Johdanto

Nykyaikaisessa valmistuksessa työkalujen ja die-kehityksen nopeus ja tarkkuus vaikuttavat suoraan tuotannon läpimenoon, osalaatuun ja kokonaiskustannuksiin. Perinteiset menetelmät perustuvat usein iteratiiviseen kokeiluun ja virheisiin, manuaalisiin säätöihin ja eristettyihin ohjelmistotyökaluihin, jotka luovat datasiloja. Teollisuuden toimialoilla vaaditaan tiukempaa toleranssia, lyhyempiä toimitusaikoja ja suurempaa suunnittelun monimutkaisuutta, insinöörit kääntyvät integroitujen digitaalisten alustojen puoleen. Tehokkaimpiin kuuluu Siemens NX, kattava CAD/CAM/CAE-ratkaisu, joka yhdistää tuotesuunnittelun, teknisen analyysin ja valmistuksen valmistelun. Tässä artikkelissa tarkastellaan, miten NX nopeuttaa työkalujen ja kuolemien kehittämistä, käsitteellisestä suunnittelusta lopulliseen koneistustyöhön, ja tarjoaa toimintakelpoisia ohjeita ryhmille, jotka pyrkivät toteuttamaan sen tehokkaasti.

Mikä Siemens NX on?

Siemens NX, jota usein kutsutaan nimellä NX, on Siemens Digital Industries Softwaren lippulaivatuote. Se kuuluu Xcelerator-portfolioon ja toimii huippuluokan täysin integroituna ratkaisuna tuotesuunnitteluun. Toisin kuin erilliset CAD-paketit, NX kattaa koko elinkaaren: 3D-mallintaminen, simulointi, valmistus (CAM), laadun tarkastus ja tiedonhallinta. Työkaluille ja die-valmistajille NX tarjoaa erikoismoduuleja muottisuunnitteluun, progressiiviseen die-suunnitteluun, sähkölaitteiden luomiseen ja moniakseliseen työstöyn. Synkroninen teknologia mahdollistaa tuodun geometrian suoran editointiin ilman erikoishistoriaa, mikä tekee siitä erityisen arvokkaan toimittaessa CAD-asiakastiedostojen kanssa erilaisista lähteistä. NX myös saumattomasti liittää Teamcenterin, Siemens. PLM-alusta mahdollistaa keskitetyn versionhallinnan ja poikkitoimisen yhteistyön.

NX:n tärkeimmät edut tooling- ja die-kehityksessä

Nopeutettu muotoilu Synkronisella teknologialla

Yksi NX.S:n tärkeimmistä ominaisuuksista on synkroninen teknologia, joka yhdistää joustavuuden suoran mallintamisen rajoitteisiin parametrisen suunnittelun kanssa. Työkalun kehittelyssä tämä tarkoittaa, että insinöörit voivat nopeasti muuttaa maahan tuotuja kiinteitä malleja. Vaikka alkuperäinen ominaisuuspuu ei ole olemassa tai vioittunut. Esimerkiksi die insertti voi vaatia uudelleen suunniteltua jäähdytyskanavan ulkoasua virtausanalyysin jälkeen. Synkronisella teknologialla käyttäjä voi yksinkertaisesti painaa, vetää tai siirtää kasvoja ja geometrian päivitykset reaaliajassa säilyttäen suhteita vierekkäisiin ominaisuuksiin. Tämä poistaa tarpeen rakentaa uudelleen kokonaiset mallit, leikata suunnittelu iterointiaika jopa 50% monissa tapauksissa. Lisäksi NX.Samanlainen ylä-alas asennusmalli mahdollistaa työkalusuunnittelijoiden luoda koko die-kokoonpanon, mukaan lukien ohjauspilarit, puskurit ja ruuvit, joissa on automaattinen interferointitarkistus.

Simulaation ja validoinnin kehittäminen

Ennen teräksen leikkaamista moderni työkalujen kehittäminen riippuu virtuaalisesta validoinnista, joka mahdollistaa vikojen, poimutilan ja ennenaikaisen kulumisen pyydystämisen. NX sisältää integroidun finiittisen elementtianalyysin (FEA) ja laskennallisen nestedynamiikan (CFD). Kuution valuun tai ruiskutukseen tarvittavat elementit, insinöörit voivat suorittaa muottivirtausanalyysin suoraan samassa ympäristössä, poistamalla vienti- ja tuontitarpeen eri sovellusten välillä. Rakenteelliset simulaatiot auttavat varmistamaan, että die kestää toistuvia leimauksia tai muodostuvia voimia ilman väsymisvikoja. Lämpöanalyysi varmistaa optimaalisen lämmityksen ja jäähdytyskanavan sijoittamisen syklin ajan vähentämiseksi. Validoimalla mallit digitaalisesti tiimit voivat vähentää fyysisiä prototyyppien kustannuksia ja minimoida kalliin uudelleentyön riskin työkalujen truutin aikana.

Automatisoitu koneistus ja CAM

NX CAM on yksi kehittyneimmistä tietokoneavusteisista valmistusjärjestelmistä. Se tarjoaa täyden valikoiman ohjelmointivaihtoehtoja 3-akselin, 5-akselin ja myllyn-käännöstoiminnoille. Työkalu- ja työtyökalutyöskentelyä varten nopeat työstöstrategiat, trokoidiset jyrsintä- ja lepotyöstöjärjestelmät ovat vakiomuotoisia. Järjestelmä voi automaattisesti tuottaa työkalupolkuja, jotka perustuvat osittain geometriaan, minimoivat manuaalisen intervention. NX tarjoaa myös konekohtaisia post-prosessorit ja simuloinnin törmäyksien ja kuvujen havaitsemiseksi ennen kuin koodi menee myymälän lattialle. NX CAM:n käyttöönoton myötä itsenäiset koneet voivat ottaa käyttöön samat ohjelmointiominaisuudet ilman täyttä PLM-sitoumusta. Tuloksena on lyhentää ohjelmointiaikaa, pidempi työkalujen käyttöikä ja parempi pintakäsittely monimutkaisella die-kaviteetilla ja ydinaineilla.

Yhteistyö työnkulkujen ja tiedonhallinnan alalla

Tooling-kehitys tapahtuu harvoin siilossa. Suunnittelijoiden, prosessiinsinöörien, NC-ohjelmoijainsinöörien ja laatutarkastajien on jaettava tarkat ja ajantasaiset tiedot. Teamcenteriin liittyvä NX tarjoaa yhden totuudenlähteen. Muutokset die-suunnitteluun automaattisesti päivittävät alavirtaan: piirustukset, BOM-ohjelmat, NC-ohjelmat ja tarkastussuunnitelmat. Tämä integraatio poistaa manuaalisten tiedostojen siirtojen aiheuttamat virheet ja varmistaa, että kaikki työskentelevät uusimmassa versiossa. Suurissa työkaluprojekteissa, joissa on satoja komponentteja, NX... Kokoonpanon hallinta ja versioiden hallinta estävät ristiriidat. Lisäksi NX.... NX.... CAD-to-CMM-integrointi mahdollistaa tarkastusrutiineja syntyy suoraan suunnittelumallista, sulkemalla laatusilmukka.

Uudelleenkäyttö ja standardointi

Tooling-kehityksessä on usein toistuvia elementtejä: vakiomuottipohjat, heittolevy, jäähdytystarvikkeet ja pihtipaikat. NX tukee uudelleenkäytettävien komponenttikirjastojen ja -mallien luomista. Yritykset voivat määritellä yritysstandardit sarjakokoonpanoille ja soveltaa niitä automaattisesti NX Reuse Libraryn kautta. Uudet projektit voivat alkaa validoidusta mallista, joka takaa johdonmukaisuuden ohjelmien välillä ja lyhentää suunnitteluaikaa toistuviin tehtäviin. Lisäksi osaamisen tallennustyökalujen avulla kokeneet suunnittelijat voivat sisällyttää suunnittelusäännöt järjestelmään, jolloin vähemmän kokeneet insinöörit voivat tuottaa kestäviä työkalumalleja keksimättä pyörää uudelleen.

NX:n toteuttaminen Tooling Development Workflow -hankkeessa

Digitaalikaksosten perustaminen

Merkittävin harppaus tulee, kun organisaatio ottaa NX:n keskeiseksi napaksi työkalun digitaaliselle kaksoselle. Tämä tarkoittaa paitsi itse dien mallintamista myös lehdistöä, materiaalivirtaa ja ympäröivää automaatiota. Simuloimalla koko NX:n muodostamisprosessia, insinöörit voivat ennustaa jousituksen, jäähdytyksen ajan ja osan ejektiovoimat. Digitaalisen kaksosen lisäysten mukauttaminen fyysiseen työkalusuunnitteluun mahdollistaa aidosti iteratiivisen suljetun kierron prosessin. Tämän kyvyn rakentamiseksi tiimien tulisi aloittaa pilottiprojektilla, valita edustava perhe ja kehittää koko simulaatiotyövirta. Kun on todistettu, että digitaalinen kaksoisratkaisu voidaan siirtää työkaluhuoneen läpi.

Integrointi muihin järjestelmiin

Vaikka NX tarjoaa yhtenäisen ympäristön, se vie ja tuo standardiformaatteja (STEP, IGES, JT, STL) yhteistyössä asiakkaiden tai toimittajien kanssa, jotka käyttävät eri ohjelmistoja. Kaupoille, joissa käytetään jo muita CAM-järjestelmiä tai CAD-paketteja, NX voi toimia rinnakkain huolellisen tiedonhallinnan käytäntöjen avulla. Kuitenkin suurin hyöty saavutetaan, kun NX on käytössä ensisijaisena tekijätyökaluna Teamcenter PLM:lle. Liitännät ERP-järjestelmiin voivat automaattisesti vetää työdataa työtilaan, kun taas NX... NX.......................................................................................................................................

Koulutus ja taitojen kehittäminen

NX on syvätuote, ja työkalukohtaisten moduulien hallinta vaatii erityistä koulutusta. Organisaatioiden tulisi panostaa roolipohjaiseen oppimiseen: suunnittelijoiden tulee keskittyä mallintamiseen ja synkronointiin, analyytikoiden simulointiin ja NC-ohjelmoijien CAM:iin. Monissa onnistuneissa toteutuksissa käytetään ... harjoituskouluttajan mallia, jossa muutamat avainkäyttäjät osallistuvat Siemensin viralliseen koulutukseen ja sitten mentorikollegoihin. Online-resurssit, kuten Siemens NX Learning Advantage -portaali, tarjoavat itsesuoritettuja kursseja ja sertifioituja. Lisäksi monitoiminen työpaja, jossa suunnittelijat ja NC-ohjelmoijat tekevät yhteistyötä todellisessa työkaluprojektissa, voi nopeuttaa adoptiota ja paljastaa työnkulkuparannnukset.

Reaalien maailman vaikutukset: tapaustutkimus

Harkitse siis suurta autovalmistajaa, joka valmistaa leimauspaloja konepeltilevyille. He korvasivat yhdistelmän perinteisiä CAD- ja CAM-paketteja NX:llä ja Teamcenterillä. Kuudessa kuukaudessa suunnittelu-valmistukseen kuluva aika laski 30%. Synkroninen teknologia poisti tarpeen rakentaa uudelleen CAD-tiedostoja, säästää noin 20 tuntia per kuolinaika. Automatisoitu CAM-mallit lyhensivät ohjelmointiaikaa 40%, ja törmäyssimulaatio sai aikaan kolme mahdollista kaatumista ennen kuin mitään terästä leikattiin. Vuoden aikana työkaluhuone kasvoi 25% ilman lisähenkilöstön. Nämä tulokset ovat tyypillisiä sille, mitä NX voi toimittaa, kun sitä käytetään asianmukaisesti työkaluympäristössä.

Tulevaisuuden trendit: tekoäly ja generaattorisuunnittelu

NX jatkaa kehittymistään, jossa on mukana tekoäly ja generatiiviset suunnitteluominaisuudet. Työkaluna voidaan käyttää myös generatiivisella suunnittelulla kevyttä mutta vahvaa die-rakennetta, optimoimalla materiaalin käyttöä samalla kun ylläpidetään jäykkyyttä. NX integroidaan myös Siemens. Xcelerator-portfolioon, mukaan lukien IoT-datan MindSphere. Tulevaisuudessa kuolleisiin upotetut anturit voivat lähettää reaaliaikaista kulumisdataa takaisin NX-malliin, mikä mahdollistaa ennakoivan kunnossapidon ja suunnittelun säädöt. Koneen oppimisalgoritmit voivat ehdottaa optimaalisia työstöparametreja, jotka perustuvat historialliseen työkalupatteriin. Nämä edistysaskeleet lupaavat työntää työkaluja ja kuolea kehityssuuntaan kohti täysin itsenäistä, itseoptimointia.

Päätelmä

Siemens NX tarjoaa kattavan ja integroidun alustan, joka vastaa suoraan nykyaikaisen työkalujen ja kuolemien kehittämisen haasteisiin. NX:n avulla voidaan nopeuttaa suunnittelua synkronointiteknologian, vankan simuloinnin ja kehittyneen CAM:n kautta saumattomaan yhteistyöhön ja uudelleenkäyttöön. Toteutus edellyttää huolellista suunnittelua, investointeja koulutukseen ja sitoutumista digitaaliseen kaksoisratkaisuun. Yritykset, jotka tekevät tätä siirtymää, näkevät usein merkittäviä leikkauksia lyijy-aikaan, alhaisempia uudelleentyöstelyasteita ja parempaa kilpailukykyä. Kun ala siirtyy kohti automaatio- ja tekoälylähtöistä prosesseja, NX on seuraavan sukupolven työkalujen ja kuolemien tekemisen perusta.

Resurssit ja jatkolukeminen