Nx система автоматизированного проектирования. Библиотека повторного использования и крепеж

Название: NX

Функциональные возможности программного комплекса NX

Моделирование (CAD)
NX – непревзойденное по возможностям и гибкости решение, содержащее широкий диапазон приложений для проектирования в машиностроении.
Промышленный дизайн
Дизайнеру предлагаются инструменты создания и управления внешним видом поверхностей, позволяющие с точностью до микрона строить модели очень сложных форм.
Производство (CAM)
Модули системы NX являются одними из лучших в мире. Генератор ЧПУ-программ выполнен на основе хорошо себя зарекомендовавших процессов обработки. Он включает правила обработки, предназначенные для создания программ при минимальном участии инженера.
Инженерный анализ (CAE )
В системе NX реализована возможность создания и анализа сложных механических систем с большими относительными перемещениями. Имеющиеся средства позволяют осуществлять статический, кинематический и динамический анализ механических систем.
Имитация работы станка (CSE )
Непосредственно в NX происходит симуляция обработки, загруженной отпроцессированной программы в G-кодах.
В системе NX реализована разработка сборок большого размера, причем обеспечивается создание сборочной модели как сверху вниз, так и снизу вверх.
NX Render и NX Visualize
Создание высококачественных фотореалистичных изображений изделий.
Специальные приложения
NX предлагает широкий набор инструментов, решающий специализированные задачи. Проектирование листовых деталей, изготовляемых штамповкой, вытяжкой, формовкой, помощник создания сварных конструкций, инструменты для проектирования трубопроводов, кабелей, электропроводки и модуль для создания деталей из композитного материала.

Полное описание:

Модули NX

Модульная система NX позволяет приобретать только те модули, которые необходимы сегодня.

Моделирование (CAD)

NX позволяет проектировать сложные изделия, включая проектирование трубопроводов, электропроводки, деталей из листового металла и пластмасс, что способствует повышению производительности труда, сокращению времени и стоимости разработки.
Studio for Design – соединение промышленного дизайна и современных средств инженерного анализа в одном интегрированном пакете дает возможность быстрого и точного отображения различных вариантов, не ограничивая свободы действий дизайнера. Такое решение снимает вопросы совместимости и потери данных, не требует обучать будущих пользователей множеству прикладных программ.

На внешний вид изделия влияют не только эстетические или инженерные соображения, но и ограничения компоновки и изготовления. Поэтому промышленный дизайнер, который, в конечном счете, отвечает за эстетику и удобство изделия, должен иметь возможность корректировать его форму на всех этапах разработки. Разработчики NX это учли: дизайнер и конструктор работают в одной системе, модель строится только один раз, ассоциативность позволяет отражать изменения внешнего вида изделия на всех этапах его проектирования.

Промышленный дизайн

NX предлагает решение Studio for design: набор инструментов для решения задач промышленного дизайна. Предоставляемые возможности ни в чем не уступают возможностям специализированных программ.

Дизайнеру предлагаются инструменты создания и управления внешним видом поверхностей, позволяющие с точностью до микрона строить модели очень сложных форм. Поверхности свободной формы растягиваются, сжимаются и сдвигаются перемещением ползунка в диалоговом окне.>

Для динамического анализа качества поверхности используется специальный инструмент, посредством которого можно оценивать ее форму. Насколько это важно – известно каждому специалисту. Например, нарушение непрерывности второй производной на поверхности автомобиля означает различимый глазом блик, в аэро- и гидродинамике – местное изменение условий обтекания. Результаты анализа могут быть получены как в графической, так и в численной форме.

Инструменты визуализации позволяют дизайнеру подготовить наглядные презентации без изготовления дорогостоящих макетов. Доступны функции наложения различных текстур и материалов, что обеспечивает требуемую реалистичность без моделирования сложных рельефов поверхности. Дизайнер также может создавать спецэффекты и вставлять растровые изображения. Для достижения искомого результата можно менять источники света, цвет, тени, фоновое изображение. Возможно динамическое построение фотоизображений на одном либо нескольких видах и даже на фрагменте вида модели.

Проектирование, выпуск технической документации

Можно создавать сборку любой глубины вложенности, состоящую из неограниченного количества компонент.

NX – это система трехмерного твердотельного гибридного моделирования, предоставляющая инженеру все необходимое для работы с твердым телом, поверхностью и каркасной моделью. Все функции работы с твердым телом и поверхностью отражены в полностью ассоциативном, параметрическом дереве построения. Навигатор наглядно представляет элементы модели и порядок ее построения, позволяет выбрать конструктивные элементы, оперативно менять их и связи между ними. Историю построения модели можно просмотреть пошагово, допускается копировать и вставлять в модель конструктивные элементы. Количество элементов, из которых строится деталь, не ограничено. . NX позволяет конструктору работать напрямую с геометрическими элементами 3D модели, что позволяет вносить необходимые изменения как в параметризованную, так и непараметризованную модель, а также преобразовывать поверхности и твердые тела в типовые элементы и вносить их в конструкторскую базу данных для повторного использования.
Полнофункциональные электронные таблицы позволяют задавать не только сложные системы уравнений, но и геометрические выражения. Вы можете создавать семейства деталей и управлять ими, проводить итерационный анализ по заданным критериям, составить библиотеку стандартных изделий, используемых на вашем предприятии.

Контекстный поиск, управление изменениями, обнаружение пересечений, мощные средства визуализации, управление данными – все это гарантирует сохранение целостности данных на протяжении процесса проектирования. При моделировании сборок согласованная работа всего коллектива разработчиков осуществляется в рамках единой концепции и единых требований к разрабатываемому изделию.

Значительно упрощает работу наличие ассоциативной связи между деталями: при изменении одной детали все связанные с ней автоматически перемещаются или даже меняют свою геометрию. Существует возможность упростить точные модели, заменяя их условными телами, что особенно удобно при анализе вариантов, когда важны лишь примерные очертания объекта, обозначающие место его расположения.

Система моделирования сборок располагает собственными средствами контроля пересечений деталей и расчета массово-инерционных характеристик сборочных узлов. Эти средства оптимизированы для работы в сборке с большим количеством деталей. Такие расчеты вы можете итеративно проводить по ходу проектирования изделия. Трехмерная модель большой сборки позволяет разработчику оценить возможность монтажа и демонтажа различных агрегатов проектируемого изделия, удобство доступа к ним. Создавать сложные полноразмерные макеты больше не требуется. Все это вместе с ранним обнаружением взаимных пересечений деталей позволяет не только повысить качество проекта, но и сократить время его создания, снизить затраты.

Среда подготовки чертежной документации включает набор средств, с помощью которых на базе существующей трехмерной геометрической модели твердого тела, проволочной модели и эскизов можно создать любой чертеж. Вы можете создать чертеж любой сложности и по любым стандартам. Поддерживается полная ассоциативная связь чертежа с геометрической моделью.

Основные функциональные возможности при работе с чертежами:

• графический интерфейс с широким использованием пиктограмм;
• интерактивная настройка графических атрибутов;
• наследование свойств существующих графических элементов чертежа;
• автоматическое построение ортогональных и дополнительных видов с удалением невидимых линий;
• автоматическая простановка размеров на геометрии, построенной по эскизам;
• ассоциированные с геометрией спецсимволы (сварка, чистота поверхности, допуски на геометрические отклонения);
• автоматическое создание спецификаций состава изделия;
• удобные функции задания и редактирования текста.

Есть возможность управлять изображением, скрывая или показывая отдельные чертежные объекты согласно заданным условиям. Кроме того, вы можете указать, следует ли сечь ту или иную деталь, пересекаемую секущей плоскостью (в некоторых случаях, например, не показываются разрезы болтов и валов).

Производство (CAM)

CAM (Computer Aided Manufacturing) модули системы NX являются одними из лучших в мире. Генератор ЧПУ-программ выполнен на основе хорошо себя зарекомендовавших процессов обработки. Он включает правила обработки, предназначенные для создания программ при минимальном участии инженера.

Распределение данных между модулем проектирования и остальными модулями NX (в том числе и модулями CAM) строится на основе концепции мастер-модели. Ассоциативная связь между исходной параметрической моделью и сформированной траекторией инструмента делает процесс обновления последней быстрым и легким.

Полученную траекторию инструмента можно отредактировать в графическом или текстовом режиме, после чего просмотреть изменения в обрабатывающей программе на всей траектории или только на выбранном участке, изменяя скорость и направление движения. Имеются функции, позволяющие выполнять удлинение либо обрезку траектории до определенных границ (струбцина, зажимное приспособление или выемка на самой детали).

Чтобы запустить программу на определенном станке, ее необходимо перекодировать в машинные коды этого станка. В систему NX включен специальный модуль настройки постпроцессоров для любых систем управления и станков с ЧПУ. Программа постпроцессора использует язык tcl, что открывает широкие возможности для внесения в постпроцессор любых уникальных изменений.

Все основные операции токарной обработки объединены в специальном модуле, что предоставляет технологу мощные функциональные возможности черновой и чистовой обработки, проточки канавок, нарезания резьб и сверления на токарном станке. Автоматическое определение области обработки для черновых и чистовых операций позволяет быстрее получить результат – особенно при последовательных операциях.

Очень информативна анимация процесса обработки: на экран выводится трехмерная заготовка, в процессе воспроизведения операции отображается удаление материала. Инструмент, используемый для всех типов токарной обработки, легко определить самостоятельно при помощи набора параметров или взять из заранее сформированной на предприятии библиотеки инструмента.

Для фрезерной обработки рабочее место технолога в зависимости от сложности решаемых задач может оснащаться различным набором имеющихся в CAM-модулях инструментов. Такой подход позволяет получить решение, оптимальное по критерию стоимость/эффективность и дает инженеру возможность формировать такие траектории инструмента, которые могут быть реализованы на имеющемся станочном парке предприятия.

На этапе предварительного удаления материала можно определить различные способы врезания в заготовку и стратегии обработки. При этом задаются величины перекрытия диаметра фрезы на последующих проходах, заглубления по высоте при переходе на следующую площадку, зазора до вертикальных стенок, а также нижняя граница обработки. Генератор высокоскоростной обработки имеет возможности кругового и спирального подхода к детали, создания спиральной траектории шаблона обработки, замедления в углах, управления одновременной обработкой нескольких карманов, сплайн-интерполяции выходной траектории.
На этапе черновой обработки имеется возможность создать необходимую траекторию на элементах самой сложной формы. Если обрабатываемая геометрия была создана в других системах и после передачи обнаружилось множество перекрытий и разрывов между поверхностями, инструмент системы позволят скорректировать их или обработать с заданной точностью. Таким образом процесс черновой обработки практически полностью автоматизирован.

На этапе чистовой обработки инженеру предлагается большой выбор средств получения траекторий инструмента как для трехосевой обработки, так и для пятиосевой, когда обеспечивается полная свобода пространственной ориентации оси фрезы. Система имеет интеллектуальные функции выбора области обработки, обеспечивает использование множества методов и шаблонов обработки, включая обработку по границам, радиальную, по концентрическим окружностям, зигзагом вдоль заданной траектории, спиральную и произвольную. Кроме того, имеются методы контроля режимов резания при перемещении инструмента вверх и вниз, а также по спирали. Можно определить и сохранить границы необработанных областей.

При пятикоординатной обработке предусмотрена возможность задания оси инструмента с использованием параметров поверхности, дополнительной геометрии, а также геометрии, задающей траекторию резания. Обеспечивается высокое качество обработки поверхности детали.

Огромную экономию времени при предварительной или окончательной обработке изделия гарантирует специальная функция, которая анализирует всю геометрию детали и находит точки двойного контакта. Иначе говоря, определяет угловые сопряжения поверхностей. Процессор автоматически генерирует однократные или многократные проходы инструмента для удаления материала в этих областях.

В ситуациях, когда инженеру требуется контролировать каждый шаг создания траектории инструмента, на помощь ему придет функция, позволяющая в интерактивном режиме создавать траекторию инструмента по частям, сохраняя полный контроль на каждом шаге.

Специальный модуль обеспечивает электроэрозионную обработку деталей в режиме двух и четырех осей, с использованием моделей в проволочной геометрии или твердом теле. При редактировании и обновлении модели все операции сохраняют ассоциативность. Предлагаются различные виды операций – например, наружная и внутренняя обработка с множеством проходов и обработка с полным сжиганием материала. Также поддерживаются траектории, учитывающие расположение прижимов на заготовке, различные типы проволоки и режимы работы генератора. Как и при фрезерных операциях, впоследствии применяется инвариантный постпроцессор для подготовки данных под конкретный станок. Поддерживаются популярные электроэрозионные станки: agie, charmilles и другие.

В NX разработана процедура измерения датчиками типа «RENISHAW» в пяти координатах. Контрольные точки измерения могут находиться в любом месте поверхности, доступном для щупа.

Имитация работы станка (CSE)

Позволяет проводить контроль управляющих программ до передачи их в цех. Это обезопасит оборудование от какого-либо повреждения и поломки, а также уменьшит время отладки программы на станке и повысит производительность обработки. Многие CAM-системы выполняют симуляцию обработки на станке на основе внутреннего представления траектории. Такая симуляция не учитывает ошибок постпроцессора и требует дополнительной проверки на станке или специализированном программном пакете.
NX производит симуляцию обработки в G-кодах, что гарантирует идентичность работы станка и симулятора. Отслеживает столкновения с оснасткой и узлами станка, а также предельные перемещения по осям.
По Вашему заказу мы можем разработать кинематическую модель оборудования с ЧПУ для последующего использования в модуле встроенной симуляции NX.

Инженерный анализ (CAE)

В системе NX реализована возможность создания и анализа сложных механических систем с большими относительными перемещениями. Имеющиеся средства позволяют осуществлять статический, кинематический и динамический анализ механических систем.

Имитация движения механизма позволяет непосредственно увидеть движение его частей. Это важно, но зачастую этого бывает недостаточно. NX предоставляет в распоряжение инженера инструмент постановки задач анализа пересечений, минимальных зазоров и трассировки двигающихся деталей. При последующей имитации движения можно поставить разные условия: остановить движение при соприкосновении или уменьшении зазора между деталями, создать тело в пересечении указанных звеньев, дать сообщение о нарушении условия и продолжить движение. Анализ работы механизма включает в себя также возможность определения и представления в табличном или графическом виде полей перемещений, скоростей и ускорений интересующих точек. Анализируются силы реакций, которые могут быть использованы для расчета на прочность данных деталей.

Для решения задач моделирования механических нагрузок и процессов теплопередачи, прочностного анализа проектируемой конструкции используется специальный инструмент, который как и все предыдущие глубоко интегрирован и ассоциативно связан с базой данных системы.

Определить механизм можно как на основе простого набора отдельных моделей в одной части (файле), так и на уровне сборки. Последний вариант удобнее: он позволяет преобразовать заданные сборочные ограничения (условия стыковки) в кинематические связи. Здесь реализуется еще один базовый принцип NX: единожды введенная информация используется в работе остальных модулей при решении самых разных задач.

Создание механизма включает в себя следующие этапы:

• определение звеньев механизма в виде набора любых геометрических элементов: твердых тел, поверхностей, кривых, точек;
• задание кинематических связей между звеньями: вращение в плоскости, линейное перемещение, вращение с перемещением вдоль оси вращения, винтовая пара, ременная передача, кардан, сферический шарнир, двухосевое перемещение в плоскости, зубчатая рейка, зубчатая передача, движение точки по кривой и «обкатка» кривой по кривой;
• определение пружин (вращательного и поступательного движения), демпфирующих элементов и элементов смешанного типа;
• задание приложенных сил и крутящих моментов, а также различных случаев, являющихся результатом взаимодействия двух тел;
• задание закона движения в виде стандартной линейной функции, гармонической функции, некоей функции движения общего вида.

По завершении этих этапов задается временной интервал, осуществляется имитация движения.
Чтобы добиться оптимального результата и требуемых показателей работы механизма, порой необходимо создать и рассчитать различные сценарии (или, иначе говоря, варианты) поведения изделия. В этом поможет навигатор дерева сценариев. Новый сценарий работы механизма можно получить на основе существующего: его копированием с последующим внесением изменений. Такая функция не требует повторного определения механизма. Быстрый прямой выход на внесение изменений в геометрию деталей, определенных в качестве звеньев, упрощает проверку различных вариантов размещения и работы механизма.

Для проведения исследований различных вариантов конструкции (которые могут отличаться друг от друга геометрическими размерами, наличием или отсутствием конструктивных элементов, материалом, условиями нагружения, закреплением и т.д.), как и в случае работы с механическими системами, назначаются сценарии. Чтобы исключить необходимость повторного определения некоторых данных, новый сценарий можно получить на основе ранее созданного, данные которого будут унаследованы автоматически.

В системе NX предусмотрены специальные средства, позволяющие построить сетку конечных элементов на основе существующей геометрии. Поддерживаются такие элементы, как оболочки (треугольники и четырехугольники) для листовых изделий, тетраэдры для твердых тел, а также различные линейные элементы, включая балки, гибкие связи, пружины. Прямо на модели можно задавать местную и общую плотность сетки. Все выполненные построения ассоциативно связаны с моделью детали, а потому при изменении параметров детали меняются автоматически. Данные об узлах и элементах можно отображать различными способами.

Когда модель конечных элементов построена, происходит передача данных в указанное расчетное приложение. Собственный инструмент NX предлагает широкий выбор методов расчета, включая линейную статику, собственные колебания, потерю устойчивости, поддержку контактных элементов и расчет стационарных тепловых потоков. Поддерживаются изотропные, ортотропные и анизотропные модели материалов; также могут быть учтены температурные изменения материала.

Результаты анализа напряженно-деформируемого состояния изделия представляются в интуитивно понятном цветном графическом виде, облегчающем их интерпретацию. Они могут быть показаны в виде мультипликации, а данные различных сценариев (случаев нагружения) можно сравнивать в одном и том же окне результатов.

Такой подход, основанный на назначении и анализе сценариев, позволяет еще на ранних стадиях проекта манипулировать различными вариантами изделия и находить оптимальное конструкторское решение.
Для моделирования литья пластмасс создан специальный модуль, имеющий препроцессор, средства анализа и постпроцессор. Задав расчетную модель, ассоциативно связанную с геометрией детали, можно проанализировать процесс литья по времени заливки, по вероятности образования пузырьков воздуха, линий спая потоков и вероятности получения полной отливки. При расчете используется библиотека типовых материалов. Имеются средства наглядной эмуляции процесса на закрашенной или каркасной геометрии. Результаты анализа включают анимацию движения фронта отливки, время заполнения, расположение линий стыка, степень заполнения и изменение температур в процессе отливки.

Все это позволяет оценить пригодность созданной модели и при необходимости внести в нее изменения.

Специальные приложения

NX предлагает широкий набор инструментов, решающих специализированные задачи. Проектирование листовых деталей изготовляемых штамповкой, вытяжкой, формовкой помощник создания сварных конструкций, инструменты для проектирования трубопроводов, кабелей, электропроводки и модуль для создания деталей из композитного материала.

Мастер-процессы отражают мировой опыт проектирования для распространенных типов конструкций и техпроцессов. Они являются примером аккумуляции знаний мировой промышленности и представляются в виде готовых решений. Мастер-процессы, предлагаемые NX, характеризуются:

• четкой пошаговой инструкцией построения и выполнения;
• связкой цепочки сложных операций в автоматически выполняемую последовательность;
• возможностью настройки на собственные нормативы и правила;
• открытой архитектурой для написания собственных мастер-процессов.

MoldWizard . Автоматизированное приложение, ориентированное на процесс проектирования прессформ, позволяет пользователям создавать полностью ассоциативные с геометрией отливаемой детали модели, даже для деталей, геометрия которых была импортирована в NX из других CAD-систем. MoldWizard позволяет более чем в десять раз сократить время проектирования прессформ для литья пластмассовых деталей.

Progressive Die Wizard. Мастер-процесс для проектирования штампов последовательного действия позволяет значительно сократить сроки проектирования штампов и уменьшить количество ошибок, допускаемых конструктором штампов при проектировании.

Die Engineering Wizard. Процесс проектирования штамповой оснастки для кузовных деталей автомобиля. Определение технологических переходов для получения детали, проектирование вытяжных отрезных и фланцовочных штампов, учет компенсации пружинения при обрезке, при гибке фланцев, а так же локальное пружинение в отдельных областях. Это позволяет получить более точную геометрию рабочих поверхностей штампа.

Die Structure Desing. Проектирование разделительных штампов для кузовных деталей. Мастер-процесс предоставляет пользователю возможность создавать такие элементы разделительных штампов, как верхние отрезные ножи, нижние отрезные ножи, разрезные ножи, поверхности удаления отходов заготовки и т.д.

Optimization Wizard. Мастер-процесс оптимизации позволяет конструктору уверенно решать сложные инженерные задачи. Предлагает быстрый и простой метод получения оптимального конструкторского решения, основанного на заданных переменных и ограничениях.

В гидравлических, пневматических трассах и электрических жгутах используются круглые сечения, для металлоконструкций систем отопления и вентиляции применяются сечения соответствующей формы. Каждое приложение имеет свою библиотеку стандартных элементов: наборы разъемов, фитингов и крепежных элементов. Для построения сложных пространственных трасс в уже созданной сборке используются специальные инструменты. Результаты работы включают точный расчет длин кабелей, таблицы сгибов труб, расчет диаметров жгутов кабелей, автоматизированное построение схем разводки и значительно упрощенную процедуру построения спецификаций.
Выполнить прототип-модель раскладки электропроводки поможет еще один специальный модуль системы NX. Исходной информацией для прокладки кабелей является таблица соединений, которая может быть получена из своей программы. Работая в трехмерном пространстве, конструктор намечает расположение осевых линий будущей проводки и электронных блоков. Далее система проверяет наличие всех необходимых соединений, строит твердотельные модели жгутов по осевым линиям, контролируя минимальный радиус изгиба, и выпускает спецификацию.

Есть возможность проектировать листовые детали, которые изготавливаются штамповкой, вытяжкой и формовкой. Основные функции – отгиб вдоль криволинейного ребра, а также соединительная поверхность, построенная между двумя телами. В качестве геометрии построения соединительной поверхности могут использоваться ребра и кривые. Листовое тело строится в контексте сборки с использованием геометрии других деталей. Имеются функции развертки сложных поверхностей. Эти функции используют различные алгоритмы, характерные для разных техпроцессов и материалов.
Развертки различных деталей в любом количестве можно использовать для оптимальной раскладки на листовую заготовку. Выбираются детали, которые следует раскладывать, количество копий и тип используемой заготовки. «Автоматическая раскладка» позволяет выбирать между альтернативными стратегиями, контролируя размещение раскладываемых деталей. Программа оптимизирует смену инструмента и вырубку деталей для минимизации перемещения листа.

Приложение сварки позволяет проектировать сварные соединения с использованием широко применяемых в промышленности методов сварки. Конструктор может спроектировать точечную сварку, роликовый сварной шов и дуговую сварку различной формы (проточки, пазы, ребра и т.д.). После создания модели автоматически создаются чертеж и сопровождающая документация. Модуль поддерживает также создание клеевых соединений.
Характеристики/требования:
Версия: NX (64 bit)
Платформа: Windows
Совместимость с Vista: полная
Совместимость с Windows 7: полная
http://support.ugs.com/online_library/certification/
Язык интерфейса: multilanguage (русский поддерживается)
Размер: 10 Gb
Оперативная память: минимум 4 Gb, рекомендуемая 8-16 Gb

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 .

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

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

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 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

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

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

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.

Начало работы

NX - это интерактивная система, предназначенная для автоматизированного проектирования, изготовления и расчетов изделий. NX является системой трехмерного моделирования, в которой инженер может создавать изделия любой степени сложности. Для обозначения систем такого класса используется аббревиатура CAD/CAM/CAE.

Подсистема CAD (Computer-Aided Design) - проектирование с помощью компьютера. Предназначена для разработки проектно-конструкторской документации (моделирование деталей и сборок, чертежи, анализ, оптимизация конструкции и т.д.).

Подсистема CAM (Computer-aided manufacturing) - изготовление с помощью компьютера. Она предназначена для автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ на основе математической модели детали, созданной в CAD-подсистеме.

Подсистема CAE (Computer-aided engineering) - инженерный анализ. Эта подсистема позволяет при помощи расчетных методов (метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод конечных объемов) оценить, как поведет себя цифровая модель изделия в реальных условиях эксплуатации. Она обеспечивает симуляцию процессов и проверку работоспособности изделия без больших затрат времени и средств.

NX относится к так называемым системам высокого уровня автоматизированного проектирования и обладает широким набором инструментальных средств. NX широко распространена во всем мире и используется для разработки продукции ведущими мировыми производителями в наукоемких отраслях промышленности. Основная задача системы в конечном итоге состоит в сокращении стоимости создания изделия, улучшении его качества и сокращении сроков выхода на рынок.

Инженер-конструктор мыслит трехмерными образами деталей, узлов, готовых изделий. Для того чтобы перенести эти мысли на бумагу, было придумано проекционное (плоское) черчение, где при помощи специальных геометрических методов создавались плоские чертежи будущих изделий. Чертежи являются, в конечном счете, условными изображениями трехмерных деталей и изделий. Затем изготовители по этим чертежам воссоздают снова трехмерную деталь. Имеется еще метод для представления трехмерных изделий - макетирование, т.е. создается вручную макет изделия, а затем его переводят в чертежи.

С развитием информационных технологий и персональных компьютеров получили распространение системы трехмерного моделирования, к которым относится NX. Эти системы позволяют сразу создавать трехмерные объекты, а уже по ним - плоские чертежи. Таким образом, процесс разработки плоского чертежа в настоящее время практически полностью автоматизирован. В некоторых случаях стадия разработки чертежа вообще опускается, а при помощи CAM-программ производится генерация машинных кодов для станков с ЧПУ, на которых изготавливается конечное изделие. При таком способе проектирования инженер сразу видит будущее изделие, имеет возможность оценить его и т.д. Объединив детали в сборку, инженер может провести ее анализ на предмет пересечений деталей, определения зазоров и работоспособности всего механизма в целом еще до его изготовления.

Проектирование в NX осуществляется следующим образом: сначала создаются трехмерные модели всех деталей изделия, затем они объединяются в сборки, и таким образом получается трехмерная модель любого изделия - от самолета или космического корабля до игрушки. После этого производится расчет основных деталей и узлов методом конечных элементов, уточняются размеры деталей, материал, из которого они должны быть изготовлены, возможна оптимизация различных параметров будущего изделия. Затем выполняется кинематический и динамический анализ всего механизма и его узлов с целью проверки работоспособности машины. После этого из трехмерных моделей создаются рабочие чертежи всех деталей и узлов механизма.

Современные CAD/CAM/CAE-системы проектирования, к которым относится и NX, переводят процесс проектирования, конструирования и изготовления изделий на новый качественный уровень. Сегодня разработка нового изделия происходит в следующей последовательности: сначала разрабатывается трехмерная модель изделия, затем производится ее всесторонний анализ, вносятся необходимые изменения, при необходимости проводится оптимизация конструкции, выпускается проектно-конструкторская документация и разрабатываются технологические процессы изготовления деталей.

NX имеет модульную структуру, которая разделена на приложения и общие функции. Каждое приложение NX может быть вызвано из управляющего модуля, который носит название «Базовый модуль». Все данные, которые созданы в NX, могут использоваться в любом его приложении.

В NX используется концепция ассоциативности, которая позволяет связать между собой отдельные части информации об изделии для автоматизации процесса разработки и изготовления продукции. Например, в NX все объекты чертежа являются ассоциативными, т.е. при изменении геометрии модели все виды на чертеже, созданные на основе этой модели, обновляются автоматически. Модели, созданные в NX, являются полностью параметрическими, например, имеется возможность управлять всеми размерами созданной детали. Кроме этого с геометрическими объектами можно связать и любую другую информацию, которая описывает данное изделие. Эта информация заносится в атрибуты модели.

ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ МОДУЛЕЙ

Все инструменты NX сгруппированы в приложениях (модулях), в которых можно выполнять различные действия, такие как создание геометрии детали или сборки, чертежа, расчет модели и т.д.

Базовый модуль NX. Этот модуль открывается при первом запуске системы. Этот модуль является основным в системе. В нем не производится никаких геометрических построений или операций над моделями. Его главной функцией является обеспечение связи между всеми модулями NX, а также просмотр существующих моделей. Внешний вид окна модуля представлен на рис. 1.1. Здесь можно производить следующие действия: создать новый файл, открыть существующий файл или запустить одно из приложений NX.

Базовый модуль позволяет просматривать и анализировать существующие детали (а также выполнять динамические сечения, проводить измерения и т.д.).

Моделирование . Этот модуль предназначен для создания трехмерной модели детали. Он обладает широким набором инструментальных средств, при помощи которых можно построить геометрию любой сложности. Модуль

содержит такие основные функции, как создание базовых и ассоциативных кривых, построение эскизов и твердотельных примитивов. В модуле имеются базовые операции над твердыми телами, такие как построение тел вращения, вытягивания заметаемых тел, булевы операции, работа с листовым металлом, моделирование поверхностей и ряд других. Окно модуля представлено на рис. 1.2. Сборки . Этот модуль предназначен для конструирования сборочных единиц (узлов), моделирования отдельных деталей в контексте сборки (рис. 1.3).

Черчение . В этом модуле осуществляется построение различных видов чертежей деталей и сборок, сгенерированных из моделей, созданных в приложениях Моделирование и Сборки. Чертежи, созданные в модуле Черчение, полностью ассоциативны модели, на основе которой они построены. Пример чертежа показан на рис. 1.4.

Технические условия . Технические условия - это набор инструментальных средств создания надписей, которые можно использовать для описания изделий в трехмерных средах. Это позволяет задавать технологическую информацию на модели, которая затем может быть обработана различным инструментарием, например провести анализ допусков и размерных цепочек, использовать информацию при разработке программ для ЧПУ и т.д. Также при создании чертежей данная информация может наследоваться с модели на чертежные виды. Всѐ это даѐт возможность документировать модель на ранних стадиях разработки и вовлекать в процесс разработки других участников - технологов и расчѐтчиков, не дожидаясь пока модель будет полностью готова и будет оформлен чертеж.

Студия дизайнера. Это приложение предназначено для конструкторов-дизайнеров и включает в себя следующие базовые операции: концептуальное проектирование и визуализация будущего изделия, широкий набор функций для работы с поверхностями. Кроме того, в этом приложении доступны все функции модуля Моделирование.

Маршрутизация NX. Приложение Маршрутизация NX предназначено для проектирования деталей с сечением (электрические сечения, такие как провод, кабель, экран, или механические сечения, такие как труба, изоляция). Компоненты соединений (электрические компоненты, такие как соединители, устройства, или механические компоненты, такие как насосы, резервуары, клапаны). В стандартном приложении Маршрутизация NX доступны приложения Электрическая маршрутизация NX и Механическая маршрутизация NX.

Листовой металл NX . Приложение Листовой металл NX обеспечивает среду для разработки деталей из листового металла с последующей возможностью получения полной или частичной развертки детали.

Расширенная симуляция . Этот модуль предназначен для проверочных расчетов деталей и сборок на динамику и прочность, устойчивость, модального анализа, нелинейных расчетов, расчетов усталости/выносливости конструкции и тепловых нагрузок. В качестве решателя здесь используется NX Nastran, MSC Nastran,

Abaqus, ANSYS, LS-Dyna.

Симуляция движения. В этом приложении можно провести кинематический и динамический анализ механизма.

Модули Расширенная симуляция и Симуляция движения связаны между собой. Динамические нагрузки, возникающие в узлах механизма, можно передавать для расчета отдельных деталей на прочность и устойчивость. В качестве решателя здесь используется RecurDyn или Adams.

Обработка. Это приложение состоит из нескольких модулей. Модуль токарной обработки предназначен для черновой и чистовой обработки цилиндрических деталей, нарезания резьбы.

Плоское фрезерование применяется к деталям с вертикальными стенками и плоскими островами. Набор средств получения траекторий для 3-осевой фрезерной обработки. Электроэрозионная обработка деталей проволокой в режиме 2-х и 4-х осей. Наблюдение за инструментом во время его движения, проверка правильности удаления материала заготовки. Преобразование исходной программы обработки в программу станка и использование процессора. Симуляция работы станка.

В NX есть еще ряд специализированных приложений, на которых мы останавливаться не будем. Следует отметить, что для использования того или иного приложения NX требуется лицензия.

Для запуска NX в Windows необходимо выбрать пуск > программы > UGS NX6.0 > NX6.0. После этого откроется окно, которое называется «Нет части». Здесь можно выполнить только три действия: создать новый файл детали (рис. 1.5), открыть существующий файл или выбрать ранее открытые детали. Если на рабочем столе имеется ярлык, то необходимо сделать на нем двойной щелчок левой кнопки мыши. Также NX можно запустить, сделав двойной щелчок кнопки мыши на файле с расширением.prt

Рисунок 1.5

СОЗДАНИЕ, ОТКРЫТИЕ И СОХРАНЕНИЕ ФАЙЛА ДЕТАЛИ

Выбор шаблонов

Рисунок 1.6 Для того чтобы создать новый файл детали, необходимо выполнить команду

Файл > Новый из строки меню или нажать кнопку. Для создания нового файла детали также можно

воспользоваться комбинацией Ctrl+N. После выполнения этой команды откроется диалоговое окно (рис. 1.6). Новый файл детали можно создать двумя способами: выбрать один из существующих шаблонов или выбрать пустой для того, чтобы новый файл был создан без использования стандартного шаблона.

В этом диалоговом окне имеются закладки, в которых объединены шаблоны

в зависимости от их назначения.

В закладке «Модель» имеются шаблоны для создания детали, сборки, студии дизайнера, детали из листового металла, детали из авиационного листового металла, логических трубопроводов, механических трубопроводов, электрической маршрутизации. В зависимости от выбора шаблона NX запустит соответствующее приложение.

В закладке «Чертеж» находятся шаблоны для создания чертежа детали или

В закладках «Симуляция» и «Обработка» собраны соответствующие шаблоны для выполнения численного анализа и обработки.

Здесь же можно выбрать единицы измерения (миллиметры или дюймы). Следует заметить, что в зависимости от выбора единиц измерения NX показывает доступные шаблоны. При выборе «Все» система покажет все шаблоны.

Кроме шаблонов, которые поставляются вместе с NX, имеется возможность создания собственных шаблонов, соответствующих стандартам вашего предприятия. Каждый шаблон будет обращаться к файлу, в котором хранятся цвет, тип и толщина линий и т.д.

Затем в поле «Имя» необходимо задать имя создаваемой детали (имя может состоять из латинских букв и цифр), а в поле «Папка» указать путь для сохранения детали и нажать ОК.

Пример 1.1. Создание нового файла Запустите NX.

Выполните команду Файл > Новый. Выберите вкладку «Модель». Выберите шаблон «Модель». Задайте имя детали Detal.

Выберите папку для сохранения и нажмите ОК.

Обратите внимание на то, что NX открыл приложение «Моделирование», так как мы выбрали шаблон «Модель».

Для того чтобы открыть существующий файл детали или сборки, необходимо выполнить команду Файл > Открыть или нажать кнопку. Для открытия файла также можно воспользоваться комбинацией Ctrl+O. После выполнения команды откроется диалоговое окно «Открыть» (рис. 1.7). Это стандартное окно Windows, поэтому подробно на его описании мы останавливаться не будем.

Рисунок 1.7 Пример 1.2. Открытие существующего файла Запустите NX.

Выполните команду файл > открыть.

Перейдите в папку Part\Shtamp и выберите файл 00_00_03_podushka.prt.

Откройте из этой папки файл 00_00_00_SB.prt.

Откройте из этой папки файл 00_00_17_xvostovikk.prt.

Выберите пункт меню окно, здесь вы увидите список открытых файлов. Вы можете выбрать любой из них, и он откроется в графическом окне NX. Отобразите файл

00_00_00_SB.prt.

Рисунок 1.8 Выберите команду окно > новое окно. После этого откроется окно (рис. 1.8), в

котором необходимо выбрать один из стандартных видов. Повторите эту процедуру три раза, выбирая каждый раз новый вид. Выполните команду окно > расположить горизонтально. Результат ваших действий показан на рис. 1.8(справа).

Для того чтобы сохранить свою работу, необходимо вы команду файл > Сохранить или нажать комбинацию клавиш Ctrl+S. Кроме этого можно воспользоваться командой файл > Сохранить как или нажать комбинацию клавиш Ctrl+Shift+A для того, чтобы выбрать папку и имя файла.

Для выхода из NX используется команда файл > выход. При этом появится предупреждение (рис. 1.10). Здесь имеются следующие варианты:

Нет - выход - выход из NX без сохранения изменений;

Отмена - отменить выход из NX и вернуться в текущую сессию.

Рисунок 1.10

В NX имеется возможность закрыть файлы во время сессии несколькими способами. Для того чтобы воспользоваться этими опциями, необходимо выполнить команду Файл > Закрыть. Здесь имеются следующие команды:

выбранные детали - закрыть выбранные из списка детали (рис. 1.11);

Рисунок 1.11 все детали - закрыть все открытые в сессии детали;

выход из NX. NX хранит историю ранее открытых файлов, для того чтобы их открыть, можно воспользоваться командой Файл > Ранее открытые детали и выбрать необходимую деталь из списка.

ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ ОБЪЕКТОВ И ТЕРМИНОВ

Для эффективной работы в NX сначала необходимо познакомиться с основными терминами и определениями, которые используются в этой системе.

Рисунок 1.12

Как уже отмечалось, NX является полностью трехмерной системой проектирования. Работа ведется в трехмерном декартовом пространстве. В NX принята правая декартовая система координат, за начало координат принята точка пересечения осей координат (Х=0, Y=0, Z=0), изображение которой можно увидеть в левом нижнем углу графического экрана (рис. 1.12).

Триада вида, отображается в нижнем левом углу всех видов, представляет ориентацию абсолютной системы координат модели относительно вида или ориентации модели в пространстве. Для триады вида и для системы координат цвета векторов одинаковые: ось X - красная, ось Y - зеленая и ось Z - синяя.

Абсолютная система координат - это система координат, которая используется при создании новой модели. Эта система координат задает пространство модели и фиксирована в заданном положении.

рабочая система координат (рСк) - это любое количество других систем координат, чтобы создать геометрию. Однако только одна система координат в данный момент может использоваться для построения. Эту систему координат называют рабочей системой координат (рис. 1.13). Абсолютная система координат (является рабочей по умолчанию, если иное условие не задано в шаблоне) может также быть рабочей системой координат.

Для определения ориентации системы координат используется правило правой руки.

Единицами измерения длины принимаются миллиметры или дюймы.

Единицы измерения углов - градусы или доли градуса.

Положительные углы отсчитываются от оси Х или Y против часовой стрелки, отрицательные значения углов отсчитываются по часовой стрелке (рис. 1.14). Теперь рассмотрим виды объектов, которые можно создавать в NX. непараметрические модели характеризуются тем, что создаются в режиме History free (без истории). В данном способе создания модели используется весь функционал модуля моделирования, но с тем условием, что все выполняемые операции построения не сохраняются в хронологическом дереве модели. параметрические модели - это такие модели, геометрические параметры которых задаются в процессе построения модели, эти параметры можно изменять при редактировании. При построении таких моделей можно использовать только один простой примитив (в NX6 точка вставки примитива ассоциативная), а затем модифицировать его при помощи различных элементов построения (отверстие, бобышка, карман и т.д.). Здесь при построении задающего контура используют эскизы, которые полностью параметризованы и определены геометрически. Эта модель имеет существенные преимущества перед непараметризованной моделью, т.к. позволяет инженеру управлять геометрическими размерами детали, получать на основе одной детали-шаблона семейство деталей и т.д.

Гибридные модели - сочетают между собой свойства параметрических и непараметрических моделей.

тело - класс объектов, который состоит из твердых тел, имеющих объем, и листовых тел, имеющих площадь.

твердое тело - тело, состоящее из граней и ребер, которые вместе полностью замыкают объем.

листовое тело - тело нулевой толщины, состоящее из граней и ребер, которые вместе не замыкают объема.

Грань - часть внешней поверхности тела, окруженная ребрами. ребро - кривая, которая образуется при пересечении граней тела.

Элемент - общий термин, которым называются все команды построения примитивов (конус, цилиндр), типовых элементов на теле (отверстия, пазы, карманы и т.д.), дополнительных операций построений (скругление, фаска, тонкостенное тело и т.д.) и булевы операции на твердом теле.

кривые. Кривые строятся в трехмерном пространстве. Кривые в NX бывают двух типов - непараметрические и параметрические. К непараметрическим кривым относятся базовые кривые, такие как линия, дуга, окружность, сплайн. К параметрическим кривым относятся прямая, дуга, окружность, эллипс, спираль, сплайн-студии.

Рисунок 1.14 Эскизы. Эскизом называется именованный набор плоских кривых, лежащих в

заданной плоскости. В эскизе можно наложить геометрические и размерные ограничения, которые используются для задания формы кривых. Эскиз может затем многократно применяться для операций построения твердого тела, где в качестве исходных данных для построения используются кривые. Эскиз является параметрическим объектом NX.

Ссылочные элементы. К этому типу объектов относятся координатные плоскости, оси и ссылочные системы координат, которые используются для вспомогательных построений и для привязки и позиционирования объектов NX.

Элементы проектирования. Эти объекты используются для создания твердотельной геометрии. К ним относятся операции вытягивания, вращения, заметания, простые примитивы (блок, цилиндр, конус, шар), отверстие, карман, проточка и т.д.

Операции с элементами. Это средство моделирования NX, которое позволяет добавлять различные детали к существующей геометрии. При помощи этих операций можно добавлять фаски, скругления, осуществлять наклон граней, обрезку и разделение тела и др.

Сборка - совокупность деталей и подсборок, из которых состоит цифровая модель изделия.

компонент - это часть, входящая в сборку, с заданными расположением и ориентацией. Компонентом может быть подсборка, состоящая из других компонентов более низкого уровня.

чертеж - полностью ассоциативный с моделью объект. Чертежи в NX строятся на основе трехмерных моделей деталей или сборок.

(до 1-го октября 2007 года UGS PLM Software, подразделение Siemens Automation & Drives). NX широко используется в машиностроении, особенно в отраслях выпускающиех 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.)

NX предоставляет полное программное решение для разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ (CAM), постпроцессирования и симуляции работы станков. Расширенные функции приложения NX CAM в каждом из его модулей могут максимально увеличить отдачу от инвестиций в новейшие технологии обработки.

Расширенные возможности программирования

Программное обеспечение NX CAM предоставляет широкий спектр функциональных возможностей, которые способствуют решению множества задач в одной системе, от простой до высокоскоростной и многоосевой обработки. Гибкость системы NX CAM позволяет легко решать самые сложные задачи.

Автоматизация программирования

Последние технологии автоматизации программирования станков с ЧПУ в NX CAM могут повысить эффективность производства. Благодаря обработке на основе элементов (FBM) можно сократить время программирования до 90%. Шаблоны позволяют использовать заранее определенные процессы на основе правил, чтобы стандартизировать программируемые задачи и ускорить их выполнение.

Постпроцессирование и симуляция

Программа NX CAM имеет тесно интегрированную с ней систему постпроцессирования, которая позволяет легко сгенерировать требуемый код станка с ЧПУ для большинства типов станков и систем ЧПУ. Многоуровневый процесс проверки программы для станка с ЧПУ включает симуляцию на основе G-кода, что позволяет исключить необходимость использования внешних пакетов программ для симуляции.

Интегрированное решение

В NX реализованы расширенные средства автоматизированного проектирования, которые позволяют решать любые задачи: от моделирования новых деталей и подготовки моделей деталей для CAM до создания чертежей наладки по данным из 3D-модели.

Производительность программирования

Расширенные функции программирования станков с ЧПУ легко используются в программе NX CAM . Например, новейшие технологии взаимодействия с пользователем и интуитивное графическое программирование позволяют быстро создавать программы для станков с ЧПУ.

Взаимодействие решения

Интеграция NX CAM с системой управления данными и процессами Teamcenter - основа расширенного решения для производства деталей. Она позволяет легко управлять всеми типами данных, включая 3D-модели детали, карты наладки, перечни инструментов, а также файлами управляющих программ для станков с ЧПУ, обеспечивая полный контроль ревизий. Такое управление данными и процессами гарантирует использование нужных данных, в том числе правильной оснастки и программ для станков с ЧПУ, что обеспечивает сокращение затрат и времени изготовления деталей.

Решения NX

Промышленный дизайн Средства промышленного дизайна в NX предназначены для: моделирования поверхностей свободной формы, визуализации, автомобильного дизайна, решения задач обратного инжиниринга, интеграции с конструкторскими САПР (CAD), средствами инженерного анализа (CAE) и технологическими САПР (CAM).

• NX Mach Series Industrial Design Styling - средства для автоматизированного промышленного и автомобильного дизайна;
• NX Render и NX Visualize - создание фотореалистичных изображений изделий.

Конструирование (CAD) В состав конструкторских приложений NX входят инструменты для проектирования деталей, работы со сборками, создания пользовательских конструктивных элементов, проектирования трубопроводов, черчения, проектирования листовых тел, проектирования печатных плат.

Инженерный анализ (CAE) Пакет средств инженерного анализа NX Digital Lifecycle Simulation - основа системы анализа в NX, работающей под управлением Teamcenter. Данный пакет интегрирован с приложением NX Design и использует возможности и ресурсы как NX, так и Teamcenter.

NX Nastran является инструментом для проведения компьютерного инженерного анализа (CAE) проектируемых изделий, который позволяет решать большинство расчетных задач при создании изделия. NX Nastran обеспечивает анализ напряжений и разрушений, вибраций, усталости и долговечности, передачи тепла, шума/акустики и аэроупругости. Система обеспечивает интеграцию с большим числом CAE приложений.

Проектирование оснастки NX Tooling - среда проектирования технологической оснастки, применяется на этапе технологической подготовки производства. Оснастка автоматически связывается с моделями деталей, что позволяет быстро и точно обеспечить проектирование штампов и разнообразных инструментов, включая литейные формы и станочные приспособления.

Программирование станков с ЧПУ (CAM) NX CAM - интегрированное решение для станков с ЧПУ.

Подготовка производства Решения NX для автоматизации подготовки производства включают в себя инструменты для настройки и расширения функциональности NX под конкретные потребности заказчика: создание управляемых знаниями приложений (Knowledge Fusion); протоколирование: API-интерфейсы: средства настройки пользовательского интерфейса.

Siemens NX 11

Возрастание сложности изделий сделало 3D-моделирование основным методом проектирования во всем мире. Однако в ряде отраслей, таких как машиностроение и производство сложной электронной техники, эскизные и компоновочные проектные решения проще и быстрее представлять в 2D-формате. Новая разработка для эскизного 2D-проектирования предназначена для изучения различных концепций изделий в 2D-представлении. Она позволяет повысить скорость проектирования до трех раз. Готовый эскизный проект затем легко переносится в среду 3D-моделирования.

Улучшения в модуле NX Realize Shape предоставляют дизайнерам самый полный контроль над сложными формами при создании изделий с красивыми поверхностями сложной формы. В модуле NX Realize Shape применяется моделирование поверхностями подразделения. Это математический метод создания 3D-геометрии с плавными формами, который был впервые применен в индустрии 3D-анимации. Модуль прекрасно интегрирован с системой NX, что сокращает сроки подготовки производства благодаря устранению множества этапов, неизбежных при применении разных систем для работы дизайнера и конструктора.

Новый дополнительный модуль поддержки сенсорных экранов в NX 10 обеспечивает работу с системой на планшетах, работающих под управлением ОС Microsoft Windows. Это повышает производительность и расширяет возможности совместной работы. Удобство системы NX и расширенная интеграция с PLM-системами на основе Active Workspace – инновационного интерфейса обмена данными с созданным компанией Siemens решением Teamcenter позволяют пользователям быстро находить нужную информацию даже при поиске сразу в нескольких внешних источниках данных. К модулю Active Workspace можно обратиться по сети Интернет с любого устройства и из любого места.

В версии NX 10 реализован и ряд других улучшений в CAD/CAM/CAE-модулях, в том числе – новая среда мультифизических расчетов NX CAE, которая существенно углубляет интеграцию процессов численного моделирования, обеспечивая объединение двух и более решателей и оптимизируя выполнение сложных вычислений. Среда мультифизических расчетов с единым пользовательским интерфейсом помогает инженерам проводить комбинированные вычисления с использованием одной и той же сетки конечных элементов, а также общих типов элементов, свойств материалов, граничных условий и режимов работы решателей.

Новые возможности модуля NX CAM, ориентированные на конкретные отрасли, ускоряют разработку управляющих программ и повышают качество изготовления деталей. Динамически настраиваемые стратегии черновой обработки автоматически подстраиваются к геометрии детали, что улучшает качество пресс-форм. Новые возможности автоматизированного программирования координатно-измерительных машин в модуле NX CMM позволяют применять атрибуты с конструкторско-технологической информацией (PMI) при создании траекторий сканирования деталей. Это значительно повышает скорость контроля по сравнению с существующим методом поточечных измерений.

Версия NX 10 предоставляет и новые возможности по проектированию сборочных линий для автомобилестроения. Теперь можно конструировать и визуализировать производственные линии в системе NX, управлять проектными данными в разработанных компанией Siemens решениях Teamcenter и Tecnomatix, а также контролировать и оптимизировать технологические процессы.

«В версии NX 10 мы продолжили улучшать функциональность и повышать удобство работы пользователя, что поможет им успешно справляться с постоянно растущей сложностью проектируемых изделий, – отметил Джим Раск (Jim Rusk), старший вице-президент по системам автоматизированного проектирования компании Siemens PLM Software. – Вновь появившиеся и улучшенные возможности упрощают и ускоряют выполнение одного из самых важных этапов – эскизного проектирования изделия. Новый интерфейс с поддержкой сенсорных экранов и расширенная интеграция с платформой Active Workspace универсальны и предоставляют доступ к данным об изделии в любое время и в любом месте. Это помогает пользователям принимать оптимальные решения и достигать отличных результатов».

Siemens NX 9

В версии Siemens NX 9 появились новые инструменты, как синхронная технология в 2D, облегчают редактирование 2D-данных. Появление технологии проектирования четвертого поколения (4GD) повышает производительность при работе с большими сборками. В модуле NX Realize Shape представлен новый комплект исключительно мощных инструментов для создания поверхностей свободной формы, тесно интегрированных со всем процессом разработки изделий. В NX 9 реализован новый уровень интеграции с PLM -системами на основе созданной компанией Siemens среды Active Workspace, а также многочисленных улучшений во всем интегрированном пакете CAD /CAM /CAE -решений. Улучшения в версии NX 9 принесут большую пользу, решая общие проблемы таких отраслей, как автомобилестроение, авиационно-космическая промышленность, судостроение, производство потребительских товаров, машиностроение и др.

Хотя во всем мире 3D-моделирование является предпочтительным методом моделирования изделий, 2D-чертежи и 2D-данные в самых различных цифровых форматах по-прежнему применяются практически во всех отраслях на том или ином этапе подготовки производства. Вместе с тем, из-за несовместимости структур данных и CAD-технологий работа с 2D-файлами, как правило, оказывается длительным и трудоемким делом. Синхронная технология в 2D устраняет указанные проблемы, добавляя интеллектуальность к 2D-данным, устраняя необходимость в конвертации файлов, а также позволяя интуитивно понятным образом редактировать созданные в различные CAD-системах 2D-файлы, обеспечивая рост производительности, достигающим пяти раз. Это окажется особенно полезным в автомобилестроении, авиационно-космической промышленности, машиностроении и других отраслях, в которых имеются большие объемы ранее созданных 2D-данных об изделиях.

Представленный в версии NX 9 новый модуль NX Realize Shape представляет собой уникальную среду моделирования поверхностей свободной формы, применяемых в промышленном дизайне и разработке изделий с особо сложной геометрией. Это единственная система, в которой наиболее современные, гибкие и удобные в использовании инструменты моделирования поверхностей свободной формы интегрированы с ведущим CAD/CAM/CAE-решением. В результате компании, выпускающие самые различные потребительские товары, а также предприятия судостроения, авиационно-космической и медицинской промышленности смогут сократить сроки подготовки производства, устранив многочисленные этапы, на которых применяются разнородные инструменты для проектирования поверхностей свободной формы и машиностроительного проектирования.

Сотни улучшений в версии NX 9 распространяются на все аспекты CAD-, CAM- и CAE-технологий. Новая парадигма управления данными и процессами проектирования 4GD предоставляет универсальные и эффективные методы совместной работы и проектирования в контексте, что ускоряет разработку сложных и крупномасштабных изделий, состоящих из миллионов деталей и узлов. В новую версию встроен клиент Active Workspace 2.0 - инновационный интерфейс с системой Teamcenter® от компании Siemens, благодаря чему пользователи NX 9 смогут быстро найти нужную информацию о деталях, заданиях, процессах, технических требованиях даже в многочисленных внешних источниках данных.

Новые CAE-средства в NX расширяют возможности тепловых расчетов авиационных двигателей. При этом время, затрачиваемое на задание сложных граничных условий, сокращается на 75%. Новый параллельный решатель NX CAE для тепловых расчетов быстрее рассчитывает крупные модели. Улучшения в системе NX Nastran® - ведущем решателе для расчетов методом конечных элементов - повысили его производительность, точность и масштабируемость. Благодаря этому время решения задач численного моделирования шума и вибраций в механизмах сокращено вдвое.

Новые возможности технологического проектирования в NX повышают гибкость, производительность и расширяют возможности управления процессами разработки управляющих программ для станков с ЧПУ и координатно-измерительных машин. При обработке штампов и пресс-форм новая функция определения обрабатываемых областей с графическим интерфейсом повышает эффективность работы, до 40% сокращая время разработки управляющих программ для сложных деталей, а также обеспечивает точное управление стратегиями обработки. Новая возможность программирования обработки сразу нескольких деталей позволяет повторно использовать фрагменты управляющих программ при одновременном изготовлении ряда аналогичных деталей. Например, программирование одновременной обработки шести одинаковых деталей выполняется до четырех раз быстрее. Новый модуль MRL Connect подключает NX CAM непосредственно к библиотеке технологических ресурсов (MRL) системы Teamcenter , что предоставляет программистам обработки удобный доступ к общей библиотеке стандартных инструментов, приспособлений и шаблонов. Возможности программирования координатно-измерительных машин расширены и теперь поддерживают работу не только с твердотельными, но и с листовыми телами, что повышает уровень автоматизации при разработке процессов контроля в авиационно-космической и оборонной промышленности, производстве высокотехнологичных изделий и электроники, а также в автомобилестроении.

Siemens NX8.5

NX 8.5 для конструирования

В NX 8.5 реализованы новые и улучшенные функции конструирования, повышающие производительность труда и сокращающие сроки разработки. Оптимизированные рабочие процессы и улучшенный пользовательский интерфейс повышают производительность, сокращают объем вводимой информации и трудозатраты при решении конструкторских задач.

Кроме того, новые команды построений сокращают срок проектирования до 30%. Например, новая команда «Выдавить тело» за меньшее число шагов выполняет объединение в область граней, принадлежащих другому пересекающемуся сплошному или листовому телу. Кроме того, в NX 8.5 появились новые возможности поэлементного моделирования, проектирования листовых тел и тел свободной формы, контроля документации и создания чертежей.

В версии NX 8.5 получила свое дальнейшее развитие синхронная технология - инновационное достижение компании Siemens PLM Software, объединяющее скорость и гибкость прямого моделирования с точностью размерного проектирования, благодаря чему конструкторы и инженеры получают более удобное средство создания и редактирования проектов.

NX 8.5 для численного моделирования

В NX 8.5 улучшены средства численного моделирования, позволяющие эффективно разрабатывать изделия. Например, новые инструменты оптимизации, в частности, NX Shape Optimization, подсказывают конкретные и точные улучшения существующей конструкции, направленные на устранение концентраторов напряжений. Кроме того, в NX 8.5 реализованы улучшения в плане имитационного моделирования, прочностных, тепловых, газогидродинамических, кинематических и комбинированных расчетов, благодаря которым расчетные модели создаются быстрее и с большей точностью, а время вычислений удается сократить на целых 25%.

В NX 8.5 for Simulation выходит и новая версия широко используемой системы NX NASTRAN® - ведущего конечноэлементного решателя в плане производительности, точности, надежности и масштабируемости. В новой версии NX Nastran 8.5 типы решаемых задач еще более расширены, а также введен ряд улучшений, направленных на повышение производительности и оптимизацию рабочих процессов инженерных расчетов, в частности, введен расчет клеевых соединений и новый тип клеевого контакта кромок.

NX 8.5 для технологической подготовки производства

В комплект NX 8.5 входит полнофункциональная версия решения Volume Based 2.5D Milling для разработки управляющих программ. Заказчики, применяющие первую версию данной твердотельной системы, предназначенной для программирования обработки призматических деталей, отмечают исключительную простоту использования и сокращение сроков подготовки производства. Среди новых функций - поддержка одновременной обработки многих деталей, программирование обработки с несколькими установками и автоматизация данных процессов. Новые функции в NX CAM 8.5 особенно удобны при работе с самыми распространенными в машиностроении типами деталей.

Введенный в NX 8.5 модуль NX CMM Inspection Programming обеспечивает высокий уровень автоматизации программирования контрольно-измерительных машин с возможностями размерного анализа и отображения результатов в среде NX. Модуль NX CMM еще больше повышает ценность NX как единого и всеобъемлющего решения для технологической подготовки производства.

Кроме того, новая библиотека режущего инструмента и расширенные возможности по управлению CAM-данными обеспечивают сокращение сроков разработки управляющих программ для ЧПУ, облегчают доступ к информации и ее повторное использование, а также гарантируют применение корректных управляющих программ в производстве.

Siemens NX8

В NX 8 реализованы значительные улучшения в области CAE , в том числе и в популярном пакете NX Nastran, способном решать самые сложные задачи численного моделирования. Сегодняшнее сообщение о выходе новой версии еще раз подтверждает позиции NX CAE как одного из ведущих мировых решений для интегрированного численного моделирования при проектировании изделий. В конструкторском и технологическом модулях NX появилась масса нововведений, основанных на предложенной компанией Siemens PLM Software концепции «PLM высокого разрешения» (HD-PLM), расширяющих возможности системы в области поддержки «цифрового производства» в машиностроении.

«Новая версия NX 8 представляет собой заметное развитие одной из лучших мировых интегрированных систем для автоматизированной разработки изделий», - отмечает Джим Раск (Jim Rusk), вице-президент по решениям для разработки изделий компании Siemens PLM Software. «Возможности CAE-решения от Siemens PLM Software удалось еще более расширить, что позволит пользователям выявлять и устранять конструктивные проблемы в виртуальном мире, не допуская их проникновения в мир реальный. Возможность оптимизировать поведение изделия, а также значительные улучшения в конструкторском и технологическом модулях NX помогут нашим заказчикам еще более снизить себестоимость, сократить сроки разработки и внедрять оптимальные решения, ведущие к появлению более качественных изделий».

Производительность мирового уровня при решении задач численного анализа

Предприятия во всех отраслях все шире используют системы численного моделирования для проверки функционирования будущих изделий, контроля технологичности и ремонтопригодности, а также повышения качества и улучшения внешнего вида. Уже более 40 лет решения компании Siemens PLM Software помогают предприятиям решать самые сложные в мире задачи - от линейных и нелинейных расчетов конструкций методом конечных элементов (FEA) до теплового, кинематического анализа и оценки долговечности, а также влияния потоков жидкостей и газов на изделие. Поскольку NX CAE может функционировать и как независимое приложение, и как интегрированная часть пакета NX для автоматизированной разработки изделий, компании получают универсальное решение, которое может внедряться различными способами. В соответствии с принятой в компании Siemens PLM Software открытой моделью ведения бизнеса система NX CAE работает практически со всеми ведущими МКЭ-решателями, а также с собственным решателем NX Nastran, разработанным Siemens PLM Software. Пользователи NX CAE имеют возможность импортировать геометрию из самых разных источников и легко ее изменять, применяя созданную в Siemens PLM Software инновационную синхронную технологию для быстрого проведения анализа по сценарию «что если». Синхронная технология объединяет скорость и гибкость прямого моделирования с точностью управляемого размерами подхода к проектированию.

В области численного моделирования NX 8 предлагает новые решения для оптимизации конструкций, многокритериального анализа, а также новые методы анализа сложных узлов. Улучшения в NX Nastran включают в себя обновленные алгоритмы нелинейного и динамического анализа, а также повышение производительности вычислений и простоты использования системы. Новые и уже существующие функциональные возможности NX CAE помогают сэкономить до 70% времени, затрачиваемого на подготовку и расчет аналитических моделей, по сравнению с традиционными инструментами CAE.

• Улучшения в среде численного моделирования и в геометрическом ядре сокращают время на работу с геометрией и ускоряют процесс расчета моделей.
• Улучшения в модулях многокритериального моделирования и оптимизации расширяют возможности NX CAE благодаря новым решениям для топологической оптимизации и выполнению многокритериального анализа.
• Системные улучшения в модуле численного моделирования упрощают управление конечно-элементыми моделями сборок и еще более повышают производительность счета при решении задач вычислительной газо- и гидродинамики (CFD).
• В технологии "3D высокого разрешения" (HD3D) появились такие нововведения, как новые "измерители результатов" численного анализа, позволяющие связывать результаты расчетов непосредственно с требованиями к изделию, чтобы разработчики могли принимать более обоснованные проектные решения.

«Система NX CAE способна полностью изменить наше представление о решениях для численного моделирования», - отмечает д-р Кейт Мейнтджес (Keith Meintjes), менеджер по применению систем численного моделирования и инженерного анализа компании CIMdata. «NX CAE - полнофункциональный набор инструментов моделирования, выполняющий многокритериальный анализ и поддерживающий совместную работу над проектами. Кроме того, встроенная в NX CAE синхронная технология помогает инженерам-расчетчикам загружать модели, созданные в самых различных CAD-системах, и быстро удалять ненужные элементы, редактировать и создавать новую геометрию в соответствии с задачами проводимого анализа. Таким образом, редактирование геометрии встраивается в цикл работы с CAE-системой, что дает возможность CAE-решению прямо влиять на конструкцию, а не просто оценивать модели, поставляемые специалистами по CAD. Общая концепция компании Siemens PLM Software, сделанные инвестиции и план технологического развития NX CAE позволяют предоставить полнофункциональную и высокопроизводительную среду имитационного моделирования и инженерного анализа даже предприятиям, не использующим NX для создания CAD-моделей».

Высокая производительность разработки изделий

Помимо решений в области численного моделирования, в NX 8 введен целый ряд иных улучшений и добавлена новая функциональность, направленная на повышение производительности конструкторско-технологической подготовки производства новых изделий.

Улучшения в плане технологических возможностей NX 8 заключаются во введении новой или расширении возможностей существующей функциональности проектирования оборудования и оснастки (например, оптимизация разработки управляющих программ для ЧПУ при изготовлении крупногабаритных машиностроительных деталей), а также в объединении средств автоматизации проектирования технологической оснастки с основанными на инженерном анализе инструментами контроля проектных решений. В результате NX 8 помогает машиностроительным предприятиям и изготовителям оснастки получать более выгодные заказы благодаря тому, что их конструкции с первого предъявления отвечают требованиям заказчика.

Улучшения в NX CAM в области поддержки работы тяжелого технологического оборудования расширяют существующие возможности CAD/CAM-модулей, средств автоматизации программирования для ЧПУ и встроенных решений для имитационного моделирования работы станков благодаря введению новых автоматизированных и учитывающих контекст выполняемой работы функций. Такие функции упрощают создание оптимальных траекторий движения инструмента при изготовлении призматических деталей. Новые операции 2,5-координатного объемного фрезерования обеспечивают более быструю разработку управляющих программ, выполняют автоматическое отслеживание недорезов при многооперационной механической обработке, а также автоматизацию программирования обработки деталей, требующих нескольких установок. Благодаря этому NX CAM обеспечивает быструю и точную обработку.

Среди улучшений конструкторских инструментов в NX 8 - более мощные и эффективные средства моделирования, черчения и контроля, а также расширенная поддержка технологии HD3D, позволяющая принимать оптимальные проектные решения.

• Новая технология «модульных деталей» упрощает создание и редактирование сложной геометрии, позволяя подразделить модель на функциональные элементы с целью параллельной работы сразу нескольких специалистов над ними.
• Расширенные инструменты технологии HD3D и контроля проектных решений отличаются улучшенным взаимодействием с пользователем, более мощными возможностями при создании отчетов и визуальным представлением PLM-информации, собираемой из большего числа источников. К стандартным возможностям HD3D теперь относятся предоставление визуальной обогащенной и более гибкой обратной связи, помогающей быстро выявлять, оценивать и устранять проблемы в конструкции, что гарантирует соответствие проекта стандартам и требованиям.
• Улучшения в синхронной технологии упростили и облегчили процесс редактирования моделей и решения широкого ряда геометрических задач, а новые возможности поддерживают поэлементное моделирование, работу с листовыми телами, создание массивов и поверхностей свободной формы, прокладку линейных элементов, визуализацию и многое другое.
• Поэлементное моделирование в NX 8 получило ряд улучшений, включая большую гибкость и управляемость при создании массивов. Поддерживается создание ряда разнообразных вариантов массивов, включая линейные, массивы по многоугольникам, массивы вдоль элемента, ссылочные и круговые спиральные массивы. Можно заполнить массивом указанную границу, создавать симметричные линейные массивы и т.д.

Siemens NX7

Кроме того, NX используется компаниями, производящими товары народного потребления, в частности LEGO и Procter & Gamble и т.п. Последняя версия NX7 вышла в 2009 году. Это примерно 25-я версия программы, впервые представленной публике в 1973 году. Программа использует ядро геометрического моделирования Parasolid . Основными конкурентами программы являются CATIA Teamcenter компании Siemens PLM Software на основе Web-браузера Safari компании Apple .

История создания

Первоначально САПР система NX носила название Unigraphics. ПО Unigraphics было разработано компанией United Computing. В 1976 компания McDonnell Douglas (сегодня Boeing) приобрела United Computing и впоследствии была образована McDonnell Douglas Automation Unigraphics Group. Компания EDS приобрела данный бизнес в 1991. После приобретения EDS компании Structural Dynamics Research Corporation (SDRC) в 2001, продукт Unigraphics был объединен с САПР системой 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 обеспечения возможностей инженерного анализа для моделирования поверхностей, в частности, для автомобильной отрасли. Модуль конструирования в NX называется Shape Studio. [править] NX I-deas

САПР верхнего уровня NX I-deas была разработана для обеспечения плавного перехода пользователей со старой системы SDRC I-DEAS. NX I-deas объединяет функциональные возможности линейки продуктов NX с пользовательским интерфейсом I-DEAS.

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.