数控产品的研发与未来

电气与控制技术 2013-11-25 16:19:18
  一、行业趋势与要求零件测量检验仍然是质量保证过程中的一个重要要素。在过去几年中,与测量相关的技术在硬件和软件上都发生了很大变化,测量探头与扫描装置采集数据的速度快了很多。但是如果遇到几何图形复杂的零件,要想在单一装置上实现高效测量,则需要多轴探测路径编程。
  一般需要在PLM过程之外单独准备这些检验程序,用户通常根据一张二维工程图样开展工作,速度很慢。不仅如此,由于对设计与制造模型和数据的追溯受到限制,还很容易出错。当发生设计变更时,检验程序很可能与变更后的设计不一致。
  Siemens PLM Software公司提供了用于编写高级CMM测量检验程序的新应用软件,可以使用基于模型的产品和制造信息(PMI)来自动创建测量程序,使用最新的三维仿真软件来对程序进行全面验证,并且提供符合行业标准的输出,直接供用户CMM使用。
  最新的高速探测与扫描技术采集数据的速度比旧有设备快10100倍。新设备不仅可以完成更多的测量工作,还可以进行更加复杂的测量。但检验编程人员还面临着一个大问题:目前他们用于创建这些更加复杂的检验程序的方案,不仅太昂贵,而且花的时间也太长。
  此外,在CAD系统中采用全面三维产品定义的客户数量超过了客户总数量一半。除了零件几何图形外,还包括了所有其他制造信息――这些信息被捕捉后,作为产品与制造信息(PMI)附在三维模型上。为了便于检验,这些信息可以包括公差要求。如果下游工具可以利用这些信息,就会更好地满足制造要求。
  还有另外一个问题就是CMM编程、执行和数据采集与主流设计和制造过程是分开的。用户希望使CMM编程、执行和数据采集成为总体PLM工作流中不可分割的一部分,把数据存储到PDM系统中。
  二、一种新的CMM数控测量编程方法NX CMM数控测量编程是NX中的一个新模块,被全面集成到NX里,NX拥有几何操作需要的所有CAD工具,以及PMI创建和PMI集成需要的所有工具,新的CMM检验编程产品完全嵌入到NX中。NX还包括经过验证的成熟技术,这些技术可以直接应用于数控测量编程,如机床仿真。开发新应用软件的一个关键目的是实现高度自动化,尽量用基于模型的PMI数据来驱动编程,如所示。
  NX软件有一个名为“连接PMI”的独特功能。“连接PMI”命令实际上是取得三维零件几何图形以及附在模型上的PMI,然后从该软件提取被识别的所有特征和公差,创建检验零件所必需的所有检验操作。
  打开软件中的信息导航器,根据待测量特征类型以及附在上面的PMI生成数控测量路径。对于模型上有可用PMI数据的一些零件而言,应用“连接PMI”命令可以把传统编程时间缩短80%9%。当然,对于没有附加可用PMI数据的零件而言,或者在PMI数据不完整的情况下,或者检验编程人员希望增加额外测量的情况下,可以手动创建测量特征和操作。从预先定义好的几个测量方法中选一个,然后在模型的三维模型几何图形上选择点或特征,NX就会生成正确的路径。
  一旦有了CMM程序,NX CMM就能够创建可由驱动测量机的软件读取的输出命令。只需选择相应的后处理器,就可以创建机器操作指令。
  不过,在把程序发送给车间之前,用户很可能还想对其进行检查,以确保它以自己期望或希望的方法进行测量,并且不会发生任何硬件方面的冲突。事实上,对于复杂任务,用户很可能希望在开发检验程序时进行这些检查,以免日后进行变更。
  NX CAM软件提供了一些标准的CMM机器模型。可以导入CMM机器的三维模型,也可以用NX CAD来创建特殊的CMM机器三维模型。通过“机床创建器”模块,可以为每台CMM机器添加必要的运动学和移动范围。由于仿真是由DMIS输出驱动,因此能够很好地代表发送到车间的数据。
  由于CMM应用软件被嵌入了NX,检验数据被自动存储在产品数据管理系统Teamcenter中一个检验过程下面。对于使用Teamcenter的客户而言,该软件不仅提供了存储模板、工具和探针以及检验规则等功能,还提供了与零件的正确版本连接的检验程序和输出文件。
  通过管理检验数据并将其与零件的主记录连接在一起,可以解决这一业务面临的最大挑战之一,即确保CMM几何模型与设计模型和已发布的制造几何图形一致,如所示。如果发生任何可能影响下游部门的变更,则Teamcenter可以通知相关下游部门。在这里,NX里面的关联性也起到一定作用,如果设计输入发生变更,这种关联性会促使更新相关的零件模型。
  三、CMM在一个总体制造解决方案中的定位Siemens PLM Software公司预测新的NX CMM数控测量应用软件将被很多公司采用,在同一个模型的基础上,通过在同一个系统中完成更多的工作可以实现更多收益。
  Siemens PLM Software公司把这个新的应用软件嵌入到自己的零件制造解决方案组合中,扩展了NX在制造工程的虚拟世界中的作用,并且把NX用于NC编程、零件模型准备以及工具与夹具设计。所有这些组件都是同一个套件中的组成部分,因此彼此之间的兼容性相当好。
  NX架构的价值之一在于NX是目前可定制性最强的CAD/CAM/CAE系统之一。对于用户而言,一体化架构无疑会带来巨大的收益。在这种情况下,通过采用同一个NX架构,用户能够开发与NX CMM兼容的自动化程序,有可能达到需要额外投资才能达到的自动化与可重复性水平。
  四、结论目前用于创建CMM程序的方法太昂贵,花费时间太长,容易出错,并且还无法与PLM工作流集成。而NX CMM是一个基于NX CAM的NX模型,可以让用户以一种高度自动化的方式,用PMI为坐标测量机创建全面关联的检验程序。如果用户没有PMI,则可以交互创建检验路径。NX CAM使检验编程成为PLM过程不可分割的一部分,通过NX几何图形和PMI实现全面自动化,并且用同类中最好的NX用户界面在Teamcenter中对其进行管理。
  开发这个新产品的团队曾经为Siemens PLM Software公司开发了Valisys和Tecnomatix测量检验软件,这个新产品也充分展示了这个团队在检验应用软件开发方面的丰富经验。另外,这个新软件还将增加一些功能,尤其在多轴测量领域。对于现有的Siemens PLM Software客户,这个新产品具有明显优势,并且足以帮助新客户采用NX以及Siemens PLM Software的其他产品。

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