Rechnergestütztes Konstruieren im Metallbau und Holzbau · 2019-07-17 · Rechnergestütztes...

Rechnergestütztes Konstruieren im Metallbau und Holzbau Dr.-Ing. Hans-Walter Haller

Rechnergestütztes Konstruieren im

Metallbau und Holzbau


CAD-Systeme für den Stahlbau

• 2D –rz industriebau

• 3D –Advance Stahlbau (AutoCAD)

–BOCAD

–ProSteel (AutoCAD)

–TEKLA


Standard-Funktionen von 3D-Applikationen

• Modellerstellung

– Verlegung Einzelbauteile

– Bearbeitung Einzelbauteile

– Verbindungsmittel

– Anschlussmakros

– Strukturelemente

• Zeichnungserstellung

• Abfragen


Profilverlegung – Beispiel Advance Menü


Profilverlegung – Beispiel BOCAD Dialogbox


Blechverlegung – Beispiel BOCAD Dialogbox


Bauteilbearbeitung – Beispiel Advance


Verbindungsmittel – Beispiel BOCAD Schweißnähte


Verbindungsmittel – Beispiel BOCAD Schrauben


Anschlussmakros – Beispiel BOCAD - Menü


Anschlussmakros – Beispiel TEKLA - Menü


Anschlussmakros – Beispiel BOCAD


Anschlussmakros – Beispiel Tekla


Anschlussmakros – Beispiel Advance


Strukturelemente – Beispiel Advance


Strukturelemente – Beispiel TEKLA


Automatische Zeichnungserstellung


Abfragen – z.B. In der Werkstatt verbundene Teile


Spezielle-Funktionen von Applikationen

• Benutzerdefinierte Komponenten

• Parametrisierte Konstruktion

• Automatisches Erzeugen von Körnerpunkten

• Anzeige von Daten aus Produktion

• Multi-Using


Benutzerdefinierte Komponenten - TEKLA

Binden von Flächen


Parametrisierte Konstruktion – Beispiel rzindustriebau


Automatische Erstellung Körnerpunkte


Rückmeldung Daten aus Produktionssteuerung

• Erfassung per Barcode

– Einzelbauteil angearbeitet

– Bauteil zusammengebaut

– Bauteil beschichtet

– Bauteil versendet

– Bauteil montiert

• Anzeige der Fertigungs- und Montagestandes im

CAD-Programm


Multi-Using


Vergleich Funktionen


Beispielkonstruktionen


Luitpoldbrücke Bamberg - Tekla

• 80 m Länge, 22 m Breite, 14 m Höhe

• 3-Gurt Fachwerkbogen aus Rundrohren

• 800 t


Luitpoldbrücke Bamberg - Tekla


MARTa-Museum Herford - BOCAD

• 280 t Stahl tragen 5000 m² Edelstahl

• Toleranz 1,5 mm

• Laser-Cuts


Ufo Zoetermeer (NL) - Advance

• Durchmesser 35 m, Höhe 12 m

• 290 t Stahl


Ufo Zoetermeer (NL) - Advance


Madrid Parques Reunidos - ProSteel

• Grundfläche 30 m * 110 m

• Höhe 52 m

• Länge 450 m

• 105 km/h


Madrid Parques Reunidos - ProSteel


Neue Messe Mailand - Advance

• 2 Mio Ausstellungsfläche (größtes Messegeländer der Welt)

• 1,3 km langer Verbindungsgang zwischen 10 Hallen

• 46400 m² Dach mit 190 Baumstützen

• Alle Stützen unterschiedlich

• 2000 t Stahl

• 2300 DIN-A0 Pläne


Neue Messe Mailand - Advance


3D-Modellerstellung

• Kantenmodell

• Flächenmodell

• Volumenmodell

• Produktmodell

hwh

Rechteck


Bauteilgrundform: Gerades Profil


Bauteilgrundform: Gekrümmtes Profil


Bauteilgrundform: Rechteckiges Blech


Bauteilgrundform: Blech mit beliebiger Außenkontur


Standardquerschnitte


Standardquerschnitte im Stahlbau


Beliebige und Zusammengesetzte Querschnitte


Rohbauteil mit Bearbeitungen


Bearbeitung: Gehrungsschnitt


Bearbeitung: Ausnehmung


Bearbeitung: Loch


Bearbeitung: Signierung


Bearbeitung: Kaltverformung


Bearbeitung: Schweißnahtvorbereitung


Bearbeitung:

Schweißnahtvorbereitung


Plazierung von Bauteilen im Raum


Lageveränderung bezüglich Einfügekoordinatensystem


Datenaustausch/Schnittstellen

Schnittstellen/Formate

Grafik-

Schnittstellen

Rasterdateien (z.B. .BMP)

Vektorgraphik (z.B. DXF)

Produkt-

Schnittstellen

Produktschnitt-

stelle Stahlbau


DXF-Schnittstelle (Beispiel)

0 Beginn des Abschnittes EntitiesSECTION 2ENTITIES 0

LINE Beginn des Datensatzes Linie 8

0 Layer 10

0.0 x-Koordinate des Linienanfangspunktes 20

0.0 y-Koordinate des Linienanfangspunktes 11

100.0 x-Koordinate des Linienendpunktes 21

0.0 y-Koordinate des Linienendpunktes 0

CIRCLE Beginn des Datensatzes Kreis 8

0 Layer 10

50.0 x-Koordinate des Kreismittelpunktes 20

0.0 y-Koordinate des Kreismittelpunktes 40

25.0 Radius des Kreises 0

ENDSEC Ende des Abschnittes ENTITIES


DXF-Gruppencodes

Gruppencode Folgender Wert0-9,

1000-1009Zeichenkette

10-59

210-239

1010-1059Gleitkommazahl

60-79

1060-1079Ganzzahl

Gruppencode Folgender Wert0 Tabelleneintrag, Datensatz oder An-

fang eines Abschnittes2 Name, Attributsbezeichnung, Bolck-

name usw.8 Layername10 Erste x-Koordinate eines Objektes20 Erste y-Koordinate eines Objektes30 Erste z-Koordinate eines Objektes11 Zweite x-Koordinate eines Objektes21 Zweite y-Koordinate eines Objektes31 Zweite z-Koordinate eines Objektes40 Gleitkommawert, z.B. Radius


Datenübertragung zwischen

Einzelprogrammen mit Einzelschnittstellen


Schwierigkeiten bei Einzelschnittstellen

• Programmierung kostet viel Zeit und wird dadurch

teuer

• Anzahl der Einzelschnittstellen steigt schon bei

wenigen Beteiligten ins Uferlose

• Interesse zur Definition ist seitens der Software-

Hersteller bei gleichartigen Programmen gering


Datenübertragung zwischen Einzelprogrammen

über standardsierte Schnittstellen


Datenaustausch über Produktschnittstelle


Vorteile der Produktschnittstelle

• Anbindung eines neuen Programmes geht sehr

schnell

• Eine Schnittstelle reicht aus, um mit allen anderen

Programmen zu kommunizieren

• Datenredundanzen lassen sich weitgehend

vermeiden

• Wartungsaufwand für Programme und

Schnittstellendedinition ist kleiner


Möglichkeiten mit der Produktschnittstelle

• Stahlkonstruktion CAD->CAD

• Statisches System (Statik)->Rohkonstruktion (CAD)

• Ermittlung statischer Systeme aus CAD-Daten

• Steuerung von Fertigungsmaschinen

• Erstellung einer Bahnplanung für einen Roboter

• Programmunabhängige Archivierung


Datenübertragung an Bahnplanung Roboter


Anpassen von AutoCAD

• Makro-Programmierung

– AutoLisp

– Visual Basic

• Script-Bearbeitung

– mit Hilfe des Befehls “Script”

– mit Hilfe eines angepassten Excel-Blatts


Beispiel: Makro zum Zeichnen “Das Haus

vom Nikolaus” Sub nikolaus()

Dim lineObj As AcadLine

Dim startPoint(0 To 2) As Double

Dim endPoint(0 To 2) As Double

startPoint(0) = 0: startPoint(1) = 0: startPoint(2) = 0

endPoint(0) = 10: endPoint(1) = 0: endPoint(2) = 0

Set lineObj = ThisDrawing.ModelSpace.AddLine(startPoint, endPoint)




...







End Sub


Script-Datei ablaufen lassen mit Befehl

“Script”

1. Datei mit Texteditor erstellen und unter dem Namen

“Nikolaus.scr.” abspeichern

2. In Befehlszeile den Befehl “Script” aufrufen und diese

Datei öffnen.

linie 0,0

10,0

10,10

0,10

0,0

10,10

5,15

0,10

10,0


Excel-Sheet für Script-Erzeugung

verwenden


Eingaben in Excel-Sheet

• Feld A1: Breite/Höhe des Nikolaus-Haus

• Feld A3: ="linie 0,0"

• Feld A4: =VERKETTEN(TEXT(B1;"0");",0")

• Feld A5: =VERKETTEN(TEXT(B1;"0");",";TEXT(B1;"0"))

• Feld A6: =VERKETTEN("0,";TEXT(B1;"0"))

• Feld A7: ="0,0"

• Feld A8: =VERKETTEN(TEXT(B1;"0");",";TEXT(B1;"0"))

• Feld A9: =VERKETTEN(TEXT(B1/2;"0");",";TEXT(B1*1,5;"0"))

• Feld A10: =VERKETTEN("0,";TEXT(B1;"0"))

• Feld A11: =VERKETTEN(TEXT(B1;"0");",0")


Befehl: -gruppe

• Bearbeitung von Gruppen aus

Zeichnungselementen:

• Optionen

• ER: Erzeugen einer neuen Gruppe

• H: Hinzufügen neuer Zeichnungselemente in eine

Gruppe


Komplexere Script-Datei

plinie 0,0 5000,0 5000,10000 0,10000 s

extrusion l 4000 0

-gruppe er aussenhuelle Diese Gruppe beschreibt die Aussenhülle

l

plinie 200,200 4800,200 4800,9800 200,9800 s

extrusion l 3800 0

-gruppe er innenhuelle Diese Gruppe beschreibt die Innenhülle

l

differenz gr aussenhuelle

gr innenhuelle

-gruppe er huelle Diese Gruppe beschreibt die Huelle

l

bks 3p 0,0,0 1000,0,0 0,0,1000

quader 500,1000,0 @4000,1000,-200

differenz gr aussenhuelle

l

KE

Universität Stuttgart Institut für Konstruktion und Entwurf Schwerpunkte: Stahlbau, Holzbau und Verbundbau Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann

Terminplan Sommersemester 2019

12540 – CAD/ CAM im Stahlbau

Dr. Ing. Hans- Walter Haller

Gruppe 1: Donnerstags, 13:30 - 16:00 Uhr Gruppe 2: Donnerstags, 16:00 - 18:30 Uhr

KW Termine Raum Veranstaltung

15 11.04.2019 CIP- Pool; 1.153 Vorlesung/ Übung






23 06.06.2019 Villingen-Schwenningen Exkursion

26 27.06.2019 CIP- Pool; 1.153 Tutorium




31 01.08.2019 CIP- Pool; 1.153 Prüfung

(Stand: 27.03.2019)

Änderungen werden über Aushang oder Internet bekannt gegeben: https://ilias3.uni-stuttgart.de/

https://ilias3.uni-stuttgart.de/

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