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3D-CAD-System
Mit 3D-CAD besitzt der Konstrukteur ein Hilfsmittel, das vom Prinzip
her eine vollständige geometrische Beschreibung seiner Arbeitsergebnisse
erlaubt und dessen Leistungsumfang deutlich über das hinausgeht,
was die klassischen Werkzeuge Zeichenbrett, Zirkel und Stift ihm bieten
können. Es ist deshalb nicht verwunderlich, dass CAD-Anwender,
die einen konsequenten Übergang von der 2D zur 3D-Arbeitsweise
vollführen, über spürbare Vorteile berichten, die vor
allem aus verkürzten Konstruktionszeiten (nach Absolvierung der
Übergangsphase), aus einer Verminderung der Konstruktionsfehlern
und aus einer verbesserten Fertigungs- und Montagegerechtheit der Konstruktionsergebnisse
resultieren. 3D-CAD-Systeme bieten ein großes Potential die Daten
(insbesondere von Volumenmodellen) im nachfolgenden Betriebsablauf weiterzuverwenden
(u. a. Volumen-, Gewichts- und Trägheitsmomentberechnungen, Funktions-
und Montagesimulation, Visualisierungen,...)
Arbeitskoordinatensystem (Auxiliary Coordinate System - ACS)
Ein Arbeitskoordinatensystem (=Hilfskoordinatensystem)ist ein Koordinatensystem
mit benutzerangepasstem Ursprung und benutzerangepasster Ausrichtung,
das während einer Sitzung definiert, aktiviert, gespeichert und
aufgerufen werden kann.
CAD- Computer Aided Design
Steht für Rechnerunterstütztes in Planen, entwerfen und konstruieren
u.Ä. Bedeutung, Abgrenzung und Umfang des Begriffs "CAD"
wird von einzelnen Hard- und Softwareanbietern der CAD-Systeme und von
deren Anwendern unterschiedlich und uneinheitlich interpretiert.
CAD-Systeme können vollständig unterschiedliche Zielsetzungen
verfolgen: Sie können auf Zeichen spezialisiert sein oder nur den
Entwurf unterstützen. Andere Systeme umfassen beide Aspekte und
ggf. zusätzlich noch andere Funktionen, wie z.b. Berechnungen.
Bei der Darstellung geometrischer Formen (zwei- oder dreidimensional)
können die Zeichnungen oder räumlichen Darstellungen auf dem
Bildschirm von allen Seiten aus betrachtet und ggf. korrigiert werden.
CAE - Abkürzung für Computer Aided Engineering
Bezeichnet rechnerunterstützte Ingenieurarbeit. In der Regel umfasst
der Bereich CAE die Komplexe Entwurf, Zeichnung, Konstruktion, Berechnung
u.ä. (CAD) und Fertigungsplanung, -vorbereitung (CAP). Die möglichen
Hauptfunktionen sind unter den genannten Stichworten beschrieben. Einzelne
rechnerunterstützte Systeme, die sich z.b. CAE-Anwendungen nennen,
beinhalten nicht alle oben aufgezählten Teilaspekte. Die Vollständigkeit
der für bestimmte Anwendungen angebotenen Programme ist in der
Regel von Anbieter zu Anbieter unterschiedlich. So können einzelne
Teilprogramme dieser Systeme, die unter dem Namen des Gesamtgebietes
"CAE" angeboten werden (beispielsweise ein Programm für
spezielle Berechnungen) zwar zur rechnerunterstützten Ingenieurarbeit
gehören, aber dennoch dieses Gebiet nicht umfassend abdecken.
CAM - Computer Aided Manufacturing
Bezeichnung für rechnerunterstützte Fertigung. Hauptfunktionen
können sein: Werkstattsteuerung und -überwachung (z.b. Arbeitsvorbereitung,
NC-Teileprogrammierung, Maschinenbelegung, Material- und Betriebsmitteldisposition,
Auftragsdisposition), Fertigungssteuerung und -überwachung (z.b.
Werkstückbearbeitung, Montage, Qualitätskontrolle) sowie die
Bearbeitung von Aufgaben des innerbetrieblichen Lager- und Transportwesens
u.ä.
CIM - Computer Integrated Manufacturing
Sammelbezeichnung für rechnerintegrierte Fertigung. Bedeutung,
Abgrenzung und Umfang des Begriffs "CIM" wird von einzelnen
Hard- und Softwareanbietern der "CIM"-Systeme und von deren
Anwendern unterschiedlich und uneinheitlich interpretiert, obwohl das
System definitionsgemäß alle Einzelfunktionen "verzahnt"
umfassen müsste, die insbesondere in den Teilgebieten CAE bzw.
CAD und CAM und anderen mehr enthalten sind. Rechnereinsatz in der Fertigung,
bei dem alle notwendigen Aktivitätskomponenten für ein Produkt
vom Marketing über die Fertigung bis hin zur Auslieferung, Fakturierung
u.ä. durch ein verbundenes Automatisierungskonzept miteinander
verknüpft, "verzahnt" ablaufen.
Voraussetzung ist eine gemeinsame zentrale Datenbank für alle
beteiligten Funktionen bzw. Bereiche, z.b. Entwurf, Entwicklung, Fertigung,
Vertrieb, Rechnungswesen. Weiterentwicklung der rechnerunterstützten
Fertigung ("CAM").
Digitaler Prototypenbau (Digital Mockup)
Beim "digitalen Prototypenbau" geht es in erster Linie um
die digitale Montage und um Zusammenbauuntersuchungen von einfachen
Bauteilgruppen bis hin zu komplexen Produktstrukturen.
"Digital Mockup" ist auch ein Überbegriff für verschiedene
Softwaremodule, die in verschiedenen Entwicklungsprozessen eingesetzt
werden, um frühzeitig Kontrollen durchführen zu können
zur Beseitigung von Fehlern und zur Einsparung von Zeit und Kosten.
Die Untersuchungen erfolgen auf Basis von 3D-CAD-Modellen und umfassen
vor allem die Überprüfung auf Kollisionsfreiheit, Einhaltung
von Mindestabständen, etc..
Digitalisieren
Allgemein bedeutet "Digitalisieren" die Umwandlung von analogen
Daten (geometrischen Abmessungen) in eine von DV-Systemen verarbeitbare
digitale Form. Dies kann neben der manuellen Erfassung mit dem Digitalisiertablett
auch mit Hilfe eines Scanners erfolgen.
Flächenrückführung
Mit Hilfe der Flächenrückführung lassen sich reale Modelle
oder Prototypen, für die es keine CAD-Beschreibung gibt, in die
CAD-/ CAM-Bearbeitung integrieren. Dazu wird das Modell von einem 3D-Digitalisiersystem
(Koordinatenmessmaschine) abgetastet. Die so entstandene Punktewolke
wird in CAD-Flächen umgerechnet.
Freiformkurve
Eine Freiformkurve stellt ein Objekt dar, dass sich analytisch nicht
exakt beschreiben lässt. Die Kurven sollen möglichst glatt
durch viele vorgegebene Punkte laufen. Diese Kurven haben also sich
stetig ändernde Tangentensteigungen. Mathematisch ausgedrückt
verlangen diese Kurven die mehrfache Differenzierbarkeit der beschreibenden
Funktionen.
Freiformkurven können durch Approximation oder Interpolation werden.
Für die Approximation kommen Verfahren von Coon und Bezier sowie
das B-Spline-Verfahren zum Einsatz und für die Interpolation stehen
die Verfahren von Hermite und Lagrange sowie das Verfahren der Konstruieren
und Gestalten.
Koordinate
Koordinate kennzeichnet die Position eines Punkts in der Zeichnungsebene/
im Konstruktionsraum entlang der x- (horizontalen), y- (vertikalen)
und z- (Tiefen- (nur im 3D-Modus) Achse in bezug auf den globalen Ursprung.
Rapid Prototyping
Rapid Prototyping ist das Verfahren zur schnellen Erstellung eines Prototypen
aus einem 3D-CAD-Datenmodell. Bei diesem "generativen Fertigungsverfahren"
steht der Wettbewerbsfaktor Zeit im Vordergrund. Die Beschleunigung
des Produktentwicklungsprozesses wird durch die schnellere Verfügbarkeit
von Prototypen als dem Entwicklungsergebnis erreicht.
Die damit erzeugten Prototypen lassen sich in die Kategorien "Konzept-
oder Hilfsmodelle" (=Urmodell, Ergonomie- und Designmodell), "Funktionsmodelle"
und "Abformmuster" einteilen.
Simultanious Engineering
Mit "Simultanious Engineering" bezeichnet man die abteilungs-
/firmenübergreifende Zusammenarbeit bei den Ingenieursaufgaben.
Die verschiedenen, fachspezifischen Arbeiten werden eigenverantwortlich
und zeitlich parallel durchgeführt. Ziel ist es, Arbeitsschritte
von der Konzeption bis zur Produktionsvorbereitung in der Fertigung,
die klassisch nacheinander ausgeführt werden soweit, wie möglich
parallel zu bearbeiten und so die Gesamtablaufzeit zu reduzieren. Erreichbar
ist dies durch ein zentrales 3D-CAD-Datenmodell, über das die Kommunikation
aller an der Entwicklung beteiligter Stellen läuft.
Durch die geänderten Arbeitsabläufe erhält der Konstrukteur
viel früher Informationen aus der Fertigung und kann diese in seine
Tätigkeit einfließen lassen. Technologisch bedingte Nacharbeiten
nach und während des Konstruktionsprozesses entfallen dadurch oftmals.