Reference design forem v siemens nx. Tři úspěšné příběhy Siemens NX. Inteligentní řízení změn

Mnoho předmětů, které nás v každodenním životě obklopují, je vyrobeno z plastu nebo obsahuje plastové části. Plast je navíc běžný zejména v nejmodernějších provedeních a čím modernější je předmět, tím je pravděpodobnější, že je téměř celý vyroben z plastových dílů. Z plastů se snaží vyrábět nejen díly karoserie, ale často i ložiskové prvky a četné díly mechanismů. A pokud vezmeme v úvahu takové odvětví, jako je výroba spotřebního zboží, pak polymery nejen obsadily své místo, ale také výrazně vytlačily tradičně používané materiály.

S čím to souvisí?

Stejně jako kovy a další materiály používané člověkem při výrobě jsou plasty konstrukčním materiálem. Je však nesprávné je považovat pouze za konstrukční materiál.

Polymery mají řadu vlastností, které jsou ve svém druhu jedinečné. Většina plastů je vysoce barvitelná a má vynikající elektrické a tepelně izolační vlastnosti.

Nejdůležitější a nejcennější vlastností je však to, že plast ve srovnání s kovem nebo jiným konstrukčním materiálem snadněji dává potřebný tvar. Stačí správně postavit tvarovací dutinu a můžeme získat téměř neomezené množství dílů stejného typu. A k získání stejných dílů z kovu bude nutné provést buď operace lisování, nebo operace řezání, nebo jiné poměrně složité technologické procesy.

Kombinace všech těchto vlastností určuje masové použití polymerů v moderním průmyslu.

Polymerní díly se získávají pomocí forem. Samotný proces výroby formy je poměrně komplikovaný a spojený se značnými náklady. Ale jak již bylo zmíněno, jakmile vytvoříte formu, můžete získat spoustu detailů. Proto se výroba dílů pomocí forem může vyplatit pouze v případě, že jsou výrobky vyráběny ve velkém. Čím více dílů obdržíme v krátké době, tím rychleji se formy vyplatí.

Na základě toho můžeme formulovat dva hlavní úkoly pro proces navrhování a výroby forem – vyrobit to co nejlevněji a co nejrychleji, při dané kvalitě výsledného produktu.

První úkol logicky vyplývá z úkolů samotných plastových dílů. Jak již bylo zmíněno, forma se může vyplatit pouze při hromadné výrobě produktů. Co ale dělat, když je potřeba málo dílů a díly jsou potřeba speciálně z polymerů - z jiného materiálu se z technologických důvodů nehodí, často proto, že jiný způsob získání šarže dílů je ještě dražší. To znamená, že je stále nutné vyrobit formu, použít vstřikovací stroj, nakoupit materiál na tyto díly a podobně. Nejviditelnějším způsobem, jak ušetřit peníze ve výrobě, je co možná nejlevnější výrobní proces. Toho lze dosáhnout pomocí databází normalizovaných dílů - GOST, standardů výrobců forem ( EMC, DME a další). Vyměnitelné normované díly s již osvědčenou technologií jejich výroby pomáhají sjednotit proces výroby forem. Můžete si také pečlivě spočítat, kolik a kde je třeba použít materiálu a energie, abyste dosáhli nejlepšího výsledku – to nám pomůže CAD-CAE -systémy. To také pomůže ušetřit na materiálu a energii, neinvestovat příliš mnoho do designu.

To znamená, že použití nástrojů pro standardizaci a automatizaci návrhu může snížit náklady na výrobu a dobu návrhu.

Druhý úkol souvisí s tím, aby se produkt co nejdříve objevil na trhu. Tvrdá konkurence v oboru v posledních letech zesílila, vyrábí se mnoho zboží v podstatě stejného druhu. A spotřebitel si často vybírá podle nějakého malého počtu vlastností. Například nový produkt je nabízen s minimem nových funkcí, ale tělo produktu a rozmístění ovládacích prvků jsou zcela odlišné od starého. Zákazníkům se to líbí a produkt začíná být žádaný. Konkurenti ale také vyvíjejí vlastní design, vytvářejí vlastní řadu a brzy začnou být jejich produkty žádané. A pokud nevytvoříte něco nového v co nejkratším čase, můžete velmi rychle zjistit, že nekupují vaše produkty, ale produkty konkurence.

Metody použité k řešení prvního problému jsou použitelné i pro řešení druhého problému. Když vezmete obrobek z databáze, není třeba navrhovat novou desku, pouzdro, tlačník nebo jinou část sady forem, je rychlejší provést samotný proces návrhu. A vlastně celý design lze zredukovat pouze na stavbu nových tvarotvorných prvků, což by byla ideální volba.

Podívejme se blíže na CAD.

Není pochyb o tom, že práce v prostředí CAD může urychlit a zlevnit proces návrhu. Většina CAD systémů je ale vytvořena s vědomím, že s jejich pomocí budou schopny vytvořit jakýkoli druh návrhu. Samotný designový objekt není konkrétně diskutován. Mezitím při navrhování specifických skupin objektů - například razítek - existuje soubor technik, které umožňují urychlit proces navrhování těchto konkrétních objektů, a je stěží použitelný na jiné produkční objekty. Například sada normalizovaných dílů, nástroje pro výpočet a výběr typu matrice atd. A tyto věci se pravděpodobně nebudou hodit při navrhování něčeho jiného.

Totéž platí pro všechny ostatní struktury.

Je nesmírně obtížné vytvořit kompletní počítačově podporovaný konstrukční systém, jakýsi globální CAD, který bude brát v úvahu návrh všech objektů obecně, je nesmírně obtížné. Náklady na tento systém se nikdy nevrátí, systém se prostě nevyplatí - oblast použití takového systému bude příliš specifická, jeho složitost bude příliš velká.

A proto se snaží vytvořit určitý průměr CAD , jádro, ve kterém si teoreticky můžete vytvořit cokoli chcete, ale na průměrné úrovni. Tedy při práci s CAD částečně se nakonec získá trojrozměrný pevný model výrobního objektu a získají se i jeho výkresy.

Vraťme se k druhému úkolu, který je popsán výše. Musíme to udělat co nejrychleji, ale dovolte mi, abych vám připomněl, bez obětování kvality! A také vyhodnotit variantu, která pro nás bude nejlevnější, tedy spojená s nejnižšími výrobními náklady.

Sám CAD , který zahrnuje trojrozměrný masivní design jako takový, nám dává velkou flexibilitu při navrhování a třídění konstrukčních možností, ale rychlost zjevně není dostatečná.

A pak bylo na světě nalezeno další řešení. Pokud nemůžete získat plně automatizovaný návrhový systém, proč nezautomatizovat návrh jednotlivých skupin objektů?

To znamená, že k hlavnímu CAD programu je nabídnuta určitá aplikace, softwarový modul spolupracující s hlavním programem, který obsahuje vše potřebné pro návrh konkrétní konstrukce.

Použití těchto modulů umožňuje zkrátit dobu návrhu ještě více než při práci pouze s jedním CAD -kernel a zároveň nepřetěžuje hlavní program zbytečnými funkcemi. Hlavní program slouží jako jádro, na kterém jsou založeny pomocné moduly.

Téměř všechny moderní CAD systémy nabízejí řešení pro návrh forem. Výsledné komplexy pro přípravu výroby forem - jádro CAD a softwarový modul obsahující speciální funkce napomáhající při konstrukci forem - jsou velmi široce využívány v zahraničí i u nás.

Zároveň se míra automatizace a participace uživatelů na procesu návrhu formy v některých případech značně liší.

Jedná se o inteligentní řešení pro řízení životního cyklu produktu a výrobu. Softwarová řešení Siemens PLM pomáhají výrobcům optimalizovat jejich digitální výrobní procesy a podporovat inovace.

Příběh 1. Podnikání Telcam se rozvíjí s novým systémem CAM

SpolečnostTelsmith, Inc. ha tři a půl měsíce sNX VAČKA vyvinulo více CNC programů než za 9 měsíců s předchozím systémem.

Stavba obřích strojů

Společnost Telsmith, Inc byla založena před více než 100 lety a specializuje se na vývoj nových zařízení na drcení hornin pro drtící a třídící zařízení. Dnes Telsmith zůstává věrný svému dědictví tím, že poskytuje nové drtiče a třídiče, které splňují rostoucí požadavky dnešního těžebního průmyslu. V roce 1987 společnost Telsmith získala společnost Astec Industries, uznávaný lídr v odvětví asfaltování. Právě podnik Telsmith tvořil základ společnosti, která se nyní nazývá Astec Aggregate and Mining Group. Astec je nyní největším dodavatelem zařízení pro drtící a třídící zařízení v Severní Americe.

Jedna z hlavních značek Telsmith se nazývá Iron Giant – a zařízení vyráběné pod touto značkou tento název ospravedlňuje. Výška drtičů může přesáhnout 3 metry a hmotnost může přesáhnout 60 tun. Výroba těchto gigantických strojů vyžaduje velkokapacitní obráběcí centra. Například továrna Telsmith používá vertikální obráběcí centrum s otočným stolem, které dokáže obrábět díly o průměru až 2,7 metru, výšce až 2,5 metru a hmotnosti až 45 tun. Při výrobě některých dílů společnost odstraňuje více než 45 % výchozího materiálu – a výchozí materiál se pohybuje od litiny až po konstrukční ocel 4140.

S vysokými cenami kovů a slabým dolarem musí Telsmith tvrdě pracovat, aby udrželi byznys v růstu. Z hlediska CNC programování to znamená, že každé obráběcí centrum musí být co nejproduktivnější. Zároveň musí být nové programy pro CNC vyvíjeny ve stále kratší době. „Potřebuji psát programy rychleji, vydávat více programů než kdykoli předtím,“ říká Michael Wier, CNC programátor pro průmyslový design ve společnosti Telsmith.

Rychlý vývoj, rychlá změna

Programátoři společnosti by to nedokázali bez softwaru NX™ od společnosti Siemens PLM Software. Díky migraci ze svého předchozího CAM systému na NX CAM dělá Wier mnohem více práce než kdy předtím. „Během posledních tří a půl měsíců jsem s NX udělal spoustu práce, která by nám s předchozím CAM systémem zabrala devět měsíců,“ říká Wier.

Podle Wiera si Telsmith vybral NX po důkladném přezkoumání téměř každého CAM systému na trhu. Platforma NX byla vybrána z několika důvodů. Hlavním kritériem výběru byla minimální doba provádění operací v každé fázi programování CNC strojů. „Když pracuji s NX, nemusím čekat 4 až 5 minut, než mohu přejít k dalšímu kroku,“ říká Wier. "Výpočtový výkon tohoto systému je prostě neuvěřitelný."

Synchronizační technologie šetří spoustu času. Tento přímý přístup k vytváření geometrických modelů je založen na prvcích. Wier to považuje za velmi důležité pro provádění změn v modelech CAM. „Díky synchronizační technologii mohu přímo manipulovat s funkcemi modelů a měnit je. Je to jedna z nejlepších funkcí NX, říká Wier. - Mezi modely a dráhami nástroje existují asociativní vazby, díky kterým při opravách nemusím začínat znovu a přepisovat program. Díky synchronizačním technologiím mohu rychle provádět změny geometrie a kód, který píšu, se těmto změnám přizpůsobuje.“

Technologie modelování trajektorie NX také šetří spoustu času. Umožňuje eliminovat chyby, které by jinak byly detekovány pouze na stroji. "Nemohu udělat chybu v programování, která by mohla poškodit součást," říká Wier. "S modelováním NX vidím tyto chyby ve 3D modelu dříve, než je uvidíme v reálném životě."

Telsmith hodnotí své stroje podle obtížnosti jejich programování a používá speciální vzorec pro výpočet produktivity programátorů.

„Vzorec zohledňuje skutečnost, že je jednodušší psát programy pro jednodušší stroje,“ vysvětluje Wier. "Moje hodnocení programátorů s NX CAM je o 225 % - 193 % vyšší než u programátorů používajících jiné systémy CAM."

Optimalizace produktivity stroje

Pro Telsmith je velmi důležité, aby stroje fungovaly s maximální efektivitou, a společnost si velmi váží technické podpory od společnosti Siemens. „Mohu jim kdykoli zavolat a oni můj problém vyřeší,“ říká Wier. - Nemusím čekat pár dní. Podporu přitom poskytují skuteční odborníci. Nejen, že řeší mé problémy, ale mohou nabídnout i nové nápady. Specialisté podpory ze společnosti Siemens mi poskytují všechny potřebné informace pro příjemnou a úspěšnou práci.“

Telsmith používá řídicí jednotky Siemens 840D na všech nových strojích. „Řídicí prvky Siemens 840D nám poskytují flexibilitu při realizaci všech našich nápadů,“ říká Wier. Společnost často zpracovává velké díly a je pro ně velmi důležité zajistit minimální opotřebení strojů a obráběcích nástrojů, vzhledem k tomu, že obrábění je často prováděno vysokou rychlostí. Systém NX CAM poskytuje vylepšenou podporu pro vysokorychlostní obrábění a poskytuje metody, jak zabránit přetížení nástroje s konstantní rychlostí úběru materiálu a automatickým zpracováním trochoidálních drah nástroje.

Úspora času dosažená pomocí CAM systému NX od společnosti Telsmith se neměří v minutách nebo hodinách. „Jednou z výhod nového řešení je, že jsme si jistí výsledky našich programů a víme, že s jejich provozováním v dílně nebudou žádné problémy,“ komentuje Wier. "Úspory času neměříme v minutách nebo hodinách, ale v počtu směn."

Příběh 2: Zrychlete návrh formulářů a poradenské služby

CAD- AVAČKA-systémyNX™ v kombinaci s ovladačemSINUMERIK 840 Dpomoci firmámMoules Mirplex zkrátit dobu vývoje formy o 35 %.

Zkušenosti s konstrukcí forem jsou velkou výhodouMirplex

Společnost Moules Mirplex Inc. (Mirplex Molds Inc.) má více než 25 let zkušeností s výrobou forem a přesným obráběním. Klienti Mirplexu pracují v celé řadě průmyslových odvětví: sportovní a outdoorové aktivity, farmacie a maloobchod. Velikost forem navržených společností se velmi liší, od malých forem na uzávěry lahviček až po obří formy na uzávěry lahviček, které váží až 15 tun na každou stranu (používané pro zábavní jízdy). Mirplex vyrábí následující typy forem: vícedutinové formy, horké vtokové formy, kluzné a kolové vačkové formy, plynové vstřikovací formy, formy na tlakové lití a odlévací formy z hliníkových slitin.

Od koupě prvního CNC obráběcího centra v roce 1987 Mirplex neustále rozšiřoval svou výrobní kapacitu v této oblasti, aby zlepšil služby zákazníkům. V roce 2002 byl tedy zakoupen 15tunový mostový jeřáb a huronské vysokorychlostní obráběcí centrum. V průběhu let si společnost vydobyla na trhu solidní renomé a mnoho klientů volá Mirplex kvůli poradenství v oblasti designu. Ale navzdory tomu je společnost vždy nucena fungovat v extrémně napjatých termínech a globální konkurenci. „Musíme najít způsoby, jak urychlit vývoj forem, abychom byli o krok napřed před zámořskou konkurencí,“ říká Pascal Lachance, strojní inženýr a konstruktér forem ve společnosti Mirplex.

Pevné pouzdro pro technologii dílů Siemens PLMSoftware

Mirplex využívá software NX pro vývoj svých produktů a technologii SINUMERIK Computer Numerical Control (CNC) společnosti Siemens PLM Software k rychlému navrhování forem, které splňují požadavky zákazníků na kvalitu a přesnost. Mirplex v minulosti používal software I-deas™ a před implementací nového řešení zvažoval velké množství alternativ. Vybrala si NX kvůli bezproblémové integraci CAD a CAM systémů NX, nástroji NX Mold Design a schopnosti získat technickou podporu ve svém rodném jazyce. Dalšími výhodami NX byla možnost vytvářet velké digitální sestavy potřebné pro některé formy a také vestavěná podpora pro řídicí jednotku Siemens SINUMERIK 840D, kterou Mirplex používá k provozu vysokorychlostního obráběcího centra Huron. „Rychlořez 840D zvládá všechny nejnáročnější požadavky na zpracování forem a zápustek díky svým funkcím vysokorychlostního řezání,“ dodává Lachance.

NX umožňuje simultánní návrh formy a výběr dráhy nástroje. Když Lachance začne navrhovat formu, kolega CNC programátor Eric Boucher začne programovat v systému NX CAM. I když mnohé z konstrukčních změn provádí klient, není to nemožné, protože změny geometrie modelů v NX lze velmi snadno provádět. „Naším problémem je, že návrhy, které dostáváme od zákazníků, nejsou nikdy 100% kompletní,“ vysvětluje Lachance. - Před lisováním provádíme z naší strany některé úpravy. NX nám poskytuje flexibilitu při úpravě modelu pomocí výkonných nástrojů, jako je povrchové modelování.“

Ušetřete čas na všech frontách

Lachance odhaduje, že NX zabere návrh forem o 25 % méně času, což je částečně způsobeno tím, že změny designu navržené zákazníky nyní zaberou o 40 % méně času. Nástroj NX Mold Design také pomáhá šetřit čas. „NX Mold Design pomohl standardizovat naše procesy,“ říká Lachance. - Nyní máme knihovnu komponent, které můžeme znovu použít, jako jsou palety forem. Na samém začátku práce je forma již napůl hotová. Návrháři Mirplex obvykle používají speciální formát Parasolid®. "NX je pro tento formát také vhodnější," říká Lachance. "Překladače jsou zabudovány do NX a pracují tak rychle a přesně, že vůbec nemusíme trávit čas sešíváním povrchů."

Integrace mezi NX CAD a NX CAM usnadňuje aktualizaci modelů CAM po změnách návrhu. Boucher odhaduje, že změny designu lze nyní provádět o 50 % rychleji, než to dříve umožňoval systém NX, protože není potřeba přemapovat mapování povrchu. Navíc zjišťuje, že s NX CAM se obecně lépe pracuje, a to díky možnosti používat operace drag-and-drop pro nastavení sekvence zpracování. Použití šablon také umožňuje zvýšit opětovné použití informací. Tato schopnost využívat existující data v kombinaci se skutečností, že programování lze zahájit dříve a změny lze implementovat rychleji, zrychlila generování drah nástroje o 20 %. Boucher poznamenává: "S NX CAM je snadné pracovat, protože můžeme sledovat a znovu používat naše znalosti obrábění pomocí šablon."

„Celkově můžeme se systémem NX zkrátit čas potřebný k odeslání formulářů zákazníkům Mirplex o 35 %. Rychlý cyklus vývoje produktů v kombinaci s bohatými zkušenostmi společnosti činí společnost konkurenceschopnější na globálním trhu. Prodáváme naše odborné znalosti, říká Lachance. - Přechod na NX rozhodně zjednodušil a systematizoval naše metody práce s CAD a CAM systémy. I nadále úzce spolupracujeme se společností Siemens PLM Software a snažíme se dále zlepšovat naše technologie výroby dílů a obrábění.“ V rámci této iniciativy vytvářejí partneři a zákazníci společnosti Siemens PLM Software nejlepší řešení ve své třídě, která zlepšují integraci CAM a CNC, pomáhají simulovat a optimalizovat obrábění, synchronizují výrobní a plánovací procesy a zlepšují celkovou nákladovou efektivitu výroby.

Moules Mirplex by rád poděkoval společnostem BRP Engineering a Plastic Age Products Inc. za pomoc k úspěchu tohoto ambiciózního projektu.

Příběh 3. Implementace inovativních technologií se zvýšenou přesností obráběcích strojů

Kompletní řešení pro vývoj produktů odSiemens PLM Softwarezjednodušuje konstrukci velkých frézovacích strojů ve firměFooke.

Unikátní frézky

Fooke GmbH byla založena jako rodinná firma a nyní se pyšní svou letitou tradicí. Společnost nalezla mezeru v průmyslu obráběcích strojů, která je nesrovnatelná s dodavateli z Evropy, Indie, Číny a USA: velmi velké frézky, přizpůsobené na míru požadavkům zákazníka a dodávané jako komplexní řešení. Systém zahrnuje nejen samotný stroj, ale také zařízení pro upevňování dílů a obráběcích nástrojů, stejně jako měřicí programy a CNC programy. Tyto stroje dokážou frézovat hliníkové kolejové konstrukce až do délky 30 metrů, provádět vysoce přesné vertikální zpracování ocasních ploch, vytvářet vysoce přesné hliníkové nebo plasty vyztužené pláště z plastu vyztuženého skelnými a uhlíkovými vlákny, provádět vysokorychlostní frézování modelů automobilů a provádět mnoho specializovaných úkolů.

Poptávka po takových strojích po celém světě neustále roste, ale technické požadavky na ně jsou stále vyšší. Proto se tato inovativní společnost s přibližně 170 zaměstnanci rozhodla zlepšit svůj vývojový proces. Vedení zejména chtělo, aby se zaměstnanci z různých oddělení naučili efektivněji pracovat jako součást projektových týmů. Společnost se také snažila spojit různorodé IT systémy a komponenty (vysokorychlostní 5osá frézka, upínací zařízení, CNC programy, měřicí programy a kompletní sadu dokumentace pro celosvětové nasazení) do kompletního řešení pro klienta. Zákazníci potřebují nejen odolná výrobní zařízení, ale také kvalitní a komplexní poprodejní služby: dovybavení, rozšíření, údržba a opravy v rámci záruky.

Ideálním řešením je integrovaný systém

V roce 2004 začala společnost hledat 3D CAD (3D CAD) pro svých 15 konstruktérů a také modul počítačem podporovaného vývoje řídicích programů (CAM), který podporoval vysokorychlostní pětiosé obrábění. „Podívali jsme se na všechny nejznámější systémy na trhu,“ říká Hans-Jürgen Pierick, který jako vedoucí týmu pro počítačově podporovaný design koordinoval proces výběru systému. - Pro výběr jednoho z pěti CAD systémů se zaměstnanci společnosti účastnili jednání, instalovali zkušební verze a sledovali ukázky řešení.

Fooke si vybral integrované řešení pro správu celého životního cyklu produktu (PLM) od společnosti Siemens PLM Software. Jeho součásti zahrnovaly systémy NX™, NX CAM, NX™ Nastran® a Teamcenter®. Kromě toho společnost implementovala virtuální CNC jádro VNCK pro simulaci provozu řídicí jednotky CNC Siemens 840 D. „Tento jediný systém byl zaměřený na úkoly a byl pro nás perfektní,“ říká Pierik.

Výhody tohoto řešení se ukázaly během pilotní implementace. Integrace systémů CAD a CAM vyřešila problémy s kompatibilitou a převodem a zkrátila hodiny času. A přítomnost jediného „jazyka“ (Teamcenter) zlepšila kvalitu spolupráce mezi různými odděleními.

Inovace obráběcích strojů se stává realitou

Od roku 2006 jsou všechny nové stroje Fooke zcela navrženy na platformě Siemens PLM Software. Výhody pro koncového uživatele se týkají zejména horní portálové frézky ENDURA 900LINEAR s lineárním pohonem a mobilní sloupové frézky ENDURA 1000LINEAR. Nová generace těchto strojů využívá horní pohyblivý portál. Použití analýzy konečných prvků (FEA) během vývoje pomohlo vytvořit robustnější, spolehlivější a přesnější portál.

Stroje tohoto typu se používají pro pětiosé frézování vnějšího pláště dopravního letadla Superjet 100, vyrobeného z hliníkových plechů (AlMg3) o tloušťce 1,5 milimetru. Portál se může pohybovat o 7 metrů na ose X, 3,5 metru na ose Y a 1,5 metru na ose Z. Může se otáčet od +120 do -95 stupňů podél osy A a +/-275 stupňů podél osy C. Inovativní upínací zařízení využívá 200 pohonů, každý je vybaven vakuovou přísavkou a jejich umístění lze nastavit pomocí CNC programu. Umístění jednotlivých pohonů se nastavuje v modulu CAM. Ve skutečnosti je poloha dílu určována pomocí senzorů od společnosti Renishaw.

Zákazník si pro všechny tyto úkoly zvolil jako řídicí systém Siemens 840 D. Výhody Siemensu 840 D platí nejen pro pětiosé frézování, ale také pro speciální úlohy měření vzdálenosti, nastavení vztažných bodů a polohování pohonu. Platforma CAM má své další výhody. „NX obsahuje robustní a otevřený CAM systém, který lze rozšířit o programy napsané ve Visual Studio.net, aby poskytoval výstup měřicích a řídicích programů pro Siemens 840 D,“ říká Klaus Harke, specialista na CNC systémy ve společnosti Fooke. "Dalším krokem je programování pětiosého konturování."

Činnost celého programu lze simulovat pomocí virtuálního CNC jádra VNCK, ve kterém lze nastavit parametry specifické pro tento konkrétní stroj (například hmotnost a setrvačnost). Výsledkem je, že vývojáři mají poprvé možnost otestovat koncepční proveditelnost problému bez poškození drahých dílů.

Tento projekt ukázal výhody platformy Siemens PLM Software obzvlášť jasným způsobem. „Možnost naprogramovat stroj paralelně s návrhem obrábění zkrátila celkovou dobu výroby strojů pro zákazníky,“ říká Pierik. Počítačová simulace eliminovala mnohá rizika spojená s novými technologiemi zpracování. Zákazníci navíc získali ještě větší důvěru ve schopnost Fooke řešit problémy díky možnosti seznámit se s modely. Řešení také zjednodušilo implementaci nových řešení a školení. Všechny fáze životního cyklu jsou implementovány na jedné platformě a díky tomu Fooke úspěšně řeší všechny problémy zákazníků. Spojnicí mezi všemi komponentami se stává Teamcenter – tento systém poskytuje okamžitý přístup ke všem informacím o produktech potřebných pro další přestavbu, údržbu a opravy.

Další rozšíření není daleko

„Integrace systému Siemens PLM Software nám přináší nepopiratelné výhody,“ říká Pierik. - Fooke dělá vše pro to, aby se cítili jako zákazníci. Každý výrobní závod řeší problémy zákazníků vlastním výrobním zařízením. Vysoká efektivita strojů Fooke je významnou konkurenční výhodou, kterou není radno při nákupu výrobního zařízení podceňovat.“

Díky těmto výhodám se nyní digitální systém vývoje produktů rychle rozvíjí. Společnost plánuje používat funkci procházení v Teamcenter k poskytování informací o produktech lidem zapojeným do marketingu a výroby. Nyní, když byl poskytovatel softwaru Fooke, UGS, sloučen do holdingové společnosti Siemens a přejmenován na Siemens PLM Software, bude mít Fooke jediné integrované řešení pro interní potřeby a potřeby zákazníků.

NX Progressive Die Design - modul progresivního designu matrice NX

Al Dean

Konstrukce progresivních zápustek úzce souvisí s dalšími předvýrobními procesy, což je zvláště patrné při provádění změn. Al Dean, autor článku, prozkoumal sadu specializovaných systémových nástrojů NX společnosti Siemens PLM Software, které vám pomohou s tímto složitým úkolem.

V posledních letech b Ó Většina publikovaných informací o vlajkovém systému NX od společnosti Siemens byla věnována HD-PLM a synchronní technologii, mnohem méně se však hovořilo o dlouhé tradici používání tohoto produktu v technologické předvýrobě. Dnes je NX souborem skutečně integrovaných CAD/CAM systémů, které umožňují podniku přenášet data mezi fázemi předběžného návrhu, konstrukce a výroby, a také zahrnuje širokou škálu technologií pro obrábění, vývoj CNC programů a mnoho dalšího. Ve verzi NX 7 se výrazně rozšířily možnosti navrhování progresivních zápustek a právě těmi se budeme v této recenzi zabývat.

Konstrukce sweepů

Jako u každého progresivního nástroje pro navrhování zápustek je výchozím bodem vyráběná součást. Zpravidla se jedná o detaily složitého tvaru, které mají konstantní tloušťku a mnoho prvků získaných flexibilním, děrováním, vytlačováním. Již na základní úrovni je zřejmé, že nástroje pro geometrické modelování společnosti Siemens nabízejí oproti mnoha jiným běžným systémům výhody.

Proces navrhování progresivních zápustek se provádí v opačném pořadí: začíná se konečným tvarem součásti, která se postupně odvíjí, dokud se nezíská plochý obrobek. K provedení tohoto úkolu Siemens zabudoval do systému řadu nástrojů, které buď využívají automatický procesor, nebo ve složitějších případech umožňují uživateli ručně rozkládat sklady a děrovače.

Nejjednodušší je bezesporu rozložit díly s rovnými liniemi ohybu, které mají relativně jednoduchou geometrii. Díky synchronní technologii může systém pracovat s vlastní i importovanou geometrií a také rychle identifikovat všechny ohyby v dílu. Uživatel poté vytvoří kroky ražení a určí pořadí, ve kterém jsou aplikovány na prázdný pás. Každá následující fáze je propojena s předchozí, což vám umožňuje rychle provádět změny.

Složitější detaily vyžadují zásah uživatele, ale k záchraně přichází síla jádra geometrie a simulačních funkcí NX. Při navrhování rozvinu nebo mezitvarů pro složitý lisovaný díl musí uživatel nejen analyzovat výslednou geometrii (ze které bude díl vytvořen), ale také se ujistit, že se v plechovém materiálu nehromadí nadměrné napětí a že nejhorší věc - obrobek se nerozbije. Systém má mnoho vestavěných specializovaných nástrojů, které usnadňují analýzu procesu tváření. Používají techniky podobné FEM a umožňují vytvářet přesné a vyrobitelné formy obrobků. Ve skutečnosti systém vytvoří síť podél střední roviny příslušné součásti (ačkoli síť může být aplikována na vnější i vnitřní povrch). Síť je pak přizpůsobena ideální ploše, na kterou je díl nasazen. Síť umožňuje sledovat míru natažení materiálu a slouží jako základ pro simulaci lisování.

Pracovní postup: Jak zploštit složitou součást Rozdělte součást na lineární oblasti a oblasti volného tvaru Zadejte lineární prebendy a přídavky odpružení Pomocí jednokrokového výpočtu (vestavěné nástroje CAE pro analýzu tvarovatelnosti) definujte střední a ploché oblasti Simulujte přechody mezi lineárními a volnými parcelami Pomocí synchronní technologie zjemněte tvar obrobku – odstraňte nepotřebné prvky a dolaďte rozměry materiálu Nastavte sekvenci zpracování

Dále systém vypočítá přechod z jednoho polotovaru do druhého. Celý průběh výpočtu je dokumentován pomocí reportů ve formátu HTML, které zachycují rozhodovací proces ve vhodném kontextu.

U mnoha dílů není tento přístup (přímé ohyby nebo plochy volného tvaru) tak zřejmý a v takových případech systém umožňuje uživatelům tyto modelovací techniky podle potřeby kombinovat. Může se ukázat, že k výrobě součásti je zapotřebí jediná složitá operace tvarování a zbytek se získá pomocí nástrojů pro přímé ohýbání a dalších konstrukčních prvků.

Jakmile je návrh kroků ražení dokončen, dalším krokem je optimální umístění polotovarů na pás, který se posunuje matricí. Je to jednoduché a vyžaduje minimální zásah uživatele, který může být potřeba pouze k vytvoření jedinečných prvků, jako jsou drážky pro správnou orientaci pásu a přesahy a podříznutí pro řezání pásu. V době úsporných opatření je nezbytné využívat materiál co nejefektivněji (nebo jinými slovy získat co nejméně odpadu). Systém neustále zobrazuje míru využití materiálu a nepoužitá část obrobku je barevně zvýrazněna. Uživatel tedy změnou vzdálenosti mezi obrobky v pásu a přeskupením lisovacích stupňů dosáhne maximální výtěžnosti dílů bez kompromisů v kvalitě nebo vyrobitelnosti.

Design bloku matrice

Dalším krokem je navržení bloku matrice. Stejně jako u většiny moderních aplikací pro návrh forem a zápustek jsou nástroje v NH Progressive Die Design založeny na katalozích dodavatelů. To umožňuje uživatelům rychle vybrat standardní sestavy od vybraných dodavatelů.

Pokud se zabýváte výrobou jedinečných nástrojů, pak máte k dispozici veškerou sílu modelování NX. Zpřesnění stávajících modelů se však zdá být efektivnější, protože inteligence v nich obsažená je zachována. Kromě katalogu lisovacích desek má systém celou knihovnu uzlů, které také popisují způsoby získávání povinných spojovacích prvků, například vrtáním nebo závitováním. Po umístění spojovacích prvků můžete přistoupit k vytvoření tvarovací geometrie, která vytvoří požadovaný díl.

Sled operací je navržen a simulován pro ověření správnosti záměru technologa

V této fázi je důležitý fakt, že uživatel pracuje s inteligentním modelem. Přestože zkušení technologové mají dobrou představu o tom, kde pravděpodobně dochází ke kolizím nástrojů, nelze získat přesný obrázek, dokud nebudou vyrobeny různé děrovací, ohýbací a tvářecí vložky. NX poskytuje operace řízené šablonou pro vytváření takových prvků. Tyto operace zahrnují: výběr povrchů, které tvoří řez nebo hmotu, prodloužení těchto povrchů a vytvoření dříku, jakož i dalších dalších detailů (jako jsou podpěry, sklony, příruby atd.), a poté řezy nebo kapsy spojené s jim. To dokonce přidá malou mezeru, která zajistí, že vložky matrice lze v případě potřeby vyjmout a jednotlivé vložky lze sestavit do jediné sestavy. K dispozici je také velké množství dalších funkcí.

Pokud je to možné, jsou tyto prvky znovu použity v různých operacích. Pokud jsou například do součásti vyraženy stejné otvory nebo jiné řezy, lze je zkopírovat a znovu použít, přičemž se zachová spojení s původními daty. To je možná největší výhoda systémů jako NX Progressive Die Design. Při práci s vlastní geometrií i importovanou „mrtvou“ geometrií se veškerá další práce stává asociativní. Změny a doplňky jsou výrazně zjednodušeny. Data lze navíc znovu použít v budoucích projektech.

Ve výrobě

Jelikož je toto řešení založeno na platformě NX, jeho nástroje umožňují využívat další funkce systému. Vynikajícím příkladem toho je simulace kinematiky. Pomáhá zkontrolovat, zda se různé části v sestavě nekolidují nebo nekříží a zda matrice jako celek funguje správně. Samozřejmě po dokončení návrhu razítka a odstranění všech nesrovnalostí přichází na řadu příprava k výrobě.

V prvé řadě se jedná o generování drah nástroje pro zpracování zápustek, razníků a břitových destiček. NX má záviděníhodnou pověst CAM systému a má mnoho výhod nejen při výrobě desek vrtáním, frézováním a EDM, ale také při vytváření břitových destiček. Vložky mají často složité tvary, které pro úspěšnou a efektivní reprodukci vyžadují 5osé obrábění. Kromě technologických hledisek je třeba poznamenat širokou škálu nástrojů pro vypracování známkové dokumentace - a to nejen z technologického hlediska, ale také pro popis procesů montáže, instalace a údržby razítka.

Inteligentní řízení změn

Jsme zvyklí, že provádění změn je nedílnou součástí pracovního postupu – jde o životní fakt a činnost, která zabírá významnou část pracovní doby inženýra. Při navrhování lisovacích nástrojů však může být provádění změn noční můrou, pokud používaný systém není schopen tento úkol efektivně zvládnout. Nástroje pro změnu jsou zabudovány do NX, takže změny lze provádět na začátku projektu, počínaje žádostí o cenovou nabídku. Náklady na standardní matrice se odhadují na základě složitosti nástrojů, ale pro dodavatele to obvykle vede k poklesu ziskové marže z produktu vyrobeného na matrici. Tato situace se stává nepřetržitou bolestí hlavy.

Pokud jste podcenili náklady na nástroje, například v důsledku nesprávného výpočtu počtu tvarovacích stupňů a produktivity lisovnice, je vysoká pravděpodobnost získání špatné ceny za vyrobený výrobek. I když se může zdát, že se součástka vyrábí snadno, zkušený technik vám řekne, že jednoduché chyby jsou nejdražší a v dnešní obtížné ekonomické situaci mohou být náklady na takovou chybu příliš vysoké.

Vzhledem k tomu, že nástrojové jednotky jsou stavěny na základě geometrie vyráběného dílu pomocí rozkládání a ustavování kroků tvarování a tento proces probíhá ve velmi krátkém čase, systém poskytuje skutečnou příležitost vyhodnotit proces výroby matrice a dalších dílů v době, během níž mnoho dalších uživatelů dokáže postavit pouze výstuž. Nyní, když máme mnohem úplnější informace o složitosti řešeného problému, je možné přiměřeně citovat konkurenceschopnou cenu bez vytváření předpokladů a bez hrubých odhadů.

Nástroje NX vám umožní optimalizovat návrh matrice s vysokou účinností, od zadání objednávky až po předvýrobu. Vzhledem k tomu, že veškerá geometrie je spojena s původním dílem a jeho výrobními kroky, systém dává uživatelům možnost zaměňovat kroky, ohyby a děrování, aby nejen dosáhli požadovaného tvaru, ale také dosáhli nejefektivnějšího využití materiálu a zajistili spolehlivou provoz matrice po celou dobu životnosti matrice.

Závěr

Modul Progressive Die Design pro NX je skvělým příkladem kombinace výkonné modelovací platformy se širokou škálou špičkových specializovaných nástrojů. Návrh lisovacího nástroje je velmi složitý proces jak z hlediska návrhu výrobku (zápustky), tak výroby jeho součástí. V nejtěžší ekonomické situaci se schopnost rychle nejen pojmenovat cenu, ale i dodat hotový výrobek stává naprostou nutností.

Pokud takový nástroj potřebujete, pak s největší pravděpodobností pracujete jako subdodavatel, což situaci ještě více zhoršuje. Požaduje se minimalizovat plýtvání materiálem, umět provádět změny v konstrukci zápustky při změně vyráběného dílu a také mít jistotu, že projekt bude ziskový a splní očekávání zákazníka. Vše výše uvedené samozřejmě platí i pro ty, kteří vyvíjejí zařízení pro vnitřní potřeby podniku.

Celkově se společnosti Siemens PLM Software podařilo vytvořit prostředí, kde je kladen důraz na specializované znalosti a automatizaci. Toto prostředí poskytuje bohatou sadu nástrojů pro stavbu dílů ze stávající geometrie s vytvářením vývojových a tvarovacích kroků, návrhem lisovacího zařízení a jeho výrobní technologie – a to vše v nejkratším možném čase. Ale i v tomto ideálním automatizovaném procesu existuje prostor pro procesního inženýra, který dokáže optimalizovat a znovu použít data v případě potřeby. Je možné si přát něco víc?