© WZL/Fraunhofer IPT Verwendung von Elektronik-, Fluid- und Pneumatikdaten aus CAD-Systemen zur Serviceunterstützung an Werkzeug- maschinen Seminarvortrag Stefan Heruth Matrikelnummer:

Seite 2© WZL/Fraunhofer IPT Gliederung Einleitung 1 CAD-Systeme 2 Unigraphics NX 7 3 Servicegeschäft 4 Zusammenfassung und Fazit 5

Seite 3© WZL/Fraunhofer IPT Einleitung Entwicklung von CAD-Systemen seit 1963 Ivan Sutherland gelang die Darstellung von einfachen Modellen durch die Unterstützung computergesteuerter Radarschirme AutoCAD galt als leistungsstärkstes CAD-System –Betriebsunabhängig –Neutrale Import- und Exportschnittstelle Fortschritt zu 3 dimensionalen CAD-Systemen Ende der 80er Jahre Anwendungsgebiete: Maschinenbau, Luft- und Raumfahrtindustrie, Automobilindustrie, Medizin- und Pharmaindustrie

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Seite 5© WZL/Fraunhofer IPT CAD-Systeme: Allgemein Computerbasiertes System zur Unterstützung von Entwurfsprozessen Besondere Funktionalitäten: –Ändern und Löschen von Objekten –Funktionen zur Ermittlung von Spezialpunkten, Geraden und deren exakten Koordinaten –Beliebige Perspektiven Unterscheidung in 2D und 3D-CAD Modellierung physikalischer Eigenschaften wie Gewicht, Dichte möglich Gebilde aus geometrischen und nichtgeometrischen Daten definiert ein Produktmodell

Seite 6© WZL/Fraunhofer IPT CAD-Systeme: Bedeutung Ziel: Kostenreduzierung und Gewinnmaximierung Verdrängung der Teach-In Programmierung durch Verwendung offline arbeitender Programmiersysteme Minimierung der Benutzereingaben CAD-System ermitteln bestmögliche Sequenzen Vorausetzung:  3 Dimensionales CAD-System  Kollisionsprüfung  Vorhandensein eines rechnerinternen Modells

Seite 7© WZL/Fraunhofer IPT CAD-Systeme: Datenformate Hersteller von CAD-Systemen verwenden unterschiedliche Datenformate Informationsverluste entstehen durch Konvertierungsfehler zwischen Datenformaten Heutzutage bieten CAD-Systeme Schnittstellen an, die Konvertierungsfehler vermeiden STEP gehört zu den leistungsstärksten Datenformaten Einheitliche Nutzung eines Datenformates wäre wünschenswert, aber nicht umsetzbar aufgrund unterschiedlicher Interessen

Seite 8© WZL/Fraunhofer IPT CAD-Systeme: STEP STEP = „Standard for the exchange of product model data“ Speicherung aller Produktdaten vom Erstellen bis zum Speichern eines Modells Aufbau einer STEP-Datei –Pro Zeile eine Informationseinheit –Informationseinheiten voneinander abhängig –vordefinierte Objekttypen –Jedes Objekt eindeutig durch ID definiert Beispiel –#565=CARTESIAN_POINT(„,( )); –#543=DIRECTION(„,(-1.,0.,0.)); –#397=LINE(„,#2646,#424);

Seite 9© WZL/Fraunhofer IPT CAD-Systeme: VRML VRML = „Virtual Reality Modeling Language“ Neben Modellierungssystemen vor allem im World Wide Web verbreitet Objekte über Knoten definiert Zylinder, Blöcke und Kegel als eigenständige Knotentypen Komplexe Objekte werden über Listen aus Linien und Flächen erzeugt Folge: Darstellung kleiner, aber komplexer Objekte durch viele Knoten

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Seite 11© WZL/Fraunhofer IPT Unigraphics NX 7: Allgemein CAD/CAM/CAE-System für gesamten Konstruktions- und Fertigungsprozess Anwendungsbereiche: Konstruktion, Simulation und Fertigung Zugriff der Daten eines Modells aus jedem Bereich möglich Bereitstellung von Volumenkörpern und Funktionen zur effektiveren Umsetzung Unterstützung verschiedener Datenformate

Seite 12© WZL/Fraunhofer IPT Unigraphics NX 7: Datenformate Modelle als Grafik exportierbar Möglichkeit Modelle einzulesen, zu erweitern und im selben Format zu exportieren Importdatenformate Exportdatenformate

Seite 13© WZL/Fraunhofer IPT Unigraphics NX 7: Modellierung einer Sechskantschraube (1) Bauteil bestehend aus 2 Komponenten –Zylinder mit Gewinde –Polygon mit Extrusion Schritt 1: Konstruktion der Einzelkomponenten Schritt 2: Erstellung des Bauteils durch Verknüpfung der Komponenten Modell kann beliebig oft in größeren Bauteilen integriert werden

Seite 14© WZL/Fraunhofer IPT Unigraphics NX 7: Modellierung einer Sechskantschraube (2) Polygon mit sechs Kanten Extrusion der Kanten Abrunden der Oberfläche

Seite 15© WZL/Fraunhofer IPT Unigraphics NX 7: Modellierung einer Sechskantschraube (3) Konstruktion des Schraubenhalses wird durch einen Zylinder mit runder Grundfläche realisiert Mantelfläche des Zylinders mit einem Gewinde verfeinert Quelle:

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Seite 17© WZL/Fraunhofer IPT Servicegeschäft: Bedeutungswandel Bedeutung des Dienstleistungsbereiches steigt in der Produktionswirtschaft Ehemalige Industrieunternehmen könnten auch innovative Dienstleistungsunternehmen sein Dienstleistungen: Diagnose, Wartung, Beratung und Betrieb Mercer- Analyse von 2003 zeigte:  Bei 200 an der Umfrage beteiligten Unternehmen liegen größten Wachstumspotenziale im Servicegeschäft  40-60% Gewinn allein durch Bereitstellung von Servicetätigkeiten  Beispiele: Zeppelin (50%) und IBM(60%)

Seite 18© WZL/Fraunhofer IPT Servicegeschäft: Potentiale der Zukunft Teleservice als Servicetätigkeit unbefriedigend Ziel: Bereitstellung von Informationen um Servicefälle schneller und effektiver zu bearbeiten Beispiel: Demontage einer Komponente die an einen Stromkreis angebunden ist 1.Maschine abschalten 2.Elektronikverbindungen zur Komponente trennen 3.Komponente demontieren Generierung der Arbeitssequenz übernimmt das System Arbeitssequenz basiert auf der Extrahierung von Geometrie-, Elektronik-, Fluid- und Pneumatikdaten aus CAD-Systemen

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Seite 20© WZL/Fraunhofer IPT Zusammenfassung und Fazit Mit Hilfe von CAD- Systemen ist es möglich Konstruktions- und Simulationsprozesse durchzuführen Investition in ein gutes CAD-System statt reale Modelle, Prototypen und Simulationen Großes Innovationspotenzial im Servicegeschäft –Extrahierung servicerelevanter Informationen –Vereinigung geometrischer Daten mit Elektronik-, Fluid- und Pneumatikdaten –Darstellung der Informationen Inwieweit dies umsetzbar ist, wird die Bachelorarbeit zeigen

Seite 21© WZL/Fraunhofer IPT Quellen [KAND88]Kandziora, B.: CAD/CAM-System zur Planung und Simulation automatisierter Montaghevorgänge, VDI Reihe 20 Nr. 9, Düsseldorf, 1988 [FUCH79]Fuchs, H.; Kunze, W.: Hydraulik Pneumatik Bauelemente Baugruppen Maschinen, Berlin, 1979 [KOER02]Körner, M.: E-Service-Support im Maschinen- und Anlagenbau, Frankfurt am Main, 2002

Seite 22© WZL/Fraunhofer IPT Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Haben Sie Fragen?