3D Werkzeugmodellierung - Integrativer Ansatz

Dr. Götz Marczinski

Werkzeugmodelle: Die Diskussion um die sachgerechte Bereitstellung von 3D-Modellen gibt es seit mehr als 10 Jahren. Und noch viel länger gibt es 3D-Werkzeugdaten. Doch so richtig zufrieden scheint bislang keiner zu sein. Abhilfe soll das Projekt "SolidTool" schaffen.

Die Werkzeuganwender klagen über die umständliche Datenbeschaffung und den Aufwand zur Modellerstellung. Die Werkzeughersteller sehen sich mit einer Vielzahl unterschiedlicher Anfragen konfrontiert, die zu erfüllen erhebliche Zusatzaufwände bedeuten. Warum sind die Herausforderungen trotz unterschiedlicher Initiativen noch nicht gelöst? Die einfache Antwort lautet: Die Ansprüche steigen ständig und vor allem schneller als die Qualität der Lösungsangebote.

Ein wesentlicher Nutzen von 3D-Werkzeugmodellen liegt in der Absicherung von NC-Programmen per Simulation. Dabei ist zu beachten, dass bei den 3D-Grafiken unterschiedliche Darstellungsarten und DetaiIlierungen erforderlich sind. So ist eine Bauteilkollision mit vergleichsweise groben Modellen zu erreichen. Geht man eine Ebene tiefer in Richtung der NC-Ablaufsimulation, wird es wichtig, schneidende und nicht schneidende Teile eines Werkzeugs zu identifizieren . Nur so lässt sich in der NC-Ablaufsimulation das Werkzeug als Kollisionskörper von der Schneide im Einsatz unterscheiden.



Einschränkungen der Nutzung ergeben sich auch aus dem CAD-System, das zur Modellierung genutzt wird. Trotz Standardformaten wie STEP kann nur in wenigen Fällen von universeller Anwendbarkeit gesprochen werden.

Weil die Anwender notgedrungen selbst Modelle erstellt haben, sollen diese mit neu bereit gestellten Modellen kombinierbar sein. Folge: Einige interessante Dienstleistungsangebote verlieren an Attraktivität, gerade weil sie nicht mit existierenden Modelldatenbanken kombinierbar sind.

Eine nachhaltige Verbesserung der Versorgungslage mit 3D-Werkzeugmodellen verspricht nach den Erfahrungen der Vergangenheit nur ein integrativer Ansatz. Das heißt einerseits, Interessen von Werkzeuganwendern zu bündeln, um mit konsistenten Anforderungen die Servicemöglichkeiten der Werkzeughersteller zu verbessern. Andererseits aber auch, die Werkzeughersteller zusammenzuführen und bestehende Initiativen wie den GTDE-Verein ins Boot zu holen, um die Forderung nach Daten mit minimalem Aufwand zu erfüllen. Integrativ heißt schließlich, bestehende Beschreibungsstandards und Normen abgestimmt zu nutzen.

Aufbau aus Komponenten
Mit dem Projekt "SolidTool" wird dieser integrative Ansatz verfolgt. Grundidee ist, dass die Werkzeuggrafiken, die für die NC-Planung und -Simulation benötigt werden, aus Komplettwerkzeugen bestehen, die ihrerseits aus Komponenten konfiguriert werden. Dabei wird berücksichtigt, dass bei den 3D-Grafiken unterschiedliche Darstellungsarten und Detaillierungen erforderlich sind, was mit einer entsprechenden Modellstruktur zu lösen ist.

SolidTool nutzt zunächst die Parametrik, um Modelle der Werkzeugkomponenten mit Bezug zu den Sachmerkmalen der Normenreihe DIN 4000 zu erstellen. Damit wird es möglich, auch Grafiken von Werkzeugen zu erzeugen, für die beim Hersteller gar keine Modelle vorliegen. Die Modelle der Werkzeugkomponenten werden entsprechend der Konzepte der DIN 4003 mit Ankerpunkten versehen, um aus den Komponenten Modelle von Komplettwerkzeugen konfigurieren zu können.

Vorgesehen ist, mit derselben Logik bereits vorhandene 3D-Modelle in die Konfiguration mit einzubeziehen. Dazu ist es notwendig, die vorhandenen Modelle mit entsprechenden Ankern zu versehen. Die hierfür notwendigen Algorithmen sind noch zu entwickeln.

erschienen in fertigung, August 2010

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