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Automatisierung mit HiCAD 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

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Automatisierung mit HiCAD

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

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 2/47

Inhalt 1 Einleitung 4 2 Automatisierung mit HiCAD 5

2.1 Welche Schritte können automatisiert werden? 5 2.2 Wie geht die Automatisierung vor sich? 5

3 Feature-Technik 6 3.1 Was sind Features? 6 3.2 Die Arbeit mit Features 6

3.2.1 Struktur 6 3.2.2 Feature anpassen (Protokoll) 6 3.2.3 Feature-Kontextmenü 7

3.3 Variablen und Formeln 8 3.3.1 Variablen 8 3.3.2 Variablenliste 8 3.3.3 Formeln 9 3.3.4 Beispiel 10

3.4 Feature-Varianten 11 3.5 Scriptausführung 12

4 HCM3D 13 4.1 3D-Teile HCM 13 4.2 3D-Kantenzug HCM 15 4.3 Variablen und Formeln in HCM3D 16

5 HiCAD-Makros 17 5.1 Allgemeines 17 5.2 Sprache der HiCAD-Makros 17 5.3 Makro-Rekorder 17 5.4 Manuelle Bearbeitung von Makros 18 5.5 Makros für 2D- und 3D-Zeichnungen 18 5.6 FUNC-Objekte 19

6 API 19 6.1 Allgemeines 19 6.2 C# 19

6.2.1 Allgemeines 20 6.2.2 Beispiel 20

6.3 Anwendungen 21 6.3.1 Einzelnes Script 21 6.3.2 Feature-Script 21 6.3.3 Plug-in (DLL) 22

7 Designvarianten 23 7.1 Funktionsweise 23 7.2 Beispiele 23

7.2.1 Platte mit Abkantung 23 7.2.2 Verbindung von 2 Profilen mit Verbindungsplatten 24

8 Variablen steuern 25 8.1 Manuell 25 8.2 HiCAD-Makro 25 8.3 API-Script 25 8.4 HiCAD-Menüs 26 8.5 HELiCON 26 8.6 Input von einer externen Anwendung 27

8.6.1 Com+ 27 8.6.2 Textdatei 28

9 Produktkonfigurator 29 9.1 Was ist ein Produktkonfigurator? 29 9.2 Funktionsweise 29

9.2.1 Benutzer-Input 31 9.2.2 Spezifikationen 31

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 3/47

9.2.3 Spezifikationen erweitern 32 9.2.4 Verwendung eines Standardmodells 32

9.3 Beispiele 33 9.3.1 Aufzugsvarianten 33 9.3.2 Rollenbahn 34 9.3.3 2D-Lichtstraße 35 9.3.4 Lüftungsgitter aus Blech 37

10 HELiCON Engineer 38 10.1 Allgemeines 38 10.2 Funktionsweise 39

10.2.1 HiCAD / HELiOS 39 10.2.2 HELiCON Connector 39 10.2.3 HELiCON Studio 40 10.2.4 HELiCON Configurator 40 10.2.5 HELiCON Job Agent 41

10.3 Beispiel eines Zylinders 42 11 Glossar 46

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 4/47

1 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 Pro-zesskette

» HELiCON, das Tool für die Erstellung von Produktkonfiguratoren - mit oder ohne CAD-Daten für jede Anforde-rung universell einsetzbar

HiCAD ist die CAD-Lösung für den kompletten Entwicklungs- und Konstruktionsprozess. Aufgrund seines modula-ren Aufbaus eignet sich das System sowohl für Allrounder als auch Spezialisten, für kleinere Projekte sowie hoch-automatisierte Konstruktionsprozesse. Benutzer, die HiCAD einsetzen, sind in einem Marktumfeld tätig, in dem Auftraggeber neben Sonderkonstruktio-nen 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 vollzo-gen. 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 Auto-matisierungsmöglichkeiten 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 mitei-nander 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 Kapi-tel 9 erläutert. In Kapitel 10 erfahren Sie dann mehr über die Erstellung von Produktkonfiguratoren mit HELiCON.

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 5/47

2 Automatisierung mit HiCAD 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 Vor-teile 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 wer-den 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 - ab-hängig 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 in-novativen Software-Tool, das die Entwicklung von Produktkonfiguratoren jetzt auch für kleine und mittelständi-sche Unternehmen wirtschaftlich realisierbar macht.

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 6/47

3 Feature-Technik Egal, welche HiCAD-Lösung eingesetzt wird, die Feature-Technik ist immer Bestandteil der 3D-Funktionalität. Es ist daher kein zu-sätzliches Modul erforderlich. In unseren Schulungen 3D-Basis + Parametrik lernen Sie, wie Sie die Feature-Technik effizient einset-zen.

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 ge-knüpft werden können. In der 3D-Zeichenumgebung ist das Fea-ture-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 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 ge-wünschte 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, wo-bei jedes Feature einen vollständigen Konstruktionsschritt darstellt, zum Beispiel die Konstruktion eines Regel-teils, einer Rundung oder einer Durchgangsbohrung usw. Jedes Feature kann mehrere vorgegebene Parameter-werte oder – wie bei einer "Skizze" – bestimmte zugrunde liegende Funktionen umfassen.

3.2.2 Feature anpassen (Protokoll) 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 an-gebracht werden, anschließend sollen Befestigungsbohrungen in die Abkantung gebohrt werden. Wenn im Fea-ture-Protokoll das Bohren der Löcher vor dem Anbringen der Abkantung angeordnet wird, gibt HiCAD eine Feh-lermeldung 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.

Abbildung 1: Feature-Protokoll

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 7/47

Abbildung 2: Constraint

In bestimmten Fällen ist die (vorübergehende) Deaktivierung eines Features im Feature-Protokoll wünschenswert. In jedem Feature steht ein Pa-rameter mit der Bezeichnung "Constraint" (siehe Abbildung 2). Ist der Wert "1", ist das Feature aktiv; bei "0" inaktiv. Mit Hilfe bestimmter Variab-len 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 Bedin-gung definiert werden, dass der Wert auf 0 (oder 1) gesetzt wird, wenn eine bestimmte Variable größer oder kleiner als ein bestimmter Wert ist. Im Beispiel des Quaders in Abbildung 3 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 nütz-lich 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 Ar-beitsebene 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 nachfolgen-den 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 Funkti-on "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 Zeit-punkt angepasst werden.

Abbildung 4: Feature-Kontextmenü

Abbildung 3: Parametermaße

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 8/47

3.3 Variablen und Formeln 3.3.1 Variablen Bei allen Funktionen, bei denen HiCAD nach einem numerischen Wert fragt, kann eine Variable eingegeben wer-den. Der Name einer Variablen muss mindestens 1 Buchstaben umfassen. Außerdem empfiehlt es sich, deutli-che Namen zu vergeben, damit später keine Missverständnisse hinsichtlich der verwendeten Variablen bestehen. Der Name einer Variablen darf keine Sonderzeichen enthalten.

3.3.2 Variablenliste Wenn Sie eine Variable eingeben, nimmt HiCAD diese automatisch in eine Liste auf. HiCAD unterscheidet zwi-schen 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 Ebene 2 Ebene 3 Ebene 4 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 Vari-ablen anschließend in den untergeordneten Bauteilen entfernt und die Variablen in der Hauptbaugruppe ange-passt werden, werden die Variablen in allen Bauteilen angepasst. Variablen können auf verschiedene Weise ge-steuert werden. Hierauf soll in Kapitel 8 näher eingegangen werden.

Abbildung 5: Ebenen der Variablenlisten

Haupt-Baugruppe

Baugruppe

Baugruppe

Bauelement

Bauelement Bauelement

Bauelement

Bauelement

Feature-Protokoll

Feature-Protokoll Feature-Protokoll

Feature-Protokoll

Feature-Protokoll

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 9/47

3.3.3 Formeln Bei allen Funktionen, bei denen HiCAD nach einem numerischen Wert fragt, kann eine Formel eingegeben wer-den. 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 For-meln 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 wer-den.

Abbildung 6: Modell mit Variablen und Bedingungen (links mit L1=100, rechts mit L1=60)

3

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ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 10/47

3.3.4 Beispiel Abbildung 6 zeigt ein Feature-Protokoll, das nicht nur Werte enthält, sondern auch Variablen, Formeln und Be-dingungen. Das Protokoll enthält nur 1 Variable: L1 (siehe "1"). Eine Reihe von Parametern ist mit Formeln ver-knüpft (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. Das heißt: Wenn L1 nicht größer als 90 ist, nimmt der Parameter den Wert ein, der nach dem Doppelpunkt aufge-führt ist und wird damit deaktiviert. Wenn L1 größer als 90 ist, wird das Feature aktiviert. 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.

L1>90 1 0 ?

Wenn falsch, wenn also L1 kleiner oder gleich 90 ist, dann

Abbildung 7: Erläuterung der Bedingung

:

Wenn wahr, wenn also L1 größer als 90 ist, dann

L1>90 B1>90 0 &

Wenn falsch, wenn also L1 kleiner oder gleich 90 ist, dann

Abbildung 8: Erläuterung der doppelten Bedingung

:

Wenn wahr, wenn also L1 größer als 90 ist, dann

? 1

Wenn wahr, dann Wenn falsch, dann

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 11/47

Abbildung 9: Feature-Protokoll für Feature-Variante

3.4 Feature-Varianten Feature-Varianten sind ein praktisches Hilfsmittel bei der Au-tomatisierung 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 sol-len im Folgenden näher erläutert werden. Um von einem 3D-Bauteil eine Feature-Variante machen zu können, muss das Feature-Protokoll eine oder mehrere Vari-ablen 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 er-stellt wird, wird beim Öffnen des Quaders das Eingabefenster,

wie in Abbildung 10 dargestellt, angezeigt werden. Die Funktion zur Erstellung einer Feature-Variante befindet sich im Kontextmenü des Feature-Protokolls. Hier kön-nen die Variablen angepasst werden; anschließend wird der Quader mit den neuen Variablen konfiguriert. Feature-Varianten von Hauptbaugruppen haben eine andere Funktionsweise. Die Features von untergeord-neten Bauteilen können nämlich nicht beibehalten werden. Bei der Erstellung von Varianten können die einzelnen Teile also nicht geändert werden. Das Ver-hältnis zwischen den Teilen kann jedoch variabel ge-macht werden. Diese Verhältnisse (Constraints) können mit Hilfe des 3D Teile HCM definiert werden, der im Abschnitt 4.1 näher erläutert wird. 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.

Abbildung 10: Eingabefenster für Feature-Variante

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 12/47

3.5 Scriptausführung Über das Kontextmenü eines Features kann in ein Feature-Protokoll eine so genannte Script-Ausführung einge-fügt 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 Wei-se 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 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 12: Beispiel eines Scripts im Editor

Abbildung 13: Scriptausführung im Feature-Protokoll

Abbildung 11: Scriptausführung einfügen

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 13/47

4 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 3D-Kantenzug HCM. Der 3D-Teile HCM stellt Beziehungen zwischen den einzelnen Bauteilen her; er wird im Ab-schnitt 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 Variab-len 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.

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 Defini-tion von Lagebedingungen, jedoch ohne Maße. Mit diesen Funktionen können Bauteile zum Beispiel als konzent-risch 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 Positi-on dieses Punktes auch bei Anpassung des Bauteils unverändert blei-ben. Dadurch können nach der Durchführung von Änderungen Über-raschungen vermieden werden. Bei der Änderung eines Bauteils wird HiCAD automatisch die Bezie-hungen 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 kön-nen, zum Beispiel die Änderung von Werten oder die Aktualisierung bzw. Entfernung von Constraints.

Abbildung 14: Registerkarte HCM

Simulation (Dragger) & Tools Lagebedingungen Maßbedingungen

Abbildung 15: HCM3D-Protokoll

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 14/47

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 Bau-gruppe und jedes Bauteil hat ein HCM3D-Protokoll, in dem Beziehungen geändert oder entfernt werden können.

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 vollstän-dig 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 ge-samte Modell an die neuen Variablen an, vorausgesetzt, dass die Constraints korrekt definiert sind.

Abbildung 16: HCM3D

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 15/47

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. Zu-nächst wird eine Skizze gezeichnet, aus der anschließend beispielsweise ein Translations- oder Rotationsteil ge-fertigt wird.

Der 3D-Kantenzug HCM sucht ferner automatisch nach Beziehungen und legt diese in einem Protokoll fest (AU-TO DIM). Dieses Protokoll erkennt Beziehungen wie zum Beispiel Parallelen oder rechte Winkel. Außerdem kön-nen 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

Abbildung 17: Registerkarte 3D-Kantenzug HCM

Lagebedingungen Maß-/Abstandsbedingungen

Simulationen (Dragger) &

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 16/47

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.

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 Bau-teile nachträglich positioniert (3D-Teile HCM) und/oder angepasst (3D-Kantenzug 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 19: Translationsteil mit definierter Skizze

Abbildung 20:Variablenliste HCM3D

ISD Software und Systeme GmbH, Automatisierung mit HiCAD, Seite 17/47

5 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 wiederkeh-rende Aufgaben automatisiert werden können. Aufgabe eines Makros ist es, die Funktionsweise (oder den Benut-zer) eines anderen Programms zu unterstützen, zum Beispiel durch die Automatisierung bestimmter Arbeits-schritte. 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 Erstel-lung 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. HiCAD-Makros haben immer dieselbe Struktur, siehe Abbildung 21. In der Rubrik "Menu Level", dem allgemeinen Teil eines Makros, steht die Nummer der Menüebene, in dem das Makro gestartet wurde. 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 einge-gangen.

5.3 Makro-Rekorder Mit dem HiCAD-Rekorder HC-MES (HiCAD Makroentwicklungssystem) können häufig wiederkehrende HiCAD-Arbeitsschritte 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 Be-darfsfall 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 wer-den im Makro untergebracht.

START [menu level] Anweisungen END

Abbildung 21:Struktur eines Makros

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Makros können entweder im HiCAD-Makroeditor oder in einem beliebigen Textverarbei-tungsprogramm 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 2D-Bauteils 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 Die HiCAD-Makros bieten Benutzern nicht nur die Möglichkeit, Arbeitsschritte, die mit dem Makro-Rekorder aufgenommen wurden, in ein Makro einzufügen und zu bearbeiten, es kön-nen auch bestimmte spezifische Befehle hinzugefügt werden. Dies können einfache Befehle sein, wie zum Bei-spiel 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 been-det.

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 2D-Umgebung 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 ge-knüpft 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.

Abbildung 22: Hauptmenü des Makro-Rekorders

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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 Standard-befehlen beruhen FUNC-Objekte auf einer einfachen und eindeutigen Syntax. Funktionen können direkt aufgeru-fen 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 Com-puterprogramm mit einem anderen Programm oder Programmteil kommunizieren kann (meistens in der Form von Bibliotheken). Häufig bilden APIs die Grenze zwischen verschiedenen Abstraktionsebenen, so dass Anwen-dungen 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 allge-meine Beschreibung der Bedeutung von API (Wikipedia). Für HiCAD/HELiOS bedeutet dies zu-sammengefasst: Über eine universelle Programmiersprache auf Funktionen zugreifen, die in HiCAD/HELiOS zur Verfügung stehen. Grundsätzlich kann auf alle Funktio-nen 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 Biblio-theken. Die Bibliotheken, auf die zugegriffen werden soll, stehen am Anfang des jeweiligen Scripts. Abbil-dung 23 zeigt ein Beispiel für ein solches Script.

6.2 C# 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.

Abbildung 23: In einem Script aufgeführte Bibliotheken

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6.2.1 Allgemeines C# ist eine objektorientierte Programmiersprache, die von Microsoft im Rahmen der .Net-Initiative entwickelt wur-de 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 ande-ren Programmiersprachen (hauptsächlich Delphi und Java) enthält. Die Sprache C# wurde gemeinsam mit dem .NET Framework eingeführt und wird als eine der wichtigsten Spra-chen für die Plattform angesehen. Abgesehen von Desktop- und Server-Anwendungen (in Verbindung mit ASP.NET) wird die Sprache in Kombinati-on 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:

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.

// <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; } } } }

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Abbildung 24: Plug-in aktivieren

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 Ein-gabe bestimmter Daten auffordert. 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.

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6.3.3 Plug-in (DLL) Ein Plug-in ist ein Zusatz zu einem Computerprogramm. Im Allgemei-nen werden Plug-ins entwickelt, um die Funktionalität eines Pro-gramms zu erweitern oder dieses mit mehr Möglichkeiten auszustat-ten. 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 ge-nanntes Docking Window behandelt, das heißt, das man dieses Fens-ter in HiCAD lose auf dem Bildschirm "schweben" lassen oder "ando-cken" (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

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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 Vari-ante 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 Bau-teilen 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 Vari-ablen und Formeln zur Verfügung. Benutzer haben ferner die Möglichkeit, Formeln für die Konstruktion von Ele-menten 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 wer-den, 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 wer-den. 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, da-mit 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 übergeord-neten Baugruppe oder dem übergeordneten Leerteil 4 Variablen definiert, die anschließend den zugehörigen Parametern der Features zugeordnet werden. Abbil-dung 28 zeigt das Feature-Protokoll einer Platte mit Designvariante (2 Abkantungen + Bohrloch). Punkt [1] zeigt die Variablen der Designvariante, die nach-träglich noch angepasst werden können. Punkt [2] zeigt die ursprünglichen Features, aus der die Design-variante besteht. Auch diese können nachträglich angepasst werden.

Abbildung 27: Platte mit Abkantungen und Bohrloch

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Abbildung 29: Struktur Profile und Platten

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 Die Verbindung von 2 Profilen in HiCAD beinhaltet das Vorhanden-sein mehrerer Bauteile. Dies hat zur Folge, dass für jedes Bauteil ein Feature-Schritt der Designvariante erstellt wird. Eine Designvari-ante 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 Design-variante ist aus der in Abbildung 29 aufgeführten Baugruppe ent-standen. Die Variablen werden in dieser Baugruppe gespeichert; in den zugrunde liegenden Bauteilen werden die Formeln und Variab-len definiert, die zur Erstellung/Bearbeitung der Elemente notwen-dig sind. Das Ergebnis ist in Abbildung 31 abgebildet. Wichtig ist, dass beim Erstellen einer solchen Designvariante den 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 31: Ergebnis

1

2

Abbildung 28: Feature-Protokoll inkl. Designvari-ante

Abbildung 30: Zu verbindende Profile

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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: Feature-Protokoll). Bei einfachen Modellen oder im Falle einer kleinen Anzahl Varianten empfiehlt sich die manuelle Bearbeitung von Variablen. Nach Änderung einer Variablen werden stan-dardmäßig 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 Be-nutzer im Makro Werte (oder Text) eingeben (siehe Abbil-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, ein-fach ausgedrückt, das "neue"“ HiCAD-Makro. Ab der Versi-on HiCAD 2010 können diese Scripts in HiCAD erstellt und gestartet werden. API-Scripte können in verschiedenen Pro-grammiersprachen 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

Abbildung 32:Variablenliste

Abbildung 33:Eingabefenster Variablen

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Abbildung 35: Beispielmenü

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 mehre-ren Eingabefeldern, Schaltflächen oder Dropdown-Listen aufge-teilt. In Abbildung 35 ist ein Beispiel für ein solches Menü aufge-führt. Oben im Menü befinden sich 2 Schaltflächen (Block und Zylin-der). 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 Optio-nen "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 wer-den sollen. Im unteren Bereich des Menüs sind weitere Optionen aufgeführt. Im Feld neben der Dropdown-Liste können verschiedene Textzei-len eingefügt werden. Das System wird die von Ihnen ausgewählte Textzeile einer Variable zuordnen. Rechts neben der Dropdown-Liste 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 benutzer-freundlicheren Menüs eignen sich zum Beispiel die Programmier-sprachen C#, Visual Basic oder Delphi. Mit diesen Sprachen kön-nen 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 hin-aus bietet HELiCON zusätzliche Optionen wie Konstruktionszeichnungen, Positionsnummerierung usw. Weitere Informationen zu HELiCON finden Sie in Kapitel 10.

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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 Pro-gramm 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.

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.

Externe Programmierspra-che, z. B.: Excel-Makro Visual-Basic-Programm

Com+ Verknüpfung: HiCAD objects.dll

HiCAD

Abbildung 36: Verknüpfung VB --> HiCAD

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Abbildung 37: Visual-Basic-Menü

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 müs-sen, zum Beispiel über ein Visual-Basic-Menü 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. Die-ses Programm kann Informationen so-wohl aus einer Datei lesen als auch schreiben. Hierzu muss ein HiCAD-Makro gestartet werden, welches eine Reihe von Schritten ausführt, wie in Abbildung 38 dargestellt.

Start HiCAD- Makro

HiCAD-Makro startet externe Anwendung

Start externe Anwendung

Anwendung schreibt Variablen in .DAT-Datei

Benutzer-Input

Makro liest Vari-ablen aus .DAT-Datei

Makro rechnet weiter mit Variab-len

Abbildung 38: Schema für die Einstellung von Variablen über eine Textdatei

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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 Bedingun-gen 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 we-nigsten 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 Benutzer-angaben. Dies wird häufig bei 2D-Produktkonfiguratoren getan, weil eine 2D-Zeichnung nicht mit einem Feature-Protokoll 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.

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Standard-Produktkonfigurator

Erweiterungen zum Standard (optional)

Benutzer-Input

Spezifikationen (Bedingungen, Berechnungen, Standardwerte, Formeln)

Ergebnis

Techniken (Feature-Technik, Makrotechnik, externe Pro-grammiersprache)

Abbildung 39: Schematischer Aufbau des Produktkonfigurators

Spezifikationen (Informationen zum Bauelement, Zeichnungen im Maßstab 1:1, Stücklisten)

Techniken (Makrotechnik, externe Programmiersprache)

2D-Zeichnung oder 3D-Modell befindet sich in der Modellierum-gebung

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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 für den Input des Benut-zers

Optionen (können kombiniert werden)

Erforderliche Techniken

Manuell Feature-Technik Benutzer- und Modell-Input müssen identisch sein, es sei denn, dass mit einem Feature-Script gearbeitet wird.

HiCAD-Makro + evtl. Menü Feature-Technik Makrotechnik

Office / externe Programmier-sprache

Feature-Technik Makrotechnik - oder über Com+-Verknüpfung - oder über Textdatei

Tabelle 1: Optionen, die für den Input des Benutzers zur Verfügung stehen

9.2.2 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)

Erforderliche Techniken

Feature-Protokoll (begrenzt)

Feature-Technik Einschränkungen: Eingeschränkte Optionen (siehe 0)

HiCAD-Makro

Feature-Technik Makrotechnik

Office / externe Programmier-sprache

Feature-Technik Makrotechnik - oder über Com+-Verknüpfung - oder über Textdatei

Feature-Script Feature-Technik

Tabelle 2: Umsetzung des Benutzer-Input in Modell-Input

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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 Anforde-rungen 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 verwende-ten Erweiterungen mit den dazugehörigen Techniken aufgeführt.

Erweiterung Erforderliche Techniken In Bezug auf Produktionszeichnung Zeichnungen im Maßstab 1:1 von der Blechbear-beitung

HiCAD-Makrotechnik / API-Technik Stückliste in HiCAD Ansichten generieren Rahmen platzieren + Skala anpassen Abmessungen einfügen Angaben zum Bauteil Externe Zeichnung speichern

HiCAD-Makrotechnik / API-Technik 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 Spezifi-kationen bekannt sind, kann das Standardmodell mit den jeweiligen Variablen gezeichnet werden. Welche Tech-niken hierzu erforderlich sind, hängt davon ab, an welcher Stelle sich die Variablen im Modell befinden (siehe Tabelle 4).

Was ist vari-abel?

Optionen (können kombi-niert werden)

Erforderliche Techniken

Variablen in Features Feature-Technik

Variablen in 3D-Skizze Feature-Technik HCM3D C-edge

Variablen zwischen Bau-teilen

- oder HCM3D Parts - oder Makrotechnik - oder API-Technik

Tabelle 4: Techniken zur Bearbeitung eines Standardmodells

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9.3 Beispiele Im vorliegenden Abschnitt sollen einige Beispiele für Produktkonfiguratoren zusammen mit den jeweils verwende-ten 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. An-schließend 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 über-tragen. Anschließend wird das HiCAD-Makro ge-startet.

» 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 muss-ten. Es ist leichter, die Positionierung anhand eines Makros auf der Grundlage von festgelegten Punk-ten 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

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Abbildung 41: Standard-Rollenbahn

9.3.2 Rollenbahn Im folgenden Beispiel erfolgt der Input über ein HiCAD-Menü. Anschließend wird dieser Input von einem HiCAD-Makro berechnet, die tatsächlichen Variablen werden dann an ein Standardmodell weitergegeben. Folgende Techniken wurden eingesetzt:

» HiCAD-Menü

» HiCAD-Makro

» Feature-Technik

» HCM3D Zunächst wird das Standardmodell importiert. Dieses Standardmo-dell (Abbildung 41) hat nur eine Rolle, die später vom Makro ko-piert werden wird. Auf der Grundlage der angegebenen Länge berechnet das System, wie viele Rollen benötigt werden. Diese werden anschließend an den korrekten Positionen eingefügt. An-schließend werden alle Variablen und/oder Formeln in die Feature-Parameter eingegeben. Es wurde entschieden, viele Berechnungen in die Feature-Parameter zu integrieren, um die Komplexität des Makros zu be-grenzen. 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 Mak-ros, also nicht mit HCM3D Parts, zu positionieren. Außerdem wur-den an verschiedenen Bauteile Punkte angebracht, anhand derer alle Bauteile positioniert werden sollen, um eine stabile Konstrukti-on des gesamten Modells an der richtigen Stelle zu gewährleisten. 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 Abbil-dung 42 aufgeführt, ist in Abbildung 43 zu sehen.

Abbildung 43: Endergebnis des Produktkonfigurators

Abbildung 42: Eingabemenü

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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 gezwun-gen, mit einem HiCAD-Makro zu ar-beiten, das anhand des Inputs eine Reihe von 2D-Zeichenfunktionen ausführt. 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 Ab-messungen erstellt werden. Anschließend sollte der Konfigurator automa-tisch in Excel eine Stückliste generieren. Folgende Techniken wurden eingesetzt:

» 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 Excel-Datei 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 Licht-straße

Abbildung 44: Lichtstraßen

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Ergebnis Abbildung 46 zeigt das 2D-Modell, das automatisch auf der Grundlage der eingegebenen Werte gezeichnet wur-de. 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

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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. Folgende Techniken wurden eingesetzt:

» API (C#-Menü) Bei diesem Konfigurator hat man sich für ein Me-nü entschieden, das in einer externen Program-miersprache, 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 unzu-reichend ist, erfüllte dieses nicht die gestellten Anforderungen (siehe Abbildung 48).

» HiCAD-Makro Da zum Zeitpunkt der Erstellung des Konfigurators die API-Schnittstelle noch nicht über alle gewünschten Funktionen für die Blechbearbei-tung (Zeichnung generieren) verfügte, mussten die im Menü aufgeführten Variablen von einem Makro verarbeitet werden. Dieses Makro übernimmt auch den 2D-Teil (Gravierungen in Zeichnungen einfü-gen) 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 varia-bel zu machen.

Ergebnis Das Ergebnis enthält ein 3D-Modell sowie alle benötigten Zeichnungen, die in der Sheet-Umgebung erstellt wur-den und die auch die Gravierungen enthalten. Die Gravierungen wurden als gelbe 2D-Texte in das Produkt einge-fügt (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.

Abbildung 48: Eingabemenü Lüftungsgitter

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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 Produktva-rianten entwickeln. Mit HELiCON können Sie einen Produktkonfigurator selbst erstellen und damit Standardpro-dukte und alle zugehörigen Dokumente im Handumdrehen an die gewünschte Variante anpassen. Sowohl einfa-che 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 verschiede-ne 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 ei-nem 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 Dokumen-ten. Dadurch können nicht nur die Produktkosten gesenkt und die Auftragslaufzeit verkürzt werden, Unterneh-men können Kunden auch in kürzester Zeit eine 3D-Zeichnung von dem nach Maß entworfenen Produkt präsen-tieren. 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 Un-ternehmen 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 be-nutzte 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 CAD- sowie 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 Produkt-automatisierung gerichtet ist. Die Verbindung zum PDM-System Helios ist selbstverständlich, damit Standardele-mente abgerufen und neue Artikelkarten für die konfigurierte auftragsspezifische Geometrie erstellt werden kön-nen. Eine Konfiguration, die mit der Engineer-Edition erstellt wurde, resultiert letztendlich in einem neuen PDM-

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Projekt, einschließlich einer im Handumdrehen erstellten 3D-Baugruppe sowie einem Paket mit Fertigungszeich-nungen. 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 Konstruktions-zeichnungen erforderlich ist.

10.2.1 HiCAD / HELiOS Bei der Produktkonfiguration mit HELiCON Engineer wird immer von einem parametri-schen Produktmodell ausgegangen. Letztendlich werden mit dem Konfigurator das Pro-duktmodell und folglich die Detailzeichnung angepasst, falls mit HELiOS gearbeitet wird. Der Konstrukteur muss daher (noch immer) von einem Basismodell mit bestimmten Pa-rametern 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 wer-den.

10.2.2 HELiCON Connector Mit dem HELiCON Connector können Basismodelle in das HELiCON Studio ex-portiert werden. Der HELiCON Connector bietet viele Einstellungen zur Übertra-gung der richtigen Konfiguration, zum Beispiel: Bezeichnung von Variablen, zu übernehmende Attribute, zu erstellende Ansichten, Einstellungen für die Positi-onsnummer 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

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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 Beispiel-projekt.

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 Con-nector 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.

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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

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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 wer-den, 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 Zylin-ders aufzeigt. Für bestimmte Elemente gibt es mehrere Varianten, die zunächst gezeichnet werden müssen, da-mit anschließend im HELiCON Studio definiert werden kann, wann welche Variante auszuwählen ist. In Studio kann ferner die gesamte Oberfläche des Konfigurators definiert werden.

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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.

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Abbildung 54: Konfigurator für einfachen Zylinder

Abbildung 55 HELiCON Studio - Projekt für einfachen Zylinder. .

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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: Beschreibung Allgemeine Begriffe: Constraint Bezug Com+ Software-Architektur, welche die Entwicklung von komponentenbasierten An-

wendungen unterstützt. Ziel der COM-Architektur ist es, Entwickler dazu anzure-gen, wiederverwendbare Softwarekomponenten zu entwickeln.

Dynamische Modellierung Form der Modellierung, bei der kein Feature-Protokoll geführt wird. (Freie/Direkte Modellierung)

Parametrische Modellierung Form der Modellierung, bei der ein Feature-Protokoll geführt wird. Auch als Fea-ture-basierte Modellierung bezeichnet.

Designvariante HiCAD-Tool, mit dem anhand von Parametern mehrere Feature-Schritte zugleich ausgeführt werden können.

Feature Eigenschaft eines bestimmten Arbeitsschritts, der an einem Bauteil ausgeführt wird.

Feature-Technik Pro Bauteil wird ein Protokoll geführt, in dem alle ausgeführten Bearbeitungen und deren Parameter gespeichert werden.

Feature-Protokoll Liste, in der in chronologischer Reihenfolge alle Features aufgeführt sind, die sich auf ein Bauteil beziehen.

Fixieren Festlegen FUNC Befehl in einem HiCAD-Makro HCM3D HiCAD Constraint Manager 3D Instance Vorgang; eine Rubrik eines HiCAD-Menüs kann verschiedene Vorgänge enthal-

ten. Integer (%) Eine Zahlenvariable Makrotechnik Technik, die sich die Verwendung von HiCAD-Makros zunutze macht. Makro-Recorder Tool zur Registrierung von Arbeitsschritten in einem HiCAD-Makro. Submakro Makro, das von einem Hauptmakro aufgerufen wird. Überdimensioniert Eine Skizze enthält oder zwischen Bauteilen liegen zu viele Bezüge vor, die da-

durch nicht erhalten bleiben können. Produktkonfigurator Tool, mit dem automatisch anhand eines oder mehrerer Parameter ein Modell

konfiguriert werden kann. Produktvarianten Versionen eines Produkts mit gleicher Geometrie jedoch mit unterschiedlichen

Parametern. Parametische Dimension Wiedergabe eines Feature-Parameters in der Modellierumgebung (Scène). String ($) Zeichenfolge, die sowohl Buchstaben als auch Ziffern enthalten kann. Sections Rubriken in einem HiCAD-Menü Scriptausführung Feature, bei dem ein Visual Basic Script ausgeführt wird. VBScript VBScript ist eine von Microsoft entwickelte Script-Sprache, die Bestandteil von

Visual Basic for Applications (VBA) ist. Variable Beliebiges Element einer vorgegebenen Menge

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HiCAD-spezifische Begriffe: Body Bauteil ohne Features Bauteil Teil eines HiCAD-Modells. Ein Modell kann aus Bauteilen Baugruppen oder

Dummy-Elementen (Leerteilen) bestehen. Baugruppe (Assembly) Übergeordnete Gruppe von Bauteilen oder anderen Gruppen Dummy (-Element) Bestandteil eines HiCAD-Modells ohne direkte Geometrie (Leerteil) Dragger Funktion in HiCAD, mit der Bauelemente manuell jenseits ihrer Bewegungsfrei-

heit verschoben werden können Extrusionselement Ein aus einer 3D-Skizze entstandenes Bauelement Fillet Abgerundeter Rand eines Festkörpers ICN Information & Communication Navigator Part Bauelement/-teil Rotationselement Ein aus einer (Rotations-) Skizze entstandenes Bauteil Solid primitive Standardform eines Bauelements Scène Modellierumgebung in HiCAD (in der sich visuell das Produkt befindet) Sketch 3D-Skizze Trough hole Durchgangsbohrung Divide Aufteilung eines Bauteils in mehrere Elemente Arbeitsebene Bereich innerhalb der 3D-Umgebung, in dem Bearbeitungen ausgeführt werden Abkantung Blechbearbeitung: eine bestehende Platte mit einer abgekanteten Seite versehen HELiCON Innovatives Tool zur Erstellung eines Produktkonfigurators HELiCON Enterprise Systemlösung zur Schaffung, Instandhaltung und Verbesserung eines Unter-

nehmensprozesses HELiCON Engineer Systemlösung zur Erstellung eines Produktkonfigurators HELiCON Connector Tool, mit dem CAD-Informationen in das HELiCON Studio exportiert werden kön-

nen HELiCON Studio Tool zur Konfigurierung des Konfigurators HELiCON Configurator Tool für den Einsatz des Konfigurators HELiCON Job Agent Tool, mit dem der HELiCON Configurator in HiCAD importiert und gestartet wer-

den kann