WO2007079759A1 - Verfahren und vorrichtung zum konstruieren eines formteils - Google Patents

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WO2007079759A1
WO2007079759A1 PCT/EP2005/013971 EP2005013971W WO2007079759A1 WO 2007079759 A1 WO2007079759 A1 WO 2007079759A1 EP 2005013971 W EP2005013971 W EP 2005013971W WO 2007079759 A1 WO2007079759 A1 WO 2007079759A1
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WO
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product
kinematic
mode
control information
kinematics
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Application number
PCT/EP2005/013971
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Ripa
Robert Kolerus
Original Assignee
Webasto Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design

Definitions

  • the present invention relates to a method and a method
  • I device for constructing a product with kinematic component, in particular a body system of a motor vehicle, using a computer-aided design tool.
  • the invention is in the technical environment of the product development process of a product.
  • product development process is understood to mean a query of phases and activities that are necessary for the production of a technical product. These phases include z. B. Definition, development and construction of a corresponding technical product.
  • the activities associated with a particular phase require, among other things, information from earlier phases.
  • this product development process is extremely complex.
  • a model is a simplified image of a real product or a section of the product, such as a component.
  • the real product or parts thereof are hereinafter also referred to as "feature" or functional elements.
  • a design element is understood to mean a characteristic of a technical product, ie an aggregation of geometrical shapes and / or technological components.
  • a design element represents a component or a component of a product and contains geometrical determinations, e.g.
  • This characteristic of the technical product comprises a multiplicity of automatically evaluable information, the term "information" meaning the abstract meaning content (or semantics) of a description, an instruction, a message and the like. This information is typically available to the appropriate computer in the form of encoded data stored in a database called a library.
  • the electronic library includes all types of design elements needed to construct a corresponding product.
  • the designer creates a design element by selecting a corresponding type of design element from the database, generating a copy of that design element, and parameterizing the article when created. Therefore, it is not necessary for the designer to create a required design element from the beginning to the new.
  • CAD Computer Aided Design
  • Modern design tools offer the possibility to define design elements as part of product models.
  • CAD design tools known today are, for example, CATIA, UniGraphics, ProEngineer, I-DEAS. These programs are available in different versions and extension levels, so that the actual design process can differ depending on the program used and the version used.
  • the present invention relates in particular to the design of products by means of the CAD program CATIA Version 5 (CATIA V5), without, however, limiting the invention to this exclusively.
  • CATIA Computer Aided Three-
  • CATIA V5 Conceptual CAD tool
  • the current CATIA V5 version has a completely new and completely redesigned interface and structure compared to the previous CATIA V4 version, which fundamentally changed the way CATIA V5 works.
  • the geometries generated by CATIA V5 have not only information about their geometric definition (as with CATIA V4), but also parametric and associative component-comprehensive properties.
  • Parametric means here and in the entire patent application a component internal variability.
  • Associativity refers to a component-wide function.
  • the particular advantage of this design tool is that individual software modules of the design tool can work independently and exchange information with each other. By means of these individual software modules, different designers can work on different components of the same product. In this way, multiple designers can simultaneously work on the same product using different software modules while monitoring the changes that other designers are making to other components. Building a model for a product to be developed using CATIA V5 requires building complex product structures to ensure a clear flow of information without feedback. The representation of the model of such a product is hierarchical, so tree-like, to ensure a clear, non-feedback distribution of information.
  • CATIA V5 supports such a hierarchical mapping of a product to be constructed in a very effective way.
  • the database 1 information for the characterization of various products in a bill of materials, hierarchical structure are stored.
  • the information of a main product 2 and its subproducts 3 and their components 4 are stored in the database.
  • the CATIA V5 design tool 6 is coupled to this database 1 via an interface 5.
  • the design tool 6 extracts from the database 1 the corresponding information and is thus able to present a model for the main product HP to be constructed, which according to the database 1 has a hierarchical model structure and corresponding subproducts UP1, UP2 and components Kl - K4 has to generate.
  • a single-stage model structure of the main product HP to be constructed is required.
  • this one-step model structure is no longer compatible with the requirements of a bill of materials for building the database, which would be required for follow-up processes.
  • the single-stage model structure must therefore be re-evaluated for each kinematic investigation and thus for each new product to be constructed. provides and optimizes. For this, however, a high workload is required by the multiple construction of a single-stage model structure for kinematic testing of a product to be constructed during the product development process. Fast timely kinematic examinations of the product to be constructed and the accompanying optimization measures are not possible or only exceptionally expensive.
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved and, in particular, a more efficient design of a product with a kinematic component.
  • a further object is to enable an automated construction of such a kinematic product, including a kinematics examination.
  • Another object of the invention is to enable kinematic examinations already during the construction of the kinematic products.
  • a method of constructing a kinematic product comprising the steps of: (a) collecting the first control information required to construct a kinematic of a product or one of its components in a first handover model in design mode, the first control information NEN are predetermined by the nature of the product or its component;
  • a device for constructing a product with kinematic component in particular a body system of a motor vehicle, using a computer-aided design tool, with a database in which the component geometry and kinematics relevant parameters and control information of a product and its components are stored, with a with the Database-coupled design module, which is designed to dimension based on the data stored in the database, the component geometry of the product, coupled to a database kinematics module, which is designed based on the data stored in the database, the kinematics of Dimensioning the product, with the design module and the kinema- Tikmodul each have at least one adapter device which serve to transfer the control information between the design module and the kinematics module. (Claim 17)
  • a computer program product in particular data carrier, on which a program is stored, which is designed to carry out a method according to the invention.
  • the idea underlying the present invention is to provide an automated design of products incorporating information about kinematic changes of these products.
  • a workflow is provided, the quasi-double structure of a kinematic structure model, which is present in a one-stage kinematic structure, in a hierarchical, ie bill of material structure, which is used for the construction of the still product to provide a construction process, just the kinematic changes of the product are taken into account.
  • the kinematic structural model of a respective product is in the form of a skeleton model, which is already suitably pre-dimensioned with regard to the desired kinematics. If the geometry of the product to be designed changes, then this typically also involves a change in the corresponding kinematics.
  • the particular advantage of the present invention consists in the fact that an automatic recalculation of the changed component geometries including the changed skeletal kinematics is possible here.
  • the essence of the present invention is that the pure construction of a component and possibly other functions, So the determination of geometric dimensions of the component, in the design mode, which is hierarchical, multi-level structure, takes place.
  • the investigations of the kinematics of this component and the ensuing dimensions are carried out in a dedicated kinematics mode, which is constructed in one stage.
  • these two modes ie the design mode and the kinematics mode, are linked with one another.
  • Design mode and kinematic mode require information about the geometry of the part and control information that is read from a dedicated database.
  • This information about the component geometry and the control information are subsequently changed in the respective design mode or kinematics mode. It is essential, however, that when linking the design mode and kinematic mode, only the control information is not exchanged among the information concerning component geometry. So that a simple information equalization of the control information generated in the respective modes can take place, specially provided transfer models are provided. These handover models provide the appropriate control information for the other mode.
  • control information which is required both in the design mode and in the kinematic mode, is present twice, that is to say both in the design mode and in the kinematics mode.
  • the particular control information for the other mode can not be changed in the local mode, but only for a change or adaptation the component geometry or kinematic dimensions can be used.
  • only those control information are exchanged which are not present in the respective other mode and which are required in the respective other mode, for example for the construction or the kinematics.
  • the corresponding control information needs to be updated after changing this control information and information based thereon, respectively, in the other mode.
  • control information is to be understood below to mean abstract information about the product to be constructed, which is therefore not yet detailed. These are, in particular, basic geometric information, such as point, lines, plane, surface, curves, etc., which define the characteristics of a not yet completely designed, detailed component. So there is no fixed geometry here.
  • component geometric information are understood such physical representations of the component that are relevant to the design tool and set the corresponding component already in more or less detailed form. The same applies to information about the kinematic dimensioning of a component.
  • write authorizations are assigned to a respective mode. These write permissions indicate which control information can be changed in which mode and which control information can only be read.
  • CATIA V5 realizes this by means of a so-called "context", which specifies a genesis context of a component of a structure. This context therefore indicates where or in which mode a respective component of a product was generated. This context thus indicates which of the control information can be changed in a respective mode and which not.
  • a first context is provided, which states that in the design mode only the control information concerning the actual design (for example geometry, shape, dimension, etc.) can be changed, but not the control information relating to the kinematics.
  • a second context is provided, which states that in the kinematic mode, only the second control information relating to the kinematics, but not the first control information relating to the design, can be changed.
  • a dynamic design process is possible with the inclusion of the respective kinematics of a component.
  • a corresponding design tool thus has additional functionality that relates to the kinematics of the components to be constructed when imaging a product in a hierarchical structure. This was in previous design tools, such. For example, in the parametric associative CATIA V5 tool, not possible.
  • kinematic examinations of products to be constructed can already be carried out during the construction of these products in a hierarchical structure. Respective design elements and individual components of the product automatically adapt to the kinematics through the parametric associative construction. table structure model. In the case of a more or less large change in the shape of a product to be constructed or individual design elements or components of this product, the kinematic inherent in the modified product no longer needs to be re-examined in a complex manner for each individual product since this now takes place fully automatically , The advantages of this solution according to the invention are obvious:
  • component geometries are generated in the design mode and kinematic dimensions of a product or its components in the kinematics mode.
  • first control information and second control information are provided, the first control information containing system-related basic geometries of the product and the second control information system-related cross-product basiskinematic information.
  • the first and the second control information are installed both in the single-stage structural model of the kinematic mode and at the same time in the hierarchical structural model of the design mode.
  • the first and the second control information are available in kinematics mode and in the design mode in each case in an updated form, including the changed geometries and / or kinematics.
  • a transfer model is provided in each case for the design mode and the kinematics mode, by means of which the first control information can be transferred from the design mode to the kinematics mode or by means of which the second control information can be transferred from the kinematic mode to the design mode.
  • a context is assigned to the design mode and the kinematics mode, which indicates which of the first and second control information may be changed within a respective mode and which control information may not be changed there.
  • a first context is provided in the design mode indicating that only first control information may be changed in design mode.
  • a second context is provided in the kinematic mode, which indicates that only second control information may be changed in kinematic mode.
  • the second structural model of the kinematic product is in kinematics mode in the form of a skeleton model.
  • the data on the geometry and the kinematics of a product as well as the control information of the second structural model are stored as a unit in a single object of a database and read out from this again.
  • NEN of the first structural model each stored separately in a plurality of objects of a database and read out of this again.
  • a CATIA V5 design tool is provided.
  • the following method steps are also carried out after method step (g): additional obstruction of the removed components together with other kinematic and non-kinematic components into the second structural model in kinematic mode and linkage with the kinematics specified in kinematic mode; Kinematic check of the product reconstituted with the product geometry of the product.
  • the individual method steps or parts thereof are performed iteratively to optimize the method.
  • the device has a plurality of computer-aided devices for constructing the same kinematic product, each of which accesses the same database and which each have at least one construction module and at least one kinematics module for construction.
  • a common interface of the design module and the kinematics module with the database is provided.
  • both data of the first and the second structural model are stored in the database.
  • the database has a black box in which the data of the second structural model are stored as a whole i and can only be read out as a whole.
  • the database is designed as a VPM database, which enables parallel work for multiple users on this database.
  • the kinematic product is designed as a sunroof or as part of a sliding roof.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a construction system based on CATIA V5 for explaining the general problem
  • Fig. 2 shows a schematic structure of a construction system according to the invention for the construction of a kinematic product by an extension of a hierarchical design tool such.
  • a hierarchical design tool such as Eg CATIA V5;
  • 3 shows a first working sequence for the construction of a kinematic product with automatic inclusion of its kinematics
  • 4 shows a second workflow for the construction of a kinematic product with automatic inclusion of its kinematics
  • FIG. 5 shows a third workflow for the construction of a kinematic product with automatic inclusion of its kinematics.
  • FIGS. 3 to 5 are block diagrams of an apparatus for carrying out a method according to the invention corresponding to FIGS. 3 to 5.
  • kinematics is a branch of mechanics that deals with the geometric description of motions without considering the cause of the motion.
  • the kinematics are used to modulate the objects of an animation system, so-called kinematic chains.
  • a kinematic chain is the arrangement of several rigid bodies that are linked by conditions to each other or to the environment.
  • a rigid body is a geometric object that can not be deformed.
  • a kinematic condition is a joint.
  • a joint can z. B. indicate the type of movement, for example.
  • the skeleton model for a product to be constructed corresponds to a kinematic chain IJ te, where the individual rigid bodies are individual parts and design elements of this kinematic chain.
  • a significant advantage for the imaging of a kinematics by means of egg g nes skeleton model is the ability to produce a particular product a connection between the kinematic chain and the geometry used.
  • the skeleton model information is typically stored in a database in the form of control information.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the structure of a construction system according to the invention for the construction of a kinematic product by an extension of a hierarchical design tool.
  • Reference numeral 10 in Fig. 2 denotes a product database - or generally PDM database.
  • the product database 10 information for characterizing various products is stored in a BOM-justified structure.
  • Such a bill of material for a fair construction of the database is characterized by a hierarchical structure of the information stored there for the main products 11, sub-products 12 and individual components 13.
  • This hierarchical structure of the information stored in the product database 10 is predefined in particular by subsequent processes, such as, for example, sales, purchasing and the like.
  • a main product 11 designed as a sunroof is provided.
  • This main product 11 is divided into a plurality of sub-products 12, for example a glass lid 12 and its mechanism 12, which in turn are subdivided into a plurality of different individual components 13.
  • the individual components 13 can also be subdivided further (not shown in FIG. 2).
  • this product database 10 all the information of the respective product 11, its subproducts 12 and the individual component 13 are available.
  • This information may be in the form of abstract control information or in the form of concrete component geometries or kinematic dimensions.
  • the product database 10 also comprises a so-called black box 19.
  • black box refers to a special mode of the VPM method. Database.
  • this black box 19 which, like the individual components 13, represents only a single object, all the information relating to the main product 11 is stored in a single-stage, linear representation. Because the black box 19 only a single
  • VPM Virtual Product Management
  • PDM Process Data Management
  • the different users each have different writing rights, reading rights and the like can be granted.
  • the particular advantage is that multiple users can access the same database 10, that is read information from the database 10 and can write in again.
  • the individual users access, for example, different subproducts 12 or components 13 of the respective main product 11 at the same time and can equally observe corresponding changes made to another subproduct 12 or another component 13 via another user.
  • For a parallel work on one and the same main product 11 is possible.
  • a VPM database which allows multiple users to work in parallel, is essential.
  • a design tool 15 is required.
  • a CATIA V5 construction tool 15 is provided for this purpose.
  • the construction and operation of the 'design tool 15 will not be discussed in detail below, as this should be well known to those skilled in the CAD supporting design. Only the functions and properties required for the explanation of the present invention will be briefly described below.
  • the design tool 15 is connected via a first bidirectional Thomasschnelle 14 with the product database 10.
  • Product Database 10 because the structure of the database is mapped using the CATIA V5 design tool. This also means that there is a hierarchical model structure for a main product HP to be constructed.
  • the design tool 15 which extracts the information required therefor from the product database 10 via the interface 14, an image of a not yet defined product concept, that is to say a virtual product HP, which has not yet been detailed, is now produced. This image also includes the respective subproducts UP1, UP2 and components K1 - K4. Then, using the design tool 15, the geometry of this product HP is fully described. In this case, the corresponding geometry data and control information for the main product HP to be constructed are calculated.
  • a kinematics module 16 is now provided, in which the product HP to be constructed is also shown for simulating and checking the kinematics of the product HP.
  • the product HP is depicted here in a one-tier model structure.
  • a hierarchical model structure is not suitable. This is because individual components, for example in sub-products, can not be easily moved. Components from different subgroups can not be coupled together by kinematic conditions because a kinematic chain can not be defined across different subassemblies. For these reasons, a resolution of the respective sub-assembly or the main product in a single-stage model structure for kinematic investigations is mandatory.
  • This single-stage structure of the main product in the kinematics module 16 is mapped identically from the black box 19 of the VPM database 10.
  • a major product to be designed is depicted in the design tool 15 and kinematics module 16, but each in a different structure.
  • the single-level structure is stored in the database as a whole in the dedicated black box 19.
  • this is updated in each case in the database 10 and thus appears in each updated form also in the other module.
  • this is a second bidirectional
  • Interface 18 between the kinematic module 16 and the black box 19 of the product database 10 is provided.
  • the kinematics module 16 can thus access via the interface 18 to the information and design elements stored in the product database 10, which are assigned to a respective product or its subproducts 12 or components 13.
  • the construction tool 15 and the kinematics module 16 are coupled to one another via specially provided adapters AD1, AD2. pelt.
  • ADl, AD2 can be between the construction tool 15 and the kinematics module 16 exchange control information with each other.
  • the structure and operation of the construction tool 15 and the kinematics module 16 and the corresponding adapter devices AD1, AD2 will be described in more detail below with reference to the workflows in Fig. 3-5.
  • Fig. 3 shows a first operation for the construction of a main kinematic product HP with automatic inclusion of its kinematics.
  • a guide rail 30 is used, in which a kinematic member 32 designed as a joint part is movable.
  • the hierarchical mode design mode
  • the definition and verification the kinematics of the main product HP or its components 30, 35 the single-stage mode (kinematic mode) is provided.
  • control information required for kinematics is collected in the design mode for the construction of the product HP.
  • This control information includes input parameters such.
  • the movement curve 31 for the kinematic joint part, which is movably arranged in the guide rail 30, is referred to as product kinematics.
  • This traversing curve 31 indicates a guide curve for the kinematics of the sliding joint moving in the guide rail 30 and is therefore predetermined by the geometry of the guide rail 30.
  • the guide curve 31 thus results z.
  • This guide curve 31 is thus a system-related reference variable and is used as an input variable for the kinematic analysis in kinematic mode.
  • This guide curve 31 or the corresponding information for this purpose are used as the first control information.
  • Process step V2 Furthermore, a first transfer model is provided for the transfer of the first control information between the design mode and the kinematics mode.
  • This transfer model is referred to in Fig. 3 as an input adapter.
  • the kinematic relevant geometries and parameters determined in method step V1 are associatively copied in to produce the input adapter.
  • This associative copy-in of the first control information takes place in the context of main product HP.
  • main product HP By this is meant that the input adapter receives its input information from other components of the main product.
  • the provision of the input adapter likewise realizes a summary of the corresponding input control information in the main product HP for the kinematics.
  • "obstruction” or “obstruct” is below the insertion of a component, for example, a control information or geometric information, in a (other) structural model, either in the design mode or in the kinematics mode to understand.
  • the first control information is re-installed in the single-level structure of the main product HP. Consequently a transformation of the basic kinematic geometry from the hierarchical model structure into the single-stage model structure of the kinematics mode takes place in a very elegant manner. In kinematic mode, this information is then present in the form of simple basic elements of the input parameters in accordance with a skeleton model required for the kinematics.
  • this kinematic member 32 is designed as a carriage 33 with pivotable lever 34 which can be moved forwards and backwards.
  • the carriage 33 should be movable in the guide rail 30.
  • the information obtained in method step V4 of the kinematic member 32 is obtained with the information of the predetermined by the guide rail 30 guide curve 31, which are obtained by re-obstruction of the transfer model (step V3) from the design mode, by defining the kinematic function (applying joints, etc .) connected. There is thus a linkage of the known kinematic skeleton geometry with the newly generated kinematic skeletal geometry. Furthermore, a dimensioning of the kinematic geometries of the kinematic member 32 (eg.
  • kinematic mode In kinematic mode, another transfer model, the so-called output adapter, is now generated.
  • This transfer model collects all control information generated in kinematic mode. The collection takes place here again by associatively inserting the elements present in the skeletal kinematics, wherein the information of the corresponding kinematic member 32 is present here in the context of the kinematics product. The information thus collected forms a second set of control information.
  • the context indicates the write authorization for the respective control information to be changed, ie. H. in which product context the affected component receives information from other components and which control information should be changed.
  • the input adapter is generated in the context of the main product HP, which means that the corresponding first control information can only be changed in the hierarchical design mode and this changed information can be updated in the input adapter.
  • the output adapter is generated in the context of the kinematic structure, so that corresponding second control information can only be changed here in kinematic mode.
  • This second control information of the second transfer model (output adapter) are thus in the design mode, ie in the context Main product, transferred to the corresponding hierarchically constructed design model in construction mode and installed there.
  • this transmission of the control information can also take place in various subgroups.
  • Fig. 4 shows a second, compared to the embodiment in Fig. 3 extended workflow for the construction of a kinematic product HP with automatic inclusion of its kinematics.
  • the exemplary embodiment in FIG. 4 likewise has the method steps V1-V9.
  • the exemplary embodiment in FIG. 4 differs from that in FIG. 3 by the method steps V10 and VI1 following the method steps V1-V9.
  • the kinematic main product HP which has been constructed according to the method step V9, can now be re-installed together with any other kinematic or non-kinematic components in the kinematic mode. This results in a new obstruction of the corresponding components in the kinematic structure and a link with the kinematics specified there.
  • kinematics are examined and checked with all kinematic components in kinematics mode. As a result, further adjustments of their kinematics may be made by dimensioning the various kinematic elements. be taken. This is followed by a recalculation (update) of the determined component geometry of the relevant kinematic components in the design mode.
  • Fig. 5 shows a third, compared to the embodiment in Fig. 4 extended workflow for the construction of a kinematic product HP with automatic inclusion of its kinematics.
  • the exemplary embodiment in FIG. 5 additionally has further method steps V12 (or V12a-V12c).
  • An adaptation of the kinematics from method step VI1 likewise appears in the output adapter in the design mode, so that a further adaptation of the structure and thus of the shape and geometry of the various kinematic components is also carried out in the design mode.
  • an interactive process loop including the method steps V8-V12, which can be obtained from the optimization of one or more main kinematic products and their interaction with one another, is provided.
  • step V12a In addition to the iteration loop predetermined by method step V12, it is also possible to define further iteration loops V12a-V12c.
  • the geometric and kinematic information and control information obtained in method step VI1 could now also be used for optimizing or readjusting the geometry of guide rail 30. In this case, all steps Vl - VIl would be carried out again.
  • step V12b the corresponding kinematic information mations for defining the kinematic member 32 are checked again.
  • step V12c the second control information concerning the kinematic element 32 can be correspondingly adapted and optimized.
  • further iteration steps and modifications and modifications of the individual process steps Vl - V12 could be specified.
  • FIG. 6 shows a block diagram of a device for the computer-aided design of a molded part, for example a sunroof, in particular by means of a method according to the invention.
  • each of the users 20 has a program-controlled device, for example a computer, on which a CAD-supported design tool 15 and a CAD-supported kinematics module 16 according to the invention are provided.
  • Each of the users 20 may thus construct a respective kinematic product using the design tool 15 and the kinematic module 16 using the control information stored in the product database.
  • the parallel connection of the various users 20 to the database 10 allows parallel working and designing of the different users on the product.
  • the control information and component geometries obtained in the construction are supplied via the interface 14, 18 to a further database 22.
  • the invention is not limited exclusively to the construction tool CATIA V5, although the invention is particularly advantageous and interesting there because of the limitations of the model of a dedicated kinematics module in CATIA V5. Rather, the invention is also applicable to other CAD-based design tools, such as Auto-CAD, UniGraphics, ProEngineer, I-DEAS and the like.
  • the invention has also been described above on the basis of a component designed as a sunroof and here in particular for the investigation of the kinematics in the case of a kinematic member which can be moved in a guide rail.
  • the invention is applicable to other products and in particular to other, especially more complex kinematic links and expandable, without departing from the essence of deviate from the present invention.
  • the invention is applicable to any movable and non-movable components in Autpmobil Scheme, for example. Sliding doors, lifting mechanisms, chassis, doors and windows, etc.
  • the kinematic module 16 is shown separately from the design tool 15.
  • the kinematics module is part of the design tool 15, for example, in which the kinematics module is already implemented in the design module. For reasons of clarity, however, this was not shown in FIG. 2 in this way.
  • the main product which is also referred to as a molded part, comprises exactly two subproducts and these in each case exactly two components.
  • these figures are to be understood as exemplary only and may differ therefrom.
  • the components may also have other subcomponents.
  • the structure shown in FIG. 2 is intended rather to represent a simplified model of a product which, of course, can be extended as desired in the case of very complex products with very complex kinematics. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konstruieren eines Produkts mit kinematischen Anteil, insbesondere eines Karosseriesystems eines Kraftfahrzeugs, unter Verwendung eines rechnergestützten Konstruktionswerkzeugs, mit einem Konstruktionsmodus, bei dem ein zu konstruierendes Produkt mit mehreren Bauteilen in Form eines hierarchischen ersten Strukturmodells vorliegt, mit einem Kinematikmodus, bei dem dasselbe Produkt in Form eines einstufigen zweiten Strukturmodells vorliegt, wobei zur Optimierung und Untersuchung der konstruktiven Geometrien und kinematischen Eigenschaften des zu konstruierenden Produkts der Konstruktionsmodus und der Kinematikmodus miteinander derart verknüpft werden, dass im Falle einer Veränderung von Steuerinformationen, Bauteil-Geometrien und/oder kinematische Dimensionierungen eine automatische Neuberechnung der veränderten Kinematik bzw. der veränderten Bauteil-Geometrie des Produkts oder dessen Bauteile durchgeführt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein weiteres Verfahren, eine Vorrichtung und ein Computerprogramm.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Konstruieren eines Formteils
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor-
I richtung zum Konstruieren eines Produktes mit kinematischen Anteil, insbesondere eines Karosseriesystems eines Kraftfahr- zeugs, unter Verwendung eines rechnergestützten Konstruktions- werkzeugs .
HINTERGRUND DER ERFINDUNG ■
Die Erfindung befindet sich im technischen Umfeld des Produkt- entstehungsprozesses eines Produktes. Unter dem Begriff Pro- duktentstehungsprozess wird eine Abfrage von Phasen und Aktivitäten verstanden, die zur Herstellung eines technischen Pro- duktes erforderlich sind. Zu diesen Phasen zählen z. B. Definition, Entwicklung und Konstruktion eines entsprechenden technischen Produktes. Die einer jeweiligen Phase zugeordneten Aktivitäten benötigen u. a. Informationen von früheren Phasen. Daneben ist es auch möglich, dass mehrere Phasen parallel aus- geführt werden und die Informationen der einzelnen Phasen in den entsprechend parallel ausgeführten Phasen mit einbezogen werden müssen. Vor allem bei sehr komplexen Produkten, wie sie bspw. in der Automobiltechnik vorhanden sind, ist dieser Pro- duktentstehungsprozess außerordentlich* komplex.
Wenngleich die vorliegende Erfindung auf beliebige Verfahren und Vorrichtung zum Konstruieren von Formteilen anwendbar ist, wird die Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend mit Bezug auf Produkte im Automobilbereich und hierbei insbesondere im Bereich der Karosserieöffnungssysteme wie z. B. Fahrzeugdächer beschrieben, ohne aber die Erfindung dahingehend zu beschränken.
Unter dem Einfluss zunehmender Globalisierung der Automobilindustrie hat sich ein Markt entwickelt, der von einer sehr großen Vielfalt von Fahrzeugvarianten und Ausstattungen geprägt ist. Diese vielseitigen Zielsetzungen bei der Konzeption eines neuen Fahrzeugs, die zunehmende Individualisierung der jeweiligen Produkte und der steigende Wettbewerbsdruck führen zu komplexen Entscheidungsprozessen. Diese Entscheidungen müssen sehr früh im Produktentstehungsprozess getroffen werden, damit eine zielgerechte und schnelle Realisierung im Sinne "first to market" gewährleistet werden kann.
Um den Zeitaufwand und die Kosten bei der Konstruktion und Produktion von Fahrzeugen zu reduzieren, werden Konstruktions- methoden verwendet, welche die funktionalen Abhängigkeiten berücksichtigen, die während des Produktentstehungsprozesses auftreten können. Aufgrund der Komplexität der verschiedenen Produkte werden nahezu alle Phasen des Produktentstehungsprozesses in der Automobiltechnik heute durch den Einsatz von Mo- dellen und automatisch auswertbaren Informationen unter Verwendung von Datenverarbeitungsanlagen unterstützt. Ein Modell ist ein vereinfachtes Abbild eines realen Produktes oder eines Ausschnitts des Produktes, wie zum Beispiel ein Bauteil. Das reale Produkt oder Teile davon werden nachfolgend auch als Gestaltungselemente ("feature") oder auch Funktionselemente bezeichnet. Im Folgenden wird unter einem Gestaltungselement eine Charakteristik eines technischen Produktes verstanden, d. h. eine Aggregation von geometrischen Formgebungen und/oder technologischen Bestandteilen. Mit anderen Worten repräsentiert ein Gestaltungselement eine Komponente oder ein Bauteil eines Produktes und enthält geometrische Festlegungen, z. B. Oberflächen, Kanten, geometrische Körper, Abrundungen, Bohrun- gen, Taschen, Nuten, Rippen und dergleichen. Derartige Gestaltungselemente bilden die Grundlage für einen integrierten Kon- struktionsprozess . Diese Charakteristik des technischen Produkts umfasst eine Vielzahl automatisch auswertbarer Informationen, wobei unter dem Begriff "Information" der abstrakte Bedeutungsinhalt (bzw. die Semantik) einer Beschreibung, einer Anweisung, einer Nachricht und dergleichen bezeichnet ist. Diese Informationen liegen für den entsprechenden Computer typischerweise in Form codierter Daten vor, die in einer Datenbank, der so genannten Bibliothek, abgelegt sind.
Die elektronische Bibliothek umfasst alle Typen von Gestaltungselementen, die für die Konstruktion eines entsprechenden Produktes benötigt werden. Für die Konstruktion erzeugt der Konstrukteur ein Gestaltungselement, indem er einen entspre- chenden Typ eines Gestaltungselements aus der Datenbank auswählt, ein Exemplar dieses Gestaltungselements erzeugen lässt und bei Erzeugung das Exemplar parametrisiert . Daher ist es nicht erforderlich, dass der Konstrukteur ein benötigtes Gestaltungselement quasi von Beginn auf neu erzeugt.
Bei der Entwicklung von Produkten im Automobilbereich erfolgt deren Konstruktion, also die Festlegung des räumlichen und mechanischen Aufbaus des jeweiligen Produktes, heutzutage über- wiegend mit Hilfe von so genannten rechnergestützten Konstruktionswerkzeugen, so genannte CAD- (Computer Aided Design) Programme. Moderne Konstruktionswerkzeuge bieten die Möglichkeit, Gestaltungselemente als Bestandteil von Produktmodellen zu de- finieren. Heute bekannte CAD-Konstruktionswerkzeuge sind bspw. CATIA, UniGraphics, ProEngineer, I-DEAS. Diese Programme gibt es in unterschiedlichen Versionen und Ausbaustufen, so dass sich der tatsächliche Konstruktionsablauf abhängig vom verwendeten Programm und der verwendeten Version untereinander un- terscheiden kann.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Konstruktion von Produkten mittels des CAD-Programms CATIA Version 5 (CATIA V5) , ohne die Erfindung jedoch hierauf aus- schließlich zu beschränken. CATIA (Computer Aided Three-
Dimensional Interactive Application) ist ein modular aufgebautes, professionelles CAD-Tool, das ursprünglich für den Flugzeugbau entwickelt wurde und sich mittlerweile auch im Automobilbereich etabliert hat und das in der Endausbaustufe den au- ßerordentlich komplexen digitalen Produktentstehungsprozesses eines komplexen Produktes im Automobilbereich abbildet. Die aktuelle Version CATIA V5 besitzt gegenüber der bisherigen Version CATIA V4 eine völlig neue und komplett überarbeitete Oberfläche und Struktur, wodurch die Arbeitsweise von CATIA V5 prinzipiell verändert wurde. Die durch CATIA V5 erzeugten Geometrien besitzen nicht ausschließlich Informationen ihrer geometrischen Definition (wie bei CATIA V4), sondern nun auch parametrische und assoziative Bauteil übergreifende Eigenschaften. Die Parametrik bedeutet hier und in der gesamten Patent- anmeldung eine Bauteil interne Veränderbarkeit. Assoziativität bzw. assoziativ bezieht sich auf eine Bauteil übergreifende Funktion. Damit wird mit CATIA V5 ein sehr leistungsfähiges parametrisch assoziatives Konstruktionswerkzeug bereit gestellt, wodurch sich der gesamte Produktentstehungsprozess deutlich beschleunigen lässt. Der besondere Vorteil bei diesem Konstruktions- Werkzeug besteht darin, dass einzelne Softwaremodule des Konstruktionswerkzeuges unabhängig voneinander arbeiten und untereinander Informationen austauschen können. Mittels dieser einzelnen Softwaremodule können verschiedene Konstrukteure an verschiedenen Bauteilen des selben Produktes arbeiten. Auf diese Weise können mehrere Konstrukteure gleichzeitig an demselben Produkt unter Verwendung verschiedene Softwaremodule arbeiten und gleichzeitig die jeweiligen Veränderungen, welche durch andere Konstrukteure an anderen Bauteilen entstehen, mit beobachten. Der Aufbau eines Modells für ein zu entwickelndes Produkt unter Verwendung von CATIA V5 macht den Aufbau von komplexen ProduktStrukturen erforderlich, um einen eindeutigen Informationsfluss ohne Rückkopplungen sicherzustellen. Die Darstellung des Modell eines solchen Produktes ist hierarchisch, also baumartig aufgebaut, um eine eindeutige, nicht rückgekoppelte Verteilung der Informationen sicherzustellen.
CATIA V5 unterstützt eine solche hierarchische Abbildung eines zu konstruierenden Produktes auf sehr effektive Weise.
Wenngleich mit der Konstruktionswerkzeug-Software CATIA V5 und dabei insbesondere mit CATIA V5 R14 viele Probleme bei der
CAD-unterstützten Konstruktion gelöst wurden, bleiben dennoch einige Probleme und Anforderungen ungelöst. Hierzu gehört insbesondere das Problem, die Kinematik eines zu konstruierenden Produktes ebenfalls abzubilden. Während eine rechnergestützte Konstruktion unter Einbeziehung der Kinematik bei der Vorgängerversion CATIA V4 noch möglich war, ist diese Funktionalität bei der aktuellen Version des Konstruktionswerkzeugs CATIA V5 in sehr starkem Maße eingeschränkt. Dies ist zurückzuführen auf den parametrisch assoziativen Aufbau des CATIA V5 Konstruktionswerkzeugs, bei dem ein Abbild eines entsprechenden Produkts in hierarchischer, baumartiger Darstellung vorliegt. Für eine darüber hinaus gehende Abbildung der diesem Produkt zugrunde liegende Kinematik ist die hierarchische Abbildung des Modells nicht geeignet, so dass eine einstufige Struktur für die Abbildung der Kinematikfunktion dieses Produktes erforderlich ist.
Anhand der nachfolgenden Fig. 1 soll dieses Problem erläutert werden. In der Datenbank 1 sind Informationen zur Charakterisierung verschiedener Produkte in einem Stückliste gerechteten, hierarchischen Aufbau abgelegt. Im vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel sind die Informationen eines Hauptproduktes 2 sowie dessen Unterprodukte 3 und deren Komponenten 4 in der Datenbank abgelegt. Das CATIA V5 Konstruktionswerkzeug 6 ist über eine Schnittstelle 5 mit dieser Datenbank 1 gekoppelt. Für ein zu konstruierendes Hauptprodukt HP entnimmt das Konstruktionswerkzeug 6 aus der Datenbank 1 die entsprechenden Information und ist so in der Lage, ein Modell für das zu konstruierende Hauptprodukt HP, welches entsprechend der Datenbank 1 eine hierarchische Modellstruktur aufweist und entsprechende Unterprodukte UPl, UP2 und Komponenten Kl - K4 aufweist, zu generieren.
Um nun auch eine Abbildung der Kinematik dieses Hauptproduktes definieren zu können, ist eine einstufige Modellstruktur des zu konstruierenden Hauptproduktes HP erforderlich. Diese einstufige Modellstruktur ist allerdings nicht mehr vereinbar mit den Anforderungen eines Stückliste gerechten Aufbaus der Datenbank, die für Folgeprozesse erforderlich wäre. Die einstufige Modellstruktur muss daher für jede Kinematikuntersuchung und damit für jedes neue zu konstruierende Produkt neu er- stellt und optimiert werden. Hierfür ist ein allerdings hoher Arbeitsaufwand durch das mehrfache Aufbauen einer einstufigen Modellstruktur zur kinematischen Überprüfung eines zu konstruierenden Produktes während des Produktentstehungsprozesses er- forderlich. Schnelle zeitnahe kinematische Untersuchungen an dem zu konstruierenden Produkt und damit einhergehende Optimierungsmaßnahmen sind hier nicht oder nur außerordentlich aufwändig möglich. Vor allem für solche zu konstruierende Produkte, die eine sehr komplexe Kinematik aufweisen oder bei de- nen sich die Kinematik stark bestimmend auf die Geometrie der einzelnen Bauteile auswirkt, ist der entsprechende Produktent- stehungsprozess insbesondere aufgrund der sehr aufwändigen Überprüfung der Kinematik wenig leistungsfähig. Dieses bisher bekannte Konstruktionswerkzeug ist somit insbesondere für sol- che Produkte und Produktbaugruppen, die bewegte Teile beinhalten, nicht oder nur wenig geeignet.
AUFGABENSTELLUNG
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes und insbesondere ein leistungsfähigeres Konstruieren eines Produktes mit kinematischem Anteil bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein automatisiertes Konstruieren eines solchen kinematischen Produktes unter Einbeziehung einer Kinematikuntersu- chung zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, kinematische Untersuchungen bereits während der Konstruktion der kinematischen Produkte zu ermöglichen.
LÖSUNG DER AUFGABE Zumindest eine dieser Aufgaben wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 und/oder durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des An- spruchs 17 und/oder durch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 24 gelöst.
Demgemäß ist vorgesehen:
- Ein Verfahren zum Konstruieren eines Produkts mit kinematischen Anteil, insbesondere eines Karosseriesystems eines Kraftfahrzeugs, unter Verwendung eines rechnergestützten Konstruktionswerkzeugs, mit einem Konstruktionsmodus, bei dem ein zu konstruierendes Produkt mit mehreren Bauteilen in Form eines hierarchischen ersten Strukturmodells vorliegt, mit einem Kinematikmodus, bei dem dasselbe Produkt in Form eines einstufigen zweiten Strukturmodells vorliegt, wobei zur Optimierung und Untersuchung der konstruktiven Geometrien und kinematischen Eigenschaften des zu konstruierenden Produkts der Konstruktionsmodus und der Kinematikmodus miteinander derart verknüpft werden, dass im Falle einer Veränderung von Steuerinformationen, Bauteil-Geometrien und/oder kinematische Dimensionierungen eine automatische Neuberechnung der veränderten Kinematik bzw. der veränderten Bauteil- Geometrie des Produkts oder dessen Bauteile durchgeführt wird. (Patentanspruch 1)
Ein Verfahren zum Konstruieren eines Produkts mit kinematischen Anteil mit den Verfahrensschritten: (a) Sammeln der für den Aufbau einer Kinematik eines Produktes oder eines seiner Bauteile erforderlichen ersten Steuerinformationen in einem ersten Übergabemodell im Konstruktionsmodus, wobei die ersten Steuerinformatio- nen durch die Art des Produktes oder dessen Bauteil vorgegeben sind;
(b) Zusätzliche Verbauung der ersten Steuerinformationen des ersten Übergabemodells in dem zweiten Strukturmo- dell im Kinematikmodus;
(c) Aufbauen und Dimensionieren von zweiten Steuerinformationen, welche kinematische Funktionen des Produktes, zum Beispiel in Form einer Skelettkinematik, beschreiben; (d) Sammeln der im Kinematikmodus gewonnenen zweiten Steuerinformationen des zweiten StrukturmodelIs in einem zweiten Übergabemodell; (e) Zusätzliche Verbauung des zweiten Übergabemodells in dem ersten Strukturmodell im Konstruktionsmodus; (f) Verteilen der kinematischen Steuerinformationen auf die einzelnen Bauteile des Produktes;
(g) Assoziatives Auskonstruieren des kinematischen Produktes anhand der ersten und zweiten Steuerinformationen. (Patentanspruch 14)
Eine Vorrichtung zum Konstruieren eines Produkts mit kinematischen Anteil, insbesondere eines Karosseriesystems eines Kraftfahrzeugs, unter Verwendung eines rechnergestützten Konstruktionswerkzeugs, mit einer Datenbank, in der die Bau- teilgeometrie und Kinematik betreffende Kenngrößen und Steuerinformationen eines Produktes und dessen Bauteile abgelegt sind, mit einem mit der Datenbank gekoppelten Konstruktions- modul, welches dazu ausgelegt ist, anhand der in der Datenbank abgelegten Daten die Bauteil -Geometrie des Produkts zu dimensionieren, mit einem mit der Datenbank gekoppelten Kinematikmodul, welches dazu ausgelegt ist, anhand der in der Datenbank abgelegten Daten die Kinematik des Produkts zu dimensionieren, wobei das Konstruktionsmodul und das Kinema- tikmodul jeweils zumindest eine Adaptereinrichtung aufweisen, die der Übergabe der Steuerinformationen zwischen dem Konstruktionsmodul und dem Kinematikmodul dienen. (Patentanspruch 17)
Ein Computerprogrammprodukt, insbesondere Datenträger, auf welchem ein Programm abgelegt ist, welches zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist. (Patentanspruch 24)
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine automatisierte Konstruktion von Produkten unter Einbeziehung von Informationen über kinematische Veränderungen dieser Produkte bereitzustellen. Hierzu ist ein Arbeitsablauf vorgesehen, der quasi durch eine doppelte Verbauung eines kinematischen Strukturmodells, das in einer einstufigen Kinematikstruktur vorhanden ist, in einer hierarchischen, also Stückliste gerechten Struktur, die für die Konstruktion des unbewegten Produktes verwendet wird, ein Konstruktionsablauf bereitzustellen, der eben die kinematischen Veränderungen des Produktes mitberücksichtigt. Das kinematische Strukturmodell eines jeweiligen Produktes liegt in Form eines Skelettmodells vor, welches hinsichtlich der gewünschten Kinematik bereits geeignet vordimensioniert ist. Ändert sich nun die Geometrie des zu konstruierenden Produktes, dann geht damit typischerweise auch eine Veränderung der entsprechenden Kinematik einher. Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, dass hier eine automatische Neuberechnung der veränderten Bauteilegeometrien unter Einbeziehung der veränderten Skelettkinematik möglich wird.
Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die reine Konstruktion eines Bauteils und ggf. anderer Funktionen, also die Festlegung geometrischer Abmessungen des Bauteils, im Konstruktionsmodus, der hierarchisch, mehrstufig aufgebaut ist, erfolgt. Hingegen werden die Untersuchungen der Kinematik dieses Bauteils und sich dadurch ergebene Dimensionierungen in einem eigens dafür vorgesehenen Kinematikmodus, der einstufig aufgebaut ist, durchgeführt. Um nun bei der Konstruktion kinematischer Produkte sowohl deren konstruktiv bedingte Geometrien als auch deren kinematische Eigenschaften zu untersuchen und zu optimieren, werden diese beiden Modi, d. h. der Kon- struktionsmodus und der Kinematikmodus, miteinander verknüpft. Im Konstruktionsmodus und im Kinematikmodus werden Informationen über die Bauteilgeometrie sowie Steuerinformationen benötigt, die aus einer eigens dafür vorgesehenen Datenbank ausgelesen werden. Diese Informationen über die Bauteilgeometrie sowie die Steuerinformationen werden in der Folge in dem jeweiligen Konstruktionsmodus bzw. Kinematikmodus verändert. Wesentlich ist allerdings, dass bei der Verknüpfung des Konstruktionsmodus und Kinematikmodus lediglich die Steuerinformationen nicht allerdings die Bauteilgeometrie betreffenden Informationen untereinander ausgetauscht werden. Damit auch ein einfacher Informationsausgleich der in den jeweiligen Modi generierten Steuerinformationen stattfinden kann, sind eigens dafür vorgesehene Übergabemodelle vorgesehen. Diese Übergabemodelle stellen die entsprechenden Steuerinformationen für den jeweils anderen Modus bereit.
Erfindungswesentlich ist hier, dass verschiedene Ξteuerinfor- mationen, die sowohl im Konstruktionsmodus als auch im Kinematikmodus benötigt werden, doppelt, also sowohl im Konstrukti- onsmodus als auch im Kinematikmodus, vorhanden sind. Die jeweils für den anderen Modus bestimmten Steuerinformationen können allerdings in dem dortigen Modus nicht mehr verändert werden, sondern lediglich für eine Veränderung oder Anpassung der Bauteilgeometrie oder kinematischer Dimensionierungen herangezogen werden können. Es werden also lediglich solche Steuerinformationen ausgetauscht, die in dem jeweiligen anderen Modus dort nicht vorhanden sind und die in dem jeweils an- derem Modus, bspw. für die Konstruktion bzw. die Kinematik, benötigt werden.
Um eine dynamische Konstruktion unter Verwendung der Steuerinformationen, der Bauteilinformationen und der kinematischen Informationen zu ermöglichen, müssen die entsprechenden Steuerinformationen nach einer Änderung dieser Steuerinformationen und darauf aufbauenden Informationen jeweils in dem anderen Modus aktualisiert werden.
Unter Steuerinformationen sollen nachfolgend abstrakte Informationen über das zu konstruierende Produkt verstanden werden, die also noch nicht ausdetailliert sind. Es handelt sich hierbei insbesondere um basisgeometrische Informationen, wie Punkt, Linien, Ebene, Fläche, Kurven, etc., die die Kenngrößen eines noch nicht fertigkonstruierten, ausdetaillierten Bauteils festlegen. Es existiert hier also noch keine festgelegte Geometrie. Unter Bauteil geometrischen Informationen werden hingegen solche physikalischen Darstellungen des Bauteils verstanden, die für das Konstruktionswerkzeug relevant sind und die bereits in mehr oder weniger ausdetaillierter Form das entsprechende Bauteil festlegen. Dasselbe gilt für Informationen über die kinematische Dimensionierung eines Bauteils.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, dass einem jeweiligen Mo- dus Schreibberechtigungen zugeordnet sind. Diese Schreibberechtigungen geben an, welche Steuerinformationen in welchem Modus geändert werden können und welche Steuerinformationen lediglich gelesen werden können. Bei dem Konstruktionswerkzeug CATIA V5 wird dies mittels eines sogenannten "Kontext" realisiert, der einen EntstehungsZusammenhang einer Komponente einer Struktur angibt. Dieser Kontext gibt also an, wo bzw. in welchem Modus ein jeweiliges Bauteil eines Produktes erzeugt wurde. Dieser Kontext gibt also an, welche der Steuerinformationen in einem jeweiligen Modus verändert werden können und welche nicht. Beispielsweise ist im Konstruktionsmodus ein erster Kontext vorgesehen, der besagt, dass im Konstruktionsmo- dus lediglich die die eigentliche Konstruktion betreffende Steuerinformationen (zum Beispiel Geometrie, Form, Dimension, etc.) verändert werden können, nicht allerdings die die Kinematik betreffende Steuerinformationen. Umgekehrt ist im kinematischen Modus ein zweiter Kontext vorgesehen, der besagt, dass im kinematischen Modus lediglich die die Kinematik be- treffenden zweiten Steuerinformationen, nicht allerdings die die Konstruktion betreffenden ersten Steuerinformationen verändert werden können.
Auf diese Weise ist ein dynamischer Konstruktionsprozess unter Miteinbeziehung der jeweiligen Kinematik eines Bauteils möglich. Insgesamt weist damit ein entsprechendes Konstruktions- werkzeug eine zusätzliche Funktionalität auf, die sich auf die Kinematik der zu konstruierenden Bauteile bei Abbildung eines Produktes in einer hierarchischen Struktur bezieht. Dies war bei bisherigen Konstruktionswerkzeugen, wie z. B. bei dem parametrisch assoziativen CATIA V5 Werkzeug, nicht möglich.
Mittels der erfindungsgemäßen Lösung können nun kinematische Untersuchungen von zu konstruierenden Produkten bereits wäh- rend der Konstruktion dieser Produkte in einer hierarchischen Struktur durchgeführt werden. Jeweilige Gestaltungselemente und einzelne Bauteile des Produktes passen sich durch die parametrisch assoziative Konstruktion automatisch an das kinema- tische Strukturtnodell an. Bei einer mehr oder weniger großen Veränderung der Gestalt eines zu konstruierenden Produktes oder einzelner Gestaltungselemente bzw. Bauteile dieses Produktes muss nun nicht mehr auf aufwändige Weise für jedes ein- zelne Produkt die dem veränderten Produkt inhärente Kinematik ebenfalls erneut untersucht werden, da dies nunmehr vollautomatisch erfolgt. Die Vorteile dieser erfindungsgemäßen Lösung liegen auf der Hand:
Durch den Entfall des mehrmaligen Aufbaus einer einstufigen Kinematikstruktur bei einer entsprechenden Veränderung des Produktes ergibt sich eine außerordentlich große Zeitersparnis bei der Konstruktion und Überprüfung dieser Konstruktion, was insbesondere bei einem dynamischen Konstruktions- und Entwick- lungszyklus, bei dem eine stetige Weiterentwicklung eines zu entwickelnden Produktes vorhanden ist, besonders wünschenswert ist. Damit lässt sich eine signifikante Beschleunigung des gesamten Produktentstehungsprozesses und insbesondere des Kon- struktionsprozesses realisieren. Unter dem Eindruck und der vom Markt geforderten möglichst geringer Entwicklungsdauern (Stichwort: "time to market") lassen sich durch diese beschleunigte Entwicklung signifikante Wettbewerbsvorteile erzielen.
Darüber hinaus ist auch eine zeitnahe kinematische Untersuchung eines zu entwickelnden Produktes möglich, was bislang meist erst im Nachhinein möglich war. Dadurch lassen sich Fehler der Kinematik schon während der Konstruktionsphase erkennen und beheben.
Darüber hinaus ist auch eine sehr einfache Dimensionierung und Änderung kinematischer Bauteile durch eine Änderung der zugehörigen kinematischen Skelettmodelle, die einem zu konstruie- renden Produkt zugrunde liegen, möglich. Dies ermöglicht «auch eine automatische Neuberechnung der Geometrie eines zu konstruierenden Produktes und eine sofortige Überprüfung des Kinematik durch eine automatische Synchronisation der entspre- chenden Kinematikstruktur mit der Konstruktionsstruktur dieses Produktes .
Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden im Konstrukti- onsmodus Bauteil-Geometrien und im Kinematikmodus kinematischen Dimensionierungen eines Produktes oder dessen Bauteile erzeugt.
Gemäß einer Ausgestaltung sind neben den Bauteil-Geometrien und kinematischen Dimensionierungen erste Steuerinformationen und zweite Steuerinformationen vorgesehen, wobei die ersten Steuerinformationen systembedingte Basisgeometrien des Produktes und die zweiten Steuerinformationen systembedingte produktübergreifende basiskinematischen Informationen enthalten.
Gemäß einer Ausgestaltung sind die ersten und die zweiten Steuerinformationen sowohl in dem einstufigen Strukturmodel des Kinematikmodus und gleichzeitig auch in dem hierarchischen Strukturmodel des Konstruktionsmodus verbaut.
Gemäß einer Ausgestaltung liegen die ersten und die zweiten Steuerinformationen im Kinematikmodus und im Konstruktionsmodus jeweils in aktualisierter Form unter Einbeziehung der veränderten Geometrien und/oder Kinematik vor. ■ I '1
Gemäß einer Ausgestaltung ist für den Konstruktionsmodus und den Kinematikmodus jeweils ein Übergabemodell vorgesehen, mittels dem die ersten Steuerinformationen von dem Konstruktions- modus in den Kinematikmodus bzw. mittels dem die zweiten Steu- erinformationen von dem Kinematikmodus in den Konstruktionsmodus übertragbar sind.
Gemäß einer Ausgestaltung ist dem Konstruktionsmodus und dem Kinematikmodus jeweils ein Kontext zugeordnet, der angibt, welche der ersten und zweiten Steuerinformationen innerhalb eines jeweiligen Modus verändert werden dürfen und welche SteuerInformationen dort nicht verändert werden dürfen.
Gemäß einer Ausgestaltung ist im Konstruktionsmodus ein erster Kontext vorgesehen, der angibt, dass lediglich erste Steuerinformationen im Konstruktionsmodus verändert werden dürfen.
Gemäß einer Ausgestaltung ist im Kinematikmodus ein zweiter Kontext vorgesehen, der angibt, dass lediglich zweite Steuer- Informationen im Kinematikmodus verändert werden dürfen.
Gemäß einer Ausgestaltung liegt das zweite Strukturmodell des kinematischen Produktes im Kinematikmodus in Form eines Skelettmodells vor.
Gemäß einer Ausgestaltung werden die Daten über die Geometrie und die Kinematik eines Produktes sowie die Steuerinformationen des zweiten Strukturmodells nur als Einheit in einem einzelnen Objekt einer Datenbank abgespeichert und aus dieser wieder ausgelesen.
Gemäß einer Ausgestaltung werden die Daten über die Geometrie und die Kinematik eines Produktes sowie die Steuerinformatio- 1 r f 17 f \
nen des ersten Strukturtnodells jeweils getrennt in einer Vielzahl von Objekten einer Datenbank abgespeichert und aus dieser wieder ausgelesen.
Gemäß einer Ausgestaltung ist ein CATIA V5 Konstruktionswerkzeug vorgesehen.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Anschluss an den Verfahrensschritt (g) noch folgende Verfahrensschritte durchgeführt: Zusätzliches Verbauung der auskonstruierten Bauteile zusammen mit anderen kinematischen und nicht kinematischen Bauteilen in das zweite Strukturmodell im Kinematikmodus und Verknüpfung mit der im Kinematikmodus vorgegebenen Kinematik; Kinematische Überprüfung des auskon- struierten Produktes mit der Produktgeometrie des Produktes .
Gemäß einer Ausgestaltung werden zur Optimierung des Verfahrens die einzelnen Verfahrensschritte oder Teile davon iterativ durchgeführt.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Vorrichtung mehrere rechnergestützte Einrichtungen zur Konstruktion desselben kinematischen Produkts aufweist, die jeweils auf dieselbe Datenbank zugreifen und die zur Konstruktion jeweils zumindest ein Kon- struktionsmodul und zumindest ein Kinematikmodul auf.
Gemäß einer Ausgestaltung ist eine gemeinsame Schnittstelle des Konstruktionsmoduls und des Kinematikmoduls mit der Datenbank vorgesehen.
Gemäß einer Ausgestaltung sind in der Datenbank sowohl Daten des ersten als auch des zweiten Strukturmodells abgelegt. Gemäß einer Ausgestaltung weist die Datenbank eine Black-Box auf, in der die Daten des zweiten Strukturmodells als Ganzes i abgelegt sind und nur als ganzes auslesbar sind.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Datenbank als VPM-Datenbank ausgebildet, die ein paralleles Arbeiten mehreren Nutzer an dieser Datenbank ermöglicht.
Gemäß einer Ausgestaltung ist das kinematische Produkt als Schiebedach oder als Teil eines Schiebdaches ausgebildet.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines auf CATIA V5 basierten Konstruktionssystems zur Erläuterung der allgemeinen Problematik;
Fig. 2 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Konstruktionssystems zur Konstruktion eines kinematischen Produktes durch eine Erweiterung eines hierarchischen aufgebauten Konstruktionswerkzeuges , wie z. B. CATIA V5;
Fig. 3 einen ersten Arbeitsablauf für die Konstruktion eines kinematischen Produktes unter automatischer Einbeziehung dessen Kinematik; Fig. 4 einen zweiten Arbeitsablauf für die Konstruktion eines kinematischen Produktes unter automatischer Einbezie- hung dessen Kinematik; . '
Fig. 5 einen dritten Arbeitsablauf für die Konstruktion eines kinematischen Produktes unter automatischer Einbeziehung dessen Kinematik;
Fig. 6 ein Blockschaltbild für eine Vorrichtung zur Durchfüh- rung eines erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend den Fig. 3 bis 5.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente, Merkmale und Signale - sofern nichts Anderes angege- ben ist - mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
BESCHREIBUNG VON AUSFUHRUNGSBEISPIELEN
Zunächst sei dabei der Begriff Kinematik definiert. Die Kinematik ist ein Teilgebiet der Mechanik, die sich mit der geometrischen Beschreibung von Bewegungen beschäftigt und dabei nicht die Ursache der Bewegung berücksichtigt. Die Kinematik wird verwendet, um die Objekte eines Animationssystems , so ge- nannte kinematische Ketten, zu modulieren. Ein kinematische Kette ist die Anordnung von mehreren starren Körpern, welche mittels Bedingungen miteinander oder mit der Umgebung verknüpft sind. Unter einem starren Körper versteht man ein geometrisches Objekt, das nicht deformiert werden kann. Eine ki- nematische Bedingung ist ein Gelenk. Ein Gelenk kann z. B. die Art der Bewegung angeben, bspw. eine Drehbewegung, eine Längs- bewegung oder dergleichen. Das Skelettmodell für ein zu konstruierendes Produkt entspricht dabei einer kinematischen Ket- IJ te, wobei die einzelnen starren Körper Einzelteile und Gestaltungselemente dieser kinematischen Kette sind. Ein wesentlicher Vorteil für die Abbildung einer Kinematik mittels eignes Skelettmodells ist die Möglichkeit, eine Verbindung zwischen der kinematischen Kette und der verwendeten Geometrie eines jeweiligen Produktes herzustellen. Die Informationen des Skelettmodells liegen typischerweise in einer Datenbank in Form von Steuerinformationen vor.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau eines erfindungsgemäßen Konstruktionssystems zur Konstruktion eines kinematischen Produktes durch eine Erweiterung eines hierarchischen aufgebauten Konstruktionswerkzeuges .
Mit Bezugszeichen 10 ist in der Fig. 2 eine Produktdatenbank - oder allgemein PDM-Datenbank - bezeichnet. In der Produktdatenbank 10 sind Informationen zur Charakterisierung verschiedener Produkte in einem Stückliste gerechteten Aufbau abgelegt. Ein solcher Stückliste gerechter Aufbau der Datenbank zeichnet sich durch eine hierarchische Struktur der dort abgelegten Informationen für die Hauptprodukte 11, Unterprodukte 12 und einzelnen Komponenten 13 aus. Dieser hierarchische Aufbau der in der Produktdatenbank 10 abgelegten Informationen ist insbesondere von Folgeprozessen, wie bspw. dem Vertrieb, dem Einkauf und dergleichen, vorgegeben.
In der Produktdatenbank 10 sind sämtliche Informationen von ein oder mehreren Produkten 11 abgelegt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sei ein als Schiebedach ausgebildetes Haupt- produkt 11 vorgesehen. Dieses Hauptprodukt 11 gliedert sich in eine Vielzahl von Unterprodukten 12, bspw. einen Glasdeckel 12 und dessen Mechanik 12, die wiederum in eine Vielzahl verschiedener Einzelkomponenten 13 untergliedert sind. Darüber hinaus können die einzelnen Komponenten 13 auch noch weiter untergliedert sein (in Fig. 2 nicht dargestellt) .
In dieser Produktdatenbank 10 liegen sämtliche Informationen des jeweiligen Produktes 11, dessen Unterprodukte 12 und der einzelnen Komponente 13 vor. Diese Informationen können in Form von abstrakten Steuerinformationen vorliegen oder in Form von konkreten Bauteilgeometrien oder kinematischen Dimensionierungen vorliegen.
Zusätzlich zu der hierarchischen Struktur eines Produktes und der damit einhergehenden baumartigen Struktur der abgelegten Steuerinformationen und Bauteilgeometrien umfasst die Produktdatenbank 10 ferner eine so genannte Black-Box 19. Der Termi- nus "Black-Box" bezieht sich dabei auf einen speziellen Modus der VPM-Datenbank. In dieser Black-Box 19, die ähnlich wie die einzelnen Komponenten 13 lediglich ein einzelnes Objekt darstellt, sind sämtliche, das Hauptprodukt 11 betreffenden Informationen in einer einstufigen, linearen Darstellung hinter- legt. Dadurch, dass die Black-Box 19 lediglich ein einzelnes
Objekt ist, kann sie nur als Ganzes angesehen werden und somit lediglich als Ganzes geändert werden. Im Unterschied hierzu können einzelne Komponenten 13 jeweils von unterschiedlicher Seite her verändert werden. Die Black-Box 19 ist allerdings mit den jeweiligen Objekten, d. h. mit dem Produkt 11, dem Unterprodukt 12 und dem Komponenten 13 der hierarchischen Darstellung über einen in Fig. 2 lediglich schematisch angedeuteten Link verknüpft, so dass im Falle einer Veränderung der jeweiligen Steuerinformationen bzw. Bauteilgeometrien der ein- zelnen Komponenten 13 dies auch zu einer entsprechenden Änderung der jeweiligen Komponenten in der Black-Box 19 führt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass es sich bei der Produktdatenbank 10 um eine so genannte VPM- Datenbank (VPM = Virtual Product Management) , die auch als PDM-Datenbank (Produkt Daten Management) bezeichnet wird, han- delt. Eine solche VPM-Datenbank weist eine Schnittstelle 14, 18 zwischen der Datenbank 10 und den Nutzern dieser Datenbank 10 auf. Dabei kann den verschiedenen Nutzern jeweils verschiedene Schreibrechte, Leserechte und dergleichen eingeräumt werden. Der besondere Vorteil besteht darin, dass mehrere Nutzer auf dieselbe Datenbank 10 zugreifen können, dass heißt Informationen aus der Datenbank 10 auslesen und wieder hineinschreiben können. Die einzelnen Nutzer greifen dabei bspw. auf verschiedene Unterprodukte 12 oder Komponenten 13 des jeweiligen Hauptproduktes 11 gleichzeitig zu und können gleichermaßen auch entsprechende Veränderungen, die über einen anderen Nutzer an einem anderen Unterprodukt 12 oder einer anderen Komponente 13 vorgenommen werden, beobachten. Damit ist ein paralleles Arbeiten an ein und demselben Hauptprodukt 11 möglich. Insbesondere für sehr komplexe Produkte ist eine solche VPM- Datenbank, die ein paralleles Arbeiten mehreren Nutzer ermöglicht, unerlässlich.
Um nun ein spezielles Produkt zu entwickeln, ist ein Konstruktionswerkzeug 15 erforderlich. Im vorliegenden Ausführungsbei- spiel sei angenommen, dass hierfür ein CATIA V5 Konstruktions- werkzeug 15 vorgesehen ist. Auf den Aufbau und die Funktionsweise des' Konstruktionswerkzeugs 15 wird nachfolgend nicht detailliert eingegangen, da dies für den Fachmann im Bereich der CAD unterstützenden Konstruktion allgemein bekannt sein dürf- te . Lediglich die für die Erläuterung der vorliegenden Erfindung erforderlichen Funktionen und Eigenschaften werden nachfolgend kurz beschrieben. Das Konstruktionswerkzeug 15 ist über eine erste bidirektionale Schnittschnelle 14 mit der Produktdatenbank 10 verbunden.
Die Darstellung eines zu konstruierenden Produktes mittels des Konstruktionswerkzeuges 15 ist identisch zu dem der VPM-
Produktdatenbank 10, da mittels des CATIA V5 Konstruktions- werkzeugs die Struktur der Datenbank abgebildet wird. Dass heißt auch hier liegt eine hierarchische Modellstruktur für ein zu konstruierendes Hauptprodukt HP vor. Mittels des Kon- struktionswerkzeuges 15 welches die dafür erforderlichen Informationen über die Schnittstelle 14 aus der Produktdatenbank 10 entnimmt, wird nun ein Abbild eines noch nicht festgelegten Produktkonzeptes , also ein virtuelles, noch nicht ausdetail- liertes Produkt HP, erzeugt. Dieses Abbild umfasst auch die jeweiligen Unterprodukte UPl, UP2 und Komponenten Kl - K4. Anschließend wird unter Verwendung des Konstruktionswerkzeuges 15 die Geometrie dieses Produktes HP vollständig beschrieben. Dabei werden die entsprechenden Geometriedaten und Steuerinformationen für das zu konstruierende Hauptprodukt HP berech- net.
Insgesamt erhält man damit eine vollständige, d. h. dreidimensionale Beschreibung des Hauptproduktes HP inklusive dessen Unterprodukte UPl, UP2 und Komponenten Kl - K4. Diese dreidi- mensionale Beschreibung des Hauptproduktes HP, welche geometrische Beschreibungen und Steuerinformationen enthalten, werden in der Datenbank 10 abgelegt.
Erfindungsgemäß ist nun ein Kinematikmodul 16 vorgesehen, in welchem zur Simulation und Überprüfung der Kinematik des Produktes HP ebenfalls das zu konstruierende Produkt HP abgebildet ist. Allerdings wird das Produkt HP hier in einer einstufigen Modellstruktur abgebildet. Eine hierarchische Modell- struktur ist nicht geeignet. Dies liegt daran, dass einzelne Komponenten, bspw. in Unterprodukten, nicht problemlos bewegt werden können. Komponenten aus verschiedenen Untergruppen können nicht durch kinematischen Bedingungen miteinander gekop- pelt werden, da eine kinematische Kette nicht über verschiedene Unterbaugruppen hinweg definiert werden können. Aus diesen Gründen ist eine Auflösung der jeweiligen Unterbaugruppe bzw. des Hauptproduktes in eine einstufige Modellstruktur für Kinematikuntersuchungen zwingend erforderlich. Diese einstufige Struktur des Hauptproduktes im Kinematikmodul 16 wird aus der Black-Box 19 der VPM-Datenbank 10 identisch abgebildet.
Somit ist ein zu konstruierendes Hauptprodukt in dem Konstruktionswerkzeug 15 und dem Kinematikmodul 16 abgebildet, jedoch jeweils in einer anderen Struktur. Die einstufige Struktur wird dabei im Unterschied zu der hierarchischen Struktur des Hauptproduktes in der Datenbank als ganzes in der eigens dafür vorgesehenen Black-Box 19 abgelegt. Im Falle einer Veränderung einer Komponente, sei es eine geometrische Bauteilgröße, eine kinematische Dimensionierung oder eine Steuerinformation, wird diese jeweils in der Datenbank 10 aktualisiert und erscheint damit in jeweils aktualisierter Form auch in dem jeweils anderen Modul .
Erfindungsgemäß ist hierfür eine zweite bidirektionale
Schnittstelle 18 zwischen dem Kinematikmodul 16 und der Black- Box 19 der Produktdatenbank 10 vorgesehen. Das Kinematikmodul 16 kann somit über die Schnittstelle 18 auf die in der Produktdatenbank 10 abgelegten Informationen und Gestaltungsele- mente, die einen jeweiligen Produkt oder dessen Unterprodukten 12 oder Komponenten 13 zugeordnet sind, zugreifen. Ferner ist das Konstruktionswerkzeug 15 und das Kinematikmodul 16 über eigens dafür vorgesehene Adapter ADl, AD2 miteinander gekop- pelt. Über diese Adaptereinrichtungen. ADl, AD2 lassen sich zwischen den KonstruktionsWerkzeug 15 und dem Kinematikmodul 16 Steuerinformationen untereinander austauschen. Der Aufbau und die Funktionsweise des Konstruktionswerkzeugs 15 und des Kinematikmoduls 16 sowie der entsprechenden Adaptereinrichtungen ADl, AD2 werden nachfolgend noch detailliert mit Bezug auf die Arbeitsabläufe in Fig. 3 bis 5 beschrieben.
Auf diese Weise kann bereits im Entstehungsprozess ein jewei- liges Produktkonzept für ein Hauptprodukt HP vollständig untersucht und geprüft werden. Bei dieser Untersuchung und Prüfung können neben statischen Untersuchungen, wie z. B. Stabilitätsuntersuchungen, Materialbeständigkeit und dergleichen, nun auch dynamische, sich aufgrund der Kinematik dieses Pro- duktes ableitende Untersuchungen vorgenommen werden. Hierzu - gehören z. B. das Untersuchen eines Klappern, Kollisionsunter- suchungen, Einbauuntersuchungen, Kinematikuntersuchungen, Montageuntersuchungen. Diese Untersuchungen werden an den virtuellen Produkt, d. h. auf der Ebene des Konstruktionswerkzeuges 15 und des Kinematikmoduls 16 durchgeführt, und dienen der Absicherung des zu konstruierenden Produktes und dessen Funktion.
Fig. 3 zeigt einen ersten Arbeitsablauf für die Konstruktion eines kinematischen Hauptproduktes HP unter automatischer Einbeziehung dessen Kinematik. Als Beispiel für das kinematische Hauptprodukt HP wird eine Führungsschiene 30 verwendet, in der ein als Gelenkteil ausgebildetes kinematisches Glied 32 bewegbar ist. Für die eigentliche Konstruktion der gegenständlichen Form und damit der geometrischen Abmessungen des kinematischen Hauptproduktes HP ist der hierarchische Modus (Konstruktions- modus) vorgesehen, wohingegen die Definition und Überprüfung der Kinematik des Hauptproduktes HP oder dessen Bauteile 30, 35 der einstufige Modus (Kinematikmodus) vorgesehen ist.
Verfahrensschritt Vl:
Für die Konstruktion einer Führungsschiene 30 und eines sich darin bewegenden Gleitgelenkes werden durch das System, bspw. durch das Konstruktionswerkzeugs oder durch einen Nutzer, feste und variable Parameter vorgegeben. Unter Parameter sind hier Eingangsgrößen zu verstehen, die Informationen über das Produkt und dessen Eigenschaften enthalten.
Zunächst werden für den Aufbau des Produktes HP alle für eine Kinematik erforderlichen Steuerinformationen in dem Konstruk- tionsmodus gesammelt. Diese Steuerinformationen enthalten Eingangsparameter, wie z. B. relevante Geometrien, die Definition des Arbeitsablaufs des kinematischen Produktes unter automatischer Einbeziehung dessen Kinematik sowie dessen Produktkinematik. Als Produktkinematik sei im vorliegenden Ausführungs- beispiel die Verfahrkurve 31 für das kinematische Gelenkteil, welches in der Führungsschiene 30 beweglich angeordnet ist, bezeichnet. Diese Verfahrkurve 31 gibt eine Leitkurve für die Kinematik des sich in der Führungsschiene 30 bewegenden Gleitgelenkes an und ist daher durch die Geometrie der Führungs- schiene 30 vorgegeben. Die Leitkurve 31 ergibt sich also z. B. aus der Dachgeometrie des Schiebedaches und der Art des jeweiligen Produktes. Diese Leitkurve 31 ist somit eine systembedingte Führungsgröße und wird als Eingangsgröße für die Kinematikuntersuchung im Kinematikmodus verwendet. Diese Leitkurve 31 bzw. die entsprechenden Informationen hierfür werden als erste Steuerinformationen verwendet.
Verfahrensschritt V2 : Ferner wird ein erstes Übergabemodell für die Übergabe der ersten Steuerinformationen zwischen dem Konstruktionsmodus und dem Kinematikmodus bereitgestellt. Dieses Übergabemodell ist in Fig. 3 als Input-Adapter bezeichnet. Die im Verfahrensschritt Vl ermittelten Kinematik relevanten Geometrien und Parameter werden zur Erzeugung des Input-Adapters assoziativ hineinkopiert. Dieses assoziative Hineinkopieren der ersten Steuerinformationen erfolgt im Kontext Hauptproduktes HP. Darunter ist zu verstehen, dass der Input-Adapter seine Eingangs- Informationen aus anderen Komponenten des Hauptproduktes erhält. Somit ist eine Veränderung dieser Informationen lediglich im Konstruktionsmodus, nicht aber im Kinematikmodus möglich. Dies ist auch erforderlich, da eine Veränderung der er- sten Steuerinformationen gleichsam einer Veränderung der systembedingten Führungsgröße und somit der Führungsschiene gleichbedeutend wäre. Eine solche Änderung darf allerdings lediglich im Kontext Hauptprodukt HP und somit im Konstruktions- modus durchgeführt werden.
Dadurch wird durch das Bereitstellen des Input-Adapters gleichermaßen eine Zusammenfassung der entsprechenden Eingangs- Steuerinformationen im Hauptprodukt HP für die Kinematik realisiert. Unter "Verbauung" oder "verbauen" sei nachfolgend das Einfügen einer Komponente, zum Beispiel einer Steuerinformation oder geometrische Information, in ein (anderes) Strukturmodell sei es im Konstruktionsmodus oder im Kinematikmodus, zu verstehen.
Verfahrensschritt V3 :
Zusätzlich werden die ersten Steuerinformationen in der einstufigen Struktur des Hauptproduktes HP erneut verbaut. Somit erfolgt auf sehr elegante Weise eine Transformation der kinematischen Grundgeometrie von der hierarchischen Modellstruktur in die einstufige Modellstruktur des Kinematikmodus. Im Kinematikmodus liegen diese Informationen dann in Form von einfa- chen Basiselementen der Eingangsparameter entsprechend einem für die Kinematik erforderlichen Skelettmodell vor.
Verfahrensschritt V4 :
Für die Führungsschiene 30 ist nun ein kinematisches Glied 32 vorgesehen. Dieses kinematische Glied ist im vorliegenden Aus- führungsbeispiel als Schlitten 33 mit darauf nach vorn und hinten beweglichen, schwenkbaren Hebel 34 ausgebildet. Der Schlitten 33 soll in der Führungsschiene 30 beweglich sein. Bei dem Anlegen dieses kinematischen Gliedes 32 werden dessen kinematisch relevanten Geometrien in Form von Basiselementen (Skelettmodell) vorgegeben.
Verfahrensschritt V5 :
Die im Verfahrensschritt V4 gewonnenen Informationen des kinematischen Gliedes 32 werden mit den Informationen der durch die Führungsschiene 30 vorgegebenen Leitkurve 31, welche durch erneute Verbauung des ÜbergabemodelIs (Verfahrensschritt V3 ) aus dem Konstruktionsmodus gewonnen werden, durch Definition der kinematischen Funktion (Anlegen von Gelenken, etc.) verknüpft. Es erfolgt somit eine Verknüpfung der bekannten kinematischen Skelettgeometrie mit der neu erzeugten kinematischen Skelettgeometrie. Ferner erfolgt eine Dimensionierung der ki- nematischen Geometrien des kinematischen Gliedes 32 (z. B.
Länge/Breite/Höhe des Hebels 34 bzw. des Schlittens 33, etc.) im Kinematikmodus zur Abstimmung der Kinematik. Verfahrensschritt V6 :
Im Kinematikmodus wird nun ein weiteres Übergabemodell, der so genannte Output-Adapter, erzeugt. In diesem Übergabemodell werden sämtliche, im Kinematikmodus erzeugten Steuerinformationen gesammelt. Das Sammeln erfolgt hier wiederum durch assoziatives Hineinkopieren der in der Skelettkinematik vorliegenden Elemente, wobei die Informationen des entsprechenden kinematischen Gliedes 32 hier im Kontext des Kinematik- Produktes vorliegen. Die so gesammelten Informationen bilden einen zweiten Satz von Steuerinformationen.
Der Kontext gibt dabei die Schreibberechtigung für die jeweils zu ändernden Steuerinformationen an, d. h. in welchem Produkt- Zusammenhang die betroffene Komponente Informationen von anderen Komponenten erhält und welche Steuerinformationen geändert werden dürften. Beispielsweise ist der Input-Adapter im Kontext des Hauptproduktes HP erzeugt, was bedeutet, dass die entsprechenden ersten Steuerinformationen lediglich im hierar- chischen Konstruktionsmodus geändert werden können und diese geänderten Informationen im Input-Adapter aktualisiert werden können. Anders ist der Output-Adapter im Kontext der Kinematik-Struktur erzeugt, so dass entsprechende zweiter Steuerinformationen hier nur im Kinematikmodus geändert werden können.
Verfahrensschritt V7 :
Die so im Verfahrensschritt V6 gewonnenen zweiten Steuerinformationen, die die dimensionierte Kinematikgrundgeometrie des kinematischen Gliedes 32 enthalten, werden anschließen im hierarchischen Konstruktionsmodul erneut verbaut. Diese zweiten Steuerinformationen des zweiten Übergabemodells (Output- Adapter) werden also im Konstruktionsmodus, also im Kontext Hauptprodukt, in das entsprechend hierarchisch aufgebaute Konstruktionsmodell im Konstruktionsmodus übertragen und dort verbaut .
Verfahrensschritt V8 :
Anschließend erfolgt im Konstruktionsmodus ein assoziatives Hineinkopieren bzw. Verteilen der aus dem Übergabemodell (Verfahrensschritt W) des Kinematikmodus gewonnen kinematischen Steuergeometrien in die einzelnen kinematischen Bauteile, z.
B. Hebel 34, Schlitten 33 und dergleichen. Die zweiten Steuerinformationen werden dabei auf die einzelnen Bauteilmodelle übertragen.
Diese Übertragung der Steuerinformationen kann im Unterschied zur Definition kinematischer Bedingungen auch in verschiedene Untergruppen hinein erfolgen.
Verfahrensschritt V9 :
Anschließend erfolgt die parametrisch assoziative Konstruktion der detaillierten Bauteil-Geometrien des Hauptproduktes HP, d. h. die Auskonstruktion des kinematischen Gliedes 35. Diese Auskonstruktion erfolgt im hierarchischen Konstruktionsmodus auf der Basis der steuernden kinematischen Grundgeometrien
(also der zweiten Steuerinformationen) , die im Kinematikmodus generiert und ermittelt wurden und die mittels des zweiten Übergabemodells (Output-Adapter) im Konstruktionsmodus erneut verbaut wurden. Dieses Auskonstruieren der kinematischen Bau- teile erfolgt entsprechend der Vorgabe aus dem Verfahrens- schritt V8 wiederum im Kontext des Hauptproduktes HP, d. h. es kann hier eine konstruktive Veränderung, nicht allerdings eine kinematische Veränderung des kinematischen Gliedes 35 vorgenommen werden.
Damit liegt bereits ein vollständig konstruiertes Produkt HP mit einer auskonstruierten Führungsschiene und einen kinematischen Glied 35 vor, bei dem bei deren Konstruktion erfindungs- gemäß eben deren Kinematik mitberücksichtigt wurde.
Fig. 4 zeigt einen zweiten, gegenüber dem Ausführungsbeispiel in der Fig. 3 erweiterten Arbeitsablauf für die Konstruktion eines kinematischen Produktes HP unter automatischer Einbeziehung dessen Kinematik. Das Ausführungsbeispiel in der Fig. 4 weist ebenfalls die Verfahrensschritte Vl - V9 auf. Das Ausführungsbeispiel in der Fig. 4 unterscheidet sich von dem in der Fig. 3 durch die sich nach den Verfahrensschritten Vl - V9 anschließende Verfahrensschritte VlO und VIl. Dazu im Einzelnen:
Verfahrensschritt VlO:
Das nach dem Verfahrenεschritt V9 auskonstruierte kinematische Hauptprodukt HP kann nun zusammen mit ggf. anderen kinematischen oder nicht kinematischen Bauteilen im Kinematikmodus wieder verbaut werden. Damit erfolgt eine erneute Verbauung der entsprechenden Bauteile in der Kinematikstruktur und eine Verknüpfung mit der dort vorgegebenen Kinematik.
Verfahrensschritt VIl:
Anschließen erfolgt eine Untersuchung und Überprüfung der Kinematik mit allen kinematischen Bauteilen im Kinematikmodus. Dadurch können ggf. weitere Anpassungen deren Kinematik durch Dimensionierung der verschiedenen kinematischen Glieder vorge- nommen werden. Anschließend erfolgt eine Neuberechnung (Update) der ermittelten Bauteilgeometrie der betroffenen kinematischen Bauteile im Konstruktionsmodus .
Fig. 5 zeigt einen dritten, gegenüber dem Ausführungsbeispiel in der Fig. 4 erweiterten Arbeitsablauf für die Konstruktion eines kinematischen Produktes HP unter automatischer Einbeziehung dessen Kinematik. Das Ausführungsbeispiel in der Fig. 5 weist zusätzlich weitere Verfahrensschritte V12 (bzw. V12a - V12c) auf.
Verfahrensschritt V12 :
Eine Anpassung der Kinematik aus dem Verfahrenεschritt VIl er- scheint gleichermaßen auch im Output-Adapter im Konstruktions- modus , so dass auch im Konstruktionsmodus eine weitere Anpassungen der Struktur und damit der Form und der Geometrie der verschiedenen kinematischen Bauteile vorgenommen wird. Auf diese Weise ist eine interative Verfahrensschleife unter Ein- beziehung der Verfahrensschritte V8 - V12 vorgebar, die der Optimierung eines oder mehrerer kinematischer Hauptprodukte und ihr Zusammenwirken miteinander gewonnen werden kann.
Neben der durch den Verfahrensschritt V12 vorgegebenen Itera- tionsschleife lassen sich darüber hinaus auch weitere Iterationsschleifen V12a - V12c definieren. Im Falle des Verfahrensschritt V12a könnten die im Verfahrensschritt VIl gewonnenen geometrischen und kinematischen Informationen sowie Steuerinformationen nun auch für eine Optimierung bzw. Nachjustierung der Geometrie der Führungsschiene 30 verwendet werden. In diesem Falle würden sämtliche Verfahrensschritte Vl - VIl erneut durchgeführt werden. In gleicher Weise könnte im Verfahrens- schritt V12b nun auch die entsprechenden kinematischen Infor- mationen zur Definition des kinematischen Gliedes 32 erneut überprüft werden. In gleicher Weise können im Verfahrens- schritt V12c die zweiten Steuerinformationen das kinematische Glied 32 betreffend entsprechend angepasst und optimiert wer- den. Darüber hinaus ließen sich selbstverständlich weitere Iterationsschritte und Abwandlungen und Modifikationen der einzelnen Verfahrensschritte Vl - V12 angeben.
Nach dem Verfahrensschritt VIl kann mit der Konstruktion und Überprüfung eines hinsichtlich des geometrischen Abmessungen anderen kinematischen Hauptproduktes HP oder ein zu dem soeben konstruierten kinematischen Hauptprodukt HP veränderten kinematischen Hauptprodukt HP fortgefahren werden.
Fig. 6 ein Blockschaltbild für eine Vorrichtung zum rechnerge- stützten Konstruieren eines Formteils, bspw. eines Schiebedaches, insbesondere mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Über eine interne Schnittstelle 14, 18 sind mehrere Nutzer 20 mit der Produktdatenbank 10 verbunden. Jeder der Nutzer 20 weist eine programmgesteuerte Einrichtung, bspw. einen Computer, auf, auf dem ein CAD-unterstütztes Konstruktionswerkzeug 15 sowie ein erfindungsgemäßes CAD-unterstütztes Kinematikmodul 16 vorgesehen ist. Jeder der Nutzer 20 kann somit unter Verwendung der Konstruktionswerkzeugs 15 und des Kinematikmoduls 16 ein jeweiliges kinematisches Produkt unter Verwendung der in der Produktdatenbank abgelegten Steuerinformationen konstruieren. Die parallele Anbindung der verschiedenen Nutzer 20 an die Datenbank 10 ermöglicht ein paralleles Arbeiten und Konstruieren der verschiedenen Nutzer an dem Produkt. Die bei der Konstruktion gewonnen Steuerinformation und Bauteilgeometrien werden über die Schnittstelle 14, 18 einer weiteren Datenbank 22 zugeführt. Nach der Konstruktion sind in der Daten- bank 22 sämtliche für die Definition der Konstruktion und der Kinematik eines kinematischen Formteils erforderlichen Steuerinformationen und Bauteilgeometrien abgelegt. Die dort abgelegten Steuerinformationen und Bauteilgeometrien können an- schließend zur Fertigung des soeben konstruierten kinematischen Formteils 23, bspw. eines Schiebedachmoduls, verwendet werden.
Wenngleich in der Fig. 6 die Datenbanken 10, 22 als getrennte Datenbanken dargestellt wurden, versteht es sich von selbst, dass die Datenbank 22 selbstverständlich auch Bestandteil der Datenbank 10 sein kann.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
So sei die Erfindung nicht ausschließlich auf das Konstrukti- onswerkzeug CATIA V5 beschränkt, wenngleich die Erfindung dort wegen der Einschränkungen des Models eines eigens dafür vorgesehenen Kinematikmoduls bei CATIA V5 besonders vorteilhaft und interessant ist. Vielmehr ist die Erfindung auch auf andere CAD-basierende Konstruktionswerkzeuge, wie bspw. Auto-CAD, UniGraphics, ProEngineer, I-DEAS und dergleichen anwendbar.
Auch wurde die Erfindung vorstehend anhand eines als Schiebedach ausgebildeten Bauteils und hier insbesondere für die Untersuchung der Kinematik im Falle eines sich in einer Füh- rungsschiene bewegbaren kinematischen Gliedes beschrieben. Die
Erfindung ist allerdings auch auf andere Produkte und insbesondere auch auf andere, vor allem auch komplexere kinematischer Glieder anwendbar und erweiterbar, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Insbesondere sei die Erfindung auf beliebige bewegbare und nicht bewegbare Bauteile im Autpmobilbereich anwendbar, bspw. auf Schiebetüren, Hebemechanismen, Fahrwerk, Türen und Fenster, etc.
Auch wurde die Erfindung vorstehend mit Bezug auf Konstruktionen im Automobilbereich erläutert. Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht als dahingehend beschränkt zu verstehen ist, sondern auf beliebige Konstruktionen mit Kine- matik erweiterbar ist, insbesondere für oder im Flugzeugbaubereich, Schiffsbau, Schienenfahrzeugbau und dergleichen.
In Fig. 2 wurde das Kinematikmodul 16 getrennt von dem Konstruktionswerkzeug 15 dargestellt. Selbstverständlich wäre es auch denkbar und auch vorteilhaft, wenn das Kinematikmodul Bestandteil des Konstruktionswerkzeugs 15 ist, bspw. in dem das Kinematikmodul bereits in das Konstruktionsmodul mit implementiert ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde dies allerdings in Fig. 2 nicht in dieser Weise dargestellt.
Auch umfasst in der Fig. 2 das Hauptprodukt, welches auch als Formteil bezeichnet wird, genau zwei Unterprodukte und diese jeweils genau zwei Komponenten. Es versteht sich von selbst, dass diese Zahlenangaben lediglich beispielhaft zu verstehen sind und auch davon abweichen können. Darüber hinaus können die Komponenten ebenfalls noch weitere Unterkomponenten aufweisen. Die in der Fig. 2 dargestellte Struktur soll vielmehr ein vereinfachtes Modell eines Produktes darstellen, welches im Fall sehr komplexer Produkte mit sehr aufwändiger Kinematik natürlich beliebig erweiterbar ist. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Datenbank
2 Hauptprodukt
3 Unterprodukte
4 Komponenten
5 Schnittstelle 6 Konstruktionswerkzeug
7 Kinematikmodel
10 Produktdatenbank
11 Hauptprodukt, Schiebedach 12 Unterprodukte, Glasdeckel, Mechanik
13 Komponenten
14 erste Schnittstelle
15 Konstruktionswerkzeug, CATIA V5
16 Kinematikmodul 17 Dateninterne Schnittstelle, Link
18 zweite Schnittstelle
19 Black-Box
20 Nutzer
22 Datenbank 23 zu fertigendes Produkt/Formteil
30 Führungsschiene
31 Verfahrkurve, Leitschiene
32 Steuerinformationen des kinematischen Gliedes
33 Schlitten des kinematischen Gliedes 34 Hebel des kinematischen Gliedes
35 auskonstruierte kinematische Kette, Skelettmodell der kinematischen Kette Vl - V12 Verfahrensschritte
V12a - V12c Verfahrensschritte
HP Hauptprodukt
UPl , UP2 Unterprodukte Kl - K4 Komponenten
ADl , AD2 Adaptereinrichtungen

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Verfahren zum Konstruieren eines Produkts mit kinematischen Anteil, insbesondere eines Karosseriesystems eines Kraftfahrzeugs, unter Verwendung eines rechnergestützten Konstruktions- werkzeugs ,
mit einem Konstruktionsmodus, bei dem ein zu konstruierendes Produkt mit mehreren Bauteilen in Form eines hierarchischen ersten Strukturmodells vorliegt,
mit einem Kinematikmodus, bei dem dasselbe Produkt in Form ei- nes einstufigen zweiten Strukturmodells vorliegt,
wobei zur Optimierung und Untersuchung der konstruktiven Geometrien und kinematischen Eigenschaften des zu konstruierenden Produkts der Konstruktionsmodus und der Kinematikmodus mitein- ander derart verknüpft werden, dass im Falle einer Veränderung von Steuerinformationen, Bauteil -Geometrien und/oder kinematische Dimensionierungen eine automatische Neuberechnung der veränderten Kinematik bzw. der veränderten Bauteil-Geometrie des Produkts oder dessen Bauteile durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass im Konstruktionsmodus Bauteil-Geometrien und im Kinematikmodus kinematischen Dimensionierungen eines Produktes oder dessen Bauteile erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass neben den Bauteil-Geometrien und kinematischen Dimensionierungen erste Steuerinformationen und zweite Steuerinformationen vorgesehen sind, wobei die ersten Steuerinformationen systembedingte Basisgeometrien des Produktes und die zweiten Steuerinformationen systembedingte produktübergreifende basiskinematischen Informationen enthalten.
4 . Verfahren nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die ersten und die zweiten Steuerinformationen sowohl in dem einstufigen Strukturmodel des Kinematikmodus und gleichzeitig auch in dem hierarchischen Strukturmodel des Konstruk- tionsmodus verbaut sind.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , dass die ersten und die zweiten Steuerinformationen im Kinematikmodus und im Konstruktionsmodus jeweils in aktualisierter Form unter Einbeziehung der veränderten Geometrien und/oder Kinematik vorliegen.
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass für den Konstruktionsmodus und den Kinematikmodus jeweils ein Übergabemodell vorgesehen ist, mittels dem die ersten
Steuerinformationen von dem Konstruktionsmodus in den Kinematikmodus bzw. mittels dem die zweiten Steuerinformationen von dem Kinematikmodus in den Konstruktionsmodus übertragbar sind.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass dem Konstruktionsmodus und dem Kinematikmodus jeweils ein
Kontext zugeordnet ist, der angibt, welche der ersten und zweiten Steuerinformationen innerhalb eines jeweiligen Modus verändert werden dürfen und welche Steuerinformationen dort nicht verändert werden dürfen.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass im Konstruktionsmodus ein erster Kontext vorgesehen ist, der angibt, dass lediglich erste Steuerinformationen im Konstruktionsmodus verändert werden dürfen.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass im Kinematikmodus ein zweiter Kontext vorgesehen ist, der angibt, dass lediglich zweite Steuerinformationen im Kinema- tikmodus verändert werden dürfen.
10. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das zweite Strukturmodell des kinematischen Produktes im
Kinematikmodus in Form eines Skelettmodells vorliegt.
11. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Daten über die Geometrie und die Kinematik eines Produktes sowie die Steuerinformationen des zweiten Strukturmodells nur als Einheit in einem einzelnen Objekt einer Datenbank abgespeichert werden und aus dieser wieder ausgelesen werden kann.
12. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Daten über die Geometrie und die Kinematik eines Produktes sowie die Steuerinformationen des ersten Strukturmo- dells jeweils getrennt in einer Vielzahl von Objekten einer Datenbank abgespeichert werden und aus dieser wieder ausgelesen werden kann.
13. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass Konstruktionswerkzeug CATIA V5 ist.
14. Verfahren zum Konstruieren eines Produkts mit kinemati- sehen Anteil, insbesondere nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, mit den Verfahrensschritten:
(a) Sammeln der für den Aufbau einer Kinematik eines Produktes oder eines seiner Bauteile erforderlichen ersten Steuerinformationen in einem ersten Übergabemodell im Konstrukti- onsmodus, wobei die ersten Steuerinformationen durch die
Art des Produktes oder dessen Bauteil vorgegeben sind;
(b) Zusätzliche Verbauung der ersten Steuerinformationen des ersten Übergabemodells in dem zweiten Strukturmodell im Kinematikmodus ; (c) Aufbauen und Dimensionieren von zweiten Steuerinformationen, welche kinematische Funktionen des Produktes, zum Beispiel in Form einer Skelettkinematik, beschreiben;
(d) Sammeln der im Kinematikmodus gewonnenen zweiten Steuerinformationen des zweiten Strukturmodells in einem zweiten Übergabemodell;
(e) Zusätzliche Verbauung des zweiten Übergabemodells in dem ersten Strukturmodell im Konstruktionsmodus; (f) Verteilen der kinematischen Steuerinformationen auf die einzelnen Bauteile des Produktes;
(g) Assoziatives Auskonstruieren der Bauteile des kinematischen Produktes anhand der ersten und zweiten Steuerinfor- mationen.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurc h g eke nnz e i c hne t , dass im Anschluss an den Verfahrensschritt (g) noch folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
(h) Zusätzliches Verbauung der auskonstruierten Bauteile zusammen mit anderen kinematischen und nicht kinematischen Bauteilen in das zweite Strukturmodell im Kinematikmodus und Verknüpfung mit der im Kinematikmodus vorgegebenen Ki- nematik;
(i) Kinematische Überprüfung des auskonstruierten Produktes mit der Produktgeometrie des Produktes .
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadu rch g eke nnz e i c hne t , dass zur Optimierung des Verfahrens die einzelnen Verfahrens- schritte oder Teile davon iterativ durchgeführt werden.
17. Vorrichtung zum Konstruieren eines Produkts mit kinemati- schem Anteil, insbesondere eines Karosseriesystems eines
Kraftfahrzeugs, unter Verwendung eines rechnergestützten Kon- struktionswerkzeugs ,
mit einer Datenbank, in der die Bauteilgeometrie und Kinematik betreffende Kenngrößen und Steuerinformationen eines Produktes und dessen Bauteile abgelegt sind, mit einem mit der Datenbank gekoppelten Konstruktionsmodul, welches dazu ausgelegt ist, anhand der in der Datenbank abgelegten Daten die Bauteil-Geometrie des Produkts zu dimensionieren,
mit einem mit der Datenbank gekoppelten Kinematikmodul, welches dazu ausgelegt ist, anhand der in der Datenbank abgelegten Daten die Kinematik des Produkts zu dimensionieren,
wobei das Konstruktionsmodul und das Kinematikmodul jeweils zumindest eine Adaptereinrichtung aufweisen, die der Übergabe der Steuerinformationen zwischen dem Konstruktionsmodul und dem Kinematikmodul dienen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung mehrere rechnergestützte Einrichtungen zur Konstruktion desselben kinematischen Produkts aufweist, die jeweils auf dieselbe Datenbank zugreifen und die zur Kon- struktion jeweils zumindest ein Konstruktionsmodul und zumindest ein Kinematikmodul aufweisen.
19. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden vor- richtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine gemeinsame Schnittstelle des Konstruktionsmoduls und des Kinematikmoduls mit der Datenbank vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden vor- richtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass in der Datenbank sowohl Daten des ersten als auch des zweiten Strukturmodells abgelegt sind.
21. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden vor- richtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Datenbank eine Black-Box aufweist, in der die Daten des zweiten StrukturmodelIs als Ganzes abgelegt sind und nur als ganzes ausleεbar sind.
22. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden vor- richtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Datenbank als VPM-Datenbank ausgebildet ist, die ein paralleles Arbeiten mehreren Nutzer an dieser Datenbank ermöglicht.
23. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden vor- richtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das kinematische Produkt als Schiebedach oder als Teil eines Schiebdaches ausgebildet ist.
24. Computerprogrammprodukt, insbesondere Datenträger, auf welchem ein Programm abgelegt ist, welches zur Durchführung eines Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgelegt ist.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102848978A (zh) * 2012-09-20 2013-01-02 安徽江淮汽车股份有限公司 基于catia的汽车后视野校核方法
CN103258086A (zh) * 2013-04-27 2013-08-21 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种工装刚度分析方法
EP2996056A1 (de) * 2014-09-15 2016-03-16 Dassault Systemes Simulia Corp. Ausführen eines simulations-modells während der erstellung eines strukturellen modells
CN110334447A (zh) * 2019-07-05 2019-10-15 济南大学 一种门窗设计与工艺规划集成方法，系统，服务器及可读存储介质
CN111680439A (zh) * 2020-05-22 2020-09-18 中国第一汽车股份有限公司 一种汽车外覆盖件面品缺陷的补偿方法
DE102021129093A1 (de) 2021-11-09 2023-05-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Erzeugen von zumindest einem Bauteilmodell eines Kraftfahrzeugs, Computerprogrammprodukt sowie elektronische Recheneinrichtung

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANONYMOUS: "Pro/MECHANICA Motion Simulation Package", ENGINEERING.COM HOMEPAGE, 22 March 2004 (2004-03-22), Internet, pages 1 - 2, XP007900977, Retrieved from the Internet <URL:http://web.archive.org/web/20040322035804/http://products.engineering.com/mechanical/software/p00325/prodover.htm> [retrieved on 20060808] *
BRUZZONE L E, CAVALLO E M, MICHELINI R C, MOLFINO R M, RAZZOLI R P: "The Design of a Robotic Equipment for Deep-Sea Maintenance Operations", ESDA INTL CONF ON ENGINEERING SYSTEMS DESIGN AND ANALYSIS, MONTREAUX, CH, vol. 82, 10 July 2000 (2000-07-10), New York, pages 113 - 120, XP007900971 *
SOHRT W ET AL: "Interaction with constraints in 3D modeling", PROCEEDINGS. SYMPOSIUM ON SOLID MODELING FOUNDATIONS AND CAD / CAM APPLICATIONS, XX, XX, 5 June 1991 (1991-06-05), pages 387 - 396, XP002231158 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102848978A (zh) * 2012-09-20 2013-01-02 安徽江淮汽车股份有限公司 基于catia的汽车后视野校核方法
CN102848978B (zh) * 2012-09-20 2014-10-22 安徽江淮汽车股份有限公司 基于catia的汽车后视野校核方法
CN103258086A (zh) * 2013-04-27 2013-08-21 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种工装刚度分析方法
CN103258086B (zh) * 2013-04-27 2016-01-13 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种工装刚度分析方法
EP2996056A1 (de) * 2014-09-15 2016-03-16 Dassault Systemes Simulia Corp. Ausführen eines simulations-modells während der erstellung eines strukturellen modells
US10108761B2 (en) 2014-09-15 2018-10-23 Dassault Systemes Solidworks Corporation Predictive simulation
CN110334447A (zh) * 2019-07-05 2019-10-15 济南大学 一种门窗设计与工艺规划集成方法，系统，服务器及可读存储介质
CN111680439A (zh) * 2020-05-22 2020-09-18 中国第一汽车股份有限公司 一种汽车外覆盖件面品缺陷的补偿方法
DE102021129093A1 (de) 2021-11-09 2023-05-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Erzeugen von zumindest einem Bauteilmodell eines Kraftfahrzeugs, Computerprogrammprodukt sowie elektronische Recheneinrichtung

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