aplikacja nx cmm inspection programming

Recenzja produktu
Dr. Charles Clarke
APLIKACJA NX CMM INSPECTION
PROGRAMMING — RECENZJA
PRODUKTU
Tendencje i wymagania branżowe .................................................................. 3
Nowe podejście do programowania maszyn pomiarowych ............................ 4
Używanie aplikacji ........................................................................................... 5
Automatyzacja programowania maszyn pomiarowych ................................... 6
Format wyjściowy programu i sprawdzanie poprawności programu............... 6
Zarządzanie danymi ........................................................................................ 7
Rola aplikacji CMM w ogólnym rozwiązaniu produkcyjnym ............................ 8
Podsumowanie ................................................................................................ 9
Recenzja produktu
NX CMM INSPECTION PROGRAMMING
Wprowadzenie
Działalność związana z inspekcjami części jest ważnym elementem procesu
zapewniania jakości. W ciągu ostatnich lat dostępna technologia maszyn
pomiarowych uległa znacznym zmianom zarówno w zakresie sprzętu, jak
i oprogramowania. Sondy i urządzenia skanujące mogą gromadzić dane o wiele
szybciej. Maszyny CMM są istotnym elementem zapewniającym precyzyjne
pomiary, ale wymagają one oddzielnych programów dla poszczególnych
komponentów, a złożona geometria części może wymagać wieloosiowych
ścieżek
sondowania
w
celu
przeprowadzania
precyzyjnych
pomiarów
pojedynczych konfiguracji.
Przygotowanie programów dla maszyn pomiarowych zazwyczaj było oddzielnym
zadaniem wykonywanym poza procesem PLM i często polegało na pracy
użytkowników z dwuwymiarowymi rysunkami inżynieryjnymi. Wyniki mogą być
powolne i podatne na błędy, a możliwość śledzenia danych do etapu projektu
i modeli produkcyjnych może być ograniczona. W przypadku wprowadzenia
zmiany w projekcie programy dla maszyn pomiarowych mogą być niezgodne
z procesem.
Niniejsza recenzja dotyczy nowej aplikacji firmy Siemens do opracowywania
zaawansowanych programów pomiarowych dla maszyn CMM. Oprogramowanie
korzysta z informacji o produkcie i produkcji (PMI) pochodzących z modelu w celu
automatycznego tworzenia programów inspekcji. Najnowsze oprogramowanie do
symulacji 3D umożliwia pełne sprawdzenie poprawności programów i generuje
dane wyjściowe zgodne ze standardami branżowymi oraz wymaganiami maszyn
CMM.
Dr. Charles Clarke
Charles Clarke to ceniony konsultant i autor publikacji dotyczących
CAD/CAM/CAE, zarządzania cyklem życia produktów (PLM) i pokrewnych
tematów. Dzięki wieloletniej pracy w branży CAD/CAM i bezpośredniemu
doświadczeniu w zakresie planowania i wdrażania takich systemów na
zlecenie znanych przedsiębiorstw dysponuje on wiedzą niezbędną do
przeprowadzania ocen oraz przygotowywania recenzji produktów. Charles
Clarke regularnie publikuje w wielu brytyjskich i międzynarodowych
czasopismach branżowych.
2
Copyright © 2010 Dr. Charles Clarke
Recenzja produktu
NX CMM INSPECTION PROGRAMMING
Tendencje i wymagania branżowe
Firma Siemens PLM Software opracowała nową aplikację z kilku powodów. Po
pierwsze, najnowsza technologia szybkiego sondowania i skanowania umożliwia
gromadzenie danych 10–100 razy szybciej w przypadku starszych urządzeń.
Pozwala to przeprowadzać więcej inspekcji i wykonywać bardziej złożone
pomiary przy użyciu nowego wyposażenia. W przypadku takich systemów
programowanie ręczne lub oparte na tradycyjnych metodach nauczania jest
trudne, zatem niezbędne jest korzystanie z narzędzia do programowania w trybie
offline. Poważnym problemem dla programistów inspekcji jest fakt, że obecnie
używane metody generowania bardziej szczegółowych programów są zbyt
kosztowne i czasochłonne.
Firma Siemens PLM Software zwróciła także uwagę na to, że coraz większa
liczba klientów wymaga pełnej, trójwymiarowej definicji produktu w systemie CAD.
W przypadku programowania
inspekcji CMM firma Siemens PLM
oferuje wyjątkowe, nowatorskie
koncepcje automatyzacji całego
procesu oraz zintegrowania go ze
szkieletem infrastruktury PLM.
Poza geometrią części obejmuje to wszystkie pozostałe
informacje na temat produkcji, które są rejestrowane jako
dane PMI i dołączane do modelu 3D. W przypadku inspekcji
może to również dotyczyć wymagań w zakresie tolerancji, na
przykład
fizycznych
wymiarów
w
i
pozycji
odniesieniu
do
względnych
ogólnej
elementów
geometrii.
Jeśli
odpowiednie narzędzia mogą korzystać ze wszystkich tego rodzaju informacji
dołączonych do modelu projektu, większe jest prawdopodobieństwo spełnienia
wymagań
dotyczących
produktu
podczas
inspekcji
w
ujęciu
nie
tylko
geometrycznym, ale także produkcyjnym.
Innym problemem jest odizolowanie operacji programowania CMM, realizacji
i gromadzenia danych od głównych procesów projektowania i produkcji. Klienci
oczekują, że działania te będą zintegrowane z ogólnym przepływem pracy PLM,
a dane — przechowywane w systemie PDM. Na poziomie hali produkcyjnej
klienci oczekują od systemów pomiaru możliwości dostępu do odpowiednich
programów inspekcji z repozytorium PDM oraz sposobu ponownego wprowadzenia
tych informacji do systemu PDM po zebraniu wszystkich wyników w celu
udostępnienia ich inżynierom produkcji i projektantom.
Copyright © 2010 Dr. Charles Clarke
3
Recenzja produktu
NX CMM INSPECTION PROGRAMMING
Dzięki wcześniejszym transakcjom zakupu innych przedsiębiorstw firma Siemens
uzyskała zaawansowaną wiedzę i produkty w zakresie programowania CMM —
niektóre zostały dołączone do rozwiązania NX, ale były one zintegrowane w
stopniu obecnie niewystarczającym. Obecnie w przypadku programowania
maszyn pomiarowych firma Siemens PLM oferuje wyjątkowe, nowatorskie
koncepcje automatyzacji całego procesu oraz zintegrowania go ze szkieletem
infrastruktury PLM.
Nowe podejście do programowania maszyn pomiarowych
NX CMM Inspection Programming to nowy moduł pakietu NX 7.5. Został on w
pełni zintegrowany z rozwiązaniem
NX, dzięki czemu interfejs użytkownika
jest taki sam, jak w przypadku innych
aplikacji NX, co stanowi znaczne
ułatwienie dla użytkowników. Nowi
użytkownicy
oprogramowania
NX
mogą korzystać z wygodnego sposobu
obsługi i mechanizmów graficznej
interakcji z modelem, a zaangażowanie
firmy Siemens w udoskonalenie tych
funkcji sprawia, że używanie systemu
jest komfortowe.
Przykład modelu CAD
z danymi PMI, które
umożliwiają automatyczne
programowanie przy użyciu
aplikacji NX CMM.
Firma Siemens zdecydowała o zintegrowaniu nowego produktu do programowania
maszyn pomiarowych z pakietem NX, ponieważ jest to system oparty całkowicie
na modelach 3D, który oferuje wszystkie narzędzia CAD do manipulacji geometrią
oraz funkcje opracowywania i integracji danych PMI. Oprogramowanie NX
zapewnia również sprawdzone technologie, które można stosować bezpośrednio
podczas programowania, na przykład oprogramowanie do symulacji obróbki
narzędziowej. Podstawowym celem podczas tworzenia nowej aplikacji było
zapewnienie wysokiego poziomu automatyzacji i maksymalne odejście od
programowania na podstawie danych PMI opartych na modelu.
4
Copyright © 2010 Dr. Charles Clarke
NX CMM INSPECTION PROGRAMMING
Recenzja produktu
Używanie aplikacji
Użytkownik może rozpocząć pracę, wybierając docelową maszynę pomiarową
(tak samo jak programista NC wybiera narzędzie w oprogramowaniu NX CAM).
Następnie można wybrać wstępnie zdefiniowany proces inspekcji z biblioteki
szablonów, która jest podobna do bibliotek szablonów w innych aplikacjach
pakietu NX.
Część przeznaczona do pomiarów jest wprowadzana do oprogramowania NX
(w przypadku innych źródeł można zastosować jeden z wielu translatorów modeli
NX) i umieszczana na stole inspekcyjnym docelowej maszyny pomiarowej CMM.
Pierwsza wersja oprogramowania obsługuje skanowanie 3-osiowe i 5-osiowe
sondowanie wyzwalane dotykiem. Firma Siemens poinformowała, że funkcja
jednoczesnego skanowania 5-osiowego zostanie dodana później.
Copyright © 2010 Dr. Charles Clarke
5
Recenzja produktu
NX CMM INSPECTION PROGRAMMING
Automatyzacja programowania maszyn pomiarowych
Aplikacja
oferuje
zdumiewające
możliwości
w
zakresie
automatycznego
programowania maszyn pomiarowych. Firma Siemens PLM Software wprowadziła
wyjątkową funkcję łączenia danych PMI („Link PMI”) — niepozorny, mały przycisk
na górnym pasku narzędzi, który pozwala bardzo szybko wykonywać wiele zadań.
Polecenie łączenia danych PMI pobiera trójwymiarowe dane geometryczne
części oraz informacje PMI powiązane z modelem, a oprogramowanie wyodrębnia
z nich wszystkie zdefiniowane właściwości i tolerancje oraz tworzy operacje
inspekcji niezbędne do przeprowadzenia pomiarów części. Jest to jeden ze
scenariuszy typu „kliknij przycisk i gotowe”.
Po otwarciu okna informacyjnego w oprogramowaniu można się przekonać, że
zamiast pustej struktury szablonu inspekcji wyświetlana jest rozbudowana
W przypadku niektórych części
z dostępnymi danymi PMI modelu
zastosowanie polecenia łączenia
danych PMI pozwala zaoszczędzić
80–90% czasu poświęcanego zwykle
na programowanie.
hierarchia właściwości, danych i operacji odczytanych z części
oraz przekształconych na program pomiarowy. Ścieżki inspekcji
są generowanie na podstawie typu elementu i dołączonych do
niego
danych
PMI.
Firma
Siemens
używa
wstępnie
zdefiniowanych koncepcji rejestrowania informacji pomiarowych.
Informacje te stanowią podstawę automatycznego obliczania
ścieżek inspekcji na podstawie typu elementu.
W przypadku niektórych części z dostępnymi danymi PMI modelu zastosowanie
polecenia
łączenia
danych
PMI
pozwala
zaoszczędzić
80–90%
czasu
poświęcanego zwykle na programowanie. Oczywiście jeśli części nie mają
dostępnych
działających
danych
PMI,
informacje
są
niekompletne
lub
programista chce dodać dodatkowe pomiary, jedna z sekcji menu umożliwia
ręczne utworzenie elementów i operacji w ramach inspekcji. Istnieje możliwość
użycia jednej ze wstępnie zdefiniowanych metod inspekcji, a następnie wybrania
punktów lub elementów geometrii modelu 3D. Następnie oprogramowanie NX
generuje właściwą ścieżkę.
Format wyjściowy programu i sprawdzanie poprawności programu
Po opracowaniu programu CMM aplikacja NX CMM umożliwia utworzenie
danych wyjściowych, które będą odczytywane przez oprogramowanie sterujące
maszyną pomiarową. Wystarczy wybrać odpowiedni postprocesor, aby utworzyć
instrukcje maszynowe w języku DMIS (Dimensional Measurement Interface
Specification) lub macierzystym języku programowania, na przykład GeoMeasure
albo Calypso.
6
Copyright © 2010 Dr. Charles Clarke
NX CMM INSPECTION PROGRAMMING
Recenzja produktu
Przed przekazaniem programu na poziom hali produkcyjnej warto jednak sprawdzić
jego działanie, aby upewnić się, że pomiary są przeprowadzane w oczekiwany
lub wymagany sposób oraz że nie występują żadne kolizje. W przypadku
złożonych zdań lepiej jest przeprowadzać takie testy podczas opracowywania
programu inspekcji, co umożliwi wprowadzenie ewentualnych zmian.
W tym zakresie firma Siemens oferuje funkcje weryfikacji wielopoziomowych
ścieżek narzędziowych i pełnej symulacji maszyn. Wraz z oprogramowaniem NX
CMM dostarczane są standardowe modele maszyn CMM. Trójwymiarowe modele
maszyn CMM można zaimportować lub utworzyć samodzielnie za pomocą
oprogramowania NX CAD. Moduł Machine-tool Builder umożliwia dodanie
niezbędnych danych kinematycznych i ograniczeń ruchu poszczególnych maszyn
CMM. Symulacja jest sterowana danymi wyjściowymi DMIS, a więc zapewnia
wierne odwzorowanie informacji przesyłanych na poziom hali produkcyjnej.
Zarządzanie danymi
Aplikacja CMM jest częścią pakietu NX, zatem korzysta ze wszystkich funkcji
integracji z oprogramowaniem Teamcenter, czyli systemem PDM, który jest
podstawą rozwiązania PLM firmy Siemens. Dane pomiarowe są automatycznie
Przykład modelu maszyny
CMM używanego do
programowania, symulacji
i weryfikacji programów
inspekcji.
przechowywane w obiekcie procesu inspekcji w rozwiązaniu Teamcenter. Klienci
korzystający z oprogramowania Teamcenter mogą również przechowywać
szablony, narzędzia, sondy i reguły inspekcji, a także programy i pliki wyjściowe
połączone z odpowiednią wersją danej części.
Możliwość zarządzania danymi inspekcji i łączenia ich z rekordami nadrzędnymi
danych części pozwalają rozwiązać jeden z najważniejszych problemów w tej
branży: zapewnienie zgodności geometrii CMM z modelem projektu i udostępnioną
geometrią produkcyjną. Oprogramowanie Teamcenter jest w stanie powiadamiać
funkcje podrzędne o ewentualnych zmianach, które mogą wpływać na ich działanie.
Powiązania w ramach pakietu NX również są istotne, ponieważ ułatwiają
aktualizowanie modeli części w przypadku zmiany danych wejściowych projektu.
Copyright © 2010 Dr. Charles Clarke
7
Recenzja produktu
NX CMM INSPECTION PROGRAMMING
Rola aplikacji CMM w ogólnym rozwiązaniu produkcyjnym
Firma Siemens przewiduje, że nowa aplikacja NX CMM Inspection Programming
zostanie wdrożona przez wiele przedsiębiorstw. Najmniejsze zakłady, które
często kupują pojedyncze licencje na oprogramowanie NX CAM lub NX w celu
projektowania narzędzi, powinny docenić większe możliwości oferowane przez
system w zakresie tego samego modelu.
Większe przedsiębiorstwa z bardziej zaawansowanymi systemami mogą uzyskać
dodatkowe korzyści, integrując proces zapewniania jakości z ogólnym procesem
PLM dzięki rozwiązaniu Teamcenter. Firma Siemens oferuje nową aplikację
w ramach zestawu rozwiązań do produkcji części, która zwiększa możliwości
oprogramowania NX dotyczące wirtualnej inżynierii produkcji wraz z rozwiązaniami
do programowania NC, przygotowywania modeli części i projektowania narzędzi
oraz mocowań. Wszystkie te komponenty można dopasować w wygodny sposób,
ponieważ należą do tego samego pakietu oprogramowania.
Jedną z rzadko wskazywanych, choć istotnych zalet architektury NX jest fakt, że
zapewnia ona znakomite możliwości dostosowania systemów CAD/CAM/CAE do
potrzeb. W tym przypadku architektura NX pozwala klientom tworzyć własne
programy automatyzacji, które współdziałają z oprogramowaniem NX CMM w celu
uzyskania poziomów automatyzacji i powtarzalności tradycyjnie niemożliwych do
osiągnięcia bez dodatkowych inwestycji.
8
Copyright © 2010 Dr. Charles Clarke
NX CMM INSPECTION PROGRAMMING
Recenzja produktu
Podsumowanie
Dostępne obecnie metody tworzenia programów CMM są zbyt kosztowne
i czasochłonne, podatne na błędy, wymagają wykwalifikowanych pracowników i nie
są zintegrowane z przepływem pracy PLM.
NX CMM to moduł pakietu NX oparty na oprogramowaniu NX CAM, który
umożliwia użytkownikom korzystanie z danych PMI do generowania w pełni
powiązanych programów inspekcji dla maszyn CMM w wysoce zautomatyzowany
sposób. Klienci, którzy nie dysponują danymi PMI, mogą interaktywnie utworzyć
własne ścieżki inspekcji.
Aplikacja NX CMM pozwala zintegrować programowanie pomiarów z procesem
PLM, całkowicie zautomatyzować te funkcje na podstawie geometrii NX i danych
PMI oraz zarządzać nimi za pośrednictwem rozwiązania Teamcenter przy użyciu
najlepszego w swojej klasie interfejsu użytkownika oprogramowania NX.
Produkt jest nowym rozwiązaniem, ale został oparty na doświadczeniu w zakresie
aplikacji pomiarowych dzięki temu samemu zespołowi firmy Siemens PLM, który
opracował oprogramowanie Valisys i Tecnomatix. Niektóre funkcje są jeszcze
niedostępne — zwłaszcza w dziedzinie pomiarów wieloosiowych — ale firma
Siemens przygotowała plan rozwoju uwzględniający potrzeby klientów dotyczące
szybszego programowania inspekcji opartego na modelach bryłowych. W przypadku
dotychczasowych klientów firmy Siemens oznacza to dodatkowe korzyści, zaś
nowi użytkownicy mogą przekonać się do wdrożenia oprogramowania NX firmy
Siemens.
Najważniejszą zaletą jest jednak dostęp do niegeometrycznych danych PMI
dołączonych do modelu oraz praktyczna korzyść wynikająca z ograniczenia
wymagań dotyczących produktów na poziomie hali produkcyjnej. Po wielu latach
wydaje się, że zostały spełnione wysokie wymagania związane z projektowaniem
wspieranym komputerowo i produkcją, co pozwala odnosić znaczne korzyści po
wdrożeniu odpowiednich systemów.
Copyright © 2010 Dr. Charles Clarke
9