1. Standardisierung allgemeingültiger Daten Formate für die Messtechnologie, ebenso nutzbar in Fertigungsprozessen

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1 Optimierung von Fertigungs- und Produktionsprozessen (CAM/Messtechnologie), durch Zugriff auf erweiterte CAD Informationen und verbesserte CAD Datenqualität! 1. Standardisierung allgemeingültiger Daten Formate für die Messtechnologie, ebenso nutzbar in Fertigungsprozessen CAPXML CAPXML - die Basis für einen neuen CAD Datenaustausch Standard zur Übertragung messtechnisch relevanter Informationen Burleson, Texas, USA 21. August, 2013 Das Dimensional Metrology Standards Consortium (DMSC) hat formell vier technische Spezifikationen zur Standardisierung von drei, für den Modell basierenden Datenaustausch in der Messtechnologie kritischen Datenaustauschformaten ausgewählt. Besagte technische Spezifikationen, welche allgemein unter dem Namen Quality Information Framework (QIF) v1.0 publiziert wurden, sind dem American National Standards Institute (ANSI) zur Erteilung eines Standards eingereicht worden. Sämtliche Messtechnologie Nutzer und Lösungsanbieter im Bereich der Messtechnik sind nun aufgefordert diese Spezifikationen zu prüfen. DMSC Präsident Curtis Brown sagte: "Wir konnten nachweisen, dass Hersteller sehr leicht selbst den CAPXML-basierenden Standard implementieren können und somit signifikante Einsparungen realisieren können. Darüber hinaus erlaubt die Nutzung dieses Standards den Unternehmen die Vermeidung von Kosten für Lösungen, welche keinen Mehrwert bedeuten und andererseits den Ingenieuren pro aktiv auf interne, wie externe Fertigungsanforderungen einzugehen. Zu guter Letzt bin ich besonders zuversichtlich, dass QIF die Einführung der Papierlosen Fabrik bzw. der Model-Based Enterprise weiter vorantreibt. Das DMSC kooperiert mit Capvidia, um Messtechnologie und Datenaustausch Technologie zu verbessern und QIF weiter auszubauen und gemeinsam das PDPMI (Product Definition Product Manufacturing Information) Format zu entwickeln. PDPMI kombiniert QIF XML Schemata mit Capvidia s CAP XML Schemata, um modellbasierende Produktdefinitionen darzustellen und auszutauschen, sowie zahlreiche Übereinstimmungsebenen (z.b. technische Bereitstellungsebenen) von fertigungsbezogenen Produktdaten (PMI), welche nicht nur den Anwendungsfall von CAD zu messtechnischen Prozessen unterstützt, sondern zahlreiche weitere CAD und auch fertigungsbezogenen Anforderungen abdeckt.

2 STEP AP 214 DIN 4003 Erweiterung und STEP AP 242 Die Universität von Bayreuth hat zu o.g. Themen Untersuchungen anhand verschiedener CAD Systeme durchgeführt: Catia V5, ProE/Creo, NX unterstützen zumindest die genannte STEP Erweiterung, während Solidworks bestätigter Weise nicht die Erweiterung für STEP AP 214 DIN 4003 unterstützt. Als verlässliche Alternative bietet sich in diesem Zusammenhang Capvidia mit dem Produkt FormatWorks für SolidWorks Nutzer an. Fertigungsbetriebe benötigen die STEP AP 214 DIN 4003 Erweiterung voraussichtlich verstärkt ab Januar Das aktuelle Release von FormatWorks unterstützt STEP AP 214 DIN 4003 Objekte und Parameter inklusive der Übertragung sämtlicher Koordinatensysteme, Schnittkanten Farben, Schnittkurven Farben und andere Charakteristika, als auch bereits STEP AP 242 mit seinen semantischen und nicht-semantischen PMI Darstellungen für den STEP AP 242 Standard. Der CAPVIDIA STEP Konverter unterstützt bereits heute beide Erweiterungen und ist als End-User Produkt inkl. eigenem GUI erhältlich, wie auch in Form einer Bibliothek mit Zugriff über API, zur Integration in Kundenapplikationen. Semantische Product Manufacturing Information (PMI) in SolidWorks FormatWorks liefert direkten Zugriff auf Fertigungsinformationen und weitere Anmerkungen, welche mit dem 3D Modell als native CAD Daten erzeugt wurden. Der PMI Baum enthält Text, Datum, Datum Ziele, geometrische Toleranzen, Flag Notes, lineare Bemaßung, Winkelbemaßung, radiale Bemaßung, Rauheitsangaben und mehr. Der Nutzer hat Zugriff auf sämtliche PMI Objekte durch den FormatWorks Projektbaum um zu inspizieren, zu visualisieren oder zu selektieren. Die semantische Verlinkung zwischen den Anmerkungen und dem Modell wird ebenfalls unterstützt, was SolidWorks Nutzern die Möglichkeit bietet, die mit der Geometrie assoziierten Anmerkungen anzuwählen und hervorzuheben. PMI Baum Importiertes Modell aus CATIA V5 in vollständig semantischer Darstellung in SolidWorks

3 Model Based Definition (MBD) Informationen, wie die Modellgeometrie und Metadaten inklusive PMI, FT&A, und GD&T sind über das CAPVIDIA CAPXML Format direkt verfügbar und erlaubt dem Benutzer direkten Zugriff auf GD&T Informationen, wie z.b. Oberflächen Güteangaben und - werte und somit die Möglichkeit der direkten Übertragung dieser Informationen in ein CAM System. GTool Definition im CAPXML Format 2. Sicheres Arbeiten mit geprüften CAD Daten aus fremden CAD Systemen CAD Daten Validierung CompareVidia ist eine speziell für den Vergleich und die Validierung von CAD Modellen entwickelte Software, um nach erfolgter CAD Datenübertragung Veränderungen am Modell oder Designveränderungen zu erkennen. Durch einen einfachen Prozess lädt der Nutzer zwei 3D CAD Modelle (Ursprüngliches Modell vs. Einlese Ergebnis) und vergleicht Selbige nach vorab definierten Kriterien miteinander. Geometrie und Topologie werden analysiert, auf Änderungen oder Fehler geprüft und anschließend entweder als GUT oder FEHLERHAFT klassifiziert. Ein digitaler Qualitätsbericht kann automatisch erzeugt werden, um die Konformität mit vordefinierten Qualitätskriterien, z.b. von OEM s, inklusive Boeings Richtlinie D Qualitätsrichtlinie für die digitale Produkt Definition, zu gewährleisten.

4 Der CAD Daten Validierungsprozess ist somit ein wichtiger Bestandteil der ISO Qualitätsprozeduren und sichert 3D CAD Datenqualität und Konformität, welche wichtige Qualitätsbestandteile für jede industrielle Zulieferkette darstellen. CompareVidia liefert hochgenaue, schnelle und effiziente Methoden um die Qualitätsprozesse bezüglich des Austauschs und der Handhabung von 3D CAD Daten in Unternehmen zu gewährleisten. Der CompareVidia Vergleichsprozess ist intuitiv aufgebaut und verläuft strikt nach den vorab durch den Nutzer definierten Kriterien, welche durch unterschiedliche Ebenen des Vergleichs beschrieben werden. Die globale Prüfung erfasst den Vergleich des Volumens, der Oberfläche und den Schwerpunkt des Modells Die lokale Prüfung erfasst die entsprechende CAD Modell Flächenstruktur und vermisst deren Abstände untereinander Zusätzliche Prüfungsmöglichkeiten erlauben dem Benutzer die Eigenschaften der entsprechenden Entitäten mit einzubeziehen (z.b. Topologie, Farben, Label, Layer, etc.) Jegliche Veränderung des MBD Modells (Model Based Definition) wird somit durch die Capvidia Validierungslösung erkannt. Das Bild unten zeigt einen Beispielfall: hier werden toplogische Modellveränderungen erkannt, welche direkten Einfluss auf den Fertigungsprozess hatten, da die Oberflächengüte aufgrund veränderter Fräsbahnberechnung nicht mehr den Qualitätsrichtlinien der Fa. Boeing entsprach. Wäre in diesem Fall die Capvidia Validierungssoftware CompareVidia von Beginn an eingesetzt worden, so hätten hohe Fehlerkosten und Verzögerungen vermieden werden können. Bild zur Verfügung gestellt von Triumph Interiors, LLC Boeing Zulieferer. CompareVidia Vergleichsergebnis

5 Warum ist Validierung so wichtig? Sie trägt dazu bei Modellveränderungen zu erkennen, welche direkten Einfluss auf den Fertigungsprozess haben. Verändert sich die Topologie, so verändert sich auch der NC Werkzeugpfad, was u.u. zum Verlust der gewünschten Oberflächenqualität führt. Die Capvidia Validierungsalgorithmen sind im Übrigen auch in Form von Software Bibliotheken mit Zugriff über API verfügbar, um in Softwareprojekte eingebunden zu werden. 3. Wichtige Zeit-Einsparpotentiale für Fertigungs- und Qualitätssicherungsprozesse durch Zugriff auf relevante Features direkt vom CAD Modell Feature Erkennung mit Characteristics Das 3D Modell (BREP) wird analysiert und es werden Feature, wie Zylinder, Kegel, Ebenen, zylindrische Segmente, verlängerte Zylinder, Winkel, Linien, entgegengesetzte Ebenen, etc. (insgesamt über 20 unterschiedliche Feature!) und die auf diese Feature bezogenen Characteristics, wie Rundheit, Rundlauf, Kantigkeit, Parallelität, Ebenheit und Rechtwinkligkeit, erkannt. Diese Informationen können sehr leicht über das openxml basierende Capvidia Datenformat QIF/CAPXML ausgetauscht, bzw. bereitgestellt werden.

6 Beispiel 1 zeigt eine Geometrie, welche für gewöhnlich über das IGES oder STEP Daten Format ausgetauscht wird. Beispiel 1 Solid BREP Definition OHNE PMI (Product Manufacturing Information) und Features

7 Erkannte zylindrische Feature werden gruppiert Eigenschaften zylindrischer Feature

8 Zugriff auf die Eigenschaften zylindrischer Feature auf XML Ebene 4. Zugriff auf 3D CAD Modelle und PMI Daten für JEDEN Native CAD Daten (CATIA, ProE/Creo, NX) können mit sämtlichen Capvidia Applikationen ohne Lizenzierung des Original CAD Systems eingelesen werden. Für diese nativen CAD Daten (CATIA, ProE/Creo, NX) wird außerdem der semantische Zusammenhang zwischen 3D Modell und PMI voll unterstützt d.h. die logische Verknüpfung der nativen CAD Daten Definition und den zum Modell gehörenden PMI Darstellungen. Während des Einlese Vorgangs wird diese Logik ständig überprüft und Abweichungen oder Fehler können korrigiert werden. Z.B. wird eine einfache Textdefinition mit den Durchmesserinformationen eines Zylinders in nutzbare, intelligente Information überführt. Automatisch wird eine optimale Anzahl von Zeichnungsansichten mit Reporting Funktion generiert, welche die Visualisierung komplexer PMI für den Benutzer erleichtert, indem nur die für die jeweilige Zeichnungsansicht relevanten PMI am Bildschirm, bzw. in der Ansicht dargestellt werden, so dass diese anschließend leicht ausgedruckt und somit auf Papier dokumentiert werden können. Ebenso können die PMI direkt in Form einer Excel Tabelle bereitgestellt werden. Durch die Spezifikation unterschiedlicher Prioritätsebenen können darüber hinaus PMI Prioritäten vergeben werden. Durch Nutzung unterschiedlicher Farben können einzelne PMI, welche z.b. kritisch für bestimmte Fertigungsverfahren sind, zusätzlich hervorgehoben werden.

9 Beispiel 2 zeigt konvertierte, native Geometrie aus NX, wo die semantische Verbindung zwischen Modell und PMI voll erhalten bleibt. Beispiel 2 Visualisierung der PMI Automatische Generierung optimaler Zeichnungsansichten Features und Characteristics

10 BOC (Bill of Characteristics) Beispiel: Rundheit

11 Rundheit Eigenschaften im CAPXML Format dargestellt T. Tillmann Capvidia GmbH An der Erftmündung Neuss Germany Tel: Fax: GSM: