GPS - Anforderung an die CAD Systeme

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1 MOTION AND MOBILITY GPS - Anforderung an die CAD Systeme Ganter DTDE14 ZF Friedrichshafen AG

2 Agenda Einleitung Usecase Fazit / Empfehlung DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

3 Agenda Einleitung Usecase Fazit / Empfehlung DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

4 Einleitung Projekt GPS - Fähigkeiten des CAD Systeme Anlass: Umfangreiche Änderungen auf dem Gebiet der Geometrischen Produktspezifikation (GPS, ISO/TC213) Aktuelles Normenwerk enthält geänderte und neue Beschreibungsmöglichkeiten für Maße, Toleranzangaben und - systeme Die Methoden zur Anwendung der Regeln der GPS während des Modellierens, Konstruierens sind weder vorhanden noch beschrieben. Ziel: Erarbeitung einer Aussage zu den grundsätzlichen Fähigkeiten der CAD-Systeme im Zusammenhang der Geometrischen Produktspezifikation Das Projekt soll die grundsätzlichen Fähigkeiten der CAD-Systeme analysieren, mit den Spezifikationen der GPS- Normung umgehen zu können. Der Fähigkeitsnachweis und die entwickelten Methoden bilden eine Grundlage für die Einführung/Umsetzung von GPS in der ZF DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

5 Einleitung Die nachfolgenden Usecases beschreiben die wichtigsten Spezifikationen. Bei den Spezifikationen handelt es sich wesentlich um Vorgaben aus der Geometrische Tolerierung (ISO1101) dimensionaler Tolerierung (ISO14405) sowie der allgemeinen Bezüge (ISO5459) Die Umsetzung der Usecases werden mit den strategischen CAD Systeme in der ZF geprüft, inwiefern diese Anforderungen abgebildet werden können. Als strategische CAD Systeme werden Creo und Catia betrachtet. Module wie der GD&T (CreoAddon) und FTA (Catiamodul) sind davon eingeschlossen. Die Betrachtung der Umsetzung der GPS Spezifikation im CAD ist sowohl 2D als auch im 3D möglich. Der Schwerpunkt der Betrachtung sollte dabei 3D sein ( 3D Master Modell). Die Priorität bzw. Wichtigkeit wurde für die Usecases allgemein bewertet, wie auch die Calls (1 [sehr wichtig] bis 3 [weniger wichtig]) DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

6 Agenda Einleitung Usecase Fazit / Empfehlung DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

7 Usecase Prio Creo 4 Creo/GD&T Catia Catia/FTA UC-GTol-Around 1 UC-GTol-Around:Creo4 UC-GTol-Around: CATIA V5/6 R2016 UC-GTol-Allover 3 UC-GTol-Allover:C4 UC-GTol-Allover: CATIA V5/6 R2016 UC-GTol-RestrArea 1 UC-GTol-RestrArea:C4 UC-GTol-RestrArea: CATIA V5/6 R2016 GD&T verwendet Creo Funktionalität UC-GTol-UZ 1 UC-GTol-UZ: Creo4 UC-GTol-UZ: CATIA V5/6 R2016 UC-GTol-Begr 1 UC-GTol-Begr: Creo4 UC-GTol-Begr: CATIA V5/6 R2016 UC-GTol-CZ 1 UC-GTol-CZ:Creo4 UC-GTol-CZ: CATIA V5/6 R2016 UC-GTol-Ind 1 UC-GTol-Ind: Creo4 UC-GTol-Ind: CATIA V5/6 R2016 UC-GTol-Cone 1 UC-GTol-Cone: Creo4 UC-GTol-Cone: CATIA V5/6 R2016 Addon Validierung und Plausibilisierung UC-GTol-Proj 2 UC-GTol-Proj: Creo4 UC-GTol-Proj: CATIA V5/6 R2016 UC-GTol-Mst 1 UC-GTol-Mst: Creo4 UC-GTol-Mst: CATIA V5/6 R2016 UC-GTol-Max 1 UC-GTol-Max: Creo4 UC-GTol-Max: CATIA V5/6 R2016 UC-DimTol-MS 1 UC-DimTol-MS: Creo4 UC-DimTol-MS: CATIA V5/6 R2016 Wenn Funktion in Creo nicht möglich, dann gilt das für GD&T ebenso. CATIA bietet die Workbench FTA an UC-DimTol-CT 1 UC-DimTol-CT: Creo4 UC-DimTol-CT: CATIA V5/6 R2016 UC-DimTol-EB 3 UC-DimTol-EB: Creo4 UC-DimTol-EB: CATIA V5/6 R2016 UC-Bez-Symb 1 UC-Bez-Symb: Creo 4.0 UC-Bez-Symb: CATIA V5/6 R2016 UC-Bez-Kenn 1 UC-Bez-Kenn: Creo 4.0 UC-Bez-Kenn: CATIA V5/6 R2016 UC-Bez-Sicht 3 UC-Bez-Sicht: Creo 4.0 UC-Bez-Sicht: CATIA V5/6 R2016 UC-Bez- Beweg 1 UC-Bez-Beweg: Creo 4.0 UC-Bez-Beweg: CATIA V5/6 R2016 UC-Bez-DefGeo 1 UC-Bez-DefGeo: Creo 4.0 UC-Bez-DefGeo: CATIA V5/6 R2016 UC-Bez-KennCys 1 UC-Bez-KennCys: Creo 4.0 UC-Bez-KennCys: CATIA V5/6 R DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

8 Agenda Einleitung Usecase Fazit / Empfehlung DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

9 UC-GTol-Around Rundum Symbol Ein Rundum -Symbol oder ein ist stets mit einem Spezifikationselement SZ (separate Zonen) CZ (kombinierte Zone) oder UF (vereinigtes Geometrieelement) zu kombinieren. Die Tolerierung gilt für die Flächen a-d DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

10 UC-GTol-Around:Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung in 3D / 2D möglich Referenz muss gewählt werden, dann ist auch die gesamte Semantik aktiv SZ (entspricht Default), UF (oben im GTOL) funktioniert DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

11 UC-GTol-Allover Vollflächig Ein Vollflächig -Symbol ist stets mit einem UF (vereinigtes Geometrieelement) zu kombinieren Die Tolerierung gilt für alle Flächen a-g DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

12 UC-GTol-Allover:Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung in 3D und 2D möglich Referenz muss gewählt werden, dann ist auch die Semantik aktiv DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

13 UC-GTol-RestrArea Eingeschränkte Toleranzbereiche Der begrenzte Bereich ist wie folgt festzulegen: Durch seine Begrenzung, die durch eine breite Strich- Punktlinie (langer Strich) angezeigt wird und seine Lage und Maße sind durch TED festzulegen durch seine Eckpunkte, die durch Kreuze auf dem integralen Geometrieelement angezeigt werden (die Orte der Punkte werden durch theoretisch exakte Maße definiert), bezeichnet durch Großbuchstaben und Hinweislinien, die mit einem Pfeil enden. Die Hinweislinie, die an der Bezugslinie beginnt, die mit der Angabe der geometrischen Toleranz verbunden ist, muss im begrenzten Bereich enden DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

14 UC-GTol-RestrArea: Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bild1 Bemerkung: Darstellung in 3D und 2D möglich Über ausgewiesenen Bereich ist der Bereich aus einer Skizze zu definiert werden. Eine Schraffur ist nur möglich, mit zusätzlicher Kosmetischer Skizze Sollte in der Zeichnungsansicht eine Versatzlinie des Bereiches gezeigt werden (Bild1), ist die Versatzlinie manuell hinzuzufügen. Schraffur muss nach dem KE Ausgewiesenen Bereich liegen ansonsten Darstellungsprobleme (Call PTC [Prio 3]) DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

15 UC-GTol-UZ Versetzte Toleranzzone (UZ) Die extrahierte Fläche muss zwischen zwei abstandsgleichen Flächen liegen, die Kugeln mit einem definierten Durchmesser gleich dem Toleranzwert einschließen. Deren Mittelpunkte liegen wiederum auf einer Fläche, die der Hüllfläche an eine Kugel entspricht, die an dem TEF anliegt, und deren Durchmesser gleich dem Betrag des Wertes sind, der nach UZ angegeben ist. Die Richtung des Versatzes wird durch das Vorzeichen angegeben, wobei das + -Zeichen dabei außerhalb des Materials anzeigt und das -Zeichen innerhalb des Materials. Das Vorzeichen für den Versatz muss stets angegeben werden. Zu klären Darstellung im CAD DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

16 UC-GTol-UZ: Creo4 Machbarkeit in Creo4 : Bemerkung: Darstellung in Creo4 möglich Nur für Profil f. Fläche/Kurve möglich Keine Positionstoleranz mit UZ möglich Call geöffnet [Prio 1] DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

17 UC-GTol-Begr Tolerierung am begrenztem Geometrieelement Um das tolerierte Geometrieelement eindeutig zu kennzeichnen, muss die geometrische Toleranzangabe mit dem tolerierten Verbundelement durch eine Bezugslinie und eine Hinweislinie verbunden werden, die mit einem Pfeil auf der Kontur des tolerierten Verbundgeometrieelements endet DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

18 UC-GTol-Begr: Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung in 3D und 2D möglich Workaround: Semantik. Über ausgewiesenen Bereich ist ein Teilbereich einer Fläche als Referenz zu definieren. J und K nur als Info (kein Bezug zum FOLA) [Prio 2] DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

19 UC-GTol-CZ Common Zone (CZ) Wird eine kombinierte Toleranzzone auf mehrere getrennte Geometrieelemente angewendet oder werden mehrere kombinierte Toleranzzonen (die durch denselben Toleranzindikator kontrolliert werden) gleichzeitig auf mehrere getrennte Geometrieelemente (nicht unabhängig) angewendet, so muss die Anforderung durch das Symbol CZ für Combined Zone d. h. kombinierte Zone angezeigt werden, DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

20 UC-GTol-CZ:Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung in 3D und 2D möglich Semantik erkennt gemeinsame Fläche, trotzdem muss CZ als Text hinzugefügt werden Führungslinien müssen für zugehörenden Flächen einzeln hinzugefügt werden (nur in 3D) In 2D können die Führungslinien editiert werden (z.bspl. Knick), in 3D nicht möglich (PTC Call C geöffnet) [Prio 3] DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

21 UC-GTol-Ind Indikatoren Der Schnittebenenindikator (b) muss rechts vom Toleranzindikator (a) eingetragen werden. Der Schnittebenenindikator muss einen Bezugsbuchstaben im zweiten Feld aufweisen. Im ersten Feld wird ein Symbol eingetragen, das angibt, wie die Schnittebene zum Bezug steht (parallel, rechtwinklig, in einembestimmten Winkel oder symmetrisch). Der zum Bezugsbuchstaben gehörende Bezug gestattet es, die Schnittebene in Übereinstimmung mit dem spezifizierten Symbol aufzubauen. Der Bezug ist durch das Bezugsgeometrieelement definiert, das durch den Bezugselementindikator (c) identifiziert ist. Die Orientierungsebene muss durch einen Orientierungsebenenindikator spezifiziert werden, der als Erweiterung rechts vom Toleranzindikator angebracht ist DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

22 UC-GTol-Ind Anordnung der Indikatoren Die Anordnung der Indikatioren kann folgend definiert sein. a darüber oder darunter stehender Anzeigebereich b innerhalb der Zeile unmittelbar daneben stehender Anzeigebereich DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

23 UC-GTol-Ind: Creo4 Machbarkeit in Creo4: Mögliche Indikatoren Bemerkung: Indikatoren sind in 3D /2D möglich Indikatoren werden in Creo nur hinter der Geometrischen Toleranz plaziert Indikator berührt FOLA nicht (Call) [Prio 3] DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

24 UC-GTol-Cone Sonderfall Kegel Die Darstellung des Kegel sollten folgende Merkmale abzubilden sein DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

25 UC-GTol-Cone: Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Lauf im Indikator Direction nicht enthalten (PTC Call) [Prio 3] Ausrichtung an Achse/Fläche muss manuell ausgerichtet werden Im 3D Model ist das Winkelmass aussen, ansonsten ist das Mass in der schattierten Ansicht nicht zu sehen DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

26 UC-GTol-Proj Projizierte Toleranzzone Der Modifikator P hinter dem Toleranzwert im zweiten Feld des Toleranzindikators ist zu verwenden, um ein projiziertes toleriertes Geometrieelement anzugeben; DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

27 UC-GTol-Proj: Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Usecase darstellbar Darstellung des projizierten Bauteils muss durch Workaround (z.b: Kosmetische Skizze) definiert werden. [Prio 1] Für Folgeprozesse fraglich DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

28 UC-GTol-Mst Mass- und Toleranz Symbol DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

29 UC-GTol-Mst: Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Ansicht nicht ganz nach Norm Musterparameter und Referenzen müssen manuell hinzugefügt werden Call: lt. PTC Workaround über Beziehungen (Anzahl der Muster) (für Anwender umständlich & unpraktikabel) [Prio 1] DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

30 UC-GTol-Max Min/Max Materialbedingung DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

31 UC-GTol-Max: Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung in Creo 4 möglich DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

32 UC-DimTol-MS Modifikaton. Symbole DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

33 UC-DimTol-MS: Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung in Creo nicht mit in Norm geforderter Symbolik möglich SR nur als zusätzlicher Txt möglich Oder Notiz auf Element Ausführung für Folgeprozesse nicht brauchbar [Prio 1] DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

34 UC-DimTol-CT Kombinierte Tolerierung (CT) DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

35 UC-DimTol-CT: Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung in Creo nicht mit in Norm geforderter Symbolik möglich. Modifikaton und Kombinierte Toleranz nur auf beide Abmasse gemeinsam möglich (siehe Screenshot Creo), aber nicht separat auf oberes oder unteres Abmass zuweisbar. [Prio 1] DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

36 UC-DimTol-EB Verschiedene Spezifikationsoperatoren für die obere und untere Grössenmassgrenze DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

37 UC-DimTol-EB: Creo4 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung in Creo nicht mit in Norm geforderter Funktionalität möglich. Nur als zusätzlicher Bemassungstext möglich Keine Funktion, keine Semantik! [Prio 1] DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

38 UC-Bez-Symb Abbildung der Bezugselemente Ein Bezugsname besteht aus einem oder mehreren Großbuchstaben, die nicht durch Bindestriche zu trennen sind. Bezugselement aus einer oder mehreren Bezugsstellen DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

39 UC-Bez-Symb: Creo 4.0 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung über Anmerkungen (Bezug, Geometrische Toleranz) möglich Zusätze nur mit Texteingabe im Feature möglich (z.b.: 6x) [Prio 2] DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

40 UC-Bez-Kenn Kennzeichnung von Bezugsstellen Punkt Linie Nicht geschlossene Linie geschlossene Linie Fläche DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

41 UC-Bez-Kenn: Creo 4.0 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung über Anmerkungen (Bezug, Geometrische Toleranz) grundsätzlich in 2D und 3D möglich Für Zielbereiche (Kreis,Rechteck) Führungslinie auf Umfang (Call [Prio 2] Bemassung/Orientierung im Bauteil nicht definierbar (Call [Prio 1]) Regel für Pfeilstil auf entsprechendes Element (Call [Prio 3]) DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

42 UC-Bez-Sicht Sichtbarkeit von Bezugsstellen Verdeckt sichtbar DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

43 UC-Bez-Sicht: Creo 4.0 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung über Anmerkungen (Bezug, Geometrische Toleranz) im 2D und 3D möglich Im 3D fraglicher Einsatz Nur Verwendung für 2D DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

44 UC-Bez-Beweg Beweglichkeit von Bezugsstellen DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

45 UC-Bez-Beweg: Creo 4.0 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Darstellung in 2D und 3D möglich Drehung des Symbols nur in 90 Schritten, dadurch keine Ausrichtung des Pfeils auf die Fläche (Call [Prio 1]) DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

46 UC-Bez-DefGeo Bezugssymbol für Geometrieelement abhängig von dem Größenmaßelement DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

47 UC-Bez-DefGeo: Creo 4.0 Machbarkeit in Creo4: 2D 3D Bemerkung: Darstellungen sind in Creo in 2D und 3D möglich Bezüge mit einseitiger Hilfslinie ausserhalb der Fläche ist nicht möglich, Verschiebung nur innerhalb der Fläche möglich. [Prio 3] DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

48 UC-Bez-KennCys Kennzeichnung von Koordinatensysteme DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

49 UC-Bez-KennCys: Creo 4.0 Machbarkeit in Creo4: Bemerkung: Kennzeichnung der Koordinatensysteme im 2D und 3D möglich. Muss auf Userfolie liegen, ansonsten wird das Element ausgeblendet Koordinatensystem nicht als Annotation (Call) [Prio 3] 2D Ansicht weicht etwas von der Norm ab DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

50 Agenda Einleitung Usecase Fazit / Empfehlung DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

51 Fazit Die GPS Fähigkeiten der CAD Systeme zeigen sowohl in Catia (hier V5/6 R2016: FTA) als auch in Creo4 in den neusten Versionen (aktuellste CATIA-Version: V5/6 R2017) deutliche Fortschritte. Dimensionale Tolerierungen werden im CAD nur mangelhaft unterstützt. Eine Darstellung ist oft nur textlich und ohne Funktion. Die getesteten CAD Systeme, Catia V5-6 R2016 und Creo4, liegen in einigen Bereichen noch hinter den neusten Forderungen der Usecase. Dies hat folgende Gründe: Grundlage der Usecase sind die Norm ISO 5459 / 1101 aus 2011, sowie die vorläufigen Normen aus Als Grundlage für Creo4 (Catia R2016) diente die Norm Die vorläufige Normen (2016) wurden nur zum Teil berücksichtigt. Folglich werden Anforderungen in der neuesten Norm nicht vollständig unterstützt. Vendoren passen sich den Normen an, nicht umgekehrt Die CAD-Systeme werden den Normen grundsätzlich hinterher hinken DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

52 Empfehlung Auch wenn zum heutigen Stand der Norm die CAD-Funktionalität zwischen 70-80% liegt, ist eine Realisierung möglich. Empfohlen wird keine flächendeckende, sondern eine Einführung anhand eines geeigneten Piloten. Dieser Pilot sollte in einem ausgesuchten Fachbereich, vorzugsweise mit einem neuen Projekt, beginnen. Anhand der Erfahrungen des Piloten können dann weitere Schritte zur Einführung in die Breite erfolgen. Bei der Einführung der GPS Normen handelt es sich nicht nur um eine neue CAD Methodik. Folgeprozesse sind ebenso betroffen und in diesem Zusammenhang zu betrachten DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

53 Raodmap for GPS Management Information People / Training Introduction GPS Technology & Methods SAP Learning Portal Geometrical tolerancing Tolerancing principles Dimensional tolerancing New 3D CAD methods ISO-GPS abilities of CAD-Systems Workshops in BUs to analyze efforts & measures 3D CAD with 2D Symbols and indications Analysis of annotated models for following processes new 3D CAD methods Creo 4.0 with GD&T Advisor 3D fully annotated models CATIA 2016 with FTA Pilot schemes Q2/Q DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme

54 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ZF Friedrichshafen AG behält sich sämtliche Rechte an den gezeigten technischen Informationen einschließlich der Rechte zur Hinterlegung von Schutzrechtsanmeldungen und an daraus entstehenden Schutzrechten im In- und Ausland vor DTDE14, GPS - Anforderung an die CAD Systeme ZF Friedrichshafen AG reserves all rights regarding the shown technical information including the right to file industrial property right applications and the industrial property rights resulting from these in Germany and abroad.