Программирование обработки в NX CAM

Программирование обработки 
в NX CAM

Ведмидь П.А., Сулинов А.В.

Москва, 2023

2-е издание, электронное

УДК 621.9-114:004.9NX CAМ
ББК 34.63-5с515
В26

В26
Ведмидь П. А., Сулинов А.В.
Программирование обработки в NX CAM / П. А. Ведмидь, А. В. Сулинов. — 2-е изд., эл. — 
1 файл pdf : 305 с. — Москва : ДМК Пресс, 2023. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный.
ISBN 978-5-89818-549-7
В книге рассмотрена система NX CAM, предназначенная для создания управляющих программ 
для станков с ЧПУ. NX CAM реализует широкий набор функций, в том числе обработку призматических деталей, сложной профильной оснастки, а также деталей типа турбинных лопаток и моноколес. Отдельные главы книги посвящены токарной, токарно-фрезерной обработке и операциям измерения на станке.
Подробно рассмотрено использование встроенного модуля симуляции станка для проверки 
управляющих программ вне станка, что позволяет исключить стадию отладки программ на станке и в целом повышает производительность оборудования.
В книге затронута тема совместного использования NX CAM с системой управления инженерными данными Teamcenter, что открывает перед предприятиями широкие перспективы построения единого информационного пространства предприятия.
Все модели, рассмотренные в книге, можно найти на корпоративном сайте Siemens PLM Software 
по следующей ссылке www.siemens.com/plm/ru/cam_models.

УДК 621.9-114:004.9NX CAМ 
ББК 34.63-5с515

Электронное издание на основе печатного издания: Программирование обработки в NX CAM / П. А. Ведмидь, 
А. В. Сулинов. — Москва : ДМК Пресс, 2014. — 304 с. — ISBN 978-5-97060-143-3. — Текст : непосредственный.

Все права защищены © 2014 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reserved. Siemens и логотип 
Siemens являются товарными знаками Siemens AG. D-Cubed, Femap, Geolus, GO PLM, I-deas, Insight, JT, NX, Parasolid, Solid 
Edge, Teamcenter, Tecnomatix и Velocity Series являются товарными знаками Siemens Product Lifecycle Management 
Software Inc. или ее филиалов в США и других странах. Все прочие упомянутые логотипы и товарные знаки являются 
собственностью их владельцев.
Издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации.

ISBN 978-5-89818-549-7
©  Общество с ограниченной ответственностью 
«Сименс Индастри Софтвер», 2014
©  Оформление, Общество с ограниченной 
ответственностью «Сименс Индастри 
Софтвер», 2014
© Издание, ДМК Пресс, 2014

Введение

Современное производство в значительной степени опирается на использование станков с ЧПУ. Сами станк и усложняются, становятся более интеллектуальными. Вместе с тем их эффективная эксплуатация требует эффективного 
управления. Усиление конкуренции и потребность рынка в сложных изделиях заставляют предприятия задумываться 
о комплексной автоматизации подготовки производства и самого производства. В такой постановке стадия разработки 
управляющих программ уже не воспринимается как автономная задача, а должна быть связана с другими этапами 
конструкторско-технологической подготовки производства.

Сокращение серийности, а также увеличение вариантности выпуска продукции, ведет к необходимости гибкого изменения управляющих программ в соответствии с изменениями. Разработка новой управляющей программы с «нуля» – 
самый неэффективный путь. Необходимо максимально использовать предыдущие наработки. 

От CAM-системы требуется наличие инструментов проверки программ на зарезы и столкновения. Это позволяет существенно сократить процесс внедрения УП на станке, так как станок должен в максимальной степени использоваться 
для выпуска продукции. Время его наладки, а тем более время простоя в результате поломки, дорого обходится предприятию. Необходима проверка управляющих программ вне станка на основе G-/M-кодов с учетом всей технологической системы (Станок–Приспособление–Инструмент–Деталь). 

Появление современных токарно-фрезерных многофункциональных станков существенно меняет саму технологию 
производства, увеличивается концентрация операций, значительно уменьшается количество установов. Программирование таких станков должно в максимальной степени учитывать текущее состояние заготовки, в том числе при 
передаче между токарными и фрезерными операциями. Наличие нескольких рабочих органов (например, фрезерный 
шпиндель и револьверная головка) позволяет выполнять обработку параллельно для получения максимальной производительности. Такая работа еще в большей степени требует проверки УП в контексте всего станка, включая технологическую оснастку.

Одним из наиболее популярных решений в области CAM (Computer Aided manufacturing) является система NX от компании Siemens PLM Software – комплексное CAD/CAM/CAE-решение для конструкторско-технологической подготовки производства. Система успешно применяется на предприятиях авиакосмической отрасли и автомобилестроения, в судостроении и энергетике, в производстве медицинского оборудования, в сфере станкостроения и машиностроения и др.

В книге «Программирование обработки в NX CAM» речь пойдет о модуле CAM – системе для подготовки управляющих 
программ для станков с ЧПУ. Внедрение системы позволяет предприятию повысить производительность и эффективность оборудования, сократить его простои, устранить ошибки в УП, повысить качество обработки. В книге особое 
внимание уделено способам достижения конкретных результатов с использованием этой флагманской системы. Она 
сопровождается большим количеством примеров. Все модели, рассмотренные в книге, можно найти на корпоративном сайте Siemens PLM Software по следующей ссылке www.siemens.com/plm/ru/cam_models. Лицензии NX можно приобрести в офисах компании Siemens PLM Software.

Желаем Вам интересных открытий и успешной работы!

Глава 1

Первые шаги

Содержание главы

– Запуск NX CAM и главное окно
– Этапы разработки упра вляющих программ
– Наследование параметров в навигаторе операций
– Создание нового проекта
° Принцип мастер-модели
° Инициализация
° Подготовка модели к обработке
° Анализ геометрии
° Создание/Редактирование родительских групп
° Создание операции
° Проверка программ
° Постпроцессирование
– Контекстное меню

Первые шаги

Программирование обработки на станках с ЧПУ начнем с 3-осевого фрезерования. Другие виды обработки рассмотрим, опираясь на полученные здесь знания.

Запуск NX CAM и главное окно

В книге будем рассматривать работу NX™ под управлением ОС Windows. Как и большинство программ, запуск NX осуществляется из меню Пуск: Все программы – Siemens NX 9.0 – NX 9.0. 

 

Для знакомства с интерфейсом откроем уже готовый проект. 
 

Откройте файл game_remote_cam_final.prt. 
 

Файлы обработки имеют такое же расширение, как и другие файлы NX, – prt. 

Интерфейс в NX построен на основе Ролей: в зависимости от задачи вы выбираете ту или иную роль, в NX будет загружен интерфейс для выбранной роли. Вы можете создать свою роль и настроить интерфейс для себя. В книге используется Роль – Расширенная.
Окно NX после открытия модели будет выглядеть как на рис. 1.1. Полагая, что читатель уже знаком с интерфейсом NX 
по изучению модуля CAD, опишем только те элементы, которые относятся к обработке.

1. В заголовке, помимо названия системы, отображаются название модуля (в данном случае Обработка) и имя рабочей детали.
2. Главное меню. Меню значительно переработано в версии NX 9.0.
3. Главное меню – вторая часть (команды справки и поиска).
4. Ленточная панель модуля обработки (ее содержание меняется в зависимости от выполняемой задачи). Она оптимизирована в NX 9.0, также имеется возможность ее настройки.
5. Команда вызова Навигатора операций в Панели ресурсов. Так как данная модель сохранена при активном модуле обработки, этот модуль уже является выбранным при открытии модели. Данная команда не видна, пока вы не 
вошли в модуль обработки.
6. Окно для отображения информации текущего навигатора, в данном случае навигатора операций. Окно является основным средством отображения информации, связанной с операциями обработки (будет подробно рассмотрено позже).

Рис. 1.1. Интерфейс модуля обработки NX

2

4

8

5

6

1
3

7

Запуск NX CAM и главное окно

Глава 1. Первые шаги

6

7. Панель переключения видов навигатора операций.
8. Команда доступа в старое меню (версий до NX 9.0). Эта команда сохранена для некоторой преемственности версий 
и может быть удалена в более поздних версиях.

Панель выбора, строка статуса и подсказки также доступны и активно используются.

Этапы разработки управляющих программ

Разработка управляющих программ в NX 
CAM производится в несколько этапов. 
Последовательность работы показана на 
рис. 1.2. Не все этапы являются обязательными.
Работа начинается с Выбора окружения обработки (инициализации). Для 
разных видов обработки используются 
разные шаблоны для инициализации. 
На этом этапе создаются те объекты, которые необходимы для данного вида обработки. 
Следующий этап – Анализ геометрии. 
Этап необходим, если технолог модели 
не создавал, а получил ее от конструктора или стороннего заказчика. На этом 
этапе анализируются габаритные размеры детали, размеры элементов (ширина 
паза, диаметр отверстия и др.), радиус 
скругления элементов модели, наличие 
и величина уклонов (для оснастки). 
Подготовка модели к обработке иногда 
необходима, на этом этапе можно убрать 
элементы, которые будут получены на 
других операциях (например, электроэрозионной 
обработкой), 
добавить 
уклоны, припуски, модифицировать элементы модели с учетом полей допусков 
размеров и т. д. Фактически это CAD-операции для задач CAM, они также будут рассмотрены далее. Правильный подход – модифицировать не саму конструкторскую модель, а ее ассоциативную копию. 
Важный этап – Создание или редактирование родительских групп. Это отличительная особенность NX CAM; объекты, 
заданные в родительских группах, наследуются связанными с ними операциями. Такой подход позволяет управлять 
сразу всеми операциями, использующими конкретную родительскую группу, путем модификации объектов этой группы. Родительские группы определяются для 4 категорий: Программа, Инструмент, Геометрия, Метод. Подробно это 
рассмотрено в следующем параграфе. 
Далее идет этап Создания или редактирования операций обработки. Операции бывают разного типа и используют 
разные родительские группы. На это обратим внимание при рассмотрении конкретных операций. Операции с конкретными параметрами можно сохранить в проекте, не генерируя их. Это полезно, если процесс генерации операций 
занимает значительное время. 
Генерирование траекторий вынесено в отдельный этап, причем оно может осуществляться сразу для группы операций.
Проверка траекторий необходима для того, чтобы выявить возможные проблемы, например зарезы или столкновения инструмента с оснасткой. В NX CAM имеется несколько инструментов проверки траекторий, в том числе и симуляция работы станка, осуществляемая в кодах управляющей программы.
До этапа постпроцессирования траектории не зависят от конкретного станка. Для того чтобы траектория была отработана станком, она должна быть Постпроцессирована (или преобразована в формат конкретного станка). Именно на 
этом этапе получается управляющая программа (УП), причем одна УП может включать несколько траекторий, созданных различными операциями. Однако постпроцессор неправильно рассматривать как простой конвертор, он может 
выполнять дополнительные проверки, вычисления, может анализировать некоторые условия и в зависимости от этого 
модифицировать выводимую информацию. 

Рис. 1.2. Этапы разработки управляющих программ в NX CAM

Наследование параметров в навигаторе операций

Вместе с управляющей программой в цех обычно передается Цеховая документация. Обычно это карта наладки с указанием нулевой точки программы, порядка операций и различной атрибутивной информации (разработчик, дата, код 
детали, время обработки и т. д.), она также может включать список инструментов с указанием номеров ячеек магазина, 
что необходимо для правильной наладки станка.
Для работы с объектами обработки в NX служит специальный навигатор – Навигатор операций. Его и рассмотрим 
в следующем параграфе.

Наследование параметров в навигаторе операций

Навигатор операций играет очень важную роль, поэтому подробное знакомство с модулем обработки начнем с него. Одна из функций навигатора операций – отображать связи между объектами 
обработки. Важную роль при этом играет понятие родительских и дочерних объектов. Дочерние 
объекты наследуют информацию родительских объектов. Такой подход позволяет легко модифицировать один из параметров (например, припуск на обработку) сразу для нескольких дочерних 
объектов (операций), изменив его в родительском объекте. Активное использование родительских объектов позволит в дальнейшем более эффективно использовать модуль NX CAM.
Навигатор имеет 4 вида: вид программ, вид инструментов, вид геометрии и вид методов. Панель переключения видов 
показана цифрой 7 на рис. 1.1. Подробнее эта панель изображена на рис. 1.3, цифрами обозначены команды переключения видов: 1 – вид программ, 2 – вид инструментов, 3 – вид геометрии, 4 – вид методов обработки. 

 

Переключите навигатор операций на Вид геометрии.

На рис. 1.4 представлен вид геометрии навигатора операций. Нам на данном этапе важно, что в нем отображаются объекты с учетом их родительских связей. Если у вас вид не такой, разверните 
вложенные объекты.
На рисунке видно, что операция ROUGH_FOLLOW_PART наследует параметры от объекта WORKPIECE (который, в свою очередь, наследует параметры от объекта MCS_MILL). Как будет показано далее, в объекте (или родительской группе) MCS_MILL обычно задаются система координат станка 
и плоскость безопасности. Родительская группа WORKPIECE чаще всего 
описывает обрабатываемую геометрию, геометрию заготовки и некоторые другие геометрические объекты. Таким образом, сразу видно, что все 
операции этого проекта используют одну и ту же обрабатываемую геометрию и систему координат.
Почему же имеются 4 вида навигатора операций? Потому что у операции 
4 типа родителей (см. рис. 1.2), и каждый вид навигатора отображает одни 
и те же операции с зависимостями от этих родителей.

 

Переключите навигатор операций на Вид инструментов.

Навигатор операций примет вид как на рис. 1.5, объект верхнего уровня – 
это станок (если станок не задан, то указано GENERIC_MACHINE – абстрактный станок). Этот станок имеет магазин инструментов CARRIER с 20 ячейками для инструментов (POCKET_X). 
Ячейки 2–4 содержат инструменты. Инструменты являются родительскими 
объектами для операций.
На рисунке видно, что операция ROUGH_FOLLOW_PART использует инструмент BULLMILL_52D_6R_60L, который находится в ячейке POCKET_02 магазина инструментов. При выводе управляющей программы номер инструмента в этой операции будет соответствовать номеру ячейки POCKET_02. 
Менять инструмент в операции можно простым перетаскиванием операции на другой инструмент. Также можно перетаскивать инструмент (вместе с операциями) в другую ячейку магазина.

 

Переключите навигатор операций по очереди на Вид методов обработки и Вид программ (команды 4 и 1 на рис. 1.3).
 

Вид навигатора показан на рис. 1.6 и 1.7 соответственно.

Рис. 1.3. Панель 
переключения видов 
Навигатора операций

1
2
3
4
1
2
3
4

Рис. 1.4. Вид геометрии Навигатора операций

Рис. 1.5. Вид станка Навигатора операций

Глава 1. Первые шаги

8

Вид методов показывает, что наша операция ROUGH_FOLLOW_PART использует метод MOLD_ROUGH_HSM. Метод задает разные параметры, наиболее важные – это допуск и припуск. В данном случае метод MOLD_ROUGH_HSM содержит 
черновые настройки этих параметров, а MOLD_FINISH_HSM – чистовые.
И наконец, Вид программ показывает порядок вывода операций в управляющую программу и группировку операций. 
Вы можете генерировать операции в любом порядке, а затем их упорядочить, используя вид программ навигатора операций (заметим, что результат некоторых операций зависит от предыдущих операций, поэтому после такого переупорядочивания может потребоваться повторная генерация траекторий). Для иллюстрации группировки в данном случае 
операции объединены в группы по две. Если вы отправите на постпроцессор группу 1, то в одну УП будут выведены две 
операции, а если группу PROGRAM – то все четыре операции будут выведены в одну УП.
Траекторию движения инструмента в каждой операции можно увидеть, просто выбрав операции в навигаторе операций (по умолчанию обычно активна опция автоотрисовки).
В следующем параграфе создадим новый CAM-проект с чистого листа, используя описанные выше принципы.

Создание нового проекта

Принцип мастер-модели

Прежде чем рассматривать этап инициализации, поговорим о принципе мастер-модели. Он играет важную роль при 
работе не только в NX CAM, но и в NX в целом. Заключается он в том, что любая модель детали или сборки, созданная 
однажды, используется в последующих приложениях в качестве исходных данных. Исходная модель при этом не изменяется, а используется ссылка или ассоциативная копия. Однако изменения этой модели, проводимые конструктором, 
ассоциативно учитываются в последующих приложениях, в том числе в CAM (рис. 1.8). 
Концепция мастер-модели обеспечивает:

1) параллельную коллективную работу, что существенно сокращает цикл разработки и изготовления изделий;
2) разделение ответственности через права доступа;
3) ассоциативное обновление данных при изменении исходной модели;

Для задач CAM это относится не только к обрабатываемой детали, но и к моделям заготовки, оснастки, инструмента, 
станков для модуля симуляции и др.
Принцип мастер-модели используется на этапе инициализации описанным далее способом. 

Инициализация

При первом входе в модуль обработки производится выбор окружения обработки, или инициализация. При инициализации ряд объектов обработки создается автоматически. Так как для разных видов обработки требуются разные 
объекты, на этой стадии и уточняем вид обработки. В NX имеется несколько способов инициализации. Не будем их 
перечислять, а опишем только один как рекомендуемый. 

 

Откройте модель game_remote.prt. Это конструкторская модель, для которой создадим проект ее обработки.

Рис. 1.6. Вид методов обработки Навигатора операций
Рис. 1.7. Вид программ Навигатора операций

Создание нового проекта

 

Выполните Файл – Новый, на экране появляется диалоговое окно (рис. 1.9), с помощью которого можно уточнить 
тип создаваемого объекта. 
 

Так как нас интересует обработка, то активируем вкладку Обработка. 

Окно Шаблоны содержит список шаблонов на разные виды обработки. Шаблон – это файл модели, который содержит 
преднастроенные операции, инструменты, методы, геометрические объекты, программные группы. Он позволяет выполнить начальные установки для типовых видов работ. Шаблоны могут содержать и настройки, учитывающие специфику конкретного производства.
Шаблон Общие настройки наиболее универсальный, на этом этапе будем использовать его. Обратите внимание на 
некоторые поля этого диалогового окна: 

Примечание. Если вы сохраняете файл обработки в другом каталоге, то при повторном открытии необходимо будет 
изменить опции загрузки сборки. По умолчанию система ищет все компоненты в том же каталоге.
1 – единицы измерения (в нашем случае миллиметры);
2 – имя нового файла, который будет содержать все данные, связанные с обработкой. По умолчанию имя сборки 
сформировано из имени детали добавлением суффикса «_setup_1». Безусловно, имя можно изменить как на этапе 
создания, так и в дальнейшем. В диалоговом окне же можно указать каталог для нового файла. По умолчанию это тот 
же каталог, из которого открыта исходная деталь;
3 – имя исходной детали. 

Примечание. В зависимости от настроек по умолчанию иногда требуется изменить ссылочный набор компонента. Если модель не видна на экране или видны вспомогательные построения, измените ссылочный набор на Модель или Вся деталь.

 

Задайте тип Общие настройки и нажмите ОК.

В результате этого NX выполнит ряд действий. 
Будет создана родительская сборка, содержащая обрабатываемую деталь как компонент, вся информация по обработке будет записываться в файл сборки. Вид навигатора сборки показан на рис. 1.10 слева. В графической области 
отображен компонент.
Таким образом реализуется концепция мастер-модели, которая в дальнейшем позволит автоматически обновлять информацию по обработке при изменении обрабатываемой детали.
Заметим, что сам файл сборки не содержит геометрии, поэтому его иногда называют Сборка для обработки. Использование механизма сборок для этих целей ведет к унификации работы в разных модулях NX. Кроме того, когда речь 

Рис. 1.8. Использование принципа мастер-модели в разных приложениях NX

Глава 1. Первые шаги

10

пойдет о загрузке в проект станка, приспособления, инструментов, заданных 3D-моделями, мы убедимся, что этот 
механизм наиболее логичен. 

Примечание. Фактически при инициализации используется шаблон, который можно изменить так, чтобы создавались 
нужные вам объекты. Настройка такого шаблона – одно из средств автоматизации программирования.

Кроме этого, будут созданы несколько объектов обработки (их тип и количество определяются видом обработки). 
Созданные объекты можно увидеть с помощью навигатора операций. На рис. 1.11 показан навигатор операций 
в режиме отображения геометрии. 
Объекты MSC_MILL и WORKPIECE созданы при инициализации, в первом из них обычно задается система координат 
станка, во втором – геометрия детали, заготовки, контрольная геометрия. Кроме этого, создаются методы обработки 
по умолчанию, магазин инструментов и некоторые другие объекты. 

 

Переключите навигатор операций последовательно на разные виды и посмотрите, какие объекты созданы. Большая часть их нам уже знакома из предыдущего параграфа.

Подготовка модели к обработке

В соответствии с принципом мастер-модели нельзя редактировать конструкторскую модель. Если для обработки 
требуется изменение модели, оно производится для ассоциативной копии модели (WAVE-копии тела), которая 
сохраняется на уровне сборки. 

Рис. 1.9. Диалоговое окно инициализации обработки

1

2

3