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CNC-Steuerung - Digitale Produktentwicklung und Fertigung

Von CAD und CAM zu PLM

Auszug aus
Hans B. Kief, Helmut A. Roschiwal, Karsten Schwarz

CNC-Handbuch 2015/2016

01/2015, 766 Seiten, € 29,99
ISBN: 978-3-446-44090-6
S. 657

Die Konstruktion von Bauteilen ist in der Digitalen Produktdefinition aufgegangen. In der Produktentwicklung und der Fertigung kommen daher zahlreiche Software-Werkzeuge zum Einsatz. Dieser Artikel gibt einen kurzen Überblick über die Begriffe CAD, CAM, CAE, CAP, PMI, PDM und PLM.

CAD (Computer Aided Drafting)

CAD wurde zunächst als rechnerunterstützte Erstellung von Konstruktionszeichnungen verstanden: Dadurch wurden dem Konstrukteur zeitraubende Tätigkeiten der Anwendung von Schablonen, Schraffuren oder die Ausfüllung von Zeichnungsköpfen erspart, die Erzeugung verschiedener Ansichten und Änderungen erleichtert. Später wandelte der Begriff sich zu Computer Aided Design, der rechnerunterstützten Konstruktion. Erste Flächenmodellierer definierten unregelmäßige Flächenverläufe, die sich nicht mehr mit den Hilfsmitteln des 2D-CAD aus Punkt, Linie, Winkeln und Regelkörpern berechnen ließen. Sie bilden eine Wurzel des 3D-CAD, des dreidimensionalen Computer Aided Design. Die wichtigere entwickelte sich jedoch mit den Volumenmodellierern zur Definition von Bauteilen im dreidimensionalen Raum. Sie enthalten alle geometrischen Informationen bezüglich Verschneidungen und Durchdringungen von Körpern, die sich in nachfolgenden Prozessschritten wie Visualisierung, Simulation, Baugruppendarstellung, Prototyping und Fertigung auszahlen. Die Parametrik ermöglicht als weiteren Entwicklungsschritt die Beeinflussung dieser Modelle durch Zahlenwerte (Parameter) und erleichtert damit Änderungsprozesse, Variantenerstellung und wiederholte Verwendung ähnlicher Modelle. Hybridmodeller verbinden Funktionen zur Gestaltung komplexer Flächen mit jenen für Volumen – heute Stand der Technik. Objektorientierte Programmiertechniken ermöglichen automatische Prozesse zur Erstellung von Bauteilen, Wizards und andere Anwendungen künstlicher Intelligenz und wissensbasierter Konstruktion. Die von CAD-Systemen protokollierte Bauteilentstehung (History) eröffnete weitere Beeinflussungsmöglichkeiten wie auch assoziative Verknüpfungen: Hier wird definiert, dass sich Änderungen an einem Objekt (Feature, Bauteil, Modul) auf ein anderes auswirken. Diese Eigenschaft lässt sich bei der Arbeit mit Baugruppen (Assemblies) ebenso nutzen wie zur CAD/ CAM-Kopplung.

Bild 1: CA-Techniken im Informationsverbund. Diese Darstellung zeigt das prinzipielle Zusammenspiel der vernetzten CA-Systeme

Da die Parametrische Arbeitsweise in den meisten Unternehmen nicht strenger Richtlinien unterliegt, sind deren Modelle aufgrund möglicher Abhängigkeiten später schwierig zu modifizieren. Auch verlieren parametrische Modelle ihre Intelligenz bei der Übertragung per Standard-Schnittstellen (STEP, JT, ...). Daher bieten einige CAD-Systeme zusätzlich die Möglichkeit der Direkten Modellierung. Hierbei wird die Geometrie durch Verschieben, Vergrößern etc. einfach den Anforderungen angepasst– und ist somit auch sehr gut zur Aufbereitung von Modellen für die Fertigung geeignet (Bild 4).


Inhaltsverzeichnis
Auszug aus
Hans B. Kief, Helmut A. Roschiwal, Karsten Schwarz

CNC-Handbuch 2015/2016

01/2015, 766 Seiten, € 29,99
ISBN: 978-3-446-44090-6
S. 657
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