Visionen und Vertrauen in drei Dimensionen

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Sofortige Effizienzsteigerung durch modernste CAD-Tools

Die Entscheidung für ein 2D/3D-durchgängiges System sollte PID auch in über einem Jahrzehnt kein einziges Mal bereuen. So erlaubt ihr dieses, mit kleinen Änderungen im 3D-Modell bereits erste Resultate erkennen zu können, ohne eine Vielzahl von Parametern ändern zu müssen. Gerade diese Wahlfreiheit zwischen freier und parametrischer Konstruktion ist für einen Sondermaschinenbauer bei der raschen Umsetzung von Konstruktionsaufgaben von zentraler Bedeutung.

Eine ebenso unkomplizierte und gleichsam wirkungsvolle Handhabung von Hi-CAD liegt auch dem Bauteil-Browser zugrunde. «Baugruppen können damit sehr effizient umdefiniert werden oder neu zusammengestellt werden, ohne dass man sich zuvor Gedanken machen muss, wie die Konstruktion am Ende aufgebaut ist. Als Konstrukteur hat man schliesslich als Erstes eine grobe Idee, die sich allmählich mit jedem Detail weiterentwickelt, bis die konstruktive Aufgabe gelöst ist. Hi-CAD bietet mit dem Bauteil-Browser ein wirklich sehr praktisches Tool, das uns jederzeit und uneingeschränkt ermöglicht, den gesamten Aufbau der Konstruktion umzuorganisieren», erläutern Hafner und Manzoni.

Als ebenso praktisch und produktivitätssteigernd beurteilt PID das durchgängig referenzierte Arbeiten über alle Produktionsunterlagen, die mit dem CAD-System in Verbindung stehen. «Die Möglichkeit in Hi-CAD, Änderungen an nur einem Bauteil ausführen zu müssen und das geänderte Bauteil in allen anderen Dateien durch automatisches Aktualisieren übernehmen zu können, haben wir sofort in unsere Arbeitsweise miteinbezogen», so die Firmeninhaber. «Damit wurden wir sozusagen auf einen Schlag viel effizienter und konnten den Aufwand für die Erstellung der Produktionsunterlagen um etwas mehr als die Hälfte reduzieren. Dadurch hatten wir mehr Zeit uns den wirklich wichtigen Dingen zu widmen - nämlich der Optimierung unserer Produkte.»

Spezielle Messfunktionen

Doch in einer Zeit, in der immer komplexere Konstruktionen erstellt werden, werden auch die Forderungen nach zusätzlichen Informations- und Analyse-Tools immer lauter, die sich für das Zuger Unternehmen insbesondere in Bezug auf Bauteilspezifikationen, Distanz-, Winkel-, Volumen-, Flächen-, Linien- und Punktespezifikationen, die einfach und teileübergreifend gemessen werden können, als sehr nützlich erwiesen haben. «In Hi-CAD stehen Messfunktionen zur Verfügung, die bei anderen Systemen nicht vorhanden sind oder entsprechende Informationen nur mit erheblichem Aufwand ermittelt werden können, wie beispielsweise der Verdrehwinkel zweier räumlich angeordneter 3D-Rohrbogen, der Durchstosspunkt einer Kante zu einer gekrümmten Fläche sowie theoretische Schnittpunkte», erläutern Hafner und Manzoni.

Ebenso unverzichtbar ist für den Sondermaschinenbauer aber auch die Normteilbibliothek geworden: «Ein Highlight in Hi-CAD ist unserer Ansicht nach das Tool für Verschraubungen mit den frei definierbaren Lochbildern, die für unseren Anwendungsbereich sicher 98 Prozent der Fälle abdecken», erklären die Firmengründer und ergänzen weiter, dass «durch die vollständig integrierte Featuretechnologie innerhalb des Tools Änderungen auch für diese Elemente kaum mehr mit Aufwand verbunden sind.»

100-Prozent-Prüfung bei höchsten Qualitätsansprüchen

Auf diese Vorteile ihres CAD-Systems ist PID bei ihrer täglichen Arbeit angewiesen, denn als Sondermaschinenbauer muss sie sich stetig neuen Herausforderungen stellen. Dennoch haben all ihre unterschiedlichen Projekte eines gemeinsam: Sie stellen Anforderungen an das CAD-System, die über Standardfunktionen hinausgehen und ein branchenübergreifendes Modellieren erfordern. So berichtet Silvio Manzoni: «Gerade als flexibles Ingenieurbüro stellen wir uns den wechselnden Anforderungen unserer Kunden. Dies gelingt natürlich nur, wenn auch die Software mitspielt. Wir müssen in unseren Mischkonstruktionen zum Beispiel Profile, Bleche und Normteile schnell und effizient einbauen. Dass dies in Hi-CAD ohne Systemwechsel möglich ist, gehört zu den grossen Stärken der Software.»

Dies zeigt sich auch in der Anlage zur 100-Prozent-Prüfung der Qualität von Feinstanzteilen, die PID für einen Zulieferer der Automobilbranche konzipierte. Gerade diese Branche ist bekannt für ihre hohen Qualitätsanforderungen, und so sollte die Anlage mit einer 100-Prozent-Prüfung die bisherige, stichprobenartige Sichtkontrolle ablösen. So bestand die Konzeptvorgabe für die Anlage darin, in Serie hergestellte Scheiben mit Lochbildern, Prägungen und Passungssitzen in einer Taktzeit von einer Sekunde beidseitig zerstörungsfrei zu prüfen. Hierbei sollten verschiedene Scheiben- und Plattentypen im Durchmesserbereich von 60 bis 160 Millimeter kontrolliert werden können. Gleichzeitig sollte aber auch eine minimale Umstellungszeit von einer Scheibenserie auf die nächste gewährleistet sein sowie die Möglichkeit, zusätzliche Bauteiletypen und neue Prüfprozesse einfach zu implementieren.

Herausforderungen unter Zeitdruck

Die erste Herausforderung in der Konzeption bestand schon darin, die verschiedenen Prüfungs- und Handlings-Konzepte zu erarbeiten. Die Messtechnik für die Teilprüfung musste in Kombination mit der Fördertechnik zusammengeführt werden. Ferner musste die gesamte Prüfanlage in den bestehenden Prozessfluss integriert werden, womit der Platzbedarf von vornherein eingeschränkt war. «Mit Hi-CAD konnten wir in diesem ersten Schritt unabhängig von den verschiedenen beteiligten Mitarbeitern mehrere Konzepte und Baugruppen sowohl erstellen als auch bearbeiten sowie die Lösungsansätze, ohne Rücksicht auf irgendwelche Parameter und Verknüpfungen der 3D-Modelle zueinander, miteinander vergleichen und vermischen», schildert PID. Nachdem aus den verschiedenen Varianten zusammen mit dem Kunden die beste ausgewählt worden war, wurde in einem weiteren Schritt die Anlage, respektive das 3D-Modell, für die Konstruktionsphase in Hi-CAD aufgeteilt, so dass der jeweilige Konstrukteur seine zugewiesenen Baugruppen ausarbeiten konnte.

Voll referenziertes Arbeiten

Die Verwaltung des 3D-Modells der gesamten Anlage wurde hingegen in einer übergeordneten Datei angelegt, um hier Schnittstellen zu definieren, mögliche Konflikte der Baugruppen innerhalb und zueinander zu prüfen und die Vollständigkeit der Gesamtanlage zu überwachen. «Dadurch, dass wir voll referenziert arbeiteten, konnten wir sicherstellen, dass alle Baugruppen der verschiedenen Konstruktionsdateien, Teilkonstruktionen und die Gesamtkonstruktion immer auf dem aktuellen Stand waren», erinnern sich Hafner und Manzoni. Sie führen weiter aus: «Sowohl dies als auch die Tatsache, dass die zahlreichen Bauteile und Komponenten ? ob Maschinenbauteile, Stahlbaukomponenten oder Blechteile ? in Hi-CAD alle innerhalb demselben CAD-System erstellt werden konnten, konnte das Projekt, das unter enormem Zeitdruck stand, zeitnah realisiert werden.»

Ferner konnten sie über die Step-Schnittstelle auf dem Markt erhältliche Kaufteile integrieren oder auch 3D-Modelle für Bearbeitungsprozesse diverser Komponenten an ihre Lieferanten exportieren. Ebenso von Vorteil war, dass Anpassungen und Ergänzungen, die sich bei der Montage und der Inbetriebnahme ergeben haben, dank der Referenzier- und Featuretechnik mit minimalem Aufwand am 3D-Modell nachgeführt werden konnten und sofort in allen Unterlagen aktualisiert wurden.

Planetengetriebe automatisiert

Als ebenso nützlich für ihre Projekte im Allgemeinen haben sich für PID die Automatisierungstools von Hi-CAD erwiesen, die das Unternehmen auch anzuwenden weiss. So haben ihre Ingenieure beispielsweise mittels der Makrotechnik die Konstruktion von Planetengetrieben weitgehend automatisiert. Diese benötigten sie für exakte Untersuchungen der Bewegungsabläufe von Zahnritzel und Zahnrad zur Optimierung der Zahnflanken im 3D-Bereich von Hi-CAD. Wurde das Planetengetriebe mit Spezialsoftware konstruiert, so liessen sich die Daten nicht immer in genügend exakter Darstellung und frei von Volumenfehlern in das CAD-System übertragen.

Um die Erzeugung der Zahnräder und Zahnritzel in Hi-CAD direkt vornehmen zu können und gleichzeitig die aufwendige Zahnradkonstruktion zu beschleunigen, fing PID damals an, Makros zu entwickeln. «Wir haben die gesamten mathematischen Zusammenhänge der Verzahnungstheorie in einigen Makros zusammengestellt und mit den Freiformflächen von Hi-CAD verknüpft, so dass die Zahngeometrie automatisch erzeugt wird. So konnten wir die Erzeugung der Zahnräder um bis zu 75 Prozent schneller ausführen. Auch waren wir nun in der Lage, den Wälzprozess der Zahnflanken unter verschiedenen Profilverschiebungsfaktoren genau zu analysieren und den Achsabstand der Ritzel und Zahnräder zu optimieren», schildern die Inhaber von PID.

Aufgrund der vielen Vorteile, die ihnen ihr CAD-System liefert, sind sich die beiden Firmeninhaber sicher, auf das richtige CAD-System gesetzt zu haben, womit weiteren Jahrzehnten erfolgreicher Zusammenarbeit nichts im Wege steht.

Autor

Anke Eltermann, ISD

Information

ISD Software und Systeme AG Schweiz

Rosenweg 2, 4500 Solothurn

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Anwender

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