El software de Inspección Asistida por Computadora (CAI, por sus siglas en inglés) ayuda a que el CAD, GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing, Dimensionamiento y Tolerancia Geométrica) y los dispositivos de medición trabajen juntos para garantizar la intención del diseño y eliminar la necesidad de planos de inspección en 2D al tiempo que se cierra el círculo del flujo de trabajo digital. Todas estas consideraciones son importantes al avanzar hacia un ambiente de definición basada en modelos (MBD, por sus siglas en inglés). La inspección basada en CAD es un buen primer paso hacia lograr un entorno de MBD completo. El concepto central del MBD es que un modelo CAD 3D proporciona toda la información del producto necesaria para todos los aspectos del ciclo de vida del producto. Los ingenieros llevan años queriendo aprovechar la potencia del MBD.
En una presentación de 2005, Terrence McGowan de Boeing, declaró: «El modelo 3D debe contener todo lo necesario desde el diseño hasta la fabricación, en particular, GD&T.» Lo que eso significa para la fabricación e inspección es que todas las dimensiones y tolerancias se extraen del modelo CAD en 3D, no de los planos en 2D. Hacer del modelo CAD la autoridad elimina la ambigüedad, el conflicto y la duda que surgen cuando coexisten dibujos y modelos. Al otorgar la autoridad al modelo CAD, MBD elimina los errores que resultan de referenciar una fuente incorrecta y hace que los procesos sean más eficientes, sin necesidad de buscar para determinar los niveles de revisión correctos.
Para las empresas, las ventajas son muchas y diversas. MBD es la única fuente de información para construir y mantener productos, e integra procesos desde la cuna hasta la tumba, proporcionando definiciones para operaciones a lo largo del ciclo de vida del producto. Sin embargo, para resumir el impacto del MBD, basta con mirar los objetivos de las principales empresas aeroespaciales cuando comenzaron sus esfuerzos en MBD. Querían mejorar la calidad, acelerar el tiempo de comercialización y reducir el tiempo y los gastos.
Un error común es pensar que MBD es sinónimo de CAD 3D o GD&T. Algunos creen incorrectamente que usar GD&T en un modelo CAD es MBD. Si bien GD&T es un componente necesario de MBD, se necesita mucha más información para tener una verdadera definición basada en el modelo. Sin embargo, GD&T y basado en CAD hacen que el modelo CAD pase de una orientación de diseño a una de fabricación. Abre la puerta a muchas ventajas donde el software puede automatizar y validar pasos en los procesos de simulación, fabricación e inspección.
GD&T es un lenguaje universal
Un componente necesario de la inspección basada en CAD y el enfoque MBD es el GD&T, un lenguaje simbólico y de tolerancia universal. El GD&T ha sido rigurosamente estudiado y aplicado por miles de fabricantes en todo el mundo. A menudo se considera esencial para comunicar la intención del diseño, es decir, que las partes de los dibujos técnicos tengan la forma, el ajuste, la función y la intercambiabilidad necesarios. Actualizaciones recientes incluyen cambios en el diseño de características, referencias de datos y grados de libertad, límites de superficie y métodos de interpretación de ejes; tolerancias de perfil, los símbolos y herramientas de modificación.
En la fabricación, la dirección del CAD es hacia el 3D. Sin embargo, no todos los programas de CAD proporcionan datos GD&T inteligentes. En este caso, inteligente significa legible por computadora y, por lo tanto, capaz de alimentar aplicaciones posteriores. Hay dos formatos de datos de definición de GD&T. Ambos se denominan «anotación 3D», lo que puede dar lugar a confusión, pero uno de los formatos es puramente de visualización, mientras que el otro proporciona información al modelo CAD.
La distinción es que, en el formato de visualización, se usa texto para asociar la tolerancia al modelo. En otras palabras, los humanos deben interpretar la información GD&T, abriendo la puerta a errores potenciales. La visualización es similar a una ecuación matemática en Microsoft Word, que transmite información, pero no se puede utilizar en cálculos. ¿Por qué vale la pena el esfuerzo de aplicar la GD&T a los modelos 3D? Como parte del enfoque de MBD, ayuda a los usuarios a aprovechar los datos a lo largo del desarrollo del producto, reduciendo el tiempo de los procesos y mejorándolos mientras se evita la inversión en dibujos en 2D. En efecto, los datos GD&T en 3D actúan como una forma de «inteligencia artificial» para la fabricación y la inspección.
Inspección Asistida por Computadora
GD&T define los requisitos de calidad, y luego la inspección confirma que se están cumpliendo estos requisitos. Para que la inspección basada en CAD ocurra, debe haber una representación GD&T y el software de inspección debe poder importar los datos del software CAD nativo. O, si no se dispone de datos GD&T inteligentes, los usuarios deben poder añadirlos al modelo CAD en el software de inspección.
La inspección basada en CAD implica la inspección de las medidas físicas de la pieza contra el modelo CAD. Este proceso puede depender o no de cómo o dónde se define la tolerancia en el modelo CAD. Considere, por ejemplo, el software de inspección Verisurf 2024 de Verisurf Software Inc., Anaheim, California. Se conecta y controla dispositivos de medición como escáneres y laser trackers, así como máquinas de medición de coordenadas fijas y portátiles (CMM). También admite especificaciones GD&T tanto de visualización como inteligentes a partir de modelos CAD. Los datos GD&T inteligentes se importan directamente del software CAD nativo con el modelo 3D y proporcionan dimensiones nominales. Para las anotaciones de presentación, el ingeniero de calidad o manufactura utiliza Verisurf para agregar especificaciones GD&T al modelo 3D. La importación de información desde un paquete CAD nativo como modelo CAD 3D con representación GD&T es un buen ejemplo de avance hacia un entorno MBD. La precisión del conjunto de datos se conserva. Lo mismo ocurre cuando los datos de visualización de GD&T (presentación) se importan directamente (o a través de la traducción STEP) y se ingresan en la aplicación de inspección. En ambos escenarios, no hay necesidad de invertir en la creación o el mantenimiento de dibujos en 2D.
Plataforma abierta de inspección y medición
Es importante que el software de inspección basado en CAD sirva como una plataforma común y comunique abiertamente con todo el software CAD y todos los dispositivos de metrología en toda la empresa. Por ejemplo, el software Verisurf puede importar todos los modelos CAD nativos; también se conecta y controla todos los dispositivos de hardware de medición digital, incluidos CMM, laser trackers y escáneres, y tiene una arquitectura de base de datos abierta, que permite compartir datos con bases de datos y aplicaciones posteriores.
Flujo de trabajo digital y empresa basada en modelos
La inspección basada en el CAD realmente cierra el ciclo. Retroalimenta a la autoridad de datos CAD con poco retraso, haciendo que los resultados de inspección sean más valiosos y fáciles de obtener. Elimina la interpretación y la ambigüedad sobre la intención de diseño y las exigencias funcionales. Las inspecciones basadas en CAD retroalimentan la simulación y el análisis de tolerancias al proporcionar información sobre cualquier desviación. Esta información pasa a la ingeniería de fabricación, que utiliza los datos para determinar la causa y diseñar planes para controlar los procesos. Si esto no es posible, la ingeniería de diseño recibe información que le permite revisar las especificaciones de dimensionamiento y tolerancia para que los productos funcionen en aquellas áreas que son críticas para el funcionamiento. Se ha dicho desde hace mucho tiempo que no se puede mejorar lo que no se puede medir. Las inspecciones basadas en el CAD fomentan la mejora al hacer posible medir más, medir más rápido y medir mejor.
GD&T se utiliza en dibujos de ingeniería y modelos CAD generados por computadora para describir explícitamente la geometría nominal y las variaciones permitidas. Las especificaciones de acotación (por ejemplo, una cota básica) definen la geometría nominal. Las especificaciones de tolerancia (por ejemplo, cotas lineales) definen las variaciones permitidas para características individuales y las variaciones permitidas en la orientación y ubicación entre las características. GD&T se define en ASME YI4.41-2003 e ISO 16792:2006. Los símbolos 3D GD&T incluyen aquellos para forma, perfil, orientación, ubicación y excentricidad.
Cómo realizar Inspección Asistida por Computadora
Estos son los pasos para usar un software de inspección basado en CAD que incluya GD&T, como Verisurf:
1. Dentro del software de inspección, abrir el archivo del modelo CAD 3D de la pieza que se va a inspeccionar.
2. Si es necesario, añadir manualmente las especificaciones GD&T.
3. Con el software, desarrollar un plan de inspección manual o automatizado.
4. Ejecutar el proceso de inspección. Verisurf funciona con todos los dispositivos de metrología digital.
5. Al utilizar un PCMM (CMM Portátil), el software pide a los operadores que seleccionen puntos que alinearán el objeto físico con el modelo CAD. Para las definiciones GD&T, estas características de alineación son referencias de datum. Una vez alineado, el software indica a los operadores que seleccionen puntos en la pieza en la secuencia determinada por el plan de inspección.
6. A medida que se toman las medidas, el software muestra los resultados gráficamente. La retroalimentación inmediata debería mostrar el valor y la desviación de la tolerancia de GD&T incrustada.
De esta manera, los operadores saben de inmediato si una característica pasa o no la inspección.
Verisurf Software, Inc.
Verisurf Software, Inc. es una empresa que desarrolla soluciones de medición tridimensional, comprometida con ofrecer soluciones avanzadas de inspección asistida por computadora e ingeniería inversa. El software Verisurf ayuda a fabricantes de todos los tamaños e industrias a producir productos de mayor calidad en menos tiempo y a un costo menor con procesos automatizados de inspección basados en modelos. Para obtener más información, visita el sitio web de Verisurf en https://verisurf.com.
