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Solid Edge 2019: Der Einstieg in die mechatronische Konstruktion ist geschafft.



Siemens brachte kürzlich Solid Edge 2019 auf den Markt, die neueste Version des Midrange CAD/CAM-Systems. Neben vielen Detailverbesserungen über das gesamte Portfolio hinweg fällt der Einstieg in die mechatronische Konstruktion mit Hilfe von Solid Edge Electrical auf. Der folgende Artikel gibt die aus Redaktionssicht wichtigsten Neuerungen wieder, kann aber nicht alle Details berücksichtigen.

Solid Edge ist eines der drei bekannten so genannten Midrange Systeme im CAD/CAM-Umfeld. Es ist im Kern sehr gut geeignet für die mechanische Konstruktion, nicht nur im Maschinenbau. Solid Edge verfügt über die Synchonous Technologie, die es erlaubt, zugleich historienbasiert wie auch direkt zu konstruieren. Das ist insbesondere hilfreich bei der Nutzung von Fremdgeometrien.

Was einst (in den 90er Jahren) als mehr oder minder monolithisches Softwarepaket begann, ist heute ein umfassendes Software-Portfolio, mit einer Reihe von Zusatzapplikationen, die je nach Bedarf kombiniert werden können:

•    Mechanische Konstruktion
•    Elektrische Konstruktion
•    Simulation
•    Fertigung
•    Technische Dokumentation
•    Datenverwaltung und
•    Solid Edge Portal

"Integrierte Softwareanwendungen sind heute für komplexe, mehrphasige Konstruktionsprojekte von entscheidender Bedeutung", wie Markus Rademacher, Senior Solution Consultant bei Siemens betont.

Deutlich mehr Möglichkeiten in der mechanischen Konstruktion

Was in Siemens NX schon etwas länger realisiert ist, wurde nun auch in SE zur Verfügung gestellt, nämlich die kombinierte Verarbeitung von Solid- und Netzdaten oder anders ausgedrückt, das Mischen von Facetten- mit B-Rep. Geometrien.


Beispiel einer in Solid Edge verkabelten Baugruppe.

Also man stelle sich ein typisches 3D-Teil vor, entstanden durch Extrudieren oder Rotieren einer Fläche. Jetzt importiert der Konstrukteur einen Facetten-Körper, z. B. über die STL-Schnittstelle. Dabei wird das Facetten-Teil dann automatisch in ein Format überführt, welches auch im Konstruktionsnavigator als Konstruktionsteil erkannt wird und entsprechend im Baum erscheint und es entsteht ein B-Rep-Körper in der Genauigkeit, die das System eben hergibt.

Der große Vorteil ist nun, dass man auf diesen Körper die klassischen CAD-Operationen anwenden kann, wie ein Loch hineinbohren oder eine Fläche anfräsen usw.

„So etwas konnten Sie früher mit einer Facettengeometrie nie machen. Und Convergent Modeling füllt die bisherigen Lücken der traditionellen CAD-Modellierung, wenn es um die Optimierung von Teilen für den 3D-Druck geht - wie gesagt", so Rademacher.

Die neue Konstruktion für die additive Fertigung gewährleistet eine bessere Kontrolle von Form, Gewicht und Festigkeit. Solid Edge automatisiert zudem die Druckvorbereitung, einschließlich Mehrfarben- und Multimaterialdruck. Das reduziert die Stücklistengröße und den Teilbestand sowie die Abhängigkeit von kostspieligen Produktionsanlagen.

Siemens nennt die dahinterstehende Technologie "Generative Design", welche grob der einer Topologieoptimierung entspricht. Die aber auch anderes kann, wie etwa die Vorgabe, ob das Teil eher kompakt oder eher filigran sein soll oder ob es mechanisch fertigbar sein soll. Also eine ganze Menge Komfort.

Vom 2D- Fließbild über den 3D-Plan zur Isometrie

Zudem ermöglicht die aktuelle Version von Solid Edge neue modulare Anlagen-Konstruktionen mit Solid Edge P&ID Design und Solid Edge Piping Design. Solid Edge P&ID Design bietet 2D-Flussdiagramm- und Symbolunterstützung für die P&ID-Erstellung und unterstützt die strengen Anforderungen der Anlagenplanung. In Kombination mit Solid Edge Piping Design, das automatisierte 3D-Rohrleitungskonstruktionen mit umfangreichen 3D-Teilbibliotheken und einer vollautomatischen isometrischen Zeichnungsausgabe für die Anlagenplanung beinhaltet, können diese neuen Funktionen dazu beitragen, Konstruktionsfehler zu reduzieren.

"Es handelt sich hier um ein Partnerprodukt, welches für eine intelligente 2D/3D-Anlagen- und Rohrleitungsplanung entwickelt wurde", wie Markus Rademacher berichtet.


Elektrobaugruppe im Zusammenhang mit dem dazugehörigen Flaschenautomat.

Die Verwendung von Rohrklassen in der Planung und Konstruktion von Anlagen und Rohrleitungen ist ein wesentlicher Aspekt von Solid Edge Piping Design. In den Rohrklassen wird einmalig unternehmens- oder projektspezifisch die Zugehörigkeit von Komponenten (Fittings, Armaturen etc.) zu Rohrleitungsmerkmalen (Durchmesser, Medien usw.) definiert. Diese zentrale Definition verhindert Fehler durch den Anwender und spart Zeit bei jeder Verwendung. Damit wird eine hohe Prozesssicherheit erreicht.

Mechatronik mit Mentor Tools und Solid Edge im Zusammenspiel

Bekanntlich hat Siemens vor einiger Zeit Mentor Graphics gekauft und ist nun dabei, die mechanischen und elektrischen Welten zusammenwachsen zu lassen.

Dabei entstand auch Solid Edge Wiring Design. Es bietet Konstruktions- und Simulationswerkzeuge für die schnelle Erstellung von Schaltplänen und für die Überprüfung von elektrischen Systemen. Solid Edge Harness Design fügt intuitive Werkzeuge für die Konstruktion von Kabelbäumen und Nagelbrettern mit automatischer Teileauswahl, Konstruktionsvalidierung und Erstellung von Fertigungsberichten hinzu.

Solid Edge Wiring Design setzt dort ein, wo es darum geht, Schaltpläne in 2D zu erzeugen. Also ganz platt gesagt, der Konstrukteur entnimmt einer Bibliothek Bauteil-Symbole und plaziert sie in seiner Zeichenebene. Diese werden dann entsprechend der elektrischen Logik mit Drähten verbunden.

Was hier aber entsteht, ist keine reine Zeichnung, so wie früher, sondern eine objektorientierte Konstruktion mit allen nötigen Intelligenzen. Das macht die spätere Auswertung und Weiterverarbeitung sehr viel einfacher.

Im vorliegenden Fall ist es z. B. so, dass der Schaltplan simuliert und anschließend optimiert werden kann.

Ist er nun geprüft und auf einem optimalen Stand, kann der nächste Schritt, nämlich der Übergang nach SE, vollzogen werden. Die hierfür geschaffene Schnittstelle ist bi-direktional und assoziativ, d. h. der Datenaustausch kann nach beiden Seiten vollzogen werden. Änderungen auf der einen Seite erfolgen automatisch auch auf der anderen.


Elektrobaugruppe mit integrierter Leiterkarte. Alle Bilder Siemens.

Die intelligente Bibliothek sorgt dafür, dass die 2D-Leitungen von der Zeichnung nun beim Übergang nach SE ihre 3D-Gestalt annehmen.

Da der Konstrukteur in SE seine 3D Konstruktion erstellt, verbaut er hier CAD-Bauteile und Baugruppen. Diese korrespondieren über Ihre Dateieigenschaften mit den Symbolen im SE Wiring Design und haben Anschlüsse (meist einfache Zylindrische Ausschnitte) die den Kontaktpunkten der Symbole entsprechen.

Das Kabelende aus SE Wiring Design findet somit den Anschluss am Solid Edge Bauteil in Form eines vordefinierten Ausschnittes.

Das ist natürlich zunächst eine "wilde" Verbindung, die vom Konstrukteur geordnet wird. Er gibt an, wo genau Kabel entlanglaufen sollen, wo sie befestigt werden etc.

Die Mechanische Konstruktion und die Bauraumprüfung im Baugruppenkontext erfolgt in Solid Edge. Die Schnittstelle erzeugt und ändert die Leitungsverbindungen.

"Ist die Anschlussdefinition für ein Bauteil nicht vordefiniert, kann diese während der Übergabe an Solid Edge erfolgen.", wie Rademacher bemerkt.

Nach der Verlegung der Kabel gewinnt der Konstrukteur die echten Kabellängen. Diese werden in das Elektrosystem zurückgegeben. jetzt verfügt der Schaltplan über die Kabellängen und es kann noch einmal geprüft werden, ob die Schaltung auch mit den echten Kabellängen funktioniert.

An dieser Stelle kommt Solid Edge Harness Design ins Spiel, wie weiter oben beschrieben, um eben Kabelbäume und Nagelbretter zu erzeugen, auf denen am Ende auch die Kabelbäume gelegt werden können.


Marcel Rademacher, Senior Solution Consultant bei Siemens PLM Software.

Dieser kurze Abriss gibt in etwa wieder, was mit dem Gesamtpaket gemacht werden kann und wie es geht. Wo genau das gebraucht wird, kann alsbald in die mechatronische Konstruktion eingestiegen werden.

www.siemens.com/plm   

- Karl Obermann -

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