Koordinatenmesstechnik und CAX-Anwendungen in der Produktion

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1 Koordinatenmesstechnik und CAX-Anwendungen in der Produktion Grundlagen, Schnittstellen und Integration Bearbeitet von Tilo Pfeifer, Dietrich Imkamp 1. Auflage Buch. 184 S. Hardcover ISBN Format (B x L): 16,8 x 23,2 cm Gewicht: 488 g Weitere Fachgebiete > Technik > Elektronik > Sensorik Zu Inhaltsverzeichnis schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 4.1 CAD-Modelle für die Koordinatenmesstechnik 27 Verwendung und Übertragung der CAD-Daten der Werkstückgestalt Die an die Software zur Messablauferzeugung übertragene Werkstückgestalt kann im Wesentlichen für zwei Aufgaben genutzt werden. Zum einen können aus der Gestalt die Sollmaße direkt abgeleitet werden. Gerade bei Kurven- oder Freiformflächenmessungen ist eine Messablauferzeugung ohne die aus dem CAD-System übernommene Sollgestalt kaum denkbar. Weiterhin kann das CAD-Modell der Sollgestalt bei der Gestaltung der Verfahr- und Antastwege genutzt werden (Bild 4.3). Damit verknüpft ist die Simulation des Messablaufes zur Kollisionskontrolle, die ohne ein CAD-Modell kaum möglich ist (Kapitel 5.1). Die Möglichkeiten, die Gestaltinformationen aus dem CAD-System bei der Messablauferzeugung zu verwenden, hängen wesentlich von der Art der CAD-Daten und dem Übertragungsprozess an die Software zur Messablauferzeugung ab, sofern eine solche Übertragung erforderlich ist und der Ablauf nicht direkt im CAD-System erstellt wird. Wenn eine vom CAD-System unabhängige Software verwendet wird, müssen die im CAD-System erzeugten Daten entweder an die zur Messablauferzeugung verwendete Software übertragen werden (Bild 4.4) oder in dieser Software muss ein Mechanismus existieren, mit dem über eine geeignete Schnittstelle direkt auf das CAD-Modell im CAD-System zugegriffen wird. Das letztere Verfahren stellt eine echte Direktschnittstelle dar, obwohl dieser Begriff auch oft für herstellerspezifische Schnittstellen verwendet wird. Unabhängig von dem Übertragungsverfahren kann es auf dem Weg vom CAD-System zur Software für die Messablauferzeugung zu Informationsverlusten kommen. Dies betrifft insbesondere Informationen über die Bemaßung, obwohl viele Schnittstellen die Übertragung von Bemaßungen zulassen. Es fehlt jedoch oft die Implementierung bei kommerziell erhältlichen Schnittstellen.

3 28 4 Rechnergestützte Eingangsinformationen und die Messablauferzeugung Ableitung von Sollwerten Auswahl von Messelementen in der CAD- Ansicht Definition von Messpunkten und Scanningmesswegen in der CAD-Ansicht Bild 4.3 Nutzung von CAD Gestaltinformationen zur Messablauferzeugung

4 4.1 CAD-Modelle für die Koordinatenmesstechnik 29 CAD-System CAD-Modell: Gestaltsmodell Bemaßung standardisierte neutrale Formate: IGES, VDAFS, STEP, SET herstellerspezifische Formate: z. B. ACIS, DXF Schnittstelle Direkt Schnittstelle Schnittstelle Messablauferzeugungssoftware (CAD basiert) CAD-Kern Übertragungsumfang der Schnittstelle Übertragungsumfang des Formates Übertragungsumfang der Schnittstelle CAD-Modell möglicher Informationsverlust CAD-Kern der Messsoftware Bild 4.4 Übertragung der CAD-Informationen Die Gestaltinformationen werden zumeist vollständig übertragen. Dennoch hängt der Informationsgehalt von der Art des zugrunde liegenden CAD-Modells ab. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass auch die verwendeten Schnittstellen unter Umständen die Art des CAD- Modells beeinflussen (Bild 4.5). Beispielsweise können über VDAFS nur Linien- und Flächenmodelle übertragen werden [DIN 86, VDA 87]. Selbst wenn im CAD-System ein Volumenmodell konstruiert wurde, wird bei der Übertragung mit VDAFS im empfangenden System nur ein Flächenmodell ankommen, da in diesem Format keine Volumenmodelle definiert sind. Das Volumenmodell wird für die Übertragung in ein Flächenmodell umgewandelt.

5 30 4 Rechnergestützte Eingangsinformationen und die Messablauferzeugung Linien Flächen Volumen Bemaßung VDAFS X X IGES X X (X) (X) STEP X X X (X) neutrale, standardisierte Formate DXF X X (bis ACAD12) ACIS X X X X=unterstützt und häufig implementiert, (X)=unterstützt herstellerspezifische Formate Bild 4.5 Übertragungsumfang verschiedener Schnittstellenformate Die Bilder 4.6 bis 4.11 zeigen die Verwendung von verschiedenen Arten von CAD-Modellen zur Messablauferzeugung in den Softwareprodukten CALYPSO [Zei 04] und HOLOS [Zei 00] der Firma Carl Zeiss. Bei der Verwendung eines Volumenmodells werden alle regelgeometrischen Elemente der Produktgestalt, wie beispielsweise der in Bild 4.6 hervorgehobene Zylinder, richtig erkannt und können ohne Anpassung bei der Messablauferzeugung genutzt werden. In einem Flächenmodell existiert das geometrische Element eines Zylinders nicht. Daher wird der Zylinder durch seine Begrenzungsfläche dargestellt. Aufgrund der verwendeten mathematischen Beschreibung werden bei dem in Bild 4.7 gezeigten Beispiel zwei Halbschalen zur Beschreibung der Zylinderbegrenzungsfläche genutzt. Die dort verwendete Software [Zei 04] ist in der Lage aus diesen Halbschalen einen Zylinder abzuleiten. Der aus den CAD-Daten des Zylinders ermittelte Durchmesser entspricht jedoch nicht dem ursprünglichen Konstruktionswert des Volumenmodells (Bild 4.6). In diesem Beispiel wurde für die Übertragung eine zu geringe Übertragungsgenauigkeit verwendet, so dass die Approximationsgenauigkeit des Zylinders durch die Halbschalen für eine richtige Übertragung

6 4.1 CAD-Modelle für die Koordinatenmesstechnik 31 des Konstruktionswertes nicht ausreicht. Flächenmodelle sind aus diesen Gründen für die Übertragung von CAD-Daten von regelgeometrischen Teilen nur bedingt geeignet. Bild 4.6 Verwendung eines 3D Volumenmodells Bei der Messung von Freiformflächen (z. B. Karosserieteilen, Schmiedewerkzeugformen) kommen Flächenmodelle sehr häufig zum Einsatz [Kln 92] (Bild 4.8), weil meistens keine Volumenmodelle für derartige Teile aufgrund ihrer komplexen datentechnischen Beschreibung zur Verfügung stehen. Die Information des Flächenmodells ist für viele Messaufgaben ausreichend, da an Freiformflächenbauteilen vorwiegend die Abstände von Messpunkten auf der Istgestalt zur Oberfläche der Sollgestalt, die durch das CAD- Flächenmodell repräsentiert wird, ermittelt werden.

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