Fügesituationen in der Konstruktionsumgebung bei Automobilzuliefern virtuell prüfen

Passt haargenau

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Wer mit steigendem Zeit- und Kostendruck im internationalen Wettbewerb Schritt halten will, muss in Geschwindigkeit und Qualität seiner Arbeitsweise neue Maßstäbe setzen. Für den Konstrukteur ist dabei eine effiziente Nutzung der CAD-Software von entscheidender Bedeutung. Die von den Kooperationspartnern CAD/CAM Center Cologne der FH Köln und Aut-Tech Automationstechnik GmbH entwickelte Software Easy Weldgun und deren Ergänzung VR-Weldgun, erweitert die CatiaV5-Kompetenzspektren um eine einfach zu bedienende Möglichkeit, Fügesituationen in der Konstruktionsumgebung analysieren zu können.

Die Firma Aut-Tech entstand im Jahr 1987 aus dem Konstruktionsbüro der Maschinenfabrik Fori (Saarland). Seit dieser Zeit gilt sie als zuverlässiger Partner im Bereich Planung und Konstruktion von Betriebs- und Prüfmitteln für namhafte Automobilhersteller. Dabei wird ein sehr starker Fokus auf die Verwendung moderner CAD- und CAE-Systeme sowie die Einführung qualitätsmanagementgesteuerter Arbeitsprozesse gelegt. Das CAD-System „CatiaV5“ bietet Aut-Tech dabei bereits ein großes Spektrum spezifischer Module zur Konstruktion, Simulation und Analyse von 3D-Modellen an. Trotz dieses mannigfaltigen Angebots der ursprünglich reinen Konstruktionssoftware sind weitere firmen- und branchenspezifische Bedarfe vorhanden, das Konstruktionsumfeld an die firmenspezifischen Bedürfnisse der Anwender anzupassen.

Easy Weldgun – automatisierte Fügestudien
Aus diesem Bedarf heraus entstand, gemeinsam mit dem CAD/CAM Center Cologne der FH Köln, das Programm „Easy Weldgun“ zur automatisierten Durchführung einer Fügestudie. Das bedeutet, dass von der Entwurfsphase bis zur Fertigstellung der Konstruktion, einfach und schnell die richtige Wahl und die Zugänglichkeit des Fügewerkzeuges (Schweißzange, Schrauber, etc.) geprüft und sichergestellt werden kann. Und dies bevor die Konstruktionsdaten zur Weiterverarbeitung an kostenintensive Robotersimulationsprogramme weitergegeben werden. Aufwändige Iterationsschleifen zwischen Konstruktion und kostenintensiven Robotersimulationen können so auf ein Minimum reduziert werden. Die Automatismen generieren Hilfsgeometrien nach Selektion eines Fügepunktes und der zugehörigen Bauteilfläche. Die neu erzeugten Geometrien werden automatisch in Catia-Parts organisiert und über die Programmierung verwaltet. Ein späteres Anpassen von Fügestudien stellt, wie auch das Kopieren zwecks Analyse weiterer Varianten, kein Problem dar. Aufwändiges, manuelles Positionieren verschiedener Werkzeuge entfällt durch die universell nutzbare Positionierungsgeometrie. Der Werkzeugkatalog ist einfach anpassbar und bietet so die Möglichkeit, jedes beliebige Werkzeug für die Analyse der Fügesituation nutzen zu können.
VR Weldgun – Studien in der virtuellen Realität
Daraus entstand, in Zusammenarbeit mit der Firma Icido eine modifizierte Version von Easy Weldgun, welche eine Analyse von Fügestudien nicht nur am Desktop-Arbeitsplatz, sondern auch in der virtuellen Realität erlaubt: „VR-Weldgun“. Die Software bietet in der virtuellen Umgebung der Visual Decision Platform VDP erstmals die Möglichkeit der Interaktion mit dem CAD-System bei gleichzeitiger immersiver Betrachtung. Möglich wird dies durch die Icido-Capture-Technologie, welche die durch Catia visualisierten Geometriedaten abgreift und in VR anzeigt. Das als Catia-Addon ausgeführte VR-Weldgun nutzt kontinuierlich diese Kommunikation und steuert die Fügestudie in Catia, welche 1:1 in der VR-Umgebung dargestellt wird. VR lebt jedoch von der Interaktion, so ist in VR-Weldgun ein Rückkanal implementiert, welcher Benutzereingaben aus virtuellen Eingabemasken von der VR an Catia zurücksendet: Eine bis zu diesem Zeitpunkt noch nie realisierte bidirektionale Kommunikation zwischen der VR-Plattform VDP und Catia wurde geschaffen. Dieser Prototyp von VR-Weldgun wurde auf der Messe Euromold 2007 in Frankfurt erstmals dem Publikum vorgestellt.
Virtuelle Untersuchungen: Vorteile
Warum aber sollte sich ein mittelständisch geprägtes Unternehmen wie Aut-Tech mit dem Thema Virtual Reality auseinander setzen, wo doch diese Technologien bisher eher Großunternehmen vorbehalten waren? Dazu lässt sich sagen, dass Virtuelle Realität zu den Schlüsseltechnologien der Produkt- und Prozessentwicklung gehört. Keine andere Technologie bietet eine bessere Kommunikations- und Verständnisplattform und mehr Transparenz für die Darstellung einzelner Prozesse, die zunehmend komplex werden.
Die Visualisierung unterstützt dabei die Entscheidungsfindung im Team ebenso wie eine zuverlässige Evaluierung. Speziell bei großen und komplexen Produkten hilft die 1:1-Darstellung Verständigungsprobleme zwischen einzelnen Teams und Abteilungen zu minimieren. Die Bewegung und Bearbeitung von virtuellen Produkten in Echtzeit zeigt schon in sehr frühen Phasen der Produktentwicklung Fehler auf, die später große Kosten verursachen können. Die frühe Einbindung nachgelagerter Abteilungen, wie der Produktion und des Service erlaubt eine weitergehende Verkürzung des Entwicklungsprozesses, in dem schon früh potenzielle Probleme adressiert werden.
Das gilt branchenübergreifend: in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, in den Bereichen Transport und Schiffbau und im Maschinen- und Anlagenbau. Ebenso wie die Visualisierungsergebnisse lassen sich Entwicklungs- und Plandaten über den gesamten Produktentstehungsprozess für die Entscheidungsfindung effizient verwerten. Jeder Teilnehmer hat in allen Phasen eine fundierte und sichere Entscheidungsgrundlage. Mit der Visual Decision Platform (VDP) von Icido sind speziell auch mittelständische Zulieferunternehmen, wie die Aut-tech in der Lage, für alle Visualisierungsanforderungen eine einheitliche Plattform aufzubauen. So werden für alle Prozesse und Abteilungen, von der ersten Produktidee bis zu Verkauf und Wartung, Visualisierungsdaten prozessübergreifend zur Verfügung gestellt und für die Validierung virtueller Prototypen aufgabenspezifische Funktionspakete und Werkzeuge integriert.
Kopplung zwischen den CAD- und VR-Systemen
Erweiterungen bestehender CAD-Installationen sind für deren effektive Nutzung unerlässlich, wie das Beispiel Easy Weldgun demonstriert. Hinzu kommt eine immer stärkere Verbreitung der Virtual Realtiy Technologie. Selbst bei mittelständischen Unternehmen erhält VR Einzug und erweist sich immer wieder als sinnvolle Investition. Zur Verbesserung der Kommunika- tion zwischen den VR- und CAD-Systemen sind Methoden zu etablieren, die einen noch effektiveren Einsatz der VR- und CAD-Systeme in Kombination ermöglichen. Aufbereitungs- und Konvertierungsaufwände sind zu minimieren. VR-Weldgun zeigt erstmals eindrucksvoll, dass eine bidirektionale Kommunikation zwischen CAD und VR möglich ist und beweist, dass der Komfort dieser Art der Bedienung des CAD durch VR sehr hoch ist. Die Zukunft weist klar in Richtung derartig umgesetzter Konzepte, welche immer direktere Kopplungen zwischen den CAD- und VR-Systemen bereitstellen: Dies zeigt das Beispiel VR-Weldgun – eine virtuelle Schweißsimulation basierend auf 3D-Daten aus einem CAD-System.
Icido;
Telefon: 0711/27303-0;

Anwendbarkeit von Virtual Reality bei Automobilzulieferern

Statement

„Nahezu jeder europäische Automobil OEM setzt mittlerweile Virtual Reality in seinem Produktentwicklungsprozess ein. Je nach Unternehmen werden dabei die unterschiedlichsten Anwendungsfälle von der Konstruktionsüberprüfung über Baubarkeitsuntersuchung bis hin zur Simulation von Servicefällen genutzt. Mittlerweile haben auch die Automobilzulieferer erkannt, daß in der Nutzung der Virtual Reality-Technologie für die Kommunikation und Zusammenarbeit ein ungeahntes Potenzial steckt. So zeigt das Beispiel, dass Karosserieteile, die in der Regel durch den OEM vorgegeben werden, anhand der virtuellen Werkzeugmaschine auf ihre Produzierbarkeit schon beim Zulieferer überprüft werden können. Das vereinfacht die Zusammenarbeit enorm und verringert schon in frühen Phasen Fehler im Produktionsanslauf“.
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