CAD-I, Rechnerunterstützte Konstruktion

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1 1 CAD-I Einführung in die rechnerunterstützte Konstruktion Bilderumdruck Autor: Prof. Dr.-Ing. F.N. Rudolph Stand

2 2 Gliederung 1. Einleitung 2. Berufe und Arbeitsfelder im CAD-Umfeld 3. Die CAD-Systemarten 3.1 Was ist CAD? Begriffe und Definitionen 3.2 Bitmap-Grafik-Systeme 3.3 2D-CAD-Systeme /2D-CAD-Systeme 3.5 3D-CAD-Systeme 4. Modellierer für 3D-CAD-Systeme 4.1 Drahtmodellierer Geometrische Elemente von Drahtmodellierern Allgemeine Kurven 4.2 Flächenmodellierer Grundflächen Profilflächen Regelflächen Freiformflächen Ausrundungsflächen Beispiele 4.3 Volumenmodellierer Zelldekompositionsmodellierer Enumerationsmodellierer Verknüpfungsmodellierer Grenzflächenmodellierer Beispiele 4.4 Zusammenfassung und Vergleich der Modelle 5. Erstellen von Zeichnungen mit CAD-Systemen 5.1 Zeichnungsgeometrie 5.2 Schraffuren 5.3 Bemaßungen 5.4 Toleranzen 5.5 Geometrieattribute 5.6 Erstellen von Zeichnungen in 3D-CAD Systemen

3 3 6. Modellierungstechniken 6.1 Layertechnik 6.2 Schaltpläne 6.3 Bibliothekskonzepte 6.4 Stücklistengeneratoren 6.5 Konstruieren mit Randbedingungen 6.6 Technische Elemente 6.7 Teilestammsätze und Sachmerkmalleisten 6.8 Zeichnungsablage 7. Schnittstellen 7.1 Grafische Schnittstellen 7.2 Geometrische Schnittstellen

4 Vorrat Heizung Keller KELLERGESCHOSS MASSTAB 1 : cdr Grundriß

5 5 Bruchkante Vorderansicht Seitenansicht 73.cdr T-Träger

6 6 124.cdr Technische Zeichnung in Rastergrafik ;

7 7 Verschiebe die Kamera 125.cdr Quelle: Dornier Der Anzeigebegriff im 2D-CAD-System;

8 8 Aufsicht Seitenkontur Seitenansicht links Konturen der Aufsicht verdeckte Kanten 101.cdr 2D-Zeichnung mit drei Ansichten Seitenansicht oben

9 9 Vorderansicht linke Seitenansicht Rückansicht Aufsicht perspektivische Darstellung des Werkstückes 127.cdr Abbildung dreidimensionaler Objekte im 2D-CAD-System ;

10 Vorderansicht linke Seitenansicht Rückansicht Aufsicht 128.cdr Konstruieren im 2 1/2D-System ; perspektivische Darstellung des Werkstückes

11 11 Endpunkt Ebene 1 Ebene 2 Anfangspunkt Ebene 3 Strecke Kreis Ebene allg. Kurve 129.cdr Geometrieelemente im Raum ;

12 12 Modellraum Werkstückmodell Sichttunnel (Richtung, Target point, Ausschnitt, Slice-Ebene (Z-Ausschnitt)) 41.cdr Ansichtsbegriff im 3D-CAD-System 4. Modellierer für 3D-CAD-Systeme

13 13 V2 E1 V1 E5 E4 V4 E3 E6 E2 V3 130.cdr Tetraeder und Quader im Drahtmodell ;

14 14 Drahtmodell des Objektes Objekt 102.cdr Mehrdeutigkeit des 3D-Drahtmodells

15 15 Aufsicht Seitenansicht links Kanten der Aufsicht verdeckte Kanten Seitenkanten Kanten der Aufsicht Isometrische Ansicht 100.cdr Eine Welle konstruiert im Drahtmodell ; Seitenansicht oben

16 16 P2 P3 P3 P2 P1 P4 P3 P1 P4 P1 P4 P3 P2 P2 P2 P1 P4 P3 P1 P3 Legende: P4 80.cdr Typisches Verhalten von Bezierkurven P1 P2 Stützpunkte Kontrollpunkte Bezierkurve charakteristisches Polygon konvexe Hüllfläche P4

17 17 spitzer Übergang Segment 4 tangentialer Übergang Segment 1 Segment 2 Segment 3 Segment 5 Legende: Stützpunkte Kontrollpunkte Splinesegmente 2 Kontrollpunkte liegen aufeinander charakteristisches Polygon 81.cdr Kubische Splinekurve

18 18 B-Spline Grad 3 Bezierkurve (B-Spline Grad 8) char. Polygon (B-Spline Grad 1) B-Spline Grad cdr Vergleich zwischen einer Bezierkurve und B-Splines verschiedenen Grades ;

19 19 kanonisch beschreibbare Flächen Ebene Zylinder Kegel Torus Profilflächen Translationsfläche gerade Leitlinie Translationsfläche gekrümmte Leitlinie weitere Flächentypen Rotationsfläche Regelfläche Freiformfläche Ausrundungsfläche 115.cdr Quelle: Eigner Geometrietypen im Flächenmodell

20 cdr Quelle: Eigner Modellierungsformen für Freiformflächen

21 cdr Bezeichnungen an Regelflächen ; Stützkurven Isoparameterlinien im V-Richtung (Geraden) Isoparameterlinien in U-Richtung Randkurven

22 22 Isoparameterlinien Stützkurven Orientierung Orientierung Orientierung Orientierung 79.cdr Einfluß der Kurvenorientierung auf eine Regelfläche

23 cdr Beispiel für verschiedenen Konstellationen bei der Definition von Regelflächen ;

24 24 Profilkurve Isoparameterlinien in v-richtung (Geraden) Isoparameterlinien in u-richtung Randkurven Leitlinie 135.cdr Translationsfläche mit gerader Leitlinie ;

25 25 einfache Extrusion Leitkurven Rückgrat Leitkurven erzeugendes Profil Extrusion an 2 Leitlinien erzeugendes Profil #1 132.cdr Translationsflächen mit gekrümmten Leitlinien ; Extrusion mit 2 erzeugenden Profilen erzeugendes Profil #2

26 26 P14 P42 P13 P23 P34 P33 P12 P22 P32 P43 P44 P21 P31 P42 P11 P41 40.cdr Bezierflächenpatch F.N. Rudolph 1994

27 27 Stützpunkte isometrische Ansicht Isoparameterlinien Aufsicht 137.cdr Modellieren einer Freiformfläche aus parallelen Kurven ;

28 28 Stützpunkte isometrische Ansicht Isoparameterlinien Aufsicht 138.cdr Modellieren einer Freiformfläche aus nicht parallelen Kurven ;

29 29 Punkte liegen genau auf einer Sichtkante Punkte liegen nicht genau auf einer Sichtkante isometrische Ansicht Stützkurven Stützpunkte Isoparameterlinien Draufsicht schwingengende Sichtkante der Oberfläche 78.cdr Einfluß der Punkttopologie auf eine Oberfläche Isoparameterlinien Konstruktion der Stützpunkte Konstruktion der Randkurven Konstruktion der Freiformfläche aus Punkten werden Kurven aus Kurven werden Flächen 84.cdr Modellieren einer Fläche aus Randkurven ;

30 30 gerichtete Punktwolke Stützpunkte isometrische Ansicht Isoparameterlinien Aufsicht 136.cdr Modellieren einer Freiformfläche aus einer gerichteten Punktmenge ;

31 31 Fläche2 Fläche2 Fläche1 Fläche1 Ausrundungsfläche mit festem Radius Fläche2 Fläche2 Ausrundungsfläche mit Radienübergang Fläche1 Fläche1 ; 142.cdr Beispiele für Ausrundungsflächen mit konstantem und veränderlichen Radius

32 32 1 Fläche Ausgangsflächen und mögliche Selektionspunkte Fläche 2 Abrunden ohne Trimmen, variabler Radius Abrunden, beide Flächen getrimmt, variabler Radius, Selektionspunkte 1 und 4 Abrunden, beide Flächen getrimmt, variabler Radius, Selektionspunkte 2 und 3 Abrunden, Fläche 1 getrimmt, konstanter Radius, Selektionspunkte, 1 und (4 oder 3) Abrunden, beide Flächen getrimmt, konstanter Radius, Selektionspunkte 2 und cdr Verrunden zweier Planflächen ;

33 33 Ausgangsflächen Flächen verrundet und getrimmt 156.cdr Verrundung zwischen zwei Freiformflächen ;

34 34 Würfel mit Ausrundungsfläche angrenzende Flächen getrimmt Würfel mit Ausrundungsfläche Würfel aus 6 Flächen sichtbare Körperkanten verdeckte Körperkanten 149.cdr Arbeitsschritte bei der Oberflächenmodellierung eines Würfels ;

35 35 Fläche2 Fläche3 Fläche2 Fläche1 Fläche1 Fläche1 Ausrundungsflächen mit zwei Randflächen Ausrundungsflächen mit drei Randflächen Werkstück Würfel mit 3 Flächentypen 141.cdr Ausrundungsflächen zwischen zwei und drei Flächen ;

36 36 ohne Eckelement mit Eckelement 143.cdr Möglichkeiten der Kantenverrundung ; Drahtgeometrie fertiges Objekt abgeleitete Flächen 202.cdr Verrundungsflächen Oberflächenmodell eines Eckabgangs ;

37 37 Drahtgeometrie Rotationsflächen Freiformflächen und Verundungen fertiges Objekt 201.cdr Oberflächenmodell der Gravur einer Felge ;

38 cdr Flächenmodell eines Schuhleistens

39 cdr Stützkurven für einen Schuhleisten Isoparameterlinien 109.cdr Quelle: Tönshoff Flächenmodell eines Hüftknochen

40 cdr nach Foley Torus im Enumerationsmodell

41 cdr Oktree-Volumenmodell Wurzel voll leer

42 cdr nach Foley Zelldekompositionsmodell Kolben und Zylinder einer Pumpe im Zelldekompositionsmodell ; Kugel Zylinder Quader Kegel Pyramide Extrusion 84.cdr CSG-Volumenprimitive

43 43 Vereinigung Differenz Durchschnitt 172.cdr Die Anwendung der Booleschen Operatoren ;

44 cdr Einfluß der Reihenfolge im CSG-Baum ; +

45 45 Fall 1 Fall 2 Fall 3 Fall cdr Verschiedene Möglichkeiten bei der Konstruktion einer Paßfeder ;

46 cdr Werkbild Renk Schweißkonstruktion als Volumenmodell

47 47 Ausgangskörper Erstellen des ersten Basiskörpers durch Vereinigung und Subtraktion Erstellen des zweiten Basiskörpers durch Vereinigung Erstellen des Fertigteils als Durchschnitt der beiden Basiskörper 213.cdr

48 48 Modellierung eines Halters mit Booleschen Operationen Beschreibung durch Randflächen (B-Rep) Beschreibung durch Volumenprimitiva und deren Verknüpfungen (CSG) - - K 2 K 1 K 1 K - = Grundkörper = Subtraktion 103.cdr Gegenüberstellung von B-Rep und CSG Modellierer

49 49 v1 f1 e1 Zyl f1 f2 f3 e2 f2 e1 e2 e3 v2 e3 f3 vereinfachte Euler-Poincáre-Gleichung: vertices - edges + faces = 2 * shell Eckpunkte - Kanten + Flächen = 2 * Hüllen 46.cdr nach Tönshoff B-Rep Struktur eines Zylinders v1 v2 winged Edge Datenstruktur Euler-Poincaré: Vertices - Edges + Faces - Rings + 2 Geni - 2 Shells = 0 Operator V -E F -R 2G -2S Σ mev mef makeshell m2rh kfmrh kemr mvfs cdr Euler Operatoren von B-Rep-Modellierern

50 50 mev make edge vertex erzeuge Kante und Eckpunkt mef make edge face erzeuge Kante und Fläche makeshell erzeuge Körper m2rh make 2 rings hole erzeuge Genus kfmrh kill face make ring hole erzeuge Loch kemr kill edge make ring erzeuge Ring mvfs make vertex face shell Erzeuge Körper ohne Randfläche Erläuterung der Euler Operatoren ;

51 51 5. Erstellen von Zeichnungen mit CAD-Systemen

52 52 23.cdr

53 53 Fertigungszeichnung 208.cdr Schriftfeld einer Fertigungszeichnung ;

54 54 funktionsbezogene Bemaßung fertigungsbezogene Bemaßung prüfbezogene Bemaßung 175.cdr Verschiedene Arten der Bemaßung ;

55 55 Kettenbemaßung Bezugskante Bezugskantenbemaßung Bruchkante Körperkante Maßhilfslinienabstand Maßzahl Maßlinie Maßpfeil Maßhilfslinienüberstand 174.cdr Begriffe bei der Bemaßung ; Maßhilfslinie

56 56 korrekt getrimmte Geometrie korrekt getrimmte Geometrie mit Insel zwei Linien liegen übereinander Geometrie nicht korrekt getrimmt 176.cdr Beispiele für die Anwendung des Basisalgorithmus für die Schraffur ;

57 57 Fehlerhafte Schraffuren Korrekturlinien (versetzt gezeichnet) 49.cdr Fehler bei der automatischen Schraffur und deren Korrektur ;

58 Ing.-Büro Muster mann Projekt: Ma 741 stab: 1 : 200 Plan: Datum: LAGEPLAN cdr Lageplan

59 59 96.cdr Maße und Form- und Lagetoleranzen in einer Fertigungszeichnung

60 60 Untersicht Seite rechts Seitelinks Vorderansicht Rückansicht Draufsicht Draufsicht Seite links Rückansicht Seite rechts Vorderansicht Untersicht 178.cdr Anordung der Ansichten nach DIN 6, Methode 1 ;

61 61 Draufsicht Seitelinks Vorderansicht Seite rechts Rückansicht Untersicht Draufsicht Seite links Rückansicht Seite rechts Vorderansicht Untersicht 179.cdr Anordung der Ansichten nach DIN 6, Methode 2 ;

62 62 rechnerinterne Darstellung Anzeigemaßstab Bildschirm mit Fenstern Ansichten (Views) Zeichnung (Drawing) Ansichtsmaßstab Rückansicht Seitelinks Untersicht Draufsicht Seite rechts Vorderansicht Ausgabegerät Ausgabemaßstab Weltmaßstab 180.cdr Zusammenhang zwischen Zeichnung und 3D Modell ; Zeichnungserstellung aus einem CSG-Modell

63 63 Layer 1 Layer 2 Layer cdr Ebenentechnik für die Zeichnungsorganisation

64 64 6. Modellierungstechniken Modifikation von Geometrie durch assoziative Bemaßung Parametrisches Konstruieren Problemsituation beim parametrischen Konstruieren b1 a (a-b3)/2 b3 90.cdr Parametrisches Konstruieren mit Abhängigkeiten a

65 65 Funktion Dreieck( A, B, C) x1 = 0; y1 = 0; y2 = 0; x2 = x1 + B; y3 = C; x3 = sqrt( A * A - C * C); line( x1, y1, x2, y2); line( x2, y2, x3, y3); line( x3, y3, x1, y1); A return(ok); end; 91.cdr Variantenprogramm Dreieck P1 P3 B P2 C

66 66 f1 = x2 - x1 - B = 0 f2 = y3 - y2 - C = 0 f3 = (x3- x1) 2 + (y3 - y1) 2 - A 2 = 0 f4 = x1 = 0 f5 = y1 = 0 f6 = y2 - y1 = 0 alternativ f6 = y2 = 0 A P3 C P1 B P2 92.cdr Dreieck mit algebraischen Randbedingungen

67 67 Bezeichnung Objekte Gleichung horizontaler Abstand vertikaler Abstand linearer Abstand P1, P2 P1, P2 P1, P2 x1 - x2 - D = 0 y1 - y2 - D = 0 (x1 - x2) 2 + (y1 - y2) 2 - D 2 = 0 Abstand Punkt zu Linie P1, P2,P3 u x v - D = 0 mit (x3 - x2) u = P2, P3 i + (y3 - y2) P2,P3 j v = ( x2 - x1) i + (y2 - y1) j 93.cdr Algebraische Randbedingungen

68 68 Stetigkeit Tangentenstetigkeit Richtungsrelation Parallelität Kollinearität Konzentrizität 94.cdr Geometrische Randbedingungen

69 69 2r 1 r 1 r 1 r 2 2r 2 r 2 62.cdr šbersetzen von Tangentialbedingungen in Winkelbeziehungen

70 70 C CA-Set A α B ca={(a,b), (A,C)} orientation((a,b),ca)=0 orientation((a,c),ca)=α B CD-Set A d r = {A ; B} ca = { (A, B) } angle_ca(r, ca) position(a,r) =0 =(0,0) position(b,r) = ( d, 0 ) orientation((a,b),ca) = 0 63.cdr F.N. Rudolph 1995 Aufbau von Winkel- und Abstandsconstraints

71 cdr Zusamenstellung im 3D-CAD-System 11

72 cdr Darstellung der Randbedingungen

73 73 37.cdr Etikettkasten mit Randbedingungen

74 74 38.cdr Etikettkasten mit Randbedingungen, vergrößert F.N. Rudolph 1994

75 75 39.cdr Vereinfachte Montagezeichnung eines Etikettkastens F.N. Rudolph 1994

76 76 33.cdr Hydrauliksteuerblock

77 77 A B P T Z1 2 X B Y Z2 B A M2 1 M1 A L 34.cdr Hydraulikschaltplan

78 78 Signal S1 Signal S2 Fall A Signal S1 Fall B Signal S1 Signal S3 Fall C 192.cdr Problematik der Signalnamen beim Löschen

79 79 Technisches Element geometrische Darstellung Elementinformationen (nach definierter Semantik) geometrische Parameter - Ort - Teilkreisdm. - Anz. Bohr. - Bohrdm technologische Parameter - Toleranzen - Beziehungen - Oberflächen - Bearbeitung -... heutige CAD-Modelle Arbeitspläne, NC-Programme, etc. zukünftige produktorientierte CAD-Modelle 20.cdr Begriffsdefinition: Technisches Element

80 80 anreißen zum Abkanten nur körnen Legende: Bearbeitungskanten Anreißkanten Körnpunkte setzen nicht verschachtelbare Innenkontur 15.cdr Technische Elemente in Layertechnik F.N. Rudolph 1994

81 81 Geometrisches Modellieren mit Kurven, Flächen und Volumina konventionelles Konstruieren Modellieren mit Technischen Elementen objektorientiertes Konstruieren Elementerkennung Planungselemente aus Geometrieelementen Elementumwandlung Konstruktionselemente in Planungselemente Automatische Arbeitsplanung - Verarbeitung von Elementinformationen - automatisierte Rohteilermittlung - automatisierte Auswahl von Fertigungsmitteln - automatisierte Schnittaufteilung - automatisierte Vorgabezeitermittlung 22.cdr Wege zur automatischen Arbeitsplanung 6. Schnittstellen

82 Ing.-B^ro Muster mann Projekt: Ma 741 stab: 1 : 200 Plan: Datum: LAGEPLAN cdr Lageplan nach Datentausch

83 83 Text: Helvetica 118.cdr Vorlage für einen Datentausch

84 cdr Veränderte Geometrie nach dem Datentausch

85 85 Übungsaufgaben CAD I 1) Nennen Sie 2 Modellierungsmethoden für 3D-CAD Systeme. 2a) Was bedeutet assoziative Bemaßung? 2b) Kann man mit assoziativer Bemaßung sinnvoll die Modellierung von Variantenkonstruktionen betreiben? 3) Benennen und beschreiben Sie 4 wichtige Maßstäbe, die in CAD-Systemen Verwendung finden. 4a) Was versteht man unter einem B-Rep-Modellierer? 4b) Benennen Sie 4 Operatoren des B-Rep-Modellierers? 5) Ein Unternehmen sucht ein CAD-System, um die Gehäuse für Haartrockner zu konstruieren. Welchen CAD-Systemart und welchen Typ von Modellierer sollte es sinnvollerweise einsetzen? Begründen Sie Ihre Entscheidung. 6) Wie unterscheiden sich Zeichnungs- und Modellgeometrie? Erläutern Sie die Begriffe an jeweils einem Beispiel. 8) Warum wählt als Modellmaßstab nicht immer 1:1? 9) Ein Unternehmen stellt Dieselmotoren her und setzt zu deren Konstruktion ein 2-D CAD System mit einem Bibliothekskonzept und Stücklistengenerator ein. Worin besteht die Problematik aus den 2D-Zeichnungen automatisch Stücklisten abzuleiten? 10) Nennen Sie 5 verschiedene Flächentypen und erläutern sie die Erstellungsmethoden am CAD-Bildschirm. 11) Sie beobachten einen Konstrukteur bei der Arbeit. Er modelliert ein Werkstück, indem er Grundkörper erzeugt und diese miteinander verknüpft. Die Grundkörper sind in dem Werkstück weiterhin vorhanden und zu einem späteren Zeitpunkt noch änderbar, um so den iterativen Konstruktionsprozeß zu unterstützen. Der Konstrukteur läßt sich Verschneidungen und verdeckte Kanten berechnen. a) Handelt es sich um ein 2D, ein 2 1/2 D oder ein 3D CAD-System? Begründen Sie Ihre Antwort. (1) b) Welche Art des Modellierers liegt vor? Begründen Sie Ihre Antwort. (2) c) Welche Art der Werkstücke läßt sich mit diesem System schlecht modellieren? Warum? (2) d) Können Sie verdeckte Kanten und schattierte Darstellungen aus dem rechnerinternen Modell ableiten? Begründen Sie Ihre Antwort. (1) 12) Beschreiben Sie die Aufgaben von grafischen und geometrischen Schnittstellen. (4) 13) Beschreiben Sie den prinzipiellen Aufbau und die Funktionsweise eines Stücklistengenerators. Was müssen Sie berücksichtigen, wenn Sie einen Stücklistengenerator in einem 2D-CAD System einsetzen? (4) 14) Sie wollen ein CAD-System für den Schaltplanentwurf entwickeln. a) Worin besteht der Unterschied zur rein geometrischen Konstruktion? (1) b) Welche Informationen muß das Element Symbol tragen? (2) c) Worauf müssen Sie achten, wenn ihr System Stücklisten, Signal- und Verbindungslisten automatisch erstellen soll? (3) 15) Was versteht man unter einem Flächenmodell? Benennen Sie charakteristische Geometrietypen. (4) 16) Nennen Sie 2 Modellierungsmethoden für 3D-CAD Systeme. 17a) Was bedeutet assoziative Bemaßung? 17b) Kann man mit assoziativer Bemaßung sinnvoll die Modellierung von Variantenkonstruktionen betreiben? Begründen Sie Ihre Ansicht.

86 86 18) Sie beobachten einen Konstrukteur bei der Arbeit. Er modelliert ein Werkstück, indem er Grundkörper erzeugt und diese miteinander verknüpft. Die Grundkörper sind in dem CAD-Modell weiterhin vorhanden und zu einem späteren Zeitpunkt noch änderbar, um so den iterativen Konstruktionsprozeß zu unterstützen. Der Konstrukteur läßt sich Verschneidungen und verdeckte Kanten berechnen. a) Handelt es sich um ein 2D, ein 2 1/2 D oder ein 3D CAD-System? Begründen Sie Ihre Antwort. (1) b) Welche Art des Modellierers liegt vor? Begründen Sie Ihre Antwort. (2) c) Welche Art der Werkstücke läßt sich mit diesem System schlecht modellieren? Warum? (2) d) Können Sie verdeckte Kanten und schattierte Darstellungen aus dem rechnerinternen Modell ableiten? Begründen Sie Ihre Antwort. (1) 19) Beschreiben Sie die Aufgaben von grafischen und geometrischen Schnittstellen. (4) 20) Wodurch unterscheiden sich Flächenmodellierer von B-Rep-Modellierern? 21) Sie wollen die Konstruktion von Varianten in Ihrem Betrieb wirksam unterstützen. Bei der Analyse des Problems stellen Sie fest, daß die Konstrukteure nur wenige Teilefamilien variieren, die in sich topologisch gleich sind. Welchen Ansatz wählen Sie? Begründen Sie Ihre Entscheidung. 22) Nennen Sie 2 Modellierungsmethoden für 3D-CAD Systeme. 23a) Was bedeutet assoziative Bemaßung? 23b) Kann man mit assoziativer Bemaßung sinnvoll die Modellierung von Variantenkonstruktionen betreiben? 24) Benennen und beschreiben Sie 4 wichtige Maßstäbe, die in CAD-Systemen Verwendung finden. 25) Erläutern Sie die Funktionsweise eines B-Rep-Modellierers? 26) Ein Unternehmen sucht ein CAD-System, um die Gehäuse für Haartrockner zu konstruieren. Welchen CAD-Systemart und welchen Typ von Modellierer sollte es sinnvollerweise einsetzen? Begründen Sie Ihre Entscheidung. 27) Wie unterscheiden sich Zeichnungs- und Modellgeometrie? Erläutern Sie die Begriffe an jeweils einem Beispiel. 28) Warum wählt als Modellmaßstab nicht immer 1:1? 29) Nennen Sie 5 verschiedene Flächentypen und erläutern sie die Erstellungsmethoden am CAD-Bildschirm. 31) Wie unterscheiden Sie 2D- und 3D-CAD-Systeme? Erläutern Sie die Unterschiede, wie entstehen die verschiedenen Ansichten in den beiden Systemen. 32) Sie konstruieren mit einem 3D-CAD-System (Volumenmodell) ein Einfamilienhaus. Beschreiben Sie die prinzipiellen Arbeitsschritte vom leeren Modell bis zur fertigen Zeichnung. 33) Sie wollen eine Brücke mit einem Fachwerk als Tragwerk konstruieren mit einem 3D-Drahtmodellierer konstruieren. Das CAD-Modell soll sowohl für die Erstellung der Bauzeichnungen genutzt werden, als auch zur Visualisierung mit fotorealistischen schattierten Darstellungen. 33a) Warum ist der Drahtmodellierer für diese Aufgabe nicht geeignet? 33b) Welcher Modellierertyp wäre ideal geeignet? Begründen Sie Ihre Aussage. 34) Erläutern Sie Die Arbeitsweise beim Constraint-Modelling. Nennen und erläutern Sie typische Fehlermeldungen des Modellierers.

87 87 8. Literaturverzeichnis In den folgenden Literaturstellen finden Sie weitere Informationen zu den Themen Integration und Anpassung von CAD-Systemen: [/$lit_bjo87$/ ] O. Bjorke. Advanced Production System - CAD/CAM for the Future, Tapir Publisher, Trondheim, [/$lit_rud91a$/ ] F.N. Rudolph. Integration von Konstruktion und Arbeitsplanung auf der Basis objektorientierter CAD-Modelle. In Proceedings AWF- Symposium Integrierte Arbeitsplanung. Hannover, November Die folgenden Literaturstellen führen Sie anwendungsnah in das Thema CAD ein: [$lit_eim84/$ ] M. Eigner, H. Maier. Einstieg in CAD. Carl-Hanser-Verlag, München Wien, [/$lit_eim82$/ ] M. Eigner, H. Maier. Einführung und Anwendung von CAD- Systemen. Carl-Hanser-Verlag, München Wien, In den folgenden Literaturstellen finden Sie weitere Informationen zu den Themen Mathematische Beschreibung der geometrischen Elemente: [/$lit_ald86$/ ] B. Aldefeld. Rule-Based Approach to Variational Geometry. In Knowledge Engineering and Computer Modelling in CAD, pp , [/$lit_ald88$/ ] B. Aldefeld. Variation of Geometry based on a geometricreasoning method. CAD, Vol. 20, No. 3, pp April [/$lit_elv89/$ ] B. Eggen, N. Luscher, M.-J. Vogt. Numerische Methoden im CAD. Vieweg Verlag, Braunschweig, [/$lit_far94/$ ] G. Farin. Kurven und Flächen im Computer Aided Design. Vieweg Verlag, Braunschweig, [/$lit_fol94/$ ] J.D. Foley, A. van Dam, et al. Grundlagen der Computergraphik. Addison-Wesley, Bonn, [/$lit_gri92$/ ] I. Grieger. Graphische Datenverarbeitung. Springer Verlag, Berlin, [/$lit_hos92/$ ] M. Hosaka. Modelling of Curves and Surfaces in CAD/CAM. Springer-Verlag, Berlin, [/$lit_kop89/$ ] H. Kopp. Graphische Datenverarbeitung. Carl Hanser Verlag, München, [/$lit_män88/$ ] M. Mäntylä. Solid Modeling. Computer Science Press, Rockville, [/$lit_sut63$/ ] I.E. Sutherland. Scetchpad: A Man-Maschine Graphical Communication System. PhD-thesis MIT, Lincoln, Lexington, MA, January [/$lit_tor93$/ ] H. Toriya, H. Chiyokura (Eds.). 3D CAD. Springer-Verlag, Berlin, Zeichnungserstellung und innerbetriebliche Organisation [/$lit_hoi90$/ H. Hoischen. Technisches Zeichnen. Cornelsen Verlag Schwann- Girardet, Düsseldorf [/$lit_wie89$/ ] H.-P. Wiendahl. Betriebsorganisation für Ingenieure. 3. Auflage. Carl Hanser Verlag, München, Wien, In der folgenden Literaturstelle finden Sie weitere Informationen zu dem Thema Historie: [/$lit_ros89$/ ] D.T. Ross. The Early Days of CAD. In Preprints of the International Symposium on Advanced Geometric Modelling for Engineering Applications, pp. 32Ä40, Berlin, November 1989.