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Manufacturing-Execution-SystemeDie selbstregelnde Fabrik

Mobile MES-Anwendungen mit Hydra von MPDV

Begriffe wie Selbstregelung, Selbstoptimierung oder selbstlernende Maschinen tauchten bereits in den Anfängen der Industrie 4.0 auf. Sie halten sich hartnäckig, werden in jüngster Zeit sogar häufiger genannt.

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CAD-SoftwareWenn Grenzen verschwinden

Der technologische Wandel in den Konstruktions- und Entwicklungsabteilungen des Maschinenbaus steckt nach wie vor voller Dynamik. Die Entwicklungen und Verbesserungen im Hardware- und Softwarebereich haben bereits mehrere Generationen von CAD-Systemen hervorgebracht. Der exponentiell wachsenden Leistung von Rechner- und Grafikprozessoren folgen die Fortschritte der Software-Technologien, die mit immer komplexeren Funktionen und zunehmend intuitiver Bedienung aufwarten. Das freut diejenigen, die jetzt an Anschaffungen denken und bringt die anderen in einen Zwiespalt, die auf Altsystemen mit großen proprietären Datenmengen sitzen. Es lohnt sich, über den Zaun zu sehen und sich mit den neuesten Systemen vertraut zu machen.

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Techno-SCOPE: Wenn Grenzen verschwinden

Zu den Aufsteigern der letzten zwei Jahre zählt Autodesk Inventor. Innerhalb von kürzester Zeit ist dieses System zur Spitze vorgestoßen und stellt das meistverkaufte 3D-CAD-System des Jahres 2002 dar. In einem Kraftakt hat die Autodesk-Entwicklung mit kurzen Releasezyklen ein 3D-Konstruktionspaket zur Reife gebracht, das bei den Konstrukteuren auf hohe Akzeptanz stößt. Es basiert auf den aktuellen Technologien der parametrischen Modellierung und hat die bekannte 3D-CAD-Technik in einigen Bereichen noch um praxisgerechte Funktionalität erweitert. Offenbar kommt es zur rechten Zeit für die große Zahl von Autocad-Anwendern, die jetzt den Drang zu 3D verspüren, aber auch für viele andere 2D-Konstrukteure und 3D-Anwender, die nach dem System der neuesten Generation suchen.

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Investitionssicherheit gefordert

Die Anforderungen der technischen Zeichner, der Konstrukteure und der Geschäftsleitung sind von unterschiedlich gewichteten Kriterien geprägt. Legen die Zeichner ihre Prioritäten auf die normgerechte 2D-Dokumentation und Kompatibilität mit Lieferanten und Kunden, so geht es den Konstrukteuren doch viel mehr um eine intuitive, einfache Bedienung und die rasche, umfassende Definition eines Entwurfs. Den Konstrukteuren wird der Vorteil der vollständigen dreidimensionalen Darstellung immer mehr bewusst, zumal die neuen Technologien die Bedienung signifikant vereinfacht haben. Die Darstellung in Rissen gilt als Notbehelf einer vergangenen Zeit für die Papierausgabe. Das digitale 3D-Modell allein ist der Ausgangspunkt für alle abgeleiteten Darstellungen und Prozesse.

Entscheider legen darüber hinaus Wert auf ein System, das auch in der absehbaren Zukunft verfügbar, möglichst bei den Partnern und Kunden akzeptiert ist und Industriestandards unterstützt, wenn nicht sogar setzt. Beim global aktiven Technologiekonzern Unaxis beispielsweise war die weltweite Akzeptanz und Verbreitung bei den Engineering-Partnern ein schwerwiegendes Argument zugunsten einer Entscheidung für Autodesk Inventor.

2D-Konstruktion als solide Basis

Der Erfolg der CAD-Software bei den Anwendern hat mehrere Gründe. Einer davon ist sicherlich die enge Integration und Kompatibilität von Inventor mit Autocad 2D, Autocad Mechanical und Autocad Mechanical Desktop, die ,,Interoperabilität" wie Autodesk diese Eigenschaften bezeichnet. In dem kompletten Paket Autodesk Inventor Series sind alle diese genannten Produkte zusammengefasst.

Es bietet den Kunden die Nutzung der bewährten 2D-Konstruktion und -Dokumentation und die optimale Verbindung mit moderner 3D-Konstruktion. Das wichtige Dwg-Format kann weiter eingesetzt werden, um Daten zu übernehmen oder zu übergeben. Bestehende Datenbestände sind weiter nutzbar. Gleichzeitig kann die konsequente 3D-Konstruktion mit einem der modernsten Systeme eingeführt werden.

Schneller Einstieg

Ein weitere Erklärung für die Beliebtheit der CAD-Software liegt in der einfachen und intuitiven Bedienung. Kunden und Anwender berichten übereinstimmend, wie überraschend einfach die ersten Schritte waren und wie schnell sie produktiv mit dem neuen System arbeiten konnten. So auch Peter Krups, Geschäftsführer der Krups Fördersysteme GmbH: ,,Die Bedienung ist intuitiv und leicht zu erlernen. Man kann schnell produktiv damit arbeiten. Ich sagte mir, wenn du das schaffst, dann können das deine Mitarbeiter erst recht." Funktionen, die nicht unmittelbar verständlich sind, erläutert das Design Support System, ein Hilfesystem das mit grafischen Mitteln die Funktionen erläutert.

Die Intuition wird unterstützt durch die Voransicht, die den jeweiligen Schritt visualisiert, so den Benutzer führt und abstrakte Überlegungen und Unsicherheiten vermeidet.

Fachgerechte Konstruktion

Das einfache Bedienen der klar strukturierten Konstruktionsfunktionen wird durch neue Verfahren unterstützt, die dem Konstrukteur das Leben erleichtern. Einige dieser neuen Techniken fasst Autodesk unter dem Begriff Adaptivität zusammen.

Als adaptive Datenbank bezeichnet Autodesk die neue Technologie der segmentierten Datenbasis von Inventor. Der Vorteil der neuen Datenbasis besteht darin, dass immer nur diejenigen Daten in den Hauptspeicher geladen werden, die das System beziehungsweise der Konstrukteur gerade benötigt. Die Software gestattet so das Bearbeiten von sehr umfangreichen Zusammenbau-Konstruktionen mit schneller Antwortzeit.

Die adaptive Baugruppen-Modellierung stellt einen weiteren Funktionsbereich dar, der wesentlich zur konstrukteursgerechten Arbeitsweise beiträgt. Der Konstrukteur kann bei der Baugruppenkonstruktion Bauteilgeometrien als funktionell zusammengehörig beziehungsweise adaptiv kennzeichnen. Der Vorteil wird bei der nächsten Konstruktionsänderung deutlich: Wenn beispielsweise Welle und Gehäuse als adaptiv markiert sind, so folgt die Gehäusebohrung automatisch, wenn die Position der Welle verändert werden muss oder umgekehrt.

Diese logische Verknüpfung entspricht der Denkweise des Konstrukteurs mehr als die mathematische Beschreibung von Bauteilen und Bauteilbeziehungen, die viele rein parametrische Systeme vornehmen. Auch die Reihenfolge, in der die Bauteilbeziehungen aufgebaut wurden, spielt bei der adaptiven Modellierung keine Rolle und schränkt deshalb die Flexibilität des Konstrukteurs nicht ein. Die Adaptivität ermöglicht Konstruktionsänderungen um ein vielfaches schneller als dies mit traditionellen Parametrik-Systemen möglich ist.

Von der Skizze zur 3D-Geometrie

Ingenieure und Entwickler benutzen Prinzipskizzen und Strichzeichnungen, um mechanische Prinzipien und Bewegungen zu untersuchen und auszulegen. Erst danach werden anhand der so ermittelten Basisgeometrien die realen Bauteile und Konstruktionen entwickelt. Genau diese Vorgehensweise unterstützt das sogenannte adaptive Layout von Inventor. 2D-Skizzen können mit 3D-Geometrie kombiniert verwendet werden, um die Funktion bereits vor der Formgebung zu klären.

Die Adaptivität der Datenbasis, der Baugruppenmodellierung und des Entwurfs sind die herausragenden Merkmale der neuen 3D-Konstruktion mit Inventor, und Synonym für die weitreichende Adaption der Denk- und Arbeitsweise der Ingenieure und Konstrukteure. Der Technische Leiter der Nomotec Anlagenautomationstechnik GmbH Rudolf Schöbinger bestätigt diesen Satz mit seinen Erfahrungen: ,,Unsere Konstrukteure arbeiten heute lieber im 3D- als im 2D-System. Der Entwurf geht leichter von der Hand. Es ist logischer und einfacher als früher, eine Baugruppe zu definieren, funktionsfähig zu machen und anschließend zu detaillieren." Ähnlich äußert sich Markus Heinz, Technischer Leiter bei Ivoclar Vivadent, der es als großen Fortschritt ansieht, dass sich die Entwickler heute mehr auf die Ingenieuraufgaben konzentrieren können: ,,Mit Inventor können die Konstrukteure zu 70 Prozent wirklich Konstrukteure sein, vorher waren sie zu 70 Prozent technische Zeichner".

Expertenfunktionen

Die Funktionalität des CAD-Systems beschränkt sich nicht auf die geometrische Modellierung. Das Standardprodukt beinhaltet leistungsfähige, branchenspezifische Expertenfunktionalität wie die umfassende Blechkonstruktion. Bei einigen mittelständischen Maschinenbauern wie dem Seitenstapler-Hersteller Hubtex macht die Blechkonstruktion die Hälfte des gesamten Konstruktionsaufwandes aus. Sie hat mit Inventor ein hohes Niveau erreicht. ,,Manche Konstruktionen, die wir heute realisieren, wären früher nicht machbar gewesen. Inventor ermöglicht raffiniertere Konstruktionen in Blech, die deutlich Produktionskosten sparen" bestätigt Achim Otterbein, Gruppenleiter Seitenstaplerkonstruktion bei Hubtex. Die Software ermöglicht unter anderem frei definierbare Stanzwerkzeuge, die automatische Abwicklung und Korrektur der gestreckten Längen.

Die Version Inventor 6 erhielt umfassende und fachgerechte Spezialfunktionen für die Konstruktion von Schweißbaugruppen. Außerdem sind in der Software die wichtigsten DIN-Normteile wie Schrauben, Muttern, Scheiben, Wälzlager und vieles mehr bereits integriert. Norm- und Zukaufteile werden von zahlreichen Lieferanten und Autodesk-Partnern als Bibliotheken angeboten. Weiterführende Anwendungen für die Bereiche Berechnung und Fertigung sind von namhaften Firmen erhältlich. Autodesk Inventor unterstützt die wichtigen CAD-Schnittstellen Sat, Step, Iges, Dxf, Dwg, und eine Schnittstelle zu SAP. Dr. Philipp Grieb/Stefan Graf

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