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Hallo liebe CAD und NX Gemeinde,

ich studiere an der Fachhochschule Maschinenbau und stehe am Beginn meiner Diplomarbeit, welche ich an der FH schreibe.

Die Arbeit handelt von einer Schnittstellenuntersuchung: Import von Fremd-CAD Daten (Creo Elements/Pro (ProE) CATIA, Open Mind  ect) in eine CAD-CAM Prozesskette. Es ist die erste Arbeit welche sich mit dieser Kette beschäftigen soll. Fachpersonal für die Kette ist leider noch nicht vorhanden.

Prozesskette besteht aus Siemens PLM  Software NX8 welche durch das CAM Modul erweitert wurde. Zur Simulation der durch den PP erzeugten Programme steht eine virtuelle Maschine DMG 50 mit Siemens 840D Steuerung zur Verfügung.

Den Prozesskettendurchlauf konnte ich in den letzten beiden Wochen austesten. Modell in der CAD Umgebung erstellt, Wechsel in die CAM Umgebung, Operationen hinzugefügt, Spannmittel, Werkzeuge und Maschine ausgewählt, mit PP NC Programm erstellt  und alles an die VM übertragen und kollisionsfreien Fertigungsdurchlauf gehabt (zumindest virtuell).

Bisher konnte ich nur wenig praktische Erfahrung im Umgang mit CAD Programmen sammeln, habe daher ein begrenztes Wissen im Bereich des Modellierens.

Inhalt der Arbeit:

Zum einen soll das Einlesen von programmfremden CAD Modellen in die vorhandene Prozesskette untersucht werden. Kernthemen bilden hierbei welche Datenformate hierfür zur Verfügung stehen und in welchen Umfang der jeweilige Import möglich ist. Import über neutrale und  wenn vorhanden  über spezielle Schnittstellen.

Zum anderen soll der Prozess des sogenannten „Reverse Engineering“ genauer betrachtet werden Also Referenzbauteil bzw. Werkstück mit Hilfe eines 3D Scanners  scannen und daraus ein CAD Modell erzeugen und das Ganze importieren.

Da es sich um die erste Arbeit an den rel. komplexen System  handelt kann ich mich auf die reine 3 bzw. 2 œ D Fertigung beschränken, einarbeitungsaufwand würde den Zeitrahmen sonst sprengen.

Mein Betreuer möchte am Ende den Durchlauf anhand eines Referenzbauteils haben. Also immer das gleiche Modell importieren, mit Referenzmodell welches in NX erstellt wurde vergleichen und das Ganze untersuchen. Sicherstellen, dass das importierte Modell die restliche Fertigungskette durchlaufen kann.

Meine Überlegung:

Getestet werden soll das Ganze ja an einen Modell. Da dieses Modell aber allerhand Konturen und Features beinhalten soll wird eine spätere Untersuchung an diesem Modell sehr aufwändig werden.
Ich habe angedacht zuerst mit einen einfachen Würfel zu starten und diesen mit verschiedenen Einstellungen (mit den Einstellungen der CAD Programme herumspielen) in NX einzuladen.

Wenn das soweit klappt den Würfel z.B. mit einer Bohrung erweitern und erneut testen. Danach dann Sacklochbohrung, Schräge, Verrundung und weiteres austesten.
Dadurch denke ich kann ich das Verhalten  verschiedene geometrischer Elemente  beim Import  halbwegs vernünftig untersuchen und auseinander halten.

Oder kann ich eine sinnvolle Untersuchung direkt an dem Referenzmodell durchführen?

Welches Vorgehen würdet  Ihr mir aus eurer Erfahrung heraus empfehlen um verwertbare Daten zu erhalten?

Beste Grüße
Julian

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Hallo Julian

Ich denke einmal, dass du mit Standardgeometrien wie Würfel und Bohrungen überhaupt keine Importprobleme haben wirst. Das ganze wird erst interessant, wenn im Urmodell komplizierte Konturen, Rundungsverschneidungen, etc vorhanden sind. Da hat man dann öfter mal das Problem, dass manche Flächen beim Import nicht richtig sind, und dadurch kein geschlossener Körper entsteht.

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Gruß Manfred

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Willkommen im Forum!

>>Die Arbeit handelt von einer Schnittstellenuntersuchung: Import von Fremd-CAD Daten (Creo Elements/Pro (ProE) CATIA, Open Mind  ect) in eine CAD-CAM Prozesskette.

Das alleine wäre viel zu simpel für eine Diplomarbeit.
Zu diesem Thema findest Du in allen CAD-Foren bei cad.de zahlreiche Beiträge.
Und im Internet und in Universitätsbücherein wirst Du sicherlich ebenfalls fündig.

>>Zum anderen soll der Prozess des sogenannten „Reverse Engineering“ genauer betrachtet werden Also Referenzbauteil bzw. Werkstück mit Hilfe eines 3D Scanners  scannen und daraus ein CAD Modell erzeugen und das Ganze importieren.

Da einen optimalen Weg zu finden ist schon eher anspruchsvoll.
Aber auch dieses Thema ist nicht neu.
Benutze die Suchfunktion von cad.de.

>>Ich habe angedacht zuerst mit einen einfachen Würfel zu starten

Ich teile die Meinung von Manfred: Das bringt nicht viel.
Versuch es mal mit einem Zahnrad...

>>Oder kann ich eine sinnvolle Untersuchung direkt an dem Referenzmodell durchführen?

Wie soll man diese Frage beantworten?
Du müsstest wenigstens mal ein Bild dieses Referenzmodlls ins Forum stellen.

>>Welches Vorgehen würdet  Ihr mir aus eurer Erfahrung heraus empfehlen um verwertbare Daten zu erhalten?

>> (Creo Elements/Pro (ProE) CATIA, Open Mind  ect)

"etc" ist nicht hilfreich.
Stelle eine konkrete Liste auf, welche CAD-Systeme Dir vorgegeben werden
oder deklariere, Du willst alle Schnittstellen betrachten, die NX ermöglicht.
Bei Neutralformaten wie IGES und STEP kommt es allerdings auch auf die Arbeit im Quellsystem an...

>>Würfel
>>Referenzbauteil

Eine wichtige Unterscheidung ist, ob Du nur klassische "reguläre" Geometrien betrachten willst, oder ob Du Freiformflächen einbeziehen willst.

Es kann hilfreich sein, zuerst mit verschiedenen einfachen Grundformen zu beginnen, aber das kostet auch Zeit. Also lass Dir erklären, was die Knackpunkte bei Konvertierungen sind:
a) Unstetigkeiten wie scharfe Kanten
b) Zusammentreffen verschiedener Formelemente
Ein beliebtes Beispiel ist die Kofferecke, aber allgemein auch Verrundungen mit unterschiedlichen Radien.
Beispiel: Nimm einen Würfel von 20mm Kantenlänge und verrunde die Kanten in den drei Achsen mit den unterschiedlichen Radien 1 / 1,5 / 2mm.
Und das Gleiche mit Fasen statt Verrundungen.

>>3D Scanner

Ich bin in diesem Punkt nicht mit den Details der Version NX8 vertraut.
In NX6 ist es noch recht mühsam, aus einer beliebigen Punktewolke brauchbare Geometrie zu erzeugen. Eventuell bietet NX8 da schon "Feature-Erkennung".
Es lohnt jedoch, bei den Herstellern der Scanner nach entsprechenden Hilfsprogrammen zu schauen.

Und für die Zukunft:
Deine erste Fragestellung ist recht pauschal.
Je konkreter die Fragen, desto besser die Aussichten für eine hilfreiche Antwort.

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Rainer Schulze

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Vielen Dank für die Antworten.

Ob das Thema zu alleine zu simpel wäre kann ich nicht beurteilen. Jedenfalls wurde es so angeboten.

Bei den Schnittstellenformaten werde ich mich zunächst auf die in der FH vorhandenen CAD Systeme beziehen. Hierfür habe ich einen Termin mit dem zuständigen Laboringenieur um zu klären welche Programme und Versionen hierfür zur Verfügung stehen. Anschließend möchte ich mir ein Diagramm erstellen mit einen Überblick über den jeweilig möglichen Schnittstellenformaten zwischen den betrachteten Systemen.

Den Würfel habe ich angedacht um den Einstieg für den generellen Ablauf zu finden. Auch um z.B den Einfluss von abweichenden Systemtoleranzen im Quell- und Zielsystem dokumentieren zu können.

Beispiel:
Ich erzeuge im Quellsystem einen Würfel und dieser wird über Kantenlänge und Position im Raum beschrieben. Die Neutralschnittstelle beschreibt mir das dann mittels NURBS alle Außenflächen einzeln und die Datenmenge vervielfachen sich. Kommen jetzt bei den Knotenbeschreibungen noch Rundungsfehler dazu liegen diese vielleicht nicht mehr in einer Ebene und die Beschreibung erfordert schon eine Freiformfläche. Für diese Anfangsuntersuchungen habe ich angedacht eine möglichst einfache Geometrie zu verwenden, falls das eben möglich sein sollte.

Das Referenzmodell habe ich noch nicht erstellt sondern bisher nur anhand einer Skizze mit dem Betreuer abgestimmt.
Das Modell soll später nur mit 3D bzw. 2 œ D Herstellbar sein.  Freiformflächen möchte ich daher vermeiden, da der Einstieg in die vollwertige 5-Achsbearbeitung zu zeitaufwändig wäre. Die Importierten Modelle sollen auf der Virtuellen Maschine alle gefertigt werden.

Das Modell besteht aus einen Quader mit Durchgangsbohrung, Gewinden, Sacklochbohrung, Absätzen, Tasche und Schrägen. Also eigentlich nur Regelgeometrieelemente. Ich werde das Modell erstellen und ein Bild davon hier einstellen.

Interessant für den Import sind für mich neben der Geometrie auch zusätzliche Informationen wie Maßtoleranzen, Form und Lagetoleranzen und Oberflächenangaben. Also fertigungsrelevante Daten.

Des Weiteren in wie weit die Modellhistorie mit importiert werden kann.

Die Beispiele der Kofferecke oder den zusammenlaufenden Fasen möchte ich in meine Betrachtungen mit einbeziehen. Unstetigkeiten durch Scharfe Kanten (Singularität) bei oberflächenbasierenden Modellaufbau ist sicher auch ein wichtiges Thema was ich Betrachtung schenken möchte.

Ich denke einfach, dass ich wenn ich gleich auf recht komplexe Konturen gehe oder Modelle die aus vielen Features bestehen (Bohrung, Gewinde, Schräge, Zusammenlaufende Kanten) zu viele Einflussfaktoren auf einmal generier und diese, weil ich noch keine Erfahrung damit habe, nicht zuordnen kann wie und  warum sie entstanden sind. Oder liege ich mit dieser Einschätzung falsch und sollte daher wirklich gleich auf komplexerere Geometrien gehen?

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Gruß Julian

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ecke_1.PNG ecke_2.PNG

>>Ich erzeuge im Quellsystem einen Würfel und dieser wird über Kantenlänge und Position im Raum beschrieben. Die Neutralschnittstelle beschreibt mir das dann mittels NURBS alle Außenflächen einzeln und die Datenmenge vervielfachen sich. Kommen jetzt bei den Knotenbeschreibungen noch Rundungsfehler dazu liegen diese vielleicht nicht mehr in einer Ebene und die Beschreibung erfordert schon eine Freiformfläche.

So funktionieren die Konverter nicht.
Entweder die Abweichungen liegen innerhalb der Toleranzen oder es wird statt eines Körpers nur ein nicht geschlossenes Flächenmodell erzeugt.

>>Interessant für den Import sind für mich neben der Geometrie auch zusätzliche Informationen wie Maßtoleranzen, Form und Lagetoleranzen und Oberflächenangaben. Also fertigungsrelevante Daten.

Die Konverter übertragen nur reine Geometrie.
Ich hörte zwar von einem neuen noch in der Entwicklung befindlichen STEP-Anwendungsprotokoll, dass PMI unterstützen soll, aber es mag noch Jahre dauern, bis das allgemein eingesetzt wird.

>>Des Weiteren in wie weit die Modellhistorie mit importiert werden kann.

Du kannst ja mal bei bei 3D_Evolution und Proficiency fragen. Aber dann rechne auch mit Kosten im 6-stelligen Bereich.

>>...komplexe Konturen ... zu viele Einflussfaktoren auf einmal ...

Das Argument ist verständlich. Aber halte Dich nicht zu lange mit dem einfachen Quader auf. Ich würde zumindest gleich die Kofferecke mit einbeziehen.

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Rainer Schulze

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Danke für deine Hilfestellung Rainer. Ich werde deine Tipps gleich mit beherzigen und mich nicht zu lange mit einfachen Geometrien aufhalten. Ich denke aber es für mich nötig um gewisse Erfahrungswerte zu erhalten

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Gruß Julian

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