Nutzung des Rechners zur Modellierung von Produktkomponenten. Begriff eingeführt: 1957 in USA durch D.T. Ross

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Nutzung des Rechners zur Modellierung von Produktkomponenten. Begriff eingeführt: 1957 in USA durch D.T. Ross"

Ferdinand Burgstaller
vor 8 Jahren
Abrufe

1 Gliederung 3. Grundlagen der geometrischen Modellierung 3.1 Einführung 3.2 Arbeitsweise von CAD-Systemen 3.3 Modellierungskonzepte 3.4 Planung Komponenten Einsatzplanung 3.5 Einzelteile Modellierungsansätze Feature Skizziertechnik Parametrik und Assoziativität 3.6 Baugruppen Kombination von Einzelteilen Einsatz von Norm- und Kaufteilen 3.1 CAD - Einführung 3-01 CAD - Was ist das? Nutzung des Rechners zur Modellierung von Produktkomponenten CAD = Begriff eingeführt: 1957 in USA durch D.T. Ross eines der wichtigsten i Hilfs- und dab Arbeitsmittel i ldes Ingenieurs von heute, speziell im Konstruktions- und Entwicklungsprozess Ziel ist, Produktkomponenten eindeutig zu beschreiben Seite 1

1 CAD - Einführung 3-01 CAD - Was ist das? Nutzung des Rechners zur Modellierung von Produktkomponenten CAD = Begriff eingeführt: 1957 in USA durch D.T.

2 3.1 CAD - Einführung Zusammenstellung der Fertigungsunterlagen 3-02 Darstellung des funktionellen Konzeptes fertigungsgerechte Darstellung aller benötigten Teile Alle Zeichnungen eines Produktes Darstellung, wie Teile zusammengebaut sind 3.1 CAD - Einführung Konventioneller Zeichnungen 3-03 Zusammenbauzeichnung einer Baugruppe Antriebswelle Transparentzeichnungen ec Quelle Schließer / Schlindwein / Steinhilper: Konstruieren und Gestalten ; Tusche auf Transparentpapier anspruchsvolle Technik der Zeichnung Viele Blätter und Ansichten, um alle Details eindeutig zu beschreiben komplizierte Änderung beschränkte Lebensdauer umständliche Archivierung aufwendige Verteilung Seite 2

1 CAD - Einführung Konventioneller Zeichnungen 3-03 Zusammenbauzeichnung einer Baugruppe Antriebswelle Transparentzeichnungen ec Quelle Schließer / Schlindwein /

3 3.1 CAD - Einführung 2D CAD - Charakteristik Verlagerung der Zeichnungserstellung auf den Rechner typisch bis Anfang der 90er Jahre Vorteile: hoher Komfort bei der Erstellung der Zeichnungen einfache Änderung problemlose Anfertigung von Kopien einfache Archivierung Sicherung aller Änderungszustände einfache Verteilung 3-04 ungelöste Probleme: 3.1 CAD - Einführung 3D-CAD - Charakteristik 3-05 Vorteile: Modellierung der räumlichen Gestalt, d.h. der originalen Darstellung einfache Ableitung beliebiger Darstellungen (Zeichnungen, Bilder, ) Weiterverwendung der Daten in Applikationen zur Berechnung Optimierung Simulation Fertigung Probleme: Seite 3

3-04 ungelöste Probleme: 3.1 CAD - Einführ

4 3.1 CAD - Einführung 3D-CAD System SOLIDWORKS 3-06 Leistungsfähiges 3D-CAD System vor allem für einfachere und mittelkomplexe Anwendungen geeignet in kleinen und mittleren Unternehmen weit verbreitet preiswert auch auf normaler Hardware lauffähig voll integriert in das WINDOWS-BetriebssystemGeometriekern Parasolid von UGS (UNIGRAPHICS) Viele Zusatzanwendungen PhotoWorks photorealistische Darstellung FeatureWorks Erkennung von Features SolidWorks Toolbox Normteile SolidWorks Animator Erstellung bewegter Animationen SolidWorks Piping Rohrkonstruktionen CosmosWorks FEM-Berechnung FlowWorks Strömungssimulation edrawings Veröffentlichung von Informationen 3.1 CAD - Einführung 3D-CAD System SOLIDWORKS 3-07 Technische Voraussetzungen Pentium - oder AMD Athlon - klassen Prozessor (>= 350 MHz) Microsoft Windows 2000 oder XP 256 MB RAM oder mehr CD-ROM Laufwerk Internet Explorer 5.x oder höher Lizenzierung ggw. 300 Lizenzen an der Fakultät Maschinenwesen nutzbar in allen CAD-Labors sowie an lokalen Arbeitsstationen in Studentenwohnheimen Voll-Lizenz Studentenlizenz SolidWorks Student Design Kit (SDK) Seite 4

Darstellung FeatureWorks Erkennung von Features SolidWorks Toolbox Normteile SolidWorks Animator Erstellung bewegter Animationen SolidWorks Piping Rohrkonstruktionen CosmosWorks FEM-Berechnung

5 3.2 Arbeitsweise von CAD-Systemen 3-08 Struktur eines CAD-Systems CAD-System Zusatzmodul Zusatzmodul Zusatzmodul Schnittstelle API Systemfunktionen Benutzeroberfläche Zugriff zum Datenaustausch Zugriff durch Makros und Programme A pplication P rogramming I nterface interaktiver Zugriff durch den Anwender Modellier-Kern 3.2 Arbeitsweise von CAD-Systemen Modellier-Kern 3-09 Aufgaben widerspruchsfreie und vollständige Darstellung der Geometrieinformationen komplexe und umfangreiche Datenstrukturen komplizierte und aufwendige Analyse-, Synthese und Manipulationsfunktionen Einsatz z Linienmodell (Drahtmodell) P 0 r 0 r es existieren mehrere bedeutende Modellier-Kerne (Modellierer) häufig für verschiedene CAD-Systeme genutzt x v P y r r r f : = + λ v 0 Seite 5

2 Arbeitsweise von CAD-Systemen Modellier-Kern 3-09 Aufgaben widerspruchsfreie und vollständige Darstellung der Geometrieinformationen komplexe und umfangreiche Datenstrukturen komplizierte

6 3.2 Arbeitsweise von CAD-Systemen Systemfunktionen 3-10 CAD-System spezifische Funktionen zur Datenaufbereitung Verarbeitung Darstellung 3.2 Arbeitsweise von CAD-Systemen Zusatzmodule 3-11 erweitern den Standard um optionale Funktionen und Methoden je nach Bedarf aktivierbar z.b. in SolidWorks: Seite 6

2 Arbeitsweise von CAD-Systemen Zusatzmodule 3-11 erweitern den Standard um

7 3.2 Arbeitsweise von CAD-Systemen Schnittstellen 3-12 Import und Export der CAD-Daten dient dem Datenaustausch mit anderen CAD-Systemen und Applikationen z.b. in SolidWorks: 3.2 Arbeitsweise von CAD-Systemen Methoden des Datenaustausches 3-13 Seite 7

CAD-Systemen und Applikationen z.b. in SolidWorks: 3.

8 3.2 Arbeitsweise von CAD-Systemen API 3-14 Möglichkeit auf Daten und Funktionen des CAD-Systems aus anderen Programmen zuzugreifen OLE Unterstützung Integration in WORD, EXCEL,... z.b. in SolidWorks: VisualBasic - Unterstützung 3.2 Arbeitsweise von CAD-Systemen Benutzeroberfläche 3-15 Interaktionen mit dem Benutzer Seite 8

in WORD, EXCEL,... z.b. in SolidWorks: VisualBasic - Unterstützung 3.

9 3.2 Arbeitsweise von CAD-Systemen Komponenten moderner Benutzeroberflächen CAD - Modellierungskonzepte 3-17 Unterschiede zwischen digitaler Grafik und Geometrie Digitales Grafikmodell Digitales Geometriemodell Quelle: Abramovici; ITM, Bochum Seite 9

3 CAD - Modellierungskonzepte 3-17 Unterschiede zwischen

10 3.3 CAD - Modellierungskonzepte Gliederung von digitalen Geometriemodellen 3-18 Geometriemodelle 2D-Modelle 3D-Modelle Punktmodelle Kantenmodelle Flächenmodelle Kantenmodelle Flächenmodelle Volumenmodelle Quelle: Abramovici; ITM, Bochum 3.3 CAD - Modellierungskonzepte Kantenmodell 3-19 nur Position von Punkten und verbindenden Linien sind modelliert keine Verdeckungsalgorithmen Rauminformation muss ins Modell interpretiert werden Seite 10

11 3.3 CAD - Modellierungskonzepte Grenzen der Kantenmodellierung 3-20 Quelle: ITM, Bochum 3.3 CAD - Modellierungskonzepte Flächenmodell 3-21 zusätzlich zu den Kanten und Endpunkten werden noch die Flächen hinterlegt, welche aufgespannt werden Verdeckungsalgorithmen anwendbar räumliche Darstellung möglich Seite 11

3 CAD - Modellierungskonzepte Flächenmodell 3-21 zusätzlich zu den Kanten und

12 3.3 CAD - Modellierungskonzepte Flächentypen 3-22 Quelle: Prof. Prautzsch, Karlsruhe Quelle: Blank, PE mit 3D-CAD 3.3 CAD - Modellierungskonzepte Begrenzungsflächenmodell (B-Rep) 3-23 basiert auf einfachem Flächenmodell zusätzliche Information über Lage des Materials Seite 12

3 CAD - Modellierungskonzepte Begrenzungsflächenmodell (B-Rep) 3-23

13 3.3 CAD - Modellierungskonzepte Vollkörpermodell (CSG) 3-24 Modell entsteht durch Verknüpfung von einfacheren Elementarkörpern 3.3 CAD - Modellierungskonzepte Vergleich der Modellierungsarten 3-25 Funktion CSG-Modell Kantenmodell Flächenmodell B-Rep- Modell Hybridmodell verdeckte Kanten Bedingt Schnitte Schattierung Flächenlinien Freiform- flächen Explosionsdarstellung Modellhistorie Bedingt Bewegungsanalyse Seite 13

3 CAD - Modellierungskonzepte Vergleich der Modellierungsarten 3-25 Funktion CSG-Modell Kantenmodell

Ähnliche Dokumente

Rechnerunterstütztes Konstruieren I (CAD I) Dozent: Eigner. LV-Nummer: 86-700 SWS: 2 V Credits: 3

Rechnerunterstütztes Konstruieren I (CAD I) Dozent: Eigner LV-Nummer: 86-700 SWS: 2 V Credits: 3 Die Vorlesung soll die Grundlagen schaffen, um IT-Lösungen für die Virtuelle Produktentwicklung als wesentliches