Engineering auf mechatronisch

Der Autor Frank Engler ist Produktmanager bei der Eplan Software & Service GmbH & Co. KG in Monheim am Rhein

Provokant gesagt: Der Fachkräftemangel macht auch vor der Fluidtechnik nicht Halt. Fluidtechniker mit Erfahrung in Pneumatik und Hydraulik und dem systemtechnischen Wissen sind rar. Umso wichtiger wird es daher, im Produktentstehungsprozess beziehungsweise im Engineering diese Kapazitäten mit fluidtechnischem Spezialwissen optimal einzusetzen.

Herkömmlich sind Ingenieure und Techniker mit Fluid-Know-how in der MCAD-Konstruktion angesiedelt. So ist es auch verständlich, dass bislang überwiegend mechanische CAD-Systeme zur Projektierung und Dokumentation von Fluidsystemen eingesetzt wurden. Doch der Trend zur Mechatronik und damit verbunden einem immer höheren Anteil an elektrotechnischer Steuerung in Fluidkomponenten und -systemen verlangte nach logikbasierten Systemen.

Dies war auch die Grundlage zur Entwicklung von Eplan Fluid. Das CAE-System auf Basis der Eplan-Plattform unterstützt Fluidtechniker gezielt bei der Projektierung mit fluidspezifischen Funktionen, Normenunterstützung, zahlreichen Automatismen und direkter Verbindung zur Elektrotechnik.

Seit Beginn 2012 geht Lösungsanbieter Eplan den nächsten Schritt und präsentiert mit der Produktausprägung Eplan Fluid Professional eine 3D-Lösung, die sich perfekt in den MCAD-Workflow integrieren lässt. Diese ermöglicht zugleich eine neue Rollenverteilung und somit einen im Gesamten effizienteren Engineering-Workflow. Eplan Fluid Professional kombiniert die bewährte fluidtechnische Projektierung mit neuer 3D-Technologie direkt in Eplan. Einmal im Fluidschaltplan platzierte Komponenten wie Ventile oder Zylinder können mit einer einfachen Methode – vergleichbar mit dem Lego-Prinzip – in 3D zusammengebaut und auf Montageflächen platziert werden.

Die Eplan-Technologie liefert automatisch erzeugte Anfasspunkte für jedes Bauteil und so ist es für jeden Fluidtechniker spielend leicht, Fluidsysteme in 3D aufzubauen. Der Praxisvorteil: Frühzeitig stehen wertvolle Informationen für die Fertigung bereit, wie benötigte Bauräume, Bohrungen oder Schlauchlängen. Dabei werden keine tiefergehenden 3D-Kenntnisse benötigt und die 2D-Ableitungen als Fertigungszeichnungen entstehen automatisch als Teil der Dokumentation.

Besonderes Augenmerk legt Eplan Fluid Professional auf die volle Integration in den bereits bestehenden Workflow der Mechanikkonstruktion: Mithilfe von Bauraumkonzepten und dem neutralen Austausch der 3D-Daten per Step-Format lässt sich ein Workflow etablieren, der das Know-how des Fluidtechnikers an besonderer Stelle gerade auch beim Aufbau des 3D-Modells nutzt.

Wie sieht nun ein solcher Workflow aus? Am Beispiel von „Autodesk Inventor“ entsteht ein Rundtakt-System in der Mechanikabteilung schrittweise als 3D-Modell. Für die pneumatischen Komponenten und deren zentrale Drucklufteinspeisung wird an der Maschine im MCAD zunächst ein Bauraum definiert. Über ein neutrales Step-Format lässt sich dieser aus Autodesk Inventor exportieren und an den Fluidtechniker übergeben. Der Fluidkonstrukteur projektiert in Folge die Auswahl der Komponenten und deren Verschaltung. Dabei nutzt er die direkte Anbindung an den elektrotechnischen Teil der Projektierung. Sofort stehen automatisch generierte Stücklisten und Schlauchleitungslisten zur Verfügung.

Als neues Element im Workflow ist somit der Fluidkonstrukteur jetzt auch für das 3D-Layout der Fluidtechnik verantwortlich. Importiert er beispielsweise eine Montageplatte, so kann er die bereits im Schaltplan projektierten Komponenten direkt per Drag and Drop im vorgesehenen Bauraum platzieren und Komponenten in 3D zusammenbauen. Das geht systemunterstützt besonders einfach, da die Montagepunkte die Bauteile automatisch verbinden. Mittels Bemaßungen werden die Fertigungsinformationen beispielsweise für die Befestigungsschellen der pneumatischen Wartungseinheit erstellt. Das Ergebnis der Projektierung übergibt der Fluidtechniker wiederum per Step zurück an das Inventor-Modell der Gesamtmaschine – inklusive Bauteilnummerierungen.

Der Nutzen eines solchen Workflows liegt auf der Hand: Das Know-how des Fluidtechnikers wird dort genutzt, wo es benötigt wird: zur Auswahl und Dimensionierung der Komponenten, deren fluidtechnischer Verschaltung und der korrekten Platzierung. Aspekte wie Schlauchlängen, Wärmeentwicklung, Energieeffizienz, mechatronisches Zusammenspiel und die Reduzierung des Bauraumes lassen sich vom Start weg kalkulieren. Die zahlreichen Automatismen des Systems unterstützen den Anwender für schnelle Projektlaufzeiten.

Und hier beginnt erst der Nutzen: Die Fluidprojektierung zu standardisieren, oft verwendete Teilsysteme in Form von Makros direkt in der Projektierung zu speichern und wiederzuverwenden – dies alles stellt das eigentliche Potenzial für den Fluidtechniker dar. Fortan kann er sein Spezialwissen speichern und jederzeit abrufbar machen. Das beschleunigt die Projektierung und sichert die Qualität disziplinübergreifend. Weiterhin bietet der Workflow gemeinsam mit der Elektroprojektierung die Chance der Fehlervermeidung, gerade bei gesteigerter Komplexität der mechatronischen Komponenten, wie Ventilinseln.

Die Frage nach den für 3D-Systeme in der Fluidtechnik notwendigen Daten wird ebenfalls beantwortet: Für jedes Bauteil gibt es heute zumeist über das Internet die gewünschten 3D-Daten und Eplan Fluid Professional kann diese Daten direkt nutzen und importieren. Zumeist sind aber bereits 3D-Daten in der Mechanikabteilung für die Fluidkomponenten vorhanden und können ebenfalls direkt importiert werden. Nach dieser Datenübernahme profitieren Anwender von allen Darstellungsformen: Komponenten werden als Fluidsymbol (nach ISO1219) abgebildet, die elektrotechnische Darstellung steht zeitgleich zur Verfügung und auch die 3D-Darstellung ist direkt als Objekt verbunden.

Für den Projekteur ergibt sich ein unschätzbarer Vorteil: 3D-Daten, Fluidsymbole und elektrische Ansteuerung sind direkt mit der Stückliste und den technischen Daten der Geräte verbunden. Diese Kombination ermöglicht Fluidtechnikern eine umfassende Reduzierung des Projektierungs- und Dokumentationsaufwands.

Ein Video: „Zusammenspiel Eplan Fluid und Autodesk Inventor im M-CAD Workflow“ gibt es unter www.kem.de/video_eplan

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