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Autor Thema:  Spuren abfahren (1541 mal gelesen)
Peter Weber AW
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erstellt am: 03. Mrz. 2021 16:24    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Spur1.JPG

 
Hallo Forumsmitglieder,

vielleicht hat jemand von Euch eine Herangehensweise für die folgende Aufgabe:

Mit dem auf dem Bild dargestellten Rad soll die gelbe Spur abgefahren werden. Diese ist eine in alle Richtungen gekrümmte Freiformfläche. Die Breite ist jedoch auf die gesamte Länge konstant.

Hat jemand von Euch schon einmal etwas vergleichbares realisiert?


Vielen Dank und schöne Grüße
Peter

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W. Holzwarth
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erstellt am: 03. Mrz. 2021 19:44    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Peter Weber AW 10 Unities + Antwort hilfreich

Man könnte nun selbst ein Beispiel erstellen ..
Oder auf einen Upload warten.

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Peter Weber AW
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erstellt am: 04. Mrz. 2021 08:47    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Spuren.zip

 
Na darauf hätte ich auch selbst kommen können.

Hier die Daten.

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jupa
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erstellt am: 04. Mrz. 2021 12:40    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Peter Weber AW 10 Unities + Antwort hilfreich

Wozu wird das benötigt? Was soll am Ende herauskommen? Ist "Schummeln" erlaubt/zulässig oder werden bestimmte Ergebnisse (wenn ja welche)erwartet?
Willst Du nur ein solche Animation "zeigen" (fertiges Video vorführen)?
Wenn nicht, wie soll das Rad bewegt werden (mit der Maus ziehen oder Parameter animieren oder durch äußere Einflüsse [Antriebsmoment, AnschubKraft, Gravitation, ...] oder ...)? 
Erzähl mal bißchen mehr was Du vorhast.

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Bildung kommt nicht vom Lesen, sondern vom Nachdenken über das Gelesene. (Carl Hilty)

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Peter Weber AW
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erstellt am: 04. Mrz. 2021 12:54    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Die Fragen kann ich gerne beantworten:

Das Ziel dieser Simulation ist es, beim Abfahren der Spur eine Kollisionsprüfung zu machen. In der Realität ist das Rad drehbar aber positionsgebunden an einer Vorrichtung verbaut. Das Bauteil mit der abzufahrenden Spur wird, von einem Greifer gehalten, durch einen Roboter am Rad vorbeigeführt. Um dieser Spur folgen zu können, muss der Greifer entsprechend schwenken und könnte dabei mit Anbauteilen kollidieren.

Die Bewegung kann händisch per Maus erfolgen aber auch animiert sein.

"Schummeln" ist nur erlaubt, wenn es dazu dient, die Spur abfahren zu können. Im Idealfall resultiert daraus aber keine Änderung der Bewegung.

Kräfte, Momente usw. dürfen vernachlässigt werden.

Bin wirklich mal gespannt, ob es hier Ansätze zu dem Thema gibt.

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jupa
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erstellt am: 04. Mrz. 2021 13:23    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Peter Weber AW 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von Peter Weber AW:

... muss der Greifer entsprechend schwenken



Sind denn die Bewegungsparameter der Greifers bekannt oder besteht das Ziel darin, genau diese erst zu ermitteln?

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Peter Weber AW
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erstellt am: 04. Mrz. 2021 13:26    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Die Bewegungsparameter sollen in Abhängigkeit zur Bahn ermittelt werden.

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jupa
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erstellt am: 04. Mrz. 2021 16:14    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Peter Weber AW 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von Peter Weber AW:
Die Bewegungsparameter sollen in Abhängigkeit zur Bahn ermittelt werden.

Ich muß gestehen, ich kämpfe noch immer mit dem Verstehen der Aufgabenstellung.

Mein erster Gedanke war, eine fixierte Bahn sei gegeben, ein Rad rollte entlang dieser Bahn und Du suchst die Werte der 6 Freiheitsgrade des Rades (X-, Y-, Z-Position des Mittelpunktes und die Winkel der Rotation um X-, Y- und Zachse) während der Bewegung entlang der Bahn. In >>diesem Video<< hab ich das mal versucht darzustellen und könnte mir zumindest einen Lösungsansatz vorstellen (auch wenn ich noch nicht weiß ob das überhaupt klappen würde). Aber das ist ja wohl nicht das was Du suchst bzw. was Dir weiterhelfen würde. 

Im >>nächsen Video<< ist das Rad fixiert und die Bahn bewegt sich so, daß das Rad immer entlang der Bahn gleitet (oder rollt, das macht keinen Unterschied). Es ist leicht zu erkennen, daß es für die Bewegung der Bahn unendlich viele Lösungen gibt, da sie sich ja nicht nur (in meinem Beispiel) in horizontaler Richtung bewegen, sondern auch um das Rad herum rotieren kann.
Wenn es überhaupt lösbar sein soll, müssen da noch einschränkende Bedingungen gesetzt und etliche andere Vorgaben vereinbart werden.

Denk noch mal drüber nach, vllt. bin ja auch ich auf dem Holzweg und einem Denkfehler verfallen ...


Jürgen

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Peter Weber AW
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erstellt am: 04. Mrz. 2021 16:30    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Die im zweiten Video gezeigte Variante ist die richtige. Der Fall, dass das Bauteil um das Rad rotiert, kann dadurch ausgeschlossen werden, dass der Punkt am Umfang des Rades, welches die Bahn berührt, immer an der Gleichen Position bleibt. Bei uns ist das genau die 12-Uhr-Position.

Mit einer Abhängigkeit Punkt auf Linie ist das lösbar, in der vorhandenen Geometrie jedoch für mich nicht ohne weiteres umsetzbar.

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W. Holzwarth
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erstellt am: 04. Mrz. 2021 16:42    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Peter Weber AW 10 Unities + Antwort hilfreich


Rad.ipt


Spur.ipt


RadundLaufbahn.iam

 
Tja. Die Spur-Fläche ist ziemlich gewöhnungsbedürftig. Aber so sei es ..

Ich hab' mal eine Basis-Baugruppe gebastelt, und einige Räder auf der Bahn positioniert.

Das ist nicht ganz das gewünschte Ergebnis,aber man könnte im Anschluß 5 AKs von den unterschiedlichen Positionen erstellen, und diese mit fester Rad-Position überlagern.

Die Winkellage der Bahn relativ zum Rad wäre dann noch frei. Aber da wird sich auch noch ein Zusammenhang finden lassen.

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Peter Weber AW
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erstellt am: 05. Mrz. 2021 08:14    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Mit den einzelnen Rädern an kritischen Punkten machen wir das jetzt schon. Das Ziel soll aber sein, dass wir die Spuren möglichst komplett abfahren und so jede einzelne Stelle auf Kollisionen prüfen können.

Idealerweise liegt auf den beiden Kanten der Spur je eine Spline und das Rad hat am Scheitelpunkt zwei Punkte die dann durch Abhängigkeit auf den Splines sitzen und verschiebbar sind.

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W. Holzwarth
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erstellt am: 05. Mrz. 2021 09:29    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Peter Weber AW 10 Unities + Antwort hilfreich

Bei simplen, gleichmäßigen Konturen könnte vielleicht die DS (Dynamische Simulation) helfen. Grundsätzlich gibt's da einen Joint für das Abrollen auf einer Gegenfläche. Zumindestens zweidimensional ginge da was, aber ich befürchte Ärger im 3D.
Speziell bei dieser ungewöhnlichen Flächenform.

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jupa
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erstellt am: 05. Mrz. 2021 14:52    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Peter Weber AW 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von W. Holzwarth:

... könnte vielleicht die DS (Dynamische Simulation) helfen.

Ich kenne mich im Umgang mit der DS relativ gut aus und mit genau diesem Werkzeug habe ich mich auch an der Aufgabe versucht. Jedoch sehe ich (bislang) keine Chance :-(.

Eine meiner ersten Aktionen mit diesem Modell war übrigens, aus dem Flickenteppich zusammengestückelter Teile für den "Pfad" eine ununterbrochene Fläche zu erzeugen. Dabei kommt es zwangsläufig zu geringfügigen Abweichungen von der gegebenen Geometrie. Da ich mich gelegentlich noch mal mit dem Teil beschäftigen will eine Zusatzfrage an @Peter: Wie exakt muß die Pfadgeometrie eingehalten werden? (Nur zur Information: Für den Moment habe ich über zwei der gegenüberliegenden Kanten je einen durchgehenden Spline "drübergemalt" und mittels Anheben eine Fläche zwischen beiden aufgespannt. Selbige dann um 1.1 zu einem Solid "verdickt".)
Um eine wirklich konstante Breite für den Pfad zu erhalten [ich denke mal das kann bei weiteren Schritten hilfreich sein] bin ich gerade dabei, zwei Splines über die eng nebeneinander liegenden Kanten zu legen und dann um 8 zu verdicken). Mal sehen worauf das alles hinausläuft ...

Noch 'ne Frage an @Peter: Gibt's Termindruck?


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[Diese Nachricht wurde von jupa am 05. Mrz. 2021 editiert.]

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@Alle:

Schon einmal besten Dank für die Gedanken die Ihr Euch macht.

@jupa:

Termindruck gibt es nicht. Es geht darum, eine neue Methodik für das Abfahren dieser Spuren zu entwickeln.

Die erforderliche Genauigkeit ist nicht ganz einfach zu definieren. Je genauer wir die Spur abfahren können, desto verlässlicher ist die Kollisionsprüfung. Wenn die Abweichung der Spur nur wenige zehntel Millimeter beträgt sollte es absolut in Ordnung sein. Die Bauteile, um die es nachher in der echten Anwendung geht, haben fertigungsbedingt auch Abweichungen zu dem CAD-Modell.

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Moin!

Wie soll das Rad in der Realität auf der Spur gehalten werden?

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erstellt am: 06. Mrz. 2021 17:41    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Peter Weber AW 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von Roland Schröder:
... Wie soll das Rad in der Realität auf der Spur gehalten werden?

Wenn ich es richtig verstanden habe, soll das Werkstück (Spur) durch einen Roboter am Rad vorbei geführt werden. Das Roboterprogramm soll also die Spur halten.

Zitat:
Original erstellt von Peter Weber AW:
... In der Realität ist das Rad drehbar aber positionsgebunden an einer Vorrichtung verbaut. Das Bauteil mit der abzufahrenden Spur wird, von einem Greifer gehalten, durch einen Roboter am Rad vorbeigeführt. ...

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erstellt am: 08. Mrz. 2021 12:23    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Genau so ist es.

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jupa
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erstellt am: 09. Mrz. 2021 09:42    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Peter Weber AW 10 Unities + Antwort hilfreich


Spur.zip

 
Anbei (ca. 6 MB) mal ein Versuch, sich der Problematik zu nähern.
Das Lösungsprinzip:
Das Spurbauteil (im folgenden Spur genannt) wird durch 8 Rollen so "eingespannt", daß es direkt unter dem Rad sowohl in X-Richtung horizontal (durch die kleinen Rollen) als auch in Richtung der Radachse (Z) horizontal (durch die langen Rollen) festgelegt ist. Dann wird Spur der Länge nach durchgeschoben und dabei die Positionsveränderung eines (beliebigen?) Punktes aufgezeichnet.
Kompromisse: Die Rollen müssen in Y- und Z-Richtung einen Abstand voneinander haben, der größer ist als die Breite bzw. Dicke der Spur. Das Problem, demonstriert am Beispiel der langen (waagerechten) Rollen. Wenn der lichte Abstand zwischen den Rollen exakt der Dicke von Spur (1.1)  entspräche würde der "Mechanismus" zwangsläufig klemmen, wenn Spur an den vorderen Rollen genau eingespannt ist, an den hinteren Rollen Spur aber schon ein wenig "verdrillt" ist. Deshalb mußte ich den Abstand der Rollen (sowohl der horizontalen als auch der vertikalen) etwas größer wählen. Das führt logischerweise aber dazu, daß Spur zwischen den Rollen "klappern" kann. In den Videos ist das an manchen Stellen sehr schön zu sehen (leider).
Weiterhin hat der Abstand der Rollen in X-Richtung starken Einfluß auf die Genauigkeit des Ergebnisses und Lösbarkeit durch die DS. Je enger sie positioniert sind, um so genauer wird Spur (theoretisch) zum Rad ausgerichtet, um so größer werden aber auch die erforderlichen Kräfte um Spur in die richtige Lage zu bringen. (Bei dem kurzen Hebel zeischen beiden Rollen und dem weit entfernt liegenden Schwerpunkt von Spur kann man hier schnell astronomische Ergebnisse erhalten, die von der DS nicht mehr beherrschbar sind). Außerdem sind die fehlerhaften Auswirkungen von bereits geringfügigem "Klappern" wesentlich stärker als bei größerem Abstand. Wird der Abstand größer gewählt. ist bereits die theoreische Lage von Spur stärker fehlerbehaftet. Da gilt es ein Optimum zu finden. 

Dennoch stelle ich die Ergebnisse hier mal vor.
Die 4 Videos zeigen wie Spur am Rad vorbeiläuft.
Die beiden Bilder zeigen die Bewegungsverläufe eines Punktes von Spur. Das fest stehende Bezugskoordinatensystem liegt im Zentrumpunkt der vorderen Fläche des Rades. Als auszuwertenden Punkt habe ich die linke vordere Ecke von Spur gewählt. (Es kann natürlich auch jeder beliebige andere Punkt gewählt werden).
In den angehängten Bilder sieht man den Bewegungsverlauf dieses Punktes.
P6 - Verschiebung in Z-Richtung
P5 - Verschiebung on X-Richtung
P4 - Verschiebung in Y-Richtung
P3 - Rotation um die Y-Achse
P2 - Rotation um die X-Achse
P1 - Rotation um die Z-Achse

Die Ergebnisse sind plausibel.

Mein Verständnisproblem: ich habe noch keine Vorstellung, wie Du aus diesen Werten auf die notwendigen Bewegungen eines wie auch immer gearteten Robotermechanismus schließen willst und bin mir deshalb nicht sicher, ob dieses Resultat überhaupt Deinen Vorstellungen/Erwartungen entspricht.
Falls es wirklich das ist was Du brauchst: Das angehängte Modell bietet noch reichlich Luft nach oben zur Optimierung. (Frag nicht, wie viele Fehlversuche ich hatte, bis ich das gezeigte Ergebnis erzielt habe. Am "liebsten" hatte ich immer, wenn auf halbem Weg die Meldung kam "Die Simulation kann nicht fortgesetzt werden. Überprüfen Sie die Eingabedaten" - Frust hoch drei :-(  ).
Ein Hauptproblem ist momentan noch das "Klappern" zwischen den Anschlagsrollen. Völlig wird man es nicht wegbekommen (weil ich für die Lösung dieser Aufgabe mit der DS nur den Weg über 3DKontakt sehe und dieser ein leichtes Durchdringen der Bauteile zuläßt), aber zumindest auf ein vertretbare Maß reduzieren. Dafür würde ich nur die Rollen auf einer Seite (z. B. die oberen und die vorderen) fest positionieren, die jeweils gegenüberliegenden aber durch Federkraft andrücken, wodurch sich der Abstand der Rollen an den Bedarf anpassen kann un das Spiel verschwindet (bis auf die 3DKontakt-Durchdringung).
Derartigen Aufwand will ich aber erst betreiben wenn Du bestätigen kannst, daß das hier vorgestellte Prinzip in die richtige Richtung geht.


HTH
Jürgen

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jupa
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Zitat:
Original erstellt von Peter Weber AW:

Idealerweise liegt auf den beiden Kanten der Spur je eine Spline



Warum ist das bei Deiner Spur nicht gleich so? (Wo kommen die Eingangsdaten für dieses Bauteil her?).
Ich habe mir (da ich zunächst einen anderen Lösungsansatz im Sinn hatte) ohnehin genau so ein "Ersatzmodell" geschaffen.
In Kurzfassung:
- Spur.ipt als .dwg exportiert und in AutoCAD geöffnet
- vom 3DSolid die Kanten extrahiert (Befehl Xkanten/_Xedges), es entstehen Splines und Linien
- alle Teilstückchen einer Längskante mittels Verbinden/_Join zu einem Spline verbinden.
(Dabei mußte ich noch ein bißchen nachhhelfen und die nicht immer genau aufeinander liegenden Endpunkte angrenzender Splines mittels Griff strecken wirklich aufeinander legen).
- das gleiche mit einer zweiten Längskante wiederholen
- zwischen beiden so entstandenen Splines eine Fläche aufspannen (Anheben/_Loft)
- Fläche zu 3DSolid verdicken (Dicke/_Thicken)
- Abspeichern und in Inventor importieren.

Dabei entsteht ein Bauteil, das in der Form weitestgehend deinem Modell entspricht (auch wenn ich nicht ganz sicher bin, ob Dein Teil wirklich so aussehen soll wie es aktuell aussieht.)

Da mein oben gezeigter Lösungsvorschlag aber im Wesentlichen auf dem Kraftgelenk 3DKontakt basiert spielt das keine Rolle. Das hätte ich auch mit Deinem Original-Spurbauteil machen können (und mich damit jeglicher "Verantwortung" entzogen ;-) ).


Jürgen

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[Diese Nachricht wurde von jupa am 09. Mrz. 2021 editiert.]

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