Verfahren zur Konturglättung

Um auch bei nichtstetigen Satzübergängen und relativ kurzen Sätzen mit höherer Bearbeitungsgeschwindigkeit fahren zu können, stehen die nachfolgend beschriebenen konturbeeinflussenden Verfahren zur Verfügung. Alle Verfahren verändern die programmierte Sollkontur dahingehend, daß der Übergang zwischen den einzelnen programmierten Stützpunkten bzw. Teilkonturen stetig verläuft. Bis zu welchem Grad diese Stetigkeit verläuft, hängt vom verwendeten Verfahren ab.

Bei den Verfahren 1, 2 ,4 und 5 kann der Anwender über Angabe ent­sprechender Parameter zusätzlich entscheiden, inwieweit Abweichungen von der programmierten Sollkontur zulässig sind. Als Sollkontur ist hierbei das durch das CAD/CAM System generierte NC Programm (d.h. die Stützpunkte) zu verstehen. Geringe zulässige Abweichungen von der Sollkontur bei stark nichtstetigen Satzübergängen führen generell zu niedrigeren Bearbeitungsgeschwindigkeiten.

Beim Splineverfahren 3 kann der mögliche Konturfehler nicht beeinflußt werden, er ergibt sich durch die vorgegebenen Stützpunkte und dem Spline Algorithmus. Der Akima-Spline hat dabei die Eigenschaft, die programmierten Stützpunkte zu verbinden. Der B-Spline Algorithmus dagegen verwendet die programmierten Stützpunkte nur als Kontrollpunkte und führt daher im allgemeinen nicht durch die Stützpunkte. Die Verfahren eignen sich hierbei besonders zur Verbindung von glatten und harmonischen Stützpunktverläufen (z.B. Verbinden von Kreis- oder Ellipsenbeschreibung über Linearsätze), da nichtstetige Übergänge wie gewünscht verschliffen werden. Die unter 3 aufgeführten Spline Verfahren sind für die Interpolation von prismatischen Konturbeschreibungen nicht geeignet. Aufgrund der typischen Eigenschaften des B-Spline Algorithmus eignet sich dieser auch bedingt für die Kurvenerzeugung aus abgetasteten Oberflächen.

Das HSC B-Splineverfahren 5 besitzt die Möglichkeit, Splinesegmente automatisch zusammenzufassen, um zusätzlich zur Glättungswirkung des B-Splines Rauhheiten in den Kontrollpunkten zu beseitigen und den Satzdurchsatz zu erhöhen. Dabei überwacht das Verfahren die vom Anwender parametrierte Konturabweichung.

Die Wirkungsweise aller Verfahren ist nicht auf Hauptachsbewegungen beschränkt, allerdings müssen mit Ausnahme des Verfahrens 4 zumindest eine Hauptachse an der Bewegung beteiligt sein.

Die Verfahren 2, 3 eignen sich nicht zum Verschleifen von kurzen Zirkularsätzen mit nicht tangentenstetigen Übergängen, da vor dem Eintritt in einen Zirkularsatz die Spline­erzeugung automatisch deaktiviert wird ! Hier sind die Verfahren 1 oder 4 zu verwenden. Ist die Erhaltung nichtstetiger Satzübergänge erwünscht (prismatischer Konturzug), sind die Verfahren 2 und 4 vorzuziehen. Hier kann der Anwender durch gezielten Einsatz des Überschleifvorganges (4) oder durch geeignete Parametrierung des Grenzwinkels an nichtstetigen Satzübergängen ( 2 ) auch gewünschte pris-matische Konturabschnitte beibehalten.

Sofern durch ein CAD/CAM System generierte Stützpunkte Verwendung finden, hängt der tatsächliche Sollkonturfehler stark vom Abtastverfahren im CAD/CAM System ab. In der Regel wird der Sollkonturfehler kleiner als der im CAD/CAM System programmierte Toleranzschlauch, da die durch die Stützpunkte gelegte Splinekurve der ursprünglichen Originalkurve näher kommt als der Polygonzug. Wie in Abbildung 1-2 beispielhaft gezeigt, wird die Konturbeschreibung über Polygonzüge und/oder Zirkularsätze angenähert, d. h. die generierten Stützpunkte liegen jeweils auf der Originalkurve bzw. die generierten Zirkularsätze nähern die Krümmung der Originalkurve lokal an und enden auf der Originalkurve.

+: geeignet -: nicht geeignet