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Modellieren von Einzelteilen ist mit SolidWorks ein Kinderspiel. Lesen Sie im folgenden einige Anregung, Hinweise und Vorschläge für die Arbeit mit Einzelteilen. |
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Modellieren von Einzelteilen ist mit SolidWorks ein Kinderspiel. Lesen Sie im folgenden einige Anregung, Hinweise und Vorschläge für die Arbeit mit Einzelteilen. |
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Die hier aufgeführten Hinweise stammen aus den Erfahrungen seit Oktober 1997, dabei hauptsächlich aus der Anfangsphase. Die eingesetzte SolidWorks-Version war SW97+. Spezifische Hinweise, Anregungen oder Richtlinien können sich durch Weiterentwicklung der Software (siehe hierzu auch die Lizenz- und Versionsentwicklung, aktueller Stand am 22.04.1999 ist die Version SW98Plus 087) oder Änderung von organisatorischen Randbedingungen ändern.
Für eine effiziente Erstellung sind einige Vorüberlegungen durchzuführen, die sich in folgenden Empfehlungen für den Konstrukteur zusammenfassen lassen:
- Erstellen von Einzelteilen Bottom-Up
Es werden zunächst die Einzelteile losgelöst vom Baugruppenzusammenhang erstellt und dann durch späteres Einfügen in einer Baugruppe zusammengefaßt. Diese Art der Konstruktion ist üblich in der Auftragskonstruktion, da Skizzen oder Vorgaben über die Baugruppe existieren und die Detailkonstruktion der Einzelteile im Vordergrund steht.
Diese Arbeitsweise ist überschaubar und aus dem 2D-CAD-Umfeld eingeführt, da hier keine Möglichkeiten für eine andere Vorgehensweise gegeben waren.
- Erstellen von Einzelteilen im Baugruppenzusammenhang (Top-Down)
Bei dieser Art werden die Einzelteile in der Baugruppe konstruiert. Dadurch ist immer der Zusammenhang zu angrenzenden Teilen während der Konstruktion zu sehen. SolidWorks gestattet die Bearbeitung von Einzelteilen im Zusammenhang der Baugruppen und stellt dabei Zugriff auf Skizzen, Eigenschaften und Features der anderen Bauteile zur Verfügung.
Diese Arbeitsweise empfiehlt sich bei der Neukonstruktion bzw. Neuerstellung von Einzelteilen, bedarf aber des Umdenken beim Anwender. Ferner treten hierbei u.U. Probleme durch Referenzierungen auf, auf die in den folgenden Kapitel näher eingegangen wird.
Auf diese wichtigen Aspekte bei der Modellierung wird im folgenden näher eingegangen.
Der Bezeichnung der in einem SolidWorksmodell verwendeten Objekte kommt eine besondere Bedeutung zu. Die wichtigste Eigenschaft ist das einfache und sichere Erkennen der Bedeutung dieses Objektes. Außerdem gibt die Bezeichnung einem Objekt eine eindeutige Identifizierung in SolidWorks.
Bei der Festlegung der Bezeichnung müssen unterschiedliche Bedürfnisse der verschiedenen beteiligten Systeme und Schnittstellen, auch der Schnittstelle "Mensch", bedacht und in Einklang gebracht werden. Diese Anforderungen sind teilweise komplementär oder überhaupt nicht definiert.
Prinzipiell kann unter folgenden Anforderungen unterschieden werden, die auf jede Objektbezeichnung zutreffen, anhand der Bauteilbezeichnung aber besonders deutlich werden:
| System oder Schnittstelle | Anforderung an Bezeichnung |
|---|---|
| Konstrukteur (Ersteller) | klare, aussagekräftige Objektbezeichung hoher Wiedererkennungswert umgangssprachliche oder etablierte Bezeichnungen überschaubare Länge mit Sonderzeichen |
| Weitere Bearbeiter | hoher Wiedererkennungswert gleichartige Bezeichnungen bei ähnlichen Objekten umgangssprachliche oder etablierte Bezeichnungen Objektbezeichnung gibt Verwendung oder Funktion an |
| Betriebssystem | Länge inkl. kompletter Pfadangabe maximal 255 Zeichen folgende Sonderzeichen unzulässig: Schrägstrich (/), umgekehrter Schrägstrich (\), Größer als-Zeichen (>), Kleiner als-Zeichen (<), Sternchen (*), Punkt (.), Fragezeichen (?), Anführungszeichen ("), senkrechter Strich (|), Doppelpunkt (:) oder Semikolon (;) |
| SolidWorks | Eindeutigkeit aller Objektbenennungen innerhalb eines Modells Längenbeschränkung und Sonderzeichen wie Betriebssystem |
| PDM / PPS | Längenbegrenzung je nach Felddefinition bei Verwendung eines elektronischen Tresors (electronic vault) bei PDM/PPS-Systems kein Zwang zur eindeutigen Benennung, da Dateiname im Sicherheitsbereich neutralisiert wird, aber eindeutiger Schlüssel notwendig. (ACHTUNG: beim Export wird in der Regel der originale Dateiname wiederhergestellt, dann siehe oben) |
Aufgrund dieser Forderungen wird eine Bauteilbezeichnung vom Typ "Benennung – Modellnummer" vorgeschlagen. Dabei sollte die Bennennungs-Bezeichnung aus dem bereits beim Unternehmen existierenden Benennungsglossar entnommen werden.
Vorschläge für die Festlegung der Bezeichnung für Skizzen und Features können bisher noch nicht gegeben werden, da hier die Restriktionen aufgrund der Systemeinschränkungen die Kreativität bei der Namensvergabe nur unwesentlich einschränken. Hier sollte Erfahrung gesammelt werden und auch mit nicht an den Projekten beteiligten Mitarbeitern gesprochen werden, um zu einer einvernehmlichen Vorgehensweise zu gelangen.
Empfehlungswert ist die Benamung der Features in den Fällen, wenn diese einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt kennzeichnen. Hier sollte die Benamung dann nach einem festzulegenden Glossar mit deutlichen Bezeichnungen wie "Freistich" oder "Paßfedernut" erfolgen. Dadurch können Vorteile für nachfolgende Abteilungen wie z.B. die NC-Fertigung erwartet werden.
Wie im vorigen Abschnitt angesprochen sollte zunächst die Planungsabsicht für das Teil überlegt werden. Dabei helfen die folgenden Fragen:
Jede Oberfläche des Teils sollte betrachtet werden und auf ihre Funktion überprüft werden. Eine Fläche kann aufgrund von strukturellen oder technischen Anforderungen, aufgrund des Herstellungsprozesses oder einfach aus ästhetischen Gründen erforderlich sein. Diese Überlegungen sollten auch bei der Übernahme von Ähnlichkeiten immer wieder durchgeführt werden, um technische Verbesserungen direkt bei der Modellerstellung einfließen lassen zu können.
Ist die Funktionsweise des Teils klar, ist häufig auch die Vorgehensweise bei der Modellierung einfacher und eindeutig, da sich technologische und fertigungstechnische Anforderungen in den Modellierfunktionen von SolidWorks widerspiegeln.
Mit der Übernahme von Elementen aus anderen Bauteilen oder Objekten des gleichen Teils kann die Effizienz der Modellierung drastisch gesteigert werden, da Änderungen am referenzierten Element direkt auch die entsprechende Änderung am abhängigen Teil durchführen. Hier tauchen jedoch Fragestellungen auf, auf die in Kapitel "Verwenden von Beziehungen, Referenzen und logischen Verknüpfungen" und "Modellaufbau Baugruppen" eingegangen wird.
Die Art der Herstellung eines Produktes hat entscheidenden Einfluß auf die Gestaltung des Teils. Wenn das Teil zum Beispiel gegossen wird, ist es wichtig, zu beachten, daß Oberflächen mit einer Formschräge versehen werden müssen.
Diese Überlegung ist sinnvollerweise vor der Modellierung durchzuführen. Hier ist Entwicklung und Konstruktion gefordert, bereits vor oder spätestens während der Modellerstellung mit der Fertigungsvorbereitung zusammen die notwendigen oder angestrebten Fertigungsverfahren abzustimmen.
Auch die werthafte Zuordnung spielt bei diesen Vorüberlegungen eine wichtige Rolle. Die Zeit, die u.U. in eine programmunterstützte Konstruktion investiert wird, muß sich innerhalb vertretbarer Zeit reamortisieren. Andererseits darf nicht aufgrund von Termindruck oder sonstigen Gründen die mit überschaubarem Aufwand die Erstellung von sinnvollen Konstruktionshilfsmitteln vernachlässigt werden.
Viele Teile sind symmetrisch oder verfügen über symmetrische Elemente zu verschiedenen Ebenen oder Achsen. Diese Symmetrie läßt sich wie bei der konventionellen Zeichnungserstellung zur schnelleren Generierung des Modells nutzen. Da aber die Objekte von der symmetrischen Abhängigkeit "wissen", bleiben diese im Gegensatz zur 2D-Zeichnung "intelligent".
Diesen Zusammenhang zeigt die Abbildung sehr deutlich. Wird im skizzierten Modell die Breite 80 geändert, bleibt der obere Lochstich aufgrund der Symmetriebedingung weiterhin zur Mitte ausgerichtet, während der untere durch den Bezug zur Außenkante aus der Mitte wandert. Meist werden diese Maße für die einfachere Fertigung eingebracht, haben aber keine funktionale Notwendigkeit. In diesen Fällen sollte bei der Modellerstellung auf die Funktion und die symmetrische Abhängigkeit eingegangen werden.
Die fertigungstechnisch notwendigen Maße sollten entweder erst bei der Zeichnungserstellung eingebracht oder als gesteuerte Bemaßung erstellt werden.
Häufig sind Symmetrien jedoch nicht so einfach zu erkennen wie in diesem einfachen Teil, vor allem dann, wenn es sich um Rotationssymmetrien handelt. Ein Problem beim Weiterverwenden ergibt sich daraus, daß die Symmetriebedingung explizit in der Skizze abgefragt werden müssen.
Wenn beabsichtigt wird, viele ähnliche Teile zu erstellen, sollte versucht werden, das Design flexibel zu halten und es nur mit einigen wenigen wichtigen Bemaßungen zu steuern. Beziehungen der Elemente untereinander werfen aber ähnliche Probleme auf wie externe Referenzen (vergl. "Verwenden von Beziehungen, Referenzen und logischen Verknüpfungen" und Kapitel "Modellaufbau Baugruppen")
Der nächste entscheidende Schritt bei der Modellerstellung ist die Generierung des Basiskörpers. Dabei kann der Basiskörper als linear ausgetragen, rotiert, ausgetragen oder ausgeformt erstellt werden. Da auf dem Basiskörper alle weiteren Operationen aufsetzen, ist eine sinnvolle Entscheidung sehr wichtig. Dabei können unterschiedliche Vorgehensweisen zwar zum selben (optischen) Ergebnis führen, die spätere Bearbeitung und auch die Performance des Systems aber erheblich beeinflussen.
Eine Option zur Erstellung der Basiskörpers in einem Teil ist außerdem noch das Einfügen eines Basisteils. Dies kann jedes andere SolidWorks-Modell (Part) sein, das als Referenz einen mehr oder weniger komplexen Grundkörper zur Verfügung stellt. Diese Art kann z.B. sehr hilfreich bei der Konstruktion von Rohteilen und Fertigteilen (z.B. Teil mit Aufmaßen für eine Schleifbearbeitung) oder auch für die teilweise Weiterverarbeitung von Bauteilen sein (z.B. zusätzliche Nuten in einer Welle) in einem anderen Zusammenhang sein.
Meist ist die Form, die sofort als Körper des Teils empfunden wird, die richtige Wahl. Auch die Wahl der ersten Skizzierebene ist zu entscheiden, da diese die Ausrichtung des Teils im Raum bestimmt. Trotzdem darf bei der Entscheidung über den Basiskörper die weitere Verwendung nicht außer Acht gelassen werden. Eine Vorstellung über die Vorgehensweise bei der Modellierung der restlichen Feature ist hilfreich.
Dabei denken gerade Konstrukteure, die mit der 3D-Modellierung beginnen, aber meist nur an linear ausgetragene Körper. Das Beispiel eines Rotationsteils soll dies verdeutlichen:
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Im ersten Fall wurde die Welle durch eine komplexe Skizze erzeugt. Dabei
wurde die Symmetrie ausgenutzt, um nur eine Hälfte der Welle zeichnen zu müssen. Diese
wurde dann um die senkrechte Symmetrieachse gespiegelt. Der Basiskörper wurde anschließend durch eine Rotation um die Mittelachse erzeugt. |
Die gesamte Welle ist somit durch eine einzige Skizze und eine Austragungsfunktion bestimmt. Durch das Ausnutzen der Symmetrie ist ein Ändern der Abmessungen sehr schnell durchzuführen, die Funktionalität ist sofort ersichtlich und kann ohne Schwierigkeiten in den nachfolgenden Schritten benutzt werden.
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Im Gegensatz dazu kann derselbe Körper auch durch aufeinander aufgesetzte Grundkörper erzeugt werden. Die folgende Abbildung zeigt den Erstellungsprozess: |
Diese Art ist von der Überlegung her zunächst einfacher, da das gesamte Modell aus einzelnen Grundkörpern aufgebaut wird, die alle linear ausgetragen werden (die Standardfunktion). Es ist jedoch sehr schnell zu erkennen, daß die Arbeit mit diesem Modell wesentlich schwieriger und undurchsichtiger ist als im vorigen Beispiel.
Es muß von Fall zu Fall entschieden werden, welche Art der Erzeugung des Basiskörpers von Vorteil ist. In den meisten Fällen wird jedoch die Erstellung durch Skizzen einfacher sein. Auch im Hinblick auf das Verwenden von Features ist die Erzeugung eines komplexen Basiskörper für die weitere Verwendung als Bibliotheksfeature von Vorteil.
Die weiteren Überlegungen bei der Modellerstellung betreffen die Anwendung von Funktionen zur Modellierung der konstruktiven Feinheiten eines Bauteils. Auch hier muß die Entscheidung zwischen komplexen Skizzen oder Verwendung von Funktionalität aus SolidWorks getroffen werden.
Im Gegensatz zum Basiskörper, der in der Regel keinen großen nachträglichen Änderungen in der Gestaltung unterworfen ist (Veränderungen der Dimensionen können trotzdem schnell durchgeführt werden), ist es gerade bei den weiteren Features häufig günstiger, diese separat einzubringen.
Eine komplexe Skizze wird zwar schneller aufgebaut als eine einfache Skizze mit vielen Features wie Verrundungen oder Phasen, für die Erstellung ist es jedoch einfacher, dies per Funktion von SolidWorks einzufügen. Außerdem steht hier die Option zur Verfügung, direkt mehrere Kanten oder Flächen mit einer Funktion zu bearbeiten. Zur Performancesteigerung können ferner diese Funktionen ausgeblendet (d.h. nur nicht in der Grafik angezeigt, beschleunigt nur die Grafikausgabe) oder auch unterdrückt (Funktionen werden tatsächlich nicht berechnet und liegen nicht im Memory) werden. Diese Option steht bei der Verwendung von Skizzen nicht zur Verfügung.
Generell kann jedoch empfohlen werden, daß der Basiskörper und alle folgenden Features so erstellt werden, wie sie gefertigt werden, d.h. ein Drehteil sollte über eine Skizze und eine Rotationsaustragung, ein Frästeil dagegen durch eine lineare Austragung erstellt werden.
Die grundlegende Vorgehensweise bei der Erstellung jedes beliebigen Modells unabhängig von der verwendeten Software wurde im vorigen Abschnitt beschrieben. Ein Teilziel dieser Beschreibung ist das Erarbeiten von Empfehlung, Hinweisen und Richtlinien für die funktionale Modellerstellung mit SolidWorks. Auf diese speziellen Ergebnisse soll in den folgenden Absätzen eingegangen werden.
Die Handhabung von SolidWorks ist sehr einfach und schnell erlernt. Aus der Arbeit mit der Applikation während der Konstruktion ergeben sich eine Vielzahl von Tips und Kniffen, die sowohl dem Anfänger als auch dem fortgeschrittenen Anwender den Arbeitsalltag erleichtern.
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Die Praxiserfahrungen während verschiedener Projekte zeigen die
Notwendigkeit der Umgewöhnung bei der Arbeit mit SolidWorks. Eine äußerst hilfreiches Hilfsmittel ist der intelligente Cursor. Achten Sie beim Arbeiten mit SolidWorks auf dessen Rückmeldungen und erleichtern Sie sich die Auswahl von Kanten, Flächen, Ebenen und Achsen durch Benutzung des Auswahlfilters. Die Rückmeldung über Längen, Radien etc. sollten nur als Hinweis für die Größenordnung der erzeugten Objekte gelten. Diese Angaben sollten keinenfalls dazu benutzt werden bereits mit einer exakten Längenvorgabe zu skizzieren. Achten Sie im Skizziermodus auch auf die Farben der Objekte, die Rückschluß auf die Vollständigkeit der Definition geben. Ein Beschreibung erhalten Sie von der Onlinehilfe oder dem Benutzerhandbuch. |
Überprüfen Sie während des Skizzierens durch Ziehen der Punkte oder Kanten, ob die Freiheitsgrade und Verknüpfungen den konstruktiven Bedürfnissen entsprechen.
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Achten Sie bei Austragungen oder Schnitten, die beidseitig ausgeführt werden, darauf, daß Sie auch für beide Richtungen den Typ der Austragung angeben. Da für die zweite Richtung der Defaultwert "Typ: Blind mit XYZ mm Tiefe" vorgegeben ist, fällt dies nicht immer sofort auf. Dies führt u.U. erst bei späteren Änderung zu Problemen (wie an eigener leidvoller Erfahrung festgestellt).
In den meisten Fällen ist es sinnvoller statt mit UNDO eine Aktion komplett rückgängig zu machen einfach die Skizze oder das erzeugte Feature mit Skizze bearbeiten oder Definition bearbeiten wieder richtig zu stellen; es erspart die komplette Neudefinition.
Einige Bezeichnungen von SolidWorksfunktionen haben einen fertigungstechnischen Hintergrund (z.B. Formschräge, V-Naht bei Schweißnaht, etc.); diese Funktionen sind aber nicht nur auf diesen Anwendungsfall beschränkt, sondern können selbstverständlich auch in anderem Zusammenhang benutzt werden (z.B. Formschräge als Phase mit unbekannter, also sich ergebender Tiefe).
Aus der bisherigen Arbeit mit SolidWorks brauchen keine Einschränkung in der Verwendung von Funktionen ausgesprochen werden. Die meisten Probleme stellten sich als Anwenderfehler heraus, wobei viele der Spezialfunktionen wie "Austragen/Ausformen mit Leitkurven" oder "Kuppel" noch nicht benutzt worden sind.
Bei der Erstellung eines Modells in einem beliebigen 3D-Modeller trifft man immer auf die Möglichkeiten die einzelnen Elemente und Objekte eines Modells durch Beziehungen, Referenzen und logische Verknüpfungen zu verbinden und "intelligent" zu machen. Dabei ist unter "intelligent" in diesem Fall die Eigenschaft eines Objektes gemeint, sich nach mathematischen Vorgaben auf eine bestimmte Art und Weise zu verhalten.
Die Praxis zeigt, daß dieses Verhalten dem Konstrukteur in vielen Fällen hilft, häufig lästige Arbeiten abnimmt und Konstruktionslogik in ein Modell bringen kann, auf der anderen Seite aber auch die Weisheit und Erfahrung (die IMHO den Menschen von der Maschine unterscheidet) vermissen läßt, die für ein reibungsloses Arbeiten mit solchen Mechanismen notwendig ist.
SolidWorks ist ein parametrischer Modeller, der auch mit teilparametrisierter Geometrie arbeiten kann. Das bedeutet, daß ein Modell auch in einem unter- oder überdefinierten Zustand noch arbeitsfähig ist. Der Idealfall und Ziel einer jeden Konstruktion soll (von wenigen Ausnahmen abgesehen) das volldefinierte Modell sein. Zur vollständigen Definition eines Modells muß der Konstrukteur neben den Skizzen und geometrischen Funktionen auch die Logik der Objektbeziehungen einbringen. Dazu stehen in SolidWorks verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung.
Geometrische Beziehungen können in SolidWorks auf zwei Arten erstellt werden:
Das automatische Erstellen von Beziehungen kann über die Option Extras/Skizzieren/Automatische Beziehungen ein- oder ausgeschaltet werden. Standardmäßig wird im eingeschaltenen Zustand gearbeitet. Dabei werden geometrische Beziehungen wie horizontal oder vertikal während der Eingabe erkannt, durch die Darstellung des intelligenten Cursors zurückgemeldet oder durch temporäre "Beziehungslinien" angezeigt, und dann automatisch den erzeugten Skizzenelementen zugewiesen.
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Neben der automatischen Erstellung, die die Modellgenerierung schnell und
einfach macht, besteht auch die Möglichkeit manuell solche Bedingungen einzubringen. SolidWorks unterstützt den Konstrukteur dadurch, daß nur solche Beziehungen eingerichtet werden können, die für die ausgewählten Skizzenobjekte auch Sinn machen. |
Dabei deckt die Constrain-Engine (der Teil der Software, der die Beziehungen erstellt und verwaltet) alle notwendigen und einige spezielle Beziehungen zur Verfügung.
Häufig gelangt man mit unterschiedlichen Beziehungen zum selben Ergebnis, so kann zum Beispiel schon ein einfaches Rechteck auf unterschiedliche Arten über Beziehungen erstellt werden (3 Strecken senkrecht aufeinander; gegenüberliegende Seiten parallel, gleichlang und an einer Ecke senkrecht; usw.).
Die geometrischen Bedingungen sind an den Skizzenelementen nicht mehr zu erkennen. Eine Prüfung auf vorhandene Beziehungen kann durch einfaches Ziehen der Geometrie erfolgen. Im Skizzierer werden die Freiheitsgrade der Skizze direkt angezeigt und die Geometrie entsprechend verzogen. Sicherer ist jedoch die explizite Abfrage der Beziehungen, was gerade bei externen Referenzen notwendig ist. Hier wäre eine andere Art der Darstellung von Seiten der Software aus angenehm.
| Die zweite Methode die Freiheitsgrade eines Modell festzulegen ist die
Bemaßung. Es gibt nur eine Bemaßungsfunktion in SolidWorks, die alle Varianten abdeckt.
Die erzeugte Bemaßung ist dabei auf die bereits eingegebenen geometrischen Bedingungen
abgestimmt. Es gibt aber einige systembedingte Einschränkungen bei der Eingabe von Werten für die Bemaßung. So muß der Wert einer linearen Bemaßung zwischen 0,001 und 1.000.000 mm liegen, was im allgemeinen zwar reicht, in einer Grenzsituation aber durchaus zu Problemen führen kann. Wesentlich unangenehmer ist schon die fehlende Möglichkeit der Eingabe von Größen "0" oder negativer Größen aufgefallen. Die nebenstehenden Skizzen zeigen diesen Fall sehr deutlich. In diesem Fall kann keine parametrische Skizze erstellt werden, die alle Fälle des Profils von geöffneten über parallelen bis hin zu geschlossenen Flanken durch Parametereingabe darstellt. |
Einschränkung bei Maßangaben
Probleme bei Bemaßung |
Diese Einschränkungen bei der Werteingabe muß durch Vergabe von geometrischen Beziehungen (z.B. im Fall eines Maßes "0") oder die Erzeugung mehrerer Modelle je nach Lage der Maße gelöst werden. Bei Winkelangaben (wie im oberen Beispiel) kann u.U. auch die Eingabe von großen positiven Winkeln (statt –20° also 340°) zu einer korrekter bildlichen Darstellung führen; hiervon ist jedoch dringend abzuraten, da zum einen nicht immer vorhersehbar ist, auf welche Art der Skizzierer die eingegebenen Parameter verarbeitet, zum anderen die Intention des Konstrukteurs nicht transparent wird und in der abgeleiteten Zeichnung diese Werte in der Regel nicht übernommen werden sollten.
Bemaßung wahrer Längen |
Wie bei der eingeführten Arbeitsweise mit einem 2D-System kann bei SolidWorks
während der Modellerstellung auf imaginäre Kanten vermaßt werden. Bei der Zeichnungsableitung ist auch eine Ableitung "echter" Maße ohne Schwierigkeiten möglich, allerdings werden diese dann zu gesteuerten Maßen. |
Generell kann bei der Eingabe von Werten für die Maße eine Berechnung des Ergebnisses erfolgen; dabei werden die Werte einfach wie bei einem Taschenrechner als Formel eingegeben. Für einfache Berechnungen ist dies überaus praktisch, allerdings steht kein Verzeichnis der verfügbaren Formelausdrücke zur Verfügung. Sie können aber eine kurze Übersicht über nutzbare mathematische Ausdrücke hier nachlesen oder von der SolidWorks-Supportseite herunterladen.
Außerdem kann bei einer Änderung nicht mehr auf die eingegebene Formel zurückgegriffen werden. Dadurch wird eine nachträgliche Änderung solcher Maße recht schwierig, vor allem, wenn die grundlegende Berechnung gar nicht bekannt ist. Wenn eine Berechnungsformel für ein Maß als Bestandteil der konstruktiven Logik aufgefaßt wird, sollte diese auch als Gleichung eingebracht werden (siehe unten).
Eine Besonderheit gibt es beim häufig benötigten Gleichsetzung zweier oder mehrerer Maße. Zum einen kann die geometrische Beziehung "Gleiche Länge/Radien" auf mehrere Kanten angewandt werden.
| Dabei wird eine Kante bemaßt, die anderen passen sich automatisch bei
einer Maßänderung dieser ersten Kante an. Die zweite Möglichkeit ist das Verknüpfen von zwei oder mehr Bemaßungen, bei der alle Bemaßungen im Modell verbleiben und sich die Änderung eines dieser Maße auf alle anderen auswirkt. Diese Art der Verknüpfung sollte bevorzugt werden, da alle Maße dargestellt werden. |
Werte verknüpfen statt gleicher Länge |
Ferner können jederzeit weitere Maße mit in die Werteverknüpfung aufgenommen oder wieder herausgenommen werden. Auch hier fehlt allerdings die Möglichkeit einer schnellen Abfrage, welche Maße alle zu dem Verbund der Werteverknüpfung gehören.
Das Gleichsetzen verschiedener Maße über Gleichungen (siehe folgender Absatz) ist prinzipiell auch möglich, bietet aber keinerlei Vorteile.
Neben der direkten Eingaben von Maßen gibt es die Möglichkeit, jedes beliebige Maß über eine Gleichung zu steuern. Diese Art bietet die größte Flexibilität bei der maßlichen Verknüpfung. Eine solche Gleichung erstellt eine mathematische Beziehungen zwischen Modellbemaßungen, wobei die Bemaßungsnamen als Variablen verwendet werden. Wenn Gleichungen in einer Baugruppe verwenden werden, können die Gleichungen auch zwischen Teilen, zwischen einem Teil und einer Unterbaugruppe, mit Verknüpfungsbemaßungen etc. erstellen werden.
Dazu eine Anmerkung: Bemaßungen, die von Gleichungen gesteuert werden, können nicht durch Bearbeiten des Bemaßungswertes im Modell verändert werden. Diese Maße werden aber nicht als abhängige oder gesteuerte Maße angezeigt, erst wenn versucht wird, die Bemaßung zu ändern erscheint eine entsprechende Information.
Wie oben bereits erwähnt können auch bei der Eingabe von Gleichungen Formelausdrücke benutzt werden, allerdings steht kein Verzeichnis der verwendbaren Ausdrücke mit ihrer Syntax zur Verfügung. Dies erschwert gerade die Eingabe und dadurch die Verwendung von komplexen Ausdrücken. Sie können aber eine kurze Übersicht über nutzbare mathematische Ausdrücke hier nachlesen oder von der SolidWorks-Supportseite herunterladen.
Ferner muß bei der bei der Verwendung von Trigonometriefunktion in einer Gleichung oder einem Bemaßungsdialog beachtet werden, daß der Wert des Winkels als Radians interpretiert wird (z.B. ergibt sin(90) 0,89 (90Radians) und nicht 1,0 (90Grad)).
Gleichungen bearbeiten
Probleme bei Gleichungen |
Das Eingeben und Bearbeiten der Gleichungen ist gewöhnungsbedürftig, da
die gesamte Formel in einer einzelnen Zeile eingegeben werden muß. Bemaßungsnamen werden in Anführungszeichen gesetzt, was die Leserlichkeit weiter einschränkt. Allerdings können Bemaßungen per Mausklick aus dem Modell übernommen werden und die Bezeichung dieser Maße ändern sich automatisch mit, wenn der Objektname des bemaßten Elementes oder der Bemaßungsname geändert wird. Hier empfiehlt sich für eine bessere Übersichtlichkeit eine sinnvolle Benamung der Skizzen und Parameter. Eine einheitliche Festlegung erscheint aber nicht sinnvoll, da sprechende und funktionsbezogene Namen der Maße die Leserlichkeit wesentlich steigern. Ein Fehler taucht je nach Eingabe bei der Verarbeitung von Gleichungen auf, die Zirkelbezüge enthalten oder bei denen voneinander abhängige Gleichungen in einer ungünstigen Reihenfolge eingegeben werden (siehe Abbildung). |
Das Modell wird dabei u.U. ohne Fehlermeldung aufgebaut, die Werte sind jedoch nach den Berechnungsvorschriften nicht korrekt. Ein Umstellen der Formeln im Editorfenster ist möglich, allerdings muß der Konstrukteur auf die korrekte Verarbeitung der Gleichungen achten.
Eine weitere effektive Methode bei der Bauteil- und Featureerzeugung ist die Referenzierung von Kanten oder die Erzeugung von abgeleiteten Skizzen.
Bei der abgeleiteten Skizze wird eine Skizze von einer anderen Skizze, die zum gleichen Teil oder zu einem anderen Teil gehört, abgeleitet. Dabei ist folgendes zu beachten:
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abgeleitete Skizzen |
Die abgeleitete Skizze hat gegenüber der linearen oder radialen Mustererzeugung den Vorteil, daß jede einzelne Kopie unabhängig von der Eltern- oder anderen abgeleiteten Skizzen plaziert werden kann.
 im Kontext definierte Skizzenelemente
externe Referenzen |
Im Gegensatz zu abgeleiteten Skizzen können auch einzelne Kanten oder
Skizzenelemente aus dem gleichen oder, wenn im Baugruppenzusammenhang konstruiert wird,
aus anderen Bauteilen übernommen und dadurch referenziert werden. Diese Elemente sind
automatisch voll definiert und passen sich bei der Änderung automatisch an. Diese Art der Übernahme ist vor allem bei der Konstruktion im Baugruppenzusammenhang sehr hilfreich, da sehr schnell z.B. Bohrbilder (Lochstiche) oder Außenkonturen abgegriffen und übernommen werden können. Die Referenzen können schnell angezeigt und auch mit einer einzigen Funktion wieder gelöscht werden, um die Referenzierung wieder zu lösen. Dadurch kann die Funktionalität gut benutzt werden, ohne das Folgeprobleme auftreten (siehe unten). |
Eine weitere Möglichkeit Modelle in SolidWorks zu generieren ist die Steuerung der Modellparameter und –eigenschaften durch externe Programme oder OLE-Verbindungen. So ist die typische Vorgehensweise für die Erstellung mehrerer Konfigurationen für ein Teil das Einfügen von Tabellen.
Ein Beispiel für die Steuerung von Einzelteilen über einer externe Tabelle und einem Visual Basic Makro sehen Sie in "Excel-Übergabe", weitere Informationen zur externen Steuerung von SolidWorksmodellen lesen Sie bitte in "Varianten" und "SolidWorks im Windowsumfeld".
[Hier müssen die Links noch gelegt werden]
Bei den meisten Arten der Beziehungen und Referenzierungen bei der Modellerzeugung tauchen Probleme in der Handhabung und Weiterverarbeitung der Modelle auf.
Aus diesem Grund muß dringend von dieser Art der bauteilübergreifenden Logik abgeraten werden, wenn ohne ein dazu fähiges PDM-System gearbeitet wird.
Als Zwischenresümee muß festgehalten werden, daß bei der Modellgenerierung viele Funktionen geboten werden, die ein schnelles und effektives Erzeugen der Modelle ermöglichen. Da aber gerade bei einer größeren Installation sehr schnell organisatorische Probleme zu erwarten sind, die aus der eingeführten Arbeitstechnik entstehen und mit heutigen Mitteln noch nicht unter Kontrolle zu halten sind, muß zumindest vom Einbringen bauteilübergreifender Logik dringend abgeraten werden, wenn keine PDM-System eingesetzt wird, das alle Arten von Referenzen, die bei SolidWorks benutzt werden, unter Kontrolle hält. (Anmerkung: ich liebe diese Bandwurmsätze :-))
Ferner sollte der Konstrukteur bei der Verwendung der beschriebenen Möglichkeiten von Seiten SolidWorks durch verbesserte Anzeige-, Kontroll- und Änderungsmöglichkeiten unterstützt werden. Bei der Geschwindigkeit, mit der SolidWorks auf Benutzerforderungen reagiert, ist hier aber immer mit Besserung zu rechnen.
Die Erzeugung von Modellen kann durch die Verwendung von vordefinierten Objekten, die nur noch in ein Modell oder Baugruppe eingeladen werden, deutlich vereinfacht werden. Die größten Vorteile sind dabei die Zeitersparnis bei der Generierung und die Minimierung der Fehlermöglichkeiten.
Diese Art des feature-based Modelling hat sich bereits in 2D-CAD-System sehr gut bewährt (Stichwort: Symbolbibliotheken). Die Bibliotheken für allgemein benötigte Objekte wie Bohrbilder, Schrauben, Scheiben, Profile etc. können zentral erstellt und gepflegt werden, speziellere Objekte können von den einzelnen Abteilungen selbst erzeugt und verwaltet werden. Da diese Arbeitsweise üblicherweise bereits im 2D eingeführte Praxis ist, wird die Akteptanz von Anfang an gegeben sein.
Im SolidWorks-Umfeld gibt es mehrere Möglichkeiten der Verwendung von Features zur Modellerzeugung, die SolidWorkseigenen Bibliotheksfeature und seit der Version SolidWorks 98 die Featurepaletten und die externe Verwaltung von solchen Features durch das EDM-System oder ein spezialisiertes Normteilpaket.
Ein Bibliotheks-Feature ist ein Objekt oder eine Kombination von Objekten, die einmal erstellt und dann in einer Bibliothek zur Wiederverwendung gespeichert werden. Dadurch können verschiedene Bibliotheks-Features als Bausteine zur Erstellung eines Teils verwenden werden und oft verwendete Features wie Stanzungen, Bohrungen und Schlitze z.B. in Blechteilen als Standard-Features verwenden.
Das Konzept eines Bibliotheks-Features unterliegt einigen Restriktionen:
 Einfügen von Bibliotheksfeature |
Die Bibliotheksfeature können als Basis- oder als Aufsatz gespeichert
werden. Die Feature werden komplett mit der gesamten Definition (im zulässigen Rahmen,
siehe oben) gesichert und bringen alle diese Definitionen beim Einladen über Einfügen/Bibliotheksfeature
mit. Das Erzeugen der Bibliotheken ist sehr einfach, da vorhandene Elemente aus bestehenden Modellen als Bibiotheksfeature gespeichert werden können. Auf diese Weise können schnell umfangreiche Bibliotheken aufgebaut werden. Auch hier gilt es die Konventionen für die Benamung zu beachten; Folgeprobleme in den Modellen, die diese Features benutzen tauchen aber nicht mehr auf, da keine Referenzen zum Bibliotheksfeature aufgebaut werden. |
Bei der Verwendung der Features tauchen einige Probleme auf, die die Funktionsweise geringfügig beeinträchtigen. So bringt das Bibliotheksfeature seinen in der Defintion vergebenen Namen nicht mit, sondern wird immer als "Bibliotheks-Feature1" (mit laufender Nummer) bezeichnet und sollte umbenannt werden.
Auch die in der Abbildung gezeigte Bemaßung des Features zu den Körperkanten werfen Probleme auf. Die Anwahl der Körperkanten gilt zwar als optional, die Bemaßung wird aber in jedem Fall mit eingeladen und führt u.U. zu freistehenden Bemaßungen, die wieder gelöscht werden müssen. Auch der Bezug der Kanten am Grundkörper wird von SolidWorks nicht immer in der offensichtlichen Art und Weise gelöst, sondern ist anhängig von der Ausrichtung der Skizze und des Grundkörpers. Aus diesen Gründen sollte auf die Verwendung von Bemaßungen zu den Grundkörperkanten verzichtet werden.
Die Einschränkungen der "Ein-Skizzen-Feature" konnte nicht nachvollzogen werden, da Bibliotheksfeatures mit mehreren Austragungen (also auch mehreren zu Grunde liegenden Skizzen) erzeugt werden konnten. Allerdings bleibt die Einschränkung, daß nur skizzenbasierende Features und Verrundungen aufgenommen werden können, aber die bereits freigeschaltete Option bei anderen Features wie "Phase" deuten darauf hin, daß diesem Umstand bald Abhilfe geschaffen wird.
Auch Gleichungen zur Bemaßungssteuerung werden nicht im Bibliotheksfeature gespeichert, wodurch konstruktive Logik nur in Form von geometrischen Beziehungen und direkter Bemaßung sinnvoll ist.
Viele Fragen und Probleme, die während der Workshops angesprochen wurden, stellten sich als Anwenderfehler heraus oder waren auf Unkenntnis zurückzuführen. Daraus folgt, daß die Art der Schulung überdacht werden sollte. Unterschätzen Sie keinenfalls den Schulungsaufwand, gerade auch für das Windowsumfeld. Ich stimme zwar den allgemeinen Aussagen zu, daß die Bedienung von SolidWorks innerhalb von 1-2 Tagen erlernt werden kann. Aber: SolidWorks bedienen und mit einem 3D-Konstruktionswerkzeug zu arbeiten sind zwei sehr unterschiedliche Paar Schuhe. Lesen Sie dazu auch einige Anmerkungen zu Support, Schulungsmaßnahmen und Benutzerbetreuung.
Sinnvoll scheint hier, daß in den zentralen Serviceabteilungen und bei ausgewählten Benutzern vor Ort umfassende und detaillierte Kenntnisse aufgebaut werden.
Das ist selbstverständlich eine Optimalvorstellung, der sehr häufig Zeit- und Kostenfaktoren entgegenstehen. Trotzdem zeigt die Erfahrung, daß diese vor Ort existierende Unterstützungsmöglichkeit bereits nach kürzester Zeit den ROI-Punkt erreicht. Aber Vorsicht: hier helfen keine Lippenbekenntnisse, sondern der entsprechenden Mitarbeiter muß für diese Tätigkeit auch zeitlich und fachlich Freiraum zugestanden werden.
Einige Aspekte der Bauteilgenerierung wurden bisher nur ansatzweise angesprochen und werden in den folgenden Wochen noch nachgetragen (wenn es die Zeit erlaubt). Dies betrifft u.a. die Verwendung von Konfigurationen, Arbeiten mit eigenen Biegetabellen usw.
Die Empfehlungen für die Koordinatensysteme, Anschlußpunkte und –ebenen sind bisher noch nicht getroffen. Hier zeigt sich bisher auch noch keine generelle Möglichkeit, wie diese allgemeingültig ausgeführt werden können und sind bisher dem Geschick des Konstrukteurs überlassen. Für eine (halb)automatische Modellgenerierung im Baugruppenzusammenhang ist allerdings eine verbindliche Festlegung unerläßlich.
| Die Blechteilkonstruktion über die speziellen Funktionen in
SolidWorks funktioniert tadellos und sehr schnell mit einfachen Biegeteilen. Sobald aber die ersten Besonderheiten (wie 180°-Falz, Kofferecken, eigene Biegetabellen, Standardstempel für Freischnitte etc.) ins Spiel kommen, zeigen sich Schwächen bei SolidWorks, zumindest bis einschließlich der Version SW98Plus. Da diese Funktionen in Deutschland im Gegensatz zu den U.S.A. aber häufig benötigt werden, kann es je nach zu konstruierenden Teilen zu Schwierigkeiten kommen. Aber es gibt Licht am Horizont ... |
 Blechteile konstruieren |
Eine Umstellung in der Arbeitsweise muß bei der Erzeugung von Schweißbaugruppen erfolgen. Diese werden heute vielfach als "Einzelteil" bearbeitet, müssen in SolidWorks jedoch bei der Verwendung der Schweißnahtfeatures als Baugruppe aufgebaut werden. Dabei darf bei der Anwendung der Schweißnahtfeature nicht von der Fertigungsbezeichnung ausgegangen werden (siehe oben).
Spezielle Besonderheiten von SolidWorks wie "Verbundene Teile" oder die Änderungsmöglichkeiten der Modellhistorie durch Drag and Drop werden in weiteren KnowHow-Seiten beleuchtet, wenn sich die Zeit dafür finden läßt und auch Nachfrage danach besteht. In jedem Fall sollten Sie sich diese Möglichkeiten betrachten, da hier weiteres Funktionspotential erschlossen werden kann.
Auch die erstaunliche Größenänderungen der gespeicherten Files je nach Konfiguration, Sichtweise, Darstellung oder Umhüllung ist einer eingehenderen Untersuchung wert, da durch optimale Speichergrößen Lade- und Speicherzeiten drastisch reduziert, die Netzbelastung gedrückt und das benötigte Speichervolumen minimiert werden kann.
<Ende der Seite>
| Kritik und Anregungen bitte an Stefan Berlitz. Letzte Änderung dieser Seite am Donnerstag, 01. Februar 2007 17:40 |
