权威专家NX软件评测(1)

　　从CAD到CAM，再到NC，这个我们业已习惯、冗长且容易出错的工业产品产生流程，即将被改写——Siemens PLM Software公司的NX，同西门子数控进行完美结合，彻底打破了信息化系统之间的 壁垒，一个统一的、从CAD到NC的解决方案，实现了从虚拟到现实的完美连接。坊间最为之吸引的一点，是这个以CAM为节点的统一解决方案，将有可能改变整个工业界的业务模式。

　　如何让“同步建模技术”、“高速加工”、“PMI产品制造信息驱动加工”、“刀轨仿真”、“机 床仿真”、“快速实现840D多轴编程”和“CAM-CNC一体化”这些技术尽快地成为工程技术人员手中的 工具，最后的决定权在用户，在广大的工程技术人员手中。

　　本刊此次特邀请了多位行业专家、应用企业资深工程技术人员，从用户和试用者的角度，对NX软 件进行现场评测，共同来探讨验证，NX软件所提供的“统一的解决方案”是否真的适用于中国的制造 业企业，中国的制造业企业该如何充分利用这一优秀的信息化解决方案。

　　评测重点：

　　不同CAD模型导入预处理/同步建模技术

　　高速加工

　　开粗加工、残余量加工和精加工

　　PMI产品制造信息驱动加工

　　车铣复合

　　刀轨仿真和机床仿真

　　在线测量检测

　　快速实现840D多轴编程和CAM/CNC一体化

　　参评专家：

　　北京青云航空仪表有限公司高级工程师 黄迪生

　　北京航星机器制造公司主任工艺师 尹峰

　　北京航空精密机械研究所精密制造实验室主任助理 曲绍鹏

　　北京动力机械研究所六车间主管 周恺

　　北京卫星制造厂技术发展部副主任 钟振宇

　　黄迪生

　　北京青云航空仪表有限公司高级工程师

　　评测当天听到了很多CAM功能的深入介绍，我认为CAM的 统一解决方案更好地突出了同步建模方式的优势，NX最重大的 技术突破是同步建模，汇集了参数建模与直接建模两种设计手 段的技术优势，为设计人员提供了完成设计任务更有效、更快 捷的工具。对于模型变更、修改和异构模型数据的有效利用， 以及在产品模型上的附加设计所带来的极大便利，能够帮助设 计师高效完成设计工作、加速产品开发。同步建模包含了很 多方面的应用，对于CAM应用来讲，编程人员要做的第一件事 往往是编程前的几何预处理，这是一项非常繁琐的工作，而 灵活的同步建模在操作上独辟蹊径，带来了极大方便，从而 提高工作效率。

　　NX归于Siemens门下，有利于CAM技术的发展，也如愿以 偿结下了硕果，即西门子840D+NX CAM的CAM-CNC一体化的集 成模式，可实现效率的最大化。对于CAM来讲，NX的PMI功能为 零件制造埋下了伏笔，可通过3D模型蕴涵的产品制造信息来驱 动加工，具备了真正意义的“无纸制造”能力。而随着近年来 数控高速加工技术的发展迅速，NX CAM也针对高速加工编程做 了大量的研发工作，提供了对超硬材料、超薄零件加工的实用 配套的编程能力。

　　我认为，NX平台下一体化的冲压模具解决方案，可以有效 地帮助我们解决冲压模具开发过程中存在的以下问题：其能够 在同一平台下完成全部设计、验证和制造工作，所有的设计和 制造人员采用同一数据源，从而解决了数据共享的问题;通过 不同设计阶段设计检验工具的应用，如拔模分析、截面可成形 性分析、DFM专家向导、一步成形分析和模具校验等，实现面向 制造和面向装配的设计;利用NX强大的建模功能，根据相应的 规律自动生成回弹补偿面，再通过自带的可成形性分析工具或 者与专业分析软件接口，无需数据转换就可以对模具回弹补偿进行分析计算;直接利用NX CAM对模具进行NC编程，实现CAM数据和产品设计 全面关联。

　　NX的冲模工程和冲模设计集成了行 业内领先的模具设计/制造专家经验和 流程，通过应用专家级的流程可以实现 缩短周期、减少错误、捕捉并促进最佳 实践的应用以及提高模具设计人员生产 效率等目标。

　　另外，为保证模具设计制造质量， 技术人员需要进行大量设计验证工作， 以往这些工作都是由专门分析软件进行。NX软件充分利用其作为CAD/CAE/CAM 一体化软件的优势，为模具设计和制造提供了全面的设计验证工具，提高了模具设计水平和质量，减少返工并缩短了开发时间。其中，包括三部分内容：面向制造的设计(DFM)专家顾问——DFM专家顾问在设计阶段就可以对产品可制造性进行分析，提供了对拉延、修边、冲孔和翻边工艺规范，可以根据客户的企业标准进行定制，检测结果和问题回馈都可以存储在部件文件中供下游用户进行查看，大大降低了下游用户的重复工作量;一步成形分析——一步成形分析工具，集成在NX冲模工程中，无需数据转换，分析结果和产品模型相关，可以在产品开发和模具设计阶段，根据给定材料计算板金的变薄、应力和应变情况，可以精确预测回弹，并可以生成展开模型用于毛坯设计，同时还可以生成HTML格式的分析报告;模具校验——模具校验功能提供了NX环境下冲压线仿真的功能，通过对模具装配的仿真可以检查整个冲压线干涉情况。

　　现在，很多企业模具开发流程都比较繁乱，各个领域设计人员的工作纵横交错，彼此之间缺乏合作，数据冗余，没有有效地应用企业标准实践，每个人都创建了自己独立的数据。因此，要提高模具开发效率，就必须建立一个集中的信息和工艺流程管理系统，在所有设计人员、制造人员、质量控制人员和管理人员之间建立一个平台，让大家从单一的知识源去获取数据。不仅减少了设计和制造阶段的错误，还可以快速访问产品和工艺数据，而供应商和合作伙伴也能够访问同样的数据。而Siemens PLM的Teamcenter产品生命周期数据管理软件，通过和NX冲压模具解决方案的结合，为企业提供了这样一个平台，能够帮助企业对模具产品周期中所有数据进行统一管理，确保所有信息的完整、准确与同步。

　　尹峰

　　北京航星机器制造公司主任工艺师

　　我平时最主要使用的软件包括NX 、Pro/ENGINEER、EdgeCAM和 VERYCUT。而NX软件，最主要的特点是将多种功能集于一身，包含CAD/ CAM/CAE等多方面，是综合性企业首选软件。与一般软件相比，NX使用 开发平台较多，而且在使用初期，学习起来很容易。若进行专门的人员 培训，掌握一种模块的基本功能约需1周左右的时间。需要注意的是，NX 软件的功能模块较多，若想全部掌握，则对设计师要求较高;若深入学 习自身专业相关的部分功能，则会非常得心应手。

　　我们最主要使用软件的CAM、装配等功能，最吸引我的是PMI技术及 电缆装配的功能，利用电缆装配模块对电缆进行预装设计，能够为我们 提供很大帮助。另外，NX的数据接口部分做的很好，一般软件都可以直 接进行转化。我们企业的部分外资业务，需要使用从国外带来的三维数 据模型，而这些三维数据模型在NX中均可自由转换。

　　在NX的高速加工中，高速加工的刀轨增加了圆角处理，使切削变得 连续，能够充分发挥高速功能，效果较好;而在开粗加工、残余量加工和精加工中，对加工的分类减少了操作量，操作也变得相对简单，使加工方法有了较大的拓展，残余量加工使清根操作大规模简化，基本不需要辅助模型;另外，NX的刀轨仿真处理较好，有多种仿真效果，仿真结果比较功能很好，能够直观地表现切削效果。

　　曲绍鹏

　　北京航空精密机械研究所精密制造实验室主任助理

　　对于我们所做的精加工来说(如孔的加工)，首先需要调 刀，需要调整很多东西，而在输出时找这部分程序就非常麻烦， 尤其我们做航空件时，一个件就需要十几万条，以往都需要手动 进行调节。但现在，NX中的常规代码都支持浏览，尤其是后处理 部分，如果后处理部分做得好，就可以完全支持可视化。

　　精密加工部分。软件的精密加工还是一个可视化更改的问 题，比如所谓的薄壁加工，一般薄壁加工不可能一次加工成最 后的形状，因为它存在变形的问题。目前有2种方法，一是多次 加工，还有一种是类似于补偿——补偿回弹的地方，这是一种 精密加工中调整的方法。现在，NX中的预变形功能可以满足此类要求。

　　Siemens PLM Software的CAM部分是最引人关注的，CAM功能 与西门子控制器结合得更加紧密。以往在CAM软件加工刀轨并对 刀具路径进行验证后，通过代码传输到控制器上去执行。而NX已经嵌入了控制器软件，其操作界面的外观和功能与真实控制器一样，可以在NX中对虚拟机床进行模拟，从机代码驱动到控制器这 一过程都可以在真实的环境中模拟出来。

　　而我们平时主要使用CAM功能，在CAM功能中增加了特征尺 寸及形位公差、尺寸公差的数据读入功能，对CAM加工有较好的 参考作用，编程的在线测量指令也有较好的效果。

　　周恺

　　北京动力机械研究所六车间 主管

　　以前我们曾经使用过NX软件，后来又陆续接触了一些其他的软件，但随着NX 软件新技术和版本更新的加快，能够很好地满足我们的要求，因此现在还是使用 NX进行日常的设计加工。

　　NX为现代化制造业的创新制造提供了强有力的工具，并且能够和产品数据管 理(PDM)、工艺过程管理(CAPP)以及ERP系统有机地结合在一起。在协同设计 和网络制造中体现了协调和快捷，极大地提高了生产效率。

　　Siemens PLM Software一直倡导驱动，它的CAM由产品制造信息(PMI)驱动， 可以直接从NX零件模型中读出产品制造信息，并利用这些数据在NX CAM中驱动NC 编程。在CAM中，基于标准的PMI标注模型以及由此传递至下游的过程，是实现自 动工艺规划的主要方法之一。该解决方案紧密依托于特征加工的功能增强，如尺 寸、公差和表面光洁度等PMI数据，都被引入特征加工的工序中。

　　智能特征建模(孔)：通过知识驱动使孔特征与紧固件的选用完全自动完 成。3D标注：为PMI的应用、为无图制造提供信息。动态修改特征，可将复杂结 构的设计工程简化，例如打斜孔无需预先定义繁琐的辅助平面。个人认为：NX系 统特别适合大型件、复杂件的设计。

　　钟振宇

　　北京卫星制造厂技术发展部副主任

　　对我来说，NX最重要的创新点是增加了同步建模技术，其本质目的在于将模型修改的重点放在改变模型本 身，而不必关注模型的结构、特征历 史和关联等。

　　新版本NX的界面环境使得图型区 域最大化，鼠标停在特征上敲击中键 便可显示关于此特征的大部分操作快 捷方式，大大提升了建模效率。而图 标管理、对话框快捷方式，能够减少 切换NX功能时的鼠标移动，辅助提高 建模效率。

　　我在日常工作中经常会用到的以 下功能，我认为也是NX的亮点功能： 重用库支持建模时从特征/对象模板拷 贝和粘贴特征或对象;加工中支持同 制式(公制或英制)part间复制和粘 贴operation;operation状态中增加了 锁定功能，可防止无故覆盖或更新刀 轨;在IPW模型与理论模型比对中，增加了使用颜色标识厚度的功能，方便用户快速定位有问题部分;只要定义 主要跟踪点，便可使用用户自定义的 倒角及圆角刀在平面铣中进行倒棱或倒圆编程。

　　在NX中，刀轨中采用了光顺刀路过渡，如图1~图3所示。

　　我们从之前使用的旧版本升级到 NX新版本后，体验到了更多的便捷和高效。

　　首先，NX在过角部分螺旋下刀的 改进十分有用。在以往版本中，过角加 工中选择各型腔的侧壁、底角和底面， 只有方块区域中的过角没有螺旋进刀， 导致加工过程中直接扎到底部，刀具损 坏。使用新版本NX以后，这方面的问题 得到了根本解决，系统对同一个问题的 计算正确，避免了加工过程中出现毁刀的问题，提高了加工效率和安全性，如图4所示。

　　第二，新版本对进退刀的改进。NX 在进退刀控制方面做了大量改动，甚至 专门设置了针对其的“tranfer/rapid”

　　选项页。而且在过渡控制中，还增加了针对开放区域还是针对必会区域的控制方式，使进退刀控制更 加人性化。

　　图5所示是一个实例，圆弧进刀在Horizontal选项中输入“3”，则下部型腔圆弧进刀有一侧为直线; 若将Horizontal设置为“4”，则正常。NX新版本解决 了这方面的问题，系统对该类问题的结构都能计算正常，如图6所示。

　　第三，是NX对插铣的改进。NX新版本与以往版本对这类问题的计算结果如图7、图8所示。之前有个别型腔深度错误的问题在NX新版本中得到了彻底解决。

　　第四方面的改进，集中在后处理改进方面。NX 在后处理方面改进较大，特别是与西门子合并后， 对于西门子控制器后处理文件的配置更加完善，用户可以在生成“operation”时，针对控制器功能做 一些选择，从而保证输出相应的控制器代码。当然， 这要求编程人员对控制器功能更加了解，否则无法做出正确的选择。

　　除此之外，NX在Z-LEVEL中的cut level加入了优 化，使得工程技术人员在使用系统的过程当中，层深 不再是固定的，而是可由开关控制，大大方便了粗加 工的控制方式。另外，NX对残留高度的处理由2D等距 变为3D等距，不仅使得清角可调方向，而且也使得算 法更优化。