Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

Filters

6
Reset filters

Settings
Now showing 1 - 6 of 6
  • Publication
    Applications of subdivision techniques in product development
    (Fraunhofer IRB Verlag, 2004)
    Gross, N.
    ;
    Krause, F.-L.
    Die digitale Darstellung von Flächen in glatter, parametrischer Form ist im Maschinenbau von zentraler Bedeutung. Um ein Objekt mit Unterstützung des Computers zu fertigen, ist es notwendig, eine digitale Darstellung dieses Objekts zu finden. Dabei hat sich die Darstellung als Freiformfläche als besonders umfassend herausgestellt. Mathematische Grundlage für solche Darstellungen sind nach Stand der Technik Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS). Diese basieren auf einem viereckigen Gitternetz und können beliebige Topologien nicht problemlos wiedergeben. Subdivisionflächen wurden als Verallgemeinerung der B-Splines auf allgemeine Topologien entwickelt und haben sich in der Computergraphik weitgehend durchgesetzt. Im Ingenieurbereich wurden sie aus verschiedenen Gründen erst zögerlich eingesetzt: Um diese Hindernisse zu überwinden, wird in der vorliegenden Arbeit der sogenannte Faired Interpolating NURBS (FIN) Algorithmus vorgeschlagen. Die Stärken des Algorithmus werden an Beispielen aus der Flächenrückführung, dem Industriedesign und der Fertigung durch NC-Fräsen aufgezeigt.Es wird somit nachgewiesen, dass Subdivisiontechniken in der Produktentwicklung erfolgreich eingesetzt werden können und erhebliche Vorteile gegenüber anderen Methoden der Flächenberechnung haben. The representation of surfaces in smooth, parametric form is of central importance in mechanical engineering. In order to machine a shape using a computer, it is necessary to produce a computer-compatible description of that shape. Subdivision techniques are a surface representation that generalizes B-splines to arbitrary topology. Due to their strong geometric properties, they enjoy growing popularity in computer graphics. Their application in engineering has been much more hesitant because of several reasons. To overcome these hindrance reasons the so-called Faired Interpolating NURBS (FIN) algorithm is introduced in this thesis. The advantages of this algorithm are demonstrated on examples from reverse engineering, industrial design and manufacturing.
  • Publication
  • Publication
  • Publication
    Rechnerunterstützte Bereitstellung von ungeordneten Kleinteilen für die automatisierte Montage
    (Hanser, 1993)
    Lashin, G.
    Im Zuge der Automatisierungsbestrebungen im Bereich der Montagetechnik gewinnt der Einsatz von CAD (Computer Aided Design) zunehmend an Bedeutung. Die Integration von CAD-Systemen zur Unterstützung montageorientierter Aufgaben bildet einen wesentlichen Anteil bei der Gestaltung von Prozeßketten, wie das Beispiel der Off-line-Programmierung zeigt. Im vorliegenden Forschungsbericht wird ein Konzept für ein rechnerunterstütztes Handhabungssystem vorgestellt, bei dem mit Hilfe von CAD-Methoden im Zusammenhang mit Sensorbildern von ungeordneten Kleinteilen das Handhaben und die Montage ermöglicht werden. Es wird zwischen einer Off-line-Vorbereitungsphase und einer On-line-Ausführungsphase unterschieden. In der Off-line-Vorbereitungsphase werden Informationen über die stabilen Lagen und Auflageflächen des Werkstücks aus der rechnerinternen Darstellung gewonnen. Der Schwerpunkt dabei liegt in der Ermittlung des imaginären konvexen Hüllkörpers des Werkstücks. Mit einem Off-line-Programmiersyst em werden die Greifinformationen für jede stabile Lage abgeleitet. In der On-line-Ausführungsphase werden die sensorenunterstützten Vergleichsbilder der Auflageflächen von Werkstücken mit Hilfe von Erkennungssensoren ermittelt. Es wird zunächst ein taktiler Sensor angewandt, der aber keine hinreichenden Ergebnisse liefert. Mit einem bildverarbeitenden Sensor werden bessere Resultate erzielt. Aus dem Sensorbild werden Merkmale der Auflagefläche gewonnen und mit den vorliegenden Kentnissen aus dem CAD-Modell des Werkstücks verglichen. Damit sollen die zuvor off-line erstellten Roboterprogramme ergänzt werden. Das vorgestellte Verfahren wird an einem praktischen Beispiel erprobt. Die Erkennungssicherheit der Auflagefläche im Sensorbild hängt dabei stark von der Auflösung des Erkennungssensors ab.
  • Publication
    Gestaltung verteilter Stücklistenverarbeitung als kooperative Anwendung in offenen CAD-Systemarchitekturen
    (Hanser, 1993)
    Xu, H.
    ;
    Spur, G.
    Die Anforderungen des Marktes nach kürzeren Produktentstehungszeiten bedingen eine engere Zusammenarbeit aller Unternehmensbereiche, vom Vertrieb über die Projektplanung bis hin zur Konstruktion und zur Fertigung. Dabei spielt die Realisierung von informationstechnisch durchgängigen Prozeßketten eine wichtige Rolle, wie sich am Beispiel der Verarbeitung und Anwendung von Stücklisten in Konstruktion und Fertigung verdeutlichen läßt. Im Mittelpunkt der Forschung stehen daher Methoden zur Formulierung und Verwirklichung von durchgängigen Prozeßketten. Die durchgängigen Prozeßketten sind oft durch die Verteiltheit der damit verbundenen Verarbeitung gekennzeichnet. Starre Verkettungen von Prozeßschritten werden diesen Anwendungen jedoch nicht gerecht. Es gilt, die durchgängigen Prozeßketten so zu realisieren, daß die verteilten Aufgaben situationsangepaßt gelöst werden können. Die Einführung von kooperativen Anwendungssystemen auf der Basis der marktgängigen CAD-Systeme eröffnet hierzu neue Möglichkeiten. Im Rahmen der ständigen Erweiterung der Anwendungsentwicklung, von Makroprogrammen über Variantenprogramme bis hin zu Anwendungssystemen stellen die kooperativen Anwendungsprogramme den letzten Stand der Technik dar. Dadurch können weitere Potentiale der wirtschaftlichen Anwendung von CA-Systemen genutzt werden. In dem vorliegenden Forschungsbericht wird neben der Definition von kooperativen Anwendungssystemen eine Methode entwickelt, die eine systematische Erfassung, Beschreibung und Analyse von verteilen Verarbeitungen erlaubt und die erfolgreich auf die Konzipierung einer verteilten Stücklistenverarbeitung angewandt wird. Die entwickelte Methode gewährleistet einerseits die definierte Offenheit des zu realisierenden Anwendungssystems und andererseits die definierte Kommunikation mit der Systemumgebung und schafft eine solide Voraussetzung für mögliche Anpassungen oder Erweiterungen der Systeme. Sie fördert damit das Bewußtsein für eine systematische Anwendungsentwick lung.
  • Publication
    Ein funktionales Modellspeichersystem für parallel zu verarbeitende CAD-Objekte
    (Hanser, 1993)
    Münke, M.
    ;
    Spur, G.
    Der Fortschritt in der heutigen CAD-Systementwicklung liegt im wesentlichen in der Erweiterung von CAD-Basissystemen um anwendungsorientierte Bausteine und um Systeme für semantikorientierte Modelliermethoden. Dies dient insgesamt der Verbesserung der Handhabbarkeit von rechnerunterstützten Konstruktionssystemen. Zugleich erfordert das Konstruieren mit Hilfe von 3D-CAD-Systemen eine optimale Abstimmung zwischen dem interaktiv eingesetzten System und dem Konstrukteur, um dessen kognitive Produktivität möglichst optimal zu fördern. Für die interaktiven CAD-Anwendungen sind daher sehr leistungsstarke Rechner notwendig, um in einer für den Benutzer akzeptablen Zeit eine Ergebnisdarstellung zu erhalten. Bisher wurde versucht, den Anforderungen an die Rechenleistung allein mit den Mitteln der Algorithmenoptimierung, hauptsächlich unter Verwendung von leistungsfähigen Arbeitplatzrechnern, entgegenzukommen. Zwar verfügen moderne Rechner aufgurund der Technologieentwicklung über hohe Rechenleis tungen, jedoch bewirken technologische und physikalische Grenzannäherungen immer langsamer ansteigende Rechenleistungen einzelner Prozessoren. Betrachtet man die Eingabe-Zeitabstände beim interaktiven konstruieren, so zeigt sich daß die zunehmend mächtigere Funktionalität der CAD-Software und der Benutzungsoberflächen der Steigerung der Rechenleistung entgegenwirkt. Der Trend in der Rechnertechnik zur Parallelverarbeitung läßt einen nachhalitgen Einfluß auf die CAD-Technologie für die Zukunft erwarten. CAD-Programmsysteme sind konventionell nur für den Ein-Prozessorbetrieb programmiert. Über die Anwendung der Parallelverarbeitung in CAD-Modellierungsprozessen gibt es bislang keine bekannten Ansätze. Der vorliegende Forschungsbericht setzt sich zum Ziel, hierarchische 3D-CAD-Modelliersysteme für die Parallelverarbeitung zu erschließen. Er behandelt eine spezielle Lösung für die beschleunigte Bearbeitung von rechnerinternen Konstruktionsmodellen in einem Multiprozessorsystem unter Verla g .