UGS企业PLM解决方案与N

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1、第1篇 入 门第1章 绪 论1.1 UGS 企业PLM 解决方案与N 1.1.1 产品生命周期管理（PLM）解决方案UGS产品生命周期管理解决方案如图1-1所示。图1-1 UGS PLM解决方案PLM Solutions 软件解决方案的目标是改进产品生命周期管理，主要包括以下几个 方面： 减少产品上市时间，实现产品创新。 减少开发成本。 捕捉和再使用知识。UGS PLM Solutions主要产品系列包括： N：转变产品开发。 Tecnomati：转变制造和生产。 PLM Components：为了标准化和协同工作能力开放的解决方案。 Teamcenter：捕捉和共享产品知识。 Solid E

2、dge：将竞争的优势进展到三维。1.1.2 N转变产品开发过程N 产品系列功能是转变产品开发过程、实现数字化产品开发。如图1-2所示，它涉及产品设计、仿真和制造中开发过程的全范围，包括产品概念设计、式样造型设计、结构细节设计、性能仿真、工装设计和加工。图1-2 N 转变产品开发过程1.1.3 N特点N 是一个交互的计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程（CAD/ CAM/CAE）系统。CAD 功能自动化是在今天制造公司中见到的一般工程、设计和制图能力；CAM 功能利用N描述完成零件的设计模型，为现代机床提供NC 编程；CAE 功能横越一广范围的工程学科，提供许多的产品、装配和零件的性能

3、仿真能力。 N是一全三维、双精度系统，它允许用户精确地描述几乎任一几何形状。通过组合这些形状，用户可以设计、分析产品和建立他们的工程图。 一旦设计完成，制造应用允许用户选择描述零件的几何体，加入制造信息，如刀具直径并自动生成一刀具位置，源文件（CLSF），它可被用来驱动大多数NC机床。N特点如下： 知识驱动自动化：确保业界最佳实践可重复性和运用企业的专门技术。 基于系统的建模：能够再使用覆盖很复杂的产品工程信息。 集成的协作：运用产品开发团队所有成员的创新。 开放式的设计：通过无缝的信息通信集成供应商链。 生产证实的应用：集成从概念设计到制造的完整的工程生命周期。N4 是UGS 旗帜产品开发解

4、决方案的最近的主要版本。此版本带来大量的支持产品和过程创新的新的计算机辅助设计、计算机辅助工程和计算机辅助制造（CAD/CAE/CAM）能力。N4的特点如下： 为了数字化产品开发集成的自动化。 在所有开发学科中的新能力，包括工业设计、仿真、工装、加工和管理。 在一个全面的产品生命周期管理（PLM）解决力案内的领先前沿的CAD、CAE和CAM技术。 N4的优点如下： 支持在产品和过程中的创新。 使得能够实现产品开发的转变。 通过协作、自动化和重用资源，减少开发时间和成本。 用仿真、确认和优化改进质量和性能。1.2 N应用模块N功能被划分成共同功能的一系列“应用（Application）”，如图1

5、-3所示。这些应用由一个称为N Gateway的首要必备的应用支持。每一个N用户必须有 N Gateway，其他是可选项，并可被配置以适合于每一个个别用户的需求。 图1-3 N 应用下拉菜单与工具条1.2.1 设计输入通过打开一部件文件和从菜单栏选择一个应用与N交互。初始程序是从菜单栏选择一选项，然后响应显示的对话框，在N主应用窗口内建立设计，如图1-4所示。图1-4 初始程序利用N，可以建立、存储、恢复和操纵设计与制造信息，典型地通过建立描述一零件的几何体开始工作。N 系统允许用户建立零件的全三维模型，它可以永久地被存储。存储的部件随后可用于： 产生全尺寸的工程图。 生成NC 加工指令。 生

6、成分析过程如有限元分析的输入。一个部件是由在设计过程中创建的对象组成。对象有以下分类： 几何对象：点、曲线和片体。 文本对象：注释、标记和尺寸。 属性：颜色、线型与线宽。在N中，对象按照欧几里得几何学协定建立（即线没有宽度，点没有大小等）。 1.2.2 应用模块简介1. 入口（Gateway）Gateway 允许打开已存部件文件、建立新部件文件、存储部件文件、绘制工程图和屏幕布局、读入和写出各种类型文件和其他通用功能。它也提供统一的视图显示操作、屏幕布局和层功能、工作坐标系（WCS）操纵、对象信息和分析及存取在线帮助。 Gateway 是对所有其他交互应用的首要必备的应用。当打开N时，它是用户

7、进入的第一个应用。通过应用下拉菜单选择它，可以在任何时候从其他应用返回Gateway。 2建模（Modeling）（1）实体建模（Solid Modeling）这个通用的建模应用支持二维和三维线框模型、扫掠和旋转体的建立、布尔操作和基本的相关编辑。实体建模是特征建模与自由形状建模的首要必备的应用。 （2）特征建模（Features Modeling）这个基于特征的建模应用支持标准的设计特征（Design Features），如孔、键槽和型腔的建立与相关编辑。它允许用户挖空实体模型并建立薄壁对象。一个特征可以相对于任一其他特征定位，对象可以被实例引用建立关联的特征集。 （3）自由形状建模（Fre

8、e-Form Modeling）这个复杂形状建模应用支持复杂曲面和实体模型的建立。某些可用的技术是通用的沿曲线扫掠；利用1、2和3 轨道方法按比例地展开形状；利用标准的二次曲线方法放样成形；点和曲线网格。 （4）钣金特征建模（Sheet Metal Feature Modeling）这个基于特征的建模应用支持专门钣金特征，如弯边、肋骨和与位于它们下面曲面形状一致的剪切口的建立。这些特征可以在钣金设计应用中被操纵，仿真零件的成形与展平。这个实践允许在设计时合并制造概念的设计到用户的部件中。实体建模与钣金设计是对某些应用的首要必备的应用。 （5）用户定义特征（User-Defined Featur

9、es）此应用提供一交互的方法去捕捉和存储部件家族，为了利用一用户定义特征（UDF）概念方便地恢复和编辑。当启动时它允许取一个利用标准N建模工具建立的已存相关实体模型和在参数间建立的关系、定义特征变量、设置默认值和决定通用形状，获得特征。通过任何人利用特征建模应用可以存取驻留在一库中的已存UDFs。 3. 装配 （Assemblies）此应用支持“自顶向下（top-down）”和“从底向上（bottom-up）”装配建模，它提供对装配层级的快速往返移动并允许直接存取任一组件或子-装配的设计模型。它支持“在上下文中设计”的方法，在此方法中当工作在装配的上下文中时，可以对任一组件的设计模型做改变。

10、4. 几何公差模块 （Geometric Tolerancing Module）几何公差模块也称为“几何尺寸与公差GD&T”，它让用户捕捉公差。 5. 产品和制造信息（PMI Introduction）产品和制造信息（PMI）是一组注释工具，它可以用于在三维环境中对产品形成文档说明。它允许用户定义比在二维工程图上更有用的信息，例如每个PMI对象可以有关联的几何体，因此传递信息到下游应用。PMI 对象包括： 3D尺寸。 基准（也称为基准特征符号）。 基准目标。 特征控制框架。 3D 注释。 注解。 几何公差。 安全记号。 用户定义的PMI。当在其他应用中，如Gateway和Modeling ，可

11、以使用PMI 应用。 6. 分析（Analysis）（1）注塑模流动分析（Moldflow）此应用用于分析在一注射模中熔化塑料的流动，在部件中构建一有限元网格并描述模具与塑料条件。分析包可以重复地运行以决定最适宜条件，产生表格式和图解两种结果。此应用节约设计、模具制造和材料成本。 （2）运动应用（Motion Application）此应用提供成熟的、完善的、灵活的和广泛的建模能力，它致力于机构联接设计的所有方面，从概念（综合）到仿真原型（消隐的表面动画）。它的完全的设计和编辑能力允许用户开发任一 N-连杆机构、执行运动学分析和以多种格式提供可了解的分析结果。此应用也提供了一个到第三方动态分析

12、程序的界面。 （3）Generative Modeling（ICAD）此应用能实现在ICAD和N间线框和实体几何体的双向转换。ICAD 是一个基于知识的工程系统，它允许产品模型信息（物理属性如几何体、材料类型和功能的约束）的符号描述和处理信息（如分析、制造和测试）。7. 制图（Drafting）制图应用允许用户从在一建模应用中建立三维模型或利用构入内部的曲线/草图工具建立二维工程图。制图支持图布局的自动建立，包括正交视图投射、剖截视图、辅助和细节视图以及等角图，也支持视图相关和自动消隐线编辑。 8. 高质量图像（High Quality Image）高质量图像模块提供附加的图像能力到 View

13、 Visualization High Quality Image 选项，结果生成逼真照片的图像。逼真照片的图像呈现附加的视觉信息，如反射、透明度、颜色和纹理，使在屏幕上的图像更像是一真实部件的照片。高质量图像可用于产品原型、市场可视图像或简化为上好的通信工具。9. 知识熔接（Knowledge Fusion）N知识熔接应用提供一图形用户界面，允许用户应用工程知识驱动规则和设计意图到N中的几何模型和装配。 可以触发Knowledge Fusion 应用到接通和关断，它提供KF用户一个更好的开发环境，它也防止不期待使用KF的新用户由KF菜单选项引起的困惑。N 提供一默认客户来控制当退出N和再启动

14、N时恢复它到哪个设置及N是否存储KF的当前状态（触发到On 或Off）。 10. 制造（Manufacturing）（1）基本加工和编辑（Basic Machining and Editing）此应用支持对NC 加工的CLSFs的建立与编辑，它也含有执行点到点和类似APT驱动曲线加工操作的软件。 （2）铣（Mill）此应用提供专门铣轮廓和铣型腔交互操作的能力（2轴和2.5轴加工）。 （3）多轴铣（Multi-Ais Mill）此应用提供专门复杂铣交互操作的能力（3轴和5轴加工）。 （4）车（Lathe）此应用提供专门车交互操作的能力（粗车、精车、钻孔、车沟槽和螺纹）。（5）图形后置处理器应用（

15、GPM/MDFG）图形后置处理器应用（GPM）支持适合专门机床/控制器组合的输入需求刀轨格式化。机床数据文件生成器（MDFG）是一生成要求的MDFs的菜单驱动程序。 11. 开放的用户界面设计（Open User Interface Styler）开放的用户界面设计模块允许用户和第三方开发商生成N对话框。它是一个呈现一可视的构建器开发工具，允许开发者正确地构建N 对话框和生成一装入与建立一对话框相关代码的文件。它不需在图形用户界面下的综合知识。当提供N对话框的外表与感觉时，开放的用户界面设计模块从GUI编程细节隔离API 编程员。12. 编程语言（Programming Languages）（1）图形交互编程（Graphics Interactive Programming，GRIP）GRIP 是一种在许多情况下类似FORTRAN的编程语言，它使用类似英文单词的词汇。GRIP 可以执行在N中的大部分操作和相关应用。在某些情况下，GRIP 可用于执行高级的定制操作，比在交互的N中更有