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E-CAD Mechanik und Elektrik integriert entwickeln

| Redakteur: Monika Zwettler

Die Echtzeitintegration von Stromlaufplänen und 3D-CAD in Solidworks Electrical vereinfacht Produktentstehungsprozess: Es entsteht ein kompletter, virtueller Prototyp, der viele Fehler vermeidet.

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Solidworks Electrical 3D setzt die Elektroplanung in ein 3D-Modell um.
Solidworks Electrical 3D setzt die Elektroplanung in ein 3D-Modell um.
(Dassault Systèmes)

Die Entwicklung elektrotechnischer Systeme unterscheidet sich vom typischen mechanischen Konstruktionsablauf – interessanterweise ähnelt sie stark dem Systems Engineering-Gedanken: Im ersten Schritt wird ein Funktionsschema aufgebaut, in dem die Funktionsbausteine durch Symbole repräsentiert werden. Diese funktionale Beschreibung entspricht dem Schaltplan. Im zweiten Schritt wird ein Verkabelungsplan erstellt. Dabei werden die Bauteile grob in eine Beziehung zueinander gesetzt und die Verkabelung definiert. Dann lassen sich die Komponenten aus Schalt- und Verkabelungsplan miteinander verknüpfen.

Elektrotechnik und Mechanik koppeln

Da es heute kaum mehr rein mechanische Produkte gibt und elektrische Antriebe, Steuerungen, Sensoren und Aktuatoren selbstverständliche Bestandteile von Maschinen und Produkten geworden sind, ist die Kopplung der Elektrotechnik und Mechanik notwendig. Mit dem Solidworks Electrical Portfolio – bestehend aus Solidworks Electrical Schematic und Solidworks Electrical 3D – von Dassault Systèmes ist es nun möglich, die beiden Bereiche in einem Modell zu vereinen.

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Solidworks Electrical Schematic ist eine grundsätzlich vom CAD-System unabhängige, Datenbank gestützte Anwendung, um professionelle Elektrodokumentationen zu erstellen. Mit Hilfe dieser Datenbank können mehrere Personen parallel an einem Projekt arbeiten. Die integrierte Bibliothek mit tausenden Symbolen, Herstellerinfos und 3D-Geometrien von über 500.000 Komponenten vereinfacht den Aufbau von ein- und mehrpoligen Stromlaufplänen. Wiederkehrende Komponenten lassen sich dabei einfach von einem Projekt ins nächste übernehmen. Konzepte lassen sich rasch in detaillierte Entwürfe verwandeln und auftretende Konflikte mit einer Echtzeit-Fehlererkennung sofort identifizieren.

Engineering-Disziplinen in Echtzeit nahtlos verzahnt

Bereits während der Entwicklung der Stromlaufpläne kommt Solidworks Electrical 3D, das vollständig in Solidworks-CAD integriert ist, ins Spiel: Im Electrical Schematic Modul platzierte Komponenten lassen sich in der zugehörigen Solidworks-CAD-Baugruppe mit einem Mausklick platzieren und umgekehrt, wodurch eine nahtlos verzahnte Arbeitsweise zwischen den Engineering-Disziplinen in Echtzeit verwirklicht wird. Seit Neuestem wird im Electrical Schematic Modul auch die Verwaltung von Platinenlayouts und -aufbauten unterstützt, die wiederum im Solidworks-CAD als 3D-Baugruppe automatisch generiert werden, sodass auch Elektronikanteile vollständig über die Software integriert werden.

Einzeladern automatisch routen

Beim automatischen Routing von Einzeladern im Schaltschrank nutzt die CAD-Software unter anderem die im 3D-Modell definierten Kabelkanäle und sucht den kürzesten Weg. So lässt sich das Innere eines Schaltschranks schnell verdrahten. Zum Routen von Kabeln beispielsweise in einer Maschine oder Automaten bietet Solidworks mehrere Optionen, neben einer automatischen Funktion bietet sich das Routing nach 3D-Skizzen an. Daraus resultierende Kabelbäume lassen sich ebenso einfach verwalten wie auch das Erstellen fertigungsgerechter Unterlagen.

Dazu werden zunächst dreidimensionale Skizzenlinien definiert; Solidworks CAD interpretiert diese Linien als Pfade, entlang denen es Kabel routen kann. Das System sucht innerhalb eines Linienrasters stets den optimalen, kürzesten Verlauf. Kabelstränge „wissen“, welche Kabelstärken in ihnen verlegt sind, und berücksichtigen die daraus resultierenden Mindestradien beim Verlegen.

Kollaborativ und parallel entwickeln

Das Gespann aus Solidworks-CAD und den Zusatzapplikationen Electrical Schematic und Electrical 3D – unter dem Namen Electrical Professional in einem Software-Bundle vereinigt – bietet eine Lösung für die parallele, kollaborative Entwicklung von Maschinen und Produkten mit Mechanik und Elektrotechnik. So entsteht erstmals ein kompletter,
virtueller Prototyp, der viele Fehler vermeidet, die in herkömmlichen Entwicklungsprozessen erst in der Montage entdeckt werden – wo sie Kosten und Zeitverzögerungen verursachen.

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