en marcha de máquinas virtuales.Las modernas tecnologías CAD, CNC y PLC son clave para el diseño de máquinas, pero deben converger en una plataforma universal para construir un único sistema eficaz.El control basado en PC proporciona la plataforma óptima para abarcar todas las áreas de automatización de máquinas.Una PC industrial (IPC) puede ejecutar todo el software para el control de la máquina junto con cualquier software que se ejecute en Windows.Elegir el mejor hardware y software es crucial, porque el entorno de ingeniería debe poder conectarse al software de simulación y al sistema de emulación o CAD 3D.El cumplimiento de estos requisitos permite la denominada simulación de software en el bucle de la secuencia prevista en una máquina o sistema para respaldar la puesta en marcha virtual.Con los entornos de MATLAB/Simulink, los ingenieros pueden diseñar y simular muchos aspectos de las nuevas aplicaciones, como este hexápodo y los algoritmos avanzados utilizados en el controlador de la máquina.Vincular el control de la máquina al modelo CAD de la máquina permite una simulación 3D completa de máquinas, sistemas y componentes instalados basados ​​en el controlador lógico y de movimiento real, lo que brinda una representación precisa de los procesos del mundo real.Este enlace se puede lograr mapeando relaciones complejas entre herramientas de hardware y software.Para configurar y parametrizar enlaces con facilidad, las cómodas funciones de arrastrar y soltar están disponibles en el software de simulación actual.Estas funciones hacen que tanto la puesta en servicio inicial como las futuras expansiones del sistema sean simples y convenientes.Además, estos tipos de conexiones de simulación de software en el bucle admiten la representación 3D de cada componente instalado, sus movimientos y cómo interactúa con otros componentes.Por ejemplo, este tipo de simulación puede predecir y prevenir posibles colisiones y estados críticos antes de que ocurran.Esto se suma a ajustes más matizados, como la calidad de la materia prima o la intensidad del láser.Sin embargo, incluso mejores resultados son posibles mediante la simulación de aspectos más fundamentales.Los ajustes minuciosos de los ejes de movimiento marcan diferencias clave en el rendimiento, la calidad de las piezas y la eficiencia energética, pero también es importante recordar los factores que determinan fundamentalmente el rendimiento de la máquina.A través de las mismas herramientas de software, los ingenieros también pueden simular el controlador de la máquina y el bus de campo o el sistema Ethernet industrial para llevar la programación más allá del taller.Esta capacidad de programación fuera de línea proporciona la información necesaria tanto para las máquinas nuevas como para los esfuerzos de mejora continua para garantizar que cualquier cambio a pequeña escala se programe correctamente para respaldar el sistema general.La simulación de algoritmos complejos y modelos de movimiento es posible a través del software de automatización basado en PC y el entorno MATLAB/Simulink.Esta simulación admite la creación de código PLC y CNC escalable en la PC de ingeniería, y proyectos de tiempo de ejecución escalables para el IPC que eventualmente realizará el control de la máquina, la comunicación en la nube y cualquier otra función necesaria.El código del PLC debe simularse en tiempo real en el mismo ciclo de actualización que se utilizará durante el tiempo de ejecución de la máquina.Esto ayuda al programador a identificar posibles problemas con el tiempo o las condiciones de "carrera".Debido a que los ingenieros no necesitan el controlador físico a mano, pueden probar completamente las nuevas aplicaciones antes de comprar cualquier hardware.Esto simplifica enormemente la cadena de suministro de componentes industriales al minimizar los pedidos y devoluciones incorrectos.Los programadores pueden simular la tecnología Ethernet industrial EtherCAT con o sin el controlador de la máquina a mano.EtherCAT también es capaz de realizar simulaciones, incluso para implementaciones que involucran el protocolo de aplicación CAN sobre EtherCAT (CoE) y el perfil de servoaccionamiento sobre EtherCAT (SoE).En este escenario, un ingeniero no necesita reconfigurar el IPC o las unidades;él o ella simplemente conecta la PC de ingeniería al controlador maestro.Si aún no se ha adquirido el hardware de control, es posible simular el bus de campo en tiempo real proporcionando las tasas de actualización de red reales en MATLAB/Simulink.Esto proporciona información importante para dimensionar con precisión la CPU del controlador durante la puesta en marcha virtual.Como resultado, los ingenieros pueden cambiar fácilmente las especificaciones para aumentar la potencia de procesamiento o escalar a un dispositivo de menor costo antes de comprar cualquier hardware.Si bien estos métodos pueden garantizar que la maquinaria de fabricación funcione a niveles más altos desde el principio, la simulación también respalda los esfuerzos de mejora continua y ofrece beneficios adicionales para la capacitación.Una vez completada la puesta en marcha de un nuevo sistema o la reprogramación de una máquina existente, el software de simulación puede seguir realizando mejoras.Leer y escribir datos del mundo real de sensores y actuadores permite que el modelo de Simulink use información que permite la simulación de hardware en el bucle.Este proceso proporciona un mayor rendimiento y una mayor repetibilidad, y limita el desgaste de la máquina, el tiempo de mantenimiento y el tiempo de inactividad.La simulación también permite capacitar a los operadores y al personal de mantenimiento antes de que se complete la puesta en marcha.El personal de ventas también puede usar herramientas de simulación para demostrar las características y el rendimiento de la máquina a los clientes a través de representaciones en 3D.Es posible aprender tanto sobre el funcionamiento normal como sobre la solución de problemas de la máquina utilizando el sistema simulado.Matt Prellwitz es especialista en aplicaciones de tecnología de accionamiento y Daymon Thompson es gerente de productos de automatización, América del Norte, Beckhoff Automation, 13130 ​​Dakota Ave., Savage, MN 55378, 952-890-0000, www.beckhoff.com/twincat3, www.beckhoff. com/cnc.Para la simulación de software en el ciclo, los procesos previstos de la máquina o el sistema se crean y simulan primero en Simulink con funciones de arrastrar y soltar para configurar y parametrizar enlaces, antes de ejecutarse en tiempo real con el software de automatización basado en PC (se muestra en la imagen). en el gráfico de la izquierda).Cuando los procesos se ejecutan en software de automatización basado en PC en tiempo real a tasas de actualización de procesos reales, Simulink continúa monitoreando el rendimiento de la máquina o del sistema a través del enlace digital, conectándolo al entorno de ingeniería de controles y CAD 3D o sistema de emulación (que se muestra en la imagen). gráfico de la derecha).Ver más de Daymon ThompsonVer más de Matt PrellwitzLeer más de este númeroEncuentre el FABRICATOR en FacebookEncuentre el FABRICATOR en TwitterThe FABRICATOR es la revista líder de América del Norte para la industria de conformado y fabricación de metales.La revista ofrece noticias, artículos técnicos e historias de casos que permiten a los fabricantes hacer su trabajo de manera más eficiente.El FABRICATOR ha servido a la industria desde 1970.Acceda 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