UGS的PLM解决方案在注塑模具行业的应酒店乐器

UGS的PLM解决方案在注塑模具行业的应用

东江科技(深圳)有限公司于1983年成立于香港，经过二十多年的努力，现已成为一家颇具规模、业界领先、设备先进的注塑模具、塑胶产品、半导体设备的专业制造商。在塑胶注塑模具制造行业，一直处于技术领先地位，我们在模具制造方面的专长体现在如下几个方面：气体辅助注射的模具制作，具有欧美标准，高质量的模具，以及450吨至2000吨锁模力注塑机的模具及精密模具制作。为了保持行业领先,公司除了不断在硬件上增加投入以外，还始终不忘引进和增加先进的设计和制造软件。目前，我们就拥有先进的Unigraphics NX设计软件100多套，实现了注塑模具设计制造一体化(CAD\CAM\Moldwizard)。有效提高了模具设计效率，改善了模具制作质量，为公司树立了良好的行业形象。

过去的几年来，我们在模具寿命研究、模具钢材研究，高速数控加工，放电加工效率提升、气体辅助注塑、模具CAD/CAM/CAE开发等等方面作过多方面的探讨、研究，并已形成了理论报告。实践证明， Unigraphics NX作为UGS公司在机械设计和制造领域推出的PLM 3D产品，为用户提供了系列的集成产品开发功能。它涵盖了培育创新、知识获取以及标准化过程、提高设计生产效率和协同工作等先进理念，体现在注塑模具行业实际应用中，那就是产品3D建模，模具三维设计、模具设计导航、模具性能分析以及模具数控加工，用户还可以在完全集成与协调的环境中完成所有的这一切。下面是我们公司成功应用Unigraphics NX软件的一些经验总结和体会:

一.知识共享平台

我们公司设有技术开发部，负责技术开发与推广应用、技术标准化、技术维护和支持，技术信息获取和共享等工作。而企业技术标准的制定和维护是一项长期的和细致的工作，实际操作当中还会存在对标准的一些细节的合理性检讨及标准的补充和完善的问题,要求我们要积极应对标准执行过程中的技术问题，检讨、改进和完善已制定的标准。如何让我们的企业标准更好的推广和应用?这就涉及到一个标准文件的共享问题，以确保标准文件的及时更新，使使用对象能够时时掌握最新企业技术资料，Unigraphics NX就为我们提供了这样一个知识共享的平台,让我们能够方便地将技术标准知识进行共享:

我们在Unigraphics NX软件的InternetExplorer下嵌入标准化知识,把标准化工作的成果如:设计标准数据,东江企业标准,工程图纸标注的规范要求及典型案例,注塑模具结构参考模图等做成知识共享，以便设计师应用，以提高标准化成果的使用率并为标准化的实施跟进及落实提供一个互动的平台。

有了这样一个平台，操作者就可在应用软件进行工作的同时，不用进行窗口切换，随时都可根据需要查询相关技术知识，如检索模具设计资料, 查找模胚资料以及企业技术标准的查询等。在有效保证了企业技术标准推广的同时，大大简化了大家的工作，提高了工作效率。

二、NX/Moldwizard的应用

Unigraphics NX在注塑模具行业最突出的应用，便是开发了NX/Mold Wizard注塑模具设计向导工具。该模块采用过程向导技术来对注塑模具的设计过程进行优化，远远超过了一般CAD软件所能带来的生产力的提高水平。它提供了专家经验的结构化的模具设计工作流程、自动化的高级分模工具以及标准的模架库和标准模具配件库，通过一步接一步的流程向导引领设计者走完模具设计的全过程，有效提高了整个模具设计流程的工作效率。对于NX/Moldwizard,该向导软件最突出的优点表现在:它能充分结合各模具公司设计人员的UG操作习惯和技术要求，且界面友好，很具亲合力。

我们已于2000年就基本实现了CAD/CAM/CAE一体化的战略目标,采用了三维设计软件—Unigraphics NX。通过几年时间的不断探索和经验总结，最后我们思考的焦点问题集中在：如何在越来越短的模具开发周期内，准确而又越来越快地完成各种各样从复杂到简单的模具设计工作，减少设计师的工作量和缩短UG软件的运行时间?基于这样的思考,早在Moldwizard推出龙记公司的标准模架库以前，我们就从杜绝做重复性的工作出发，想到了建立标准模胚库，这样我们每次在做模具设计时，就只需从模胚库中调用已经建好的模架。而且当模具设计有改动时，只需修改其相关参数，就能达到一次完成所有的模胚修改和重新生成工作。基于这样的设想，我们就参照龙记模胚的标准，开发出了公司自己的标准模胚用两只拖船进行270英尺的升空并返回机库库,而且利用Moldwizard完全开放的库开发环境，全部集中和溶入到Moldwizard模胚库中，极大地方便了设计人员的设计工作，提高了设计效率。

但是随着市场的发展，公司集中以大型,特大型模具的开发为主.这些模胚大部分为非标准模胚。在当前的UG软件系统下,只有小型标准模胚可调用。东江在设计此类大型模具时就无模胚可选,设计师还是必须回到原始的设计状态，浪费了大量时间，无形中增加了成本。另外随着市场竞争的日益激烈化，我们的很多客户在下单时,大部分产品都没有完全定型，这样就会导致在我们模具设计的过程中，不断更改他们的设计方案，很多时候会令我们修改模胚。而以前我们的模胚类型并没有切换功能，这样就对设计人员提出了一些新的挑战。

为了使我们的设计更具效率及“柔性化”，于是我们决定开发非标准模胚，并使其能与标准模胚进行自动切换。我们充分总结了现有标准模胚库的开发原理，并且在此基础上，进一步将标准模胚和非标准模胚进行统一化整理，将二者完全整合到一个数据库中，同时实现了自动切换。

如此一来，我们在进行模具设计时，模具分完前、后模后，就可直接在总装图中调入模胚，Mold wizard中附带了好几个品牌的标准模胚库，例如LKM、 DME、HASCO和FUTABA等。在我们选择完模胚的类型后，就进入标准模胚参数选择界面，所有标准模胚的一切参数配置全部写入了模胚数据库，设计人员只须依需要进行选择，而这些参数化的过程已全部与非标准模胚揉合在一起了，而且添加了许多常用模具配件，如锁模片、垃圾钉等，同时还根据模具大小开出了排气槽、撬模坑等，大大简化了设计工作，避免了许多重复性的工作。

当我们需要将标准模胚变为非标准的模胚时，就可以选择新开发的”UN_STD”类别，将各项参数进行修改，更新生成新的模胚，即可完成标准模胚与非标准模胚的自动切换。比较起以往非标准模胚的生成，大大简化和方便了设计工作，提高了设计作图效率。最主要的是可以保留先前操作的所有特征，并且做到同步更新。在提高效率的同时，又避免了先前所做工作的丢失，使原本需要5天时间完成的工作在一天内就轻松完成了，并且可以有效地预防错误和问题的发生。

另外,基于同样的出发点,我们还在Moldwizard中开发和嵌入了公司自己的标准件库,基材为支持层这样在进行模具设计时,就可得心应手,随心所欲的除了调用供应商的模具配件外，还可直接调用公司自己的标准件系统了。

为了更加简化和方便工作，我们还开发了一些标准结构，今天如行位、斜顶、推方、直顶等，并且完全参数化地嵌入到Moldwizard系统中，使设计师在模具设计建模时，只需直接调用，并且修改一下相关参数，就可自动更新完成这些标准结构的复杂建模过程。

以上介绍的这些经验总结，完全是基于Unigraphics NX和NX/Moldwizard所提供的开放式开发环境和参数化建模才得以实现和完成的，所以说有效应用Unigraphics NX和NX/Moldwizard提高我们的塑胶模具设计水平和设计速度绝非是一个梦想。

下面我们再将本公司使用NX/CAM方面的应用技巧与大家分享一下：

2005年UG NX CAM模块的高速加工（HSM）功能在模具制造行业的广泛应用，相信很多UGS的用户对其加工过程已不再陌生。但要真正发挥到高速加工的优势，还需要有高速数控铣床与适合高速切削加工的刀具配合运用，另外，就要谈到软件的应用技巧及熟练程度了，如何提高编程速度及其准确性，这便是NX CAM软件应用的关键所在。

1、加工模板的应用

众所周知，NX CAM功能是非常强大的，相对应的参数设置就比较多，若每次创建工序时都要重复设置相同类型的参数，就会显得非常繁琐。因此UGS为我们提供了加工模板定义的功能，模板中包含了预先定义的参数，包括数值(Part Intol, Part Outol, Feed Rates, Stepover Distance等 )和能够显示客户化对象的对话框（“创建”对话框），使用模板可以快速而简便地定义新的工序和加工对象组，以满足使用者的要求。因为模板中包含了一组标准的默认参数，所以每次创建新的工序或加工对象组时，可以避免重复、繁琐的参数定义。

在如下图中所示，这是我们自己定制的一个模板，模板用子类型（Subtype）表示。模板中根据我们所用的数控铣床参数、刀具切削参数和常用材料的硬度而制定的一套标准的加工参数，模板中定义了诸如零件内/外公差、进给速度、主轴转速、切削步距和各种余留量等工序参数值。

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另外，模板还决定了第一次进入加工应用时工序导航工具中最初出现的是哪些工序和组。如程序组出现哪些工序？刀具组出现哪些工序？几何组出现哪些工序？这完全由使用者的意图出发去定制.

定义好模板后，便可以使用模板了，打开一个新的Part文件，进入加工模块，在加工环境对话框中选择已定义好的模板名称“TK_TG”，选择Initialize。这时在工序导航器的程序视图（Program Order）中，看不到任何工序，如图所示。工具导航器切换为几何体视图（Geometry View），可以看到自动创建了几何体父节点组MCS_MILL、WORKPIESE和PART，因为模板中已经定义了这几个工序，如图所示。工具导航器切换为刀具视图（Tool View），可以看到已自动加载了一系列的刀具，这些刀具的参数都在模板中已设置好，在这里已作为模板加载进来。如图所示。

图 图 图

只要在几何视图中按照自动产生的父节点组，先定义好加工坐标、安全平面、工件及毛坯，然后便可直接创建操作，在创建操作时直接选择模板中的子类型，在这里可以提前选择好刀具，点击OK便出现切削参数设置对话框，因为是直接使用模板，所以所有参数已不用再设置，点击生成（Generate）按钮直接计算产生刀轨。

由此可见，在Unigraphics CAM中模板的功能为定制加工环境提供了非常有效的方法。在模板中可以事先定义包含大量的工序参数、工序序列、刀具、工序类型以及大量经常需要重复定义的选项，相对其它编程软件而言，Unigraphics CAM中模板的功能可以避免大量参数的重复设置，从而大大地提高了编程人员的工作效率。在电极加工方面表现龙为突出。

2、刀具库

刀具库包括与刀具有关的所有信息，如刀具的材料、硬度和规格等，如下图所示。刀具库中的刀具可以用在操作中。刀具库的运用方便了公司的所有刀具管理，编程人员不需要单独去查找刀具规格资料，在操作中可直调入各种刀具，点击按钮刀具的规格参数便一目了然。

刀具库的好处是可以将公司目前所有符合CNC加工应用的刀具规格集中管理，使编程人员更容易查找到公司目前所拥有刀具类型及规格，只要在刀具搜索对话框中的直径栏输入刀具直径，便可查找到包含该直径的所有规格，如下图所示。避免了所选用的刀具不合理而致使编程得不到最佳的优化，从而使每种刀具应用更合理化。

刀具库中的刀具数据可自己直接加入到文本文件tool_t中；也可以把已有的UG零件中的刀具抽取出来，然后把刀具数据剪贴到tool_t中。

3、UG后处理

UG的后处理定制和非常直观和方便，UG POST BUILDER 为我们提供了很好的后处理开发平台，就我们公司而言，各种品牌和型号的数控机床比较多，相对后处理的NC工艺文件就有所不同，而UG默认的后处理程序代码不一定是机床能识别的NC代码，这就需要重新定制和后处理文件。相对其它编程软件，这是一个很头痛问题，就要从各方面的渠道去花费而获得适合的后处理文件。

有了UG POST BUILDER，这些问题便可迎刃而解了，即使你不懂TCL语言，只要懂得各种NC代码的应用，也能够轻松定制各种机床的后处理。下面介绍一下我们的应用情况。

后处理文件多了，就要分类管理，为此我们开发了一个后处理的管理模块，将我们公司自己定制的后处理集成在一起，与其它默认的后处理分开管理。传统的后处理方法是在Manufacturing模块下每个工步单一进行处理NC加工程序，现我们开发在加上24位的高精度低燥声高速AD转换器的可以将所有的工步进行一起处理NC加工程序，处理后与编程的原有工步不变，即每个工步仍有自己程序名称,如下图所示。其中包括每个工步中所用的刀具规格、加工余量、加工最大深度等。

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