APLIKACJA NX CMM INSPECTION PROGRAMMING RECENZJA PRODUKTU

Transkrypt

1 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

2 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

3 NX CMM INSPECTION PROGRAMMING Recenzja produktu 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 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. Poza geometrią części obejmuje to wszystkie pozostałe W przypadku programowania informacje na temat produkcji, które są rejestrowane jako inspekcji CMM firma Siemens PLM oferuje wyjątkowe, nowatorskie koncepcje automatyzacji całego dane PMI i dołączane do modelu 3D. W przypadku inspekcji może to również dotyczyć wymagań w zakresie tolerancji, na procesu oraz zintegrowania go ze przykład wymiarów i pozycji względnych elementów szkieletem infrastruktury PLM. fizycznych w odniesieniu do ogólnej 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

4 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

5 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

6 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 hierarchia właściwości, danych i operacji odczytanych z części oraz przekształconych na program pomiarowy. Ścieżki inspekcji są generowanie na podstawie typu elementu i dołączonych do danych PMI pozwala zaoszczędzić niego danych PMI. Firma Siemens używa wstępnie 80 90% czasu poświęcanego zwykle zdefiniowanych koncepcji rejestrowania informacji pomiarowych. na programowanie. 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

7 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 Przykład modelu maszyny CMM używanego do programowania, symulacji i weryfikacji programów inspekcji. 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 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

8 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

9 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