UG应用现状及发展前景

黄河科技学院毕业(论文) 第 1 页 UG应用现状及发展前景 摘要 Unigraphics NX软件作为UGS公司提供的产品全生命周期解决中面向产品开发领域的旗舰产品,为用户提供了一套集成的、全面的产品开发解决方案,用于产品设计、分析、制造,帮助用户实现产品创新,缩短产品上市时间、降低成本、提高质量。本论文主要介绍了UG的发展,现状及其前景。 关键词:UG,发展,现状,前景 UG产品介绍及发展历史 Unigraphics NX软件作为UGS公司提供的产品全生命周期解决方案中面向产品开发领域的旗舰产品,为用户提供了一套集成的、全面的产品开发解决方案,用于产品设计、分析、制造,帮助用户实现产品创新,缩短产品上市时间、降低成本、提高质量。 Unigraphics NX软件是构建于最新的体系结构——NX体系结构基础之上的,这是一个支持产品全生命周期管理的全新体系结构,是UGS公司同其主要客户一起设计开发出来的,以支持完整的产品工程。 UGS公司是全球产品全生命周期管理(PLM)领域软件与服务的市场领导者,拥有46,000家客户,全球装机量近400万台套,公司总部设于美国得克萨斯州布莱诺市。UGS的愿景是建立一个理想的环境,使所有企业及其合作伙伴都可以通过全球创新网络来协同工作,以生产出世界级的产品并提供最完善的服务。同时,利用UGS开放的企业解决方案,帮助企业完成创新流程变革的伟大使命。 Unigraphics(简称UG)是集CAD/CAE/CAM一体的三维参数化软件,是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件,广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。本章着重介绍UG的特点、功能和安装。使对UG有个初步的了解。 UGS公司的产品主要有为机械制造企业提供包括从设计、分析到制造应用的Unigraphics软件、基于Windows的设计与制图产品Solid Edge、集团级产品数据管理系统iMAN、产品可视化技术ProductVision以及被业界广泛使用的高精度边界表示的实体建模核心Parasolid在内的全线产品。 以下是UG软件的发展历史: 1960年McDonnell Douglas Automation公司成立。 1976年收购Unigraphics CAD/CAM/CAE系统的开发商——United Computer公司,Unigraphics雏形产品问世。 1983年Unigraphics II进入市场。 1986年Unigraphics吸取了业界领先的、为实践所证实的实体建模核心——Parasolid的部分功能 1989年Unigraphics宣布支持UNIX平台及开放系统结构,并将一个新的与STEP兼容的三维实体建模核心Parasolid引入Unigraphics。 1990年Unigraphics作为McDonnell Douglas(现在的波音公司)的机械 CAD/CAM/CAE的标准。 1991年Unigraphics开始了从CADCAM大型机版本到工作站版本的移植1993年Unigraphics引入复合建模的概念,可将实体建模、曲面建模、线框建模、半参数化及参数化建模融为一体。 1995年Unigraphics首次发布Windows NT版本。 1996年Unigraphics发布了能够自动进行干涉检查的高级装配功能模块、最先进的CAM模块以及具有A类曲面造型能力的工业造型模块;占领了巨大的市场份额,已成为高端、中端及商业CAD/CAM/CAE应用开发的常用软件。 1997年Unigraphics新增了包括WA VE在内的一系列工业领先的新功能,WA VE这一功能可以定义、控制和评估产品模板;被认为是在未来五年中业界最有影响的新技术。 2000年发布新版本-UGV17。新版本的发布,使UGS成为工业界第一个可装载包含深层嵌入―基于工程知识‖(KBE)语言的世界级MCAD软件产品的主要供应商。 2001年发布新版本-UGV18,新版本中对旧版本中对话框做了大量的调整,使在更少的对话框中完成更多的工作从而使设计更加便捷。 2002年发布新版本-UG NX1,开始将I-deas与UG进行融合 2003年发布新版本-UG NX2 NX 2也象征着世界两大领先的产品Unigraphics 和 I-deas的统一进程的第二步 2004年发布新版本-UG NX3, NX3是将I-deas的重要功能移植入NX软件的第一个版本 2005年发布新版本-UG NX4,最新版本的NX4以NX 在数字化模拟和知识工程领域的领导地位为基础,并特别针对产品式样、设计、模拟和制造开发了新功能,它带有数据迁移工具,对希望过渡到NX 的I-deas 用户能够提供很大的帮助。 自从UG出现以后,在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技应用领域的机械设计和模具加工自动化的市场上得到了广泛的应用。多年来,UGS一直在支持美国通用汽车公司实施目前全球最大的虚拟产品开发项目,同时Unigraphics也是日本著名汽车零部件制造商DENSO公司的计算机应用标准,并在全球汽车行业得到了很大的应用,如Navistar、底特律柴油机厂、Winnebago和Robert Bosch AG 等。 另外,UG软件在航空领域也有很好的的表现:在美国的航空业,安装了超过10,000套UG软件;在俄罗斯航空业,UG软件具有90%以上的市场;在北美汽轮机市场,UG软件占80%。UGS在喷气发动机行业也占有领先地位,拥有如Pratt & Whitney和GE 喷气发动机公司这样的知名客户。航空业的其它客户还有:B/E航空公司、波音公司、以色列飞机公司、英国航空公司、Northrop Grumman、伊尔飞机和Antonov。 同时,UGS公司的产品同时还遍布通用机械、医疗器械、电子、高技术以及日用消费品等行业,如:3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飞利浦公司、吉列公司、Timex、Eureka 和Arctic Cat等。 UG进入中国以后,其在中国的业务有了很大的发展,中国已成为其远东区业务增长最快的国家。 UG产品的特点及其应用 Unigraphics CAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产品设计环境,使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成,从而优化了企业的产品设计与制造。UG面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术,在面向过程驱动技术的环境中,用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节保持相关,从而有效地实现了并行工程。 该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能;而且,在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟,提高设计的可靠性;同时,可用建立的三维模型直接生成数控代码,用于产品的加工,其后处理程序支持多种类型数控机床。另外它所提供的二次开发语言UG/OPen GRIP,UG/open API简单易学,实现功能多,便于用户开发专用CAD系统。具体来说,该软件具有以下特点: l)具有统一的数据库,真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据交换的自由切换,可实施并行工程。 2)采用复合建模技术,可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。 3)用基于特征(如孔、凸台、型胶、槽沟、倒角等)的建模和编辑方法作为实体造型基础,形象直观,类似于工程师传统的设计办法,并能用参数驱动。 4)曲面设计采用非均匀有理B样条作基础,可用多种方法生成复杂的曲面,特别适合于汽车外形设计、汽轮机叶片设计等复杂曲面造型。 5)出图功能强,可十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。能按ISO标准和国标标注尺寸、形位公差和汉字说明等。并能直接对实体做旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图,增强了绘制工程图的实用性。 6)以Parasolid为实体建模核心,实体造型功能处于领先地位。目前著名CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体造型基础。 7)提供了界面良好的二次开发工具GRIP(GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING)和UFUNC(USER FUNCTION),并能通过高级语言接口,使UG的图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。 8)具有良好的用户介面,绝大多数功能都可通过图标实现;进行对象操作时,具有自动推理功能;同时,在每个操作步骤中,都有相应的提示信息,便于用户做出正确的选择。 UG的应用范围 UG的各功能是靠各功能模块来实现的,有不同的功能模块,来实现不同的用途,从而支持其强大的Unigraphics 三维软件。常用模块如下: 1)UG/Gateway (入口) 2)UG/Solid Modeling (实体建模) 3)UG/Features Modeling (特征建模) 4)UG/Freeform Modeling (自由形状建模) 5)UG/User-Defined Features (用户定义的特征) 6)UG/Drafting (制图) 7)UG/Assembly Modeling (装配建模) 8)UG/Advancd Assemblies (高级装配) 9)UG/WA VE Control (控制) 10)UG/Geometric Tolerancing (几何公差) 11)UG/Sheet MetalDesign UG钣金设计 12)其他模块 其他相关模块还有UG/Open(UG二次开发)、UG/Data Exchange(UG数据交换)、UG/CAST Online(UG联机自学软件)、UG/WA VE(UG产品级参数化设计)、UG/Die engineering(UG冲压模具工程)、UG/MoldWizard注塑模具设计向导、Progressive Die Wizard(多工位级进模设计过程向导) 车身设计、Hinge Location Wizard(车门铰链定位设计自动导引模块) 、Glass Drop Wizard(玻璃升降器设计自动导引模块模块) 、B Pillar Wizard(车身B柱设计自动导引模块) 、汽车总布置设计、焊接向导等 UG等设计软件的发展前景 由于机械设计在工程设计中占有相当重要的地位,所以展望现代机械设计技术的发展前景以及未来研究重点及方向,都无疑成为了我们最关心的重要课题,同时也只有在此基础上,我们才能对机械设计的规划发展项目和关键技术提出合理的建议,才能更好的使我国在机械设计软件的开发领域逐步走到世界的前列。 纵观全国,现代机械设计软件技术的研究主要在以下几个方面:机械设计软件包的多平台开发技术、产品创新设计技术、快速设计技术、仿真与虚拟设计技术、智能设计技术、热分析转变为机械能整合设计等。下面分别加以介绍。 一调用接口程序的设计 为使各exe程序按顺序运行以完成总功能,要求用户只能调用其中一个exe 程序,该程序称为软件包的用户调用程序,其余exe程序不能被用户调用(只能被exe程序调用),称为软件包的内部程序。 二数据接口程序的设计 由于纯文本文件(如*.txt文件)可以被exe程序读写,因此通过对其读写操作,可实现调用与被调用程序间的数据传递,此类文件可简称为数据文件,对其读写的语句即为数据接口程序。为便于编程,可把数据接口程序分为单向型和双向型两大类。仅有调用程序的写操作和被调用程序的读操作或相反,称为单向型,前者还可称为正单向型,后者为逆单向型。 三开发平台的合理使用 VB 6、VF 6和VL的功能特长不同。VB6在数学计算和界面设计方面最优秀,VF 6的数据库管理功能最强,VL的自动制图功能独一无二。故VB 6宜用于开软件包的用户调用程序,和含有大量数学计算功能的内部程序;VF 6宜用于开发处理大量数据的内部程序( 数据库) ;VL宜用于开发自动制图的内部程序;AutoCAD宜作为VL程序的运行平台和对图形文件编辑、保存与打印的操作平台。 四软件包的目录结构设计 软件包的目录结构宜采用树状结构,如用户调用程序及其相关文件放在磁盘的N层目录下的某一子目录( 称为顶层目录) 下,则各内部程序及相关文件应放在顶层目录下的不同层次的子目录下。值得注意,这可能造成被调程序在其运行中,当查找或打开本目录下的某个文件时,出现“文件未找到”的运行 实时错误,其原因是被调程序的运行路径,是它最上一级调用程序(即用户调程序)。 五产品创新设计技术 该技术就设计而言一般可分为三类:适应性设计(Adaptive Design)、变型设计(Variant Design)和创新设计(Creative Design)。其中创新设计是针对新的或预测的需求,从已知的、经过实践检验可行的理论和技术出发,充分运用创造性思维,构思并设计出过去所没有的全新事物的技术过程。 六快速设计技术 由于市场动态多变性,使产品投放市场的时间日益成为决定产品竞争力的重要因素。快速设计技术是在现代设计理论和方法的指导下,应用微电子、信息和管理等现代科学技术,以缩短产品开发周期为目的的一切设计技术的总称。 七仿真与虚拟设计技术 计算机仿真技术是以计算机为工具,建立实际或联想的系统模型,并在不同条件下,对模型进行动态运行(实验)的一门综合性技术。近年来不断涌现和迅速发展的高新技术,如计算机仿真建模、CAD/CAM及先期技术演示验证、可视化计算、遥控机器和计算机艺术等,都有一个共同的需求,就是建立一个比现有计算机系统更为真实方便的输入输出系统,使其能与各种传感器相连,组成更为友好的人机界面的多维化信息环境。这个环境就是计算机虚拟现实系统(VRS),在这个环境中从事设计的技术即称之为虚拟设计(Virtual Design,VD)。 八智能设计技术 由于缺乏人类设计师所具有的推理和决策能力,传统CAD系统已不能满足设计过程自动化的要求。于是智能CAD(ICAD)的理论研究和应用实践便随之而产生了。ICAD系统既具有传统CAD系统的数值计算和图形处理能力,又具有知识处理能力,能够对设计的全过程提供智能化的计算机支持。智能设计就是对智能CAD理论和应用的研究。