Konstruktionsrichtlinien

Ein wichtiger Teil professioneller Entwicklung


Konstruktionsrichtlinien bilden einen unverzichtbaren Bestandteil einer effizient funktionierenden Entwicklungsabteilung. Nur durch die Einführen von Richtlinien entstehen entscheidende Vorteile:

  • Schnellere Einarbeitung neuer Konstrukteure oder Dienstleister.
  • Bessere und höhere Datenqualität.
  • Beschleunigung von Änderungskonstruktionen.
  • Reibungslosere Zusammenarbeit in Konstruktionsteams.
  • Kürzere Entwicklungszeiten.
  • Vereinheitlichung der Arbeitsergebnisse.

Konstruktionsrichtlinien ermöglichen es, den Konstruktionsprozess zu vereinheitlichen und die Zusammenarbeit in Entwicklungsteams zu verbessern. Die heutigen CAD-Expertensysteme gewähren durch ihre Vielfalt an Funktionen, viele unterschiedliche Lösungswege um ein 3D-Modell zu erstellen. Eine Normierung des Entwicklungsprozesses wird dadurch notwendig. Die Einführung von Richtlinien erlaubt es den Konstrukteuren, sich in wesentlich kürzerer Zeit in bestehende Konstruktionen einzuarbeiten um Änderungen vorzunehmen. Richtlinien bilden einen „roter Faden“ durch jede Entwicklung die es leichter macht sich darin zurechtzufinden. Fehlt dieser Leitfaden, benötigt der Konstrukteur viel mehr Zeit, um jeden Lösungsweg zu bedenken.

Die Festlegung von Anforderungen an die Ausführung der 3D-Modellierung verbessert die allgemeine Datenqualität. Darunter fällt z.B. die vollständige Bestimmung von Skizzen oder die aussagekräftige Benennung von Formelementen. Durch die zusätzliche Verwendung von Parametern wird die Durchführung von Änderungen entscheidend beschleunigt.

Die Einführung von Konstruktionsrichtlinien ist mit einigen Anforderungen verbunden. Diese Richtlinien müssen sich nach dem aktuellen Stand der Software richten und entsprechend aktualisiert werden. Die Konstrukteure müssen ständig in deren Anwendung und in Neuerungen der Software geschult werden.

  • Allgemeine Konstruktionsrichtlinien

    Verschiedene Richtlinien die in vielen Bereichen gelten


    • Datenablage

      Wenn Sie nicht über ein Produkt Daten Management System wie z.B. Teamcenter verfügen, empfiehlt es sich, für die Namensgebung eine systematische Schreibweise zu nutzen. Da die Dateien im Filebrowser alphabetisch sortiert angezeigt werden, ist es vorteilhaft, einen prägnanten Dateinamen zu verwenden. Durch eine sinnvolle Benennung kann eine Zeichnung direkt dem entsprechenden 3D-Modell sofort zugeordnet werden, wenn sich beide Dateien nur am Ende des Dateinamens unterscheiden.

    • Nur ein Volumenkörper pro Datei

      In einer Datei darf sich nur ein Volumenkörper enthalten sein. Nur in Baugruppen werden mehrere Bauteile zusammengefügt. Es soll nach dem Master-Modell Prinzip gearbeitet werden. Das 3D Modell ist Master, Baugruppen und Zeichnungen arbeiten nur mit Links zu diesen Modellen.

      Bauteile die aus mehreren Komponenten bestehen sollten nur in Ausnahmefällen als ein Bauteil konzipiert werden. Eine Ausnahme könnte sein, wenn diese als Fertigartikel angeliefert werden (wie z.B. mit Kunststoff umspritzte Metallteile).

    • Funktionen sind aussagekräftig zu benennen

      Funktionen, die Parameter oder viele Informationen enthalten sind aussagekräftig zu benennen. In NX sind das vor allem Skizzen, die Grundlage vielern Funktionen sind. Bei CATIA sollten die auf Skizzen beruhenden Funktionen benannt werden, da hier die Skizze der Funktion untergeordnet wird. Aber auch Funktionen die öfter mit verschiedenen Informationen vorkommen, sollten eindeutig benannt werden. Bei spätere Änderungen sind diese leichter im Konstruktionsbaum zu finden und können effizienter geändert werden. Darunter fallen z.B. Kantenverrundungen, die es oft mit unterschiedlichen Radien gibt. Hier macht es Sinn den Rundungsradius in die Benennung zu übernehmen (z.B. „R 0,5“). Bei umfangreichen Spritzgussbauteilen mit vielen unterschiedlichen Kantenverrundungen können bei Änderungen die Verrundungen besser gefunden werden.

  • Konstruktionsrichtlinien für Skizzen

    Einheitliche Skizzen erhöhen die Effizienz


    • Bezugsebenen für Skizzen verwenden

      Skizzen können auf Flächen oder Ebenen platziert werden. Flächen können ihre Lage verändern, entfallen oder verformt werden. Durch solche Veränderungen verliert die Skizze ihren Bezug, was zu Fehlern führt. Ebenen verhalten sich im Allgemeinen stabiler, weshalb sich diese eher als Bezugsfläche für Skizzen eignen.

    • Erweitertes assoziatives Bezugs-KSYS erzeugen

      Erzeugt man beim Beginn einer Konstruktion eine Skizze, sollte man diese an einem Koordinatensystem platzieren. Wenn die Skizze an einem Koordinatensystem hängt, kann beides leichter an anderer Stelle umpositioniert werden.

    • Ausrichtung der Skizze auf der Ebene festlegen

      Bei der Erstellung einer Skizze wird eine horizontale und eine vertikale Referenz angegeben. Die Ausrichtung des Skizzenkoordinatensystems ist notwendig, da sich daran alle Linien und Maße orientieren. Wird die Skizze auf einem eigenen Koordinatensystem erstellt, bietet es sich an die Ausrichtung dessen zu übernehmen. Wird die Skizze auf einer Bauteilfläche positioniert, kann man die Ausrichtung über Bauteil Kanten oder Ebenen durchführen. Auch hier gilt, dass Bezugselemente stabiler sind als Bauteilkanten.

    • Geometrien einfach gestalten

      Besteht eine Skizze nur aus wenigen Elementen, lassen sich diese auch einfacher verändern. Daher sollten Radien, Bohrungen, Fasen usw. nicht in Skizzen integriert, sondern mit den entsprechenden Funktionen erstellt werden. Diese Formelemente findet man dadurch direkt im Konstruktionsbaum. Mit entsprechender Benennung kann man diese besser finden und direkt verändern, ohne den Umweg über die Skizze machen zu müssen. Das Durchsuchen mehrere Skizzen, in denen die Formelemente enthalten sein können, erspart man sich dadurch auch.

    • Symmetrien nutzen

      Existieren auch in Skizzen symmetrische Geometrien, sollte man sie auch nutzen. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten wie Spiegeln, Musterkurve, Offset-Kurve oder die Zwangsbedingung „Als symmetrisch festlegen“. Damit kann man sich einige Arbeit sparen und die Elemente verhalten sich assoziativ zueinander.

    • Offene Konturen vermeiden

      Konturen die Lücken aufweisen, erzeugen bei der Extrusion oder Rotation keine Volumen, sondern Flächenkörper. Solche „offenen“ Skizzen sollten vermieden werden.

    • Nur eine Kontur pro Skizze

      Enthält eine Skizze nur eine Kontur, kann diese direkt mit dem Auswahlfilter „Formelementkurve“ ausgewählt werden. Enthält eine Skizze jedoch mehrer Konturen, müssen die Linien der gewünschten Kontur mit viel manuellem Aufwand einzeln ausgewählt werden.

    • Formelemente in Skizzen vermeiden

      Rundungen, Fasen oder Bohrungen sollten als eigenständige Konstruktionselemente mit den entsprechenden Funktionen erzeugt und nicht direkt in Skizzengeometrien integriert werden. Diese Elemente werden dann im Konstruktionsbaum als einzelne Elemente angezeigt und können bei einer späteren Änderung wesentlich leichter gefunden werden. Außerdem kann man diese Elemente bei Bedarf einzeln unterdrücken. Ausgenommen sind natürlich gestalterische Rundungen, welche die Form der Skizze entscheidend prägen.

    • Objektkanten für Auswahl deaktivieren

      Alternativ kann man die Skizze etwas außerhalb der Hintergrundobjekte in einem freien Bereich erstellen. Beim Zeichnen der Konturlinien können dann keine ungewollten Zwangsbedingungen erzeugt werden. Außerdem kann man die Skizzenelemente wesentlich einfacher auswählen da keine Objektkanten im Hintergrund versehentlich selektiert werden können. Erst im letzten Schritt wird dann die Skizze über Maße oder Bedingungen positioniert.

    • Geometrische Zwangsbedingungen nutzen

      Beim Skizzieren zuerst die Umrisse der Kontur erzeugen und diese dann mit den geometrischen Zwangsbedingungen stabilisieren. Die Bemaßung der Geometrie fällt dann wesentlich leichter, da die Skizze sich nicht mehr ungewollt verzieht.

    • Bemaßung erstellen

      Bei dem Erstellen der Maße fällt es leichter, mit den kleinen Maßen zu beginnen. Die Skizze wird dadurch nicht unnötig deformiert und es ist leichter, weitere Maße zu setzen. Bei neueren Versionen von NX wird die Skizze automatisch skaliert, wenn das erste Maß gesetzt und bestimmt wird. Daher wird diese selter ungewollt verzerrt wen das erste Maß gesetzt wird. Hier kann man mit jedem beliebigen Maß beginnen.

    • Bezüge und Zwangsbedingungen vor Bemaßung

      Ein Maß sollte erst dann in einer Skizze erzeugt werden, wenn die Kontur nicht weiter mit Zwangsbedingungen festgelegt werden kann. Ein Bezug auf eine existierende Kante wird bei Änderungen automatisch aktualisiert. Zwangsbedingungen halten die Skizzengeometrie zusammen und dadurch passt sich diese bei Änderungen an. Maße verhalten sich nur dann variabel, wenn Sie von einem variablen Ausdruck oder einer Funktion berechnet werden. Ein fester Wert muss immer manuell angepasst werden.

    • Skizzen vollständig bestimmen

      Werden Skizzen vollständig bestimmt, verhalten Sie sich bei Änderungen von Maßen meistens wie gewünscht. Vor allem mit dem Einführen von Parametern ist diese Regel entscheidend. Bei Parameteränderungen können nicht vollständig bestimmte Skizzen auseinanderfallen und daraus werden viele Folgefehler produziert. Vollständig bestimmt Skizzen verhalten sich dagegen extrem stabil.

    • Skizze außerhalb erstellen

      Bei Bauteilen mit vielen übereinander liegenden Kanten ist es sinnvoll, Skizzen in einem freien Bereich außerhalb der Geometrien zu erstellen. Nachdem die Skizze über Zwangsbedingungen und Maßen vollständig bestimmt ist, fehlen nur noch zwei Zwangsbedingungen zur Positionierung. Diese zwei letzten Bedingungen zu setzen ist dann einfach.

    • Skizze sinnvoll benennen

      Vom System werden die Skizzen nur durchnummeriert, was bei Änderungen eine umfangreiche Suche notwendig macht. Daher sollte man sich angewöhnen Skizzen immer sinnvoll zu benennen um sie bei Änderungen im Konstruktionsbaum effektiver finden zu können. NX bietet dazu eine Einstellung an, um vom Anwender benannte Skizzen und Funktionen übersichtlicher im Konstruktionsbaum darzustellen (LINK).

    • Skizzen wiederfinden

      Da Skizzen die meisten Geometrieinformationen beinhalten, werden Änderungen auch zum überwiegenden Teil in diesen durchgeführt. Daher ist es zwingend notwendig, Skizzen sinnvoll zu benennen, um sie im Konstruktionsbaum besser wiederfinden zu können. Werden Skizzen im weiteren Konstruktionsverlauf anderen Funktionen (wie z.B. Extrusion) untergeordnet, sollte diese Funktion ebenfalls sinnvoll benannt werden.

    • Kurvenauswahlregeln beachten

      Bei der Selektion von Skizzenkurven für Operationen sollte vorrangig die Kurvenauswahlregel „Formelementkurve“ verwendet werden. Dadurch wird die Update-Stabilität verbessert da immer alle aktiven Kurven einer Skizze genutzt werden.

      Werden umfangreiche Änderungen an einer Skizze durchgeführt, so beleibt diese mit der Kurvenauswahlregel „Formelementkurve“ trotzdem für die weiteren Funktionen konsistent und es entstehen keine Folgefehler.

    • Skizzen auf Layer verschieben

      Layer ermöglichen eine komfortable Steuerung der sichtbaren Elemente (siehe Layer). Daher kann die Nutzung von Layern zu einer besseren Übersichtlichkeit und effizienteren Konstruktion beitragen. Wenn man also Skizzen auf einen speziellen Layer verlegt (z.B. Layer 21-29) kann man diese thematisch Gruppieren und gezielt ein- oder ausblenden.

    • Raster in Skizzen verwenden

      Das Einblenden von Rastern als Hintergrund in Skizzen kann bei der Skizzenerstellung hilfreich sein. Einige Programme blenden als Standard solche Raster ein.

      Bei Siemens NX:
      Um bei der Erzeugung einer Skizze ein Raster als Hintergrund anzuzeigen, muss man das in eine Vorlage (Template) integrieren. Dazu wird die Vorlage geladen, eine Skizze in der Aufgabenumgebung erzeugt und das Gitter konfiguriert und eingeblendet. Danach kann die Skizze verlassen, gelöscht und die Vorlage wieder gespeichert werden. Wird basierend auf dieser Vorlage eine Skizze erzeugt, wird das Raster automatisch angezeigt. (In einer „Direkten Skizze“ ist die Gitter-Funktion deaktiviert.)