Три истории успеха Siemens NX
Программное обеспечение Siemens PLM Software – это интеллектуальные решения для управления жизненным циклом изделий и производством. Решения Siemens PLM Software помогают производителям оптимизировать процессы цифрового производства и воплощать инновации.
История 1. Бизнес Telcam идет в гору благодаря новой CAM-системе
Компания Telsmith, Inc. за три с половиной месяца с помощью NX CAM разработала больше программ ЧПУ, чем за 9 месяцев с помощью предыдущей системы.
Строительство гигантских машин
Компания Telsmith, Inc была основана более 100 лет тому назад, в то время она специализировалась на разработке нового оборудования для дробления породы, предназначенного для дробильно-сортировочных комплексов. Сегодня компания Telsmith по-прежнему верна своему наследию: она предоставляет новые дробилки и грохоты, соответствующие растущим требованиям современной горнодобывающей промышленности. В 1987-м году компания Telsmith была приобретена предприятием Astec Industries, признанным лидером в отрасли производства асфальта. Именно бизнес Telsmith лег в основу компании, которая теперь называется Astec Aggregate and Mining Group. Сейчас Astec является крупнейшим поставщиком оборудования для дробильно-сортировочных комплексов в Северной Америке.
Один из главных брендов Telsmith называется Iron Giant – и производимое под этим брендом оборудование оправдывает это название. Высота дробилок может превышать 3 метра, а масса – превосходить 60 тонн. Для производства этих гигантских машин требуются центры механической обработки большой мощности. Например, на заводе Telsmith используется вертикальный обрабатывающий центр с поворотным столом, который может обрабатывать детали диаметром до 2,7 метра, высотой до 2,5 метра и весом до 45 тонн. При изготовлении некоторых деталей компания удаляет более 45% исходного материала – а исходный материал варьируется от чугуна до конструкционной стали марки 4140.
Из-за высоких цен на металлы и слабого курса доллара Telsmith приходится предпринимать значительные усилия, чтобы поддерживать рост бизнеса. С точки зрения программирования ЧПУ это означает, что необходимо обеспечить максимальную производительность каждого обрабатывающего центра. При этом новые программы для ЧПУ надо разрабатывать во все более сжатые сроки. «Мне нужно писать программы с большей скоростью, выпускать больше программ, чем когда-либо раньше», – рассказывает Майкл Виер (Michael Wier), разработчик программ ЧПУ для отдела промышленного проектирования в компании Telsmith.
Быстрая разработка, быстрые изменения
Программисты компании не справились бы без ПО NX™ от компании Siemens PLM Software. Перейдя с предыдущей CAM-системы на NX CAM, Виер выполняет гораздо больший объем работы, чем ему удавалось ранее. «За последние три с половиной месяца я выполнил с помощью NX объем работы, на который в предыдущей CAM-системе нам потребовалось бы девять месяцев», – рассказывает Виер.
Как рассказывает Виер, компания Telsmith выбрала NX после тщательного анализа почти что каждой CAM-системы на рынке. Платформа NX была выбрана по нескольким причинам. Главным критерием выбора было минимальное время выполнения операций на каждом из этапов программирования станков с ЧПУ. «Когда я работаю с NX, мне не приходится ждать от 4 до 5 минут до того, как я смогу перейти на следующий этап, – рассказывает Виер. – Вычислительная мощность этой системы просто невероятна».
Очень сильно экономят время технологии синхронизации. Этот прямой подход к созданию геометрических моделей основан на признаках. Виер считает его очень важным для внесения изменений в CAM-модели. «Благодаря технологии синхронизации я могу напрямую манипулировать признаками моделей и изменять их. Это одна из лучших возможностей NX, – рассказывает Виер. – Между моделями и траекториями инструментов существуют ассоциативные связи, благодаря которым при внесении исправлений мне не приходится начинать все сначала и переписывать программу. Благодаря технологиям синхронизации я могу быстро внести изменения в геометрию, и написанный мною код адаптируется к этим правкам».
Также существенно экономит время технология моделирования траекторий в NX. Она позволяет исключить ошибки, которые иначе были бы обнаружены только на станке. «Я не могу допустить ошибку в программировании, которая может повредить деталь, – рассказывает Виер. – Благодаря моделированию в NX я могу увидеть эти ошибки в 3D-модели до того, как мы столкнемся с ними в реальности».
Компания Telsmith оценивает свои станки по сложности программирования для них и использует специальную формулу для вычисления производительности труда программистов.
«Формула учитывает то, что для более простых станков легче писать программы», – объясняет Виер. – Мой рейтинг программиста при использовании NX CAM составляет 225% – на 193% выше, чем у программистов, использующих другие CAM-системы».
Оптимизация производительности станков
Для Telsmith очень важно, чтобы станки работали с максимальной эффективностью, и компания очень ценит техническую поддержку от Siemens. «Я могу в любой момент позвонить им, и мою проблему решат, – рассказывает Виер. – Мне не приходится ждать несколько дней. При этом поддержку оказывают настоящие эксперты. Они не просто решают мои проблемы, но и также могут предложить новые идеи. Специалисты поддержки из Siemens предоставляют мне всю необходимую информацию для приятной и успешной работы».
Компания Telsmith использует контроллеры Siemens 840D на всех новых станках. «Контроллеры Siemens 840D гарантируют нам гибкость, с их помощью мы можем воплотить в жизнь все наши идеи», – рассказывает Виер. Компания часто выполняет обработку больших частей, и для нее очень важно обеспечить минимальный износ станков и инструментов обработки с учетом того, что обработка часто выполняется на высоких скоростях. CAM-система NX предоставляет расширенную поддержку высокоскоростной обработки и предлагает методы, позволяющие избежать перегрузки инструмента благодаря постоянной скорости снятия материала и автоматической обработки инструментом по трохоидальной траектории.
Экономия времени, достигаемая благодаря CAM-системе NX в Telsmith, измеряется не минутами и не часами. «Одним из преимуществ нового решения является то, что мы уверены в результате работы наших программ и знаем, что при их выполнении в цеху не возникнет никаких проблем, – комментирует Виер. – Экономию времени мы измеряем не в минутах и не в часах, а в количестве смен».
История 2. Ускорение проектирования форм и оказания консалтинговых услуг
CAD- и CAM-системы NX™ в сочетании с контроллером SINUMERIK 840D помогают компании Moules Mirplex сократить время разработки форм на 35%.
Опыт в проектировании пресс-форм – главное преимущество Mirplex
Компания Moules Mirplex Inc. (Mirplex Molds Inc.) имеет более чем 25-летний опыт изготовления пресс-форм и прецизионной механической обработки. Клиенты Mirplex работают в большом числе отраслей: спорт и активный отдых, фармацевтические товары и ритейл. Размер проектируемых компанией пресс-форм сильно варьируется: от небольших пресс-форм для крышек для флаконов до гигантских, каждая сторона которых весит до 15 тонн (они используются для аттракционов). Mirplex изготовляет следующие виды пресс-форм: многополостные формы, формы с обогреваемыми литниками, формы с салазками и кулачками отливного колеса, формы для инжекционно-газового литья, формы для литья под давлением и формы для литья алюминиевых сплавов.
Начиная с момента, когда в 1987-м году был куплен первый центр механической обработки с компьютерным ЧПУ (CNC), компания Mirplex непрерывно расширяет свои производственные мощности в этой сфере, чтобы повышать качество обслуживания для клиентов. Так, в 2002-м году был приобретен 15-тонный мостовой кран и центр высокоскоростной механической обработки Huron. За эти годы компания приобрела солидную репутацию на рынке, и многие клиенты приглашают Mirplex для консалтинга по вопросам проектирования. Но, несмотря на это, компания всегда вынуждена действовать в условиях чрезвычайно жестких сроков и глобальной конкуренции. «Нам необходимо находить способы ускорить разработку форм, чтобы оставаться на шаг впереди зарубежных конкурентов», – рассказывает Паскаль Лашанс (Pascal Lachance), инженер-машиностроитель и конструктор пресс-форм в компании Mirplex.
Веские доводы в пользу технологии изготовления деталей от компании Siemens PLM Software
Mirplex использует программное обеспечение NX для разработки своих продуктов и технологию SINUMERIK для компьютерного числового программного управления (CNC) от компании Siemens PLM Software для быстрого проектирования форм в соответствии с требованиями клиентов по качеству и точности. Компания Mirplex раньше использовала ПО I-deas™, и, перед тем как внедрить новоерешение, она рассматривала большое количество альтернативных вариантов. Ее выбор пал на NX из-за бесшовной интеграции CAD- и CAM-систем NX, наличия инструмента NX Mold Design и возможности получить техническую поддержку на родном языке. Другими преимуществами NX была возможность создания больших цифровых сборок, необходимых для некоторых форм, а также встроенная поддержка контроллера Siemens SINUMERIK 840D, который компания Mirplex использует для запуска центра высокоскоростной механической обработки Huron. «Контроллер 840D помогает выполнить все самые сложные требования по обработке пресс-форм и штампов благодаря его функциям высокоскоростной резки», – добавляет Лашанс.
NX позволяет одновременно осуществлять проектирование пресс-формы и выбор траектории перемещения инструмента. Когда Лашанс приступает к проектированию пресс-формы, его коллега, программист ЧПУ Эрик Буше (Eric Boucher), начинает программирование в CAM-системе NX. Несмотря на то, что многие изменения в конструкцию затем вносит клиент, в этом нет ничего невозможного, потому что вносить изменения в геометрию моделей в NX очень просто. «Наша проблема заключается в том, что изделия, схемы которых нам передают заказчики, никогда не являются проработанными на 100%\», – объясняет Лашанс. – Перед формовкой мы выполняем некоторые доработки со своей стороны. NX предоставляет нам возможности гибкого изменения модели с помощью мощных инструментов, таких как поверхностное моделирование».
Экономия времени на всех фронтах
По оценкам Лашанса, проектирование пресс-форм с помощью NX занимает на 25% меньше времени.Частично это связано с тем, что на внесение изменений в конструкцию,предлагаемых клиентом, теперь уходит на 40% меньше времени. Также сэкономить временные затраты помогает инструмент NX Mold Design. «NX Mold Design помог стандартизировать наши процессы, – рассказывает Лашанс. – Теперь у нас есть библиотека компонентов, которые мы можем использовать повторно, таких как поддоны для пресс-форм. В самом начале работы пресс-форма уже наполовину готова». Обычно проектрировщики Mirplex используют специальный формат Parasolid®. «NX также лучше подходит для работы с этим форматом, – рассказывает Лашанс. – Трансляторы встроены в NX, и они работают настолько быстро и точно, что нам совсем не нужно тратить время на сшивку поверхностей».
Интеграция между NX CAD и NX CAM упрощает обновление CAM-моделей после внесения изменений в конструкцию. По оценкам Буше, теперь изменения в конструкцию можно вносить на 50% быстрее, чем раньше это позволяла система NX, потому что теперь не нужно переназначать соответствия поверхностей. Кроме того, он считает, что с NX CAM в целом проще работать благодаря возможности использования операций перетаскивания для задания технологической последовательности обработки. Использование шаблонов также дает возможность повышения коэффициента повторного использования информации. Эта способность использования имеющихся данных в сочетании с тем фактом, что программирование можно начать раньше, а изменения можно реализовать быстрее, ускорила генерацию траекторий инструментов на 20%. Буше отмечает: «С NX CAM легко работать потому, что мы можем отслеживать и повторно использовать наши знания о механической обработке с помощью шаблонов».
«В целом, благодаря системе NX мы можем сократить время на предоставление форм клиентам Mirplex на 35%. Быстрый цикл разработки изделия в сочетании с богатым опытом компании делает компанию более конкурентоспособной на мировом рынке. Мы продаем наши экспертные знания, – говорит Лашанс. – Переход на NX однозначно упростил и систематизировал наши методы работы с CAD- и CAM-системами. Мы продолжаем тесное сотрудничество с Siemens PLM Software и стремимся и далее совершенствовать наши технологии изготовления деталей и их механической обработки». В рамках этой инициативы партнеры и заказчики Siemens PLM Software создают лучшие в своем классе решения, которые повышают степень интеграции CAM-систем и компьютерного ЧПУ, помогают моделировать и оптимизировать механическую обработку, синхронизировать процессы производства и планирования, а также повысить общую экономическую эффективность производства.
Компания Moules Mirplex благодарит инженерный отдел компании BRP и компанию Plastic Age Products Inc. за помощь в успешной реализации этого амбициозного проекта.
История 3. Внедрение инновационных технологий с повышением точности станков
Комплексное решение для разработки продуктов от Siemens PLM Software упрощает проектирование больших фрезерных станков в компании Fooke.
Уникальные фрезерные станки
Компания Fooke GmbH была основана как семейное предприятие, и теперь она гордится своими вековыми традициями. Эта компания нашла свою нишу в сфере производства станков, в которой с ней не могут сравниться поставщики из Европы, Индии, Китая и США: очень большие фрезерные станки, специально настроенные под требования клиента и поставляемые в виде единого комплексного решения. В систему входит не только сам станок, но и устройства для фиксации деталей и инструменты обработки, а также программы измерения и программы ЧПУ. Эти машины могут фрезеровать алюминиевые конструкции рельс длиной до 30 метров, выполнять высокоточную обработку вертикального оперения, создавать обшивку из алюминия или пластмассы, армированной стекло- и углеволокном с помощью высокоточной обработки, выполнять высокоскоростное фрезерование моделей для автомобильной промышленности, а также решать множество специализированных задач.
Спрос на подобные станки во всем мире неуклонно растет, но и технические требования к ним становятся все выше. Поэтому это инновационное предприятие, в котором работает приблизительно 170 сотрудников, решило усовершенствовать свой процесс разработки. В частности, руководство хотело, чтобы сотрудники из разных подразделений научились более эффективно работать в составе проектных групп. Также компания стремилась объединить разнородные ИТ-системы и компоненты (высокоскоростной пятиосевой фрезерный станок, устройство для фиксации, программы ЧПУ, измерительные программы, а также полный комплект документации для развертывания по всему миру) в комплексное решение для клиента. Клиентам нужно не только долговечное производственное оборудование, но и высококачественные и комплексные услуги после продажи: переоснащение, расширение, техническое обслуживание и ремонт по гарантии.
Интегрированная система – это идеальное решение
В 2004-м году компания начала поиск трехмерной САПР (CAD) для 15 своих инженеров-проектировщиков, а также модуля автоматизированной разработки управляющих программ (CAM), который поддерживал высокоскоростную пятиосевую обработку. «Мы изучили все самые известные системы на рынке, – рассказывает Ханс-Юрген Пьерик (Hans-Jürgen Pierick), который, как руководитель группы специалистов по автоматизированному проектированию, координировал процесс выбора системы. – Чтобы выбрать одну из пяти САПР, сотрудники компании участвовали в переговорах, устанавливали пробные версии и смотрели демонстрации решений».
Компания Fooke выбрала интегрированное решение для управления полным жизненным циклом продукта (PLM) от компании Siemens PLM Software. Его составляющими были системы NX™, NX CAM, NX™ Nastran® и Teamcenter®. В дополнение к этому, компания внедрила виртуальное ядро ЧПУ VNCK для моделирования работы CNC-контроллера Siemens 840 D. «Эта единая система была ориентирована на решение конкретных задач и идеально подходила для нас», – рассказывает Пьерик.
Преимущества этого решения стали очевидны во время пилотного внедрения. Интеграция CAD- и CAM-систем позволила решить проблемы совместимости и конверсии и сократила на многие часы временные затраты. А наличие единого «языка» (Teamcenter) улучшило качество совместной работы между различными подразделениями.
Инновации в станкостроении становятся реальностью
Начиная с 2006 года все новые станки Fooke целиком и полностью проектируются на платформе Siemens PLM Software. В особенности преимущества для конечных пользователей относятся к фрезерному станку ENDURA 900LINEAR с верхним подвижным порталом и линейным приводом, а также к фрезерному станку ENDURA 1000LINEAR с подвижной колонной. В новом поколении этих станков применяется верхний подвижный портал. Использование метода конечно-элементного анализа (FEA) в процессе разработки помогло создать более жесткий, надежный и точный портал.
Станки подобного типа используются для пятиосевой фрезеровки наружной обшивки авиалайнера Superjet 100, изготовленной из листов алюминия (AlMg3) толщиной 1,5 миллиметра. Портал может перемещаться на 7 метров по оси Х, 3,5 метра по оси Y и 1,5 метра по оси Z. По оси А возможен поворот на от +120 до -95 градусов, а по оси С — +/-275 градусов. В инновационном устройстве фиксации используется 200 приводов, каждый снабжен вакуумной присоской, причем их расположение можно задать с помощью программы ЧПУ. Местоположение отдельных приводов задается в модуле CAM. Реально расположение детали определяется с помощью датчиков компании Renishaw.
В качестве системы управления всеми этими задачами клиент выбрал Siemens 840 D. Преимущества Siemens 840 D относятся не только к пятиосевому фрезерованию, но и к специальным задачам измерения расстояния, установки точек начала отсчета и позиционирования приводов. У CAM-платформы есть свои дополнительные преимущества. «В состав NX входит надежная и открытая CAM-система, возможности которой можно расширить с помощью программ, написанных на Visual Studio.net и предназначенных для вывода измерительных программ, и программ управления для Siemens 840 D, – рассказывает Клаус Харке (Klaus Harke), специалист по системам с компьютерным ЧПУ в компании Fooke. – На следующем этапе выполняется программирование пятиосевой обработки контуров».
Работу всей программы можно промоделировать с помощью виртуального ядра ЧПУ VNCK, в котором можно установить параметры, характерные для данного конкретного станка (например, массу и инерцию). В результате разработчики впервые получают возможность проверить концептуальную возможность решения задачи, не повреждая дорогостоящие детали.
Данный проект особенно ярко продемонстрировал преимущества платформы Siemens PLM Software. «Возможность программирования станка параллельно с проектированием обработки уменьшила общее время на создание станков для клиентов», – рассказывает Пьерик. Компьютерное моделирование позволило исключить множество рисков, связанных с новыми технологиями обработки. Кроме того, клиенты стали еще больше верить в способность Fooke решать поставленные задачи благодаря возможности ознакомления с моделями. Решение также упростило внедрение новых решений и обучение. Все этапы жизненного цикла реализованы на одной платформе, и благодаря этому Fooke успешно решает все задачи клиентов. Связующим звеном между всеми компонентами становится Teamcenter – эта система предоставляет мгновенный доступ ко всей информации об изделиях, необходимой для дальнейшего переоснащения, обслуживания и ремонта.
Дальнейшее расширение – не за горами
«Интеграция системы Siemens PLM Software приносит нам неоспоримые преимущества, – рассказывает Пьерик. – Fooke делает все для того, чтобы их ощутили и заказчики. Каждое производственное предприятие решает задачи клиентов с помощью своего производственного оборудования. Высокая эффективность станков Fooke – это существенное конкурентное преимущество, которое нельзя недооценивать при покупке производственного оборудования».
Благодаря этим преимуществам цифровая система разработки продуктов сейчас интенсивно развивается. Компания планирует использовать функционал просмотра в Teamcenter для того, чтобы предоставить информацию о продукте людям, задействованным в маркетинге и производстве. Теперь, когда поставщик программного обеспечения для Fooke, компания UGS, вошла в состав холдинга Siemens и стала называться Siemens PLM Software, Fooke получит единое интегрированное решение для решения внутренних производственных задач и задач клиентов.
