RECENZE APLIKACE NX CMM INSPECTION PROGRAMMING

Transkript

1 Dr. Charles Clarke RECENZE APLIKACE NX CMM INSPECTION PROGRAMMING Průmyslové trendy a požadavky...3 Nový přístup k tvorbě kontrolních programů CMM...4 Používaná aplikace...4 Automatické programování kontrolních mechanismů...5 Výstup a ověření programu...6 Správa dat...6 Pozice systému CMM v celkovém výrobním řešení...7 Závěr...8

2 KONTROLNÍPROGRAMOVÁNÍNX CMM Úvod Činnosti týkající se kontroly výrobků zůstávají důležitou fází v procesu zajištění kvality. Za posledních několik let došlo v oblasti hardwaru i softwaru k výraznému posunu dostupných technologií souvisejících s kontrolou. Měřicí a skenovací zařízení dokáží shromažďovat data s ohromnou rychlostí. Zařízení CMM (Coordinate Measuring Machine) zůstávají klíčovým prvkem vývoje vybavení pro přesné měření, nicméně vyžadují samostatný kontrolní program pro každou součástku nebo složitý geometrický díl s podporou víceosých kontrolních drah zajišťující efektivní měření při jednom nastavení. Příprava takových kontrolních programů je obvykle samostatnýúkol mimo proces PLM, při kterém uživatel často pracuje s 2D konstrukčním výkresem. Výsledek může být zdlouhavý a náchylný na chyby s omezenou možností kontroly zpět k návrhu a výrobním modelům či datům. Při změně návrhu může velmi rychle dojít k zastarání kontrolních programů. Tato recenze popisuje novou aplikaci společnosti Siemens, která je určena k přípravě rozšířených kontrolních programů CMM. Je navržena s ohledem na využití modelů, které jsou založeny na informacích PMI (Product and Manufacturing Information), a podporuje automatické vytváření kontrolních programů. Používá poslední verzi simulace 3D pro úplné ověření programů a generuje výstup, který splňuje průmyslové standardy a je připraven pro vaše zařízení CMM. Dr. Charles Clarke Charles Clarke je uznávanýkonzultant a spisovatel v oboru CAD/CAM/CAE a PLM a souvisejících oblastech. Díky vzdělání v inženýrských oborech, znalostem v oblasti CAD/CAM a osobním zkušenostem s přímým plánováním a implementací těchto systémů pro špičkové společnosti v oboru má dostatek zkušeností, o které se může opřít při hodnocení a psaní recenzík jednotlivým produktům. Dr. Clarke je pravidelným přispěvatelem řady odborných časopisů ve Velké Británii i mezinárodně. 2 Copyright 2010 Dr. Charles Clarke

3 KONTROLNÍPROGRAMOVÁNÍNX CMM Recenze produktu Průmyslové trendy a požadavky Společnost Siemens PLM Software vedlo k vytvoření této nové aplikace několik důvodů. Za prvé poslední verze technologie měření a skenování s vysokou rychlostí dokáže shromažďovat data 10 až 100krát rychleji než starší vybavení. Nové zařízení tak dokáže provádět nejen větší počet kontrol, ale umožňuje také složitější měření. Tyto systémy nelze snadno naprogramovat ručně, nebo použitím standardních výukových režimů, takže opravdu musíte použít programovací nástroj off-line. Velký problém pro programátory kontrolních mechanismů spočívá v tom, že metody, které používají při vytváření pokročilých kontrolních programů v současné době, jsou příliš drahé a časově náročné. Pokud dnes hovoříme o programováníkontrolních mechanismů CMM, musíme zmínit jedinečné a převratné myšlenky společnosti Siemens PLM, které nejen že výrazně automatizují celkový proces, ale jsou také špičkově integrovány do páteřní struktury systémů PLM. Společnost Siemens PLM také registruje, že většina jejích zákazníků přechází na úplnou 3D definici produktu v systému CAD. Kromě geometrie součásti to zahrnuje všechny ostatní výrobní údaje, které jsou uloženy jako produktové a výrobní informace nebo údaje PMI připojené k modelu 3D. Pro kontrolní účely je zapotřebí zahrnout požadavky na tolerance, například tolerance v rozměrech nebo relativních umístění fyzických částí vzhledem k celkové geometrii součástky. Pokud výstupní nástroj dokáže využít výhody vyplývající z toho, že všechny tyto údaje jsou přidány do modelu návrhu, dosáhnete větší pravděpodobnosti, že budou požadavky na výrobek při jejich kontrole skutečně splněny, a to nejen s ohledem na geometrii, ale také v kontextu výroby. Dalšími otázkami jsou izolace programování CMM, provedení a sběr dat z hlavního návrhu a výrobníprocesy. Zákazníci požadují, aby tyto aktivity byly integrální součástí jejich celkového pracovního postupu PLM a data byla uložena v jejich systému PDM. Měřicí systémy ve výrobní hale musí být schopny přistupovat ke správným kontrolním programům ze systému PDM a po shromáždění všech kontrolních výstupů vložit získané údaje zpět do systému PDM, kde je mohou prověřit výrobní inženýři a konstruktéři. Díky předchozím akvizicím společnost Siemens získala expertní znalosti a některé produkty určené k programování CMM. Některé z těchto produktů byly integrovány do systému NX, ale integrace nebyla zcela zdařilá a nesplňovala vysoké nároky současného trhu. Pokud dnes hovoříme o programování kontrolních mechanismů CMM, musíme zmínit jedinečné a převratné myšlenky společnosti Siemens PLM, které nejen že výrazně automatizují celkový proces, ale jsou také špičkově integrovány do páteřní struktury systémů PLM. Copyright 2010 Dr. Charles Clarke 3

4 KONTROLNÍPROGRAMOVÁNÍNX CMM Nový přístup k tvorbě kontrolních programů CMM NX CMM Inspection Programming je novýmodul dodávanýse systémem NX 7.5. Je plně integrován do systému NX, takže uživatelské rozhraní vypadá stejně jako u všech ostatních aplikací NX. To pro uživatele NX představuje skutečnou výhodu. Noví uživatelé systému NX zjistí, že poslední investice do vývoje jednoduchého a graficky snadno ovladatelného systému, který společnost Siemens přivedla k dokonalosti, se projevily ve velmi přívětivém systému, jehož ovládání je hračkou. Příklad modelu CAD s údaji PMI (Product and Manufacturing Information) určenými pro řízení automatického programování v systému NX CMM. Společnost Siemens se rozhodla vyvinout nový produkt pro programování kontrolních mechanismů CMM v rámci systému NX, protože systém NX představuje kompletní produkt založený na 3D modelování s podporou všech nástrojů CAD pro geometrickou manipulaci včetně nástrojů pro tvorbu obsahu PMI a integraci PMI. Systém NX také obsahuje odzkoušenou technologii, kterou lze přímo použít pro programování kontrolních mechanismů, jako je software pro simulaci obráběcích nástrojů. Klíčovým cílem při sestavení nové aplikace bylo zajistit vysokou úroveň automatizace a co nejvíce řídit programování na základě modelu s daty PMI. Používaná aplikace Uživatel může začít práci výběrem cílového měřicího stroje (podobně jako programátor NC vybírá obráběcí nástroj v systému NX CAM). Můžete vybrat předdefinovaný měřicí proces z knihovny šablon, která je obdobou knihoven šablon pro ostatní aplikace NX. Kontrolovaný díl je přenesen do systému NX (existuje široká nabídka překladačů modelu NX v případě, že zdrojem není systém NX) a je umístěn na kontrolní stůl pro cílovýsystém CMM. První verze softwaru adresuje 3osé skenování a až 5osé dotykové testování. Společnost Siemens prohlásila, že 5osé simultánní skenování bude přidáno v příštích verzích. 4 Copyright 2010 Dr. Charles Clarke

5 KONTROLNÍPROGRAMOVÁNÍNX CMM Recenze produktu Automatické programování kontrolních mechanismů Na této stránce aplikace představuje své skutečně převratné funkce. Software Siemens PLM nabízí jedinečnou funkci s názvem Propojit PMI zdánlivě doplňkové malé tlačítko na konci panelu nabídek dokáže velmi rychle doručit zásadní výsledky. Příkaz Propojit PMI ve skutečnosti načte 3D geometrii součástky a údaje PMI připojené k modelu, z těchto informací analyzuje všechny určené funkce a tolerance a vytvoří všechny kontrolní operace, které jsou zapotřebí pro kontrolu součástky. Je to jednu z funkcí, která jedním kliknutím zajistíautomatické provedenícelé úlohy. U některých dílů, pro které jsou k dispozici údaje PMI modelu, může jednoduché použití příkazu Propojit PMI ušetřit 80 % až 90 % času potřebného k tradičnímu programování. Po otevření informačních průvodců v softwaru zjistíte, že místo prázdné struktury vložené kontrolní šablonou je k dispozici zcela naplněná hierarchie kontrolních kontrolních drah podle typu funkce. funkcí, kontrolních dat a kontrolních operací, které byly načteny z modelu součástky a přeloženy do kontrolního programu. Kontrolní dráhy jsou generovány na základě typu kontrolní funkce a připojených údajů PMI. Společnost Siemens používá předdefinované koncepty pro zachytávání kontrolních údajů. Tato metodologie představuje základ automatického výpočtu U některých dílů, pro které jsou k dispozici údaje PMI modelu, může jednoduché použití příkazu Propojit PMI ušetřit 80 % až 90 % času potřebného k tradičnímu programování. V případě součástí, ke kterým nejsou připojeny funkční údaje PMI, jsou neúplné nebo pro které programátor kontrolních mechanismů chce přidat další měření, jsou samozřejmě k dispozici nabídky, které umožňují ruční vytvoření kontrolních funkcí a činností. Vybírat můžete z řady předdefinovaných kontrolních metod a následně lze určit body nebo funkce v geometrii 3D modelu. Systém NX pak vygeneruje požadovanou cestu. Copyright 2010 Dr. Charles Clarke 5

6 KONTROLNÍPROGRAMOVÁNÍNX CMM Výstup a ověření programu Jakmile máte k dispozici program CMM, systém NX CMM nabízí možnost vytvořit výstup, který je čitelný pro ovládací software vašeho měřicího zařízení. Jednoduše vyberete odpovídajícípostprocesor, kterýzajistívygenerovánístrojových instrukcí v jazyku DMIS (Dimensional Measurement Interface Specification) nebo nativním jazyku, jako je GeoMeasure nebo Calypso. Před odesláním programu do výrobního provozu je však vhodné výstup otestovat, tj. zkontrolovat, zda provádí kontrolu požadovaným a očekávaným způsobem a nehrozí kolize. Při reálném vývoji složitých úloh bude pravděpodobně nutné takové testování provádět v průběhu vývoje kontrolního programu a podle jejich výsledků program průběžně upravovat. Za tímto účelem společnost Siemens poskytuje víceúrovňové ověřování dráhy nástroje a úplnou simulaci stroje. Se standardním softwarem NX CMM je dodávána řada standardních modelů strojů CMM. 3D modely strojů CMM lze importovat, nebo je možné vytvořit vlastní modely v systému NX CAD. Modul pro sestavení obráběcího stroje obsažený v softwaru umožňuje přidat nezbytné kinematické modely a omezení pohybů pro jednotlivé stroje CMM, které používáte. Simulace je řízena výstupem DMIS, který je dobrou reprezentací příkazů odeslaných do výrobního provozu. Správa dat Příklad obráběcího modelu CMM použitého k programování, simulaci a ověření kontrolních programů. Vzhledem k tomu, že aplikace CMM je integrována v systému NX, využívá veškerých výhod integrace systému NX s produktem Teamcenter, tj. systémem PDM, který tvoří základ řešení PLM od společnosti Siemens. Kontrolní data jsou automaticky ukládána do položky kontrolní činnosti aplikace Teamcenter. Pro zákazníky používající aplikaci Teamcenter je také k dispozici možnost ukládat šablony, nástroje a sondy spolu s kontrolními programy a výstupními soubory připojenými ke správným revizím součásti. Možnost spravovat kontrolní data a propojovat je s hlavními záznamy o součástce pravděpodobně řeší největší problémy, se kterými se potýká tato průmyslová oblast. To znamená zajistit, aby geometrie CMM odpovídala konstrukčnímu modelu a výsledné geometrii výroby. Systém Teamcenter dokáže upozornit produkční funkce na všechny změny, které je mohou ovlivnit. Může zde hrát také roli asociativita v systému NX, protože usnadňuje aktualizace modelů souvisejících součástek při změnách vstupního návrhu. 6 Copyright 2010 Dr. Charles Clarke

7 KONTROLNÍPROGRAMOVÁNÍNX CMM Recenze produktu Pozice systému CMM v celkovém výrobním řešení Společnost Siemens předpovídá, že nová aplikace NX CMM Inspection Programming bude implementována širokou řadou společností. Malé výrobní závody, které často kupují jednu licenci NX CAM nebo NX pro návrh nástrojů, budou pravděpodobně využívat výhod provádění více činností na jednom systému použitím stejného modelu. Rozsáhlejší společnosti s větší paletou systémů získají výhody díky možnostem integrace procesu zajištění kvality do celkového procesu PLM, kterou přináší integrace se systémem Teamcenter. Pro tento typ firem nabízí společnost Siemens novou aplikaci v rámci sady výrobního řešení a rozšiřuje roli systému NX pro virtualizaci technické přípravy výroby spolu se systémem NX pro programování NC, NX pro přípravu modelů součástí a NX pro konstrukci nástrojů a držáků. Všechny tyto komponenty, jako součást stejného řešení, jsou vzájemně integrovány a umožňují vysokou míru spolupráce. Jedna z výhod architektury NX, která není často zmiňována, ale která má pro některé společnosti zásadní význam, je nezpochybnitelně jedna z nejlepších možností přizpůsobení systému NX ze všech dostupných systémů CAD/CAM/CAE. Stejná architektura systému NX umožní zákazníkům sestavit vlastníautomatické programy, které fungujíse systémem NX CMM a dosahují úrovně automatizace a opakovatelnosti jinak dosažitelných pouze při dalších investicích. Copyright 2010 Dr. Charles Clarke 7

8 KONTROLNÍPROGRAMOVÁNÍNX CMM Závěr Současné způsoby vytváření programů CMM jsou příliš nákladné, zdlouhavé a náchylné k chybám, vyžadují nedostatkové, špičkově vzdělané zaměstnance a nejsou integrovány do pracovních postupů PLM. NX CMM je modul NX založeným na systému NX CAM, které umožňuje technikům generovat z údajů PMI plně asociativní programy pro stroje CMM (Coordinate Measuring Machines) na vysoké úrovni automatizace. Pokud nemáte k dispozici údaje PMI, můžete vytvářet kontrolní dráhy interaktivně. Systém NX CMM plně integruje kontrolní programování do procesu PLM, je plně automatizovaný podle geometrie NX a údajů PMI a nabízí správu v aplikaci Teamcenter s využitím špičkového uživatelského rozhraní NX. Přestože se jedná o nový produkt, odráží zkušenosti s kontrolními aplikacemi stejného týmu, který vyvíjel kontrolní software Valisys a Tecnomatix ve společnosti Siemens PLM a který se nyní věnuje vývoji produktu NX CMM. Některé funkce jsou stále ještě ve vývoji, zejména v oblasti kontroly v několika osách, ale společnost Siemens poukazuje na plán vývoje, podle kterého by měly daný produkt určitě zvážit všechny společnosti, které plánují rychlé kontrolní programování při modelování pevných dílů. Pro stávající zákazníky společnosti Siemens přináší software jednoznačné výhody a může se stát rozhodujícím faktorem pro nové zákazníky při výběru společnosti Siemens a řady produktů NX. Co je ale pravděpodobně nejdůležitější, je propojení negeometrických údajů (PMI) s modelem a jejich praktické využití při přenášení výrobních požadavků do výrobních provozů. Po mnoha letech se zdá, že některé z vysokých očekávání na počítačově integrovanou konstrukci a výrobu se stávají realitou včetně hmatatelných výsledků pro organizace, které tyto systémy nasadí. 8 Copyright 2010 Dr. Charles Clarke