От редакции сайт: Эта публикация стала возможной благодаря решающей поддержке московского офиса компании Siemens PLM Software и любезному разрешению авторитетного автора - главного редактора и со-основателя журнала DEVELOP3D, в котором опубликован оригинал статьи .
Несмотря на 30-летнюю историю развития, в системе NX от компании Siemens появляется все больше инноваций. Ал Дин (Al Dean) рассматривает нововведения в версии NX11, рассказывает об оптимизации топологии, новой платформе визуализации и обсуждает будущее ядра Parasolid.С чего начать разговор о такой системе, как NX от компании Siemens? Ее история начинается в 1970-е годы с компании Unigraphics и объединения с I-DEAS. Все последние годы идет оптимизация решения, направленная на повышение удобства пользования системой.
В NX 11 появился новый вариант уже существующего модуля визуализации Ray Traced Studio. Теперь модуль построен на
современном визуализаторе Iray компании LightWork Design Iray, создающем высококачественные изображения в соответствии с законами оптики
В версии NX 11 компания Siemens PLM Software умело добавила инновации и улучшения в весьма совершенную систему.
Новое в базовом функционале
За последние годы принципы взаимодействия пользователя с системой NX подверглись значительной переработке. В результате получился свежий, понятный и удобный интерфейс.Хотя в рассматриваемой версии подобных изменений нет, ряд обновлений архитектуры системы заметит практически каждый пользователь. Поэтому сначала мы поговорим именно о них.
Самое существенное изменение, о котором пользователи NX скорее всего уже слышали - это замена ранее применявшегося модуля создания фотореалистичных изображений (также называемого визуализатором) на новый модуль iRay от компании LightWorks.
Инструменты визуализации и раньше отличались высоким качеством, но теперь они вышли на принципиально новый уровень. В новой версии появились самые современные средства создания фотореалистичных изображений на основе законов оптики.
Модуль iRay (или вариант iRay+) использует центральный процессор компьютера для просчета хода лучей. Чтобы получать изображения выдающегося качества, рекомендуется установить чипсет NVIDIA.
В комплекте с модулем iRay+ идет набор готовых к использованию материалов в открытом формате MDL, разработанном компанией LightWorks. Внешний вид материалов при этом задается по слоям.
Например, окраска кузова автомобиля состоит из металлической подложки, слоя обычной краски, слоя краски с отливом и верхнего слоя прозрачного лака. Такой подход позволяется создавать реалистичные материалы, а не их неточные и некачественные модели.
В стандартную поставку входит и набор фоновых изображений с расширенным динамическим диапазоном (HDR), ускоряющих и облегчающих процесс настройки освещения. В системе есть как богатая библиотека готовых HDR-изображений, так и инструменты для работы с освещением, в частности -HDRLightStudio.
Интересно, что в версии NX 11 компания Siemens предлагает и облачный сетевой визуализатор. Это бесплатное решение компании Siemens, которое, однако, требует наличия сервера NVIDIA iRay от компании NVIDIA.
Вы сможете выполнять распределенную визуализацию на нескольких сетевых компьютерах сразу. Ходят разговоры о появлении облачного сервиса визуализации, но обсуждать этот вопрос пока рано.
Последнее замечание по интерфейсу: все вышеупомянутые инструменты визуализации встроены в имеющийся модуль Ray Trace Studio и, следовательно, доступны всем пользователям (за исключением сетевого распределенного визуализатора). На разрешение создаваемых изображений не накладывается никаких ограничений. Для презентаций можно хоть круглосуточно просчитывать изображения формата 4K.
Точки и фасеты
Одно из основных новшеств в этой версии - существенно расширенная поддержка работы с облаками точек и фасетами.В NX и раньше имелись инструменты для работы с фасетами и преобразования сеток в поверхности (традиционный подход «обратного инжиниринга»).
В новом модуле NX Topology Optimisation реализован ожидаемый порядок действий. Пользователь задает пространство поиска проектных решений. При этом указывается, какие конструктивные элементы следует сохранить, какие участки геометрии подлежат оптимизации (на следующем рисунке они отмечены прозрачным розовым цветом), а какие нельзя трогать вообще (помечены желтым на том же рисунке). Затем вводятся граничные условия: нагрузки, ограничения, свойства материалов и пр.
Компания Siemens приобрела лицензию на средства оптимизации топологии у компании Frudtrum и встроила их непосредственно в NX
Наконец, задаются параметры процесса оптимизации, например, целевая масса изделия (поэтому требуется указать свойства материала, а не просто требуемое снижение массы в процентах).
Предусмотрено указание симметричных элементов (на предыдущем рисунке такой элемент есть), а также скорости и шага процесса оптимизации. В результате мы получаем именно то, что должен делать современный модуль оптимизации топологии: деталь наилучшей формы, идеально решающую поставленную конструктором задачу.
Интересно, что уже появляется второе поколение подобных инструментов.
Вместе с новыми инструментами объединенного моделирования вы получаете замечательную рабочую среду для конструкторско-технологической подготовки производства деталей и узлов, изготавливаемых аддитивными методами и отличающихся исключительно малой массой.
Однако эти же инструменты обладают огромным потенциалом и в подготовке традиционного производства, хотя создание модели детали, получаемой литьем или механической обработкой, на основе сетки - немного более сложный процесс.
Построение разверток
В последних версиях NX появился ряд инструментов, ориентированных на конкретные отрасли, и в первую очередь - на авиационно-космическую промышленность.В версии NX 10 особое внимание уделялось проектированию лонжеронов и нервюр крыла. Данная тенденция продолжена и в NX 11. В частности, появились средства проектирования соединений лонжеронов с нервюрами и построения фланцевых вырезов в нервюрах.
Кроме того, в этой версии введены инструменты построения разверток поверхностей двойной кривизны, причем они не зависят от технологии изготовления и применяемого материала (ткань, пластик, металл).
Уже несколько лет NX позволяла строить развертки одной или нескольких сложных поверхностей, получая тем самым модель заготовки. Но это был сложный процесс, выполняемый в САЕ-модуле, поэтому разработчики в Siemens решили создать аналогичный инструмент в среде конструирования.
Новые инструменты построения разверток работают по-другому - без привлечения CAE-подхода и метода конечных элементов. В них применен не зависящий от свойств материала алгоритм расчета минимальных деформаций. Он дает практически такие же результаты, но работает в несколько раз быстрее. На подготовку расчета уходят секунды, а не часы.
Достаточно выбрать одну или несколько разворачиваемых поверхностей, указать точку в пространстве, через которую будет проходить развертка, выбрать основное направление разворачивания -и все готово!
Предусмотрены и инструменты анализа, в частности - построения диаграм кривизны поверхности, показывающих потенциальные точки защемления и места надрывов.
Интересно и то, что новый подход позволил реализовать ряд дополнительных возможностей. В частности, на развертке можно построить эскиз (выреза, ребра жесткости или дополнительного слоя композитного материала), и новые элементы автоматически перенесутся на исходную «свернутую» модель.
Появились новые средства проецирования 3D-эскиза на поверхность (для создания выреза), причем геометрия выреза будет соответствовать форме поверхности (а не проекции на плоскость). Это очень удобно, например, при построении иллюминаторов и других отверстий в фюзеляже.
В NX 11 команды, созданные для проектирования нервюр, теперь доступны при моделировании листовых тел. К ним относятся «Вырез с фланцем» (строится на развертке) и «Облегченный вырез» (фланец с повышающей жесткость отбортовкой, отогнутой на заданный угол). Кроме того, можно построить плоскость, по базовым поверхностям, что применяется при построении наружной и внутренней геометрии пресс-форм.
Нужно упомянуть и об определенных изменениях в комплектации различных вариантов системы. Теперь все средства работы с листовыми телами для авиационно-космической промышленности перенесены в модуль расширенного проектирования листовых тел. Все они собраны в одном месте, и их не придется покупать по отдельности.
В NX 11 появились новые быстрые средства построения разверток сложных поверхностей, не использующие CAE-подход
Поверхности переменного смещения
Мы редко освещаем какую-то одну новую функцию в системе автоматизированного проектирования. Но, по моему мнению, данная функция заслуживает отдельного упоминания. Она показывает, насколько совершенными стали современные интеллектуальные системы, и сколь большое влияние пользователи оказывают на направление их дальнейшего развития.Итак, поговорим о функции «Поверхности переменного смещения».
Предположим, что у нас имеется набор поверхностей - скажем, описывающих наружную сторону двери автомобиля. Теперь представьте внутреннюю часть двери, привариваемую к наружной.
Эта внутренняя часть сильно отличается по конструкции. На ней имеются усиливающие элементы, необходимые для снижения массы, а также множество других элементов, обеспечивающих доступ внутрь двери, установку различного оборудования и панелей облицовки.
Проектирование внутренней части двери - сложная задача. Как правило, при ее решении используются смещения относительно единственной наружной поверхности. Появившаяся в NX 11 новая операция «Переменное смещение» позволяет в виде единого элемента создавать базовую геометрию и задавать смещения в указанных областях.
Рассмотрим следующий рисунок.
Новая операция «Поверхность переменного смещение» создает сложные и легкие конструкции на основе единого набора поверхностей
На нем показано, как на базе одной поверхности создается новая поверхность, не только отстоящая от нее на равное расстояние, но и содержащая все необходимые усиливающие элементы.
Вы полностью управляете процессом, задавая величины смещений и выбирая способ построения перехода для каждого смещения, причем вся операция выполняется на основе одного эскиза и одного конструктивного элемента.
Конструкторско-технологическая информация и 3D-элементы на чертежах
Последнее нововведение в NX 11, которое мы рассмотрим, относится не к моделированию или созданию чертежей по отдельности, а к комбинации этих двух процессов.Проставляемая на чертежах конструкторско-технологическая информация (PMI) или 3D-элементы оформления активно обсуждаются уже несколько лет.
В ряде отраслей эти элементы не получили широкого распространения, а в ряде других были успешно внедрены.
Одна из трудностей состоит в том, что во многих случаях элементы PMI проставляются непосредственно на модели, а затем переносятся в 3D-чертеж. Обратная последовательность действий применяется крайне редко. Это разумно, если проектирование выполняется с нуля. Но если имеются накопленные за годы и десятилетия материалы, то процесс переноса крайне важных размерных и геометрических допусков со старого чертежа на 3D-модель оказывается длительным и очень трудоемким.
Для решения данной проблемы в NX 11 можно создать модель изделия, ассоциированную с чертежами и основными размерными и геометрическими допусками. Затем сложные алгоритмы переносят информацию с чертежа обратно на 3D-модель.
Возможности новых средств проектирования авиационно-космических конструкций расширились, а их распределение по модулям системы упростилось
Заключение
Мне всегда сложно писать об NX.В мире 3D-проектирования система стала легендарной. Она уже более десяти лет существует в своем нынешнем виде, а ее корни уходят в 1970-е годы, во времена I-DEAS и Unigraphics.
Столь богатое прошлое проявляется и в широте возможностей системы, и в ее пользовательской базе. В NX спроектирован ряд самых сложных в мире изделий. Она способна решать задачи, к которым другие средства проектирования даже не подступаются.
Кликните для увеличения
Несмотря на уже достигнутое высокое совершенство, в каждой версии добавляются все новые инновации. В этой версии стоит отметить появление методики объединенного моделирования, встроенной в ядро Parasolid, которое принадлежит компании Siemens и развивается силами ее специалистов.
Хотя совместная работа с сетками, поверхностными и твердотельными моделями не является абсолютно новой концепцией, а в некоторых системах это было реализовано годы (если не десятилетия) назад, появление подобного функционала в такой популярной среде, как NX, ясно показывает, чего можно достичь даже на ранних этапах разработки.
Другие новшества - это средства оптимизации топологии, которые вызывают все больший интерес. Это связано с ростом применения технологий 3D-печати из металла, хотя оптимизация топологии применима и во многих других областях.
Галина Садчикова, к.т.н., доцент кафедры атомной энергетики, Балаковский инженерно-технологический институт - филиал Национального исследовательского ядерного университета Московского инженерно-физического института
В данной статье рассматриваются результаты внедрения системы автоматизированного проектирования NX фирмы Siemens Plm Software в учебный процесс в высшем учебном заведении. Дано обоснование необходимости применения современных информационных технологий при обучении студентов машиностроительного профиля и выбора программного продукта. Автор дает описание этапов изучения модулей программы в привязке к конкретным курсам, рассматривает особенности программы NX, требующие создания баз стандартных и унифицированных изделий. В статье также приведены примеры разработок, выполненных студентами в различных модулях программы.
Введение
Продукция современных машиностроительных предприятий характеризуется высокой сложностью и точностью. Кроме того, для производства конкурентоспособных изделий необходимо обеспечить малые сроки проектирования и внедрения как новых изделий, так и модификаций уже выпускаемых. Подобную задачу невозможно решить без применения современных программных продуктов как для конструкторской и технологической подготовки производства, так и для инженерного анализа, то есть CAD/CAM/CAEсистем.
Такая ситуация в промышленности, а также необходимость повышения качества обучения студентов для их востребованности на современном рынке труда требует соответствующей подготовки выпускников высших учебных заведений по направлениям и специальностям, связанным с машиностроением.
В Балаковском инженернотехнологическом институте - филиале Национального исследовательского ядерного университета МИФИ (БИТИ НИЯУ МИФИ) с 2007 года ведется обучение студентов по направлению «Конструкторскотехнологическая подготовка машиностроительных производств» (КТОП) и специальности «Технология машиностроения» (ТМС) в системе автоматизированного проектирования NX фирмы Siemens PLM Software.
Программа NX наряду с программами СATIA и Pro/E относится к «тяжелым» системам автоматизированного проектирования и характеризуется большими функциональными возможностями, высокой производительностью и стабильностью работы. Программа NX поддерживает разработку и изготовление изделия на всех этапах жизненного цикла - от создания трехмерных моделей деталей, сборок и чертежей до формирования программы для изготовления детали на станке с ЧПУ и проектирования цехов. Кроме того, программа использует графическое ядро Parasolid (собственная разработка), которое является стандартом для многих систем автоматизированного проектирования различного уровня, что обеспечивает возможность обмена данными между этими системами и программой NX.
Фирма Siemens PLM Software предоставляет высшим учебным заведениям полнофункциональные бесплатные университетские лицензии, что очень важно для бюджетного учреждения. Это во многом и определило выбор данной программы для изучения в нашем институте.
Этапы изучения NX
До внедрения NX в учебный процесс преподаватели кафедры машиноведения прошли обучение на базе представительств фирмы Siemens в Москве и Нижнем Новгороде. Обучение проведено по модулям «Моделирование», «Сборка» и «Обработка». По результатам обучения получены сертификаты. Следует отметить, что обучение по модулю «Моделирование» (базовый курс) проведено в Московском представительстве компании для преподавателей вузов, работающих с данной программой, бесплатно, на остальные курсы даны значительные скидки.
Студенты начинают изучать NX на третьем курсе в рамках дисциплины «Интегрированные компьютерные технологии проектирования и производства (CAD/CAMсистемы)», которая рассчитана на два семестра. В первом семестре на обзорных лекциях студенты знакомятся с существующими системами автоматизированного проектирования, применяемыми в машиностроении, - от простейших до полнофункциональных. Затем подробно рассматриваются структура, функциональные возможности и особенности работы в программе NX. На практических занятиях изучение программы начинается с базовых понятий, таких как настройка интерфейса, системы координат, работа со слоями, методы закраски, масштабирование, просмотр изображения.
Важным этапом изучения программы является работа в разделе «Эскиз». На этом этапе студенты разрабатывают эскизы моделей с учетом размеров, ограничений и других инструментов раздела. Далее на базе эскизов и средств раздела «Моделирование» разрабатываются трехмерные модели - сначала по готовым примерам, затем по производственным чертежам.
Трехмерное моделирование имеет огромные преимущества. Трехмерные системы позволяют смоделировать изделие с последующим созданием чертежей. Модель можно изучать с любой точки, меняя масштаб изображения. При этом можно найти ошибки в проекте, а также выполнить проверку изделия на собираемость, что необходимо для последующего изготовления. Трехмерные модели являются основой для инженерных расчетов, анализа изделий на функциональность, прочность, долговечность, устойчивость к нагрузкам. По трехмерным моделям рассчитываются массинерционные характеристики, объем и другие важные физические параметры деталей и сборок. По трехмерным моделям автоматически формируются программы для станков с ЧПУ.
Единожды разработанную трехмерную модель можно многократно использовать для создания семейства аналогичных объектов. Очень важно, что наглядность при трехмерном моделировании повышает интерес студентов к процессу проектирования.
Следует отметить хорошую методическую поддержку со стороны разработчика. На сайте Siemens в свободном доступе находятся учебники по разделам конструкторской подготовки, технологической подготовки и инженерному анализу. Также можно пользоваться готовыми файламизаготовками, работа с которыми описана в учебниках , , .
На производственной практике после третьего курса студенты закрепляют полученные знания. Конечно, студенты работают на предприятиях не только с программой NX, но освоение других программ проходит быстрее, так как разработчики систем автоматизированного проектирования стремятся к унификации интерфейса. Многие студенты на производственной и преддипломной практике работают в программе Сatia, и, по их мнению, изучение NX облегчает освоение этой программы.
Во втором семестре четвертого курса студенты изучают модуль «Обработка», в котором составляют программы для токарной, сверлильной и фрезерной обработки деталей.
Без систем автоматизированного проектирования далеко не всегда студенты могут опробовать разработанную программу на выбранном станке, так как станочный парк института ограничен. Модуль «Обработка» позволяет на базе трехмерной модели детали, инструмента, который выбран из базы инструментов или создан пользователем, и определенной стратегии обработки разработать программу для станка с ЧПУ, просмотреть траекторию перемещения инструмента и визуализировать процесс обработки. При этом выявляются ошибки, которые можно устранить уже на стадии проектирования. Программа NX содержит обширную базу моделей станков и постпроцессоров, что позволяет перенести готовую программу на выбранный станок. В случае если разработано приспособление для обработки деталей, то получается полноценная цифровая модель обработки с возможностью визуализации и оптимизации.
В рамках дисциплины «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов», изучаемой во втором семестре четвертого курса, в модуле программы NX «Сборка» студенты разрабатывают приспособления для закрепления деталей при обработке на металлорежущих станках, а также в модуле «Обработка» разрабатывают программы для обработки деталей на станках с ЧПУ в сборе с приспособлениями.
Традиционно выделяют два метода работы со сборками: «снизу вверх» и «сверху вниз». При использовании концепции построения сборки «снизу вверх» детали и подсборки создаются как независимые компоненты и позиционируются либо в зависимости от положения ранее добавленных компонентов, либо относительно выбранной системы координат. Концепция работы «сверху вниз» подразумевает создание сборки верхнего уровня и последующее движение вниз по иерархии, с добавлением новых компонентов и подсборок. При разработке приспособлений применялась концепция «снизу вверх» с использованием сопряжений. В этом случае добавление в сборку компонентов происходит независимо друг от друга.
Метод работы с применением сопряжений является наиболее распространенным и зачастую наиболее эффективным при разработке устройств и агрегатов. Особенно данный метод актуален в случаях, когда необходимо произвести кинематический анализ созданной конструкции, рассчитать размерные цепи, а также в случаях, когда используется множество стандартных и заимствованных компонентов.
Модуль «Сборка» обеспечивает создание моделей сборок методом как «сверху вниз», так и «снизу вверх». Функционал модуля позволяет создавать, редактировать и управлять структурой сборки, накладывать сопряжения между компонентами, управлять гибкими деформируемыми компонентами в сборке (например, шланги или несколько одинаковых гидроцилиндров при различных положениях штока). Разработанное в модуле «Сборка» приспособление можно проверить на пересечение, провести кинематический анализ, работу изделия в динамике.
Базы стандартных и унифицированных деталей
При работе с программой NX выяснилось, что нет готовых баз данных стандартных крепежных деталей, которые поставляются вместе с программой. Для восполнения этого пробела студентами с использованием опции «Семейство деталей» создана база трехмерных моделей крепежных изделий, которая содержит следующие детали: шайбы, винты, болты, шпильки, гайки и шурупы стандартных типоразмеров. База деталей формируется с использованием встроенного доступа к табличному процессору Excel на базе деталиобразца с созданием таблицы типовых размеров, содержащей все семейство деталей. Благодаря опции «Семейство деталей» возможно получение новых моделей деталей на основе унифицированной детали, при изменении только необходимых параметров (в данном случае размеров) унифицированной детали. Алгоритм формирования базы данных стандартных крепежных деталей следующий :
- Разработка модели деталипрототипа.
- Определение параметров, которые изменяются при формировании членов семейства деталей.
- Создание и сохранение таблицы параметров, в которой заданы значения параметров для всех членов семейства. Назначение параметров деталей проводится в таблице Excel путем занесения значения этих параметров в соответствующую строку.
На рис. 1 показан пример формирования базы стандартных крепежных изделий в программе NX.
Опция «Семейство деталей» также использована для создания базы моделей типовых элементов приспособлений для закрепления заготовки при обработке на металлорежущем станке. Создание базы данных типовых элементов приспособлений в программе NX сокращает время проектирования приспособлений, что в производственных условиях ведет к уменьшению себестоимости разработки приспособлений, а следовательно, и себестоимости продукции.
В базу типовых элементов приспособлений вошли следующие детали:
- прихват - приспособление, предназначенное для закрепления детали на столе станка при ее обработке;
- пружина - упругий элемент, предназначенный для накопления и поглощения механической энергии;
- цилиндрический палец - предназначен для определенной ориентации заготовки в приспособлении;
- ромбический палец - для фиксации определенной ориентации заготовки;
- основание - плита с отверстиями, предназначенная для установки самого приспособления с деталью на станок;
- ребро - деталь, необходимая для увеличения жесткости и надежности конструкции.
Результаты внедрения программного продукта
Рассмотрим некоторые результаты работы студентов в программе NX.
Построение трехмерных моделей
Следует отметить, что студенты направления КТОП и специальности ТМС проходят практику на машиностроительных предприятиях, где знакомятся с конструкторской и технологической подготовкой производства. Одной из задач при работе на предприятии является создание трехмерных моделей деталей по чертежам. При этом студенты могут ознакомиться с технологией изготовления детали и увидеть ее «вживую» в виде заготовки и в обработанном виде. Пример такой заготовки и группы деталей, построенной на базе деталипредставителя, показан на рис. 2 и 3.
В рамках дипломного проектирования студенты разрабатывают более сложные детали, которые требуют достаточно глубоких знаний программы NX. При этом следует отметить, что применение информационных технологий в образовательном процессе повышает заинтересованность студентов при изучении дисциплин. Однако знаний, полученных при изучении программы в пределах отведенного для этого учебного времени, не всегда хватает, поэтому часть функционала программы студенты стремятся изучить самостоятельно или на дополнительных консультациях у преподавателя.
Кроме того, как было указано выше, большое количество учебной информации можно найти на сайте Siemens PLM Software, который предоставляет свободный доступ к учебникам по всем разделам программы NX с файламизаготовками и примерами выполнения заданий.
Примеры деталей, технологический процесс изготовления которых разработан студентами в рамках дипломного проектирования, представлены на рис. 4 и 5.
Особенностью модели, представленной на рис. 4, является сопряжение сечений различной формы, на рис. 5 показано фотореалистичное изображение детали.
Создание управляющих программ для станков с ЧПУ
На рис. 6 приведен результат формирования траектории перемещения инструмента при фрезеровании детали, технология изготовления которой была разработана в рамках дипломного проектирования. Следует отметить, что в программе запоминается последовательность обработки и смена инструмента. Очень удобно то, что при изменении параметров трехмерной модели, на базе которой формируется программа для обработки, автоматически пересчитывается траектория перемещения инструмента.
При верификации процесса обработки можно выявить такие проблемы, как зарезы, столкновения, контакт с материалом на ускоренной подаче, чрезмерный припуск на обработку, необработанные поверхности и т.д. При этом разработчик отслеживает перемещение трехмерной модели инструмента относительно детали при обработке (рис. 7). Процесс можно прервать в любой момент, внести исправления и дополнения. На рис. 8 показан процесс верификации фрезерной обработки детали типа «букса» в двухместном приспособлении.
Разработка приспособлений для обработки деталей на станках
Разработка приспособлений является достаточно трудоемким процессом. Однако современные системы автоматизированного проектирования позволяют снизить трудоемкость процесса проектирования за счет применения унифицированных элементов приспособлений и модификации уже разработанных приспособлений. В первое время освоения программы NX разрабатывались простейшие приспособления (рис. 9), которые, тем не менее, помогали студентам понять, как устанавливается и закрепляется деталь в приспособлении, как устанавливать приспособление на станок, как ведется обработка детали в приспособлении и возможна ли обработка при разработанной конструкции приспособления. Чертежи, конечно, не могут дать такого понимания, и не всегда у студента есть возможность увидеть на производстве подобное приспособление. В этом случае налицо преимущество современных информационных технологий, применяемых при конструкторскотехнологической подготовке производства. Когда студент собирает приспособление подетально и устанавливает в него деталь, то знает приспособление не хуже, чем опытный инженер или мастер на предприятии. Наглядность всех деталей и собранного изделия облегчает понимание принципа его работы.
По мере приобретения опыта проектирования в программе NX разрабатываемые приспособления усложнялись и наряду с механическими приспособлениями (рис. 10) в настоящее время проектируются приспособления с гидравлическим приводом для фиксации деталей в процессе обработки (рис. 11).
Рис. 10. Приспособление с механической фиксацией детали типа «корпус»
Преддипломная практика и дипломное проектирование
При прохождении преддипломной практики студенты знакомятся с технологией изготовления выбранной детали, изучают маршрутную и операционную технологию, вносят свои предложения по модернизации технологического процесса, предлагают более современные варианты получения заготовки детали и обработку детали с использованием станков с ЧПУ.
В рамках дипломного проектирования студенты разрабатывают трехмерную модель детали, программу для обработки детали на станке с ЧПУ, сборочную модель приспособления для установки детали на станке при обработке, проектируют участок цеха, на котором будет изготовлена деталь.
При проектировании участка цеха дипломники применяют студенческую версию программы Plant Simulation, которая находится в свободном доступе на сайте Siemens. В программе ведется расчет загрузки оборудования, а кроме того, возможна оптимизация загрузки. Отметим, что студенты изучают программу самостоятельно и ее применение в дипломном проектировании не является обязательным. Несмотря на это часть дипломников использует эту программу, что подтверждает заинтересованность студентов в информационных технологиях.
Самостоятельная работа студентов
В учебных планах, по которым проходит обучение студентов, больше половины времени, отведенного для изучения дисциплин, приходится на самостоятельную работу. Это обусловлено тем, что в условиях глобализации рынка труда квалификации специалиста, понимаемой как совокупность знаний, умений и навыков, становится недостаточно для решения задач, которые возникают при работе выпускника на реальном производстве. Будущий специалист должен быть готовым к решению нестандартных профессиональных задач, а следовательно, обладать способностью приобретать и развивать необходимые профессиональные компетенции в течение всей трудовой деятельности. Студент, который стремится к профессиональному росту и получению интересной, высокооплачиваемой работы по окончании института, должен быть готов к самостоятельному приобретению и совершенствованию знаний.
В рамках самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины «Интегрированные компьютерные технологии проектирования и производства (CAD/CAMсистемы)», на которую в рабочем учебном плане подготовки бакалавров по направлению 5.03.05 «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств» отводится 130 академических часов из 288, предлагается разработка трехмерных моделей приспособлений и других устройств на основе изделий, которые применяются в лабораториях института в качестве наглядных пособий или действующих макетов.
Студенты разбирают изделия на отдельные детали, измеряют их, определяют, как работают изделия в динамике, и разрабатывают цифровые модели этих изделий.
Пример такого изделия приведен на рис. 12. В качестве объекта моделирования применяется червячный редуктор, который состоит из следующих основных деталей и стандартных изделий: червячная передача, корпус, подшипники, крепежные детали.
Студенты должны выполнить следующие действия:
- Разобрать редуктор на отдельные детали.
- Измерить детали.
- В модуле «Моделирование» программы NX разработать трехмерные параметризованные модели отдельных деталей.
- В модуле «Сборка» программы NX разработать сборочную модель с соответствующими сопряжениями.
- С помощью команды Анализ зазоров в сборке определить наличие пересечений.
- В модуле «Симуляция кинематических механизмов» программы NX провести кинематический анализ движущихся деталей изделия и смоделировать процесс работы червячной передачи.
Упрощенная сборочная модель редуктора представлена на рис. 13.
На рис. 14 показана червячная пара с кинематическими связями, разработанная в модуле «Симуляция кинематических механизмов» программы NX.
Следует отметить, что студенты с большим интересом относятся к самостоятельной работе, связанной с созданием трехмерных и кинематических моделей реальных изделий.
Выпускники кафедры машиноведения Балаковского инженернотехнологического института востребованы на предприятиях как города Балаково, так и городов Поволжского региона (Саратов, Самара, Сызрань, Вольск, Нижний Новгород), причем не только на предприятиях машиностроительного профиля. Наши выпускники также работают по специальности в Москве, СанктПетербурге, в других крупных городах России. При трудоустройстве часто решающую роль играет степень знания и владения информационными технологиями, в частности системами автоматизированного проектирования.
Выводы
- Необходимость внедрения современных информационных технологий в процесс подготовки будущих инженеров обоснована нарастающей потребностью современного производства в высококвалифицированных кадрах с качественной информационной подготовкой и умением работать в системах автоматизированного проектирования.
- Востребованность и конкурентоспособность выпускников высшего учебного заведения машиностроительных направлений и специальностей во многом определяется знанием современных прикладных программ для автоматизированного проектирования на этапах конструкторской и технологической подготовки производства.
- Повышенный интерес современных молодых людей ко всему, что связано с компьютерами, при применении современных информационных технологий в учебном процессе повышает заинтересованность студентов в изучении соответствующих дисциплин - в результате улучшается усвоение учебного материала и успеваемость студентов. Резко увеличивается объем информации, которую может усвоить студент в рамках лекционных занятий, практических и лабораторных работ.
- При внедрении информационных технологий в учебный процесс есть определенные сложности, так как необходимо обоснованно выбрать соответствующую программу, связаться с разработчиком или продавцом программного продукта, оформить ряд документов, а также организовать предварительное обучение преподавателей. Не всегда в вузах это является системным процессом, зачастую внедрение программ основано на энтузиазме отдельных преподавателей и коллективов кафедр.
- Информационные технологии позволяют студенту получить большее количество знаний, развить интеллектуальные, творческие способности и умение самостоятельно приобретать новые знания, работать с различными источниками информации, что помогает по окончании высшего учебного заведения быстрее и качественнее внедриться в производственный процесс.
- Разработчикам систем автоматизированного проектирования необходимо учитывать, что студенты в будущем будут работать на предприятиях и, возможно, на руководящих должностях. На решение вопроса выбора системы автоматизированного проектирования, конечно, повлияет то, в какой программе работали эти люди, учась в институте. Поэтому важно обеспечить льготный режим для вузов как при получении лицензии на программный продукт, так и при дальнейшей технической и информационной поддержке работы в приобретенной программе.
Литература:
- Ведмидь П.А., Сулинов А.В. Программирование обработки в NX CAM. М.: ДМК Пресс; 2014.
- Ведмидь П.А. Основы NX CAM. М.: ДМК Пресс; 2012.
- Артамонов И.А., Гончаров П.С., Денисихин С.В., Сотник Д.Е., Халитов Т.Ф. NX Advanced Simulation. Практическое пособие. М.: ДМК Пресс; 2014.
- Данилов Ю.В. Практическое использование NX. М.: ДМК Пресс; 2011.
- Садчикова Г.М. Использование САПР NX в учебном процессе // Молодой ученый. 2015. 21.2.
Энциклопедичный YouTube
1 / 5
✪ NX Вводный урок. Часть 1.
✪ Фрезерная обработка в NX CAM
✪ Фрезерная обработка плиты в NX CAM
✪ ВЕРТИКАЛЬ Технология, демонстрация. САПР для разработки технологических процессов.
✪ Siemens NX 8.5 - 03 - Эскиз и создание модели
Субтитры
История создания
Первоначально система носила название «Unigraphics» и была разработана американской компанией United Computing. В 1976 году компания McDonnell Douglas (сегодня Boeing) приобрела United Computing и впоследствии была образована McDonnell Douglas Automation Unigraphics Group. Компания EDS приобрела данный бизнес в 1991 году . После приобретения EDS компании Structural Dynamics Research Corporation в 2001 году , продукт Unigraphics был объединен с САПР I-DEAS, разработанной SDRC. Постепенное добавление функциональных возможностей I-DEAS в основной код системы «Unigraphics» стало основой существующей линейки продуктов NX.
Дополнительные функциональные возможности продукта «Imageware» были интегрированы в систему NX с целью развития функционала по обработке сканированных данных (облаков точек и данных в формате STL) для поддержки процессов реверс-инжиниринга .
Решения NX
Проектирование (CAD)
Набор приложений, входящий в пакет NX CAD, позволяет решать задачи разработки полного электронного макета всего изделия и его составных частей для последующего использования в процессах технологической подготовки производства.
Функционал приложений позволяет автоматизировать этапы проектирования изделия и выпуска конструкторской документации в различной форме представления. Поддерживаются технологии проектирования как «снизу-вверх», так и «сверху-вниз» с возможностью построения сквозных процессов разработки от требований к изделию до этапа выдачи данных для производства.
Промышленный дизайн
Инженерный анализ (CAE)
Набор средств инженерного анализа в системе NX представляет собой приложение пре- и постпроцессинга (Pre/Post) и подключаемых к интерфейсу расчётных решателей . В качестве решателей может выступать как пакет NX Nastran, так и программные пакеты других разработчиков. Среда инженерного анализа может работать как независимо, так и в интеграции с PLM системой Teamcenter . В последнем случае все расчетные данные сохраняются в PLM системы и управляются с точки зрения прав доступа, ревизионности, процессов выпуска и согласования, и т.д.
Приложение пре/постпроцессинга построенно на базе общей платформы приложений NX CAD и использует все возможности геометрического ядра Parasolid . Расчётные модели связаны с исходными 3D моделями, и при необходимости внесения каких-то изменений или упрощений у пользователя есть возможность редактировать ассоциативно связанную геометрию, не влияя на оригинальную модель, но отслеживая все изменения.
Функционал инструментов входящий в пакет инженерного анализа NX позволяет проводить анализ статического нагружения конструкции, поиск собственных частот (динамика), аэродинамический и тепловой анализ, а также решать ряд прикладных специализированных задач.
Проектирование оснастки
В дополнение к приложениям, отвечающим за конструкторскую проработку самого изделия, система NX CAD предлагает ряд решений, отвечающих за проектирование средств технологического оснащения:
- Mold Wizard - пакет проектирования элементов пресс-форм для изделий, получаемых литьем.
- Progressive Die Wizard - пакет проектирования штампов последовательного действия.
- Die Engineering и Die Design - модули проектирования штампов и структуры штампов.
- One Step Formability - одношаговый анализ формуемости для оценки возможности получения листовой детали методом холодной штамповки.
- Electrode Design - модуль проектирования оснастки для электроэрозионной обработки.
Приложения созданы с учётом принципа мастер-модели и обеспечивают ассоциативную связь как с изделием (CAD), так и с проектом обработки оснастки в CAM.
Программирование станков с ЧПУ (CAM)
Поддерживает различные виды обработки: токарную обработку , фрезерную обработку на 3-5-осевых станках с ЧПУ, токарно-фрезерную, электроэрозионную проволочную обработку . Система NX CAM поддерживает прогрессивные виды обработки и оборудование: высокоскоростное фрезерование, обработку на основе элементов, токарно-фрезерные многофункциональные станки. Содержит встроенный модуль симуляции обработки на станке, работающий в кодах управляющей программы (G-кодах), который используется для анализа УП и обеспечивает контроль столкновений.
Ассоциативная связь между исходной моделью и сформированной траекторией инструмента обеспечивает автоматическое обновление данных при внесении изменений.
Программирование координатно-измерительных машин и анализ данных измерения
Модуль по программированию координатно-измерительных машин (КИМ) обеспечивает подготовку управляющих программ для КИМ и анализ данных измерения, в том числе сравнение данных измерения с 3D-моделью. Программа проведения измерений может быть создана с использованием объектов PMI – информации о допусках размеров и отклонений форм и поверхностей. В этом случае снижается объем ручного ввода данных, и программа контроля может быть ассоциативно связана с исходной моделью и, соответственно, отслеживать изменения. Поддерживается симуляция процесса измерения на КИМ на основе кода УП (обычно DMIS ).
Средства расширения функционала системы
Система NX предоставляет набор механизмов , позволяющий расширять стандартный функционал и разрабатывать собственные средства автоматизации на базе платформы NX. Для разработки могут быть использованы основные языки программирования , такие как .NET , C++ , Python , Java . Также система предоставляет возможность использовать внутренний KBE (knowledge based engineering) язык программирования.
Синхронная технология
Разработанная Siemens синхронная технология моделирования впервые была реализована в версии NX 6, выпуск которой состоялся 30 июня 2008 года. Эта технология позволяет работать с топологическим описанием геометрии модели, не учитывая параметрические зависимости или их отсутствие. Традиционные средства параметрического моделирования имеют ряд известных ограничений при работе с непараметризованной геометрией или при наличии сложных параметрических зависимостей. Синхронная технология даёт возможность работать с такими моделями и редактировать их, автоматически распознавая геометрические элементы и связи между ними.
Применение
NX широко используется в машиностроении, особенно в отраслях, выпускающих изделия с высокой плотностью компоновки и большим числом деталей (энергомашиностроение, газотурбинные двигатели, транспортное машиностроение и т. п.) и/или изготавливающих изделия со сложными формами (авиационная, автомобильная и т. п.). В частности, систему используют такие крупные компании, как Daimler , Chrysler , Boeing , Bosch , NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) , Land Rover BAR , Red Bull Racing , ММПП «Салют» , «ОКБ им. Сухого» , «МВЗ им. Миля» , ПАО «КАМАЗ» , «ГКНПЦ им. Хруничева» , ОАО «Авиадвигатель» , ОАО «Метровагонмаш» , ОКБ «Аэрокосмические системы» , НПО «Сатурн» , ПКО «Теплообменник» , ООО «Всесоюзный научно-исследовательский центр транспортных технологий» (ВНИЦТТ) и др. NX широко используется компаниями, производящими товары народного потребления, медицинское оборудование, электронику .
Примечания
- (unspecified title) - 2019.
- Review: Siemens PLM NX 11 // Develop3D. - 9 мая 2016.
- Ал Дин. Обзор: Siemens PLM NX 11 // isicad.ru. - 10 ноября 2016.
- Siemens NX стал доступен для Mac OS X // CADpoint.ru: Пресс-релиз. - 14 июня 2009.
- Benefits of integration with NX // Digital Process LTD..
- Siemens PLM Software’s new machine design solution to improve development time and quality // Design World Online. - 14 сентября 2010.
- Гончаров П. С., Артамонов И. А., Халитов Т. Ф., Денисихин С. В., Сотник Д. Е. NX Advanced Simulation. Инженерный анализ . - М.: ДМК Пресс.. - 2012. - ISBN 978-5-94074-841-0 .
- Р. Буш. Основы обеспечения долговечности конструкций средствами NX // CAD/CAM/CAE Observer. - 2008. - № 1 (37) . - С. 30-33 .
- Компания Siemens представляет решение Simcenter для прогнозирования технических характеристик и необходимого поведения изделия в процессе его разработки // isicad.ru. - 17 июня 2016.
- Vynce Paradise. Какую систему симуляции обработки вы применяете? // CAD/CAM/CAE Observer. - 2008. - № 3 (39) . - С. 51-54 .
- ISO 22093:2011 Industrial automation systems and integration - Physical device control - Dimensional Measuring Interface Standard (DMIS) // ISO. - 2011.
- Siemens PLM Software выпускает САПР NX 6 : PC Week. Новости. - 11 августа 2008.
- Siemens PLM вносит в САПР свежую струю : PC Week. Новости. - 13 мая 2008.
- Александра Суханова. «Наш бизнес в России - это яркая история успеха Siemens PLM Software» // CAD/CAM/CAE Observer. - 2011. - № 1 (61) . - С. 10-20 .
- «Технологии Siemens PLM Software используются большинством компаний, представившими новые модели на Североамериканском автошоу» // Портал машиностроения. - 28 января 2012.
- «Chrysler отказывается от CATIA в пользу NX» // CAD/CAM/CAE Observer. - 2010. - № 4 (56) . - С. 24 .
- «Boeing подписал соглашение с Siemens PLM Software сроком на 10 лет» // Авиатранспортное обозрение. - 2012.
- «Победители и побежденные: промышленный гигант Bosch стандартизирует CAD и PLM» // CAD/CAM/CAE Observer. - 2016. - № 3 (103) .
- «Siemens „приложил руку“ к старту работы научной лаборатории Curiosity» // i-Mash.ru. - 15 августа 2012.
- Марк Кларксон. «На пути к Марсу!» // isicad.ru. - 30 августа 2012.
- «Решения Siemens для марсохода NASA» // Журнал «Компания». - август 2012.
Siemens NX - это программа (комплекс утилит и модулей), которая состоит из себя CAD, CAM и CAE системы. Этот софт является универсальным инструментом, который используют профессиональные инженеры и проектировщики.
Siemens NX - это «комплексная система» для проектирования трёхмерных моделей. Программа подходит для создания сложных 3D – моделей в инженерных проектах.
В этой программе вы создаёте проекты в автоматическом режиме. В графической среде софта есть инструменты для создания чертежей и 3D - моделей разной структуры.
Воспользуйтесь этой системой и создайте свой проект с помощью инструментов инженерного анализа. Siemens NX обеспечивает обработку большой базы данных.
Возможности
По сути, этот инструмент считается (САПРом) для профессионалов. В программе вы проектируете точные модели деталей, используя простую рабочую оболочку с множеством инструментов, которые позволяют создавать проекты в геометрических расчётах.В софте есть быстрый обмен информацией с системой CAM. В ней вы можете подготовить «будущие модели» деталей разной сложности. Главная особенность программы – это взаимосвязь всех компонентов системы и их работа, использую одну базу данных, которая хранит все проекты.
Программа выполняет мониторинг этой базы данных, используя модуль CAE. Этот модуль позволяет работать с разными типами анализа. В интерфейсе этой системе вы создаёте статические и структурные объекты, а также линейные проекты.
Дополнительные инструменты
Siemens NX содержит дополнительный инструмент - модуль I-Deas, который позволяет обрабатывать и разрабатывать трехмерные детали, используя набор функций, а также создавать чертежи 3D – моделей в автоматическом режиме.Новые сборки модулей позволяют высчитывать акустическое воздействие, прочность и удароустойчивость объекта. В программе вы «проверяете» свойства объектов, используя режим симуляции.
Ключевые особенности
- этот софт является САПР нового поколения, который создаёт проект разной сложности;
- интегрированные инструменты подготавливают к производству (CAM) и инженерному анализу (CAE);
- программа позволяет высчитывать пропорции проекта;
- в софте есть настройки для точного проектирования стандартов в промышленном формате;
- программа доступна для пользования только на коммерческой лицензии;
- графическая среда софта не сложная в освоении и подходит для новичков.
Система автоматизированного проектирования NX 7.5 от компании Siemens PLM Software
Эл Дин (Al Dean) изучил новейший релиз лидирующего ПО для разработки изделий от компании Siemens PLM Software и убедился, что продукт NX 7.5 тщательно проработан и доведен до совершенства во всех областях проектирования, производства, моделирования и за их пределами.
Интересна судьба NX от компании Siemens PLM Software после слияния фирм Unigraphics и Ideas несколько лет назад. Система взяла на себя роль ведущей 3Dсистемы моделирования изделия, унаследовав наработки компании Unigraphics, одного из основных в мире производителей механической обработки, а с внедрением NX Nastran представила действительно «пуленепробиваемые» инструменты моделирования и анализа.
В последнее время система NX подверглась серьезным модификациям в своей основообразующей архитектуре и способах взаимодействия с пользователем. Конечный результат - абсолютно современная система, применимая в различных отраслях промышленности и позволяющая использовать разнообразные платформы - она является одной из немногих систем трехмерного моделирования, совместимых с операционными системами Mac OS X и Linux. В этом месяце вышла новая версия системы NX - 7.5, следующая за версией 7.0, выпущенной в октябре 2009 года. Итак, давайте рассмотрим ее особенности.
Облегченное представление и производительность
Прежде чем мы изучим новые возможности моделирования и разработки изделия, стоит бегло взглянуть на то, что «под капотом». Компания Siemens разрабатывает и развивает формат JT, получивший широкое применение в автомобильной промышленности в качестве формата обмена данными. Он также используется в системе NX для отображения моделей в упрощенном формате, позволяя без труда загружать большие сборки на стандартном автоматизированном рабочем месте.
В предыдущих версиях в каждой модели создавался специальный ссылочный набор, содержащий облегченное представление, который сохранялся в саму модель в формате JT. В новой версии система в явном виде не создает такой ссылочный набор, но при этом для каждого ссылочного набора, содержащего твердотельную геометрию, создается облегченное представление. По умолчанию загрузка модели происходит в облегченном виде при любом текущем ссылочном наборе, содержащем геометрию.
Как и в случаях со всеми подобными технологиями, всегда возникает необходимость загрузить точное описание геометрии, но с каждой версией потребность в этом снижается. При использовании системы NX 7.5 пользователи могут загружать, рассматривать, создавать сечения, измерять и выполнять параметрические обновления - и всё это без необходимости загружать точное представление модели. И если это не окажет существенного влияния на тех, кто работает с небольшими сборками, то тем, кто имеет дело с десятками тысяч деталей, это значительно облегчит работу.
Эффективность эскизов
Пользовательский интерфейс прорисовки эскизов был упрощен для облегчения перехода от начальной идеи к геометрическим элементам и модели. Например, теперь пользователь не должен выходить из эскиза прежде, чем построит геометрическую фигуру, - он просто рисует эскизы, активирует режим 3D - и готово! Процесс работы с эскизами стал проще, чем в предыдущих версиях, размеры определяются автоматически. Это дает пользователю возможность работать непосредственно с ключевыми данными и при необходимости формализовать геометрию. Интересно отметить, что эти размеры не являются ограничениями. Для преобразования их в управляющие размеры нужно добавить данные вручную. Это означает, что точные геометрические характеристики можно записать на «бумагу» намного быстрее.
Система NX теперь может работать с областями в пределах эскизов, благодаря чему исключается потребность в создании полностью определенных контуров, что намного ускоряет работу. Еще один фактор увеличения скорости - это новая функция библиотеки повторного использования данных (NX Reuse Library), которая предоставляет пользователям возможность сохранять профили и эскизные геометрические характеристики, а затем быстро получать их из библиотеки и применять там, где это необходимо.
Синхронная технология
Для тех, кто еще не знаком с синхронной технологией, сообщаю, что два года назад о ней заявила компания Siemens, что дало импульс к распространению инструментов проектирования без использования истории построения. В то время как моделирование с применением конструктивных элементов оставалось основной частью процесса, добавление возможности работы с ними без использования истории построения модели стало началом нового движения.
Несмотря на то что большие усилия были предприняты для вндерения синхронной технологии в Solid Edge от Siemens PLM Software, система NX также получила большой набор инструментов. Многие эксперты промышленности не заметили обновления системы NX, так как эти новшества уже нашли свое применение в Solid Edge. Система NX в течение некоторого времени поддерживала свободную модификацию геометрии, и изменения были едва различимы. В дальнейшем синхронная технология в NX предоставила больше свободы в использовании новых инструментов моделирования с возможностью применения метода как с историей построения модели, так и без нее. Она была интегрирована в существующий технологический процесс моделирования и в процесс взаимодействия с пользователем.
В нескольких первых версиях синхронная технология применялась для создания и модификации призматической геометрии, позволяя использовать комбинацию динамически примененных геометрических фильтров и прямых инструментов редактирования. Для системы NX 7.5 функции были расширены до создания и модификации моделей произвольных форм.
Синхронная технология и моделирование поверхностей
В течение многих лет система NX позволяла с высокой степенью точности работать непосредственно с поверхностной геометрией. Вместо использования только традиционной сетки кривых при создании геометрии поверхностей система позволяет управлять их формой, нажимая и перетягивая векторы, линии и т.д. Это тот тип работы с поверхностями, который традиционно разделяет системы твердотельного/объемного моделирования и настоящие системы работы с поверхностями.
Для данной версии системы NX эти инструменты были модифицированы под использование синхронной технологии и позволяют пользователям применять их, сохраняя историю построения модели и каждое изменение в качестве отдельных характеристик, или работать в свободном формате. Эти инструменты встроены в две ключевые операции.
Инструмент xForm (Трансформация) в течение некоторого времени уже существует в системе NX (а до этого - в системе Unigraphics) и использует каркасную «клетку» вокруг поверхности для придания ей (с помощью алгоритма draganddrop) необходимой формы. Инструмент iForm - новый вариант, который использует контрольные точки и изолинии непосредственно самой поверхности. Оба метода подходят для решения различных задач и являются взаимозаменяемыми. Что действительно впечатляет, так это то, как эти инструменты теперь можно использовать в комбинации с широким диапазоном интеллектуальных инструментов моделирования, таких как симметрия или управляемые синхронной технологией инструменты Face Finder (Поиск грани) и Replace Face (Заменить грань), чтобы производить модификации, интеллектуально связанные с окружающей геометрией. Благодаря работе методом «свободы от ограничений использования истории построения модели», согласно которому работают все инструменты на основе синхронной технологии, любые последующие геометрические элементы (такие как скругления, слои и т.д.) остаются активными и предварительный просмотр во время редактирования демонстрирует эффект, распространяемый на целую деталь, а не одно изменение на определенной поверхности.
Инструмент Replace Face (Замена грани) - совершенный инструмент синхронной технологии
Я редко заостряю внимание на отдельной функции системы моделирования, но сейчас хочу сделать исключение. В процессе прямого редактирования впечатляют интеллектуальные инструменты алгоритма draganddrop с cинхронной технологией, а, возможно, самый полезный инструмент для проектировщика - это команда Replace Face (Замена грани). Данный инструмент позволяет пользователям применять уже существующую геометрию и быстро адаптировать ее под новые требования и области применения. Сделайте захват геометрической конструкции, сопоставьте поверхности, перенесите на новую позицию - и всё готово.
Новая версия включает опцию With Offset (Со смещением). Она расширяет потенциал самого инструмента и позволяет работать со сложными геометрическими конструкциями и использовать инструмент Replace Face (Замена грани) в комбинации с фильтрами инструмента Face Finder (Поиск грани), чтобы адаптировать их для новой комплексной формы. Целесообразно комбинировать всё это с новой, более легкой в эксплуатации Библиотекой повторного использования данных.
Библиотека повторного использования и крепеж
Повторное использование данных - это ключевое направление новой версии. Начиная с более эффективной 2Dбиблиотеки профилей и метода позиционирования система не только стимулирует пользователей к повторному применению данных, но и облегчает создание таких активов. Система уже имеет стандартные профили и сечения, что облегчает создание собственного набора профилей, обычно используемых как для размещения геометрических элементов, так и для построения общих элементов.
Для создания объекта в Библиотеке повторного использования пользователь просто производит захват геометрических фигур (2D или 3D), копирует их в буфер обмена (клавиши CTRL+C), вставляет в новое диалоговое окно, добавляет необходимые детали (такие как изображение предварительного просмотра, указатели координат для позиционирования) - и всё готово.
Наряду с этим была изменена семантика работы пользователей с крепежом. Вместо того чтобы создавать отверстие в сборке и затем добавлять к нему крепеж, пользователь создает крепеж в нужном месте и этот пакет (болты, гайки, шайбы и т.д.) делает соответствующее отверстие под себя. К примеру, это может быть ряд сквозных отверстий или отверстий с резьбой.
Технология HD3D
Технология High Definition 3D была представлена в прошлом году вместе с релизом системы NX 7.0. Она объединила опыт компании Siemens в визуализации легких и упрощенных данных (формата JT) и в управлении данными (с помощью системы Teamcenter) и создала среду, в которой пользователи могут графически исследовать разрабатываемый продукт и анализировать все виды данных. Это могут быть сведения о статусе выполнения проекта, материалы о поставщиках или информация о расположении различных подузлов с точки зрения графика реализации проекта.
Эти визуальные отчеты позволили пользователям графически отображать данные. Наряду с визуальными отчетами, данная система применялась для отчетов приложения Check Mate для выявления того, отвечают ли детали и подузлы всем видам стандартных геометрических и топологических проверок (таких как требования к качеству геометрии) или внутренним требованиям, а также дополнительным специальным или пользовательским проверкам, например «эта деталь прошла испытания методом имитационного моделирования с помощью средств CAE?».
В NX 7.5 компания Siemens расширила применение технологии HD3D в двух ключевых областях. Вопервых, она объединена с системой Teamcenter, благодаря чему пользователь может применять весь объем управляемых метаданных в качестве основания для запросов и узнавать, где, когда и каким образом произведены изменения в процессе разработки изделия. Например, данные (такие как требования по массе или объему) теперь можно загрузить из раздела Teamcenter Requirements и система будет осуществлять проверки автоматически по каждой версии модели. Вовторых, инструменты на основе технологии HD3D теперь намного более адаптивны в среде системы NX. Раньше визуальные отчеты могли использоваться только с соответствующим диалоговым окном, а теперь они реализуются с помощью навигатора сборки.
Моделирование и анализ
Рассмотреть все обновления в системе NX 7.5, касающиеся моделирования, в одной статье просто невозможно, но не могу не обратить внимание читателей на набор инструментов, решающий огромный спектр задач моделирования и промышленной специализации.
Отметим несколько основных новшеств. Первое - усиленная поддержка системы Multibody Dynamics (Динамика мультител). Теперь пользователи могут включить адаптивную динамику тела в моделирование сборки, позволяя и твердым и пластичным телам быть скомбинированными в однойединственной модели движения в инструменте NX Motion. Кроме того, для тех, кто работает над моделированием системных уровней, может быть создана динамическая связь между инструментами NX Motion и MATLAB/Simulink, предоставляющая возможность передачи данных между ними для более точного моделирования.
Второе важное улучшение - Durability (Ресурс прочности). Анализ усталости (конструкций, материала) становится всё более распространенным во многих инструментах моделирования, но процесс интеграции циклической нагрузки в модельный прогон является трудоемкой задачей. Приложение Durability Wizard (Мастер анализа усталостной прочности) проводит пользователей через процессы установки и получения отчетов и позволяет удостовериться в правильном формате информации там, где это необходимо.
Благодаря тому что в основе системы NX лежат облегченные методы визуального изображения формата JT, она обеспечивает пользователям быструю и эффективную работу с огромным количеством данных
И последняя область, которую хотелось бы отметить, - это введение улучшенных инструментов для комбинирования цифрового моделирования с результатами физических испытаний. При использовании этих новых инструментов цифровая среда может применяться для планирования процессов испытаний (контрольные точки, параметры настройки датчиков и т.д.), а результаты физических испытаний в формате обратной связи могут быть помещены в среду моделирования и скомпонованы с цифровой моделью. Это дает пользователю возможность коррелировать результаты цифровых и физических испытаний, производя более значимые эксперименты, а тем, кто желает сократить количество физических испытаний, обеспечивает более высокую достоверность и возможность тонкой настройки процесса моделирования.
Наконец, стоит отметить тот факт, что обновления, касающиеся среды моделирования, также чрезвычайно важны для самого процесса моделирования и синхронная технология может принести сконцентрированному на моделировании пользователю большую пользу. Вместо того чтобы полагаться на традиционные методы моделирования для абстракции моделей, искажения и изменения параметров, пользователи могут внести необходимые правки без детального знания истории построения модели детали и сборочного узла. Это делает весь процесс более эффективным.
Выводы
Каждый раз, работая в NX, я не перестаю удивляться и понимаю, что в то время, как многие разработчики утверждают, что их системы поддерживают весь промышленный техпроцесс, NX фактически реализует эту концепцию, причем внутри одной системы.
Компания Siemens продолжает расширять функциональные возможности NX, ведет постоянную работу по улучшению взаимодействия с пользователем - с точки зрения как рационализации функциональных возможностей, так и добавления новых инструментов для простого решения сложных задач. Отличный пример - развитие синхронной технологии, помогающей в создании и модификации сложных поверхностей. Независимость от истории построения модели с помощью инструментов прямого редактирования облегчает работу над сложными задачами.
В заключение отмечу, что улучшения в технологии HD3D упрощают работу с большим объемом данных. Эта технология не только совершенствует процесс проектирования, но и позволяет каждому вовлеченному в разработку изделия специалисту быть понастоящему заинтересованным в своей работе. В общем это еще одна выдающаяся версия данной системы.