SPECIALIZAREA TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI [305517]

[anonimizat], Absolvent: [anonimizat]. Ing. [anonimizat]-Bogdan

2020

[anonimizat]-[anonimizat]: [anonimizat]. Ing. [anonimizat]-Bogdan

2020

Rezumatul lucrării

Viitorul are loc astăzi. Viitorul presupune rapiditate. Aceste două afirmații sunt și motivația acestei lucrări. [anonimizat].

Datorită noilor trenduri în tehnică cum ar fi Industria 4.0 sau IIoT (Industrial Internet of Things), această accelerare a vitezei de producție este remarcabilă. Un rol important în această accelerare o are migrarea în domeniul digital a proiectării și interconectarea tuturor elementelor în domeniul producției. Astfel, comunicarea între om și mașinării este mai benefică ca oricând.

Digitalizarea procesului de proiectare își găsește utilitatea în multe domenii ale industriei. Domeniul prelucrării metalelor nu face excepție de la acest fenomen.

În ziua de azi tot mai multe firme din branșa prelucrării metalului se folosesc de avantajele digitalizării pentru a-și eficientiza procesul de proiectare și a-și micșora timpii de producție. Un exemplu este firma Gü[anonimizat]. [anonimizat].

Printre multitudinea de servicii oferite de firma Gühring, această companie se ocupă în special cu elaborarea de soluții complete pentru clienți. Clienții au o [anonimizat] (Original Equipment Manufacturer) al firmei Gühring caută soluția optimă pentru prelucrarea acelei piese. Soluția completă presupune alegerea optimă a [anonimizat] a portsculei complementare sculei și a elementelor auxiliare pentru operabilitatea sculei. Toate aceste elemente anterior menționate se asamblează conform parametrilor tehnici necesari și se întocmește un desen tehnic care va fi prezentat clientului. Acest desen tehnic poartă denumirea de ”Tool Layout”, iar acesta va fi termenul utilizat pe parcursul lucrării.

Scopul acestei lucrări este de a găsi o metodă de automatizare a [anonimizat] a mări viteza de proiectare și ofertare pentru clienți. Un algoritm este necesar pentru a realiza acest lucru. [anonimizat], flexibil și cât mai universal pentru a [anonimizat] Gühring din baza de date Teamcenter. Scăzând timpul de generare a unui Tool Layout înseamnă că umărul acestora se mărește în același interval de timp. Astfel, firma Gühring își crește productivitatea și competitivitatea față de concurenții din domeniul producției de scule așchietoare pentru prelucrarea metalului. Acest algoritm a fost realizat în cadrul departamentului TSM (Technical Systems Management) și are ca beneficiar departamentul de OEM.

Pentru a înțelege mai bine structura și modul de creare al unui Tool Layout, în capitolul 4 al lucrării este prezentat parcursul generării și elementele componente ale acestor desene: Un proiectant al firmei Gühring alege din baza de date Teamcenter de la Siemens scula adecvată tipului de operație necesară clientului, portscula și elementele auxiliare. După montajul acestor elemente în mediul de proiectare 3D al programului de proiectare asistată de calculator Siemens NX, se generează un desen 2D tot în același program. În acest desen tehnic 2D se completează indicatorul, se pun vederile, se pun cotele cu toleranțe și se generează secțiunile și detaliile ansamblului de tip Tool Layout. Într-un final acest desen tehnic este salvat tot în baza de date Teamcenter, urmând apoi să fie trimis clientului. Tot acest parcurs manual al proiectantului costă timp. Pașii construcției ansamblului sculă-portsculă (și al elementelor auxiliare) fiind standardizați, acest proces manual are potențialul de a fi automatizat, sau cel puțin semi-automatizat, urmând a fi îmbunătățit în următoare versiuni.

Din punct de vedere structural, componentele de bază ale unui Tool Layout sunt, după cum menționat anterior, scula și portscula. Acestor două componente de bază li se mai pot adăuga și componente auxiliare. Tot în capitolul 4 sunt prezentare toate aceste componente principale și auxiliare conform portofoliului Gühring.

Portsculele folosite în ansamblurile de tip Tool Layout, prezentate în subcapitolul 4.1, sunt elementele de legătură dintre scule și arborele mașinii unealtă. Portsculele sunt compuse din partea frontală, elementul de prindere, și din partea posterioară, coada. Coada poate să fie de mai multe tipuri, printre care și tipul interfeței HSK. Portsculele pot să fie cu prindere simplă, prindere hidraulică, cu sincronizare sau mandrine cu sistem de fretare. Deși aceste portscule au elemente de prindere diferite, coada cu interfață HSK este comună.

Sculele sunt de regulă burghie, freze, alezoare sau tarozi. Burghiele și frezele pot să fie în trepte. Tarozii pot să fie de deformare sau de așchiere. Tarozii necesită de regulă bucșe elastice care vor fi prinse în mandrine de sincronizare. Toate aceste scule anterior menționate pot să aibă și canale de răcire, în acest caz fiind nevoie de un element de răcire prins în coada HSK a portsculei. Elementele geometrice de interes ale sculelor pentru generarea automată a Tool Layout-urilor sunt prezentare în subcapitolul 4.2.

În continuare sunt prezentate elementele auxiliare care pot apărea într-un ansamblu pentru un Tool Layout. Aceste elemente auxiliare sunt de exemplu șuruburi de reglare a distanței, adaptoare, elemente de răcire, bucșe elastice pentru mandrinele tarozilor sau element pentru codificare.

După ce au fost prezentare elementele geometrice necesare generării Tool Layout-urilor, în capitolul 5 vor fi prezentare elementele din mediul digital pentru generarea acestor desene. Limbajul de programare al algoritmului care creează aceste desene tehnice este Visual Basic .NET Framework, limbaj de programare orientată pe obiect. Această paradigmă de programare este detaliată în acest capitol. Sunt explicate concepte precum obiecte, funcții sau sub-proceduri. De asemenea sunt prezentate și software-urile de la Siemens necesare creării Tool Layout-urilor: Baza de date Siemens Teamcenter și software-ul de proiectare asistată de calculator Siemens NX. Cea mai importantă piesă din acest proiect este interfața de programare NX Open, tot de la Siemens, care practic face legătura între limbajul de programare Visual Basic .NET Framework, unde este scris algoritmul pentru generarea Tool Layout-urilor, Siemens Teamcenter, baza de date de unde se aleg componentele necesare Tool Layout-urilor (sculele, portsculele, elementele auxiliare), și Siemens NX, unde se asamblează toate aceste componente într-un ansamblu 3D tip Tool Layout și unde se creează desenul tehnic 2D.

În capitolul 6 este prezentată crearea propriu-zisă a algoritmului de generare al Tool Layout-urilor. Acest algoritm este împărțit în doi subalgoritmi: Cel pentru Tool Layout-urile care nu necesită bucșă elastică, adică cei care au drept sculă burghie, freze și alezoare, și cei care necesită bucșă elastică, adică cei care au drept sculă tarozi. Această decizie a fost luată pe baza calculului adâncimii de inserție a sculei în portsculă, dimensiune care implică mai mulți factori geometrici prezentați în capitolul 4. Dimensiunea finală care trebui calculată de algoritm este cea dintre capătul (sau o anume treaptă) a sculei și a suprafeței plane a interfeței HSK a portsculei. Această dimensiune este influențată direct de adâncimea de introducere a sculei în portsculă și poartă numele de dimensiune de ajustare. Dimensiunea de ajustare se calculează în două moduri, în modul cazului Tool Layout-urilor pentru burghie, freze și alezoare, și în modul cazului Tool Layout-urilor pentru tarozi.

Algoritmul general are patru pași: interfața grafică pentru utilizator, construcția ansamblului în mediul 3D, generarea desenului în mediul 2D, și salvarea în Teamcenter. Acești pași sunt prezentați în detaliu în subcapitolele capitolului 6.

Utilizatorul are posibilitatea de a completa în interfața grafică numărul de identificare al componentelor dorite pentru a putea fi importate din Teamcenter în Siemens NX. Pe lângă acestea, și alți parametrii și preferințe pot să fie completate în generarea desenului tehnic.

Principiul de automatizare a construcției ansamblului este cel de a căuta și găsi automat anumite suprafețe și muchii de interes ale componentelor, elemente geometrice prezentare anterior în capitolul 4. Pentru aceasta este necesară o analiză a fiecărei componente importate din Teamcenter în Siemens NX. Aceste elemente geometrice (corpuri, suprafețe, muchii, puncte) sunt definite drept obiecte programabile pentru a putea fi transpuse în algoritm și pentru a fi operabile.

Cu ajutorul funcțiilor recursive, componentele care sunt importate la rândul lor din Teamcenter drept subansambluri sunt împărțite pe structura lor arborescentă în toate părțile alcătuitoare. După identificarea și recunoașterea automată a tipurilor componentelor de interes, începe o analiză bazată pe funcții de căutare în trepte: Din componenta respectivă se identifică corpul volumetric al acesteia. Din corpul respectiv se identifică toate suprafețele. Din suprafețe se identifică muchiile, iar din muchii punctele. Toate aceste elemente au atribute precum lungimi, lățimi, arii, raze sau denumiri și expresii dedicate stocate în Teamcenter. Acestea se citesc și se preiau de asemenea automat de către algoritm drept variabile.

După selectarea automată a acestor elemente ale componentelor, se definesc legături de fixare, mutare, distanțare sau alipire între ele, astfel încât să fie mutate corespunzător ansamblului tip Tool Layout. În paralel algoritmul execută și calculele necesare poziționării componentelor.

Odată finalizat ansamblul 3D, algoritmul comută din mediul de proiectare 3D în cel 2D pentru a realiza desenul tehnic. Vederile, cotele si detaliile sunt amplasate automat. Indicatorul este și el completat automat cu datele despre componentele folosite utilizând și preluând atributele acestor componente din Teamcenter.

După această operație desenul tehnic este salvat în Teamcenter. Având în vedere faptul că software-ul este la prima versiune, aspectul estetic al desenului generat automat de algoritm nu poate să corespundă totdeauna cu corectitudinea tehnică necesară. Însă inginerul proiectant din departamentul OEM are libertatea de a face modificările dorite după post-procesarea Tool Layout-ului. Datorită acestui algoritm s-a economisit timp considerabil în construirea unui astfel de desen tehnic.

Drept rezultate practice se prezintă și se analizează în capitolul 7 zece Tool Layout-uri generate automat de algoritm, comparate cu versiunile originale ale Tool Layout-uri cu aceleași scule, portscule și elemente auxiliare asamblate manual de către proiectanții departamentului OEM. Elementul de referință este dimensiunea de ajustare, întrucât se află în corelație directă cu adâncimea de inserție, parametrul principal în asamblarea dintre sculă și portsculă. După cum este prezentat în acest capitol, rezultatele sunt satisfăcătoare, diferențele fiind mici în majoritatea cazurilor (până în 0.5mm).

În capitolul 8 sunt expuse ideile de îmbunătățire ale algoritmului pentru versiuni viitoare, iar în capitolul 9 sunt prezentare concluziile. Luând în calcul diferențele mici între dimensiunile de ajustare între variantele generate de software și cele originale, flexibilitatea acestui algoritm și timpul de proiectare economisit, acest algoritm se poate considera un pas important spre digitalizarea și migrarea către Industria 4.0 a firmelor din domeniul prelucrării prin așchiere.

Inhaltsverzeichnis:

Danksagung 19

Einleitung 21

1. Struktur der Arbeit 23

2. Ziele der Arbeit 25

3. Vorstellung des Unternehmens 27

3.1 Geschichte des Unternehmens 27

3.2 Tätigkeitsfelder 28

4. Grundlagen 31

4.1 Geometrie der Werkzeugaufnahmen 32

4.2 Geometrie der Werkzeuge 37

5. Grundlagen des Automatisierungsprozesses 49

5.1 Programmierparadigmen 49

5.2 Objektorientierte Programmierung (OOP) 51

5.3 Visual Basic .NET Framework 53

5.4 Siemens NX und Teamcenter 54

5.5 Die NX Open API 55

5.6 Das größere Bild 58

6. Der Automatisierungsprozess 59

6.1 Benutzerschnittstelle und Werkzeugsauslegungstypen 60

6.2 Komponentenimport 62

6.3 Geometrieanalyse 64

6.3.1 Typ der NXObjekte 64

6.3.2 Baugruppennavigation 66

6.3.3 Treppenartige Suchfunktionen und rekursive Funktionen in NX Open 72

6.3.4 Kanten- und Oberflächensuche 73

6.4 Berechnung der Abstände und Algorithmus 83

6.4.1 Abstände der Bohrer-, Fräs-, und Reibwerkzeuge Tool Layout 86

6.4.2 Abstände der Gewindewerkzeuge Tool Layout 88

6.5 Baugruppenzwangsbedingungen 91

6.6 Erzeugung der 2D Zeichnung der Baugruppe 92

6.7 Zeichnungsrahmen vervollständigen 94

6.8 Werkzeugauslegung in Teamcenter speichern 97

7. Ergebnisse 99

8. Potenzial der Weiterentwicklung 101

9. Schlussfolgerung 103

Literaturverzeichnis 105

Anhang 1 109

OPIS 129

Danksagung

Die vorliegende Bachelorarbeit entstand in Zusammenarbeit mit der Gühring KG und mit der Technischen Universität Klausenburg.

Diese Arbeit wäre nicht möglich gewesen ohne die Unterstützung der Gühring TSM Abteilungen aus Klausenburg und aus Sigmaringen-Laiz. Ein ganz besonderer Dank gebührt meinen Betreuern der Firma Gühring, Herrn Mercse Andrei-Bogdan, Herrn Wetz Tobias, Herrn Beck Alexander und des ganzen TSM Teams, deren Verlässigkeit und Engagement wesentlich für diese Arbeit war.

Einen wichtigen Beitrag leistete auch mein akademischer Betreuer, Herr Dr. Conțiu Glad, der dieses Thema unterstützt hat.

Einleitung

Die Zukunft ist Heute. Die Zukunft heißt Geschwindigkeit. Die Dynamik der Unternehmen wird immer schneller und komplexer. Neue Produkte sollen schneller und billiger entworfen werden. Zeit ist Geld, und das ist in der Produktion immer häufiger zu betrachten. Heutzutage verbindet man die Produktion mit dem Konzept der Industrie 4.0.

Die vierte industrielle Revolution hat sich weltweit ausgebreitet. Intelligente Systeme sind von höchster Tendenz. Dank des Wachstums des Digitalisierungsniveaus, der Vernetzung der Fertigungselemente in einer Fabrik und der Automatisierung der Fertigungsverfahren lassen sich die Vorteile der Industrie 4.0 darstellen. Diese Vorteile bringen aber signifikante Herausforderungen mit sich. Solche Herausforderungen findet man in der in der Integration der Cyber-Physischen Systemen (CPS) und in der Implementierung des industriellen Internet der Dinge (IIoT) in der Produktion und Logistik eines modernen Betriebs. Infolge der Einbettung der CPS und des IIoT gibt es eine bessere Informationswechselwirkung zwischen den Maschinen, Werkzeugen, Werkstücken und dem Personal des Werks. Es ist die Zeit der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine.

Eine wichtige Branche in der Industrie die durch diese Änderungen gehen wird ist die Metallverarbeitungsbranche. Dieser ist eine wesentlicher Sektor für andere Bereiche wie zum Beispiel die Luftfahrt- oder Maschinenbauindustrie. Durch das Umsetzen in der Industrie 4.0 soll die Metallverarbeitung auf dem nächsten Niveau gebracht werden.

Die Metallverarbeitungsindustrie ist heute reichlicher als je zuvor. Die Flexibilität ist die Hauptcharakteristika dieser Tätigkeit. Ein komplexes Bedarf von verschiedene Produkte wird von den Kunden gefordert. Die Werkzeug- und Werkstückvariation ist sehr häufig, das heißt dass auch die Fertigungskette anpassungsfähig sein soll. Angefangen mit der Planung und Konstruktion, endend mit der Produktlieferung. Und das soll in der kurzmöglichste Zeit ausgeführt werden. Große Volumen von Produkten sollen fertiggestellt werden. Damit die Hersteller mit dem großen und vielfältigen Bedarf der Kunden mithalten, sollen sie die Fertigungszeiten reduzieren. Um die Fertigungszeiten zu minimieren werden die Produktionsprozesse automatisiert. Die Neben- und Stillstandzeiten auf einer Maschine sollen verringert werden. Für bessere Fertigungszeiten sorgen heutzutage nicht nur die Maschinen, die Hardware, sondern auch die Software, die Übertragung und Verarbeitung von Informationen. Bezüglich der Automatisierung der Planung in der Entwicklung eines Produktes soll auch die Zeichnungserstellung des Produktes optimiert werden. Je mehr technische Zeichnungen in einer kurzen Zeitspanne ausgeführt werden, desto produktiver ist das Unternehmen.

Dieses ist der Grund weswegen die Firma Gühring KG als weltweit erkannter Präzisionswerkzeughersteller in neue Automatisierungstechnologien der Fertigungsprozesse investiert. Gühring KG bietet komplette Lösungen für die Kunden wenn es zu Werkzeugmontage kommt.

So beabsichtigt Gühring KG eine Wettbewerbsfähigkeitssteigerung und eine der höhere Wertschöpfung in der Produktion. In einer dynamischen Welt wo alles flexibel, schnell und anpassungsfähig sein soll, entsprechen alle Mittel der Firma Gühring aller Qualitätserwartungen. Da der Bedarf an Werkzeugen vielfältig ist, entwickelt Gühring verschiedene Software die die Zeichnungserstellung vereinfachen, beschleunigen und sogar vollautomatisieren. Ein Beispiel davon wären die Werkzeugauslegung (Tool Layout). Diese Werkzeugauslegungen, genauer gesagt deren Erzeugung, ist das Thema dieser Arbeit. Die Erstellung eines Werkzeugauslegungserstellungssoftwares ist nur ein Teil eines komplexeren Digitalisierungsprozesses der Wende zur Industrie 4.0.

Struktur der Arbeit

In dieser Arbeit wird der Herstellungsprozess eines Softwares, die halbautomatisch Werkzeugauslegungen (Tool Layouts) erzeugt, Schritt-für-Schritt dargestellt. Diese Werkzeugauslegungen sind mit Hilfe von Komponente der Firma Gühring KG zusammengebaut. Darum wird nach die kontextsetzende Einleitung, nach der Vorstellung der Arbeitsstruktur und nach der Zielsetzung in Kapitel 2, in Kapitel 3 die Gühring Kommanditgesellschaft und deren Abteilungen vorgestellt.

In Kapitel 4 werden die Grundlagen der Werkzeugauslegungen dargestellt. Dabei wird die Methode beschrieben in der sie von Hand vom Mitarbeiter (Benutzer) erstellt werden und welche Gühring Komponente in der Tool Layout Baugruppe benutzt werden. Da diese Komponente wesentlich sind und da deren Geometrie für die Werkzeugauslegungserstellungssoftware wichtig sind, wird in den Unterkapiteln dieses Kapitels die Geometrie der Werkzeugaufnahmen und der Werkzeuge geschildert.

Da die Werkzeuge, Werkzeugaufnahmen und andere Werkzeugauslegungskomponente beschrieben wurden werden in Kapitel 4 die Grundlagen des digitalen Bestandteils der Arbeit dargestellt. Die objektorientiert Programmierung, die NX Open Schnittstelle und Siemensprogramme werden als Mittel der Erstellung des Werkzeugauslegungssoftwares vorgestellt.

Kapitel 6 ist der Schwerpunkt dieser Arbeit. In diesem Kapitel werden die Schritte des Prozesses der Erstellung der Software präsentiert.

In Kapitel 7 wird eine Analyse der Abweichungen der Maßen der Software generierten Tool Layouts verglichen mit deren Originalversionen durchgeführt. Diese Tool Layouts sind im Anhang 1 angehängt.

Der Potenzial der Weiterentwicklung dieses Softwares und verschiedene Ideen dazu werden in Kapitel 8 erläutert, und auf Grund der Ergebnisse im Kapitel 7 wird im Kapitel 9 eine Schlussfolgerung des ganzen Projektes gezogen.

Ziele der Arbeit

Der Ziel dieser Arbeit ist die Erstellung eines Softwares die halbautomatischer Weise die Generierung von Werkzeugauslegungen (Tool Layouts) in Siemens NX schneller und intuitiver möglich macht. Dabei soll auf neue objekt-orientierte Verfahren (Visual Basic .NET Framework) eingegriffen werden. Diese Zielsetzung hat mehrere Berücksichtigungen:

Dieses Programm soll möglichst universell und flexibel sein. Eine umfassende Variation von Werkzeuge, Schrumpffutter, Spannzangen, Längeneinstellschrauben, Kühlmittelübergabesätze und Chips sollen vom System in der Teamcenter Datenbank erkannt werden damit sie bearbeitet werden können.

Mehrere 3D Montagearten sollen möglich sein. Der Montagetyp der Bohr-, Reib- und Fräswerkzeuge in den Spannmittel, für den es eine gewisse Berechnungsweise des Einstellmaß gibt, und der Montagetyp der Gewindewerkzeuge, für den es eine andere Kalkulationsweise des Einstellmaßes gibt, sollen generiert werden können. Auch Komponente wie zum Beispiel Kühlmittelübergabesatz, Längeneinstellschrauben, Codierchips und Spannzangen sollen verarbeitet werden können.

Alle Textparameter sollen in allen Kästchen des Rahmens der 2D technischer Zeichnung automatisch eingefügt werden.

Die 3D Baugruppe und die 2D technische Zeichnung sollen automatisch in einem selbst generierten Ordner in der Teamcenter Datenbank gespeichert werden.

Der Arbeitsablauf soll intuitiv sein und soll Zeit sparen.

Die in Siemens NX eingebettete Software soll schnell und intuitiv sein und soll eine benutzerfreundliche Benutzeroberfläche haben.

Alle benutzten Werkzeuge und Werkzeugaufnahmen und deren Dokumentation werden von der OEM und GM300 Abteilungen zur Verfügung gestellt. Die TSM Abteilung verfügt Unterstützung für dieses Projekt. Diese Abteilungen der Firma Gühring werden im Kapitel 3.2 vorgestellt.

Vorstellung des Unternehmens

Die Firma Gühring KG ist eines der weltweit bekannten Hersteller für Präzisionswerkzeuge für die Metallzerspanung, die den Hauptsitz in Albstadt-Ebingen im Land Baden-Württemberg in Süddeutschland hat. Das Unternehmen hat über 8000 Mitarbeiter weltweit. Davon sind über 3500 in Deutschland. Weltweit hat Gühring KG über 70 Produktionsstandorten in 48 Länder. Die Firma setzt sich den Schwerpunkt auf Innovation im Bereich der Zerspannungswerkzeuge höchster Qualität, die wesentlich für mehrere Branchen in der Industrie sind. [10]

Abbildung 3.3.1 Standorte der Gühring KG [10]

Geschichte des Unternehmens

Die Firma wurde 1898 von Gottlieb Gühring gegründet. Künftig ein paar Jahre später, 1921 übernahm sein Sohn, Oskar Gühring, das Unternehmen. 1940 war das Betrieb mit 682 Mitarbeiter beschäftigt. An der Zeit wurden dort 50 verschiedene Sorten Spiralbohrer gefertigt.

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde eine komplette Demontage ausgeführt. 1948 wurde die Firma wiederaufgebaut, und in den 1950er-Jahre beschäftigt das Unternehmen wieder über 100 Mitarbeiter die Spiralbohrer herstellten.

1964 tritt Dr. Jörg Gühring, dar heutige Firmenbesitzer und der Enkel des Firmengründers Gottlieb Gühring in das Unternehmen ein. 1985 übernimmt der die Firmenleitung.

Gühring KG begann die internationale Entwicklung in 1973. Damals eröffnete das Unternehmen die erste Auslandgesellschaft in Großbritannien. Zugleich begann die Fertigung der ersten Hartmetallwerkzeuge. Am anderen Ufer des Atlantischen Ozeans öffnet Gühring KG 1978 eine Ländergesellschaft in der USA.

Der Anfang der Entwicklung von modernen Beschichtungen fand 1981 statt, als Gühring KG den ersten TiN-beschichteten Spiralbohrer geschaffen hat. Durch die Beschichtung der Werkzeuge werden die Fertigungskosten reduziert und die Standzeiten erhöht.

Im Jahr 2000 tritt Oliver Gühring, Urenkel des Gründers und Sohn von Dr. Jörg Gühring, in das Unternehmen ein und ist heute für die Geschäftsführung für Vertrieb und Marketing verantwortlich. [10]

2003 eröffnet Gühring das erste Werk in Rumänien in Sibiu (Hermannstadt).

In 2008 ist Gühring auch in Cluj-Napoca (Klausenburg) anwesend und operiert heutzutage mit mehreren modernen Abteilungen. [11]

Die Gühring Kommanditgesellschaft hat sich bis in den heutigen Tagen kontinuierlich weiterentwickelt und sorgt für die besten Produkte und Dienstleistungen für ihre Kunden weltweit.

Tätigkeitsfelder

Die Gühring KG ordnet sich in mehrere Bereiche ein, die kooperativ zusammenarbeiten um die hohe Qualität und die Effizienz der Firma zu steigern. Diese werden in diesem Unterkapitel besser erklärt.

Damit Gühring die besten Produkte herstellt, werden moderne und hochpräzise Maschinen und Anlagen benötigt. Diese werden selber von der Firma Gühring für den Eigenbedarf in firmeneigener Maschinenbauabteilung produziert. Dadurch sind bessere und schnellere Geometriefertigungen möglich. Die meisten Maschinen haben rechnergestützte numerische Steuerung (Computerized Numerical Control – CNC). Neben hochmodernen CNC-Schleifmaschinen für rotationssymmetrische Fräs-, Gewinde- und Bohrwerkzeuge besitzt Gühring auch fortgeschrittene Prüfstände, Beschichtungsanlagen, Schrumpfgeräte und hoch präzise Messgeräte.

Mit all diese moderne Maschinen werden die Schlüsselbereichelemente der Firma Gühring produziert: die Werkzeuge. Dank der großen Werkzeugvariation gehört Gühring zu den größten Werkzeuganbieter in der Zerspanungstechnik auf internationaler Ebene. Die höchstqualitativen Bohrer, Stufenbohrer, Reibahlen, Fräsen, Senk-, Gewinde- und kundenspezifische Sonderwerkzeuge werden aus verschiedene Schneidstoffe gefertigt. HSS, Hartmetall, PKD, CBN und Cermets werden benutzt um die Anforderungen der Kunden zu erfüllen. Die Beschichtung zum Beispiel mit TiN ist eine Wertschöpfungselement dieser Werkzeuge.

Tätigkeitsfelder in Cluj-Napoca, Rumänien:

Die OEM Abteilung (Original Equipment Manufacturing) bearbeitet Schneidwerkzeugprojekte laut Auftrag der Kunden. Diese Abteilung liefert auch komplette Lösungen des Typs Tool Layouts. Diese Tool Layouts werden in den folgenden Kapitel beschrieben. Die Softwares die OEM benutzt sind AutoCAD, Teamcenter, PLM, SAP und UG/Siemens NX. Mit diese Programme schafft die Abteilung die Planung der optimalen Werkzeuge für die Anfrage des Klienten, Simulation und Kollisionsprüfung der Werkzeuge, Kostenberechnung, die 2D technische Zeichnung und die Dokumentation der Werkzeuge.

Die TSM (Technical Systems Management) Abteilung beschäftigt sich mit der Programmierung von notwendigen Softwares die zum Beispiel OEM benutzt um schneller die technischen Zeichnungen von Werkzeugen automatisch darstellt dank ZES (Zeichnungserstellungssystem). Die Erstellung von Tool Layouts ist auch eines der mehreren Projekte der TSM Abteilung.

GM 300 ist die Abteilung die sich mit den Entwurf und Herstellung von innovative Werkzeugaufnahmen und Spannmittel beschäftigt. Ein Beispiel von einer viel verwendeten Aufnahmetyp ist HSK (Hohlschaftkegel).

Hollfelder wurde von Gühring erworben und ist heutzutage eines der wesentlichen Abteilungen der Firma. Die Abteilung entwirft spezielle hochkomplexe Werkzeuge mit Wendeplatten.

F&E (Forschung und Entwicklung) ist eine der wichtigsten Abteilungen des Unternehmens, da hier neue Technologien, Werkzeugstoffe, Werkzeuggeometrien und Beschichtungen untersucht, gemessen und getestet werden. Diese Abteilung besitzt hochmoderne Messgeräte die für die Forschung der Eigenschaften von Schneidwerkzeugen sowohl für Kunden als auch für interne Projekte nötig sind.

Die PKD Abteilung beschäftigt sich mit komplexe und hochqualitative Werkzeuge die angeklebte Diamantplatten haben. PKD (Polykristalliner Diamant) und CBN (kubisches Bohrnitrid) werden meistens benutzt.

Die Niederlassung in Cluj-Napoca investiert viele Ressourcen in Innovation und Entwicklung. Die Abteilungen in Cluj-Napoca arbeiten eng zusammen mit den Abteilungen in Albstadt und Sigmaringen-Laiz und es gibt ein ständiges Informationenwechsel. [11]

Grundlagen

Da die Gühring KG komplette Lösungen für ihre Kunden zur Verfügung stellt, soll auch die komplette Zusammenstellung zwischen Schneidwerkzeug (Bohren, Stufenbohrer, Gewindebohren, Gewindefräsen) und Spannfutter (Schrumpffutter, Synchrofutter) und andere Elemente wie zum Beispiel Kühlmittelübergabesatz oder Längeneinstellschraube geliefert werden. Diese Zusammensetzungen heißen Tool Layouts.

Der Kunde verlangt ein bestimmtes Werkzeug für eines seiner Bearbeitungen. Die OEM Abteilung die mit der Lieferung der kompletten Lösung und mit dessen Dokumentation zuständig ist, durchführt eine Analyse der Bearbeitung und sucht in der Teamcenter Datenbank die optimalen Werkzeuge für die Operation. Zu den Werkzeugen kommen auch die Werkzeugaufnahmen miteinander, da es eine Verbindung zwischen Werkzeug und Werkzeugmaschine geben muss. Dazu können auch andere Elemente kommen, wie zum Beispiel Kühlmittelübergabesätze, da die meisten Werkzeuge auch Kühlkanäle für die Innenkühlung haben. Auch Längeneinstellschrauben, Spannzangen und Codierchipps können zu dar Baugruppe gehören, je nach der Komplexität der Konstruktion und der Anforderungen des Kunden. All diese einzelnen Elemente werden von der OEM Abteilung passend ausgewählt und aus Teamcenter in Siemens NX CAD (Computer Aided Design) Software importiert. Dort werden alle Baugruppenzwangsbedingungen der Komponente definiert und die komplette 3D Montage aller Elemente hergestellt.

Das Werkzeug soll mit einem bestimmten Abstand in der Werkzeugaufnahme eingesteckt werden. Dieses Abstand wird auf einer genormter Art und Weise berechnet und heißt Einstecktiefe. Der endgültige Maß zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme heißt Einstellmaß. Dieser Begriff wird definiert nachdem eine Vorstellung der Werkzeug- und Spannmitteltypen durchgeführt wird. Nachdem die 3D Montage fertiggebaut wurde, wird eine 2D technische Zeichnung der Baugruppe ausgeführt in der alle Textfelder in dem Rahmen ergänzt werden. Letztendlich schickt die OEM Abteilung dem Kunden diese Dokumentation mit 2D Zeichnungen des Tool Layouts.

Dieses ganze Prozess der Erstellung des Tool Layouts wird vom Benutzer (Mitarbeiter der OEM Abteilung) komplett von Hand durchgeführt. Diese ganze Operation kostet Zeit. Der Benutzer soll viele Tool Layouts innerhalb eines Projektes für die Kunden herstellen, manchmal ein paar Duzende pro Projekt. Das addiert bis zu ein paar hunderte Tool Layouts pro Woche. Da dieses ganze Prozess repetitiv und genormt ist, gibt es die Möglichkeit ihn zu automatisieren. Eine Vollautomatisierung ist nicht möglich, da der Benutzer auch Entscheidungen bezüglich des Auswahls der Werkzeuge treffen muss, aber eine Halbautomatisierung mit minimalem Eingriff des Benutzers spart viel Zeit im Herstellungsprozess des Tool Layouts. So kann ein viel größeres Arbeitsvolumen in demselben Zeitintervall bearbeitet werden.

Den Einstellmaß berechnet man im Fall der Bohrwerkzeuge (Ratiobohrer und Stufenbohrer), Fräswerkzeuge und Reibwerkzeuge (Reibahle) Tool Layouts indem man die Geometrie des Werkzeuges und der Werkzeugaufnahme berücksichtigt und im Fall der Gewindewerkzeuge (Gewindeformer und Gewindebohrer) Tool Layouts indem man die Geometrie des Werkzeuges, der Spannzange und der Werkzeugaufnahme berücksichtigt. Weiterhin werden alle diese Komponente vorgestellt. Bezüglich der Werkzeugaufnahmen, folgende Grundlagen im Unterkapitel 4.1 sind wissenswert. [11]

Geometrie der Werkzeugaufnahmen

Schon wie in den vorigen Kapiteln erklärt, die Entwicklung und Innovation der Werkzeugaufnahmen wird in Cluj-Napoca von der GM300 Abteilung durchgeführt. Ein paar Beispiele von Werkzeugaufnahmen die Gühring zur Verfügung stellt sind Hydrodehnspannfuttern, Hydrogewindespannfuttern, Spannzangenaufnahmen, Zylinderschaftaufnahmen, Gewindespannfuttern, Schrumpffutter, Kombifräsdorne oder Morsekegel-Aufnahmen. Jedes dieser Artikeln hat ein vierstelliges Artikelnummer. Die Werkzeugaufnahmen bestehen aus 2 Elemente: Schaft und Spannsystem. [11]

Diese Artikeln haben verschiedene Varianten von Schäfte. Die wichtigsten von denen sind HSK (Hohlschaftkegel), SK (Steilkegel), CAT ASME B5.50, MAS-BT, Zylinderschäfte, und andere.

Der meist verwendete Schafttyp ist der Hohlschaftkegel – HSK. Dieser macht die Verbindung zwischen Werkzeug und Werkzeugmaschine möglich. [8]

Historisch angesehen wurde 1987 die „GM 300“ Kupplung von Gühring für rotative und stationäre Werkzeuge entwickelt. 1991 wurde dieser Schnittstelle eine Normung zugewiesen: DIN 69893. Seit 12/2001 wurde die HSK Schnittstelle im internationalen Standard ISO 12165-1/-2 integriert. [8]

Die Bauweise des HSKs macht nicht nur eine einfache manuelle Spannung möglich, sondern auch eine automatische Wechsel direkt im Spindel der Werkzeugmaschine machbar. Andere Vorteile der HSK Aufnahmen sind dass sie eine hohe statische und dynamische Steifigkeit, hohe Drehmomentübertragung und hohe Wechsel- und Wiederholgenauigkeit besitzen. Andere positive Fähigkeiten für die Produktion wären die kurzen Wechselzeiten, Hochgeschwindigkeitstuglichkeit, eine einfache und kostengünstige Schaftkonstruktion, die Schmutz-Unempfindlichkeit und die Möglichkeit ein Kühmittelübergabesatz einzufügen. [8]

Es gibt insgesamt 6 HSK Formen laut DIN 69893: HSK-A, HSK-B, HSK-C, HSK-D, HSK-E und HSK-F (Abbildung 4.1). Die Formen A und E werden hauptsächlich für automatisches Werkzeugwechsel benutzt. Alternativ zur HSK-C Form können HSK-A Formen auch mit manuellen Spannsystemen eingesetzt werden. Der Unterschied zwischen HSK-A und HSK-C ist die längere Bauform der HSK-A Aufnahmen. [8]

Abbildung 4.1 HSK Formen [8]

Eine wichtige Nenngröße ist der Durchmesser der HSK Trennstelle d1. In der folgenden Abbildung 4.2 wird in den beiden Tabellen der Intervall der d1 Nennwerte abhängig der Form gezeigt:

Abbildung 4.2 HSK Größen [8]

Da die HSK-A Aufnahmen oft sowohl für automatische als auch für manuelle Werkzeugwechsel benutzt sind, wird deren Bauform in Detail angesehen. Es gibt 8 Grundbegriffe einer HSK-A Werkzeugaufnahme (Abbildung 4.3):

1 – Greifrille (Umlaufende V-Nut)

2 – Deutsches Eck (dient zur Indexierung)

3 – Mitnehmernut am Bund (dient zur Indexierung oder zur Aufnahme im Werkzeugmagazin oder im Greifer)

4 – Codierbohrung (dient zur Aufnahme eines Codierchips)

5 – Anschlussgewinde für Kuhlmittelübergabesatz (dient zur Aufnahme eines Kühlmittelrohrs)

6 – Mitnehmernut am Kegelschaft

7 – radiale Zugriffsbohrung im Kegelschaft

8 – Spannschulter

Abbildung 4.3 HSK Bestandteile [8]

Die HSK Aufnahmen sind die Nachfolger der SK Aufnahmen. Ihre Zuordnung ist die Folgende (Abbildung 4.4):

Abbildung 4.4 Vergleich SK-HSK [8]

Als praktisches Beispiel für wichtige geometrische Parameter wird der Schrumpffutter mit Artikelnummer 4736 benutzt (Abbildung 4.5).

Im allgemeinen Fall werden die HSK Aufnahmen auf der OX Achse konstruiert, wenn man von einem 3D karthesischen OXYZ Koordinaten System spricht. Vom Interesse für einer HSK Aufnahme im Fall eines ToolLayouts ist der Abstand l1 zwischen der vorderen ebenen Oberfläche senkrecht zur OX Achse und der ebenen HSK Oberfläche senkrecht zur selben OX Achse. Andere wichtige Parameter sind die Durchmesser d3 und d2. Der Durchmesser d3 ist eigentlich der Nennwert d1 der HSK Trennstelle in der Tabelle der Abbildung 4.2 und d2 ist der vordere Durchmesser der Werkzeugaufnahme.

Abbildung 4.5 Schrumpffutter 4736 [8]

Weiterhin wird eine typische Baugruppe eines Tool Layouts dargestellt (Abbildung 4.6). Benutzt wird die schon beschriebene Aufnahme mit der Artikelnummer 4736. In dieser Aufnahme wird ein Ratiobohrer mit einer bestimmten genormten Einstecktiefe eingefügt. Diese Einstecktiefe wird dank der Längeneinstellschraube (Art. Nr. 4919) eingehalten. Die Innenkühlung wird mit Hilfe des Kühmittelübergabesatzes (Art. Nr. 4924) durchgeführt. [8]

Abbildung 4.6 Typische Baugruppe einer Werkzeugauslegung [8]

Im Fall der Bohrwerkzeuge (Ratiobohrer, Stufenbohrer) und Reibwerkzeuge (Reibahle) werden Schrumpffutter oder Hydro-Dehnspanfuttern als Werkzeugaufnahmen benutzt. Im Fall der Gewindewerkzeuge (Gewindebohrer, Gewindeformer) werden Synchrofutter oder Hydrogewindespannfuttern benutzt. [8][11]

Geometrie der Werkzeuge

Wie schon erklärt, kommen die Werkzeuge in den Werkzeugaufnahmen eingesteckt. Der Erste Fall von Tool Layouts ist der Fall der keine Spannzange in der Montage benötigt, der Fall wo die Werkzeuge direkt in der Werkzeugaufnahme eingesteckt werden können. In dieser Kategorie kommen die Bohrwerkzeuge, die Reibwerkzeuge und die Fräswerkzeuge. Bei diesen hängt die Berechnungsweise des Einstellmaßes nur vom Werkzeug und Schrumpffutter. Weiterhin werden einzelne Beispiele aus allen Unterkategorien gezeigt, für eine bessere Verstehung dieser Werkzeugarten und um die wichtigen geometrischen Parameter zu erläutern.

Die Bohrwerkzeuge in Tool Layouts die auch ein Kühlmittelübergabesatz enthalten haben Kanäle für die Innenkühlung. Es gibt 3 Bohrertypen für verschiedene Werkstoffe: für normale Werkstoffe ist Typ N geeignet, für harte und spröde Werkstoffe gibt es Typ H und für weiche Werkzeuge ist Typ W passend. Die meist verwendeten Schneidstoffe sind Schnellstähle (HSS, HSCO, HSS-E, M42), Hartmetall (HM), Vollhartmetall (VHM) oder Diamant (PKD). Für diese Arbeit werden zumeist die Ratiobohrer und die Stufenbohrer in Acht genommen. Für die Ratiobohrer sind für die Erstellung von Tool Layouts der Schaftdurchmesser (d2) und die Gesamtlänge (l1) von Interesse. l4 ist die Schaftlänge, l2 ist die Spannutlänge und d1 ist der Nenndurchmesser. In diesem Beispiel (Abbildung 4.7) ist die technische Zeichnung eines Ratiobohrers mit Artikel-Nummer 2477 aus VHM mit Kühlkanäle und mit Schaftform HA dargestellt. Dessen Typ ist RT 100 U.

Abbildung 4.7 Ratiobohrer 2477 [5]

Bezüglich der Stufenbohrer sind ebenso der Schaftdurchmesser (d2), welches zugleich der Senkerdurchmesser in dem Fall der Abbildung 4.8 ist, und die Gesamtlänge wichtige Parameter für die Erstellung von Tool Layouts. In diesem Fall ist der Senkwinkel 90°, doch es gibt auch die Variante mit Senkwinkel = 180°. l2 ist die Spannutlänge, l4 ist die Stufenlänge und d1 ist der Stufendurchmesser. Für dieses Beispiel wurde der Mehrfasenstufenbohrer mit Artikel-Nummer 739 benutzt und der Typ dieses Stufenbohrers ist N. Stufenbohrer werden eingesetzt um die Produktivität zu erhöhen.

Abbildung 4.8 Mehrfasenstufenbohrer 739 [5]

Bezüglich der Reibahle ist die Anwesenheit der Innenkühlung auch oft getroffen. Als Anwendungsvarianten gibt es NC-Maschinen-Reibahlen oder Automaten-Reibahlen. Oft benutzte Schneidstoffe sind HSS-E, HM oder VHM. Vom Interesse für die Tool Layouts sind der Schaftdurchmesser d2 und die Gesamtlänge l1. Benutzt für dieses Beispiel (Abbildung 4.9) wurde ein Hochleistungsreibahl Typ HR 500 S mit Artikel-Nummer 1685 aus VHM mit Innenkühlung und mit Schaftform HA benutzt.

Abbildung 4.9 Hochleistungsreibahl 1685 [4]

Auch Fräsen werden in Werkzeugaufnahmen eingesteckt und bilden infolgedessen Tool Layouts. In Abbildung 4.10 werden die wichtigsten geometrischen Bezeichnungen einer allgemeinen Fräse gezeigt. Der Schaftdurchmesser und die Gesamtlänge sind von Interesse wenn es zu Tool Layouts kommt. Für höhere Produktivität werden Stufenfräser eingesetzt, mit gewisse Stufenlängen und Stufendurchmesser. Auch diese 2 Maßen werden auf einer Tool Layout Zeichnung deutlich gezeigt. Fräsen können Schutzfasen (Bezeichnung „c“) oder Schutzradien (Bezeichnung „r“) für gewisse Werkstoffhärten besitzen. Anwendungsbereiche der Fräsen sind zum Beispiel Nuten, Schruppen, Schlichten, Kopieren und Eintauchen (Bohren, Rampen, Helix). Die Schneidstoffe der fräsen können PKD (Polykristalliner Diamant), VHM oder Schnellstahl (HSCO, M42, HSS-E-PM) sein.

Abbildung 4.10 Gühring Schaftfräser [7]

In Abbildung 4.11 werden die wichtigsten geometrischen Parameter einer Fräse im praktischen Fall des Ratiofräsers RF 100 VA mit Artikel-Nummer 6700 dargestellt. Dieser Ratiofräsers hat VHM als Schneidstoff, hat die Schaftform HA, hat Innenkühlung und ist Typ N. Der Schaftdurchmesser trägt die Bezeichnung d2 und die Gesamtlänge wird mit l1 gekennzeichnet.

Abbildung 4.11 Ratiofräser RF 100 VA 6700 [7]

Wissenswert ist, damit alle Bohr-, Reib- und Fräswerkzeuge in den Werkzeugaufnahmen eingesteckt werden können, soll die Schaftform und der Schaftdurchmesser bekannt sein. Die Schaftform dieser Werkzeuge kann HA, HB oder HE sein und ist nach DIN 6535 genormt. In der Beispielabbildung Abbildung 4.12 ist die Schaftform HA zu beobachten. Der Schaftdurchmesser d1, der von Interesse in der Montage einer 3D Tool Layout ist, hat kann die Standardwerte 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25 oder 32 (mm) haben. [7]

Abbildung 4.12 Schaftform HA [7]

Alle Bohr-, Reib und Fräswerkzeuge sind genormt und haben standard Baumaße. Es gibt aber spezielle Werkzeuge die die Bedürfnisse der Kunden erfüllen. Diese haben Sondermaße und solche Werkzeuge heißen Sonderwerkzeuge. Diese werden auf spezieller Bestellung entworfen und gefertigt und sind auch in Tool Layouts vorhanden.

Angesichts der Gewindewerkzeuge (der Gewindebohrer und der Gewindeformer) können nicht alle dieser Werkzeugarten direkt in der Werkzeugaufnahme eingeschrumpft werden. Die meisten von ihnen brauchen eine Spannzange und die Kalkulationsweise des Einstellmaßes hängt auch von diesem Element ab. Das heißt, dass die Gewindewerkzeuge in der zweiten Kategorie kommen.

Der Unterschied zwischen Gewindebohren und Gewindeformen ist die Spanentstehung. Gewindebohren ist ein Prozess wo Material abgetrennt wird und Span entsteht und Gewindeformen ist ein Prozess wo das Material kaltumgeformt wird. Als Schneidstoff wird Schnellstahl (HSS, HSS-E, HSS-E-PM) oder Vollhartmetall (VHM) benutzt. In der Abbildung 4.13 sind die Wichtigsten geometrischen Begriffe eines Gewindewerkzeugs dargestellt.

Abbildung 4.13 Gühring Gewindewerkzeug [6]

Für die Gewindebohrer sind im Tool Layout Erstellungsprozess die Gesamtlänge (l1), der Schaftdurchmesser (d2) und die Vierkantlänge (SW) nötig. Für dieses Beispiel wurde der Gewindebohrer für Metrisch ISO-Gewinde mit Artikel-Nummer 971 aus VHM benutzt.

Abbildung 4.14 Gewindebohrer 971 [6]

Auch für die Gewindeformer sind dieselben Parameter wie bei den Gewindebohrer erforderlich für die Erstellung von Tool Layouts: Schaftdurchmesser (d2), die Gesamtlänge (l1), und die Vierkantlänge (SW). Der Gewindeformer für Metrisch ISO-Gewinde mit Artikel-Nummer 1927 aus VHM wurde benutzt für dieses Beispiel.

Abbildung 4.15 Gewindeformer 1927 [6]

Bezüglich der Schaftform haben die Schäfte der in den Tool Layouts benutzten Gewindewerkzeuge ein Vierkant, bezeichnet mit SW (Abbildung 4.14 und Abbildung 4.15), am Ende des zylindrischen Schafts mit Schaftdurchmesser (d2). Die Vierkant hat eine Vierkantlänge und spielt eine wesentliche Rolle in der Berechnung des Einstellmaßes für die Gewindewerkzeuge Tool Layouts. Der Schaftdurchmesser ist wichtig damit man das richtig passende Synchrofutter auswählt. Der Schaftdurchmesser d2 ist nach DIN 371 genormt und kann Werte wie zum Beispiel 3.5, 4.5, 6, 8 oder 10 (mm) haben.

Gewindewerkzeuge sind normaler Weise genormt, doch sie können auch Sondermaße haben, also können sie auch als Sonderwerkzeuge betrachtet werden.

Andere Elemente die in einer Gewindebearbeitungs Tool Layout Baugruppe erscheinen können wären folgende:

Dichtscheiben für die Spannmuttern der Synchrofutter. In der Beispielabbildung ist eine Dichtscheibe mit Artikel-Nummer 4335 zu erkennen.

Abbildung 4.16 Dichtscheibe 4335 [6]

Längeneinstellschrauben für die Synchrofutter mit Innenkühlung. Mit Hilfe eines O-Rings wird die Dichtung abgesichert. Der plane Anschlag ist für normale Schaftenden gedacht worden. Die Einstellschrauben werden am Gewindebohrerschaft angelegt. Sie ermöglichen ein paar Millimeter Nachstellungen. In der Abbildung werden 2 Varianten der planen Längeneinstellschraube mit Artikel-Nummer 4364 als Beispiel gegeben.

Abbildung 4.17 Längeneinstellschraube 4364 [6]

Spannzangen für die Gewindewerkzeugaufnahme. Spannzangen sind nach DIN ISO 15488 genormt. Der Abstand l2 in der Abbildung ist notwendig wenn es zu der Berechnung der Einstelllänge der Gewindewerkzeuge Tool Layouts kommt. Als Beispiel wird die Spannzange mit der Artikel-Nummer 4308 in Abbildung gezeigt.

Abbildung 4.18 Spannzange 4308 [6]

Die kegelförmige Außeroberfläche der Spannzange wird auf der konischen Innenoberfläche des Synchrofutters gesetzt. Ein Montagebeispiel der Spannzange im Synchrofutter ist in Abbildung zu erkennen. Der benutzte Synchrofutter trägt die Artikel-Nummer 4327. Dieses Synchrofuttermodell ist kompatibel mit der oben beschriebenen Dichtscheibe 4335 und mit der Längeneinstellschraube „plan“ 4364. Der Kühlmittelübergabesatz 4949, der zunächst beschrieben wird, passt zu diesem Synchrofuttermodell.

Abbildung 4.19 Montageart einer Spannzange innerhalb eines Synchrofutters [6]

Komponente die sowohl in Gewindewerkzeug Tool Layout als auch in Bohr-, Reib- und Fräswerkzeug Tool Layouts erscheinen können:

Kühlmittelübergabesätze für konventionelle Kühlung. Sind nach DIN 69895 genormt. Der benutzte Beispiel im unteren Bild hat die Artikel-Nummer 4949. Diese passen zu HSK-A und HSK-E Kegel-Hohlschäfte. Kühlmittelübergabesätze können auch Filter enthalten (4979) oder sogar auch mit MQL-Einheit ausgerüstet sein (Art-Nr. 4924).

Abbildung 4.20 Kühlmittelübergabesatz 4949

Die Codierchips als Datenträger werden in der Codierbohrung (Abbildung 4.3) eingesteckt. In der darliegenden Abbildung 4.21 wird Codierchip mit Artikel-Nummer 4955 repräsentiert. Codierchips sind standardisiert. Sie sind für Einbauräume nach DIN 69873 gedacht worden. Ihr Produktdatenaustausch ist gemäß DIN 4000.

Abbildung 4.21 Codierchip 4955 [6]

Da alle wichtigen Komponente eines Tool Layouts beschrieben wurden, soll der Einstellmaß definiert werden. Im allgemeinen Fall ist die Einstelllänge eines Tool Layouts der lineare Abstand zwischen der meist entfernter Schneidkante des Werkzeugs (bei der Spitze) die den Schnittdurchmesses des Werkzeugs definiert und der HSK Trennstelle der Werkzeugaufnahme. Ein praktisches bildernisches Beispiel dafür ist in Abbildung 4.22. Hier wurde ein VHM Ratiobohrer mit Innenkühlung, ein HSK-A Schrumpffutter und ein Kühlmittelübergabesatz benutzt. In diesem Fall ist der Einstellmaß EM = 180 (mm).

Abbildung 4.22 Werkzeugauslegungsbeispiel mit einem Ratiobohrer als Werkzeug [11]

Im Fall der Stufenbohrer oder Stufenfräser kann der Einstellmaß sogar von der zweiten Stufe definiert werden, es hängt vom einzelnen Fall ab. Ein solches bildernisches Beispiel ist in Abbildung 4.23 zu betrachten, wobei ein VHM Stufenbohrer, ein HSK-A Hydrodehnspanfutter und ein Kühlmittelübergabesatz in der Tool Layout Baugruppe benutzt wurden. Dabei ist der Einstellmaß EM = 129 (mm).

Abbildung 4.23 Werkzeugauslegungsbeispiel mit einem Stufenbohrer als Werkzeug [11]

In der Abbildung 4.24 ist ein Beispiel der Einstelllänge im allgemeinen Fall zu betrachten.

Abbildung 4.24 Einstellmaß laut Gühring Katalog

Es gibt auch Sonderfälle wo Universal-Längeneinstelladapter in der Baugruppe montiert werden (Abbildung 4.25). In diesen Fällen wird die Länge l2 zu der Einstelllänge addiert. Diese Fälle sind nicht der Fokus dieser Arbeit, sondern nur die Fälle ohne Längeneinstelladapter.

Abbildung 4.25 Einstellmaß eines Werkzeugauslegung mit Universal-Längeneinstelladapter

Die Kalkulation des Einstellmaßes und die Montage der Werkzeuge in den Werkzeugaufnahmen wird von Induktiv-Schrumpfgerätsystemen durchgeführt, wie zum Beispiel GSS 2000, GSS 3001 oder GISS 5000. Die allmählige Berechnungsweise des Einstellmaßes im Fall der Bohr-, Reib- und Fräswerkzeuge und im Fall der Gewindewerkzeuge wird in den folgenden Kapiteln erklärt.

Grundlagen des Automatisierungsprozesses

Da der ganze Erstellungsprozess von Tool Layouts automatisiert werden muss, soll zur digitalen Umgebung umgeschaltet werden. Damit diese Automatisierungsprozess stattfinden muss, braucht man hauptsächlich ein CAD Programm wo die Komponenten und Baugruppen der Tool Layouts bearbeitet werden und eine Programmiersprache, die den Verlauf des Prozesses bestimmt.

Im Fokus liegt die Programmiersprache, da in ihr geschriebenen Quelltext den ganzen Ablauf der Tool Layout Zeichnungserstellung im CAD befehlt. Für diese Aufgabe wurden objektorientierte Lösungen gesucht, da die geometrischen Elemente der Tool Layouts als Objekte benutzt werden. Infolgedessen wurde Visual Basic .NET ausgewählt.

Programmierparadigmen

Damit man die objektorientierte Programmierung definieren kann, soll man eine Übersicht auf Programmierparadigmen haben. Laut einer Vorlesung des Moduls „High-performance Computing for Economists VII“ der Universität aus Pennsylvania sind die Programmierparadigmen die bevorzugte Programmieransätze, die eine Programmiersprache unterstützen. In anderen Worten, haben die Programmiersprachentypen verschiedene Eigenschaften, die optimal für verschiedene Fälle und Problemlösungen sind. Verschiedene Paradigmen sind besser geeignet für verschiedene Probleme. Laut derselben Quelle gibt es fünf Hauprprogrammierparadigmen: die imperative, die strukturierte, die prozedurale, die objektorientierte und funktionale Programmierparadigma. Wissenswert ist es, dass es auch multi-paradigm Programmiersprachen gibt wie zum Beispiel C++. [2]

In der folgenden Tabelle wurden die Haupteigenschaften dieser Programmierparadigmen zusammengefasst:

Tabelle 5.1 Programmierparadigmen [2]

Objektorientierte Programmierung (OOP)

Nachdem die Programmierparadigmen vorgestellt wurden, soll die objektorientierte Programmierung (abgekürzt OOP) ausführlicher beschrieben werden.

Die objektorientierte Programmierung, wie schon der Name sagt, stützt sich auf dem Konzept der Objekte. Hier wird die Frage gestellt, was genauer Objekte sind. Laut des Skriptums zu objektorientierten Programmierung der Technischen Universität Wien aus 2008, lautet die Definition:

„Ein Objekt ist eine grundlegende Einheit in der Ausführung eines Programms. Zur Laufzeit besteht die Software aus einer Menge von Objekten, die einander teilweise kennen und untereinander Nachrichten (messages) austauschen. Man kann ein Objekt am ehesten als eine Kapsel verstehen, die zusammen gehörende Variablen und Routinen enthält. Gemeinsam beschreiben die Variablen und Routinen eine Einheit in der Software.“ – Ao. Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Franz Puntigam, TU Wien [15]

Eine andere Definition aus einer objektorientierten Programmierungsvorlesung der Technischen Universität München (TUM) aus 2018 ist folgende:

„Klasse = Implementierung eines abstrakten Datentyps

Objekt = Instanz/Variable einer Klasse […]

Ein (abstrakter) Datentyp besteht aus Daten und einer Menge von Methoden (Schnittstelle) um diese Daten zu manipulieren. – Prof. Dr. Felix Brandt, Prof. Dr. Harald Räcke, TU München [1]

In der zweiten Definition erscheint der Konzept von Klassen. Laut der Technischen Universität Wien ist die Definition einer Klasse folgende:

„Jedes Objekt gehört zu genau einer Klasse, die die Struktur des Objekts – dessen Implementierung – im Detail beschreibt. Außerdem beschreibt die Klasse Konstruktoren (constructors), das sind Routinen zur Erzeugung und Initialisierung neuer Objekte. Alle Objekte, die zur Klasse gehören, wurden durch Konstruktoren dieser Klasse erzeugt. Man nennt diese Objekte Instanzen der Klasse. Genauer gesagt sind die Objekte Instanzen der durch die Klasse beschriebenen Schnittstellen bzw. Typen. Die Klasse selbst ist die spezifischste aller dieser Schnittstellen, die das Verhalten am genauesten beschreibt.“ – Ao. Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Franz Puntigam, TU Wien [15]

Infolge dieser Definition kann man schlussfolgern, dass Klassen Entwürfe von Objekten derselben Art sind. Damit man mit Objekte umgehen kann, braucht man Daten und eine Manipulationsweise dieser Daten. Diese Aussage wird vom folgenden Zitat unterstützt:

„Das Zusammenfugen von Daten und Routinen zu einer Einheit nennt man Kapselung (encapsulation). Daten und Routinen in einem Objekt sind untrennbar miteinander verbunden: Die Routinen benötigen die Daten zur Erfüllung ihrer Aufgaben, und die genaue Bedeutung der Daten ist oft nur den Routinen des Objekts bekannt. Routinen und Daten stehen zueinander in einer engen logischen Beziehung.“ – Ao. Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Franz Puntigam, TU Wien [15]

Jedes Objekt besitzt eine Identität, Zustände, Verhalten und Schnittstellen. Die Zustände bestehen aus Variablen und sind änderbar. Die Routinen werden häufig „Methoden“ genannt und stellen das Verhalten der Objekte dar. [15] Schlussfolgern kann man, dass die wesentlichen Elemente der Objekte im Allgemeinfall die Daten (Variablen) und die Methoden (Routinen) sind. Dieses Konzept wird in der Abbildung 5.1 dargestellt.

Ein Vorteil der Verwendung der OOP ist, dass dank der Objekte, Begriffe der Realität sehr einfach in der Programmierung umgesetzt werden können. Im Fall der Erstellung der Tool Layouts können Begriffe wie zum Beispiel Baugruppen, Werkzeuge, geometrische Elemente, Oberflächen, Kante, Punkte, Abstände, Winkel, Maße, und andere leicht in der Programmierungsprozess transponiert werden.

Visual Basic .NET Framework

Die Begriffe Klassen, Objekte, Daten und Routinen sind im Kontext der OOP definiert worden. Gehend vom Allgemeinen zum Konkreten, die benutzte Programmiersprache für die Erstellung von Tool Layouts ist Visual Basic .NET Framework. Die Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE, vom Englischem Integrated Development Environment) ist Visual Studio 2015. Dessen .NET Framework Version ist 4.6.

Bezüglich der Begriffe der Daten und Methoden, werden diese zwei Bezeichnungen auch im Buch „Einstieg in Visual Basic 2010“ von Thomas Theis im Kontext der Objekte erwähnt:

„Man macht etwas mit dem Objekt, sendet dabei bestimmte Daten und das Objekt weiß aufgrund der Klassendefinition und der verschiedenen Methodendefinitionen, wie es mit den Daten verfahren soll.“ – Thomas Theis, Einstieg in Visual Basic 2010 [20]

Die Hauptklasse in einem Visual Basic Programm ist die „Main“-Klasse. Diese Klasse ruft alle anderen Klassen die ihrerseits Prozeduren (Methoden) enthalten. Die Prozeduren in Visual Basic die von Interesse sind, sind die Subs (Sub-Unterprozedur) und die Funktionen.

Sub-Unterprozeduren führen Aktionen aus, geben jedoch keinen Wert an den aufrufenden Code zurück. Funktionsprozeduren geben einen Wert an den aufrufenden Code zurück. Sie können vor der Rückkehr des Wertes andere Aktionen ausführen. Die Funktionsprozeduren führen Aufgaben aus und geben dann die Kontrolle an den aufrufenden Code zurück. Wenn sie die Kontrolle zurückgeben, geben Funktionen, im Vergleich zum Sub-Unterprozeduren, auch einen Wert an der aufrufenden Code zurück. Sub-Unterprozeduren und Funktionen können Argumente wie Konstanten, Variablen oder Ausdrücke annehmen, die von der aufrufenden Code an sie übergeben werden. [13]

Die Klassen in Visual Basic werden die nötigen Informationen enthalten um die 3D Werkzeugauslegungsbaugruppe herzustellen und dann deren 2D technischen Zeichnung durchzuführen.

Siemens NX und Teamcenter

Die Werkzeugauslegungen werden einer CAD Umgebung gebildet. Der benutzte CAD dafür ist Siemens NX. Diese CAD ist flexibel und bietet Konstruktions- Simulations- und Fertigungslösungen. [19]

Die Teile (Werkzeuge, Werkzeugaufnahmen, Einstellschrauben, usw…) werden aus der Teamcenter Datenbank in der Siemens NX Umgebung importiert. Teamcenter ist ein anpassungsfähiges „Product Lifecycle Management-System“ (PLM-System). Teamcenter löst das Problem der Steuerung der Produktdaten und -prozesse, 3D-Konstruktionen, 2D-technische Zeichnungen, Embedded Software, Elektronik, Stücklisten und Dokumentation. Nachdem die Tool Layouts in Siemens NX bearbeitet werden, werden diese wieder in Teamcenter gespeichert. [18]

Die NX Open API

Die Programmiersprache Visual Basic .NET Framework, in der die Code für die Herstellung der Tool Layouts geschrieben wird, und die Siemens NX CAD, in der die Tool Layout Baugruppen zusammengebaut werden, wurden vorgestellt. Jetzt folgt die Frage, wie man diese 2 Elemente verbinden kann. Die Antwort dafür ist die NX Open API (Application Programming Interface).

NX Open ist eine API mit der Programme für die Erweiterung und Anpassung von NX geschrieben werden. Der Vorteil besteht darin, dass auf dieser Weise erstellte Anwendungen häufig sich wiederholende Aufgaben beschleunigen und wichtige Designs erfassen können. Es gibt eine breite Palette von NX Open-Funktionen, die folgende Funktionen verwirklicht:

Erstellen von Geometrien von Teilen, Baugruppen, Zeichnungen sowie CAD-, CAE und CAM-Objekten.

Durchlaufen der Objekte in einer Teiledatei, Lesen von Informationen oder Ausführen verschiedener Vorgänge.

Erstellung von benutzerdefinierten Benutzeroberflächen, mit denen Benutzer Objekte auswählen und Daten eingeben können.

Einige typische Anwendungen dieser Funktionen sind:

Erstellen von Geometrien von Teilen, Baugruppen oder Zeichnungen gemäß des angegebenen Standards.

Importieren von Daten aus anderen Quellen außerhalb von NX.

Lesen von Daten aus Objekten in einer Teiledatei und Schreiben in Form eines Berichts.

Erstellung von benutzerdefinierte Anwendungen, um Prozesse schneller oder verständlicher zu machen. [17]

Ebenen der NX Open Funktionen

Die Programmierschnittstellen für NX haben sich über viele Jahre weiterentwickelt. Frühere Generationen werden weiterhin unterstützt und funktionieren weiterhin, obwohl sie durch neuere APIs ersetzt wurden und nicht mehr erweitert werden. Diese älteren Tools enthielten eine API namens „User Function“ oder „UFUNC“, die zur Unterstützung von Anwendungen entwickelt wurde, die in den Sprachen Fortran oder C geschrieben wurden. Der Name der Benutzerfunktions-C-API wurde später geändert und wird jetzt als „NX Open C-API“ oder manchmal auch nur als „Open C-API“ bezeichnet. Diese API ist nach heutigen Maßstäben altmodisch, aber sie ist äußerst umfangreich, ziemlich gut dokumentiert und wird immer noch häufig verwendet. Ein großer Teil der NX Open .NET-API (ein Teil namens NXOpen.UF-Namespace) wurde tatsächlich durch Erstellen von „Wrappern“ um NX Open C-Funktionen erstellt. Die NXOpen.UF-Funktionen werden in aufgezeichneten NX-Journalen nicht verwendet. [17]

Neuere NX Open .NET-Funktionen bauen direkt auf internen NX-Funktionen auf und umgehen daher die NX Open C-Ebene. Die neuere und vereinfachte SNAP-API-Schicht (Simple NX Application Programming) basiert auf NX Open .NET. [17] Die beschriebene Struktur wird in Abbildung 5.2 dargestellt:

Abbildung 5.2 Ebenen von NX Open [17]

Abgesehen von den Funktionen in NX Open ist auch NXJournling eines der hilfreichsten Instrumente für die NX Programmierung. NXJournaling kommt zusammen mit NX Open und ist in Siemens NX CAD eingebettet. Praktisch werden alle Schritte in der NX CAD verfolgt und aufgenommen und werden in der VB.NET Programmierungssprache mit der NX Open Syntax umgesetzt.

Nicht alle Vorgehen können aber von NXJournaling aufgenommen werden. Gewöhnlicher Weise werden die aufnehmbaren Handlungen mit einem grünen Quadrat markiert (Abbildung 5.3). Zum Beispiel, wie in der Abbildung zu beobachten ist, können innerhalb der 2D Zeichnungserstellung projiziert oder Detailaussichte erschafft werden, aber die Schnittansichten haben noch keine NX Open Unterstützung.

Abbildung 5.3 Die grünen Quadratsymbole innerhalb der Siemens NX CAD bedeuten, dass diese Funktionen NXJournaling Unterstützung haben

Ein anderes Problem mit NXJournaling ist, dass alle operierbaren Elemente (Komponente, Körper, Oberflächen, Kanten, usw.) instanziiert werden müssen. Dass heißt, dass alle dieser Element als NXObjekte deklariert werden müssen, so dass sie in verschiedene Funktionen aufgeruft werden können. NXObjekte werden in den folgenden Kapiteln beschrieben.

Das größere Bild

Wie schon vorher beschrieben wurde, wird der Algorithmus der Anweisungen für den Zusammenbau der Tool Layout Baugruppe in Visual Basic .NET Framework geschrieben. Diese Baugruppe wird im Siemens NX CAD zusammengebaut, und die Verbindungsweise und die Kommunikationsart zwischen den Algorithmus in VB.NET und Siemens NX ist der NX Open API. Dieses Algorithmus bestimmt die Schritte um Baugruppenzwangsbedingungen zwischen Werkzeuge, Werkzeugaufnahmen und andere Elemente der Tool Layout Baugruppe zu bilden. Diese Elemente des Tool Layouts werden in Teamcenter von VB.NET (vermittels NX Open) gesucht und in Siemens NX importiert. Nachdem die 3D Tool Layout Baugruppen und deren 2D technischen Zeichnungen erzeugt wurden, werden diese in der Teamcenter Datenbank gespeichert.

Die obige Erklärung wird im nächsten Bild deutlicher dargestellt (Abbildung 5.4):

Abbildung 5.4 Beziehung zwischen Siemens NX, Teamcenter, VB.NET und NX Open (Eigenes Werk)

Der Automatisierungsprozess

Da die Grundlagen der Werkzeuggeometrie und der digitaler Umgebung vorgestellt wurden, kann der Automatisierungsprozess der Herstellung von Tool Layouts durchgeführt werden.

Der erste Schritt ist ein Entwurf für den Algorithmus der Tool Layout Software.

Abbildung 6.1 Entwurf des Automatisierungsprozesses (Eigenes Werk)

Der grobe Entwurf wird in Abbildung 7.1 dargestellt. Der Benutzer soll eine intuitive Benutzerschnittstelle zur Verfügung haben, wo er die Artikelnummer der Werkzeuge, Werkzeugaufnahmen und anderen Elemente und Informationen des Tool Layout eingeben kann.

Diese Komponenten werden dann in einer NX Session aus Teamcenter importiert. Danach werden alle Geometrien dieser Komponente analysiert und die Längen, Oberflächen und Kanten von Interesse (dargestellt in Kapitel 4.1 Geometrie der Werkzeugaufnahmen und 4.2 Geometrie der Werkzeuge) gefunden. Relativ zu diesen gefundenen Oberflächen werden dann die nötigen Hilfsabständen berechnet um dann den Einstellmaß herauszufinden. Die erforderlichen Baugruppenzwangsbedingungen werden zwischen allen Teilen definiert um die 3D Tool Layout Baugruppe zusammenzubauen.

Nachdem die Tool Layout Baugruppe zusammengebaut wurde, wird diese in der Siemens NX 2D Zeichnungsumgebung umgesetzt. Hier wird die technische Zeichnung der Werkzeugauslegung generiert mit der Rest der notwendigen Elemente wie zum Beispiel Dimensionen, Detail, Ergänzung des Zeichenrahmens, usw. Danach wird diese technische Zeichnung der Tool Layouts in Teamcenter gespeichert. Der Benutzer kann dann noch Korrekturen und Änderungen der generierten Zeichnung durchführen. Zeit wird mit deren automatischen Erzeugung gespart.

Benutzerschnittstelle und Werkzeugsauslegungstypen

Nach der Installierung des NX Open APIs und der Initialisierung eines neuen Projektes in Visual Basic, wird mit Hilfe der Windows Forms eine Benutzerschnittstelle hergestellt. Windows Forms (WinForms) ist eine Desktop GUI (Graphical User Interface) Technologie. Eine neuere GUI Technologie für .NET wäre WPF. [12]

Der Benutzer presst ein Knopf innerhalb von Siemens NX, der die Verbindung mit dem Software herstellt. Erstens erscheint ein Fenster mit 2 Optionen. (Abbildung 6.2)

Abbildung 6.2 Auswahlfenster

Im Windows Forms GUI hat der Benutzer erstens die Wahl der Ausführung der Werkzeugauslegungen die die Einstellmaßkalkulationsart im Fall der Gewindewerkzeuge (Abbildung 6.3), oder im Fall der Bohrer-, Fräs- oder Reibwerkzeuge (Abbildung 6.4).

Abbildung 6.3 Benutzerschnittstelle für Gewindewerkzeugauslegungen (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Abbildung 6.4 Benutzerschnittstelle für Werkzeugauslegungen mit Bohrer, Fräsen oder Reibahle (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Wie schon erklärt, der Fall der Bohrer-, Fräs- oder Reibwerkzeugauslegungen ist der Fall

Wie schon erklärt, der Fall der Bohrer-, Fräs- oder Reibwerkzeugauslegungen ist der Fall der keine Spannzange benötigt, und der Fall der Gewindewerkzeugauslegungen ist der Fall der eine Spannzange in der Montage benötigt. Diese zwei Fälle haben verschiedene Kalkulationsarten für den Einstellmaß wegen der Spannzange, also braucht man zwei Algorithmen, infolgedessen 2 Benutzerschnittstellefenster.

Nachdem der Benutzer alle Textfelder der GUI des gewählten Tool Layouts ausfüllt, wird der Werkzeugauslegungsprogramm mit dem ausgewählten Werkzeugauslegungsart ausgeführt. In der unteren Abbildung wird die Benutzererfahrung des Tool Layout Softwares dargestellt.

Komponentenimport

In der NX Terminologie werden eigenständige „Teile“ und „Baugruppen“ als „Komponente“ bezeichnet. Eine Baugruppe kann aus mehreren Teile und/oder Unterbaugruppen bestehen. (Abbildung 6.6)

Nachdem der Benutzer alle gewünschten Komponenten (Werkzeuge, Werkzeugaufnahmen, Kühlmittelübergabesätze, usw.) und andere Parameter in der WinForms Benutzerschnittstelle eingibt, wird eine neue NX-Sitzung deklariert und gestartet. Eine neues Teilobjekt des Typs Baugruppe (der den benutzerbenannten Namen hat) wird erzeugt und besitzt ein eigenes kartesisches Koordinatensystem (CSYS(0)). Dieses Koordinatensystem wird als absolut abgesehen. Innerhalb dieses Teilobjektes des Tool Layouts werden alle Komponente importiert aus Teamcenter in NX importiert.

Der Koordinatensystem hat drei Hauptausrichtungen, welche die 3 Achsen sind (X, Y und Z) 9 Unterausrichtungen: Xx, Xy, Xz, Yx, Yy, Yz, Zx, Zy, und Zz. Mit Hilfe von Matrizen mittels dieser 9 Ausrichtungen kann man die räumlichen Winkel der Komponente einstellen.

Wichtig ist die Tatsache, dass die Werkzeugauslegungsbaugruppe auf der horizontalen X Achse liegen muss, ausgerichtet mit dem Werkzeug in der negativen -X Richtung. Die Ende des Werkzeugschafts soll im Punkt 0 des Koordinatensystems sein.

Für eine bessere Sicht werden nicht alle Komponenten im zentralen Punkt 0 importiert, sondern nur das Werkzeug, welches sein Koordinatensystem sowieso im Schaftende hat. Alle andere Komponente werden in gewisse Abstände bezüglich des absoluten Koordinatensystems importiert, damit der Benutzer einen klaren Ausblick auf diese hat. Damit die 3D Umgebung noch benutzerfreundlicher ist, wird ein Schnitt auf der XOY Ebene durchgeführt. (Abbildung 6.7)

Abbildung 6.7 Import der Komponente einer Gewindewerkzeugauslegungsbaugruppe und deren Schnittansicht in der Siemens NX 3D Umgebung (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Geometrieanalyse

Das Werkzeug ist schon mit der Schaftende im absoluten Koordinatensystem importiert worden. Die anderen Komponente sollen auch im Verhältnis zueinander gesetzt werden, so dass sie zu den korrektem Einstellmaß entsprechen. Dafür soll eine Geometrieanalyse der Komponente durchgeführt werden.

Typ der NXObjekte

Um die Art und Weise der Analyse der Geometrie der Elemente besser zu verstehen, soll die Hierarchie der Objekte in NX erklärt werden. In der Abbildung werden die wichtigsten Objekte in der NX Hierarchie dargetellt.

Die „NXRemotableObject“ (Entfernbare Objekte) gehören zu den Grundlagen der operierbaren Objekten in NX. Die NXRemotableObjects werden in TaggedObjects (Markierbaren Objekte), TaggedObjectCollections und MathUtils Unterkategorien eingeteilt. Von diesen sind die markierbaren Objekte von Interesse.

Die markierbare Objekte stellen die Objekte dar, die ausgewählt werden können. Diese können aufgelistet werden und man kann auf ihnen verschiedene Befehle über NX Open durchführen. Die markierbaren Objekte werden ihrerseits in den NXObjects, Builders und Basesession Unterkategorien eingeteilt. Von interesse sind die NXObjects (NX-Objekte). [17]

NX-Objekte werden für Teilobjekte und für Objekte verwendet, die in NX-Teiledateien gespeichert sind, aber nicht angezeigt werden – Ansichten, Anordnungen, Ausdrücke, usw. NX-Objekte haben Namen und andere nicht-grafische Attribute. Unterkategorien der NX-Objekten sind die DisplayableObjects (Anzeigbare Objekte), Features (Merkmale), NXMatrix (NX-Matrizen), Expressions (Ausdrücke) und BasePart (Grundteil). Von all diesen werden die anzeigbaren Objekte am häufigsten in der Werkzeugauslegungsherstellung Code verwendet. [17]

Die Unterkategorie der anzeigbaren Objekte enthält die meisten Objekttypen, die den Benutzern bekannt sind. Elemente wie zum Beispiel Anmerkungen, Körper, facettierte Körper, Bezugsobjekte, CAE-Objekte, usw. Anzeigbare Objekte haben Farben, Schriftarten und andere Erscheinungsattribute. Beachten soll sein, dass NX-Funktionen keine anzeigbaren Objekte sind. [17]

Abbildung 6.8 NX Hierarchie der entfernbaren Objekte [17]

Die wichtigsten Elemente die in der Code der Geometrieanalyse erscheinen sind Körper, Koordinatensysteme, Kanten, Oberflächen, aber auch Linien, Bögen und Punkte. Diese werden als Objekte in der Code in Sub-Unterprozeduren und Funktionen für die Einstellmaßkalkulation und für die Herstellung der Tool Layout Baugruppe benutzt

Baugruppennavigation

Komponente wie zum Beispiel die Werkzeuge (Stufenbohrer, Gewindeformer, Fräsen, usw.), Spannzangen oder Codier-Chips sind eigenständige Teile, also Teilelemente. Andere Komponente wie zum Beispiel Werkzeugaufnahmen oder Kühlmittelübergabesätze sind Baugruppen die aus mehreren Teilen bestehen. In der Abbildung kann man klar sehen, dass der Ratiobohrer 303473379 und der Codier-Chip 333103961 Teilelemente sind, da si keine weiteren Verzweigungen von Teilen besitzen. Auf der anderen Seite, der Schrumpffutter 4736-006-036 und der Kühlmittelübergabesatz 4949-018-063 sind Baugruppen, da sie das NX-Baugruppensymbol haben und da sie Verzweigungen mit weiteren Teilen/Baugruppen besitzen.

Abbildung 6.9 Baumstruktur der Komponente einer Werkzeugauslegung im Siemens NX CAD (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Ein Grund weswegen viele Komponente aus Baugruppe importiert werden ist, dass sie ihrerseits aus mehreren Komponenten bestehen.

Im Fall der Werkzeugaufnahmen bestehen diese aus HSK Schaft und aus Spannsystem, wie schon im Kapitel Geometrie der Werkzeugaufnahmen erklärt wurde. Die HSK Schaft und der Spannsystem sind aber nicht nur die einzigen Komponenten die in der Baugruppe einer Werkzeugaufnahme erscheinen können, sondern auch Schrumpfverlängerungen (Abbildung 6.10), Einstellschrauben oder sogar Codier-Chips, die in den vorigen Kapiteln vorgestellt wurden, können oft vorher eingebaut sein.

Abbildung 6.10 Schrumpfverlängerungen 4719 [8]

Auch im Fall der Kühlmittelübergabesätze bestehen diese auch aus mehreren Komponenten, zwischen denen auch O-Ringe.

Zum Beispiel wird in der Abbildung die Komplexität eines Gühroclamps für MQL-4-Punkt-Spannsätze dargestellt:

Abbildung 6.11 Gühroclamp Einbauteile für MQL-4-Punkt-Spannsätze Art.-Nr. 4930 [8]

Da die Vielzahl der Teile einer Baugruppenkomponente vorgestellt wurde, soll in Acht genommen werden, dass die Situation des Imports von Baugruppen (und nicht nur einzelne Teile) oft vorkommt. Da solche Komponente in NX aus Teamcenter importiert werden, sollen deren Unterteilungen bekannt sein.

NX Open kann keine Baugruppen als ein Ganzes analysieren. NX Open kann nur die Merkmale der Teilekomponenten analysieren. Darum müssen Komponente ,die Baugruppen sind, in alle deren Teilen untergeteilt werden. Eine Baugruppennavigation soll durchgeführt werden.

Für ein Besseres Verständnis dieser Methode wird der Beispiel aus der Abbildung (Abbildung 6.12) benutzt.

Die Baugruppe der obersten Ebene (Teil-1) besteht aus zwei Unterbaugruppen, die als Teil-2 und Teil-3 bezeichnet werden.

Teil-2 selbst hat einen Unterteil namens Teil-4. In dieser Situation sollen Teil-2 und Teil-3 „Kinder“ von Teil-1 sein. Oder umgekehrt, Teil-1 soll das „Elternteil“ von Teil-2 und Teil-3 sein. Diese Terminologie zwischen Familienmitglieder kann weiter entwickelt werden: Man könnte behaupten, dass Teil-1 ein Großelternteil von Teil-4 ist und, dass Teil-2, Teil-3 und Teil-4 alle „Nachkommer“ von Teil 1 sind. Nach diesem Schema könnte behauptet werden, dass Teil-3 und Teil-4 keine von denen weitere Kinder haben. [17]

Abbildung 6.12 Allgemeine vereinfachte Baumstruktur [17]

Kennzeichenderweise wird jedoch der Begriff „Stückteil“ („Piece Part“) verwendet. Ein Stückteil ist ein Teil ohne weitere Unterbaugruppenstruktur.

In jeder Teiledatei gibt es eine Baumstruktur von Komponenten, die die Baugruppenstruktur der Nachkommer des Teils darstellen. Jedes Komponentenobjekt enthält eine Verknüpfung zu einem Teilobjekt, das als „Prototyp“ bezeichnet wird (dargestellt durch die schwarzen Pfeile im Diagramm) und Verknüpfungen zu seinen untergeordneten Kinder-Objekten (dargestellt durch die blauen Linien). (Abbildung 6.13)

Die Komponenten in einer bestimmten Teiledatei werden als untergeordnete Elemente einer „gefälschten“ Komponente zusammengesammelt, die als „RootComponent“ („Wurzelkomponent“) des Teils bezeichnet wird. Die Wurzelkomponente ist "gefälscht" in dem Sinne, dass sie keine Verknüpfung zu einem Teilobjekt hat. Sie dient lediglich als praktischer Sammler für die "echten" Komponenten und als praktischer Ausgangspunkt für die Navigation durch alle Nachkommen von einem Teil in der Baugruppe. [17]

Abbildung 6.13 Blaue Pfeile: Kinder-Objekte, schwarze Pfeile: Prototyp-Objekte [17]

In umgekehrter Richtung kann man auch nach dem übergeordneten Element einer bestimmten Komponente fragen. Befindet sich die angegebene Komponente im Stammverzeichnis des Komponentenbaums, also falls der angegebene Komponente keine weiteren Eltern hat, lautet die übergeordnete Komponente als „Nichts“, da diese nicht existieren. Beachtet soll in der obigen Struktur, dass die Komponente Comp-2 redundant ist. Es lautet indirekt, dass Teil-4 ein Kind von Teil-2 ist. Aber ob redundant oder nicht, Comp-2 ist wertvoll, weil es ermöglicht, die Beziehung zwischen Teil-2 und Teil-4 zu entdecken. [17]

Kurz gesagt, die Baugruppenstruktur der Nachkommen von Teil-1 kann durch das Verfolgen des Baums der Komponentenobjekte in Teil-1 allein ermittelt werden, ohne dass andere Teiledateien angezeigt werden müssen.

Eine Komponente ist ein NXOpen.DisplayableObject, hat also Farbe, Ebene, Namen, Sichtbarkeit usw. In älteren Dokumentationen wurden Komponenten häufig als „Teilvorkommen“ bezeichnet. Diese Terminologie ist jedoch veraltet. [17]

Abbildung 6.14 Rote Linien: Objektvorkommen [17]

Komponentenobjekte („Object occurences“) stellen Verknüpfungen zu anderen Teiledateien bereit. Darüber hinaus gibt es Verknüpfungen zu einzelnen Objekten in diesen Teiledateien. Diese Verknüpfungen sind in „Objektvorkommen“ enthalten. (Abbildung 6.14)

Teil-2 ist ein untergeordnetes Element von Teil-1. Teil-1 enthält also ein Komponentenobjekt namens Komponente-1, das eine Verknüpfung zu Teil-2 hat.

Darüber hinaus enthält Teil-1 jedoch Objektvorkommen, die Verknüpfungen zu den einzelnen Objekten in Teil-2 bereitstellen. Insbesondere enthält ObjectOcc-2-1 eine Verknüpfung zu Object-2-1 und ObjectOcc-2-2 eine Verknüpfung zu Object-2-2.

Die Objekte in Teil-2 sind Prototypen der Objektvorkommen in Teil-1.

Die blauen Linien zeigen an, dass Component-1 ein untergeordnetes Element von der Wurzelkomponente ist. Die roten Linien zeigen an, dass die beiden Objektvorkommen ObjectOcc-2-1 und ObjectOcc-2-2 Mitglieder von Komponente-1 sind. (Abbildung 6.14)

Objektvorkommen können als "Proxy" – oder "gefälschte" Objekte betrachtet werden. Insbesondere dient ObjectOcc-2-1 als Proxy für Objekt-2-1 in Teil-1; es vermittelt den (falschen) Eindruck, dass sich Objekt-2-1 tatsächlich in Teil-1 befindet. Wenn Objekt-2-1 beispielsweise ein Bogen ist, wird ObjectOcc-2-1 beim Durchlaufen aller Bögen in Teil-1 gefunden, und man könnte dessen Mittelpunkt und Radius ermitteln oder es als Eingabe für verschiedene Funktionen verwenden. Dessen Objekttyp ist sicherlich NXOpen.Arc (es gibt keinen "Vorkommen" -Typ).

Ein Vorkommen hat seine eigenen Anzeigeeigenschaften (Farbe, Schriftart, Sichtbarkeit) und kann einen Objektnamen oder andere Attribute haben, die von seinem Prototyp unabhängig sind. [17]

Zum Beispiel besteht sie Hydrodehnspannfutterbaugruppe 04296_006_063a eine Baugruppe die 4 Komponente enthält: der Hydrodehnspannfutter 04296_006_063a und 3 Nebenkomponente der Baugruppe: 400331165a, 400010266a und 400116176a. Diese Nebenkomponente können zum Beispiel Schrumpfverlängerungen oder andere Teile sein (Abbildung 6.15).

Abbildung 6.15 Praktische Baumstruktur in Siemens NX (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Bemerkenswert ist, dass in der NX Hierarchie Baugruppen mit „A“ und eigenständige Teile mit „0“ bezeichnet werden. In der eigentlichen Hydrodehnspannfutterunterbaugruppe 04296_006_063f gibt es die zwei wesentlichen Komponente der Werkzeugaufnahmen: Spannsystem (04296_006_063s) und HSK-A Schaft (alt_HSK-A63). Die HSK Schaft „alt_HSK-A63“ ist von Interesse wenn es um die Geometrieanalyse die Rede ist (Abbildung 6.15). Die geometrische Analyse kann nur auf einzelne Teile durchgeführt werden, nicht auf Baugruppen. Darum ist eine optimale Methode der Baugruppennavigation erforderlich. Eine solche Methode sind rekursive Funktionen.

Treppenartige Suchfunktionen und rekursive Funktionen in NX Open

Nachdem in den vorigen Kapiteln die Hierarchien in NX und die Bedeutung von Komponenten, Prototypen und Objektvorkommen erklärt wurde, wird die Methode der Geometrieanalyse dargestellt.

Wie schon vorher erklärt, kann NX nur Teile analysieren, und nicht Baugruppen. Man kann die Teile einer Baugruppe mittels der Funktion .Prototype.OwningPart herausfinden. Dieser spezifische Teil (zum Beispiel Ratiobohrer oder HSK-A Schaft eines Schrumpffutters) wird analysiert indem man mittels der Funktion .Bodies dessen 3D Körper auswählt. Vom Körper geht man zu dessen Oberflächen mittels der Funktion .GetFace, dann zu den Kanten der Oberflächen mittels .GetEdge und letztendlich zu den Schnittpunkten der Kanten (Vertices) mittels der Funktion .GetVertices. Mit Hilfe dieser treppenartigen Suchmethode können verschiedene geometrischen Elemente (Kanten, Oberflächen) der Komponente (Werkzeuge, Werkzeugaufnahmen, usw.) in NX gefunden werden (Abbildung 6.16). Diese treppenartige Suchmethode ist möglich dank der „For Each … Next“ Strukturen aus VB.NET.

Abbildung 6.16 Treppenartiges Suchen der geometrischen Elemente (Eigenes Werk)

Folgende Frage tretet auf: was geschieht im Falle von komplexen Baugruppen, deren Anzahl von Unterbaugruppenebenen unbekannt ist? Die Lösung dafür sind rekursive Funktionen die sich selber aufrufen. Zum Beispiel, wie in der Abbildung zu sehen ist, ist die Funktion DoSomething rekursiv und wird an allen Kinder-Teile der Baugruppe angewendet. [17]

Abbildung 6.17 Die Funktion „DoSomething“ ist rekursiv [17]

Nachdem die nötigen Teile rekursiv ausgewählt wurden, kann deren treppenartige Analyse der Körper, Oberflächen, Kanten und Schnittpunkten beginnen.

Kanten- und Oberflächensuche

Verschiedene Funktionen und Sub-Unterprozeduren werden in der Code eingesetzt um automatisch oder halbautomatisch verschiedene Kanten und Oberflächen der Komponente zu finden. Diese Kanten und Oberflächen dienen weiterhin für Abstandberechnungen und für definieren der Baugruppenzwangsbedingungen in der Herstellung der Tool Layout Baugruppe.

Die wichtigsten Parameter sind die der Werkzeug und Werkzeugaufnahmen. Die geometrischen Parameter von Interesse der Werkzeuge sind der Schaftdurchmesser d2 und die Gesamtwerkzeuglänge l1, die in Kapitel 4.2 Geometrie der Werkzeuge dargestellt wurden, und die der Werkzeugaufnahmen sind der Durchmesser HSK Schnittstelle d3 und die Länge d1, die in Kapitel … Geometrie der Werkzeugaufnahmen erklärt wurden.

Andere Komponente wie zum Beispiel Längeneinstellschraube, Spannzange, Kühlmittelübergabesatz oder Baluff-Chips haben auch Kanten und Oberflächen die von Interesse für die Herstellung der Werkzeugauslegungen sind, aber diese sind nur für die Baugruppenzwangsbedingungen nötig. Die obig aufgezählten geometrischen Parameter der Werkzeug und Werkzeugaufnahmen sind wesentlich, da sie nicht nur für Baugruppenzwangsbedingungen, sondern auch für Kalkulationen für den Einstellmaß EM verpflichtend nötig sind.

Automatisches Finden der HSK Kante der Werkzeugaufnahme

Ein Beispiel einer Methode des Findens der HSK Kante der Werkzeugaufnahmen wäre mittels ihres Durchmessers. Es ist bekannt als Regel, dass in der Benennung der Werkzeugaufnahme die letzten drei Ziffern den HSK Durchmesser darstellen. Zum Beispiel, der Synchrofutter 04327_020_063 endet mit 063, also ist der Durchmesser der HSK Schnittstelle d3 gleich mit 63 mm. Beachtet soll, dass der lokale Koordinatensystem der HSK Schaft genau auf der HSK Schnittstelle liegt. Die HSK Schaft, die rekursiv in der Baugruppe der HSK Aufnahme gefunden wird, ist auf der X Achse ausgerichtet (Abbildung 6.19). Darum soll die Bedingung gestellt werden, dass auf der Y (oder in manchen Fällen Z) Achse einem Bogen der die Position die Hälfte der HSK Durchmessers hat, nämlich d3/2. Also, in dem obigen Beispiel, 63/2=31.5, Y = 31.5 und gleichzeitig X = 0.

Die treppenartige Suchmethode wird dann mit Hilfe dieser Information eingesetzt. Diese Suchmethode wurde in Kapitel „Treppenartige Suchfunktionen und Rekursive Funktionen in NX Open“ erklärt. Erstens wird der 3D Körper, dann die Oberflächen des Körpers, dann die Kanten der Oberflächen analysiert.

Im Allgemeinen, wenn ein Teil rekursiv für die Analyse ausgewählt wird, ist der Referenzkoordinatensystem der lokale Koordinatensystem dessen Teiles, und nicht der absolute Koordinatensystem der ganzen Baugruppe. Diese Bemerkung ist wichtig für zukünftige Analysen der Teile.

Abbildung 6.19 Achsenpositionierung der HSK Werkzeugaufnahme (Eigenes Werk auf Grund einer Abbildung der Quelle [8])

In Abbildung 6.20 wird das rekursive und treppenartige Finden der HSK Kante (weiße Farbe) im Fall eines Synchrofutters dargestellt. Die Synchrofutter-Komponente ist in diesem Fall eine Baugruppe, da sie aus mehreren Teilen besteht. Nur der Teil namens „Synchro- Gewindefutter HSK-A“ ist von Interesse. Rekursiv wird dieses Teil in der Ganzen Synchrofutterkomponente gefunden und für die treppenartige Geometrieanalyse ausgewählt.

Abbildung 6.20 Die weiße HSK Kante wurde rekursiv und treppenartig automatisch in der ganzen Baugruppe gefunden (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Automatisches Finden der vorderen Kanten und hinteren Kanten der Komponente

Das Prinzip des Findens der vorderen Kanten der Komponente (Werkzeuge, Werkzeugaufnahmen) ist deutlich: nach der Auswahl der gewünschten Komponente wird die Bedingung gestellt dass alle Kanten die in einem Plan parallel zum YOZ in einer Liste gesammelt werden müssen (Abbildung 6.21). Dann relativ zur X Achse werden sie in steigender Reihenfolge geordnet und dann wird das erste Wert, also das kleinste, ausgewählt. Die Kante mir diesem entsprechendem Wert ist die gesuchte Kante und werden umbenannt.

Abbildung 6.21 Die X-Werte der Positionen aller Kanten des Werkzeugs wurden in einer Liste gespeichert (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

In der Abbildung 6.22 kann die automatische Auswahl der vorderen Kante eines Gewindeformers betrachten. Die weiße Kante ist die gesuchte vordere Kante.

Abbildung 6.22 Die weiße vordere Kante wurde treppenartig automatisch im Werkzeug (ein Gewindeformer in diesem Fall) gefunden (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Eine ähnliche Methode wird auch im fall der hinteren Kannten benutzt, aber diesmal werden diese Kanten in fallender Reihenfolge geordnet und dann wird das erste Wert, also das größte, ausgewählt. In der Abbildung 6.23 kann die automatische Auswahl der hinteren Kante eines Gewindeformers betrachten. Die weiße Kante ist die gesuchte hintere Kante.

Abbildung 6.23 Die weiße hintere Kante wurde treppenartig automatisch im Werkzeug (ein Gewindeformer in diesem Fall) gefunden (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Das automatische Finden der vorderen Kante ist wichtig nicht nur im Fall der Werkzeuge und Werkzeugaufnahmen, sondern auch im Fall der Längeneinstellschrauben, da in der Regel die vordere Kante der Längeneinstellschraube die plane Oberfläche der Schaftende des Werkzeugs berühren soll, also soll sie auch im zentralen Nullpunkt des absoluten Koordinatensystems der Baugruppe liegen. In manchen Fällen befindet sich der lokale Koordinatensystem der Längeneinstellschraube nicht immer auf der vorderen Kante, wie es laut Gühring 3D Modelliernorm sein soll. Situationen wie in der Abbildung 6.24 sollen vermeidet werden.

Abbildung 6.24 Gegenbeispiel der automatischen Positionierung der Komponente (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Automatisches Finden der Vierkantlänge der Gewindewerkzeuge

Die Vierkantlänge der Gewindewerkzeuge kann automatisch durch das Nachfragen der Teilausdrücke. Die Teilausdrücke stehen im engen Zusammenhang mit den Maßnummern der Gühring Norm. Zum Beispiel heißt der Maßnummer des Ausdrucks der Vierkantlänge M0616. (Abbildung 6.25) Teilausdrücke werden ebenfalls im Rahmen der Komponente in Teamcenter gespeichert.

Abbildung 6.25 In diesem Fall ist der gesuchte Ausdruck M0616 (Nummer 23 in der Liste, blaue Farbe) (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Nachdem diese Länge, die in Kapitel Geometrie der Werkzeuge erklärt wurde, nachgefragt wird, wird an der Abstand relativ zur absoluten Koordinatensystem ein plan parallel zu YOZ generiert. In Abbildung 6.26 ist der grüne Plan der generierte Hilfskonstruktionsplan. Dieser dient im Positionieren der Spannzange relativ zum Gewindewerkzeug.

Abbildung 6.26 Der grüne Hilfskonstruktionsplan wurde automatisch generiert. (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Falls der automatische Suchprozess wegen der Abwesenheit des Ausdrucks fehlschlägt, wird als Ausfallsicherheit ein Dialogfeld erscheinen worin der Benutzer dieses Wert der Vierkantlänge von Hand eingeben kann. (Abbildung 6.27)

Abbildung 6.27 Dialogfenster Ausfallsicherheit Vierkantlänge (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Automatisches Finden der Gesamtlänge des Werkzeugs

Auf dem ersten Blick ist die Gesamtlänge der Werkzeuge der Abstand zwischen der vorderen und der hinteren Kante, also zwischen der vorderen Kante und dem Nullpunkt des absoluten Koordinatensystems. Diese Denkweise ist wahr nur in dem Fall der Gewindewerkzeuge und Fräsen, die keine Spitze haben. Im fall der Werkzeuge mit Spitzen, Ratiobohrer, Stufenboher soll ein anderes Ansatz gefunden werden.

Eine wirksame Methode ist die NX Open eingebettete Funktion „Bounding Box“ („Begrenzungsrahmen“). Wie der Name es sagt, wird ein virtuelles 3D Quader um den Extrempunkten des Werkzeugs generiert. Dessen Länge auf der X Achse ist die Gesamtlänge l1 des Werkzeugs, egal ob Bohrer, Fräser, Reib- oder Gewindewerkzeug.

Automatisches Finden des Schaftdurchmesser d2 des Werkzeugs

Das Herausfinden des Schaftdurchmessers der Werkzeuge ist wesentlich für den Wert der Einstecktiefe. Als primäre Suchmethode wird die Funktion des Findens der Teilausdrücke des Werkzeugs eingesetzt, genau wie im Fall der Vierkantlänge der Gewindewerkzeuge. Doch im Kontext des Schaftdurchmessers d2 ist der Ausdruck nicht M0616, sondern M0504. Dieser Ausdruckt stellt den Schaftdurchmesser dar.

Falls dieser automatische Ausdrucksuchprozess wegen der Abwesenheit des Ausdrucks fehlschlägt, wird als Ausfallsicherheit die Methode der treppenartigen Kantenerkennung wie im Fall des Findens der HSK Kante eingesetzt. Falls auch diese Methode wegen des Findens eines nichtgenormten Werts oder des Findens einer falschen Kante fehlschlägt, wird als zweiter Ausfallsicherheit ein Dialogfeld erscheinen worin der Benutzer das Wert der Schaftdurchmesser d2 des Werkzeugs von Hand eingeben kann. (Abbildung 6.28)

Abbildung 6.28 Dialogfenster Ausfallsicherheit Werkzeugdurchmesser. In neueren Versionen wurde dieser verändert so dass der Benutzer jedwelchen Wert eingeben kann. (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Manueller Auswahl der Kanten/Oberflächen der Komponente

Da auch Situationen vorhanden sind in denen der Benutzer eingreifen muss indem er die gewünschten Kontaktoberflächen aufweisen soll, wird dieses Prozess beschleunigt indem automatisch die 3D Aussicht der Baugruppe im Interesse des Benutzers geändert wird. Diese Handlung ist mit Hilfe der Rotationsmatrizen innerhalb der NX Open Code der Aussichten möglich.

Abhängig von der Auswahl von Innenkanten/-oberflächen oder Außerkanten/-oberflächen wird die Schnittansicht automatisch ein- oder ausgeschaltet: Wenn Innenelemente ausgewählt werden müssen wird die Schnittansicht aktiviert, wenn Außenelemente ausgewählt werden müssen wird die Schnittansicht ausgeschaltet.

Die Komponente mit der erforderlichen Kante/Oberfläche wird optisch hervorgehoben und ein Nachrichtfeld mit diesem Element erscheint auf den Bildschirm für einen benutzerfreundlichen Arbeitsablauf. (Abbildung 6.29)

Abbildung 6.29 Dialogfenster der Auswahl des nötigen Geometrieelementes (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Berechnung der Abstände und Algorithmus

Die im vorigen Kapitel gefundenen Kanten und Oberflächen der Komponente dienen zu der Abmessung der wesentlichen Abstände für die Berechnung des Einstellmaßes.

Dank einer NX Open Messfunktion „MeasureDistance“ können Abstände innerhalb der Komponente gemessen werden. NX Open kann zur Zeit nicht Abstände zwischen zwei geometrische Elemente zweier verschiedenen Komponente messen, sondern nur in der selben Komponente oder relativ zur absoluten Koordinatensystem CSYS(0) der ganzen Tool Layout Baugruppe. Wie im Fall der Geometrieanalyse, soll eine Komponente separat von der ganzen Tool Layout Baugruppe ausgewählt werden, damit man mit NX Open Funktionen aus diese operieren kann.

Im allgemeinen Fall der Herstellung der Werkzeugauslegungen sind die Abstände zwischen dem Werkzeug und der Werkzeugaufnahme wichtig. Diese werden programmierungsweise mit Hilfe des absoluten Koordinatensystems der Tool Layouts definiert.

Abstände im Werkzeug

Bezüglich des Werkzeugs wird der Abstand zwischen dessen vorderen Kante und den absoluten Koordinatensystem des Tool Layouts gemessen. Im Fall der Gewindebohrer, Fräser und Reibwerkzeuge ist dieser Abstand gleich mit der Gesamtlänge des Werkzeugs l1 (Abbildung), aber im Fall der Bohrer und Stufenbohrer ist dieser verschieden von l1.

Dieser Abstand wurde in der Code mit „FTECSYS“ (Abkürzung von „Front Tool Edge – CSYS(0)“) bezeichnet. Diese Länge wird gleich im Fall aller Werkzeuge gemessen, da alle Werkzeuge die Schaftende im absoluten Koordinatensystem des Tool Layouts fixiert haben.

Ein anderes wichtiges Parameter ist der Schaftdurchmesser d2 des Werkzeugs. Dieser wird benutzt um die Einstecktiefe mittels folgender Tabelle herauszufinden:

Tabelle 6.1 Einstecktiefen gemäß der Schaftdurchmesser [11]

In der Code wurden die Schaftdurchmesser mit TDIAM (Abkürzung von „Tool Diameter“) und die Einstecktiefe mit ET bezeichnet.

FTECSYS und TDIAM sind nicht die einzigen Parameter nötig für die Berechnung des Einstellmaßes. Im Fall der Herstellung der Gewindewerkzeuge Tool Layouts ist auch die Vierkantlänge der Gewindebohrer oder Gewindeformer von Interesse. In der Code wurde diese mit VKL bezeichnet.

Abstände in der Werkzeugausnahme

Bezüglich der Werkzeugaufnahmen, ist die Positionierung dieser Komponente relativ zum absoluten Koordinatensystem des Tool Layouts wichtig wenn sie in der Siemens NX 3D Umgebung aus Teamcenter importiert werden.

Hauptsächlich ist der Abstand zwischen der vorderen Kante und dem absoluten Koordinatensystem und der Abstand zwischen der HSK Kante und dem absoluten Koordinatensystem wichtig. Diese Längen werden mit FTHECSYS (Abkürzung von „Front Tool Holder Edge – CSYS(0)“), beziehungsweise HSKCSYS (Abkürzung von HSK Edge – CSYS(0)) in der Code notiert.

Abstände in der Spannzange

Laut Abbildung 4.18 im Kapitel 4.2 ist die rechte Endkante der Länge l2 in den Spannzangen von Interesse für die Herstellung der Gewindewerkzeugauslegungen. In der Abbildung wurde diese Kante schematisch dargestellt, und in der praktischen 3D NX Umgebung wird sie in Abb bildernisch gezeigt (weiße Kante):

Abbildung 6.30 Die Weiße Kante ist die gesuchte Spannzangekante

Dier Abstand zwischen dieser Kante und dem Absoluten Koordinatensystem wird in der Code mit SZECSYS (Abkürzung von Spannzange Edge – CSYS(0)) bezeichnet.

Abstände der Bohrer-, Fräs-, und Reibwerkzeuge Tool Layout

In dem ersten Fall der Werkzeugauslegungen die keine Spannzange benötigen (Fall der Bohr-, Fräs-, und Reibwerkzeuge) befindet sich die vordere Kante der Werkzeugaufnahme links relativ zum absoluten Koordinatensystem. Diese Kante soll erstens rechts auf der Null-Position des absoluten Koordinatensystems gebracht werden, dann laut der Einstecktiefe links auf der X Achse bewegt werden. Das Werkzeug ist dabei fixiert. Also wird die Bewegungslänge der Werkzeugaufnahme (mit BEW1 bezeichnet) laut Formel berechnet:

Nachdem die Werkzeugaufnahme bewegt wurde, wird das zwischenwert des ersten Einstellmaßes (EM0) berechnet, mit nachdem die FTECSYS und die HSKCSYS Abstände wieder gemessen werden.

Dann wird der einstellmaß aufgerundet, damit er eine natürliche Zahl ist:

Eine zweite Bewegung der Werkzeugaufnahme auf der X Achse wird durchgeführt, um auf den richtigen Einstellmaß zu kommen. Der zweite Bewegungsabstand wird mit BEW2 bezeichnet:

Der Algorithmus für die Herstellung der Werkzeugauflegung für Bohr-, Fräs-, und Reibwerkzeuge wird in folgender Abbildung dargestellt:

Abstände der Gewindewerkzeuge Tool Layout

Die wichtigsten Zwischenabstände für die Berechnung des Einstellmaßes EM im zweiten Fall, im Fall der Gewindewerkzeuge Tool Layouts, also wo eine Spannzange für die Montage nötig ist, sind ebenfalls FTECSYS und HSKCSYS von Interesse. Hinzu kommt die schon erklärte Vierkantlänge VKL, der Abstand SZECSYS der Maß A. Der Wert von Maß A ist sie Summe des Toleranzintervalls der Gesamtlänge des Gewindewerkzeugs (sie Summe zwischen den oberen und unteren Grenzwert). In der Werkzeugauslegungen ist diese Länge der Abstand zwischen der vorderen Kante der Vierkant (die Position wo der grüne Plan in Abbildung 6.26 generiert wurde) und der rechten Endkante der Länge l2 der Spannzange (erklärt in Abbildung 4.18 im Kapitel 4.2). Diese Länge wird in der Abbildung bildernisch gezeigt (Abbildung 6.32):

Abbildung 6.32 In diesem Beispiel ist der Maß A gleich mit 2 mm (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

In diesem zweiten Fall befindet sich die vordere Kante der Werkzeugaufnahme rechts relativ zum absoluten Koordinatensystem. Die Werkzeugaufnahme (zusammen mit dem in ihr montierten Spannzange) soll laut des Maßes A und der Vierkantlänge links aus der X Achse bewegt werden. Das Gewindewerkzeug ist dabei fixiert. Die Bewegungsfunktion in NX Open bewegt die Komponente rechts, so muss der negative Wert gewählt werden. Also wird die Bewegungslänge (mit BEW2 bezeichnet) laut Formel berechnet:

Die Fortsetzung des Algorithmus nach dieser ersten Bewegung folgt denselben Prinzip wie im Fall der Bohrer-, Fräs-, und Reibwerkzeuge Tool Layouts. Formeln … und … werden weiter eingesetzt um den Einstellmaß EM der Gewindewerkzeuge Tool Layouts zu berechnen.

Der Algorithmus für die Herstellung der Werkzeugauflegung für Gewindewerkzeuge wird in folgender Abbildung dargestellt:

Baugruppenzwangsbedingungen

Das automatische Definieren der Baugruppenzwangsbedingungen läuft parallel mit den Abstandberechnungsalgorithmus. Verschiedene NX Open Funktionen werden in VB.NET geschrieben um die Bewegungen der Komponente und die Montage der 3D Tool Layout Baugruppe möglich zu machen.

Die einzige statische Funktion ist die Fixierfunktion. Die Werkzeuge (Bohrer, Fräsen, usw.) werden allgemein fixiert, da sie vom Anfang an in der korrekten Position, mit der Schaftende in der Nullposition des absoluten Koordinatensystem CSYS(0) der Werkzeugauslegungsbaugruppe liegen.

Andere nützliche Funktionen dienen der Translationen auf der X Achse hauptsächlich. Der einzige Fall wo Translationen auf der Y Achse benutzt werden ist der Fall der Montage des Balluff-Chips in der Codierbohrung der Werkzeugaufnahme (Position 4 in der Abbildung 4.3 im Kapitel 4.1).

Translationen können mit Abstandeinstellungsfunktionen oder mit Berührungsfunktionen ausgeführt werden. Im Fall der Kanten die mit Hilfe der Abstandeinstellungsfunktionen platziert werden, wird in deren Stelle ein Plan senkrecht zur X Achse aus Sicherheitsgründen generiert, denn der Abstand zwischen parallelen 2 Pläne ist immer eine Linie auf der X Achse.

Um die Risiken zu minimieren, wird eine Berührungsbedingung zwischen allen Komponenten und der X Achse definiert.

Berührungsbaugruppenzwangsbedingungsfunktionen werden für die direkte Montage der Komponente benutzt. Folgende Berührungsfunktionen wurden benutzt:

Kante-Kante

Kante-Oberfläche

Oberfläche-Oberfläche

In Abbildung 6.34 werden alle vorhandenen automatischen Baugruppenzwangsbedingungen zwischen den Komponenten eines Tool Layouts in der NX CAD Benutzerschnittstelle gezeigt: Fixieren der Komponente, Berührungen und Ausrichtungen.

Abbildung 6.34 Automatische Einstellung der Baugruppenzwangsbedingungen (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Erzeugung der 2D Zeichnung der Baugruppe

Bevor die 2D technische Zeichnung generiert wird, müssen die Maßen in Acht genommen werden. Die Maßen werden erstens in der 3D Umgebung mit Hilfe der PMI (Produkt Manufacturing Information) von Siemens erzeugt. Die PMI-Lösung ermöglicht eine umfassende 3D-Annotationsumgebung, in der Produktteams die Fertigungsanforderungen einer Komponente erfassen und direkt mit dem 3D-Modell verknüpfen können. [16]

Nachdem die 3D Werkzeugauslegungsbaugruppe fertiggebaut wird, werden aus Sicherheitsgründen Hilfskoordinatensysteme in den Punkten von Interesse des Tool Layouts generiert. Dabei werden die Abstände FTECSYS, FTHECSYS, HSKCSYS und sogar die Werkzeuglänge l1 benutzt (Abbildung 6.35).

Abbildung 6.35 Die PMIs wurden zwischen den grünen automatisch erzeugten Koordinatensystemen definiert (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Zwischen diesen automatisch neu generierten Koordinatensysteme werden in der 3D Umgebung mit Hilfe der PMI-Code die Hauptabmessungen der Werkzeugauslegungsbaugruppe dargestellt.

Nachdem die PMIs generiert wurden, wird die Tool Layout Baugruppe aus der 3D Umgebung in einer 2D technischen Zeichnung umgesetzt.

In dieser NX Open Version können Schnittansichten nicht generiert werden. Sogar die Abmessungen können in der 2D Zeichnung nicht generiert werden, darum werden die 3D PMIs benutzt. Doch die Ansichten und Details können programmierungsweise erzeugt werden. Typische Ansichten für die Toollayouts sind die Vorder- und die Seitenansicht.

Eine Detailansicht der Spitze des Werkzeugs ist auch erforderlich. Diese wird unten links auf der technischen Zeichnung generiert.

Der Benutzer hat die Möglichkeit die technische Zeichnung mit anderen Elemente von Hand zu ergänzen.

In Abbildung 6.36 ist ein Beispiel einer automatisch generierten Tool Layout technischen Zeichnung im der 2D Zeichnungserstellung NX Umgebung.

Abbildung 6.36 Beispiel einer automatisch generierten Tool Layout technischen Zeichnung im der 2D Zeichnungserstellung NX Umgebung. (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Damit die Zeichnung komplett automatisch vervollständigt wird, müssen noch die Textfelder des Rahmens ergänzt werden.

Zeichnungsrahmen vervollständigen

Jedes NX 3D Modell, entweder Teil, oder Baugruppe, besitzt Attribute, die Charakteristika des Modells sind. (Abbildung 6.37) Um den Zeichnungsrahmen automatisch zu vervollständigen werden die Attribute der NX Baugruppe benutzt.

Abbildung 6.37 Attribute eines NX Modells (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Genauer erklärt, werden die Textfelder der Attribute automatisch ergänzt. (Abbildung 6.38) Bezüglich der Attribute die denselben Text wie der den Teilausdrücken haben, werden sie nach einer Abfrage der Teilausdrücke automatisch in den Attributen kopiert. Zum Beispiel, dar Name eines Stufenbohrers der in den Teilausdrücken der Komponente aus Teamcenter wird in den Attributen der Werkzeugauslegung in Siemens NX übertragt. Elemente wie zum Beispiel das Datum werden ebenfalls automatisch ergänzt.

Abbildung 6.38 Automatisches Ergänzen der NX Attribute (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Die Textfelder die nicht in den Teilausdrücken in Teamcenter gefunden werden können werden in einer Excel (.xlsx) oder Text (.txt) Datei auf dem Desktop gelagert (Abbildung 6.39) und für die Beschleunigung der Ergänzung dieser Attribute benutzt. In anderen Worte diesen diese Excel- oder Textdateien als eine Art „Datenbank“ für die vom Benutzer eingegebenen Attribute. Diese Textfelder werden im Zeichnungsrahmen der 2D NX technischen Zeichnung erscheinen und können zu jeder Zeit vom Benutzer geändert werden.

Abbildung 6.39 Die Textfelder der Attribute können in Excel Zellen wie in einer Datenbank gespeichert werden (Siemens NX Bildschirmaufnahme)

Die Positionierung dieser Attribute im Rahmen der 2D technischen Zeichnung spielt auch eine wesentliche Rolle. In dieser Version dieses Werkzeugauslegungssoftwares funktioniert nur die automatische Rahmenergänzung für A3 Zeichnungen. Dieses Merkmal wird für A2 und A1 technische Zeichnungen in weiteren Generationen des Softwares eingefügt.

Werkzeugauslegung in Teamcenter speichern

Um den Werkzeugauslegungserzeugung Prozess zu beenden, werden die 3D Baugruppe und die 2D technische Zeichnung in Teamcenter als „Masterpart“ gespeichert. Das heißt, dass es eine Verknüpfung zwischen den beiden Elemente gibt.

Der Benutzer hat die Freiheit Änderungen in den generierten Werkzeugauslegungen durchzuführen.

Ergebnisse

Nach der Ausführung aller Schritte dieses Softwares wurden die Software erzeugten Tool Layout technischen Zeichnungen im Anhang 1 vorgestellt. Diese wurden nacheinanderfolgend je 2 geordnet, die Originalwerkzeugauslegung, und dann die Software generierte Version. Für eine hinreichende Ergebnisübersicht wurden 10 Beispiele „Original-Software generiert“ geschildert.

In allen Fälle wurde dank der halbautomatischen Montageweise Zeit gespart.

Als Vergleichselement wurde die Gesamtlänge zwischen der Spitze des Werkzeugs und der HSK Kante der Werkzeugaufnahme gewählt. Der Grund weswegen dieses Maß gewählt wurde ist, dass dieser mit der Einstecktiefe des Werkzeugs im engen Zusammenhang steht. Und die Einstecktiefe bestimmt den Einstellmaß EM.

Es wurden Werkzeugauslegungen mit Ratio-Stufenbohrer, Reibahle, Stufenfräsen, Gewindebohrer, Gewindeformer, Schrumpffutter, Synchrofutter und Hydrodehnspannfutter getestet. Auch Elemente wie zum Beispiel Kühlmittelübergabesätze oder Codierchips wurden in den Tool Layouts verarbeitet. Die Unterschiede zwischen den Gesamtlängen zwischen der Spitze des Werkzeugs und der HSK Kante der Werkzeugaufnahme der Original und der Software generierten Werkzeugauslegungen sind klein, es gibt bis zu 2 mm Abweichungen. Die meisten Abweichungen sind unter 0,5 mm. Die Abweichung ist dabei die Differenz der Gesamtlänge zwischen der Spitze des Werkzeugs und der HSK Kante der Werkzeugaufnahme der Originals und derselben Gesamtlänge des Software generierten Tool Layouts. Der Absolute Wehrt wird dabei ausgewählt, da es von einer Abweichung die Rede ist.

In der folgenden Tabelle sind die Abweichungen der Werkzeugauslegungen dargestellt:

Tabelle 7.1 Abweichungsintervalle der Software generierten Werkzeugauslegungen

In der folgenden Abbildung wurde ein Diagramm generiert der die Ergebnisse der obigen Tabelle schildert:

Abbildung 7.1 Abweichungsintervalle der Software generierten Werkzeugauslegungen

Infolge der Ergebnisse kann man behaupten, dass 7 Werkzeugauslegungen aus 10, also mehr als die Hälfte, kleine Abweichungen (unter 0.5 mm) vom Original haben.

Potenzial der Weiterentwicklung

Obwohl nach dem Testen diesen Softwares sowohl von der TSM-, aber auch von der OEM-Abteilung, die meisten Tool Layout Arten verarbeitet und damit Zeit gespart wurde, und trotz der keinen Abweichungen der Maßen (Abbildung 6.40), gibt es noch Raum für weitere Verbesserung.

Alle Ideen für die Weiterentwicklung des Tool Layout Softwares wurden in folgender Tabelle zusammengefasst, die gleichzeitig auch die Einschränkungen der aktuellen Version aufzählt:

Tabelle 8.1 Lösungen der Einschränkungen in zukünftige Versionen

Außer diese Lösungen kann auch die Bildererkennung mit Hilfe der künstlichen Intelligenz und der neuralen Netzwerke in die Zukunft berücksichtigen. So können die geometrischen Elemente (Oberflächen, Kanten) der Komponente (Werkzeuge, Werkzeugaufnahmen, Spannzangen, Kühlmittelübergabesätze, usw.) automatisch von der künstlichen Intelligenz des Softwares optisch erkannt werden. Infolgedessen kann diese Software flexibel sein und komplexe Werkzeugauslegungen generieren.

Schlussfolgerung

Wie in der Einleitung schon erklärt, ist die Erstellung dieses Werkzeugauslegungserstellungssoftwares nur ein Teil eines komplexeren Digitalisierungsprozesses der Wende zur Industrie 4.0. Die in dieser Arbeit entworfene Softwareversion wird von der Gühring OEM Abteilung benutzt.

Die Ziele dieser Arbeit, die in Kapitel 2 vorgestellt wurden, wurden erfolgreich erfüllt. Die Tatsache, dass laut den Ergebnissen im Kapitel 6.9 kleine Abweichungen der Software generierten Werkzeugauslegungen vom Original erfolgen ist ein Zeichen, dass die objektorientierten Lösungen für Zeichnungserstellung eine breite Zukunft haben. Zu dieser Leistung soll auch die Flexibilität und die gesparte Zeit hinzugefügt werden. Die NX Open API ist eine moderne und flexible Weise Aufgaben in Siemens NX zu automatisieren.

Die Funktionalität dieses Softwares ist ein klarer Beweis, dass die Zukunft der Werkzeugindustrie digital ist. Dank dieser Interkonnektivität der Datenbanken wie zum Beispiel Teamcenter und computergestütztes Design Softwares können Werkzeugentwürfe beschleunigt und verbessert werden.

Die Entwicklung eines Zeichnungserstellungssoftware soll auch in anderen Bereichen des 3D Designs implementiert werden, nicht nur im Fall der Tool Layouts. Die Objektorientierte Programmierung und, wie im Kapitel 8 schon erklärt, neue Programmierungstechnologien können zur erweiterten automatischen oder sogar autonomer Montage verschiedener Baugruppen dienen. Nicht nur der Zusammenbau, sondern auch die 3D Modellierung der Werkzeuge, Werkzeugaufnahmen und andere nötigen Komponente der Metallverarbeitung kann programmierungsweise durchgeführt werden.

Die Zukunft bietet zahlreiche Gelegenheiten für objektorientierte Lösungen in der Industrie.

Literaturverzeichnis

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[9] Guehring KG, GÜHRING INDUKTIV-SCHRUMPFGERÄT GSS 3001, 148th ed., Guehring KG, 2019. Accessed: Mar. 2 2020, 148 612/19036-II-03, Guehring KG. [Online]. Available: https://guehring.com/wp-content/uploads/2018/dokumente/Spannmittel-Schrumpftechnik/GSS_3001_DE.pdf

[10] Guehring KG, Führender Hersteller für Präzisionswerkzeuge – Gühring, 2020. [Online]. Available: https://guehring.com/ueber-uns/unternehmen/ (accessed: May 2 2020).

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[12] J. Mayo, Microsoft ® Microsoft Visual Studio 2010: A Beginner’s Guide, 978th ed., 2010, ISBN: 978-0-07-166896-5.

[13] Microsoft Corporation, Procedures in Visual Basic, 2017. [Online]. Available: https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/visual-basic/programming-guide/language-features/procedures/ (accessed: May 2 2020).

[14] NX Journaling Team, NX Journaling, 2020. [Online]. Available: http://www.nxjournaling.com/ (accessed: May 2 2020).

[15] F. Puntigam, Skriptum zu Objektorientierte Programmierung, Institut für Computersprachen TUW, Technische Universität Wien, 2008, Technische Universität Wien. [Online]. Available: https://www.complang.tuwien.ac.at/franz/objektorientiert/skript07-1seitig.pdf

[16] Siemens AG, “Product and Manufacturing Information (PMI): 3D Model Documentation,” X13 9645 11/11 C, 2011, Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. [Online]. Available: https://www.plm.automation.siemens.com/en_us/Images/9645_tcm1023-4581.pdf

[17] Siemens AG, Getting Started with NX Open, Siemens Product Lifecycle Management Software Inc., 2017. Accessed: Apr. 1 2020, Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. [Online]. Available: https://docs.plm.automation.siemens.com/data_services/resources/nx/12/nx_api/common/en_US/graphics/fileLibrary/nx/nxopen/nxopen_getting_started_v12.pdf

[18] Siemens AG, Teamcenter. [Online]. Available: https://www.plm.automation.siemens.com/global/en/products/teamcenter/ (accessed: Apr. 7 2020).

[19] Siemens AG, NX. [Online]. Available: https://www.plm.automation.siemens.com/global/en/products/nx/ (accessed: Apr. 7 2020).

[20] T. Theis, Einstieg in Visual Basic 2010: Inkl. Visual Studio Express Editions ; ideal für Programmieranfänger geeignet ; erste eigene Windows-Programme entwickeln ; inkl. Benutzeroberflächen, objektorientierte Programmierung, Datenbank- und Internet-Anwendungen u.v.m, Galileo Computing, 2nd ed., Bonn, Galileo Press, 2012, 978-3-8362-1541-1, Galileo Press.

Anhang 1

Abbildung 10.1 Werkzeugauslegung 1 – Original

Abbildung 10.2 Werkzeugauslegung 1 – Software generiert

Abbildung 10.3 Werkzeugauslegung 2 – Original

Abbildung 10.4 Werkzeugauslegung 2 – Software generiert

Abbildung 10.5 Werkzeugauslegung 3 – Original

Abbildung 10.6 Werkzeugauslegung 3 – Software generiert

Abbildung 10.7 Werkzeugauslegung 4 – Original

Abbildung 10.8 Werkzeugauslegung 4 – Software generiert

Abbildung 10.9 Werkzeugauslegung 5 – Original

Abbildung 10.10 Werkzeugauslegung 5 – Software generiert

Abbildung 10.11 Werkzeugauslegung 6 – Original

Abbildung 10.12 Werkzeugauslegung 6 – Software generiert

Abbildung 10.13 Werkzeugauslegung 7 – Original

Abbildung 10.14 Werkzeugauslegung 7 – Software generiert

Abbildung 10.15 Werkzeugauslegung 8 – Original

Abbildung 10.16 Werkzeugauslegung 8 – Software generiert

Abbildung 10.17 Werkzeugauslegung 9 – Original

Abbildung 10.18 Werkzeugauslegung 9 – Software generiert

Abbildung 10.19 Werkzeugauslegung 10 – Original

Abbildung 10.20 Werkzeugauslegung 10 – Software generiert

OPIS