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Automatización del código G para máquinas CNC: cómo la IA de CloudNC elimina los cuellos de botella

El paso fundamental entre los modelos 3D y las piezas mecanizadas por CNC es la creación de la trayectoria de herramienta que deben seguir las máquinas. Tradicionalmente, esto requería un exhaustivo trabajo por parte de técnicos en CNC experimentados. Hasta ahora.

Jason Bowes, director de operaciones (COO) de CloudNC, nos ha dedicado parte de su tiempo para contarnos la trayectoria de CloudNC desde sus inicios en 2015, cuando la inteligencia artificial (IA) aún era un territorio inexplorado.

Los sistemas CAM tradicionales ya no son suficientes

¿Qué problema se propusieron resolver?

El mecanizado de precisión es fundamental para la vida moderna, ya que los componentes metálicos que fabrica se utilizan en todos los sectores e industrias. Pero no es un proceso automático: tareas como la programación las realizan expertos de forma manual y requieren una cantidad considerable de tiempo, esfuerzo y recursos. Por ejemplo, para fabricar un componente, un operario sube un modelo y programa manualmente la máquina CNC (código G) para producirlo.
Pero este proceso es un cuello de botella: las máquinas CNC son complejas de utilizar y el software suele ser complicado y poco intuitivo. Además, las máquinas pueden programarse de infinitas formas dependiendo de la complejidad de la pieza, los materiales y las herramientas utilizadas, así como de la habilidad del operario. Esto crea una enorme disparidad en la eficiencia y fiabilidad de todo el sector del mecanizado. Los operarios expertos pueden idear soluciones que mejoren las entregas, pero hasta ahora los ordenadores no habían sido capaces de igualarlos: el cálculo es demasiado grande para resolverlo por fuerza bruta. Nosotros queríamos solucionar este problema.

¿Por qué necesita el software CAM un «asistente»? ¿Por qué no pueden hacerlo los sistemas actuales?

Los sistemas CAM tradicionales son muy potentes, pero son herramientas, no asistentes. Dependen de que el usuario tome miles de pequeñas decisiones en función del contexto: qué operaciones utilizar, en qué orden, qué herramientas elegir, qué avances y velocidades de corte (feeds and speeds) aplicar. Existen plantillas y complementos de reconocimiento de operaciones, pero se basan en reglas rígidas, son difíciles de escalar, dependen de la configuración de un experto y no satisfacen las necesidades de muchos talleres de mecanizado.

CAM Assist es diferente. Utiliza la IA para evaluar toda la pieza y, a continuación, sugerir una estrategia de trayectorias de herramienta viable que funciona para alrededor del 80 % de los componentes de 3+2 ejes. Tras ello, es capaz de tomar esas mismas decisiones en cuestión de segundos. No se trata de sustituir al ser humano, sino de eliminar el trabajo rutinario y agilizar los procesos para que pueda centrarse en lo que realmente importa, que es donde su experiencia marca la diferencia.

Código G automatizado pero bajo control humano

Entonces, ¿qué hace exactamente CAM Assist?

CAM Assist es un plug-in para software CAM que genera estrategias de mecanizado profesionales en segundos con solo hacer clic en un botón.

Como resultado, el tiempo necesario para programar una máquina CNC para fabricar un componente se reduce enormemente, lo que permite a los fabricantes que utilizan CAM Assist aumentar la productividad y acortar los plazos de entrega. El software agiliza la estimación de costes, libera tiempo de los programadores experimentados y permite a los empleados más noveles programar piezas más complejas.

¿Cómo es el proceso desde que se tiene el archivo CAD hasta que el operario pulsa el botón de inicio?

El usuario de CAM Assist sube el modelo 3D de una pieza prismática de 3 o 3+2 ejes a su paquete CAM, define los amarres y las configuraciones, y pulsa el botón de CAM Assist. A continuación, el software determina qué herramientas de fresado se necesitan de entre las disponibles y cómo se van a utilizar. En minutos o segundos, dependiendo de la complejidad de la pieza, CAM Assist redacta el código necesario para indicar a la máquina CNC cómo fabricarla, todo ello dentro del programa CAM existente del usuario. El programador puede entonces comprobar ese código, modificar lo que considere oportuno y pulsar el botón de inicio.

¿Qué ocurre si hay problemas de Diseño para la Fabricabilidad (DfM)?

CAM Assist detecta la geometría que es potencialmente imposible de mecanizar o cuya producción resultaría ineficiente (como esquinas inalcanzables, cajeras profundas o zonas que requieran herramientas especiales). Todavía no rediseña la pieza automáticamente (¡todo se andará!), pero ayuda al operario o al diseñador a comprender dónde pueden surgir problemas antes de iniciar el ciclo.

Recientemente han lanzado CAM Assist 2.0. ¿Qué ha cambiado?

CAM Assist 2.0 parte de la velocidad de la versión v1, pero añade la supervisión, los comentarios y la inteligencia compartida que los talleres de mecanizado necesitan para utilizar la IA con total confianza.

Antes, cuando se le pedía que generara una trayectoria de herramienta, CAM Assist realizaba su trabajo y presentaba la solución al usuario. Sin embargo, esto podía implicar que el programador tuviera que comprender y desentrañar una operación extremadamente compleja para entender el funcionamiento de la IA, lo que en la práctica cambiaba el rol del usuario: de creador pasaba a ser un mero editor. CAM Assist 2.0 devuelve el control al programador al permitirle comprender el funcionamiento de la IA a medida que genera una estrategia u operación. De este modo, los programadores mantienen un control absoluto de cada decisión crítica.

Nueva pieza, nuevo código: la raíz del cuello de botella

¿Cuál es el mayor valor añadido que aporta CAM Assist?

Hace que los operarios sean más productivos y eficientes. Muchos usuarios afirman que el tiempo de programación de una pieza se reduce sustancialmente, hasta el punto de que piezas que antes requerían varias horas de programación ahora solo tardan unos minutos.

El lanzamiento fue hace unos dos años. ¿Qué tal ha sido la acogida?

Ha sido muy positiva: hemos pasado de cero a que CAM Assist se utilice actualmente en más de 1000 talleres de mecanizado de todo el mundo. Algunos de ellos lo utilizan a diario para ser más rápidos y eficientes. También hemos forjado una estrecha relación con muchos clientes, lo que nos ha ayudado a resolver algunos obstáculos iniciales, en particular, cómo integrar eficazmente las distintas bibliotecas de herramientas con la IA. Ahora nos están transmitiendo lo que necesitan del software, lo que también ha contribuido a dar forma a nuestra nueva actualización 2.0.

¿Quiénes son los más beneficiados a día de hoy?

Ahora mismo, los talleres de mecanizado pequeños y medianos son los que obtienen resultados más rápidos, sobre todo aquellos con una gran variabilidad de referencias (high-mix), muchas piezas nuevas y donde el tiempo de programación supone un importante cuello de botella.

¿Tienen alguna historia de clientes que nos puedan compartir?

Un cliente de EE. UU. nos comentó que CAM Assist redujo el tiempo necesario para programar una pieza de 1,5 a 2 horas a tan solo 23 minutos (incluido el tiempo de ajuste), y estaban replicando este mismo aumento de eficiencia en el resto de sus operaciones. También hemos comprobado que los clientes pueden entregar presupuestos mucho más rápido (a menudo en la mitad de tiempo), lo que les ayuda a conseguir más contratos; un activo vital cuando el sector está cambiando rápidamente a medida que la producción se relocaliza.

¿Con qué programas se integra la herramienta?

Actualmente, CAM Assist se integra con muchos de los principales paquetes de software CAM, como Autodesk Fusion, Mastercam, Siemens NX, Solidcam, Creo y GibbsCAM, y tenemos previstas más integraciones muy pronto. Nuestro objetivo es llevar esta capacidad allí donde ya trabajan los programadores de CNC para que el mayor número posible de personas pueda beneficiarse de ella.

¿Cuál es su modelo de precios?

Utilizamos un modelo de suscripción basado en el número de licencias (seats) y el tipo de empresa. Los precios se escalan en función del número de usuarios y de máquinas, por lo que es asequible para talleres pequeños, pero también puede dar cobertura a implementaciones a gran escala a nivel corporativo. También ofrecemos una garantía de devolución del dinero si por alguna razón el software no se adapta a las necesidades del cliente.

La IA: del mero furor al impacto práctico

CloudNC comenzó antes de la reciente oleada de IA. ¿Qué diferencia hay ahora?

Llevamos en esto desde 2015, mucho antes de que «startup de IA» se convirtiera en una palabra de moda. Una de las grandes diferencias es el conjunto de datos: no existe una gran base de datos sobre el comportamiento exacto de las máquinas CNC, así que tuvimos que construirla nosotros mismos, en parte gracias a que contamos con nuestra propia fábrica. Esto significa que nuestros algoritmos se basan en el arranque de viruta real, no solo en teorías, algo fundamental a la hora de aplicar una inteligencia artificial a una máquina que cuesta decenas de miles de dólares.

¿Hacia dónde se dirige el sector de la IA industrial?

Por fin estamos viendo que la IA está pasando del exceso de expectativas a tener un impacto práctico. En el sector de la fabricación, esto se traduce en sistemas que realmente ayudan y agilizan el trabajo de los usuarios, y no solo lo decimos por nosotros, sino también por empresas como MachineMetrics, Paperless Parts y otras. Los próximos años traerán consigo una IA que enlazará toda la cadena de producción: diseño, CAM, planificación, control de calidad (QA) y presupuestos, donde cada paso retroalimentará al siguiente. Muchas empresas están trabajando en las distintas piezas de ese rompecabezas, lo cual es excelente para el ecosistema.

¿Y hacia dónde se dirige CloudNC?

Aunque CAM Assist tiene un enorme mercado potencial, esto es solo el principio. Nuestra misión es transformar la fabricación mundial con inteligencia artificial: ahora mismo, esto significa hacer que los programadores sean mucho más productivos con la ayuda de CAM Assist. Sin embargo, a largo plazo, nuestro objetivo es utilizar esta tecnología para resolver problemas adyacentes, como los presupuestos, la planificación, el diseño para la fabricación y quizá ir aún más allá.

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