Konstruktionsbegleitende Toleranzsimulation mit

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1 Konstruktionsbegleitende Toleranzsimulation mit Unter Verwendung der GPS-Strategie DIN EN ISO und DIN EN ISO 8015 Christoph Bruns INNEO Solutions GmbH

2 INNEO Quickfacts BESTE BONITÄT (AAA) UMSATZ 60+ Mio GRÜNDER DER PLM ELITE 7 PTC PARTNER MIT 60 NIEDERLASSUNGEN WELTWEIT 1984 GEGRÜNDET KUNDEN 33 JAHRE E R FA H R U N G GB 12 STANDORTE D CH 270 MITARBEITER FIRMENSITZ ELLWANGEN NIEDERLASSUNGEN IN BERLIN HAMBURG HANNOVER KÖLN LANGEN LEIPZIG LINDAU MÜNCHEN STUTTGART BRÜTTISELLEN (CH) BIRMINGHAM (GB)

3 Gliederung: - Einleitung Historische Entwicklung im Umfeld des Toleranzmanagements - Der Konflikt in der Toleranzvergabe - Lösungsansatz mit GPS - Kurzer Überblick zum Stand der Normen - GPS umsetzen in Creo 4 - Nutzen der GPS-Informationen für die Toleranzsimulation Ziel: Aufzeigen den Nutzens der GPS-Strategie für die Toleranzsimulation mit

4 Einleitung: Rasante Entwicklung der Normen zur geometrischen Beschreibung von Produkten Habilitationsschrift Wito Hartmann [TRUMPOLD 1997, CONCHERI 2001 KLEIN 2006, KLEIN 2008, FISCHER 2011,BENNICH 2013, PERINORM 2014]

5 Einleitung: Reduzierung der Toleranzen um Faktor 10 alle 50 Jahre

6 !!! Interpretationsspielraum!!! Einleitung: Messtechnik und Methoden verändern sich rasant Verbesserung der Messfähigkeiten verändert auch die Methoden der Interpretation Quelle: Nielsen, H.: The ISO Geometrical Product Specifications Handbook. Find your way in GPS. ISO/Danish Standards, 2012, ISBN

7 Einleitung: Der Konflikt ist nicht neu Imperfekte Geometriebeschreibung: Mehrdeutige Bemaßungen Unvollständige Bemaßungen Mehrere Zeichnungsstände (Fertigungszeichnung, Funktionszeichnung, Prüfpläne) Imperfekte Geometrie: Ungenügende Prozessfähigkeit Nicht festgelegte Fertigungsgenauigkeit Abweichungen über der Zeit gemessen (SPC) Messtechnik ausreichend definiert?

8 Lösungsansatz über GPS festgelegt um: Quelle: Habilitationsschrift Prof. Sophie Gröger TU Chemnitz

9 Die GPS-Pyramide

10 Fertigung Die GPS-Matrix : Beispiel DIN EN ISO 1101 Konstruktion Fertigung Messen 1. Zeichnungsangaben 2. Definition der Toleranzen 3. Definition der Eigenschaften 4. Ermittlung der Abweichungen 5. Anforderungen an Messeinrichtungen 6. Kalibrieranforderungen

11 Motivation: Erleichterung der GPS-Prozessimplementierung (mit neuen Creo-Funktionen) GPS sieht vor das: Die Geometrie im 3D-Modell beschrieben wird Alle Eigenschaften des Produktes im 3D-Modell hinterlegt sind Diese Beschreibung eindeutig für jeden Betrachter sind Vorteil: PMI (Product & Manufacturing Information) im 3D übertragbar & standardisiert Direkt verwendbar in Fertigungsprozessen und auf Messmaschinen

12 Umsetzung von GPS in Creo: Ansatz: Creo kann 3D-Anmerkungen im Modell erzeugen (PMI) Creo 4 kann mit dem neuen Zusatzmodul GD&T Advisor GPS-konform Form- und Lagetoleranzen automatisch erzeugen / prüfen Diese sind in Fertigungs- und Messmaschinen lesbar Fast alle neuen Neutralformate unterstützen diesen Ansatz (z. B. Step 242, Creo View, JT, 3D-PDF ) kann diese Informationen ähnlich wie eine Messmaschine inkl. des funktionalen Zusammenbaus verarbeiten.

13 Vorteile von GPS in Creo: Am Beispiel einer Toleranzsimulation in In Anlehnung an eine Fallstudie der Fa. Cummins für Ford Quelle : U2U-2011 Vortrag von David Santos Baião, Process Development Engineer at Cummins

14 Toleranzkette Vorteile von GPS in Creo: Am Beispiel einer Toleranzsimulation in 3D-Bemaßungen (Annotation) werden in die Simulation übernommen als lesbare Toleranzkette Gesucht : Wie groß ist die Längung des Zahnriemens? Zahnriemenspanner Zahnrad Nockenwellenantrieb Nockenwelle Zylinderkopf Kurbelgehäuse Kurbelwelle Zahnrad Ölpumpenantrieb Gleitschiene Zahnriemen?

15 Vorteile von GPS in Creo: Am Beispiel einer Toleranzsimulation in Lösung : Der Zahnriemen längt sich durch toleranzbedingte Vorspannung - im Worst Case um ca. ± 0,4 mm - statistisch um ca. ± 0,145 mm für cpk = 1,3

16 Zusammenfassung Vorteile der GPS-Strategie: - GPS bringt alle notwendigen Informationen normgerecht an die 3D-Geometrie - Fasst alle Fertigungs- und Qualitätsvorgaben übersichtlich zusammen - Erleichtert die Erstellung von Zeichnungen - Ist unabhängig vom CAD-Format lesbar - Creo unterstützt eine normkonforme Erstellung dieser Angaben in 3D-Notizen mit dem GD&T Advisor - kann diese Angaben direkt verarbeiten - ermittelt die Funktionalität, die Qualität und Prozessfähigkeit von Produkten am digitalen Prototypen - GPS und sparen Zeit und Kosten im Entwicklungsprozess

17 INNEO Solutions GmbH Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!