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Vantaggi dell'utilizzo integrato di tecnologie CAD e PLM nella modellazione di ingranaggi in Oerlikon Graziano

Roberto Gay Flavio Grosjean

Oerlikon Graziano

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Roberto Gay Head of Automotive Transmission Design Flavio Grosjean Senior Design Engineer

14 giugno 2012 PTCLive TechForum Vantaggi dell'utilizzo integrato di tecnologie CAD e PLM nella modellazione di ingranaggi in Oerlikon Graziano

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14 Giugno 2012 Page 3

Agenda

1 OC Oerlikon: Company overview

2 Oerlikon Drive Systems

3 Perché PTC

4 Modellazione dentature

5 PLM

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Oerlikon with more than 157 sites A global high tech company in 36 countries

Suzhou (China)

Jundiai (Brazil)

Remscheid (Germany)

Employees in Asia 5503

Employees in EMEA 9108

Employees in AMERICAS 1553

Trubbach (Switzerland)

Rivoli (Italy)

Greater Noida (India)

Cologne (Germany)

Employees in other regions 282

Oerlikon Textile

Oerlikon Advanced Technologies

Oerlikon Drive Systems

Oerlikon Coating

Oerlikon Solar

Oerlikon Vacuum

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Founded in 1919 Lafayette, Indiana USA North American market leader Gear and drive solutions for mobile and industrial machinery Acquired by Saurer Group in 2006

Founded in 1951 Torino, Italy Market leader in Europe and Asia On–highway and off–highway gear and drive train solutions Part of the Saurer group since 1992

Acquired by OC Oerlikon in January 2007

Oerlikon Drive Systems

Global Provider of engineered gearing solutions and drive systems. Driven by technology excellence, product innovation, first class service

ODS Sales Split (2011)

Total: CHF 822 M

Oerlikon Fairfield

Oerlikon Graziano

35% 65%

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US (Georgia)

US (Indiana)

UK (Cambs, Warks) China (Suzhou)

India (Belgaum & Noida)

Italy (Torino, Bari, Cuneo)

10 manufacturing facilities with over 5000 employees globally

Russia (Moscow)

Balanced industrial and commercial footprint with global coverage

China (Shanghai)

Sales & Marketing Offices

Fairfield Plants

Graziano Plants

Shared Plants

Vocis

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Gear Components Off-Highway synchronizers & clutch packs

Off-Highway driveline products

High-end automotive transmissions

Leader in key markets on a global basis

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From transmission supplier to system supplier

System Supply

Concept

Specification

Design

Mechatronics Controls & Calibration

Testing

Development

Analysis

Manufacturing

Supply

Assembly

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Automotive Transmissions – 3 product lines

Gearboxes for high performance cars – World’s No. 1 in development and supply of manual/automated manual transmission systems for small/medium series high performance cars. Key player in applying innovative technology (Dual Clutch Transmissions) to premium performance cars

Power transfer units and differentials for 4WD cars – Specialist player in the development of cost effective medium to high volume 4WD assemblies, differentials for performance rear wheel drive cars and angle drives for performance motorbikes

Transfer cases for full electric “zero emissions” vehicles

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ODS - Graziano Tier 1 supplier of complete driveline including

- ISR 7 speed tranmssion - Limided slip read differential - Front differential including Haldex Gen IV coupling Complete control system s/w & TCU

h/w design Complete application and calibration

responsibility

Lamborghini Aventador complete driveline system 7 speed AMT gearbox, Front and Rear Differential Assemblies

Torque capacity: 750Nm Max input speed: 8500rpm 7 forward speed

http://www.autoblog.it/galleria/big/lamborghini-il-nuovo-v12-da-700-cv-e-la-trasmissione-isr/7

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PTC Perché?

Copre integralmente i processi di sviluppo prodotto

Creo Pro/Engineer -> CAD tradizionale

Creo Product View -> Visualizzatore

Creo Pro/Mechanica -> Calcolo strutturale

Mathcad -> Calcolo scientifico

Pdmlink -> Gestione dati

Integrabilità con sistemi ERP (SAP, BPCS)

Scambio dati con clienti

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Modellazione dentature Perché è importante?

Calcolo peso

Stima accurata del peso finale del cambio per verifica target di specifica Calcolo inerzia

Dimensionamento altri organi (calcolo inerzie da sincronizzare) Analisi FEM

Confronto risultati sollecitazioni con software calcolo dedicato e verifica influenza di elementi esterni alla dentatura (fori lubrifica, corpo dell’ingranaggio)

Animazioni e rendering Stesura brochure, cataloghi ricambio e manuali d’officina

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Simulazione flussi olio (in fase di ottimizzazione)

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Modellazione dentature Perché è importante?

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Creazione di un modello parametrico per la generazione degli ingranaggi che prevede il solo inserimento, da parte dell’utente, dei dati fondamentali della dentatura

Numero denti

Modulo

Angolo di pressione

Inclinazione elica

Spessore circolare

Fascia

Senso elica

Diametro interno

Diametro esterno

Partendo da questi soli 9 input, utilizzando le formule matematiche per la costruzione delle dentature, si sono scritte relazioni ed equazioni con le quali Pro/E è in grado di generare il modello 3D della dentatura

Modellazione dentatura cilindrica elicoidale Soluzione e features principali

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Per verificare l’accuratezza del modello master utilizzato in OG, si è sovrapposta la geometria del dente generato con Pro/E e l’output (STEP) del software di calcolo strutturale delle dentature

Pro/E SW calcolo

+ =

Modellazione dentatura cilindrica elicoidale Verifica accuratezza

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Considerando la complessità della dentatura conica spirale ed ipoide, non è stato possibile raggiungere un alto livello di “automazione”.

Per non complicare il modello matematico e contenere il numero di features e di conseguenza il tempo di rigenerazione del modello, abbiamo accettato un compromesso sulla “fedeltà” della dentatura.

Sono state create 4 start part (template):

Pignone destro

Pignone sinistro

Corona destra

Corona sinistra

Partendo da questi .prt, l’utente è in grado di creare i particolari modificando le features che contengono i dati fondamentali della dentatura

Modellazione dentatura conica Soluzione e features principali

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Modellazione dentatura conica Verifica accuratezza Per verificare l’accuratezza del modello utilizzato in OG, si è sovrapposta la geometria generato con Pro/E e l’output (STEP) del software di calcolo strutturale

Pro/E SW Calcolo

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Modellazione dentatura Confronto 3D ProE vs SW calcolo

OGGI: ProE: 15 secondi (1 risorsa) - Risorsa CAD Inserimento parametri Rigenerazione

IERI: SW calcolo dedicato: 15 minuti (2 risorse) - Risorsa esperta SW calcolo Inserimento parametri Export 3D superficie dente (non parametrica) - Risorsa CAD Import superficie Solidificazione

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NUMERO FEATURES: Ingranaggio cilindrico 23 denti -> 81 (35 costruzione + 46 pattern) Corona conica 46 denti -> 125 (33 costruzione + 92 pattern) DIMENSIONE DEL FILE .PRT: Ingranaggio cilindrico 23 denti -> 3.455 KB Corona conica 46 denti -> 8.180 KB TEMPO RIGENERAZIONE DEL FILE .PRT: Ingranaggio cilindrico 23 denti -> 3 secondi Corona conica 46 denti -> 6 secondi

Sistema operativo Windows XP (x64) Processore Intel Xeon E5405 @ 2.00 GHz RAM 8,00 GB Scheda Video: NVIDIA Quadro FX 1700 Pro/E WF4 M150 (64bit)

Modellazione dentature Dettaglio files .prt

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PLM Obbiettivi raggiunti: integrazione

ARCHIVIO CARTACEO

INTRALINK Sviluppo prodotto 3D - Pro/E SHERPA Utensileria 2D – Autocad/S7000 Directory Windows Sviluppo prodotto 3D – Altro CAD

PORTALE AZIENDALE 2d -> pdf

3d -> prt / iges

Situazione sino al 2008 Situazione attuale

Unico repository dati Eliminato archivio cartaceo Gestione di 4 CAD (3D e 2D) Generazione dei part number Invio disegni a tutti gli stabilimenti Integrazione Italia e India

Sito INDIA 3D - Pro/E

WINDCHILL

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PLM Obbiettivi raggiunti: integrazione

Attrezzature di lavorazione

Utensileria

Specifiche di lavorazione

Disegno del finito Disegno del semilavorato

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PLM Next steps

ERP (on going…)

CAD

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PLM Next steps

Creazione data base unico Eliminazione archivio cartaceo Multicad: gestione di 2 CAD 3D e 2 CAD 2D Gestione di tutti i disegni ed attrezzature per ogni fasi di lavorazione Generazione dei part number Invio automatizzato a tutti gli stabilimenti dei disegni e relativi documenti Integrazione dati R&D Italia e India

Gestione documentazione di reportistica validazione prodotto Classificazione delle parti Gestione del processo di modifica

2008 - 2012 2013 - 2014

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Thank you!

www.oerlikon.com/graziano

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