Materialoberfläche und Restmaterialberechnung

Die Berechnung der resultierenden Materialoberfläche durch die Pfadsimulation erlaubt die exakte Bewertung und Visualisierung der resultierenden Oberflächenqualität. Die Restmaterialberechnung im Rahmen der Pfadsimulation unterteilt die Oberfläche in Regionen, die für eine Restmaterialbearbeitung relevant bzw. irrelevant sind. Relevante Regionen erfordern eine weitere Bearbeitung, da sie aufgrund einer ungenügenden Abdeckung von Werkzeugbahnen bisheriger Arbeitsschritte Restmaterial aufweisen, welches durch Einsatz eines alternativen Werkzeugs verringert werden kann. Als Maß für die Relevanz dient der Abstand zwischen der resultierenden Materialoberfläche und der Zieloberfläche, welcher exakte Rückschlüsse auf die Restmaterialmenge erlaubt.

Vorschubsteuerung

Bestimmte Rohmaterialien, Werkzeuge oder Zielobjekte erfordern eine Steuerung des Werkzeugvorschubs, um sicherzustellen, dass die tatsächliche Werkzeugbelastung nicht die Maximalebelastung übersteigt, und somit das Risiko eines Material- oder Werkzeugbruchs zu verringern. Ferner ermöglicht die Vorschubsteuerung die Verringerung der Bearbeitungsdauer, indem stets mit maximal möglicher Geschwindigkeit verfahren werden kann, anstatt mit einer konstanten Geschwindigkeit, welche konservativ unter Berücksichtigung des gesamten Bearbeitungsprozesses gewählt werden müsste.

Insbesondere Objekte, deren Abmessung und heterogen gekrümmte Oberfläche dazu führt, dass ausgedehnte Regionen wie Löcher oder Rillen nicht durch die Grob- sondern lediglich die Feinbearbeitung erreicht werden können, profitieren von der Vorschubsteuerung - durch Anpassung des Vorschubs kann diese bspw. einen Bruch des Feinwerkzeugs bei Erreichen unzureichend freigelegter Regionen verhindern. Dieses Szenario wird an folgendem Beispiel verdeutlicht, in dem das Werkzeug ein Bohrloch erreicht, welches im vorherigen Schritt nicht freigelegt werden konnte und dadurch einen sprunghaften Anstieg der Werkzeugbelastung hervorruft. Durch kurzzeitiges Senken des Vorschubs wird ein Werkzeugbruch vermieden.

Im Rahmen der Pfadsimulation wird für jedes Pfadsegment (d.h. jedes Paar benachbarter Werkzeugpositionen) das aus dem Werkzeugeingriff resultierende Schnittvolumen generiert, und daraus der mögliche Vorschub entlang des Segments berechnet.

Pfadvalidierung und Evaluation

Die Pfadvalidierung und Evaluation dient der Bewertung und Fehlererkennung von Werkzeugbahnen ohne die Notwendigkeit realer Tests. Auf diese Weise lässt sich der Einfluss von Planungsmethoden auf die resultierende Materialoberfläche bewerten und iterativ optimieren (Meta-Optimierung).