Objektanordnung (Nesting)

Um den manuellen Planungsaufwand bei größerer Anzahl zu fertigender Objekte zu verringern, und eine optimale Ausnutzung von teurem Rohmaterial zu ermöglichen, erfolgt eine automatische Anordnung der Zielobjekte im freien Rohlingbereich. Die Anordnung der Zielobjekte ergibt sich dabei als Lösung eines Optimierungsproblems mit den Objekttranslationen und -rotationen als Paramter, sowie dem daraus resultierenden Materialverschnitt als Zielfunktion. Die automatisch generierte Objektanordnung dient als Planungsvorschlag, welcher anschließend interaktiv modifiziert werden kann.

Rohlingverwaltung

Bestimmte Anwendungsgebiete, wie beispielsweise die Fertigung von Zahnersatz, erfordern eine vielfältige Auswahl an Rohlingen mit unterschiedlicher Zusammensetzung, Festigkeit und Färbung. Da aus ökonomischen Gründen die Rohlinge für eine Vielzahl zu fertigender Objekte dimensioniert, jedoch nicht zwangsläufig innerhalb eines Fertigungsvorgangs vollständig belegt bzw. "verbraucht" werden können, erleichtern Hilfestellungen im Rahmen der Rohlingverwaltung die mehrfache Verwendung von Rohlingen über mehrere Fertigungsvorgänge hinweg.

Um partiell verbrauchte Rohlinge zu einem späteren Zeitpunkt ohne Materialverlust mit weiteren Objekten belegen zu können, stehen dabei zwei Hilfestellungen zur Identifikation der verbliebenen freien Rohlingfläche zur Verfügung: die datenbankbasierte Protokollierung von Modifikation, sowie die bildbasierte Erkennung der freien Rohlingfläche. Ersteres Vorgehen eignet sich für einen geschlossenen Bedienungsablauf, welcher eine entsprechende Protokollierung der Fertigungsvorgänge erlaubt. Letzteres Vorgehen ermöglicht die (Weiter-)Verwendung von Rohlingen auch ohne vorherige Protokollierung, erfordert jedoch zusätzlichen Hardwareaufwand zur (kalibrierten) Bildaufnahme.

Freiflächenerkennung

Um den Materialverlust bei der Anordnung von Objekten auf der freien Fläche partiell verbrauchter Rohlinge zu minimieren, und somit eine optimale Ausnutzung des Rohmaterials zu ermöglichen, kann die verfügbare Rohlingfläche mittels Methoden der Bildverarbeitung erkannt werden. Aktive Konturen dienen dabei zur Segmentierung der gesamten Rohlingfläche in belegte und freie Regionen. Innerhalb der freien Regionen können daraufhin weitere Objekte interaktiv oder automatisch angeordnet werden.

Auf diese Weise lassen sich Rohlinge auch über mehrere Fertigungsvorgänge hinweg effizient ausnutzen, d.h. ohne Sicherheitsabstand und manuelles Ausmessen.

Objektfixierung

Eine geeignete Fixierung des Zielobjekts im Rohling mittels Haltestegen ist der Ausgangspunkt für eine erfolgreiche Fertigung. Ungeeignete Fixierungen führen zur Erhöhung des Aufwands, indem überdeckte Kontaktstellen manuell nachgebessert werden müssen, oder sie führen zu vorzeitigem Materialbruch während der Bearbeitung aufgrund ungeeigneter Kraftverteilung. Aus diesem Grund liegt ein besonderes Augenmerk auf der Identifikation optimaler Kontaktstellen für Haltestege, welche den Nachbearbeitungsaufwand sowie das Materialbruchrisiko minimieren. Dies wiederum ist der Ausgangspunkt für die automatische Berechnung einer optimalen Objektfixierung.