Einführung in das rechnergestützte Konstruieren Computer Aided Design (CAD) Sommersemester 2009

Transkript

1 Einführung in das rechnergestützte Konstruieren Computer Aided Design (CAD) Sommersemester 2009 CAD MM Folie 1

2 Betreuung und Sprechstunden Professor: Sprechstunde: Assistenten: Sprechstunde: Prof. Dr.-Ing. R. Anderl Datenverarbeitung in der Konstruktion Mo. 18:00 Uhr Raum L (Sekretariat DiK) Dipl.-Ing. Michael Maurer Mi. 10:00 Uhr 20:00 Uhr Raum S (IiM, 2. Stock) und nach Vereinbarung ( ) Kontaktdaten: CAD MM Folie 2

3 Inhaltliche Gliederung der 1. Vorlesung Organisatorisches Produktdatentechnologie Skizzieren Einführung in die geometrische Modellierung CAD MM Folie 3

4 Gliederung der Vorlesung 1. Produktdatentechnologie 2. Ideenfindung und Skizziertechniken 3. Geometrische Modellierung 4. Geometriemodelle 5. Einzelteilmodellierung 6. Baugruppenmodellierung 7. Toleranzen, Passungen und Oberflächenangaben 8. Ableitung Technischer Zeichnungen 9. Fortgeschrittene Methoden des rechnerunterstützten Konstruierens CAD MM Folie 4

5 Zeitplan der Lehrveranstaltung 2009 (I) Woche Datum Vorlesung Datum Übung Organisation, Skizziertechniken, Geometrische Modellierung Organisation, 3D-Handskizzen, Überprüfen der Benutzerdaten Keine Vorlesung Systemeinführung (Arbeitsumgebung), Einzelteilmodellierung Vorbereitungstestat (3D-Handskizze) Modellieren von Einzelteilen mit Hilfe von Geometrieelementen, Features, Parametrik Weiterführende Techniken in der Einzelteilmodellierung, Parametrik, Constraints, Modellierungsstrategien Einzelteilmodellierung, Weiterführende Techniken in der Einzelteilmodellierung, Parametrik Analyse und Konstruktion von Vorgabeteilen Beginn des 1. Prüfungsabschnitts (Einzelteilmodellierung) 21:00 Uhr Baugruppenmodellierung, Baustruktur, Anordnungsbedingungen, Stücklisten Ende des 1. PA: 08:00 Uhr Baugruppenmodellierung, Erstellung der Einzelteile Keine Vorlesung Baugruppenmodellierung, Zusammenbau des Scooters, Norm- und Fertigteile Beginn des 2. Prüfungsabschnitts (Baugruppenmodellierung) 21:00 Uhr Toleranzen und Passungen, Einführung in das Ableiten technischer Zeichnungen Bearbeitung des 2. Prüfungsabschnitts CAD MM Folie 5

6 Zeitplan der Lehrveranstaltung 2009 (II) Woche Datum Vorlesung Datum Übung Ableiten technischer Zeichnungen, Zeichnungsnormen CAD-Prozessketten CAD-FEA, CAD-MKS, CAD-DMU, CAD-RPT, CAD-NC, CAD-RC, CAD-MC, CAD-TPD Schriftliche Teilprüfung zum 2. PA (Raumverteilung per Aushang) Bearbeitung des 2. Prüfungsabschnitts Ende des 2. PA: 08:00 Uhr Ableitung technischer Zeichnungen im CAD- System Ableiten von Einzel- und Baugruppenzeichnungen im CAD-System Beginn des 3. Prüfungsabschnitts (Technische Produktdokumentation) 21:00 Uhr Keine Vorlesung Bearbeitung 3. Prüfungsabschnitt Keine Vorlesung Abgabe 3. Prüfungsabschnitt in der Übung Weiterführende Modellierungstechniken Keine Vorlesung Weiterführende Modellierungstechniken Keine Vorlesung Weiterführende Modellierungstechniken CAD MM Folie 6

7 Prüfungsregelung und -termine Allgemeines: Keine abschließende Klausur 3 Prüfungsabschnitte 100 Punkte (+ 5 Bonuspunkte im Bereich Vorbereitung ) 50 % der Punkte aus den 3 Prüfungsabschnitten zum Bestehen erforderlich Schriftliche Teilprüfung zum 2. PA: Techniken Einzelteil-/Baugruppenmodellierung, Modellierungsstrategie Prüfungsanmeldung für Bachelorstudiengänge über das zentrale Prüfungssekretariat Termine: Ausgabe Abgabe Aufgabe Punkte Vorbereitung Anfertigen einer perspektivischen Handskizze von Vorgabeteilen 5 1. PA Einzelteilmodellierung von Vorgabeteilen PA Modellieren einer komplexen Baugruppe im Team Schriftliche Teilprüfung zum 2. PA PA Ableiten von Technischen Zeichnungen 15 CAD MM Folie 7

8 Zugangsregelung Für das Bestehen der Prüfung ist neben dem Besuch der Vorlesung und der betreuten Übung eine intensive Nutzung der freien Übungszeit vorgesehen. Um den Umgang mit einem 3D-CAD-System zu erlernen, ist Üben erforderlich. Für die individuelle freie Übungszeit bieten wir deshalb ca. 6 Stunden/Woche pro Student an. Freies Üben ist Mo - Fr von Uhr möglich (Reservierung von Arbeitsplätzen über möglich) Der Zugang zu den Poolräumen wird über ein elektronisches Schließsystem realisiert. Dazu muss die TU-Card bei den Administratoren Herr Fischer und Herr Berberich in Raum S freigeschaltet werden. CAD MM Folie 8

9 Skript Vorlesungsbegleitendes Skript Der Skriptverkauf findet im Anschluss an diese Vorlesung am Hauptausgang statt. Der Verkaufspreis beträgt 4,- Bitte halten Sie das Geld nach Möglichkeit abgezählt bereit. Restexemplare des Skriptes Handskizziertechniken (relevant für das Vorbereitungstestat) können ebenfalls am Hauptausgang erworben werden. Verkaufspreis 1 CAD MM Folie 9

10 NX 6 Studentenversion Siemens PLM NX6 Studentenversion (Modeling, Simulation, Drafting, Knowledge-based Engineering und CAM) Aktion vom bis Kostenreduziert auf 79 (anstatt 199 ) Angebot der AH CadFans GmbH Nutzbar während der gesamten Studienzeit Bestellung unter CAD MM Folie 10

11 Neuigkeiten zum CAD-Kurs Beachten Sie immer die Neuigkeiten auf der Homepage des CAD-Kurses Sie finden dort auch einen RSS-Feed zum abonnieren der Neuigkeiten April 2009 Fachbereich 16 Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion Prof. Dr.-Ing. R. Anderl CAD MM Folie 11

12 EINFÜHRUNG IN DIE PRODUKTDATENTECHNOLOGIE CAD MM Folie 12

13 Definition Produktdatentechnologie CAD MM Folie 14

14 Anforderungen der Produktlebensphasen Produktplanung Produktlebensphasen Produktentstehung Konstruktion Arbeitsvorbereitung Produktherstellung Produktvertrieb Produktnutzung Produktrecycling und -entsorgung fertigungsgerecht montagegerecht prüfgerecht normgerecht kostengerecht formgebungsgerecht beanspruchungsgerecht ausdehnungsgerecht korrosionsgerecht risikogerecht recyclinggerecht CAD MM Folie 15

15 Produktlebensphasen I Angebotserstellung, Marktstudien Direkter Kontakt mit Kunden, Fähigkeit erforderlich, sich schnell über eine Skizze ausdrücken zu können 5-30% der Angebote werden zu Aufträgen Schnelle und überzeugende Angebote sind erfolgsentscheidend Entwicklung und Konstruktion Produktplanung Methodische Vorgehensweise bei der Produktentwicklung und -konstruktion, Auftrags- und projektbezogene Arbeiten, Auftrags- (Einzelfertigung) und Serienprodukte, Vielfältige Kenntnisse und Fähigkeiten, Starker Rechnereinsatz (3D-CAD,...) Virtuelle Produktentwicklung Vielfältige Dokumente (z. B. Technische Zeichnungen, Stücklisten) CAD MM Folie 16

16 Produktlebensphasen II Arbeitsvorbereitung besteht aus der Arbeitsplanung und Arbeitssteuerung (Auftragsdurchlauf) Erfordert intensive Kooperation mit Entwicklung, Konstruktion und Produktion Rechnergestützte Arbeitsvorbereitung Arbeitsvorbereitung Produktion, Fertigung, Montage, Prüfung Auftragsbezogene oder Produktionsprogramm bezogene Produktion, Vielfach numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen und Handhabungsgeräte im Einsatz Ausgebildete Facharbeiter, Produktionssteuernde Unterlagen sind technische Zeichnungen, Stücklisten, Arbeitspläne, Änderungen werden dokumentiert und an die Entwicklung und Konstruktion zurück gemeldet Netzwerke kooperierender Unternehmen (Zulieferer) CAD MM Folie 17

17 Produktlebensphasen III Marketing und Vertrieb Kunden und Auftrag bezogen, Markt bezogen, Vertriebskonzepte direkt oder über Partnerunternehmen und -organisationen. Produktnutzung Kontinuierliche Kundenbetreuung Wartung, Instandhaltung, Pflege Reparatur Produktrecycling und -entsorgung Kreislaufwirtschaftsgesetz, Recycling- und Entsorgungskonzepte bereits während der Produktentwicklung und konstruktion Ganzheitlichkeit und Nachhaltigkeit CAD MM Folie 18

18 Produktdefinition, -repräsentation, und -präsentation (I) Produktdefinition Produktrepräsentation Produktmodell Produktpräsentation CAD MM Folie 19

19 Produktdefinition, -repräsentation, und -präsentation (II) Produktdefinition z.b. über Benennung: Ventilgehäuse identifizierende Nr.: klassifizierende Nr.: VE Produktmodell Produktrepräsentation z.b. als BRep-Struktur CSG-Struktur Feature-Struktur Produktpräsentation z.b. als schattierte Darstellung, Stückliste oder technische Zeichnung CAD MM Folie 20

20 IDEENFINDUNG UND SKIZZIERTECHNIKEN CAD MM Folie 21

21 Kommunikation im Produktentstehungsprozess mit Hilfe von Handskizzen CAD MM Folie 22

22 Zweck und Einteilung von Skizzen Zweck von Skizzen: Mit einer Skizze soll ein technischer Sachverhalt schnell und anschaulich dargestellt werden (Kommunikation). Kommunikation erfordert gemeinsames Verständnis. Dieses wird durch Normen des Technischen Zeichnens festgelegt. Wesenskern: Bei der Erstellung einer Skizze soll nur das gezeigt werden, was für das Verständnis dieses Sachverhaltes notwendig ist. Für die Erstellung der Skizze muss je nach Verwendungszweck, ein geeigneter Abstraktionsgrad gewählt werden. Skizzen: photorealistische Darstellung räumliche 3D-Skizze gegenständliche 2D-Skizze symbolische 2D-Skizze verbale Beschreibung Verschraubung 2x DIN 912 M5x20 nach DIN 30 Gegenständlich Abstraktionsgrad / Symbolik CAD MM Folie 23

23 Merkmale von Handskizzen Merkmal Erläuterung Beispiel Anwendung von Symbolik Fehlende Maßstäblichkeit Reduzierte Genauigkeit Zum schnellen und effizienten Arbeiten können in Handskizzen Sachverhalte durch abstrakte oder sinngemäße Symbole dargestellt werden. Zur klaren Darstellung oder zur Betonung von Sachverhalten, die bei einer maßstäblichen Darstellung nicht oder kaum erkennbar sind, können Elemente innerhalb einer Skizze auch ohne Kenntlichmachung in unterschiedlichen Maßstäben dargestellt werden. Die absolute Genauigkeit von Abmessungen und exakter Geometrie wird in Handskizzen zugunsten eines schnelleren und effizienteren Arbeitens nicht gefordert. Wichtiger ist das ungefähre Einhalten der Proportionen der skizzierten Sachverhalte, wenn nicht aus besonderen Gründen (siehe oben) eine nicht-maßstäbliche Darstellung sinnvoller ist. Prinzipskizze einer gelagerten Welle: Darstellung einer Achse mit geringer Exzentrizität: Übertreiben der Exzentrizität CAD MM Folie 24

24 Perspektivische Handskizzen in Parallelprojektion Grundlagen für die Verwendung von Parallelprojektionen: parallele Kanten werden als parallele Linien dargestellt zwei parallele Kanten gleicher Länge werden als gleich lange parallele Strecken abgebildet Kreisbögen werden als Ellipsenbögen abgebildet. y z x:y:z=a:b:1 x Festlegen der Abbildungsvorschrift: Definition von drei Achsen, die den Kantenrichtungen eines Würfels entsprechen, Definition der perspektivischen Verkürzungsfaktoren a, b und c (c=1). y x Projektion x y a b isometrisch dimetrisch ,5 1 Kavalier Kabinet ,5 1 CAD MM Folie 25

25 Mögliche Vorgehensweise beim Erstellen von Handskizzen 1. Skizzieren des umhüllenden Quaders in geeigneter Ausrichtung 2. Schrittweises Zeichnen der in jeweils einer Quaderoberfläche liegenden Kanten. Für die Konstruktion evtl. dünne Hilfslinien parallel zu den Quaderkanten verwenden. Alle sichtbaren Seiten des umhüllenden Quaders in der gleichen Weise bearbeiten. 3. Ergänzen der nicht auf der Quaderoberfläche liegenden Kanten, Überprüfen der Sichtbarkeit und des Zusammenspiels der einzelnen Kanten. CAD MM Folie 26

26 Skript Vorlesungsbegleitendes Skript Der Skriptverkauf findet im Anschluss an diese Vorlesung am Hauptausgang statt. Der Verkaufspreis beträgt 4,- Bitte halten Sie das Geld nach Möglichkeit abgezählt bereit. Restexemplare des Skriptes Handskizziertechniken (relevant für das Vorbereitungstestat) können ebenfalls am Hauptausgang erworben werden. Verkaufspreis 1 CAD MM Folie 27