教材第1章UG概述

青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材第1章UG概述1第1章UG概述本章主要内容：UG产品介绍UG产品的特点UG各功能模块1.1UG产品介绍UnigraphicsNX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。UnigraphicsNX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SolidEdge、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McDonnellDouglasAutomation公司成立。1976年收购UnigraphicsCAD/CAM/CAE系统的开发商——UnitedComputer公司，Unigraphics雏形产品问世。1983年UnigraphicsII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标准兼容的三维实体建模核心Parasolid引入Unigraphics。1990年Unigraphics作为McDonnellDouglas(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2第1章UG概述青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材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WindowsNT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WAVE在内的一系列工业领先的新功能，WAVE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－UGNX1，开始将I-deas与UG进行融合2003年发布新版本－UGNX2NX2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－UGNX3,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－UGNX4，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RobertBoschAG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、NorthropGrumman、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ArcticCat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。1.2UG产品的特点UnigraphicsCAD/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/OPenGRIP，UG/openAPI简单易学，实现功能多，便于用户开发专用CAD青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材第1章UG概述3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（GRAPHICALINTERACTIVEPROGRAMING）和UFUNC（USERFUNCTION），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。1.3UG各功能模块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。下面简要介绍各常用模块。1.3.1CAD模块1．UG/Gateway(入口)UG/Gateway是对所有其它Unigraphics应用的必要基础。这个模块是UG的基本模块，包括打开、创建、存储等文件操作；着色、消隐、缩放等视图操作；视图布局；图层管理；绘图及绘图机队列管理；空间漫游，可以定义漫游路径，生成电影文件；表达式查询；特征查询；模型信息查询、坐标查询、距离测量；曲线曲率分析；曲面光顺分析；实体物理特性自动计算；用于定义标准化零件族的电子表格功能；按可用于互联网主页的图片文件格式生成UG零件或装配模型的图片文件，这些格式包括：CGM、VRML、TIFF、MPEG、GIF和JPEG；输入、输出CGM、UG/Parasolid等几何数据；Macro宏命令自动记录、回放功能；UserTools用户自定义菜单功能，使用户可以快速访问其常用功能或二次开发的功能。4第1章UG概述青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材2．UG/SolidModeling(实体建模)提供业界最强的复合建模功能。UG/SolidModeling无缝地集成基于约束的特征建模和显式几何建模，用户可以取得集成于一个高级的基于特征环境内的传统实体，曲线和框线建模的功能，UG/SolidModeling使用户能够方便地建立二维和三维线框模型，扫描和旋转实体，布尔运算及进行参数化编辑，包括对快速和有效的概念设计的变量化的草图绘制工具以及更通用的建模和编辑任务的工具。UG实体建模提供了草图设计、各种曲线生成、编辑、布尔运算、扫掠实体、旋转实体、沿导轨扫掠、尺寸驱动、定义、编辑变量及其表达式、非参数化模型后参数化等工具。3．UG/FeaturesModeling(特征建模)UG特征建模模块提供了各种标准设计特征的生成和编辑、各种孔、键槽、凹腔--方形、圆形、异形、方形凸台、圆形凸台、异形凸台、圆柱、方块、圆锥、球体、管道、杆、倒圆、倒角、模型抽空产生薄壁实体、模型简化(Simplify)，用于压铸模设计等、实体线、面提取，用于砂型设计等、拔锥、特征编辑：删除、压缩、复制、粘贴等、特征引用，阵列、特征顺序调整、特征树等工具。这个模块提高了表达式的级别，因而设计可以在工程特征的意义中来定义，提供对建立和编辑标准设计特征的支持，包括几种变形的孔，键槽，型腔，凸垫，凸台及全集的园柱，块，锥，球，管道，杆，倒圆，倒角等等，也包括实体模型控空和建立薄壁对象，特征可以相对于任一其它特征或对象定位，也可以被引用阵列考贝，以建立特征的相关集或是个别地定位或是在一简单图案和阵列中定位。4．UG/FreeformModeling(自由形状建模)UG具有丰富的曲面建模工具。包括直纹面、扫描面、通过一组曲线的自由曲面、通过两组类正交曲线的自由曲面、曲线广义扫掠、标准二次曲线方法放样、等半径和变半径倒圆、广义二次曲线倒圆、两张及多张曲面间的光顺桥接、动态拉动调整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁减、编辑、点云生成、曲面编辑。使得能够进行复杂自由形状的设计如机翼和进气道，以及工业设计的产品，UG/Freeform建模形成对合并实体和曲面建模技术到一单个强大功能的工具集的基础，技术包括沿曲线的扫描，利用1，2和3个轨道方法比例地建立形状，从标准二次锥方法的放样体，园形或锥形模截面的倒园(圆角)，在二个或更多的其它体间充顺桥接间隙的曲面，也支持通过一个曲线/点网格定义形状或对逆向工程任务通过点出去拟合建立形形状模型可以或通过修改定义的曲线，改变参数的数值，或通过利用图形的或数字的规律控制来进行编缉。例如，一个可变半径的倒园或改变一个扫描的横截面积，模型是与所有其它UG功能完全