Grafikunterstütztes Simulationssystem Für Komplexe Bearbeitungsvorgänge in Numerischen Steuerungen

ISBN-13: 9783540191599 / Niemiecki / Miękka / 1988 / 141 str.

Wolfgang Schmidt

Opis

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungstech nik der werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Universitat Stuttgart. Herrn Prof. Dr. -Ing. G. Pritschow gilt mein besonderer Dank fur seine wohlwollende Unterstutzung und seine Anregungen, die zum Gelingen der Arbeit wesentlich beigetragen haben. Mein herzli cher Dank gilt auch den Herren Prof. Dr. -Ing. A. Storr und Dr. lng. B. Walker fur die eingehende Durchsicht der Arbeit und die sich daraus ergebenden Hinweise. Herrn Prof. Dr. -Ing. R. Ruhle danke ich fur seine Bereitschaft, den Mitbericht zu ubernehmen. Weiterhin gilt mein Dank allen Mitarbeitern und Studenten am obengenannten Institut, die in vielfaltiger Weise zum Gelingen der Arbeit beigetragen haben. Dieser Dank gilt insbesondere Frau Dipl. -Inform. B. Baeck und Herrn Dipl. -lnform. K. Hund. Wolfgang Schmidt - 7 - Inhaltsverzeichnis Seite Abkurzungen, Begriffe, Kurzdefinitionen, Symbole, Bezeich- 10 nungen, Indizes 1 Einleitung 13 2 Analyse der Aufgaben eines Simulations systems 15 2. 1 Simulationsaufgaben 15 2. 1. 1 Eingabe von Arbeitsweltdaten 17 2. 1. 2 Darstellung des Bearbeitungsvorgangs 21 2. 2 Festlegung der Anforderungen fur ein Simulations 24 system 2. 3 Derzeitiger Stand bei Simulationssystemen fur Bear- 26 beitungsverfahren 3 Aufstellung des Gesamtkonzepts 30 3. 1 Struktur und Aufbau des zu realisierenden Simula 30 tionssystems 3. 2 Einbindung des Sim lationssystems in den Informa 33 tionsfluB einer NC 4 Aufbau und Struktur von Werkstuckmodellen 37 4. 1 Grundsatzliche Losungswege zur Werkstuckaktuali- 37 sierung 4."

Spis treści

1 Einleitung.- 2 Analyse der Aufgaben eines Simulationssystems.- 2.1 Simulationsaufgaben.- 2.1.1 Eingabe von Arbeitsweltdaten.- 2.1.2 Darstellung des Bearbeitungsvorgangs.- 2.2 Festlegung der Anforderungen für ein Simulationssystem.- 2.3 Derzeitiger Stand bei Simulationssystemen für Bearbeitungsverfahren.- 3 Aufstellung des Gesamtkonzepts.- 3.1 Struktur und Aufbau des zu realisierenden Simulationssystems.- 3.2 Einbindung des Simulationssystems in den Informationsfluß einer NC.- 4 Aufbau und Struktur von Werkstückmodellen.- 4.1 Grundsätzliche Lösungswege zur Werkstückaktualisierung.- 4.2 Untersuchung der Anwendbarkeit von CAD-Algorithmen für die Werkstückaktualisierung.- 4.3 Aufbau und Struktur von Geometriemodellen.- 4.3.1 Untersuchung über den zulässigen Abstraktionsgrad des Verkürzungsmerkmals.- 4.3.2 Klassifizierung von Geometriemodellen.- 4.3.3 Bewertung der Geometriemodelle.- 5 Entwicklung von Verfahren zur Werkstückaktualisierunq.- 5.1 Alternative Konzepte für die Werkstückaktualisierung.- 5.2 Erweiterte Anforderungen für ein analytisches, simulationsgerechtes Geometriemodell.- 5.3 Auswahl eines Visibilitätsalgorithmus.- 5.4 Entwicklung eines Aktualisierungsverfahrens auf der Basis von dynamischen Prioritätslisten.- 5.4.1 Modellierstrategie.- 5.4.1.1 Konvertierungsprinzip.- 5.4.1.2 Algorithmus zur Erkennung von Durchdringungen und zur Berechnung von Durchdringungsflächen.- 5.4.1.3 Untersuchung von Algorithmen zur Aktualisierung von Knotenpolygonen.- 5.4.1.4 Visibilitätsanalyse.- 5.4.2 Optimierungsstrategien zur Reduzierung der Rechenzeit bei der Modellierung.- 5.4.2.1 Auswahl von Teilungsebenen.- 5.4.2.2 Definition von Hüllquadern.- 5.4.2.3 Eliminierung von Unterbäumen.- 5.4.2.4 Reduktion der Anzahl von Modellieroperationen durch die Erzeugung von Volumenspuren.- 5.5 Aktualisierungsverfahren auf der Basis eines diskreten Modells.- 5.5.1 Modellierung auf der Basis eines 1D-Elementmengenmodells.- 5.5.1.1 Datenstruktur.- 5.5.1.2 Modellkonvertierung.- 5.5.1.3 Modellieroperation.- 5.5.1.4 Eingrenzung des potentiellen Durchdringungsbereichs.- 5.5.2 Linienorientierte Darstellung.- 5.5.2.1 Reduktion von Grafikanweisungen mittels Approximations- und Interpolationsverfahren.- 5.5.2.2 Eliminierung verdeckter Schnittlinien.- 5.5.3 Flächenorientierte Darstellung.- 5.5.4 Korrektur der dargestellten Flächen.- 5.6 Bewertung der realisierten Aktualisierungsverfahren.- 6 Grafische Darstellung von Maschinenbewegungen.- 6.1 Kinematikmodell.- 6.2 Visibilitätsanalyse von bewegten Körpern auf der Basis von Prioritätslisten.- 6.3 Erkennung und grafische Darstellung von Kollisionen.- 7 Aufbau eines Grafikunterstützten Simulationssystems für komplexe NC-Bearbeitungsvorgänge.- 7.1 Gerätestruktur.- 7.2 Programmstruktur.- 7.3 Bewertung des Simulationssystems.- 8 Zusammenfassung.- Schrifttum.