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权威专家NX软件评测(1)

时间:2010-11-15 10:57:50 来源:

  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

  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

  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

  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

  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

  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。

图1

图2

图3

  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。

图4

  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。

图5

图5

图5

  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。

图7

图8

  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。