NX (počítačově podporovaný design)

NX (dříve "Unigraphics") je CAD / CAM / CAE systém vyráběný společností Siemens PLM Software [1] [2] (před 1. říjnem 2007 se nazýval UGS). Program využívá geometrické modelovací jádro Parasolid .

NX podporuje širokou škálu operačních systémů , včetně UNIX a Linux , Mac OS X , Windows s možností spouštět více operačních systémů současně [3] .

Hlavními konkurenty programu jsou CATIA od Dassault Systèmes a Creo Elements/Pro (ProEngineer) od PTC .

Historie vytvoření

Zpočátku se systém jmenoval „Unigraphics“ a byl vyvinut americkou společností United Computing. V roce 1976 McDonnell Douglas (dnes Boeing ) získal United Computing a následně byla vytvořena McDonnell Douglas Automation Unigraphics Group. EDS získal podnik v roce 1991 . Po akvizici EDS společností Structural Dynamics Research Corporation v roce 2001 byl produkt Unigraphics sloučen s I-DEAS CAD SDRC . Postupné přidávání funkcí I-DEAS do základního kódu Unigraphics se stalo základem stávající produktové řady NX.

Do systému NX byla integrována další funkčnost produktu Imageware s cílem vyvinout funkcionalitu pro zpracování naskenovaných dat (mračna bodů a data ve formátu STL) pro podporu procesů reverzního inženýrství [4] .

Řešení NX

Design ( CAD )

Sada aplikací obsažená v balíku NX CAD umožňuje řešit problém vývoje kompletního elektronického layoutu celého produktu a jeho komponent pro následné použití v procesech technologické přípravy výroby.

Funkčnost aplikací umožňuje automatizovat fáze návrhu produktu a vydávání projektové dokumentace v různých formách prezentace. Technologie návrhu „zdola nahoru“ i „shora dolů“ jsou podporovány se schopností vybudovat komplexní vývojové procesy od požadavků na produkt až po fázi vydávání dat pro výrobu.

Průmyslový design

Nástroje průmyslového designu v NX jsou navrženy tak, aby vyvinuly vnější vzhled (nebo interiér) navrženého produktu a analyzovaly jeho estetické a vizuální vlastnosti. Tato funkcionalita umožňuje automatizovat proces vývoje designu od digitalizace nebo vytváření dvourozměrných skic až po analýzu technologických postupů pro výrobu prvků vnějšího vzhledu a návrh vhodného zařízení.

Nástroje pro automatizaci návrhu představují následující skupiny nástrojů:

• Modelování povrchu (Freeform Shape) je sada nástrojů pro vytváření parametrických povrchů jakékoli složitosti a také sada nástrojů pro analýzu kvality geometrie.
• Volné modelování (Realize Shape) je sada nástrojů, která vám umožňuje vytvářet přesnou geometrii pomocí algoritmu dělení povrchu, ve kterém uživatel upravuje geometrii přetažením kontrolních bodů. Tato metoda umožňuje vytvořit libovolný tvar bez použití složitých parametrických závislostí a zároveň získat geometrii, se kterou pak můžete pracovat ve všech následujících fázích bez konverze.
• Dynamické vykreslování (Dynamic & Photorealistic Rendering) - sada mechanismů, které umožňují získat realistický obraz produktu jak v reálném čase, tak v sekvenčním režimu. V reálném čase systém automaticky aktualizuje a regeneruje výsledný obrázek při jakékoli změně geometrie. Při generování obrázku se berou v úvahu světelné zdroje, materiály, textury, parametry prostředí, překrytí stínů a další parametry, které ovlivňují kvalitativní charakteristiky výsledného obrázku. Vykreslování lze provádět jak v interaktivním režimu, tak na pozadí a v případě potřeby lze použít mechanismus vzdáleného vykreslování na specializovaných serverech.

Kromě těchto sad nástrojů poskytuje NX CAD funkce pro úlohy reverzního inženýrství , které mohou nastat během vývoje průmyslového designu. Tato funkce umožňuje rychle zpracovat naskenovaná data, která přicházejí ve formátu STL nebo ve formě mračna bodů, a získat přesnou geometrii, kterou lze dále použít ve vývoji.

Návrh mechanických systémů

CAD systém NX umožňuje modelovat díly a sestavy výrobku, provádět průnikové analýzy a hmotnostní výpočty, připravovat 2D dokumentaci - výkresy nebo 3D dokumentaci pomocí PMI (kóty a poznámky jsou aplikovány na 3D model). Pomocí sady nástrojů dílů a aplikací pro modelování sestav může uživatel vytvořit kompletní digitální analog vyvíjené sestavy nebo jednotlivého dílu, obsahující přesnou geometrii, vypočtené charakteristiky setrvačnosti hmoty, vlastnosti materiálu, jakož i všechny požadavky nutné pro výrobu a řízení.

Možnosti systému umožňují modelování produktů jakéhokoli stupně složitosti a rozměrů – od domácích spotřebičů až po produkty lodního a leteckého průmyslu. Elektronické modely vytvořené v aplikacích NX CAD se dále používají v modulech inženýrské analýzy a procesního inženýrství.

Navrhování směrovacích systémů

CAD systém NX poskytuje několik aplikací, které pokrývají úkoly projektování elektrických a potrubních systémů pro různé účely. Funkčnost těchto aplikací umožňuje modelovat systémy s přihlédnutím k fyzickým omezením (prohnutí, poloměry ohybu, přímé úseky atd.) a také vybrat systémové komponenty podle jednoho nebo více kritérií. V aktuální verzi NX jsou k dispozici následující aplikace:

• "Elektrický design" - obsahuje kompletní sadu nástrojů pro vytvoření elektrického popisu vyvíjeného produktu, analýzu vyrobitelnosti a přípravu potřebných dat a dokumentace pro výrobu. Tato aplikace se integruje se všemi hlavními systémy ECAD, které vytvářejí schematickou část elektrického popisu produktu nebo jeho částí.
• Design potrubí - zahrnuje nástroje pro navrhování hydraulických, pneumatických, palivových a jiných potrubních systémů sestávajících z tuhých komponent.
• "Logické trasování" - umožňuje vyvinout schematický popis produktu pro potrubní systémy a propojit jej s 3D layoutem pro zajištění trasování a kontroly souladu položených tras s diagramem.

Mechatronický koncept designu (MCD)

Aplikace MCD je navržena tak, aby simulovala chování mechatronických systémů v raných fázích návrhu. Uživateli je k dispozici virtuální simulační prostředí, ve kterém může popsat vyvíjený produkt pomocí fyzikálních vlastností jeho komponent, nastavit okrajové podmínky, působící síly a parametry prostředí. Dále, simulací chování systému v reálném čase může uživatel analyzovat jeho chování pomocí virtuálních senzorů a signálů.

Také v prostředí MCD je implementována funkcionalita virtuálního uvádění do provozu, která umožňuje simulaci kombinací fyzických a virtuálních komponent produktu, zejména kombinací reálného digitálního regulátoru s virtuálním digitálním modelem mechanismu [5] .

Inženýrská analýza ( CAE )

Sada nástrojů inženýrské analýzy v systému NX je aplikací pre- a post-processingu (Pre/Post) a výpočetních řešičů připojených k rozhraní [6] . Jako řešitel může fungovat jak balíček NX Nastran, tak softwarové balíčky od jiných vývojářů. Prostředí inženýrské analýzy může fungovat jak samostatně, tak v integraci se systémem Teamcenter PLM [7] . V druhém případě jsou všechna vypočítaná data uložena v PLM systému a spravována z hlediska přístupových práv, revizí, procesů uvolňování a schvalování atd.

Aplikace pro předběžné/následné zpracování je postavena na běžné aplikační platformě NX CAD a plně využívá geometrické jádro Parasolid . Vypočítané modely jsou propojeny s původními 3D modely, a pokud jsou potřeba nějaké změny nebo zjednodušení, uživatel má možnost upravit přidruženou geometrii bez ovlivnění původního modelu, ale sledovat všechny změny.

Funkčnost nástrojů obsažených v balíčku inženýrských analýz NX umožňuje analyzovat statické zatížení konstrukce, hledat vlastní frekvence (dynamiku), aerodynamickou a tepelnou analýzu a také řešit řadu aplikovaných specializovaných problémů.

Dne 14. června 2016 představila společnost Siemens PLM Software Simcenter, komplexní produktové portfolio pro inženýrskou analýzu, které zahrnuje nástroje pro provádění 1D a 3D výpočtů, fyzické testování, správu dat inženýrské analýzy, předpovídání technických charakteristik a chování produktu [8] .

Konstrukce nástrojů

Kromě aplikací odpovědných za návrh samotného produktu nabízí systém NX CAD řadu řešení odpovědných za návrh výrobních zařízení:

• Mold Wizard je balíček pro navrhování prvků forem pro lisované výrobky.
• Progressive Die Wizard je balíček progresivního designu raznice.
• Zemřít jako inženýrství a zemřít jako design - zemřít jako design a zemřít jako moduly struktury.
• One Step Formability - Jednokroková analýza tvařitelnosti pro vyhodnocení proveditelnosti tváření plechového dílu za studena.
• Electrode Design je modul pro návrh nástrojů EDM.

Aplikace jsou vytvářeny s ohledem na princip hlavního modelu a poskytují asociativní spojení jak s produktem (CAD), tak s projektem nástroje v CAM.

CNC programování ( CAM )

NX CAM  je modul pro přípravu řídicích programů pro CNC stroje [9] .

Podporuje různé druhy zpracování: soustružení , frézování na 3-5osých CNC strojích, soustružnická fréza, drátové EDM . Systém NX CAM podporuje pokročilé typy obrábění a zařízení: vysokorychlostní frézování, obrábění založené na funkcích, soustružnicko-frézovací multifunkční stroje. Obsahuje vestavěný modul simulace obráběcího stroje běžící v NC kódech (G-kódy), který se používá pro NC analýzu a poskytuje kontrolu kolizí.

Asociativní vztah mezi původním modelem a vygenerovanou dráhou nástroje zajišťuje automatickou aktualizaci dat při provádění změn.

Programování souřadnicového měřicího stroje a analýza naměřených dat

Modul pro programování souřadnicových měřicích strojů (CMM) zajišťuje přípravu řídicích programů pro CMM a analýzu naměřených dat včetně porovnání naměřených dat s 3D modelem. Pomocí objektů PMI lze vytvořit měřicí program - informace o rozměrových tolerancích a odchylkách tvarů a povrchů. V tomto případě se sníží množství ručního zadávání dat a řídicí program může být spojen s původním modelem a podle toho sledovat změny. Je podporována simulace procesu měření CMM na základě NC kódu (obvykle DMIS [10] ).

Nástroje pro rozšíření funkčnosti systému

Systém NX poskytuje sadu mechanismů , které vám umožňují rozšířit standardní funkčnost a vyvinout vlastní automatizační nástroje založené na platformě NX. Pro vývoj lze použít hlavní programovací jazyky jako .NET , C++ , Python , Java . Systém také poskytuje možnost používat interní programovací jazyk KBE (knowledge based engineering).

Synchronní technologie

Technologie synchronní simulace vyvinutá společností Siemens [11] [12] byla poprvé implementována ve verzi NX 6, která byla vydána 30. června 2008. Tato technologie umožňuje pracovat s topologickým popisem geometrie modelu bez zohlednění parametrických závislostí nebo jejich absence. Tradiční nástroje parametrického modelování mají řadu známých omezení při práci s neparametrickou geometrií nebo složitými parametrickými závislostmi. Synchronní technologie umožňuje s takovými modely pracovat a upravovat je, přičemž automaticky rozpoznává geometrické prvky a vztahy mezi nimi. NX je široce používán ve strojírenství, zejména v odvětvích vyrábějících výrobky s vysokou hustotou balení a velkým počtem dílů (energetika, motory s plynovými turbínami, dopravní strojírenství atd.) a/nebo při výrobě výrobků složitých tvarů (letectví, automobilový průmysl , atd.)). Systém využívají zejména takové velké společnosti jako Daimler [13] [14] , Chrysler [15] , Boeing [16] , Bosch [17] , NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) [18] [19] [20 ] , Land Rover BAR [21] , Red Bull Racing [22] , MMPP Saljut [23] , OKB im. Suchoj " [24] , " MVZ je. Mile " [25] , PJSC "KAMAZ" [26] , " GKNPTs im. Khrunichev " [27] , JSC "Aviadvigatel" [28] , JSC "Metrovagonmash" [29] , Design Bureau "Aerospace Systems" [30] , NPO "Saturn" [31] , PKO "Teploobmennik" [32] , LLC " All-Union Research Center for Transport Technologies" (VNICTT) [33] , JSC "Kronstadt" Archivní kopie z 28. ledna 2021 o Wayback Machine a dalších. NX je široce používán společnostmi vyrábějícími spotřební zboží, lékařské vybavení, elektroniku [34 ] .

Poznámky

1. ↑ Recenze: Siemens PLM NX 11  // Develop3D. — 9. května 2016.
2. ↑ Al Dean. Recenze: Siemens PLM NX 11  // isicad.ru. — 10. listopadu 2016.
3. ↑ Siemens NX je dostupný pro Mac OS X  // CADpoint.ru : Tisková zpráva. - 14. června 2009.
4. ↑ Výhody integrace s NX  // Digital Process LTD. Archivováno 27. prosince 2016.
5. ↑ Nové řešení návrhu strojů od společnosti Siemens PLM Software pro zlepšení doby vývoje a kvality  // Design World Online. - 14. září 2010.
6. ↑ Goncharov P. S., Artamonov I. A., Khalitov T. F., Denisikhin S. V., Sotnik D. E. NX Advanced Simulation. Inženýrská analýza . - M .: DMK Press .. - 2012. - ISBN 978-5-94074-841-0 .
7. ↑ R. Bush. Základy strukturální odolnosti s NX  // CAD/CAM/CAE Observer. - 2008. - č. 1 (37) . - S. 30-33 .
8. ↑ Siemens představuje řešení Simcenter pro predikci technických vlastností a požadovaného chování produktu během jeho vývoje  // isicad.ru. — 17. června 2016.
9. ↑ Vynce Paradise. Jaký systém simulace obrábění používáte?  // Pozorovatel CAD/CAM/CAE. - 2008. - č. 3 (39) . - S. 51-54 .
10. ↑ ISO 22093:2011 Průmyslové automatizační systémy a integrace - Fyzické řízení zařízení - Dimensional Measuring Interface Standard (DMIS)  // ISO. — 2011.
11. ↑ Siemens PLM Software uvádí CAD NX 6  : PC Week. Zprávy. - 11. srpna 2008.
12. ↑ Siemens PLM přináší nový stream do CAD  : PC Week. Zprávy. — 13. května 2008.
13. ↑ Alexandr Suchanov. „Naše podnikání v Rusku je úspěšným příběhem společnosti Siemens PLM Software“  // CAD/CAM/CAE Observer. - 2011. - č. 1 (61) . - S. 10-20 .
14. ↑ “Technologie Siemens PLM Software používá většina společností, které představily nové modely na severoamerickém autosalonu”  // Portál strojního inženýrství. — 28. ledna 2012.
15. ↑ „Chrysler opouští CATIA ve prospěch NX“  // CAD/CAM/CAE Observer. - 2010. - č. 4 (56) . - S. 24 .
16. ↑ “Boeing podepsal smlouvu se společností Siemens PLM Software na dobu 10 let”  // Air Transport Review. — 2012.
17. ↑ „Vítězové a poražení: Průmyslový gigant Bosch standardizuje CAD a PLM“  // CAD/CAM/CAE Observer. - 2016. - č. 3 (103) .
18. ↑ „Siemens „měl ruku“ na začátku práce vědecké laboratoře Curiosity“  // i-Mash.ru. — 15. srpna 2012.
19. ↑ Mark Clarkson. "Na cestě na Mars!"  // isicad.ru. — 30. srpna 2012.
20. ↑ "Řešení Siemens pro rover NASA"  // časopis Kompaniya. - srpen 2012. Archivováno z originálu 7. července 2013.
21. ↑ Tým Land Rover BAR používá řešení Siemens PLM Software k vývoji závodní plachetnice pro účast v America's Cup 2017  // CAD/CAM/CAE Observer. - 2016. - č. 6 (106) .
22. ↑ Pokračování. Siemens jako zrcadlo nové průmyslové revoluce  // Časopis Autopilot. - 3. října 2016. - č. 7 . - S. 54 .
23. ↑ Alexandr Suchanov. Pro výrobu leteckých motorů je NX mimo konkurenci  // CAD/CAM/CAE Observer. - 2007. - č. 6 (36) .
24. ↑ Alexandr Suchanov. Hra se hraje jako dospělý. Rozhovor s E. I. Savčenkem, vedoucím oddělení CAD v Sukhoi Design Bureau  // CAD/CAM/CAE Observer. - 2006. - č. 5 (29) . - S. 7-14 . Archivováno z originálu 27. prosince 2016.
25. ↑ Alexandr Suchanov. MVZ je. M.L. Mil je připraven pomoci dalším závodům holdingu Russian Helicopters ve vývoji PLM  // CAD/CAM/CAE Observer. - 2013. - č. 1 (77) .
26. ↑ Alexandra Suchanov, Jurij Suchanov. Vzdáváme-li hold investicím, technologiím a partnerům při implementaci PLM, uvědomili jsme si, že hlavní podmínkou úspěchu je vášeň našich zaměstnanců  // CAD/CAM/CAE Observer. - 2014. - č. 1 (85) .
27. ↑ Státní vesmírné výzkumné a produkční centrum pojmenované po M.V. Khrunicheva a Siemens PLM Software oznamují největší implementaci PLM systémů v Rusku  // isicad.ru. — 26. října 2010.
28. ↑ Softwarová řešení Siemens PLM modernizují výrobu ruských leteckých motorů  // CAD a grafika. - 2010. - č. 3 .
29. ↑ Konference Ideal PLM Technology Day, Petrohrad 2015  // cadroad.com.
30. ↑ Alexandr Suchanov. Naše Design Bureau je jednou z mála specializovaných společností na světě, které mají kompetenci vytvořit letadlo nebo vrtulník BCS splňující všechny moderní požadavky  // CAD/CAM/CAE Observer. - 2015. - č. 1 (93) .
31. ↑ Pavel Chupin, Jurij Zelenkov, Jurij Šmotin. Virtuální designové prostředí  // NPO Saturn. — 12. října 2010.
32. ↑ Zpráva o konferenci „Informační technologie pro podporu životního cyklu produktu“  // 2cio.ru.
33. ↑ Vyvíjí se řada specializovaných cisternových vozů . Získáno 10. dubna 2017. Archivováno z originálu 10. dubna 2017. (neurčitý)
34. ↑ Dyson Innovation Network navrhuje nejprodávanější vysavače   // Digitaleng.news . - 12. června 2008.

Literatura

• Vedmid P.A., Sulinov A.V. Zpracování programování v NX CAM. — M.: DMK Press, 2014. — S. 304. — ISBN 978-5-97060-143-3 .
• Vedmid P. A. Základy NX CAM. — M.: DMK Press, 2012. — 216 ​​​​s. — ISBN 978-5-94074-455-9 .
• Goncharov P. S., Artamonov I. A., Khalitov T. F. NX Advanced Simulation. Inženýrská analýza. — M.: DMK Press, 2012. — 504 s. - ISBN 978-5-94074-841-0 .
• Goncharov P. S., Eltsov M. Yu., Korshikov S. B., Laptev I. V., Osiyuk V. A. NX pro strojního inženýra. — M.: ID DMK Press, 2010. — 504 s. - ISBN 978-5-94074-590-7 .
• Danilov Yu., Artamonov I. Praktické použití NX. — M.: DMK Press, 2011. — 332 s. — ISBN 978-5-94074-717-8 .
• Eltsov M. Yu., Kozlov A. A., Sedoykin A. V. Designing in NX pod kontrolou Teamcenter. — M.: DMK Press, 2013. — 752 s. - ISBN 978-5-94074-839-7 .
• Krasnov M., Chigishev Yu Unigrafika pro profesionály. - LORI, 2003. - 320 s.
• Pochekuev E. N., Puteev P. A., Shenberger P. N. Návrh sekvenčních matric pro lisování plechů v systému NX. — M.: DMK Press, 2012. — 336 s. - ISBN 978-5-94074-858-8 .
• Torop D. N., Těrlíkov V. V. Teamcenter. Začátek práce. — M.: DMK Press, 2011. — S. 280. — ISBN 978-5-94074-783-3 .

Odkazy

• NX na oficiálních stránkách Siemens PLM Software . Archivováno z originálu 16. ledna 2013. (neurčitý)
• Knihy o softwarových produktech NX, Teamcenter a Solid Edge v ruštině . Archivováno z originálu 16. ledna 2013. (neurčitý)