Automatisierung mit HiCAD

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Verkürzung des Designprozesses
ISD Software und Systeme GmbH
Hauert 4
44227 Dortmund
Germany
Phone +49 (0)231-9793-0
Fax +49 (0)231-9793-101
www.isdgroup.de
Inhalt
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Einleitung
2.1 Welche Schritte können automatisiert werden?
2.2 Wie geht die Automatisierung vor sich?
Feature-Technik
3.1 Was sind Features?
3.2 Die Arbeit mit Features
3.2.1 Struktur
3.2.2 Feature anpassen (Protokoll)
3.2.3 Feature-Kontextmenü
3.3 Variablen und Formeln
3.3.1 Variablen
3.3.2 Variablenliste
3.3.3 Formeln
3.3.4 Beispiel
3.4 Feature-Varianten
3.5 Scriptausführung
HCM3D
4.1 3D-Teile HCM
4.2 3D-Kantenzug HCM
4.3 Variablen und Formeln in HCM3D
HiCAD-Makros
5.1 Allgemeines
5.2 Sprache der HiCAD-Makros
5.3 Makro-Rekorder
5.4 Manuelle Bearbeitung von Makros
5.5 Makros für 2D- und 3D-Zeichnungen
5.6 FUNC-Objekte
API
6.1 Allgemeines
6.2 C#
6.2.1 Allgemeines
6.2.2 Beispiel
6.3 Anwendungen
6.3.1 Einzelnes Script
6.3.2 Feature-Script
6.3.3 Plug-in (DLL)
Designvarianten
7.1 Funktionsweise
7.2 Beispiele
7.2.1 Platte mit Abkantung
7.2.2 Verbindung von 2 Profilen mit Verbindungsplatten
Variablen steuern
8.1 Manuell
8.2 HiCAD-Makro
8.3 API-Script
8.4 HiCAD-Menüs
8.5 HELiCON
8.6 Input von einer externen Anwendung
8.6.1 Com+
8.6.2 Textdatei
Produktkonfigurator
9.1 Was ist ein Produktkonfigurator?
9.2 Funktionsweise
9.2.1 Benutzer-Input
9.2.2 Spezifikationen
ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 2/47
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9.2.3 Spezifikationen erweitern
9.2.4 Verwendung eines Standardmodells
9.3 Beispiele
9.3.1 Aufzugsvarianten
9.3.2 Rollenbahn
9.3.3 2D-Lichtstraße
9.3.4 Lüftungsgitter aus Blech
HELiCON Engineer
10.1 Allgemeines
10.2 Funktionsweise
10.2.1 HiCAD / HELiOS
10.2.2 HELiCON Connector
10.2.3 HELiCON Studio
10.2.4 HELiCON Configurator
10.2.5 HELiCON Job Agent
10.3 Beispiel eines Zylinders
Glossar
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Einleitung
Die ISD Group ist einer der führenden Anbieter integrierter CAD/CAM- und PDM-Lösungen:
»
HiCAD, die CAD-Software für Entwicklung, Konstruktion und Design
»
HELiOS, das innovative PDM-System (Product Data Management) zur Organisation und Steuerung der Prozesskette
»
HELiCON, das Tool für die Erstellung von Produktkonfiguratoren - mit oder ohne CAD-Daten für jede Anforderung universell einsetzbar
HiCAD ist die CAD-Lösung für den kompletten Entwicklungs- und Konstruktionsprozess. Aufgrund seines modularen Aufbaus eignet sich das System sowohl für Allrounder als auch Spezialisten, für kleinere Projekte sowie hochautomatisierte Konstruktionsprozesse.
Benutzer, die HiCAD einsetzen, sind in einem Marktumfeld tätig, in dem Auftraggeber neben Sonderkonstruktionen stets kleinere Serien von Produktvarianten bestellen, die innerhalb von kürzester Zeit zu liefern sind. Die
meisten Unternehmen haben den Wechsel zur Digitalisierung und den Umstieg von 2D hin zu 3D bereits vollzogen. Jetzt gilt es, Routinearbeiten mit Hilfe eines CAD-Pakets zu automatisieren und so wesentliche Zeitgewinne
zu realisieren.
Das vorliegende Dokument richtet sich an alle, die mit HiCAD arbeiten und über entsprechende Grundkenntnisse
des Programms verfügen. Die verwendeten Fachbegriffe und HiCAD-Termini werden in Kapitel 11 kurz erläutert.
Ziel dieses Dokumentes ist es, Ihnen einen guten Einblick in die verschiedenen, von HiCAD unterstützten Automatisierungsmöglichkeiten zu vermitteln. Jedes Produkt kann auf unterschiedliche Weise konstruiert und damit
auch auf unterschiedliche Weise automatisiert werden. Auf die verschiedenen Arten der Automatisierung wird
zunächst gesondert eingegangen. Diese können später zum Zwecke einer vollständigen Automatisierung miteinander kombiniert werden.
Leser, die in erster Linie an den Automatisierungstechniken interessiert sind, die HiCAD selbst bietet, werden auf
die Kapitel 3 bis 8 verwiesen. Die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten von Produktkonfiguratoren werden in Kapitel 9 erläutert. In Kapitel 10 erfahren Sie dann mehr über die Erstellung von Produktkonfiguratoren mit HELiCON.
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Unter Automatisierung mit HiCAD verstehen wir die Vereinfachung und Verkürzung des 3D-Designprozesses.
Wenn bestimmte Schritte "automatisch" mit den hierfür zur Verfügung stehenden Methoden ausgeführt werden,
können hohe Zeitgewinne erzielt werden. Der sorgfältige Einsatz dieser Techniken bringt zum einen zeitliche Vorteile mit sich, zum anderen können viele Fehler vermieden werden.
2.1 Welche Schritte können automatisiert werden?
Die Konstruktion von Bauteilen, die in verschiedenen geometrischen Abmessungen stets wiederkehren, lässt sich
automatisieren. Für diese unterschiedlichen geometrischen Abmessungen müssen jedoch Regeln definiert werden können. Um festlegen zu können, welche Schritte automatisiert werden sollen und welche nicht, muss man
sich konsequent die Frage stellen, wie viel Arbeit die Automatisierung der Konstruktion eines Bauteils kostet und
wie viel Zeit damit eingespart werden kann. Diese Entscheidung sollte schon deshalb sorgfältig erwogen werden,
damit die Bauteilvielfalt nicht überhandnimmt.
Automatisierung muss nicht immer ein Tool zur Erstellung von 3D-CAD-Modellen zu sein, sondern kann auch
einfach eine Aneinanderreihung von Arbeitsschritten/Bearbeitungsfolgen sein, die nicht mit einem bestimmten
CAD-Modell in Zusammenhang stehen.
2.2 Wie geht die Automatisierung vor sich?
HiCAD bietet eine Reihe von Tools, die miteinander kombiniert werden können und die damit eine geeignete
Basis für die Automatisierung bestimmter Schritte bilden.
Die wichtigsten in HiCAD zur Verfügung stehenden Tools sind:
»
Feature-Technik
»
HCM3D (für Teile und Kantenzüge)
»
Makrotechnik
»
API (Application Program Interface)
»
Designvarianten
»
HELiCON
Zur vollständigen (Produktkonfiguration) oder teilweisen Automatisierung des Produktdesignprozesses wird - abhängig vom Bedarf - eines der zur Verfügung stehenden Tools oder eine Kombination aus diesen verwendet. Bei
korrekter Anwendung der Tools kann ein vollständiger Produktkonfigurator erstellt werden. Produktkonfiguratoren
sind Software-Lösungen, mit denen sich Produkte kundenindividuell und maßgeschneidert fast auf Knopfdruck
erzeugen lassen, auch von Anwendern außerhalb der Engineering-Prozesse.
In den folgenden Abschnitten werden die verschiedenen Techniken näher erläutert. In Kapitel 9 wird allgemein
auf den Einsatz von Produktkonfiguratoren eingegangen. Das Kapitel 10 beschäftigt sich mit HELiCON, dem innovativen Software-Tool, das die Entwicklung von Produktkonfiguratoren jetzt auch für kleine und mittelständische Unternehmen wirtschaftlich realisierbar macht.
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Feature-Technik
Egal, welche HiCAD-Lösung eingesetzt wird, die Feature-Technik
ist immer Bestandteil der 3D-Funktionalität. Es ist daher kein zusätzliches Modul erforderlich. In unseren Schulungen 3D-Basis +
Parametrik lernen Sie, wie Sie die Feature-Technik effizient einsetzen.
3.1 Was sind Features?
In HiCAD stellen Features die Parameter einer bestimmten, an
einem Bauteil vorgenommenen Bearbeitung bzw. eines auf das
Bauteil bezogenen Arbeitsschritts dar.
Ist die Feature-Technik aktiviert, werden alle Konstruktionsschritte
in einem Feature-Protokoll festgehalten. Ein großer Vorteil dieser
Technik ist, dass Designschritte nachträglich angepasst werden
können, ohne dass diese wiederholt werden müssen. Ein weiterer
Vorteil ist, dass Variablen und/oder Bedingungen an Features geknüpft werden können. In der 3D-Zeichenumgebung ist das Feature-Protokoll standardmäßig eingeschaltet. In der 2D-Umgebung
steht die Feature-Funktion nicht zur Verfügung.
Features sind bauteilorientiert. Beim Erstellen eines Bauteils wird
also ein zugehöriges Feature-Protokoll erstellt. Wenn das Bauteil
anschließend angepasst oder bearbeitet wird, wird das Protokoll
automatisch aktualisiert (sofern dieses aktiviert ist).
Bei der Automatisierung mit HiCAD stellen Features einen sehr
wichtigen Aspekt dar. Wenn ein 3D-Modell mit oder ohne Variablen
angepasst werden muss, kann diese Anpassung durch Änderung
der Parameter im Feature-Protokoll vorgenommen werden.
3.2 Die Arbeit mit Features
3.2.1
Struktur
3.2.2
Feature anpassen (Protokoll)
Abbildung 1: Feature-Protokoll
Das Feature-Protokoll wird im ICN (Information & Communication Navigator) angezeigt, der im Register „Feature“
aufgeführt ist (siehe Abbildung 1). Hier können Features direkt angepasst werden. Wählen Sie zunächst das gewünschte Bauteil aus, um das zugehörige Feature-Protokoll anzeigen zu lassen. Die Struktur des ICN entspricht
im Wesentlichen der Baumstruktur von Microsoft Windows. Anhand der Plus- und Minussymbole ("+" und "-")
kann die Struktur ein- oder aufgeklappt werden. Jedes Feature-Protokoll enthält ein oder mehrere Features, wobei jedes Feature einen vollständigen Konstruktionsschritt darstellt, zum Beispiel die Konstruktion eines Regelteils, einer Rundung oder einer Durchgangsbohrung usw. Jedes Feature kann mehrere vorgegebene Parameterwerte oder – wie bei einer "Skizze" – bestimmte zugrunde liegende Funktionen umfassen.
Die Features sind in chronologischer Reihenfolge im Protokoll aufgeführt. Features können im Feature-Protokoll
verschoben werden. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass die Anpassungen auch an der neuen Position im
Protokoll noch immer vorgenommen werden können. Beispiel: An einer Platte soll zunächst eine Abkantung angebracht werden, anschließend sollen Befestigungsbohrungen in die Abkantung gebohrt werden. Wenn im Feature-Protokoll das Bohren der Löcher vor dem Anbringen der Abkantung angeordnet wird, gibt HiCAD eine Fehlermeldung aus, da die Abkantung für die Befestigungsbohrung noch nicht vorliegt. Beim Verschieben, Kopieren
und Entfernen von Features ist daher sorgfältig vorzugehen.
Die Feature-Parameter können direkt im Feature-Protokoll angepasst werden. Eine andere Möglichkeit besteht
darin, bei Parametern wie zum Beispiel der Höhe, Länge und des Radius in der Szene (Modellierumgebung) ein
Parametermaß auszuwählen (Abbildung 3). Bei Änderung des Maßes wird automatisch auch der zugehörige
Feature-Parameter geändert.
In bestimmten Fällen ist die (vorübergehende)
Deaktivierung eines Features im Feature-Protokoll
wünschenswert. In jedem Feature steht ein Parameter mit der Bezeichnung "Constraint" (siehe
Abbildung 2). Ist der Wert "1", ist das Feature
aktiv; bei "0" inaktiv. Mit Hilfe bestimmter Variablen und/oder Formeln können Bedingungen an
die Einstellung des Constraint-Werts geknüpft
werden. Dies kann bei der Automatisierung ein
nützliches Hilfsmittel sein. So kann die Bedingung definiert werden, dass der Wert auf 0 (oder Abbildung 3: Parametermaße
1) gesetzt wird, wenn eine bestimmte Variable
größer oder kleiner als ein bestimmter Wert ist. Im Beispiel des Quaders in Abbildung 3 Abbildung 2: Constraint
werden die Bohrungen aktiviert oder deaktiviert, wenn sich die Länge ändert. Auf die
Funktionsweise dieser Variablen und Bedingungen wird in Abschnitt 2.3 eingegangen.
Es ist ferner möglich, die Arbeitsebene einer bestimmten Bearbeitung nachträglich anzupassen. Dies kann nützlich sein, wenn zum Beispiel auf einer anderen Seite eines Quaders ein Lochmuster angebracht werden soll. Die
Arbeitsebene wird im Feature mit 3 Parametern gespeichert: der Ursprung, ein Punkt auf der x-Achse und ein
Punkt auf der y-Achse. Diese Parameter können geändert werden, es ist jedoch auch möglich, eine aktive Arbeitsebene für ein Feature zu übernehmen.
3.2.3
Feature-Kontextmenü
Das Feature-Kontextmenü (Abbildung 4) enthält Funktionen, wie zum Beispiel die Feature-Konfiguration oder die
Deaktivierung des Feature-Protokolls eines bestimmten Bauteils. Ferner können über dieses Menü die Variablen
angezeigt und geändert werden. Wenn Sie mit der rechten Maustaste auf eine leere Stelle im Feature-Protokoll
klicken, wird das Kontextmenü geöffnet. Wenn das Feature-Protokoll eines Bauteils deaktiviert wird, werden die
betreffenden Features entfernt und können danach nicht mehr aufgerufen werden. Sie können dann zu einem
späteren Zeitpunkt ein neues Feature-Protokoll anlegen, um alle nachfolgenden Arbeitsschritte als Features zu speichern.
In bestimmten Fällen kann es notwendig sein, das Feature-Protokoll zu
deaktivieren (entfernen). Wenn zum Beispiel ein Bauteil mit Hilfe der Funktion "Teilen" in zwei Bauteile aufgeteilt wird, bleibt das ursprüngliche Bauteile
nicht länger bestehen und damit auch das zugehörige Feature-Protokoll. Das
Protokoll kann auch aus Gründen einer besseren Performance deaktiviert
werden, wenn die Konstruktion eines Bauteils abgeschlossen ist. Da HiCAD
auch dynamisch arbeitet, kann das Bauteil auch zu einem späteren Zeitpunkt angepasst werden.
Abbildung 4: Feature-Kontextmenü
3.3 Variablen und Formeln
3.3.1
Variablen
3.3.2
Variablenliste
Bei allen Funktionen, bei denen HiCAD nach einem numerischen Wert fragt, kann eine Variable eingegeben werden. Der Name einer Variablen muss mindestens 1 Buchstaben umfassen. Außerdem empfiehlt es sich, deutliche Namen zu vergeben, damit später keine Missverständnisse hinsichtlich der verwendeten Variablen bestehen.
Der Name einer Variablen darf keine Sonderzeichen enthalten.
Wenn Sie eine Variable eingeben, nimmt HiCAD diese automatisch in eine Liste auf. HiCAD unterscheidet zwischen so genannten Teilevariablen (Bauteil) und Feature-Variablen. Die Liste der Feature-Variablen enthält nur
die Variablen des betreffenden Features und die Liste der Variablen für Bauteile umfasst alle Variablen, die in der
gesamten Baugruppe vorkommen.
Anhand der Abbildung 5 soll die Aufgliederung der Variablen näher erläutert werden. HiCAD sucht zunächst auf
der niedrigsten Ebene (4) nach einem Wert für eine Variable. Wenn auf dieser Ebene kein Wert zu finden ist,
sucht HiCAD auf der nächst höheren Ebene nach einem Wert.
Beispiel:
Ebene 1
HauptBaugruppe
Ebene 2
Baugruppe
Baugruppe
Ebene 3
Ebene 4
Bauelement
Feature-Protokoll
Bauelement
Feature-Protokoll
Bauelement
Feature-Protokoll
Bauelement
Feature-Protokoll
Bauelement
Feature-Protokoll
Abbildung 5: Ebenen der Variablenlisten
Den Wert einer Variable der Ebene 4 entnimmt HiCAD immer dem übergeordneten Bauteil; wobei zunächst in der
Variablenliste des betreffenden Bauteils gesucht wird. Wenn hier der Wert der Variablen nicht zu finden ist, sucht
HiCAD im übergeordneten Bauteil (Baugruppe, Hauptbaugruppe) usw.
Die 4. Ebene umfasst alle Features. Diese Features haben alle eine Anzahl x an Variablen. Bei der Eingabe dieser
Variablen übernimmt HiCAD diese direkt in die Variablenliste der Ebene 3. Die Variablenlisten der ersten beiden
Ebenen enthalten standardmäßig keine Variablen, es sei denn, dass diese manuell eingegeben wurden.
Wenn eine bestimmte Variable in verschiedenen Bauteilen verwendet wird, können diese zusammen in einer
Hauptbaugruppe (oder in einer Baugruppe oder einem übergeordneten Leerteil) platziert werden. Wenn die Variablen anschließend in den untergeordneten Bauteilen entfernt und die Variablen in der Hauptbaugruppe angepasst werden, werden die Variablen in allen Bauteilen angepasst. Variablen können auf verschiedene Weise gesteuert werden. Hierauf soll in Kapitel 8 näher eingegangen werden.
3.3.3
Formeln
Bei allen Funktionen, bei denen HiCAD nach einem numerischen Wert fragt, kann eine Formel eingegeben werden. Formeln können direkt bei der Konstruktion eines Bauteils oder nachträglich in der Feature-Liste eingegeben
werden. In der Online-Hilfe von HiCAD wird eine Liste mit Formeln aufgeführt, die für einen Feature-Parameter
eingegeben werden können. Die Eingabe eines Werts ist daher nicht immer erforderlich, zum Beispiel die Länge
einer Kante (edge_length(e1)), oder der Abstand zwischen 2 Punkten (distance_points(p1,p2)). Bei diesen Formeln müssen die Variablen (e1,p1,p2) in der Variablenliste des Bauteils definiert sein. Einer der Vorteile, die die
Arbeit mit Formeln dieser Art mit sich bringt, ist, dass man den genauen Wert nicht kennen muss und dass sich
der Parameter an die definierten Variablen anpasst.
Ferner können bestimmte Aussagen für Parameter definiert werden. Wenn zum Beispiel für den „Constraint“Parameter eine so genannte "Wenn…., dann"-Aussage festgelegt wird, kann das Ergebnis so aussehen, wie in der
Abbildung unten dargestellt. Die Funktionsweise von Aussagen soll im nächsten Abschnitt näher erläutert werden.
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Abbildung 6: Modell mit Variablen und Bedingungen (links mit L1=100, rechts mit L1=60)
3.3.4
Beispiel
Abbildung 6 zeigt ein Feature-Protokoll, das nicht nur Werte enthält, sondern auch Variablen, Formeln und Bedingungen. Das Protokoll enthält nur 1 Variable: L1 (siehe "1"). Eine Reihe von Parametern ist mit Formeln verknüpft (siehe "2"). Jedes Feature ist mit einer Bedingung verknüpft (siehe "3"). In Abbildung 6 ist L1 links 100
und rechts 60. Beachten Sie, dass nach der Änderung einer Variable das gesamte Modell automatisch angepasst
wird. Bei Nummer [3] ist eine Bedingung aufgeführt: L1>90?1:0. Diese Bedingung wird in Abbildung 8 näher
erläutert. In den Abbildungen 7 und 8 werden noch umfassendere Aussagen beschrieben.
Wenn falsch, wenn also L1 kleiner oder gleich 90 ist, dann 
Wenn wahr, wenn also L1
größer als 90 ist, dann 
L1>90
?
1
:
0
Abbildung 7: Erläuterung der Bedingung
Das heißt: Wenn L1 nicht größer als 90 ist, nimmt der Parameter den Wert ein, der nach dem Doppelpunkt aufgeführt ist und wird damit deaktiviert. Wenn L1 größer als 90 ist, wird das Feature aktiviert.
Wenn falsch, wenn also L1 kleiner oder gleich 90 ist, dann 
Wenn wahr, wenn also L1
größer als 90 ist, dann 
L1>90
&
?
B1>90
1
:
0
Wenn wahr, dann

Wenn falsch, dann

Abbildung 8: Erläuterung der doppelten Bedingung
Wahlweise könnte hier folgende Formel eingegeben werden: L1>90&B1>90?1:0. Der nach dem Doppelpunkt
aufgeführte Wert wird nur dann übernommen, wenn L1 und B1 größer als 90 sind. Anstelle des Und-Zeichens
(&) kann eventuell auch das Oder-Zeichen (|) verwendet werden. Mit dem Oder-Zeichen wird festgelegt, dass für
die Aktivierung des Werts vor dem Doppelpunkt nur eine der beiden Bedingungen "wahr" zu sein braucht.
3.4 Feature-Varianten
Feature-Varianten sind ein praktisches Hilfsmittel bei der Automatisierung mit HiCAD. Mit Hilfe von Feature-Varianten
können bei der Platzierung eines Modells andere Werte für die
Variablen eingegeben werden. Feature-Varianten können auf
der Grundlage eines 3D-Bauteils, einer Baugruppe oder einer
Skizze erstellt werden. Diese drei verschiedenen Formen sollen im Folgenden näher erläutert werden.
Um von einem 3D-Bauteil eine Feature-Variante machen zu
können, muss das Feature-Protokoll eine oder mehrere Variablen umfassen. Diese Variablen können in einer Skizze, als
Parameter eines Features oder als Constraint (HCM3D siehe
Abschnitt 4.2) in einem Entwurf vorkommen.
Ein Beispiel zur Verdeutlichung:
In Abbildung 9 sehen Sie das Feature-Protokoll eines Quaders
mit Bohrung, für den insgesamt 3 Variablen definiert wurden:
die Länge und Höhe des Quaders sowie der Durchmesser der
Bohrung. Wenn für diesen Quader eine Feature-Variante erstellt wird, wird beim Öffnen des Quaders das Eingabefenster,
Abbildung 9: Feature-Protokoll für Feature-Variante
wie in Abbildung 10 dargestellt, angezeigt werden. Die
Funktion zur Erstellung einer Feature-Variante befindet
sich im Kontextmenü des Feature-Protokolls. Hier können die Variablen angepasst werden; anschließend
wird der Quader mit den neuen Variablen konfiguriert.
Feature-Varianten von Hauptbaugruppen haben eine
andere Funktionsweise. Die Features von untergeordneten Bauteilen können nämlich nicht beibehalten
werden. Bei der Erstellung von Varianten können die
einzelnen Teile also nicht geändert werden. Das Verhältnis zwischen den Teilen kann jedoch variabel gemacht werden. Diese Verhältnisse (Constraints) können
mit Hilfe des 3D Teile HCM definiert werden, der im
Abschnitt 4.1 näher erläutert wird.
Abbildung 10: Eingabefenster für Feature-Variante
Feature-Varianten können auch nur aus einer Skizze abgeleitet werden. Wenn Sie eine Skizze mit einem oder
mehreren Constraints (3D-Kantenzug HCM, siehe Abschnitt 4.2) angefertigt haben, können Sie anschließend von
dieser Skizze eine Feature-Variante speichern.
3.5 Scriptausführung
Über das Kontextmenü eines Features kann in ein Feature-Protokoll eine so genannte Script-Ausführung eingefügt werden (Abbildung 11: Scriptausführung einfügen). Eine Scriptausführung ist ein Feature, bei dem ein API
C# oder ein VBscript ausgeführt wird, um Variablen zu ermitteln oder um zum Beispiel Bedingungen mit Features
zu verknüpfen, indem Variablen mit "Wenn…, dann"-Aussagen mit einem Wert versehen werden. Auf diese Weise können im Script Variablen abgefragt und/oder definiert werden, die in den verwendeten Features genutzt
werden können. Diese Technik wird häufig für die Optimierung von
Designvarianten (siehe Kapitel 7) eingesetzt.
Die Option der Scriptausführung hat den Vorteil, dass Formeln und
Bedingungen nicht in einem externen Makro oder Script verarbeitet
Abbildung 11: Scriptausführung einfügen
sind, sondern dass diese sich direkt im Feature-Protokoll des Modells
befinden. Weitere Informationen zur Erstellung eines API-Scripts sind
in Kapitel 6 aufgeführt.
Abbildung 13: Scriptausführung im Feature-Protokoll
Abbildung 12: Beispiel eines Scripts im Editor
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HCM3D
HCM3D (HiCAD Constraint Manager 3D) ist eine Methode, mit der Beziehungen zwischen 3D-Bauteilen und/oder
3D-Skizzen hergestellt werden können. HCM3D hat zwei Funktionsbereiche: den 3D-Teile HCM und den 3DKantenzug HCM. Der 3D-Teile HCM stellt Beziehungen zwischen den einzelnen Bauteilen her; er wird im Abschnitt 4.1 näher beschrieben. Der 3D-Kantenzug HCM, auf den im Abschnitt 4.2 näher eingegangen wird, stellt
Beziehungen innerhalb einer 3D-Skizze her.
Die Automatisierung mit der HCM3D-Technik wird dadurch ermöglicht, dass bestimmte Beziehungen mit Variablen und/oder Formeln verknüpft werden. Hierauf soll in Abschnitt 4.3 näher eingegangen werden.
4.1 3D-Teile HCM
Mit dem 3D-Teile HCM können Beziehungen zwischen Bauteilen hergestellt werden. Dadurch kann die Position
der Bauteile zueinander geändert werden bei gleich bleibender Geometrie. Voraussetzung für die Herstellung
einer Beziehung zwischen zwei Bauteilen mit dem Constraint Manager ist, dass eine gemeinsame übergeordnete
Baugruppe vorhanden (und ausgewählt) sein muss.
Maßbedingungen
Lagebedingungen
Simulation (Dragger) & Tools
Abbildung 14: Registerkarte HCM
Abbildung 14 zeigt die Registerkarte HCM3D der Multifunktionsleiste. Alle Kategorien, die den Begriff "3D-Teil"
enthalten, beziehen sich auf den 3D-Teile HCM. Mit Hilfe der ersten Funktionen können mit Hilfe von Maßen
Beziehungen zwischen einzelnen Bauteilen hergestellt werden. Die zweite Kategorie bietet Funktionen zur Definition von Lagebedingungen, jedoch ohne Maße. Mit diesen Funktionen können Bauteile zum Beispiel als konzentrisch oder parallel zueinander festgelegt werden.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, ein Element (Punkt, Linie oder
Fläche) zu fixieren und damit dessen Position festzulegen. Wenn zum
Beispiel ein Punkt innerhalb eines Bauteils fixiert wird, wird die Position dieses Punktes auch bei Anpassung des Bauteils unverändert bleiben. Dadurch können nach der Durchführung von Änderungen Überraschungen vermieden werden.
Bei der Änderung eines Bauteils wird HiCAD automatisch die Beziehungen aktualisieren, so dass diese unverändert bleiben.
Mit dem "Dragger" kann die Positionsfreiheit eines Bauteils simuliert
werden. Ferner steht noch eine Reihe von Funktionen zur Verfügung,
mit denen die Bedingungen von Beziehungen angepasst werden können, zum Beispiel die Änderung von Werten oder die Aktualisierung
bzw. Entfernung von Constraints.
Abbildung 15: HCM3D-Protokoll
Die Beziehungen des aktivierten Bauteils oder der aktivierten Baugruppe werden im HCM3D-Protokoll aufgeführt,
siehe Abbildung 15. Dieses Protokoll wird im Register HCM3D im unteren Fenster des ICN angezeigt. Jede Baugruppe und jedes Bauteil hat ein HCM3D-Protokoll, in dem Beziehungen geändert oder entfernt werden können.
Abbildung 16: HCM3D
Oben im Protokoll wird angegeben, ob das Bauteil, die Baugruppe oder das übergeordnete Leerteil unvollständig
oder vollständig definiert ist und wie viele Freiheitsgrade das Element noch hat. Ein HCM3D-Protokoll ist vollständig definiert, wenn es keine Freiheitsgrade mehr enthält. Jetzt können die untergeordneten Bauteile nicht mehr
verschoben werden, ohne dass eine Beziehung entfernt wird.
Abbildung 16 zeigt ein 3D-Modell, das anhand von Beziehungen größtenteils definiert ist. Das Modell kann in drei
Elemente aufgeteilt werden: der Sockel, der Zylinder und der Saugkolben. Der Sockel ist vollständig fixiert, der
Zylinder kann über der am Sockel befestigten Achse rotiert werden und der Saugkolben ist konzentrisch mit dem
Zylinder verbunden, wodurch er nur in 2 Richtungen bewegt werden kann.
Die Positionierung mit dem 3D-Teile HCM ist ein nützliches Hilfsmittel bei der Automatisierung von 3D-Modellen.
Ein Modell kann verschiedene Variablen enthalten. Wenn diese Variablen geändert werden, passt sich das gesamte Modell an die neuen Variablen an, vorausgesetzt, dass die Constraints korrekt definiert sind.
4.2 3D-Kantenzug HCM
Mit dem 3D-Kantenzug HCM können in einer Skizze Beziehungen zwischen den Skizzenelementen hergestellt
werden. In der 3D-Umgebung wird diese Funktion häufig zur Parametrisierung von Bauteilen verwendet. Zunächst wird eine Skizze gezeichnet, aus der anschließend beispielsweise ein Translations- oder Rotationsteil gefertigt wird.
Maß/Abstandsbedingungen
Abbildung 17: Registerkarte 3D-Kantenzug HCM
Lagebedingungen
Simulationen
(Dragger)
&
Der 3D-Kantenzug HCM sucht ferner automatisch nach Beziehungen und legt diese in einem Protokoll fest (AUTO DIM). Dieses Protokoll erkennt Beziehungen wie zum Beispiel Parallelen oder rechte Winkel. Außerdem können zwischen Linien oder Punkten manuell Beziehungen festgelegt werden oder diese können fixiert (festgelegt)
werden.
Abbildung 18 zeigt das einfache Beispiel der mit Beziehungen versehenen Skizze eines Translationsteils. HiCAD
gibt in der Skizze an, ob eine Linie noch Freiheitsgrade hat, ob sie vollständig definiert oder überdimensioniert ist.
Dies kann jeweils an der blauen, grünen oder roten Farbe der Linie abgelesen werden.
Im Beispiel unten sind alle Linien aufgrund einer Reihe von Beziehungen definiert; abschließend wurde ein Punkt
fixiert, wodurch die gesamte Skizze definiert ist.
Abbildung 18: Vollständig definierte Skizze
In Abbildung 19 wurde aus dieser Skizze eine Translation abgeleitet. In der rechten Abbildung wurde die Höhe
von 70 auf 140 erhöht. Da die Skizze vollständig definiert ist, treten keine unvorhergesehenen Veränderungen ein
und alle Beziehungen bleiben erhalten.
Abbildung 19: Translationsteil mit definierter Skizze
4.3 Variablen und Formeln in HCM3D
In einem Feature-Protokoll können Variablen und Formeln verwendet werden (siehe 3.3); dies gilt auch für das
HCM-Protokoll, und zwar sowohl für den 3D-Teile HCM als auch den 3D-Kantenzug HCM. Durch die Definition
von Variablen und/oder Formeln für bestimmte Beziehungen können Bauteile nachträglich positioniert (3D-Teile HCM) und/oder angepasst (3DKantenzug HCM) werden.
Alle Variablen einer Skizze werden in eine Variablenliste aufgenommen, die
über die in Abbildung 20 aufgeführte Schaltfläche aufgerufen werden
kann. Diese Liste ist vergleichbar mit der Feature-Variablenliste.
Abbildung 20:Variablenliste HCM3D
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HiCAD-Makros
Die HiCAD-Makrotechnik steht allen Anwendern zu Verfügung. Der Makro-Rekorder ist hingegen Bestandteil des
HiCAD Erweiterungsmoduls "Design Automation".
5.1 Allgemeines
Bei einem HiCAD-Makro handelt es sich um eine auf einem Script basierende Datei, mit der häufig wiederkehrende Aufgaben automatisiert werden können. Aufgabe eines Makros ist es, die Funktionsweise (oder den Benutzer) eines anderen Programms zu unterstützen, zum Beispiel durch die Automatisierung bestimmter Arbeitsschritte. Makros können nur innerhalb der HiCAD Umgebung ausgeführt werden, eine Anwendung außerhalb
dieser Umgebung ist nicht möglich.
Mit Hilfe von HiCAD-Makros können der Designprozess verkürzt und HiCAD-Arbeitsschritte automatisiert werden.
Ein Makro kann eine nützliche Ergänzung zu den Standard-Zeichnungsfunktionen sein; in bestimmten Fällen
kann mit Hilfe eines Makros im Handumdrehen ein komplettes Standardprodukt konfiguriert werden. Mit anderen
Makros wiederum kann eine Reihe von häufig wiederkehrenden Arbeitsschritten automatisiert werden. Bei selbst
erstellten Makros können also mehrere Arbeitsschritte hintereinander ausgeführt werden.
Die in HiCAD verwendeten Makros basieren auf einer simplen Programmiersprache, die sich nicht für die Erstellung von komplexen Menüs oder Formeln eignet, die jedoch den Vorteil hat, dass ein Makro leicht lesbar und
damit leicht zu erstellen oder zu ändern ist. Die in HiCAD erstellten Makros werden immer mit der Erweiterung
.MAC gespeichert.
5.2 Sprache der HiCAD-Makros
Bei einem HiCAD-Makro handelt es sich um eine einfache Textdatei, die in
jedem Textverarbeitungsprogramm bearbeitet werden kann. Die Makros sind
in der HCGS-Makrosprache (HiCAD Graphical Language) geschrieben, und
die Befehle wurden speziell für die Kommunikation mit HiCAD entworfen. Eine
detaillierte Erläuterung der Befehle, die den HiCAD-Makros zugrunde liegen,
finden Sie in den Hilfe-Dateien von HiCAD.
START [menu level]
Anweisungen
END
HiCAD-Makros haben immer dieselbe Struktur, siehe Abbildung 21. In der
Rubrik "Menu Level", dem allgemeinen Teil eines Makros, steht die Nummer
Abbildung 21:Struktur eines
der Menüebene, in dem das Makro gestartet wurde.
Makros
HiCAD-Makros können auf zwei Arten erstellt werden: entweder durch die
manuelle Eingabe von Befehlen oder mit Hilfe eines Makro-Rekorders. Diese
beiden Optionen können auch miteinander kombiniert werden. In Abschnitt 5.3 wird die Funktionsweise des
Makro-Rekorders näher erläutert, in Abschnitt 5.4 wird näher auf die manuelle Bearbeitung von Makros eingegangen.
5.3 Makro-Rekorder
Mit dem HiCAD-Rekorder HC-MES (HiCAD Makroentwicklungssystem) können häufig wiederkehrende HiCADArbeitsschritte aufgenommen und in einem Makro gespeichert werden. Auf diese Weise können Makros erstellt
werden, und zwar ungeachtet ihrer Komplexität und ohne dass auch nur eine Zeile getippt werden muss. Der
Makro-Rekorder wird dazu verwendet, um Standardbearbeitungen zu erstellen, die dann anschließend im Bedarfsfall manuell weiter optimiert werden können.
Abbildung 22 zeigt das Hauptmenü des Makro-Rekorders. Von diesem Menü aus können Sie auf alle Funktionen
zugreifen. Die Funktionen sind auf der Grundlage einer so genannten Baumstruktur eingeteilt. Alle Befehle werden im Makro untergebracht.
Makros können entweder im HiCAD-Makroeditor oder in einem beliebigen Textverarbeitungsprogramm bearbeitet werden. Auf diese Weise können mehrere Makros aneinander
gefügt werden, sodass schnell einzelne Anweisungen aus einem Makro zu entfernen
und/oder hinzuzufügen sind.
Im nachstehenden Beispiel wurden mit dem Makro-Rekorder die für das Erstellen eines 2DBauteils erforderlichen Arbeitsschritte aufgenommen:
REM ===============2D-BAUELEMENT ERSTELLEN==============
REM HiCAD 2 = 2-D ZTL
OPTION 2 59
REM ZEICHENTEILE 3 = ZTL bearbeit.
OPTION 3 1
REM BAUTEILE 8 = Hauptteil neu
OPTION 8 2
REM NEUES TEIL 1 = Teil anlegen
OPTION 1 3
STRING $nam
OPTION ESC
OPTION ESC
OPTION ESC
OPTION ESC
Der Makro-Rekorder ist im Lieferumfang des Zusatzmoduls "Design Automation" enthalten.
5.4 Manuelle Bearbeitung von Makros
Abbildung 22:
Hauptmenü des
Die HiCAD-Makros bieten Benutzern nicht nur die Möglichkeit, Arbeitsschritte, die mit dem Makro-Rekorders
Makro-Rekorder aufgenommen wurden, in ein Makro einzufügen und zu bearbeiten, es können auch bestimmte spezifische Befehle hinzugefügt werden. Dies können einfache Befehle sein, wie zum Beispiel die Anweisung, eine bestimmte Meldung in HiCAD anzuzeigen, oder komplexere Befehle, die Aussagen wie
zum Beispiel "If…Then" ("Wenn …, dann …“) oder "For…Next" beinhalten. Die zur Verfügung stehenden Befehle
sind in den Hilfe-Dokumenten von HiCAD aufgeführt.
Wenn bestimmte Befehlsfolgen häufig benötigt werden, empfiehlt es sich, diese in einem Submakro (HiCAD)
unterzubringen Im Hauptmakro kann eine Reihe von globalen Variablen definiert werden, die auch für das
Submakro gelten. Bei der Ausführung des Submakros führt dieses seine Befehle aus und definiert selbst globale
Variablen. Danach kehrt das Programm zurück zum Hauptmakro.
Je nachdem, ob im Makro ein Befehl für den Aufruf eines Submakros (call / Makro) enthalten ist, kehrt HiCAD
nach der Fertigstellung eines Submakros entweder zum Hauptmakro zurück, oder das rufende Makro wird beendet.
5.5 Makros für 2D- und 3D-Zeichnungen
Bei der Erstellung von 2D-Zeichnungen können Benutzer häufig wiederkehrende Arbeitsschritte mit Hilfe von
Makros automatisieren. Alle Funktionen von HiCAD können mit einem Makro aufgerufen werden. Da in der 2DUmgebung die Arbeit mit Features (siehe Kapitel 2) nicht möglich ist, können Standardmodelle nur dynamisch
bearbeitet werden, zum Beispiel die Verschiebung von Punkten innerhalb eines Modells. In der 3D-Umgebung ist
dies jedoch nicht erforderlich. Da in der 3D-Umgebung Featureschritte erzeugt werden, an die Variablen geknüpft werden können, haben Benutzer die Möglichkeit, bestehende Modelle zu bearbeiten, indem die Variablen
über Makros gesteuert werden.
Diese Arbeitsweise wird in der Zukunft häufig eingesetzt werden, da sie die Generierung von viel komplexeren
Modellen und die Erstellung vollständiger Produktkonfiguratoren (siehe Kapitel 7) ermöglicht.
5.6 FUNC-Objekte
Seit der Version 2004 bietet HiCAD die Möglichkeit der Verwendung von "FUNC"-Objekten (Function). Diese
Technik hat die manuelle Erstellung von HiCAD-Makros wesentlich vereinfacht. Im Unterschied zu den Standardbefehlen beruhen FUNC-Objekte auf einer einfachen und eindeutigen Syntax. Funktionen können direkt aufgerufen werden. Zum jetzigen Zeitpunkt kann FUNC für folgende Funktionen verwendet werden:
»
Steuerung von Systemfunktionen (z. B. Datei lesen/schreiben)
»
Steuerung von Modulen wie Stahlbau, Blechbearbeitung und HELiOS
»
Standardmodellierfunktionen
6
API
Die Arbeit mit API erfordert kein zusätzliches Modul, setzt jedoch die Teilnahme an einem Kurs voraus.
6.1 Allgemeines
Ein Application Programming Interface (API) ist eine Sammlung von Definitionen, auf deren Grundlage ein Computerprogramm mit einem anderen Programm oder Programmteil kommunizieren kann (meistens in der Form
von Bibliotheken). Häufig bilden APIs die Grenze zwischen verschiedenen Abstraktionsebenen, so dass Anwendungen auf einer hohen Abstraktionsebene arbeiten und weniger abstrakte Aufgaben von anderen Programmen
durchführen lassen können. Da zum Beispiel ein Zeichenprogramm nicht zu wissen braucht, wie ein Drucker
betrieben wird, ruft dieses hierfür über eine Druck-API ein spezielles Programm in einer Bibliothek auf.
Die obige Ausführung ist eine allgemeine Beschreibung der Bedeutung
von
API
(Wikipedia).
Für
HiCAD/HELiOS bedeutet dies zusammengefasst: Über eine universelle
Programmiersprache auf Funktionen
zugreifen, die in HiCAD/HELiOS zur
Verfügung stehen.
Grundsätzlich kann auf alle Funktionen zugegriffen werden, die auf der
Standard-Schnittstelle
von
HiCAD/HELiOS verfügbar sind. Dies
sind hauptsächlich Funktionen für
den 3D Bereich und sehr vereinzelt
für den 2D Bereich. Der Zugriff auf
diese Funktionen erfolgt über Bibliotheken. Die Bibliotheken, auf die
zugegriffen werden soll, stehen am
Anfang des jeweiligen Scripts. Abbildung 23 zeigt ein Beispiel für ein
solches Script.
6.2 C#
Abbildung 23: In einem Script aufgeführte Bibliotheken
Wie im obigen Abschnitt bereits erwähnt, kann HiCAD verschiedene Programmiersprachen verarbeiten, in denen
API-Scripte geschrieben sind, zum Beispiel Visual Basic, Delphi und C#.
Um eine gute Unterstützung gewährleisten zu können, hat sich ISD für die Programmiersprache C# entschieden
(englische Aussprache: "C sharp"). Dies bedeutet, dass ISD ihre Scripte immer in dieser Sprache programmieren
wird. In dem Kurs wird das Schreiben von API-Scripten in der C#-Programmiersprache behandelt.
6.2.1
Allgemeines
C# ist eine objektorientierte Programmiersprache, die von Microsoft im Rahmen der .Net-Initiative entwickelt wurde und die später von ECMA (ECMA-334) und ISO (ISO/IEC 23270) als Standard akzeptiert wurde. Anders
Hejlsberg war und ist einer der bedeutendsten Vorreiter hinsichtlich der Entwicklung und Definition der Sprache.
C# hat eine objektorientierte, prozedurale Syntax, die auf C++ basiert und die Elemente von verschiedenen anderen Programmiersprachen (hauptsächlich Delphi und Java) enthält.
Die Sprache C# wurde gemeinsam mit dem .NET Framework eingeführt und wird als eine der wichtigsten Sprachen für die Plattform angesehen.
Abgesehen von Desktop- und Server-Anwendungen (in Verbindung mit ASP.NET) wird die Sprache in Kombination mit dem .NET Compact Framework ferner für die Entwicklung von Mobilgeräten wie PDAs und Smartphones
verwendet.
6.2.2
Beispiel
Nachstehend ist das Beispiel eines kurzen Scripts aufgeführt, das in C# geschrieben wurde:
// <debug />
// <assembly>API/System.Data.dll</assembly>
using System;
using ISD.Scripting;
using ISD.CAD.Data;
using ISD.BaseTypes;
using ISD.CAD.Contexts;
using ISD.CAD.Creators;
namespace Api_Scripts
{
class Script : ScriptBase
{
[Context(typeof(UnconstrainedContext))]
public static void Main()
{
// Create Cuboid
BlockCreator bc = new BlockCreator();
bc.Length = 100;
bc.Width = 150;
bc.Height = 50;
bc.Name = "Block";
Part prt = Context.CreatePart(bc);
}
public static UnconstrainedContext Context
{
get { return BaseContext as UnconstrainedContext; }
}
}
}
Eine Quelldatei von C# wird mit der Dateierweiterung "cs" gespeichert, zum Beispiel 'Example script.cs'. Dieses
Script, das direkt in HiCAD aufgerufen werden kann, erstellt einen neuen Quader mit der Bezeichnung "Block"
und den Abmessungen 100x150x50.
6.3 Anwendungen
In HiCAD kann API auf verschiedene Arten angewendet werden, zum Beispiel als
einzelnes Script, als Hilfsmittel oder gar als eigenständige Anwendung. In welcher
Weise API eingesetzt wird, hängt ausschließlich vom Verwendungszweck ab.
6.3.1
Einzelnes Script
Ein einzelnes Script lässt sich am besten mit einem HiCAD-Makro vergleichen.
Wie ein Makro kann ein einzelnes Script manuell in HiCAD aufgerufen werden
(STRG+J), das dann einen oder mehrere Arbeitsschritte ausführt. Gegebenenfalls
kann in einem Script ein Menü programmiert werden, das den Benutzer zur Eingabe bestimmter Daten auffordert.
Abbildung 24: Plug-in aktivieren
Beispiel für ein einzelnes Script:
Automatisch alle Farboberflächen aller in der Zeichnung aufgeführten Bauteile zählen und unter den Attributen
eines auswählbaren Elements speichern.
Wenn das Script häufig verwendet wird, kann hierfür eine Schaltfläche in der Toolbar erstellt werden:
Abbildung 25: API-Script, das über eine Schaltfläche gestartet wird
6.3.2
Feature-Script
API-Scripte können in das Feature-Protokoll eines bestimmten Bauteils eingefügt werden. Weitere Informationen
hierzu sind in Abschnitt 3.5 aufgeführt.
6.3.3
Plug-in (DLL)
Ein Plug-in ist ein Zusatz zu einem Computerprogramm. Im Allgemeinen werden Plug-ins entwickelt, um die Funktionalität eines Programms zu erweitern oder dieses mit mehr Möglichkeiten auszustatten. Plug-ins benötigen eine Host-Anwendung, um funktionieren zu
können; sie können nicht im Einzelbetrieb betrieben werden. In HiCAD
können Plug-ins mit Hilfe von API generiert werden. Plug-ins tragen
die Erweiterung .dll und nicht .cs. In HiCAD werden Plug-ins über die
Schnittstelle aktiviert und deaktiviert (siehe Abbildung 24).
Ein gutes Beispiel für einen Plug-in ist der standardmäßig verfügbare
"Metall Konstruktion Plug-in" (siehe Abbildung 26). Hiermit können im
Handumdrehen Skizzen für den Metall- oder Stahlbau angefertigt
werden, die später für die Platzierung der Profile in der Konstruktion
verwendet werden können. Plug-ins werden in HiCAD wie ein so genanntes Docking Window behandelt, das heißt, das man dieses Fenster in HiCAD lose auf dem Bildschirm "schweben" lassen oder "andocken" (ankoppeln) kann. Gegebenenfalls können Plug-ins auch als
"Fly-out" definiert werden. Dies bedeutet, dass das Plug-in erscheint,
wenn der Benutzer den Mauszeiger über das eingeklappte Menü fährt.
Abbildung 26: Plug-in für Metallkonstruktion
7
Designvarianten
Seit der HiCAD-Version 2006 ist die Arbeit mit Designvarianten möglich. Anhand von Designvarianten kann die
Bearbeitung von Bauteilen automatisiert werden. Stets wiederkehrende Arbeitsschritte können nämlich als Variante gespeichert werden. Diese Variante steht dann direkt in HiCAD als neue Funktion zur Verfügung und kann
auch für andere Konstruktionen verwendet werden. Wenn die Konstruktion zu einem späteren Zeitpunkt geändert
wird, wird auch die verwendete Designvariante umgehend angepasst. Dies ist auch bei nichtparametrischen Bauteilen der Fall, und zwar auch dann, wenn keine Constraints eingesetzt wurden.
Designvarianten dienen als Hilfsmittel bei der Modellierung von 3D-Modellen, sie werden also nicht zur Erstellung
von Produktkonfiguratoren (siehe Kapitel 9) verwendet.
Die Designvariantentechnik ist ein Standardmodul, das jedem Benutzer von HiCAD zur Verfügung steht. Darüber
hinaus gibt es ein optionales Designvariantenmodul, mit dem außerhalb der Feature-Funktion Gruppen erstellt
werden können.
7.1 Funktionsweise
Designvarianten können, nachdem sie erstellt wurden, für jedes andere Modell und von jedem anderen Benutzer
verwendet werden. Für die Identifizierung von Elementen (z. B. von Kanten, Flächen oder Punkten) stehen Variablen und Formeln zur Verfügung. Benutzer haben ferner die Möglichkeit, Formeln für die Konstruktion von Elementen und Parametern für bestimmte Werte zu definieren (zum Beispiel die Länge eines Blocks).
Mit Designvarianten können nicht nur Modelle bearbeitet, sondern auch benötigte Bauelemente hinzugefügt werden, zum Beispiel eine Kopfplatte, ein Bolzen oder eine Schraubenmutter. Zur Erstellung einer Designvariante
müssen die gewünschten Elemente zunächst manuell in HiCAD konstruiert werden. Anschließend müssen die
zur Variante gehörenden Bauteile einer übergeordneten Baugruppe oder eines Leerteils Element zugeordnet werden. Diese übergeordnete Gruppe wird nicht bei der Ausführung der Variante gebildet, sie dient vielmehr als
Grundlage für die Erstellung einer neuen Variante. Die Gruppe enthält die Variablen, die zur Ausführung einer
Variante notwendig sind. Wenn die Variablen im übergeordneten Teil festgelegt sind, müssen bei verschiedenen
Parametern Formeln oder Variablen eingegeben werden, damit HiCAD bei der Ausführung der Variante über alle
Informationen verfügt. Ferner besteht die Möglichkeit, den Designvarianten einen eigenen Namen zu geben, damit das Feature-Protokoll des Bauteils, für das die Variante verwendet wird, übersichtlich bleibt.
7.2 Beispiele
Die Funktionsweise der Designvarianten soll anhand von 2 Beispielen veranschaulicht werden.
7.2.1
Platte mit Abkantung
Im vorliegenden Beispiel wurde eine Designvariante erstellt, welche zwei Abkantungen und ein Bohrloch an der
vorgegebenen Seite einer Platte anbringt. Die Variante fragt nach der Länge der Abkantungen und nach dem
Durchmesser des Bohrlochs, um diese anbringen zu können. Anschließend muss eine Seite der Platte angeklickt
werden, damit die Variante berechnet und platziert
werden kann. Abbildung 27 zeigt das Ergebnis.
Beim Erstellen der Variante werden in der übergeordneten Baugruppe oder dem übergeordneten Leerteil 4
Variablen definiert, die anschließend den zugehörigen
Parametern der Features zugeordnet werden. Abbildung 28 zeigt das Feature-Protokoll einer Platte mit
Designvariante (2 Abkantungen + Bohrloch). Punkt
[1] zeigt die Variablen der Designvariante, die nachträglich noch angepasst werden können. Punkt [2]
zeigt die ursprünglichen Features, aus der die Designvariante besteht. Auch diese können nachträglich Abbildung 27: Platte mit Abkantungen und Bohrloch
angepasst werden.
Der Vorteil einer solchen Designvariante ist, dass die einzelnen
Schritte nicht stets erneut ausgeführt werden müssen.
7.2.2
Verbindung von 2 Profilen mit Verbindungsplatten
1
Die Verbindung von 2 Profilen in HiCAD beinhaltet das Vorhandensein mehrerer Bauteile. Dies hat zur Folge, dass für jedes Bauteil
ein Feature-Schritt der Designvariante erstellt wird. Eine Designvariante kann ferner selbst Bauteile erstellen. Bei den Profilen wird in
der vorliegenden Variante die Bearbeitung (Gehrung) stattfinden,
und bei den Kopfplatten die Konfiguration der Platten. Die Designvariante ist aus der in Abbildung 29 aufgeführten Baugruppe entstanden. Die Variablen werden in dieser Baugruppe gespeichert; in
den zugrunde liegenden Bauteilen werden die Formeln und Variablen definiert, die zur Erstellung/Bearbeitung der Elemente notwendig sind. Das Ergebnis ist in Abbildung 31 abgebildet.
2
Abbildung 28: Feature-Protokoll inkl. DesignvariWichtig ist, dass beim Erstellen einer solchen Designvariante den ante
Elementen die richtigen Informationen zugewiesen werden, damit
HiCAD auf der Grundlage der Benutzerangaben die gewünschten
Bauteile und Feature-Schritte erstellen kann. Wie beim Erstellen einer
Designvariante genau vorzugehen ist, wird in den Hilfe-Dateien von
HiCAD beschrieben.
Abbildung 29: Struktur Profile und Platten
Abbildung 30: Zu verbindende Profile
Abbildung 31: Ergebnis
8
Variablen steuern
8.1 Manuell
Mit der manuellen Steuerung von Variablen ist die direkte
Anpassung von Variablen in HiCAD gemeint, entweder in
einer Variablenliste (siehe Abbildung 32), oder durch die
Änderung eines Werts oder einer Verbindung (HCM3D)
direkt im Feature-Protokoll (siehe Abbildung 1: FeatureProtokoll).
Bei einfachen Modellen oder im Falle einer kleinen Anzahl Abbildung 32:Variablenliste
Varianten empfiehlt sich die manuelle Bearbeitung von Variablen. Nach Änderung einer Variablen werden standardmäßig alle Features neu berechnet. Das Modell wird also vollständig den geänderten Variablen angepasst.
8.2 HiCAD-Makro
In vielen Fällen werden Variablenänderungen über ein
HiCAD-Makro gesteuert, das wiederum von einem anderen
Programm oder Makro aufgerufen wird.
In HiCAD haben Benutzer die Möglichkeit, selbst Makros zu
schreiben oder diese anzupassen. Dies wird in Kapitel 5
näher erläutert. Im Makro werden Variablen mit Werten
versehen, die dann in HiCAD über ein bestimmtes Script
ausgeführt werden. Über ein einfaches Menü kann der Benutzer im Makro Werte (oder Text) eingeben (siehe Abbil- Abbildung 33:Eingabefenster Variablen
dung 33), die dann mit einer Variable verknüpft werden.
Ein HiCAD-Makro unterscheidet zwischen so genannten Strings ($) und Integer-Werten (%). Bei einem String
handelt es sich um eine Zeichenfolge, die sowohl Buchstaben als auch Ziffern enthalten kann. Ein Integer-Wert
ist ein Zahlenwert, der in einem HiCAD-Makro Dezimale enthalten kann. Im Eingabefenster der Abbildung 33 gibt
der Benutzer Strings ein. Anschließend werden die Variablen, die in HiCAD als Zahl verwendet werden müssen,
in Integer-Werte umgewandelt.
Über ein HiCAD-Menü können ebenfalls Werte mit einer Variablen verknüpft werden. Wie dies vor sich geht, ist in
Abschnitt 6.3 beschrieben. Dieses Menü legt bestimmte Werte für Variablen fest, die dann vom HiCAD-Makro an
HiCAD übermittelt werden.
8.3 API-Script
Ein API-Script (Application Programming Interface) ist, einfach ausgedrückt, das "neue"“ HiCAD-Makro. Ab der Version HiCAD 2010 können diese Scripts in HiCAD erstellt und
gestartet werden. API-Scripte können in verschiedenen Programmiersprachen programmiert werden. ISD unterstützt
und verwendet jedoch die Programmiersprache C# (C
Sharp). Weitere Informationen zur API-Programmierung
finden Sie in Kapitel 6.
Abbildung 34: API-Menü
8.4 HiCAD-Menüs
Mit Hilfe von HiCAD-Makros können Menüs aufgerufen werden, in
denen der Benutzer in einer selbst festzulegenden Schnittstelle
Werte für Variablen festlegen kann, die vom Makro verwendet
werden sollen.
Die Menüs sind in verschiedene Rubriken mit einem oder mehreren Eingabefeldern, Schaltflächen oder Dropdown-Listen aufgeteilt. In Abbildung 35 ist ein Beispiel für ein solches Menü aufgeführt.
Oben im Menü befinden sich 2 Schaltflächen (Block und Zylinder). Wenn Sie auf eine dieser Schaltflächen klicken, wird diese
blau markiert; ferner wird in der zweiten Rubrik die entsprechende
Form angezeigt. Zusammen mit diesem Schritt können Sie Werte
für die Variablen eingeben, die das Makro verwenden soll.
In der dritten Rubrik können Sie die Höhe und Breite des Blocks
festlegen. Bei der Zylinderform werden an dieser Stelle die Optionen "Höhe" und "Durchmesser" angezeigt. Dies wird durch die
Kopplung von mehreren Vorgängen ("Instanzen") an eine Rubrik
ermöglicht. Wenn Sie auf eine Schaltfläche klicken, können Sie
angeben, welche Vorgänge einer bestimmten Rubrik aktiviert werden sollen.
Im unteren Bereich des Menüs sind weitere Optionen aufgeführt.
Im Feld neben der Dropdown-Liste können verschiedene Textzeilen eingefügt werden. Das System wird die von Ihnen ausgewählte
Textzeile einer Variable zuordnen. Rechts neben der DropdownListe befindet sich eine Schaltfläche, über die von HiCAD aus ein
Wert eingegeben werden kann. Dieser Wert wird dann im Feld
rechts neben der Schaltfläche angezeigt. Im Menü können auch
Optionsfelder und Kontrollkästchen eingefügt werden.
Dies sind die in einem HiCAD-Menü am häufigsten verwendeten
Rubriken. Für die Erstellung von noch komplexeren und benutzerfreundlicheren Menüs eignen sich zum Beispiel die Programmier- Abbildung 35: Beispielmenü
sprachen C#, Visual Basic oder Delphi. Mit diesen Sprachen können Sie ein Menü erstellen, das die eingegebenen Variablen an HiCAD übermittelt (siehe Abschnitt 8.3).
Menüs werden immer für die Steuerung von Variablen über ein HiCAD-Makro oder ein API-Script verwendet.
8.5 HELiCON
HELiCON steuert ebenfalls Variablen in HiCAD. HELiCON basiert auf einem variablen Modell (mit einem oder
mehreren Elementen), das von HELiCON zur Bearbeitung der Variablen des Modells geladen wird. Darüber hinaus bietet HELiCON zusätzliche Optionen wie Konstruktionszeichnungen, Positionsnummerierung usw. Weitere
Informationen zu HELiCON finden Sie in Kapitel 10.
8.6 Input von einer externen Anwendung
Externe Anwendungen können auf zweierlei Arten mit HiCAD kommunizieren: Über eine direkte Verbindung oder
über eine Zwischendatei. Diese beiden Methoden werden jeweils in den Abschnitten 8.6.a und 8.6.b behandelt.
8.6.1
Com+
Um die Steuerung von Variablen noch benutzerfreundlicher zu machen, kann eine Verknüpfung zu einem Programm hergestellt werden, das Com+ unterstützt. Com+ wird von allen Microsoft Office Programmen (Excel,
Word) und von vielen Programmiersprachen (Visual Basic, Delphi) unterstützt. Diese Programme werden über
eine so genannte Com+-Verknüpfung mit HiCAD verknüpft.
Externe Programmiersprache, z. B.:
Excel-Makro
Visual-Basic-Programm
Com+ Verknüpfung:
HiCAD objects.dll
Abbildung 36: Verknüpfung VB --> HiCAD
HiCAD
Abbildung
36 zeigt eine schematische Darstellung von einer Verknüpfung zwischen einer externen Anwendung und HiCAD.
Wenn die im HiCAD EXE-Verzeichnis befindliche Datei HiCADobjects.dll registriert und dem externen Programm
zugewiesen wurde, können Variablen gelesen/geschrieben, Makros gestartet oder eine bestimmte Gruppe von
HiCAD-Funktionen direkt aufgerufen werden. Das HiCAD-System wiederum gibt eine Meldung (1 oder 0) mit der
Mitteilung aus, ob die Aktion erfolgreich ausgeführt wurde oder nicht.
Mit dieser Technik kann zum Beispiel von Microsoft Excel aus eine Aktion ausgeführt werden (z. B. Schaltfläche
aktivieren), die den Start eines VB-Makros veranlasst, das dann mit HiCAD kommuniziert. Ein großer Vorteil dieser
Technik ist, dass auch Benutzer, die HiCAD nicht kennen, ein komplettes Modell erstellen können.
8.6.2
Textdatei
Die zweite Methode zur Steuerung von
Variablen über eine externe Anwendung
erfolgt über eine Textdatei. Hierbei ist
die direkte Com+-Verknüpfung nicht
erforderlich. Diese Methode eignet sich
besonders dann, wenn beim Einsatz
eines HiCAD-Makros Variablen auf eine
andere Weise eingegeben werden müssen, zum Beispiel über ein Visual-BasicMenü oder über ein Office-Dokument,
das Makros unterstützt. Visual Basic
(oder andere Programmiersprachen)
bietet nämlich viel mehr Optionen zur
Erstellung eines Menüs.
Abbildung 37 zeigt ein Beispielmenü,
das in Visual Basic erstellt wurde. Dieses Programm kann Informationen sowohl aus einer Datei lesen als auch
Abbildung 37: Visual-Basic-Menü
schreiben. Hierzu muss ein HiCADMakro gestartet werden, welches eine Reihe von Schritten ausführt, wie in Abbildung 38 dargestellt.
Start
externe
Anwendung
Start
HiCADMakro
HiCAD-Makro
startet
externe
Anwendung
Benutzer-Input
Anwendung
schreibt
Variablen in .DAT-Datei
Makro liest Variablen aus .DATDatei
Abbildung 38: Schema für die Einstellung von Variablen über eine Textdatei
Makro
rechnet
weiter mit Variablen
9
Produktkonfigurator
9.1 Was ist ein Produktkonfigurator?
Immer mehr Kunden setzen auf Produktkonfiguratoren. Häufig besteht aber Unklarheit darüber, was ein
Produktkonfigurator genau macht, je nach Situation können hiermit nämlich unterschiedliche Anforderungen
verbunden sein.
Ein Produktkonfigurator ist ein Hilfsmittel, mit dem Modelle anhand eines oder mehrerer Parameter automatisch
erstellt oder angepasst werden können.
Ein Produktkonfigurator kann eine oder mehrere Optionen zur Automatisierung umfassen. Das Arbeitsprinzip
eines Standard-Produktkonfigurators beruht darauf, dass Benutzer eine Reihe von Parametern eingeben können
(zum Beispiel in einem Menü), wonach das System auf der Grundlage dieser Parameter eine Zeichnung oder ein
Modell erstellt bzw. anpasst, eventuell unter Berücksichtigung einer oder mehrerer Bedingungen. Das Ergebnis
eines Produktkonfigurators ist entweder eine 2D-Zeichnung oder ein 3D-Modell. Als einfaches Beispiel für eine
Bedingung wäre eine Platte zu nennen, die einen Meter lang ist und 6 Bohrlöcher hat. Bei der Eingabe einer
Länge von 50 cm muss die Zahl der Bohrlöcher reduziert und deren Position geändert werden. Solche Bedingungen können mit Hilfe so genannter "WENN…,DANN"-Aussagen aufgestellt werden.
Ein Produktkonfigurator kann den Anforderungen des Kunden entsprechend ausgeweitet werden. Die Eingabe
der Parameter kann zum Beispiel auch im Excel-Programm vorgenommen werden, das die Werte anschließend
an ein HiCAD-Makro überträgt. Ferner hat der Benutzer die Möglichkeit, nach der Konfiguration des Produkts
automatisch Zeichnungen im Maßstab 1:1 erstellen zu lassen. Die einfachste und zugleich jedoch auch am wenigsten komplexe Methode zur Erstellung eines Produktkonfigurators ist die Technik der Feature-Varianten. Die
Funktionsweise dieser Technik wird in Abschnitt 3.4 beschrieben.
Ein Produktkonfigurator kann den Anforderungen des Kunden entsprechend ausgeweitet werden. Grundsätzlich
werden mit einem Produktkonfigurator Modelle generiert oder konfiguriert. Es können jedoch auch zusätzliche
Arbeitsschritte ausgeführt werden, die zu einer weiteren Automatisierung des Prozesses beitragen. So können Sie
sich zum Beispiel nach dem Modellieren automatisch eine Stückliste erstellen lassen. Auch die automatische
Erstellung von Zeichnungen der Platte im Maßstab 1:1 wäre hier denkbar.
9.2 Funktionsweise
Vor der Erstellung eines Produktkonfigurators sollten Sie die Anforderungen und Regeln eindeutig festlegen, um
etwaige Zeitverluste zu vermeiden.
Bei der Arbeit mit einem Produktkonfigurator wird von einem Standardmodell ausgegangen, das anschließend
konfiguriert wird. Der Benutzer ordnet dem Modell die jeweiligen Variablen zu, die später angepasst werden. Im
Modell können sich an drei Stellen Variablen befinden (siehe Abschnitt 9.2.d). Ferner besteht die Möglichkeit,
den Produktkonfigurator selbst ein Modell erstellen zu lassen, und zwar auf der Grundlage bestimmter Benutzerangaben. Dies wird häufig bei 2D-Produktkonfiguratoren getan, weil eine 2D-Zeichnung nicht mit einem FeatureProtokoll verknüpft ist.
Der Aufbau eines Produktkonfigurators ist im Schema der Abbildung 39 dargestellt. Anhand dieses Schemas
kann festgestellt werden, welche Techniken zur Automatisierung eines Produkts erforderlich sind.
Benutzer-Input
Standard-Produktkonfigurator
Spezifikationen
(Bedingungen, Berechnungen, Standardwerte,
Formeln)
Techniken
(Feature-Technik, Makrotechnik, externe Programmiersprache)
2D-Zeichnung oder 3D-Modell
befindet sich in der Modellierumgebung
Erweiterungen zum Standard
(optional)
Spezifikationen
(Informationen zum Bauelement, Zeichnungen
im Maßstab 1:1, Stücklisten)
Techniken
(Makrotechnik, externe Programmiersprache)
Ergebnis
Abbildung 39: Schematischer Aufbau des Produktkonfigurators
9.2.1
Benutzer-Input
Sie als Benutzer bestimmen den Input und die Form des Inputs für den Produktkonfigurator. Sie müssen sich
also zunächst die Frage stellen, auf Grundlage welcher Angaben das Produkt konfiguriert werden soll. In Tabelle
1 sind die verschiedenen Formen des Inputs und die hierfür zur Verfügung stehenden Techniken aufgeführt.
Optionen
kombiniert werden)
(können
Manuell
Optionen für
den
Input
des Benutzers
HiCAD-Makro + evtl. Menü
Erforderliche Techniken
Feature-Technik
Benutzer- und Modell-Input müssen identisch sein, es sei
denn, dass mit einem Feature-Script gearbeitet wird.
Feature-Technik
Makrotechnik
Office / externe Programmiersprache
Feature-Technik
Makrotechnik
oder
- oder über Textdatei
Tabelle 1: Optionen, die für den Input des Benutzers zur Verfügung stehen
9.2.2
über
Com+-Verknüpfung
Spezifikationen
Hiermit ist die Umsetzung des Inputs des Benutzers in den Modell-Input gemeint. Diese Umsetzung kann mit
bestimmten Spezifikationen verbunden sein, wie zum Beispiel:
»
"Wenn…, dann…" ("If…Then") (oder andere) Bedingungen
»
Standardwerte
»
Auszuführende Aktionen auf der Grundlage des Inputs, zum Beispiel das Anzeigen einer Meldung, wenn der
Benutzer falsche Angaben eingibt (und eventuelle Rückkehr zum Menü).
Diese Spezifikationen können auf verschiedene Weise im Produktkonfigurator verarbeitet werden (siehe Tabelle
2).
Umsetzung
Benutzer- in
Modell-Input
Optionen (können kombiniert
werden)
Feature-Protokoll (begrenzt)
Feature-Technik
Einschränkungen:
Eingeschränkte Optionen (siehe 0)
Feature-Technik
Makrotechnik
HiCAD-Makro
Office / externe Programmiersprache
Feature-Script
Feature-Technik
Makrotechnik
oder
- oder über Textdatei
Feature-Technik
Tabelle 2: Umsetzung des Benutzer-Input in Modell-Input
über
Com+-Verknüpfung
9.2.3
Spezifikationen erweitern
Die grundlegende Funktion eines Produktkonfigurators stellt die Anpassung eines Standard-3D-Modells dar. Es
können jedoch zahlreiche Erweiterungen eingesetzt werden, um den Produktkonfigurator besser auf die Anforderungen des Benutzers oder um das Ergebnis besser auf die Arbeitsvorbereitung abzustimmen.
Wenn Variablen manuell im Modell geändert werden, sind keine Erweiterungen möglich. Häufig muss in einem
solchen Fall mit einem HiCAD-Makro gearbeitet werden. In Tabelle 3 ist eine Liste der am häufigsten verwendeten Erweiterungen mit den dazugehörigen Techniken aufgeführt.
Erweiterung
In Bezug auf Produktionszeichnung
Zeichnungen im Maßstab 1:1 von der Blechbearbeitung
Stückliste in HiCAD
Ansichten generieren
Rahmen platzieren + Skala anpassen
Abmessungen einfügen
Angaben zum Bauteil
Externe
Zeichnung speichern
DXF-Output
Externe Stückliste (z. B. in Excel)
HiCAD-Makrotechnik / API-Technik
Externe Anwendung
Verschiedene Erweiterungen je nach Kundenanforderungen möglich
Tabelle 3: Erweiterungen zum Produktkonfigurator
9.2.4
Verwendung eines Standardmodells
Einem 3D-Produktkonfigurator liegen häufig Standardmodelle zugrunde, die bearbeitet werden. Wenn die Spezifikationen bekannt sind, kann das Standardmodell mit den jeweiligen Variablen gezeichnet werden. Welche Techniken hierzu erforderlich sind, hängt davon ab, an welcher Stelle sich die Variablen im Modell befinden (siehe
Tabelle 4).
Was ist variabel?
Optionen (können kombiniert werden)
Variablen in Features
Feature-Technik
Variablen in 3D-Skizze
Feature-Technik
HCM3D C-edge
Variablen zwischen Bauteilen
- oder Makrotechnik
- oder API-Technik
oder
Tabelle 4: Techniken zur Bearbeitung eines Standardmodells
HCM3D
Parts
9.3 Beispiele
Im vorliegenden Abschnitt sollen einige Beispiele für Produktkonfiguratoren zusammen mit den jeweils verwendeten Techniken vorgestellt werden.
9.3.1
Aufzugsvarianten
Das Beispiel aus der Praxis bezieht sich auf drei verschiedene Aufzugsvarianten aus Blech. Um Entwicklungszeit
einzusparen, mussten diese Varianten parametrisiert werden, damit zu einem späteren Zeitpunkt für bestimmte
Parameter andere Werte eingegeben werden konnten. Anschließend sollte das Modell berechnet werden (auf der
Grundlage einiger Grundvoraussetzungen). Abbildung 40
zeigt das Endergebnis.
Folgende Techniken wurden eingesetzt:
»
Input von Excel-Datei (über Com+-Verknüpfung)
»
In Excel werden in bestimmten Feldern Werte eingegeben.
Auf Knopfdruck werden diese Werte von einem
Makro (im Excel-Dokument) über die Com+Verknüpfung zum HiCAD-Variablenspeicher übertragen. Anschließend wird das HiCAD-Makro gestartet.
»
Spezifikation Modell: im HiCAD-Makro
»
Formeln und Bedingungen
»
Positionierung von Bauteilen. Für die Positionierung der Bauteile wurde nicht der 3D-Teile HCM verwendet, da
die Zeichnung lediglich 3 Bauteile umfasste, die im Verhältnis zueinander positioniert werden mussten. Es ist leichter, die Positionierung anhand eines Makros auf der Grundlage von festgelegten Punkten vorzunehmen.
»
Techniken für Standardmodell
»
Features
In den Features wurde eine Reihe von Variablen festgelegt, die vom Makro gesteuert werden.
»
3D-Kantenzug HCM
Die Blechteile sind aus einer Skizze entstanden und wurden mit dem 3D-Kantenzug HCM vollständig
definiert, einschließlich der Variablen.
»
Spezifikation für Erweiterungen
»
Angaben zu den Bauteilen (Bezeichnungen). Auch die Namen der Bauteile werden vom Makro umgesetzt; sie
basieren auf einer in Excel eingegebenen Auftragsnummer.
»
Speicherung des Modells unter dem angegebenen Namen
»
Anfertigung von Zeichnungen des Blechmaterials
»
Von den Zeichnungen werden DXF-Dateien zur Ansteuerung des CAM-Pakets erstellt.
Abbildung 40: Ergebnis mit 1:1 Zeichnungen
»
9.3.2
Rollenbahn
Im folgenden Beispiel erfolgt der Input über ein HiCADMenü. Anschließend wird dieser Input von einem HiCADMakro berechnet, die tatsächlichen Variablen werden dann
an ein Standardmodell weitergegeben.
»
HiCAD-Menü
»
HiCAD-Makro
»
Feature-Technik
»
HCM3D
Abbildung 41: Standard-Rollenbahn
Zunächst wird das Standardmodell importiert. Dieses Standardmodell (Abbildung 41) hat nur eine Rolle, die später vom Makro kopiert werden wird. Auf der Grundlage der angegebenen Länge
berechnet das System, wie viele Rollen benötigt werden. Diese
werden anschließend an den korrekten Positionen eingefügt. Anschließend werden alle Variablen und/oder Formeln in die FeatureParameter eingegeben.
Es wurde entschieden, viele Berechnungen in die FeatureParameter zu integrieren, um die Komplexität des Makros zu begrenzen. Wenn das Modell selbst alle Berechnungen enthält, kann
sogar das gesamte Modell durch manuelle Änderung der Variablen
angepasst werden.
Man hat sich dafür entschieden, die Elemente mit Hilfe des Makros, also nicht mit HCM3D Parts, zu positionieren. Außerdem wurden an verschiedenen Bauteile Punkte angebracht, anhand derer
alle Bauteile positioniert werden sollen, um eine stabile Konstruktion des gesamten Modells an der richtigen Stelle zu gewährleisten. Abbildung 42: Eingabemenü
Anschließend muss ein Makro geschrieben werden, das folgende Schritte ausführen soll:
»
HiCAD-Menü öffnen (siehe Abbildung 42). Im Makro sind Standardwerte eingestellt, die standardmäßig im
Menü stehen. Nach Eingabe der gewünschten Parameter werden diese an das ursprüngliche Makro übertragen.
»
Standardmodell öffnen
»
Standardmodell unter einem anderen Namen und im gewünschten Verzeichnis speichern
»
Variablen der betreffenden Bauteile aktivieren
»
Bauteile positionieren
»
Gesamte Baugruppe in der Szene platzieren, Modell
speichern und Makro beenden
Das Ergebnis mit den eingegebenen Werten, wie in Abbildung 42 aufgeführt, ist in Abbildung 43 zu sehen.
Abbildung 43: Endergebnis des Produktkonfigurators
9.3.3
2D-Lichtstraße
Bei dem im vorliegenden Abschnitt
beschriebenen Beispiel handelt es
sich im Prinzip nicht um einen
Produktkonfigurator, auch wenn es
als ein solcher bezeichnet werden
könnte. Da eine 2D-Zeichnung erstellt
werden soll, ist der Einsatz eines
Standardmodells mit Feature- oder
HCM3D-Parametern nicht möglich.
Dadurch wird der Benutzer gezwungen, mit einem HiCAD-Makro zu arbeiten, das anhand des Inputs eine
Reihe von 2D-Zeichenfunktionen
ausführt.
Abbildung 44: Lichtstraßen
Beim vorliegenden Beispiel handelt es sich um einen Produktkonfigurator, der zur Produktion von Lichtstraßen in
einem Gebäude eingesetzt wird (siehe Beispiele in Abbildung 44).
Mit Hilfe des Konfigurators sollte ein 2D-Grundriss (Draufsicht) mit Abmessungen erstellt werden. Anschließend sollte der Konfigurator automatisch in Excel eine Stückliste generieren.
»
Input über das HiCAD-Menü (siehe Abbildung 45)
»
Spezifikation des Modells
»
Standardwerte
»
Anhand der eingegebenen Variablen wird das 2D-Modell vom Makro
gezeichnet.
»
Formeln und Bedingungen
»
Spezifikation für Erweiterungen
»
Einfügen der Abmessungen und des Rahmens
»
Zeichnungen im Maßstab 1:1 erstellen
»
Stückliste in Excel: Makro legt Angaben in einer Textdatei ab  Makro
öffnet externe Anwendung  externe Anwendung öffnet ExcelDatei  externe Anwendung überträgt Daten aus der Textdatei
in die Excel-Datei  Makro läuft weiter und wird beendet.
»
Angaben zu den Bauteilen (Bezeichnungen)
»
Speichern des Modells
Abbildung 45: Eingabemenü für Lichtstraße
Ergebnis
Abbildung 46 zeigt das 2D-Modell, das automatisch auf der Grundlage der eingegebenen Werte gezeichnet wurde. Auch die Abmessungen und der Rahmen (auf der Abbildung nicht zu sehen) wurden automatisch in die
Zeichnung eingefügt.
Hiernach wird in Excel eine Stückliste erstellt. Dieser Vorgang wird von einer externen Anwendung (Visual Basic)
ausgeführt, die ein Excel-Dokument öffnet und Angaben in bestimmte Felder einträgt. Diese Angaben befinden
sich in einem Textdokument, das im Voraus mit den Informationen zum Modell und dem jeweiligen Input erstellt
wurde. In der Abbildung 47 ist diese Stückliste aufgeführt.
Abbildung 46: 2D-Lichtstraße
Abbildung 47: Stückliste Lichtstraße
9.3.4
Lüftungsgitter aus Blech
Ziel ist es, anhand der bereitgestellten Variablen eine Reihe
von DXF-Dateien von den Zeichnungen zu erstellen, mit
denen die Umrisse des Produkts produziert werden können.
Auch ein 3D-Modell wird hierbei als Output benötigt.
»
API (C#-Menü)
Bei diesem Konfigurator hat man sich für ein Menü entschieden, das in einer externen Programmiersprache, nämlich C#, geschrieben wurde.
Die Konvertierung zwischen dem Menü und dem
Makro erfolgt über eine .txt-Datei. Da in einem
Menü im HiCAD-Makro kein Verzeichnis-Browser
angezeigt werden kann und dieses optisch unzureichend ist, erfüllte dieses nicht die gestellten
Anforderungen (siehe Abbildung 48).
»
HiCAD-Makro
Abbildung 48: Eingabemenü Lüftungsgitter
Da zum Zeitpunkt der Erstellung des
Konfigurators die API-Schnittstelle noch nicht über alle gewünschten Funktionen für die Blechbearbeitung (Zeichnung generieren) verfügte, mussten die im Menü aufgeführten Variablen von einem Makro
verarbeitet werden. Dieses Makro übernimmt auch den 2D-Teil (Gravierungen in Zeichnungen einfügen) und das Speichern der DXF-Dateien im gewünschten Verzeichnis.
»
Feature-Technik
Diese Technik wurde dazu eingesetzt, um das Standard-Produktmodell variabel zu machen.
»
HCM3D
Diese Technik wurde dazu eingesetzt, um die Verbindungen zwischen den einzelnen Bauteilen variabel zu machen.
Ergebnis
Das Ergebnis enthält ein 3D-Modell sowie alle benötigten Zeichnungen, die in der Sheet-Umgebung erstellt wurden und die auch die Gravierungen enthalten. Die Gravierungen wurden als gelbe 2D-Texte in das Produkt eingefügt (zur Vereinfachung des Produktionsprozesses). Die Zeichnungen und das 3D-Modell wurden ferner als
SZA/DXF-Dateien im gewünschten Verzeichnis, das im Menü aufgeführt ist, gespeichert.
10 HELiCON Engineer
HELiCON ist ein eigenständiges Produkt, das nicht im Lieferumfang eines
HiCAD-Softwarepakets enthalten ist.
10.1 Allgemeines
Immer häufiger sind kundenspezifische Lösungen gefragt. Konstrukteure müssen daher immer mehr Produktvarianten entwickeln. Mit HELiCON können Sie einen Produktkonfigurator selbst erstellen und damit Standardprodukte und alle zugehörigen Dokumente im Handumdrehen an die gewünschte Variante anpassen. Sowohl einfache Angebotsmodelle als auch detaillierte virtuelle 3D-Modelle können mit dem Produktkonfigurator konfiguriert
werden. Der Kunde kann sofort sehen, wie das Produkt aussehen wird.
HELiCON basiert auf Knowledge Based Engineering, das heißt, dass zur Konstruktion eines Produkts verschiedene Arten von Informationen verwendet werden, die in einer Datenbank zum Produkt vorliegen, wie zum Beispiel
im ERP-, PDM- oder Office-System. All diese Informationen werden mit HELiCON zusammengeführt und zu einem Produktkonfigurator integriert. Damit kann ein 3D-CAD-Modell realisiert werden. Unternehmen können auf
diese Weise schnell neue Produktvarianten entwickeln, und zwar zusammen mit allen dazugehörigen Dokumenten. Dadurch können nicht nur die Produktkosten gesenkt und die Auftragslaufzeit verkürzt werden, Unternehmen können Kunden auch in kürzester Zeit eine 3D-Zeichnung von dem nach Maß entworfenen Produkt präsentieren.
Vorteile von HELiCON
»
Macht die Verwendung von HiCAD-Makros und/oder API überflüssig
»
Einfach anzuwenden und leicht zu integrieren
»
CAD-unabhängig
»
Individuell an kundenspezifische Bedürfnisse anpassbar
»
Leichte Erweiterung und Pflege auch ohne Consulting
»
Produktkonfiguration auch bei nicht vollständig definierten Elementen möglich
»
Virtuelles 3D-Modell, das eine wirklichkeitsgetreue Visualisierung ermöglicht
»
Kurze Laufzeit vom Angebot bis hin zum detaillierten CAD-Modell
Eigene Experten
HELiCON wurde so konzipiert, dass Unternehmen selbst Produktkonfiguratoren erstellen und anpassen können,
sobald die Struktur und das Bezugssystem eines Produkts bekannt sind. Produktkonfiguratoren veranlassen Unternehmen dazu, den Fokus speziell auf Standardisierung und „Produkt-Roadmapping“ zu lenken. In der Praxis
werden Unternehmen analysieren müssen, welche Module, Optionen und Varianten häufig und weniger häufig
verkauft werden. Auch die geschäftliche Neueinteilung von Produkten wird hierdurch möglich. Eine wenig benutzte Standardfunktion kann besser in eine teurere Option umgewandelt werden. Häufig verkaufte Funktionen
können in ein Standardprodukt aufgenommen werden und damit die Angebotsposition des Unternehmens weiter
verbessern.
Enterprise & Engineer
HELiCON ist in zwei Versionen verfügbar. Die Enterprise-Edition unterstützt den kompletten Prozess und ist CADsowie PDM-unabhängig. Die Ansteuerung von zum Beispiel CAD-Systemen verläuft über die bereits genannten
Schnittstellen. Als Engineer-Edition ist HELiCON ein Modul, das nahtlos in HiCAD integriert und auf die Produktautomatisierung gerichtet ist. Die Verbindung zum PDM-System Helios ist selbstverständlich, damit Standardelemente abgerufen und neue Artikelkarten für die konfigurierte auftragsspezifische Geometrie erstellt werden können. Eine Konfiguration, die mit der Engineer-Edition erstellt wurde, resultiert letztendlich in einem neuen PDM-
Projekt, einschließlich einer im Handumdrehen erstellten 3D-Baugruppe sowie einem Paket mit Fertigungszeichnungen.
Der folgende Teil des Dokuments befasst sich mit der Version HELiCON Engineer, also dem Programmteil von
HELiCON, mit dem der CAD-Prozess automatisiert werden kann.
10.2 Funktionsweise
HELiCON Engineer setzt sich aus 4 Komponenten zusammen. Diese 4 Komponenten bilden zusammen einen
kompletten Ablauf, der für die Erstellung eines automatisierten Produktmodells, einschließlich Konstruktionszeichnungen
erforderlich
ist.
10.2.1 HiCAD / HELiOS
Bei der Produktkonfiguration mit HELiCON Engineer wird immer von einem parametrischen Produktmodell ausgegangen. Letztendlich werden mit dem Konfigurator das Produktmodell und folglich die Detailzeichnung angepasst, falls mit HELiOS gearbeitet wird.
Der Konstrukteur muss daher (noch immer) von einem Basismodell mit bestimmten Parametern ausgehen. Die Stärke von HELiCON Engineer ist, dass alle Variablen auf strukturierte Weise angesteuert
werden können und dass im Handumdrehen eine deutliche Benutzerschnittstelle (der Konfigurator) geschaffen
werden kann. Darüber hinaus ist im Lieferumfang von HELiCON Engineer ein leistungsstarkes Positionierungstool
("TriPoints") enthalten, mit dem eine vollständige Baugruppe anstelle von nur einem Bauteil konfiguriert werden
kann.
Zur Parametrisierung des Basismodells können alle in Kapitel 3 und 4 beschriebenen Techniken verwendet werden.
10.2.2 HELiCON Connector
Mit dem HELiCON Connector können Basismodelle in das HELiCON Studio exportiert werden. Der HELiCON Connector bietet viele Einstellungen zur Übertragung der richtigen Konfiguration, zum Beispiel: Bezeichnung von Variablen, zu
übernehmende Attribute, zu erstellende Ansichten, Einstellungen für die Positionsnummer usw. Letztendlich exportiert der Connector eine .XML-Datei, die alle Angaben bezüglich der Modelle,
deren Einstellungen sowie den zugehörigen Dokumenten(Fertigungszeichnungen) aus dem PDM-System HELiOS,
enthält.
Abbildung 49: HELiCON Connector
10.2.3 HELiCON Studio
Mit der Anwendung HELiCON Studio kann der Konfigurator konfiguriert
werden und diesem die erforderliche Intelligenz zugewiesen werden,
zum Beispiel logische Systeme (Regeln und Bedingungen) oder eine
Benutzerschnittstelle. Abbildung 50 zeigt das Studio mit einem Beispielprojekt.
Abbildung 50: HELiCON Studio
10.2.4 HELiCON Configurator
Der HELiCON Configurator ist ein Tool für den Benutzer und das Ergebnis der in HiCAD/HELiOS, HELiCON Connector und HELiCON Studio ausgeführten Arbeitsschritte. Abbildung 51 zeigt ein Beispiel für einen Konfigurator.
Der Konfigurator exportiert eine .XML-Datei in einen bestimmten Ordner, so dass der HELiCON Job Agent auf
diese Datei zugreifen und sie verarbeiten kann.
Der HELiCON Configurator wird von einem Plug-in von HiCAD, dem HELiCON Job Agent, aus gestartet.
Abbildung 51: HELiCON Configurator
10.2.5 HELiCON Job Agent
Der HELiCON Job Agent ist verantwortlich für die Verarbeitung der vom HiCAD Configurator erstellten Daten. Von
hier aus werden auch die publizierten Konfiguratoren gestartet (über das Register "Configurators"). Im Register
"Messages" werden Meldungen zu den vom Job Agent ausgeführten Arbeitsschritten angezeigt.
Abbildung 52: HELiCON Job Agent
10.3 Beispiel eines Zylinders
Im vorliegenden Beispiel soll ein HELiCON Konfigurator von einem Komponenten eines hydraulischen Zylinders
erstellt werden. Mit Hilfe dieses Konfigurators soll der Zylinder auf schnelle und einfache Weise gezeichnet werden, einschließlich Detailzeichnungen.
Die zur Erstellung des Konfigurators erfolgten Schritte:
»
Zeichnung der Bauteile in HiCAD
»
Parametrisierung der Bauteile in HiCAD
»
Zuweisung von TriPoints an die Bauteile (diese werden von HELiCON für die Platzierung der Bauelemente
benötigt)
»
Festlegung der Bezugspunkte für die Bauteile, einschließlich Konstruktionszeichnung
»
Exportieren der Bauteile mit dem HELiCON Connector
»
Definition des "Know-how" in HELiCON Studio und Exportierung des Konfigurators
»
Start des Konfigurators in HiCAD vom HELiCON Job Agent aus
In der nachstehenden Abbildung ist ein Schema aufgeführt, das die Variablen der einzelnen Elemente des Zylinders aufzeigt. Für bestimmte Elemente gibt es mehrere Varianten, die zunächst gezeichnet werden müssen, damit anschließend im HELiCON Studio definiert werden kann, wann welche Variante auszuwählen ist. In Studio
kann ferner die gesamte Oberfläche des Konfigurators definiert werden.
Abbildung 53: Struktur eines einfachen Zylinders
Im Folgenden ist eine Abbildung des Konfigurators aufgeführt. Die zu ändernden Variablen wurden alle im
HELiCON Studio (Abbildung 50) definiert.
Abbildung 54: Konfigurator für einfachen Zylinder
Abbildung 55 HELiCON Studio - Projekt für einfachen Zylinder.
.
11 Glossar
Im Folgenden werden die im vorliegenden Dokument häufig verwendeten Begriffe näher erläutert. Bei diesen
Begriffen handelt es sich entweder um allgemeine Bezeichnungen oder um HiCAD-spezifische Begriffe.
Begriff/Abkürzung:
Allgemeine Begriffe:
Constraint
Com+
Dynamische Modellierung
Parametrische Modellierung
Designvariante
Feature
Feature-Technik
Feature-Protokoll
Fixieren
FUNC
HCM3D
Instance
Integer (%)
Makrotechnik
Makro-Recorder
Submakro
Überdimensioniert
Produktkonfigurator
Produktvarianten
Parametische Dimension
String ($)
Sections
Scriptausführung
VBScript
Variable
Beschreibung
Bezug
Software-Architektur, welche die Entwicklung von komponentenbasierten Anwendungen unterstützt. Ziel der COM-Architektur ist es, Entwickler dazu anzuregen, wiederverwendbare Softwarekomponenten zu entwickeln.
Form der Modellierung, bei der kein Feature-Protokoll geführt wird. (Freie/Direkte
Modellierung)
Form der Modellierung, bei der ein Feature-Protokoll geführt wird. Auch als Feature-basierte Modellierung bezeichnet.
HiCAD-Tool, mit dem anhand von Parametern mehrere Feature-Schritte zugleich
ausgeführt werden können.
Eigenschaft eines bestimmten Arbeitsschritts, der an einem Bauteil ausgeführt
wird.
Pro Bauteil wird ein Protokoll geführt, in dem alle ausgeführten Bearbeitungen
und deren Parameter gespeichert werden.
Liste, in der in chronologischer Reihenfolge alle Features aufgeführt sind, die
sich auf ein Bauteil beziehen.
Festlegen
Befehl in einem HiCAD-Makro
HiCAD Constraint Manager 3D
Vorgang; eine Rubrik eines HiCAD-Menüs kann verschiedene Vorgänge enthalten.
Eine Zahlenvariable
Technik, die sich die Verwendung von HiCAD-Makros zunutze macht.
Tool zur Registrierung von Arbeitsschritten in einem HiCAD-Makro.
Makro, das von einem Hauptmakro aufgerufen wird.
Eine Skizze enthält oder zwischen Bauteilen liegen zu viele Bezüge vor, die dadurch nicht erhalten bleiben können.
Tool, mit dem automatisch anhand eines oder mehrerer Parameter ein Modell
konfiguriert werden kann.
Versionen eines Produkts mit gleicher Geometrie jedoch mit unterschiedlichen
Parametern.
Wiedergabe eines Feature-Parameters in der Modellierumgebung (Scène).
Zeichenfolge, die sowohl Buchstaben als auch Ziffern enthalten kann.
Rubriken in einem HiCAD-Menü
Feature, bei dem ein Visual Basic Script ausgeführt wird.
VBScript ist eine von Microsoft entwickelte Script-Sprache, die Bestandteil von
Visual Basic for Applications (VBA) ist.
Beliebiges Element einer vorgegebenen Menge
HiCAD-spezifische Begriffe:
Body
Bauteil
Baugruppe (Assembly)
Dummy (-Element)
Dragger
Extrusionselement
Fillet
ICN
Part
Rotationselement
Solid primitive
Scène
Sketch
Trough hole
Divide
Arbeitsebene
Abkantung
HELiCON
HELiCON Enterprise
HELiCON Engineer
HELiCON Connector
HELiCON Studio
HELiCON Configurator
HELiCON Job Agent
Bauteil ohne Features
Teil eines HiCAD-Modells. Ein Modell kann aus Bauteilen Baugruppen oder
Dummy-Elementen (Leerteilen) bestehen.
Übergeordnete Gruppe von Bauteilen oder anderen Gruppen
Bestandteil eines HiCAD-Modells ohne direkte Geometrie (Leerteil)
Funktion in HiCAD, mit der Bauelemente manuell jenseits ihrer Bewegungsfreiheit verschoben werden können
Ein aus einer 3D-Skizze entstandenes Bauelement
Abgerundeter Rand eines Festkörpers
Information & Communication Navigator
Bauelement/-teil
Ein aus einer (Rotations-) Skizze entstandenes Bauteil
Standardform eines Bauelements
Modellierumgebung in HiCAD (in der sich visuell das Produkt befindet)
3D-Skizze
Durchgangsbohrung
Aufteilung eines Bauteils in mehrere Elemente
Bereich innerhalb der 3D-Umgebung, in dem Bearbeitungen ausgeführt werden
Blechbearbeitung: eine bestehende Platte mit einer abgekanteten Seite versehen
Innovatives Tool zur Erstellung eines Produktkonfigurators
Systemlösung zur Schaffung, Instandhaltung und Verbesserung eines Unternehmensprozesses
Systemlösung zur Erstellung eines Produktkonfigurators
Tool, mit dem CAD-Informationen in das HELiCON Studio exportiert werden können
Tool zur Konfigurierung des Konfigurators
Tool für den Einsatz des Konfigurators
Tool, mit dem der HELiCON Configurator in HiCAD importiert und gestartet werden kann

Automatisierung mit HiCAD

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