Modellbasierte Fertigungsprozesse mit NX Staged Models

In der CAD-Konstruktion steht die kontinuierliche Verbesserung der Fertigungsprozesse im Mittelpunkt. Hierbei spielen modellbasierte Ansätze eine immer wichtigere Rolle, weil verschiedene Phasen des Produktlebenszyklus auf die aktuellen und relevanten Geometrie- und Produktinformationen zurückgegriffen werden kann. Es werden durchgängige Informationsflüsse geschaffen. Die erzeugten Produktinformationen können mit verschiedenen Applikationen auch assoziativ in Folgeprozessen genutzt werden. Dazu bietet das CAD-System von Siemens das Modul NX Staged Models. In diesem Blogartikel wollen wir uns genauer damit befassen, wie Staged Models einen Wendepunkt in der modellbasierten Fertigung darstellen und welche Vorteile sie bieten.

Was ist NX Staged Models?

NX Staged Models ist ein Modul, bei dem, der gesamte Fertigungsprozess in verschiedene Stufen oder "Stages" unterteilt ist. Hierfür werden voneinander unabhängige Modelle erstellt, die gleichzeitig assoziativ miteinander verbunden sind. Aufgrund der assoziativen Verbindung werden Änderungen am ursprünglichen Teil auf die folgenden Modelle der verlinkten Fertigungsstufen übertragen. Dieser Prozess erfolgt hauptsächlich durch zwei Ansätze:

1. Top down Ansatz: Hier wird ein bereits fertiggestelltes 3D-CAD-Modell des Endprodukts verwendet, von dem aus die Fertigungsschritte rückwärts rekonstruiert werden. Das bedeutet, dass die Fertigungsschritte schrittweise zurückverfolgt werden, bis das Rohmaterial erreicht wird.

2. Bottom up Ansatz: Hier wird mit einem Rohmaterial begonnen und dann schrittweise zum Endprodukt hin konstruiert. Die Vorgehensweise ermöglicht eine fertigungsgerechte Erstellung des 3D-Modells in der tatsächlichen Fertigungsreihenfolge. 

Die Wahl des Ansatzes hängt von den spezifischen Anforderungen eines Unternehmens ab. Die Art und Weise, wie Informationen an das 3D-CAD-Modell angebracht werden, spielt ebenfalls eine Rolle. Neben dem PMI können auch Metadaten oder Farben verwendet werden, um Informationen zu vermitteln. Unabhängig von der Vorgehensweise ist es wichtig zunächst die einzelnen Fertigungsstufen zu definieren, wobei jede Stufe einem bestimmten Zustand des Arbeitsprozesses entspricht. 

Welche Vorteile hat NX Staged Models?

Ein wesentlicher Vorteil von NX Staged Models liegt in der visuellen Darstellung der Fertigungsstufen. Bei jedem Fertigungsschritt wird ein individuelles Stufenmodell erstellt, das dreidimensionale Konstruktionsdaten enthält und somit den den Produktionsprozess unterstützt. Die Verlinkung der Modellstufen ermöglicht assoziative und reibungslose Übergänge, was den Aufwand für Änderungen an 3D-Modellen mit PMI verringert und die Datenkonsistenz verbessert. Insbesondere die Erstellung von Revisionen und die Nutzung parametischer Modelle, beispielweise für die Variantenkonstruktion, werden dadurch erleichtert.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass mit den Stufenmodellen maschinenlesbare Informationen generiert werden können. Diese Informationen können automatisiert in nachfolgenden Prozessen weiter verarbeitet werden. Zum Beispiel kann eine automatisierte Verarbeitung von PMI in CAM-Prozessen stattfinden. Darüber hinaus ermöglichen Neutralformate die Verwendbarkeit der Stufenmodelle in externen Folgeprozessen, die nicht direkt auf NX-Modelldaten zugreifen. Dadurch wird eine nahtlose Integration und Zusammenarbeit mit anderen Systemen und Softwarelösungen gewährleistet.

Die Anwendung von NX Staged Models in Verbindung mit NX Model Based Definition und PMI gewährleistet außerdem eine einfache Bedienung in einer klar strukturierten Umgebung. Konstrukteure und Fertigungsingenieure haben ein benutzerfreundliches Werkzeug zur Hand, das assoziative Verknüpfungen zwischen den Modellstufen leicht erfassen lässt. Der interaktive Stufenmodellnavigator ermöglicht das einfache Implementieren von Änderungen und die lückenlose Verfolgung aller Inhalte wie Modellansichten, PMI, MBD-Regeln und Abhängigkeiten. Die Erfassung intelligenter Regeln zur PMI-Erstellung und die Wiederverwendbarkeit unterstützen die Arbeitsprozesse und erhöhen die Effizienz.

NX Staged Models in der Praxis

In diesem Video wird ein Anwendungsbeispiel gezeigt, bei dem eine Platte hergestellt werden soll. Der Konstrukteur demonstriert, wie einfach er zwischen den verschiedenen Fertigungsmodulen wechselt, indem er den Reiter "Anwendungen" auswählt und zur Staged Models Applikation wechselt. In dieser Applikation kann er eine neue Stufensatzvorlage erstellen und festlegen, wie viele Stufen für die Herstellung des Teils benötigt werden. Die Stufensatzvorlage wird dann automatisch im Stage Models Navigator erzeugt.

Dieses Video ist ein Ausschnitt aus der Webinar-Reihe "NX Value-Based Licensing Teil 4"

Fazit

Die Anwendung von NX Staged Models in der CAD-Konstruktion zeigt, dass modellbasierte Ansätze einen Wendepunkt für die Fertigungsprozesse darstellen und wesentliche Vorteile bieten. Die assoziative Verbindung der Modelle in verschiedenen Fertigungsstufen ermöglicht eine effiziente und konsistente Gestaltung von Produkten, wodurch Änderungen nahtlos umgesetzt werden können. Die einfache Bedienung und klare Strukturierung von NX Staged Models unterstützt Konstrukteure und Ingenieure bei der Umsetzung von Änderungen und Regeln. Somit leistet NX Staged Models einen wichtigen Beitrag zur kontinuierlichen Verbesserung der Fertigungsprozesse und hilft Unternehmen dabei, ihre Produktionsabläufe zu optimieren und innovativer zu gestalten.

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