Erstellung normgerechter Technischer Zeichnungen (ISO GPS und ISO TPD)

Alle wesentlichen Änderungen der neuen GPS- und TPD-Normen der ISO und ihre weitreichenden Auswirkungen kennen und auf die bevorstehende Einführung der digitalen, modellbasierten Produktbeschreibung („Model-Based Definition“) vorbereitet sein

Zum Thema

Die Technische Zeichnung war über mehr als ein Jahr­hundert hinweg die alleinige Informati­onsquelle um Bau­teilge­ometrien bildlich darzustellen und konstruk­tive Ab­sich­ten zu beschreiben. Sie war einerseits stan­dardisier­tes Kommunikati­onsmittel zwi­schen allen am Entste­hungs­pro­zess eines Pro­duktes beteiligten Abtei­lun­gen und an­dererseits ein rechtsverbindliches Ver­tragsdoku­ment in Kunden-Liefe­ranten-Be­ziehungen, weltweit.

Mit der flächendeckenden Einführung von 3D-CAD-Systemen etwa zu Be­ginn der 2000er-Jahre, war es bereits möglich, die no­mi­na­len Geometrieinformationen aus den CAD-Daten zu ex­por­tieren und zur Steuerung von CNC-Maschinen zu nutzen (CAD-CAM). Damit wurde die „klassische“ Techni­sche Zeich­nung als alleiniger fertigungs- und qualitäts­relevanter Informationsträger zunehmend in den Hin­tergrund ge­drängt.

Der nächste Evolutionsschritt als Baustein der „Indust­rie 4.0“-Philosophie steht unmittelbar bevor: Die „mo­dellbasierte Produktbeschrei­bung“ o­der „Model-Ba­sed Definition“ (MBD). Der di­gitale 3D-CAD-Datensatz kommuniziert im CAD-CAM-CAQ-In­formationsver­bund nicht mehr nur die zur Maschinen­steu­erung in der Fer­tigung notwendige Nenngeometrie, son­dern auch alle pro­dukt-, fertigungs- und qualitätsrelevanten, geomet­rie­fremden Informationen, wie z. B. zuläs­sige Tole­ran­zen der Mikro- und Makro­geomet­rie.

Voraussetzung für MBD sind u. a. Normensysteme, die es erlauben, die zulässige Abweichung des gefertigten Produkts von seiner idealen Gestalt (Toleranzen) ma­thematisch mit Hilfe von Operatoren zu beschreiben. Zu diesem Zweck wurde das GPS-Normensystem der ISO (GPS = Geometrische Produktspezifikation und Ve­rifikation) entwickelt. Die zugehörigen Standards wer­den kontinuierlich weiterentwickelt und neue Stan­dards kommen stetig hinzu. „ISO GPS“ ist bereits heute eines der größten Normenprojekte der ISO und verän­dert die Erstellung von „Technischen Zeichnungen“ grundlegend und unumkehrbar. Dieser fundamentale Wandel bei der Erstellung Techni­scher Produktdokumentationen betrifft aber nicht nur die Standards der geometrischen Spezifikation, son­dern nahezu alle Normen der Produktdokumenta­tion. Auch diese TPD-Normen der ISO (TPD = Techni­sche Produktdokumentation) befinden sich in einem voll­ständigen Umbruch. Als Beispiele wären ISO 129-1 o­der die neuen Normen der ISO 128er-Reihe zu nen­nen.

Das Problem: In der Praxis ist auch heute noch weitge­hend unbe­kannt, dass sich die Normen­werke zur Geo­metrischen Produktspezifikation (ISO GPS) und zur Technischen Produktdokumentation (ISO TPD) in einem vollständi­gen Um­bruchbefin­den, sowie neue, komplexe interna­ti­onale Standards hinzugekom­men sind und bis­weilen neu hinzukommen. Während diese neuen GPS- und TPD-Standards mit Blick auf die Einfüh­rung der modell­basierten Pro­duktbeschreibung auf die heutigen Mög­lichkeiten des CAD, eine moderne Ferti­gungs- sowie die digitale Mess­technik ausgerichtet sind, be­finden sich die meis­tenKonstruktions­zeichnun­gen hingegen noch im­mer auf dem nor­mativen Stand der 1970er, bestenfalls der 1980er-Jahre - mit gravieren­den Folgen für die In­terpretation, Kommunikation, die Fer­tigungs- und Prüfkosten sowie die Produktquali­tät und Pro­dukt­haf­tung.

Die evidenten Folgen sind in zunehmendem Maße, über­höhte Ferti­gungs- und Prüfkos­ten oderfunk­tionsun­fähige Pro­dukte durch ein unbrauchbares Toleranzmanagement mit einer mehrdeuti­gen, un­zweck­mäßigen oder nachweislich fal­schen Tole­rie­rung von Maß, Form, Lage und Oberflä­che sowie unnö­tiger Abstim­mungsbedarf, so­wohl in­nerbe­trieb­lich als auch zwi­schen den Vertrag­spart­nern.

Eine konsequente Anwendung, insbesondere der aktuellen GPS- und TPD-Normen der ISO er­möglichen nicht nur eine signi­fi­kante Verbes­se­rung der Produktqualität verbunden mit einer Sen­kung der Fertigungskosten, son­dern auch eine effi­ziente Ver­ständigung zwi­schen Konstruk­tion und Entwicklung, Fertigung, Einkauf, Ver­trieb, Zuliefer­be­trieb und Kunde – weltweit.

Seminarziel

Vorrangiges Ziel des Seminars ist es aufzuzeigen, wel­che signifi­kanten Norm­än­de­rungen im GPS- und TPD-Normensystem der ISO sich in den letzten Jah­ren vollzogen ha­ben und welche neuen Standards hinzugekommen sind. Dieses umfassende „Up­date“ der internati­ona­len Zeich­nungs-­ und Tolerierungsnormen erlaubt es Ihnen, fehlerhafte, mehrdeutige und miss­ver­ständliche sowie nicht funktionskonforme Eintra­gun­gen in bestehenden Produktspezifikationen zu erken­nen und sicher zu beseitigen.

Ihnen wer­den außerdem die wichtigsten „Default- Re­geln“ (Regeln die ohne besondere Vereinbarung oder Sym­bolik gelten) der ISO-GPS-Normen bekannt sein und Sie lernen die wichtigsten, neuen TPD-Normen der ISO kennen und in der Pra­xis richtig und sicher anzuwen­den.

Inhalte

  • Einführung
    - Die Technische Produktdokumentation: Ein rechtsverbindliches Vertragsdokument
    - Recht, Produkthaftung und Normung: Konsequenzen einer fehlerhaften, mehrdeutigen oder nicht normkonformen Produktdokumentation – Wer haftet im Schadensfall?
    - Modellbasierte Produktbeschreibung („Model-Based Definition“ oder MBD) als Baustein der "Industrie 4.0"-Philosophie - Sind "Technische Zeichnungen" heute noch zeitgemäß?
  • Überblick: Das GPS- und das TPD-Normensytem der ISO
    - Technische Produktdokumentation der ISO (ISO TPD) - Überblick der wichtigsten Normen der TPD-Reihe der ISO
    - Geometrische Produktspezifikation der ISO (ISO GPS) – Das GPS-Matrixmodell (ISO 14638:2015)
    - Modellbasierte Produktbeschreibung (MBD) und das Ende der Technischen Zeichnung
  • Wichtige und neue Normen zur Produktdokumentation der ISO (ISO-TPD-Normen)
    - Schriftfelder, Stücklisten (ISO 7200), Maßstäbe (ISO 5455)
    - Linienarten, -breiten, -gruppen (ISO 128-20, -22, -24) und ISO/FDIS 128-2:2020
    - Projektionsmethoden (ISO 128-30, -34, ISO 5456-2), Kanten, Mittellinien, Lichtkanten, ebene Flächen, Einzelheiten
    - Schnittdarstellungen: Grundregeln (ISO 128-40 und -44), Voll-, Halb-, Teil-, Profilschnitt, Regeln zur Schnittdarstellung, Schraffurarten, neue ISO/FDIS 128-3:2020
    - Spezifikation von Maßen und Toleranzen in Technischen Produktdokumentationen (ISO 129-1:2018 und Vergleich mit zurückgezogener DIN 406-10, -11, -12)
    - Wesentliche Inhalte der neuen TPD-Normenreihe zu ISO 128 (ISO/FDIS 128-1:2020, -2:2020, -3:2020, -100:2020) 
  • Grundlegene Konzepte, Prinzipien und Regeln der geometrischen Produktspezifikation (ISO 8015)
    - Die wichtigsten Regeln aus ISO 8015 (u. a. Grundsatz der Unabhängigkeit, Grundsatz der Dualität, Grundsatz des Geometrieelements)
    - Häufige Interpretationsfehler und typische Fehler der Anwendung von ISO 8015:2011
    - Auswirkung von ISO 8015:2011 auf bestehende und neue Produktspezifikationen
  • Maße und Maßtoleranzen (dimensionelle Toleranzen) 
    - Typische Fehler der Maßtolerierung in Technischen Produktdokumentationen (Fallbeispiele) und ihre Auswirkungen auf die Funktion
    - Lineare Größenmaße (ISO 14405-1), Winkelgrößenmaße (ISO 14405-2) und mehrdeutige Nicht-Größenmaße (ISO 14405-2)
    - Zweipunktgrößenmaß als Default-GPS-Spezifikationsoperator für lineare Größenmaße (ISO 14405-1:2016 und ISO 17450-3:2016) 
    - Funktionen beschreiben durch korrekte Auswahl und Festlegung von Spezifikations-Modifikatoren für lineare Größenmaße (z. B. Hüllbedingung)
    - Die Hüllbedingung als zeichnungsspezifischer, spezieller Default-GPS-Spezifikationsoperator für lineare Größenmaße ("Hüllprinzip"):
    - Konsequenzen des "Hüllprinzips" auf Funktion, Fertigungs- und Prüfkosten
    - Grenzen der Maßtolerierung und Unterschied zur geometrischen Tolerierung (ISO 14405-2:2012)
    - Konsequenzen aus der Anwendung mehrdeutiger Allgemeintoleranznormen (u. a. ISO 2768-1, -2 und DIN 16742 / ISO 20457) und eindeutige Alternativen (u. a. ISO 22081)
    - ISO Maßtoleranzsystem (ISO 286-1:2010): Richtige Interpretation ISO-codierter linearer Größenmaße (z. B. 30 H7)
  • Zeichnungsangaben für Formteile
    - Zeichnungsangeben für Formteile (z. B. Formschrägen, Einfallstellen, Teilungsebenen) gemäß ISO 10135:2009
    - Anwendungsbeispiele und Anwendungsgrenzen von ISO 10135
  • Geometrische Toleranzen (Form- und Lagetoleranzen)
    - Typische Fehler der Form- und Lagetolerierung (Fallbeispiele) und ihre Auswirkung auf die Funktion
    - Normgerechte Zeichnungseintragung (Symbolik) und richtige Interpretation, Toleranzzonenarten 
    - Formspezifikationen: Geradheits-, Ebenheits-, Rundheits- und Zylindrizitätsspezifikation, Referenzelemente und Erkennen fehlerhafter von Prüfprotokolle
    - Funktions-, fertigungs- und prüfgerechte Bezugsbildung (ISO 5459:2011 und Lücken von ISO 5459:2011)
    - Norm- und funktionskonforme Spezifikation von Bezügen
    - Logik und Systematik der Richtungs- und Ortstolerierung verstehen
    - Richtungsspezifikationen: Parallelitäts-, Rechtwinkligkeits- und Neigungsspezifikation (ISO 1101:2017), richtungsgebundene Linien- und Flächenprofilspezifikation (ISO 1660:2017)
    - Ortsspezifikationen: Positions-, Koaxialitäts-/Konzentrizitäts- und Symmetriespezifikation (ISO 1101:2017), ortsgebundene Linien- und Flächenprofilspezifikation (ISO 1660:2017)
    - Laufspezifikationen: Rundlaufspezifikation (radial, axial, in beliebiger Richtung, in spezifizierter Richtung) und Gesamtrundlaufspezifikation (radial und axial)
    - Unterschied zwischen radialem Rundlauf, Rundheit und Koaxialität, Praxisbeispiele
    - Elementgruppenspezifikationen (ISO 5458:2018)
    - Allgemeine geometrische Toleranzen (u. a. ISO 22081) als Ersatz für unvollständige und mehrdeutige Allgemeintoleranznormen (z. B. ISO 2768-1, -2 oder DIN 16742 / ISO 20457)
    - Einbindung digitaler CAD-Datensätze und zeichnungslose Produktdokumentation (VDA 4953-2:2015)
  • Oberflächenbeschaffenheit Profil (Kenngrößen, Spezifikation und Messtechnik)
    - Grundlagen der Oberflächenmesstechnik: Tastschnittverfahren, berührungslose Messsysteme
    - Gaußfilter nach ISO 16610-21:2011 und Grenzwellenlänge (“Cut-Off”)
    - Einfluss der Grenzwellenlänge auf das Prüfergebnis und richtige Auswahl
    - Prüfbedingungen, die u. a. von der Konstruktion festzulegen sind: Messort, Messrichtung und Messstrecke
    - Wahl der Grenzwellenlänge λc nach ISO 4288 ("Default"-Werte) und deren Einfluss auf das Messergebnis
    - Rauheitskenngrößen (R-Kenngrößen) nach ISO 4287, wie z. B. Ra, Rz, Rt, Rq, Rsk
    - Welligkeitskenngrößen (W-Kenngrößen), wie z. B. Wellentiefe Wt
    - Kenngrößen des Primärprofils (P-Kenngrößen), wie z. B. Pt
    - Materialanteilkurve des Profils, Nulllinienverschiebung und wichtige Kenngrößen, wie z. B Rmr(c) und Rdc
    - Normgerechte Spezifikation nach ISO 1302 und richtige Interpretation der Symbolik
    - Annahmekriterien: 16 %-Regel, Höchstwert-Regel („max-Regel“)
    - Neue der Standards zur Oberflächenbeschaffenheit Profil (neue ISO/DIS 21920-1, -2 und -3)
    - Oberflächenbeschaffenheit Fläche (ISO 25178 ff.): Kurze Einführung und Anwendungsmöglichkeiten
  • Wärmebehandlungsangaben
    - Wort- und Zustandsangaben (EN 10052)
    - Zeichnungsdarstellung und Symbolik von Wärmebehandlungsangaben (ISO 15787:2016)
    - Kenngrößen wärmebehandelter Werkstück: Randschichthärtungstiefe SHD (EN 10328), Einsatzhärtungstiefe CHD (ISO 2639), Nitrierhärtetiefe NHD (DIN 50190-3)
    - Wärmebehandlungsbilder, Wärmebehandlungsanweisung und Wärmebehandlungsplan
  • Verfahrensregeln für die digitale Produktdefinition (ISO 16792:2015, ISO/DIS 16792:2020 und VDA 4953-2)
  • Kanten und definierte Übergänge zwischen Geometrieelementen (ISO 13715:2017, ISO 21204:2020)
    - Kanten mit unbestimmter Gestalt (ISO 13715:2017): Normgerechte Spezifikation, Mehrdeutigkeit und grundsätzliche Probleme der Verifikation
    - Spezifikation von definierten Übergängen zwischen Geometrieelementen (ISO 21204:2020): Symbolik, wesentliche Inhalte und Anwendungsbeispiele
  • Schweiss- und Lötverbindungen (ISO 2553:2019)
    - Bezugszeichen sowie Grund- und Zusatzsymbole für Nähte
    - Anwendung und richtige Interpretation der Symbolik
    - Kennzahlen für Schweiß- und Lötprozesse (ISO 4063)
    - Normgerechte Kennzeichnung der Arbeitsposition (ISO 6947:2019)
    - Bemaßung von Schweiß- und Lötnähten
  • Zeichnungsvereinfachungen (u. a. DIN 30-10, ISO 6410, ISO 6411)
  • Diskussion firmenspezifischer Fragestellungen sowie Abschlussdiskussion
Seminardauer:2 Tage
Seminarsprache:Deutsch oder Englisch
Seminartyp:Inhouse-Seminar
Bezeichnung:GPS-DRW
Abschluss: Teilnahmezertifikat
Bonus: Zugang zum Kundenbereich auf unserer Homepage

 

Unser aktuelles Seminarprogramm mit Nutzen, Inhalten und Zielen des Seminars zu "Erstellung normgerechter Technischer Zeichnungen (ISO GPS und ISO TPD)"

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