DE112018000951T5

DE112018000951T5 - System und Verfahren zum Simulieren der Bearbeitung eines Werkstücks

Info

Publication number: DE112018000951T5
Application number: DE112018000951.3T
Authority: DE
Inventors: Teng-Yok Lee; Alan Sullivan; Jay Thornton
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2019-10-31
Also published as: US20180239312A1; WO2018155313A1; CN110325932A; JP6742520B2; CN110325932B; JP2019536160A; US10353352B2

Abstract

Eine verteilte Bearbeitungssimulation teilt ein Modell des Werkstücks auf, um einen Satz von Subwerkstücken zu erzeugen, und modifiziert die Bearbeitungsbefehle für jedes Subwerkzeug, um einen Satz von Gruppen von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die von den Bearbeitungsbefehlen verschieden sind, zu erzeugen. Jede Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle ist mit einem Subwerkstück assoziiert und enthält effektive Bearbeitungsbefehle, die das Bearbeitungswerkzeug durch das Subwerkstück bewegen und zumindest einen falschen Bearbeitungsbefehl, der das Bearbeitungswerkzeug durch das Modell des Werkstücks außerhalb des Subwerkstücks bewegt. Die verteilte Bearbeitungssimulation verwendet entfernte Hosts zum Simulieren der Bearbeitung des Werkstücks unter Verwendung von zumindest einer Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle, um Geometrien einer Bearbeitungssimulation des Werkstücks zu erzeugen, wobei jede Geometrie mit einem entsprechenden Subwerkstück assoziiert ist und eine Darstellung des bearbeiteten Werkstücks unter Verwendung eines Teils jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks rekonstruiert.

Description

[Technisches Gebiet]
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Simulation der Bearbeitung eines Werkstücks, und insbesondere auf ein System und ein Verfahren für verteilte Bearbeitungssimulation über einen Satz von entfernten Hosts.
[Stand der Technik]
Numerisch gesteuertes Bearbeiten (NC-Bearbeiten, NC = numerically controlled), zum Beispiel Drehen, Aufbohren, Bohren, Zapfen, Sägen, Formen, Reiben, Fräsen, Abstechen oder Schleifen, ist ein mechanischer Prozess, der Drehwerkzeuge verwendet, um verschiedene Materialien zu schneiden, beispielsweise ein Metallmaterial. Bei einem Materialstück, das nachfolgend als Werkstück bezeichnet wird, verwendet die NC-Bearbeitung eine Folge von Motorbefehlen, um Werkzeuge zu bewegen/drehen, zum Beispiel Schneidwerkzeuge, um die Werkstücke zu kreuzen. Mit sorgsamer Gestaltung kann der Erwerber einer NC-Bearbeitungsmaschine das eingegebene Werkstück in spezifische Formen schneiden. Da die Folge von Befehlen komplex sein, um manuell zu gestalten, ist es allgemein üblich, eine Software für computergestütztes Herstellen (CAM) zu verwenden, um Befehle zu erzeugen, die eine vorgegebene Werkstückform in eine gewünschte Ausgangswerkstückform transformieren. In gleicher Weise können Computer verwendet werden, um den Bearbeitungsprozess für die Bestätigung, dass die Befehle korrekt arbeiten können, zu simulieren. Fehlerhafte Bearbeitungsbefehle verschwenden Bearbeitungszeit Werkstückmaterialien, aber können auch die NC-Bearbeitungsmaschine beschädigen. Wenn beispielsweise die Befehle zu einer Kollision zwischen den Schneidwerkzeugen und der NC-Bearbeitungsmaschine führen, können die Motoren Schäden erleiden, die kostenaufwändig zu reparieren sind.
Während der NC-Bearbeitungssimulation wird ein Modell eines Werkstücks mit einer Computerdarstellung eines Werkzeugs, zum Beispiel eines NC-Bearbeitungswerkzeugs, editiert sowie ein Satz aus Bewegungen, die den Bearbeitungsprozess simulieren. Die Simulation wird gemäß Bearbeitungsbefehlen durchgeführt, die eine(n) oder eine Kombination aus einem Typ und der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs spezifizieren. Die Simulation kann das Modell des Objekts und die Darstellung des Werkzeugs auf einer Anzeigevorrichtung visualisieren, um potentielle Kollisionen zwischen Teilen wie dem Werkzeug und dem Werkzeughalter zu erfassen und eine endgültige Form des Objekts zu verifizieren.
Die endgültige Form des Objekts wird durch die Auswahl des Werkzeugs und die Bewegungen beeinflusst. Befehle zum Steuern der Bewegungen werden typischerweise erzeugt durch Verwendung eines Systems zum computergestützten Herstellen anhand einer grafischen Darstellung einer gewünschten endgültigen Form des Objekts. Die Bewegungen werden typischerweise implementiert durch Verwendung einer Programmiersprache für numerische Steuerung, die auch als Vorbereitungscode oder G-Codes bekannt ist, siehe die RS274D- und DIN 66025/ISO 6983-Standards.
Die NC-Bearbeitungssimulation kann für große Werkstücke und/oder extensive Bearbeitungsbefehle zeitraubend sein. Eine Anzahl von Verfahren wie in US 8,483,858 und US 8,838,419 offenbarte Verfahren hat das Ziel, die Bearbeitungssimulation zu optimieren. Jedoch ist in einigen Situationen eine weitere Beschleunigung der Bearbeitungssimulation erwünscht.
[Kurzfassung der Erfindung]
Einige Ausführungsbeispiele basieren auf der Erkenntnis, dass die Geschwindigkeit der Simulation von numerischer gesteuertem Bearbeiten (NC-Bearbeiten) durch Verwendung mehrerer Rechenhosts für eine einzige Simulation beschleunigt werden kann. Beispielsweise ermöglicht die moderne Cloudberechnung das Mieten von Computerressourcen in anderen Computereinrichtungen und somit die Einsparung der Wartungsgemeinkosten und der Kosten zum Aufrechterhalten eines lokalen Clusters von Computereinrichtungen.
Wenn jedoch die NC-Bearbeitungssimulation auf entfernten Hosts ausgeführt wird, zum Beispiels entfernten Computern und/oder Computern, die anderen gehören, kann die Sicherheit zu Besorgnissen sowohl bei den Herstellern als auch den Kunden der NC-Bearbeitungssimulatoren führen. Es ist daher eine Aufgabe bei einigen Ausführungsbeispielen, ein System und ein Verfahren für verteilte Bearbeitungssimulation über einen Satz von entfernten Hosts in einer sicheren Weise anzugehen.
Einige Ausführungsbeispiele basieren auf dem Verständnis, dass verschiedene Teile und/oder Volumina eines Werkstücks simulationsunabhängig sind. Das heißt, die Simulation des Bearbeitens eines Volumens ist unabhängig von der Bearbeitungssimulation eines anderen Volumens des Werkstücks. Demgemäß können die Bearbeitungsbefehle zum Simulieren des Bearbeitens eines ersten Volumens des Werkstücks mit verschiedenen und sogar beliebigen und gefälschten Befehlen für die Simulation des Bearbeitens eines zweiten Volumens des Werkstücks kombiniert werden, ohne die Simulation der Bearbeitung des ersten Volumens zu beeinflussen.
Dieses Verständnis führt zu einer Erkenntnis, dass bei einer derartigen Kombination der echten und der falschen Bearbeitungsbefehle nur die Kenntnis einer Geometrie und des Orts der Volumina die Trennung von echter Bearbeitungssimulation von der gefälschten ermöglicht. Jedoch kann eine derartige Kenntnis durch einen Kunden von verteilter Bearbeitungssimulation zurückgehalten werden. Zu diesem Zweck kann der Kunde die realen und die falschen Bearbeitungsbefehle, die für verschiedene Volumina des Modells des Werkstücks bestimmt sind, verteilen, um die Bearbeitungssimulation bei verschiedenen Hosts durchzuführen. Unter Verwendung der Kenntnis der Geometrie und des Orts jedes Volumens kann der Kunde weiterhin nur Teile der durch reale Bearbeitungsbefehle durchgeführten Simulationen extrahieren und kombinieren, um das Ergebnis der verteilten Simulation zu erzeugen.
Demgemäß offenbart ein Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Simulieren der Bearbeitung eines Werkstücks gemäß Bearbeitungsbefehlen zum Bewegen eines Bearbeitungswerkzeugs mit Bezug auf das Werkstück, bei dem die Simulation unter Verwendung eines Prozessors in Kommunikation mit einem Satz von entfernten Hosts durchgeführt wird, wobei der Prozessor mit gespeicherten Befehlen, die das Verfahren implementieren, gekoppelt ist, und wobei die gespeicherten Befehle, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, zumindest einigen Schritte des Verfahrens durchführen.
Die Schritte des Verfahrens enthalten: Aufteilen eines Modells des Werkstücks in sich nicht schneidende Volumina, um einen Satz von Subwerkstücken zu bilden; Modifizieren der Bearbeitungsbefehle für jedes Subwerkstück, um einen Satz von Gruppen von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die von den Bearbeitungsbefehlen verschieden sind, zu erzeugen, wobei jede Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle mit einem Subwerkstück assoziiert ist und effektive Bearbeitungsbefehle enthält, die das Bearbeitungswerkzeug durch das Subwerkstück bewegen, und zumindest einen falschen Bearbeitungsbefehl, der das Bearbeitungswerkzeug durch das Modell des Werkstücks außerhalb des Subwerkstücks bewegt, enthalten; Bewirken, dass die entfernten Hosts die Bearbeitung des Werkstücks unter Verwendung von zumindest einer Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle simulieren, um Geometrien einer Bearbeitungssimulation des Werkstücks zu erzeugen, wobei jede Geometrie mit einem entsprechenden Subwerkstück assoziiert sind; und Rekonstruieren einer Darstellung des bearbeiteten Werkstücks unter Verwendung eines Teils jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks.
Ein anderes Ausführungsbeispiel offenbart ein System in einer Kommunikation mit einem Satz von entfernten Hosts zum Simulieren der Bearbeitung eines Werkstücks gemäß Bearbeitungsbefehlen zum Bewegen eines Bearbeitungswerkzeugs mit Bezug auf das Werkstück. Das System enthält einen Speicher zum Speichern der Bearbeitungsbefehle und eines Modells des Werkstücks; einen Prozessor zum Aufteilen eines Modells des Werkstücks in sich nicht schneidende Volumina, um einen Satz von Subwerkstücken zu bilden; und Modifizieren der Bearbeitungsbefehle für jedes Subwerkstück zum Erzeugen eines Satzes von Gruppen von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die von den Bearbeitungsbefehlen verschieden sind, wobei jede Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle mit einem Subwerkstück assoziiert ist und effektive Bearbeitungsbefehle, die das Bearbeitungswerkzeug durch das Subwerkstück bewegen, und zumindest einen falschen Bearbeitungsbefehl, der das Bearbeitungswerkzeug durch das Modell des Werkstücks außerhalb des Subwerkstücks bewegt, enthält; und einen Transceiver zum Senden der Gruppe von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die mit dem entsprechenden Subwerkstück assoziiert sind, über eine Kommunikationsverbindung zu jedem entfernten Host, und zum Empfangen von jedem entfernten Host als Antwort auf das Senden, der mit dem entsprechenden Subwerkstück assoziierten Geometrie, wobei der Prozessor eine Darstellung des bearbeiteten Werkstücks unter Verwendung eines Teils jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks rekonstruiert.
Noch ein anderes Ausführungsbeispiel offenbart ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium, das ein Programm verkörpert, das durch einen Prozessor zum Durchführen eines Verfahrens ausführbar ist. Das Verfahren enthält das Aufteilen eines Modells des Werkstücks in sich nicht schneidende Volumina, um einen Satz von Subwerkstücken zu bilden; das Modifizieren der Bearbeitungsbefehle für jedes Subwerkstück, um einen Satz von Gruppen von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die von den Bearbeitungsbefehlen verschieden sind, zu erzeugen, wobei jede Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle mit einem Subwerkstück assoziiert ist und effektive Bearbeitungsbefehle, die das Bearbeitungswerkzeug durch das Werkstück bewegen, und zumindest einen falschen Bearbeitungsbefehl, der das Bearbeitungswerkzeug durch das Modell des Werkstücks außerhalb des Subwerkstücks bewegt, enthält; das Bewirken, dass die entfernten Hosts die Bearbeitung des Werkstücks unter Verwendung von zumindest einer Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle zum Erzeugen von Geometrien einer Bearbeitungssimulation des Werkstücks simulieren, wobei jede Geometrie mit einem entsprechenden Subwerkstück assoziiert ist; und das Bestimmen einer Darstellung des bearbeiteten Werkstücks unter Verwendung eines Teils jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks.
Figurenliste

1 zeigt ein Flussdiagramm einer NC-Fräsmaschine und ein System und ein Verfahren zum Simulieren des NC-Fräsens gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines verteilten Simulators für Maschinenbefehlsprogramm.
3 zeigt ein Diagramm für typische Werkzeuge, die zum Fräsen verwendet werden, und typische Bearbeitungen in einem Werkstück, die durch Bewegung derartiger Werkzeuge entlang eines Wegs gebildet wurden.
4 zeigt schematisch ein überstrichendes Volumen, das durch Überstreichen einer 2D-Form entlang eines gekrümmten Pfads bestimmt wurde.
5 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens für verteilte Bearbeitungssimulation gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
6A zeigt Beispiele für das Aufteilen eines Werkstücks gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
6B zeigt ein Flussdiagramm von Schritten zum Prüfen, ob ein Befehl für ein Subwerkstück effektiv ist, gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
7A zeigt ein Beispiel für einen Begrenzungskasten, der ein überstrichenes Volumen eines Bearbeitungsbefehls begrenzt.
7B zeigt ein Beispiel für das Prüfen der Überlappung des Begrenzungskastens des überstrichenden Volumens mit verschiedenen Subwerkstücken gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
8A zeigt eines von Beispielen für die Verwendung eines Gitters aus Zellen zum Aufteilen eines Werkstücks gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
8B zeigt eines von Beispielen für die Verwendung eines Gitters aus Zellen zum Aufteilen eines Werkstücks gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
8C zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Extrahieren der Geometrie der Bearbeitungssimulation gemäß einem Ausführungsbeispiel.
9 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Extrahieren und Kombinieren von Geometrien von Simulationsergebnissen gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
10A zeigt ein Beispiel dafür, dass Computergeometrien nicht durch Gitter dargestellt werden oder die Grenze eines Subwerkstücks nicht mit der Gittergrenze ausgerichtet ist, gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
10B zeigt schematisch ein Verfahren zur Aufbereitung eines Bildes, das beschnittene Geometrien von verschiedenen Simulationen kombiniert, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
11A zeigt schematisch eine Aufbereitung der simulierten Computergeometrie in ein Bild gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
11B zeigt die Draufsicht auf eine exemplarische Computergeometrie und die Bildebene.
11C zeigt schematisch die vordersten Fragmente, die die Pixel des Bilds von 11A aktualisieren.
11D zeigt schematisch, wie gerasterte Fragmente verworfen werden, gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
11E zeigt schematisch Bilder mit den vordersten Fragmenten von 11D.
11F zeigt, wie die gerasterten Fragmente der Computergeometrie gegen ihre Subwerkstücke beschnitten werden, gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
11G zeigt schematisch das Bild nach dem Aktualisieren der Fragmente in 11F.
12A zeigt ein Flussdiagramm des Aktualisierens der Farbe und des Abstands für ein Pixel eines Bilds von 11A.
12B zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens, das eine Computergeometrie für ein Subwerkstück aufbereitet, gemäß einigen Ausführungsbeispielen.

[Beschreibung von Ausführungsbeispielen]
1 zeigt ein numerisch gesteuertes Bearbeitungssystem (NC-Bearbeitungssystem) 100 und ein NC-Bearbeitungssimulationssystem 150, das von einigen Ausführungsbeispielen verwendet wird. Beispiele für das Bearbeiten enthalten Drehen, Aufbohren, Bohren, Zapfen, Sägen, Formen, Reiben, Fräsen, Anzapfen und Schleifen. Bei dem NC-Bearbeitungssystem 100 wird ein Modell 102 für computergestütztes Design (CAD) in ein System 104 für computergestütztes Herstellen (CAM) eingegeben, das G-Codes 106 zum Steuern einer NC-Bearbeitungsmaschine erzeugt. Während des NC-Bearbeitens werden die G-Codes in eine NC-Bearbeitungskonsole 108 eingegeben, die jeden G-Code verarbeitet, um einen entsprechenden Satz von NC-Bearbeitungsbefehlen 110 zu erzeugen. Die NC-Bearbeitungsbefehle werden in eine NC-Steuervorrichtung 112 eingegeben, die einen Satz von Motorsteuersignalen 114 erzeugt, um ein Werkzeug 116 relativ zu einem Werkstück 118 zu bewegen, damit das Werkstück bearbeitet wird.
Das Simulationssystem 160 kann als eine Eingabe entweder die G-Codes 106, die durch das computergestützte Herstellungssystem 104 erzeugt wurden, oder die NC-Bearbeitungsbefehle 110, die von der NC-Konsole 108 erzeugt wurden, nehmen. Die Eingabe in das Simulationssystem wird durch einen Computerprozessor 152 gelesen, der die Bearbeitung des Werkstücks simuliert und ein simuliertes Modul 154 ausgibt, das in einem Computerspeicher 156 gespeichert werden kann. Der Prozessor 152 kann das gespeicherte simulierte Modell 154 aufbereiten, um ein aufbereitetes Bild 158 zu erzeugen, das zu einer Ausgabevorrichtung 160 ausgegeben werden kann. Ein angezeigtes Bild 162 kann mit einem Model 102 für computergestütztes Design verglichen werden, um die G-Codes 106 oder NC-Maschinenbefehle 110 vor dem Durchführen der tatsächlichen NC-Bearbeitung des Werkstücks zu verifizieren. Bei einigen Ausführungsbeispielen führt das Simulationssystem (150) sowohl die Simulation als auch die Aufbereitung mit einem einzigen Computer durch. Zusätzlich oder alternativ führen einige Ausführungsbeispiele sowohl die Simulation als auch die Aufbereitung mit mehreren Computern durch.
Einige Ausführungsbeispiele basieren auf der Erkennung, dass die Geschwindigkeit der Simulation des numerisch gesteuerten Bearbeitens (NC-Bearbeitens) durch Verwendung mehrerer Berechnungshosts für eine einzige Simulation beschleunigt werden kann. Beispielsweise ermöglicht modernes Cloud-Computing, Computerressourcen in anderen Recheneinrichtungen zu mieten und somit die Wartungskosten und die Kosten für die Aufrechterhaltung eines lokalen Clusters von Recheneinrichtungen zu sparen.
Wenn jedoch die NC-Bearbeitungssimulation mit entfernten Hosts durchgeführt wird, zum Beispiel entfernten Computern und/oder Computern, die anderen gehören, kann die Sicherheit zu Bedenken sowohl bei den Herstellern als auch den Kunden der NC-Bearbeitungssimulatoren führen. Daher ist es eine Aufgabe von einigen Ausführungsbeispielen, ein System und ein Verfahren für eine verteilte Bearbeitungssimulation über einen Satz von entfernten Hosts in einer sicheren Weise zu erhalten.
2 zeigt ein Blockschaltbild für ein System für verteilte Bearbeitungssimulation gemäß einigen Ausführungsbeispielen. Bei diesen Ausführungsbeispielen sind die Simulationskomponenten, zum Beispiel Software 176, 177 und 178 zum Simulieren des Bearbeitens eines Werkstücks mit Bearbeitungsbefehlen, in entfernten Hosts 183, 184, 185 installiert. Die verteilte Bearbeitungssimulation wird durch einen Simulationsklienten 172 durchgeführt, der von einem Prozessor 170 des lokalen Computers ausgeführt wird. Die Simulationsklienten nehmen Eingaben von Benutzern an, einschließlich der Bearbeitungsbefehle 171 zum Durchführen der Simulation. Um eine verteilte Simulation durchzuführen, modifiziert der Simulationsklient die Bearbeitungsbefehle 171 für jeden entfernten Host und übermittelt den entfernten Hosts 183, 184 und 185 die modifizierten Befehle 173, 174, 175 für die Bearbeitungssimulation durch Simulationsserver 176, 177, 178. Nachdem jeder Simulationsserver die Simulation beendet hat, werden die Simulationsmodelle 179, 180 und 181 zurück zu dem Simulationsklienten 172 gesendet. Auf der Grundlage der simulierten Modelle bereitet der Simulationsklient das Simulationsergebnis in ein einziges Modell und/oder Bild 181 auf, das auf der Anzeigevorrichtung 182 dargestellt oder in einem Speicher gespeichert werden kann. Das aufbereitete Bild ist identisch mit der Simulation des Bearbeitungsbefehlsprogramms in dem lokalen Host ohne Verteilung.
3 zeigt einen Satz von typischen Werkzeugformen 202, 204, 206 und 208, die bei der NC-Bearbeitung verwendet werden. Wenn ein Werkzeug relativ zu einem Werkstück 210 bewegt wird, schneidet das Werkzeug Material aus dem Werkstück. Hier entfernen die Werkzeuge 202, 204, 206 und 208 Material entsprechend den Oberflächen 212, 214, 216 und 218 aus dem Werkstück. Die Form des von jedem Werkzeug entfernten Materials wird durch die Werkzeugform und den Pfad des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück bestimmt. Die Form des entfernten Materials ist die Schnittstelle des Werkstücks und des von dem Werkzeug überstrichenen Volumens, wenn sich das Werkzeug entlang des Pfads bewegt. Für die Zwecke der Bearbeitungssimulation wird ein derartiges entferntes Material hier als ein überstrichendes Volumen bezeichnet.
4 zeigt das überstrichene Volumen 260 einer Form 250, die entlang eines Pfads 252 bewegt wird. Der Pfad 252 bestimmt eine Position eines besonderen Punkts der Form 250 als eine Funktion der Zeit. Der Pfad kann eine Orientierung 256, 257 und 258 der Form als eine Funktion der Zeit bestimmen. Der Pfad kann auch einen Maßstab der Form oder eine beliebige Transformation der Form als eine Funktion der Zeit bestimmen. In 4 werden die anfängliche Position, Orientierung und Geometrie einer Form 250 in eine endgültige Position, Orientierung und Geometrie der Form 254 transformiert, wenn sie entlang des Pfads bewegt wird. Das überstrichene Volumen modifiziert einen abweichenden Bereich des Werkstücks bei der Bildung der Geometrie des Ergebnisses der Simulation.
Einigen Ausführungsbeispiele basieren auf dem Verständnis, dass verschiedene Bereiche und/oder Volumina eines Werkstücks simulationsunabhängig sind. Das heißt, die Simulation des Bearbeitens eines Volumens ist unabhängig von der Bearbeitungssimulation eines anderen Volumens des Werkstücks. Demgemäß können die Bearbeitungsbefehle zum Simulieren des Bearbeitens eines ersten Volumens des Werkstücks mit verschiedenen und sogar beliebigen und falschen Befehlen für die Simulation des Bearbeitens eines zweiten Volumens des Werkstücks kombiniert werden, ohne die Simulation des Bearbeitens des ersten Volumens zu beeinflussen.
Dieses Verständnis führt zu einer Erkenntnis, dass bei einer derartigen Kombination der realen und falschen Bearbeitungsbefehle nur die Kenntnis einer Geometrie und des Orts des ersten Volumens ermöglicht, die wahre Bearbeitungssimulation von der falschen zu trennen. Jedoch kann eine derartige Kenntnis von einem Klienten der verteilten Bearbeitungssimulation zurückgehalten werden. Zu diesem Zweck kann der Klient die realen und falschen Bearbeitungsbefehle, die für verschiedene Volumina des Modells des Werkstücks bestimmt sind, verteilen, um die Bearbeitungssimulation bei verschiedenen Hosts durchzuführen. Durch Verwendung der Kenntnis der Geometrie und des Orts jedes Volumens kann der Klient weiterhin nur Teile der Simulationen, die durch reale Bearbeitungsbefehle durchgeführt werden, extrahieren und kombinieren, um das Ergebnis der verteilten Simulation zu erzeugen.
5 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens zur verteilten Bearbeitungssimulation gemäß einigen Ausführungsbeispielen. Das Verfahren simutiert die Bearbeitung eines Werkstücks gemäß Bearbeitungsbefehlen zum Bewegen eines Bearbeitungswerkzeugs mit Bezug auf das Werkstück. Die Simulation wird unter Verwendung eines Prozessors, zum Beispiel des Prozessors 170, in Kommunikation mit einem Satz von entfernten Hosts, zum Beispiel den Hosts 183, 184 und 185 durchgeführt. Der Prozessor ist mit gespeicherten Befehlen, die das Verfahren implementieren, gekoppelt. Die gespeicherten Befehle wie der den Simulationsklienten 172 implementierte Befehl führen, wenn sie durch den Prozessor 170 ausgeführt werden, zumindest einige Schritte des Verfahrens aus.
Das Verfahren teilt 501 ein Model des Werkstücks in sich nicht schneidende Volumina auf, um einen Satz von Subwerkstücken zu erzeugen. Beispielsweise teilt bei einem Ausführungsbeispiel das Verfahren das Modell derart auf, dass eine Anzahl von Subwerkstücken gleich einer Anzahl von entfernten Hosts ist. Bei einigen Implementierungen ist der simulierende Klient auch als ein entfernter Host wirksam, um die Simulation zu beschleunigen. Zusätzlich oder alternativ können einige entfernte Hosts eine Simulation für mehr als ein Subwerkstück durchführen.
Das Verfahren modifiziert 502 die Bearbeitungsbefehle für jedes Subwerkstück, um einen Satz von Gruppen von modifizierten Bearbeitungsbefehlen zu erzeugen, die verschieden von den anfänglichen Bearbeitungsbefehlen zum Bearbeiten des gesamten Werkstücks sind. Beispielsweise erzeugen das Bearbeiten des Werkstücks mit den Bearbeitungsbefehlen und die Bearbeitung des Werkstücks mit einer Gruppe von modifizierten Bearbeitungsbefehlen zwei verschiedene Ergebnisse, das heißt zwei verschiedene Geometrien.
Jede Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle ist mit einem Subwerkstück assoziiert. Beispielsweise erzeugt ein Ausführungsbeispiel so viele Gruppen der modifizierten Bearbeitungsbefehle, wie der Anzahl von entfernten Hosts entspricht. Dieses Ausführungsbeispiel assoziiert die entfernten Hosts mit verschiedenen Subwerkstücken derart, dass jeder entfernte Host mit dem entsprechenden Subwerkstück assoziiert ist.
Jede Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle enthält effektive Bearbeitungsbefehle und falsche Bearbeitungsbefehle. Die effektiven Bearbeitungsbefehle enthalten einen Subsatz der anfänglichen Maschinenbefehle, die das Bearbeitungswerkzeug durch das Subwerkstück bewegen. Der falsche Bearbeitungsbefehl bewegt das Bearbeitungswerkzeug durch das Modell des Werkstücks außerhalb des Subwerkstücks. Beispielsweise ist der falsche Bearbeitungsbefehl tatsächlich ein falscher, das heißt verschieden von allen von der Simulation empfangenen Bearbeitungsbefehlen. Ein derartiger falscher Befehl kann einmalig für jede Gruppe des modifizierten Bearbeitungsbefehls sein oder kann von zumindest einigen Gruppen geteilt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der falsche Bearbeitungsbefehl einen Subsatz der Bearbeitungsbefehle, die das Bearbeitungswerkzeug durch das Modell des Werkstücks außerhalb des Subwerkstücks bewegen, enthalten. Verschiedene Gruppen können verschiedene Subsätze enthalten, um die anfänglichen Bearbeitungsbefehle zu verbergen. Beispielsweise enthält bei einem Ausführungsbeispiel jede Gruppe verschiedene falsche Bearbeitungsbefehle, die für das assoziierte Subwerkstück maßgeschneidert sind. Jedoch ergibt bei verschiedenen Ausführungsbeispielen die Kombination aus den effektiven und den falschen Befehlen, die für jede Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle ausgewählt sind, nicht die anfänglichen Bearbeitungsbefehle.
Das Verfahren bewirkt 510, dass die entfernten Hosts die Bearbeitung des Werkstücks unter Verwendung von zumindest einer Gruppe aus den modifizierten Bearbeitungsbefehlen simulieren, um Geometrien einer Bearbeitungssimulation des Werkstücks zu erzeugen. Jede Geometrie ist mit einem entsprechenden Subwerkstück assoziiert, aber stellt die Simulation des Bearbeitens des gesamten Werkstücks gemäß effektiven und falschen Bearbeitungsbefehlen dar.
Beispielsweise sendet 503 ein Ausführungsbeispiel die Gruppe von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die mit dem entsprechenden Subwerkstück assoziiert sind, über eine Kommunikationsverbindung zu jedem entfernten Host. Die entfernten Hosts führen die Simulation der Bearbeitung gemäß den gesendeten Bearbeitungsbefehlen durch, um die Geometrien der Bearbeitungssimulationen des Werkstücks zu erzeugen. Zu diesem Zweck empfängt 504 das Ausführungsbeispiel von jedem entfernten Host als Antwort auf das Senden die mit dem entsprechenden Subwerkstück assoziierte Geometrie.
Bei einer Implementierung sendet das Ausführungsbeispiel auch das Modell des zu bearbeitenden Werkstücks. Bei einer alternativen Implementierung ist das Modell des Werkstücks vorbestimmt und/oder in der zu den entfernten Hosts verteilten Simulationssoftware enthalten.
Als nächstes rekonstruiert 505 das Ausführungsbeispiel eine Darstellung des bearbeiteten Werkstücks unter Verwendung eines Teils jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks. Beispielsweise erzeugt ein Ausführungsbeispiel die Darstellung des bearbeiteten Werkstücks durch Extrahieren eines Teils jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Werkstücks, um einen Satz von beschnittenen Geometrien zu erzeugen, und kombiniert den Satz von beschnittenen Geometrien in einem Speicher. Beispielsweise werden die beschnittenen Geometrien gemäß Orten der assoziierten Subwerkstücke innerhalb des Models des Werkstücks kombiniert. Zusätzlich oder alternativ erzeugt ein Ausführungsbeispiel die Darstellung des bearbeiteten Werkstücks durch Aufbereiten von Bildern entsprechend einem Teil jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks, um ein zusammengesetztes Bild auf einer Anzeigevorrichtung zu bilden, das das bearbeitete Werkstück darstellt.
6A zeigt Beispiele 610 für das Aufteilen eines Werkstücks gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Für den Begrenzungskasten des eingegebenen Werkstücks ist der Begrenzungskasten in nichtüberlappende Volumina aufgeteilt. Die Anzahl von nichtüberlappenden Volumina kann die gleiche wie die Anzahl von entfernten Hosts sein. Jedes Teilvolumen wird hier als ein Subwerkstück bezeichnet. Die Aufteilung muss zwei Randbedingungen genügen. Erstens überlappen die Subwerkstücke einander nicht. Zweitens kann ihre Vereinigung den gesamten Begrenzungskasten des eingegebenen Werkstücks abdecken. Ansonsten kann die Aufteilung beliebig sein.
Die Subwerkstücks können verschiedene Volumina haben und die Aufteilung kann entlang verschiedener Dimensionen stattfinden. Beispielsweise teilen einige Ausführungsbeispiele das Modell des Werkstücks in den Satz von Volumina mit identischen Formen und Abmessungen, wie in einem Beispiel 611. Alternative Ausführungsbeispiele teilen das Modell des Werkstücks in den Satz von Volumina mit verschiedenen Formen und/oder Abmessungen auf. Beispielsweise ist das Werkstück 612 in Abschnitte mit verschiedenen Breiten aufgeteilt. Das Werkstück 613 ist in Quader mit unterschiedlichen Abmessungen aufgeteilt.
Verschiedene Ausführungsbeispiele kopieren den anfänglichen Bearbeitungsbefehl und modifizieren die kopierten Bearbeitungsbefehle für dieses Subwerkstück. Die Befehle, die zu einem überstrichenen Volumen führen, um dieses Subwerkstück zu schneiden, werden als effektiv für dieses Subwerkstück bezeichnet. Die Befehlsmodifikation bewahrt alle effektiven Befehle für dieses Subwerkstück und mischt die effektiven mit zusätzlichen Befehlen, die das Simulationsergebnis innerhalb des Subwerkstücks nicht beeinträchtigen.
6B zeigt ein Flussdiagramm aus Schritten zum Prüfen, ob ein Befehl (605) effektiv für ein Subwerkstück (604) ist, gemäß einigen Ausführungsbeispielen. Diese Ausführungsbeispiele berechnen zuerst (606) den Begrenzungskasten des entsprechenden überstrichenen Volumens und prüfen dann (607), ob der Begrenzungskasten mit dem Subwerkstück überlappend ist. Wenn ja, ist diese Bearbeitungsbefehl effektiv.
7A zeigt ein Beispiel für einen Begrenzungskasten 720, der ein überstrichenes Volumen 725 eines Bearbeitungsbefehls begrenzt, das gebildet ist durch eine Kreuzung eines Volumens des Models des Werkstücks mit einem Volumen, das durch eine Bewegung einer Form des Bearbeitungswerkzeugs gemäß dem Bearbeitungsbefehl gebildet ist.
7B zeigt ein Beispiel für die Prüfung des Überlappens des Begrenzungskastens 720 des überstrichenen Volumens 725 mit drei Subwerkstücken 701, 702 und 703. Bei diesem Beispiel überlappt sich der Begrenzungskasten des überstrichenen Volumens mit Subwerkstücken 702 und 703. Daher ist der Bearbeitungsbefehl, der das überstrichene Volumen 725 gebildet hat, effektiv für diese Subwerkstücke 702 und 703 und wird in die Gruppe von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die mit den Subwerkstücken 702 und/oder 703 assoziiert sind, ausgewählt.
Jedoch schneidet der Begrenzungskasten des überstrichenen Volumens nicht das Subwerkstück 701, und somit ist der Bearbeitungsbefehl, der das überstrichene Volumen 725 gebildet hat, nicht effektiv für das Subwerkstück 701 und wird nicht für die Gruppe von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die mit dem Subwerkstück 701 assoziiert sind, ausgewählt.
Nach dem Identifizieren der effektiven Bearbeitungsbefehle für jedes Subwerkstück erzeugen einigen Ausführungsbeispiele zusätzliche Bearbeitungsbefehle, deren überstrichenes Volumen sich mit dem eingegebenen Werkstück, aber nicht mit diesem Subwerkstück überlappt. Diese Befehle werden falsche Befehle für dieses Subwerkstück genannt.
Wenn das modifizierte Bearbeitungsbefehlsprogramm mit den falschen Befehlen simuliert wird, erzeugen die effektiven Befehle wahre Berechnungsgeometrie innerhalb des Subwerkstücks, während die falschen Befehle falsche Berechnungsgeometrie außerhalb des Subwerkstücks, aber noch innerhalb des eingegebenen Werkstücks erzeugen. Folglich ist die simulierte Computergeometrie des gesamten Werkstücks inkorrekt. Da die Kenntnis des Orts des Subwerkstücks innerhalb des Werkstücks und der Geometrie des Werkstücks erforderlich ist, um die wahre Computergeometrie zu extrahieren, macht das Zurückhalten des Subwerkstücks in dem weniger nützlichen lokalen Host die verteilte Simulation gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen sicher.
nachdem ein Simulationsserver auf einem entfernten Host die Simulation eines modifizierten Befehlsprogramms beendet hat, kann der Server die simulierte Computergeometrie zu dem Simulationsklienten des lokalen Hosts senden. Wenn die Computergeometrie als ein Gittervolumen dargestellt ist, das die räumliche Domäne in rechteckige Zellen unterteilt, und die Grenzen der Subwerkstücke mit den Gitterzellenkanten ausgerichtet sind, kann der Simulationsklient die Computergeometrien innerhalb der Subwerkstücke extrahieren und als eine einzige Darstellung zusammensetzen. Wenn die Computergeometrie als ein anderes Format dargestellt wird, wie irreguläre Volumina oder Dreieckmaschen, kann der Simulationsklient den Zusammensetzungsschritt verschieben, wenn ein Bild auf einer Anzeigevorrichtung wiedergegeben wird.
Die 8A und 8B zeigen Beispiele für die Verwendung eines Gitters aus Zellen zum Aufteilen eines Werkstücks gemäß einigen Ausführungsbeispielen. Die Zellen können die gleiche Größe wie in einem Beispiel von 8A haben oder können verschiedene Größen wie in dem Beispiel von 8B haben. Bei einigen Ausführungsbeispielen sind die Grenzen der Subwerkstücke mit den Grenzen der Zelle ausgerichtet. Eine derartige Ausrichtung erleichtert das nachfolgende Extrahieren einer von einem entfernten Host empfangenen Geometrie.
Beispielsweise wird ein Werkstück 800 durch ein Gitter 803 dargestellt, und Grenzen eines Subwerkstücks 802 sind mit Grenzen einiger Zellen der Darstellung ausgerichtet. Zu diesem Zweck wird, wenn die Geometrie der Bearbeitungssimulation 801 von dem mit dem Subwerkstück 802 assoziierten Host empfangen wird, ein Teil der Geometrie innerhalb der Zellen des entsprechenden Subwerkstücks extrahiert, um eine beschnittene Geometrie 804 zu erzeigen.
Die 8C zeigt ein Blockschaltbild für das Extrahieren der Geometrie der Bearbeitungssimulation gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei diesem Beispiel unterteilt der Simulationsklient das eingegebene Werkstück gemäß einem Gitter 803. Die empfangene Computergeometrie 811 wird auch als Gitter dargestellt und der Simulationsklient vergleicht das empfangene Gitter und der Simulationsklient prüft 812 den Ort jeder Gitterzelle 811, um zu sehen, ob diese Zelle innerhalb des Subwerkstücks 810 ist. Wenn die Gitterzelle innerhalb des Subwerkstücks ist, werden die in dieser Gitterzelle gespeicherten Informationen zu der gleichen Zelle auf dem lokalen Simulationsklienten kopiert 813. Nach dem Kopieren der Zellen innerhalb des Subwerkstücks wird die Computergeometrie innerhalb des Subwerkstücks 804 extrahiert. Wenn die Computergeometrien von allen entfernten Hosts empfangen sind, erhält der lokale Host die Computergeometrie des gesamten eingegebenen Werkstücks. Die kombinierte Computergeometrie kann auf der Anzeigevorrichtung für Benutzer wiedergegeben werden, um das Simulationsergebnis zu visualisieren und zu analysieren.
9 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Extrahieren und Kombinieren von Geometrien von Simulationsergebnissen gemäß einigen Ausführungsbeispielen. Bei dem eingegebenen Werkstück 901 und Bearbeitungsbefehlen 902, die simuliert werden können 903, um das Simulationsergebnis 904 zu erzeugen, wird das eingegebene Werkstück in Subwerkstücke 906 aufgeteilt (905). Auf der Grundlage der Aufteilung werden die Bearbeitungsbefehle kopiert und modifiziert. Jedes Subwerkstück ist mit den modifizierten Befehlen 908 und 909 assoziiert. Durch Simulieren der modifizierten Befehle auf Kopien 910 und 911 des anfänglichen eingegebenen Werkstücks 901 erzeugen die Simulationsserver, zum Beispiel die entfernten Hosts 912 und 913, Simulationsergebnisse 914 und 915, die verschieden von dem erwarteten Simulationsergebnis 904 sind.
Jedoch beschneidet der Simulationsklient 918 und 919 das Simulationsergebnis der modifizierten Bearbeitungsbefehle gemäß seinem entsprechenden Subwerkstück 916 und 917. Die Kombination der beschnittenen Computergeometrien 920 und 921 kann dem entsprechenden Teil in dem anfänglichen Simulationsergebnis 904 angepasst sein. Somit können diese beschnittenen Computergeometrien in eine einzige Darstellung 922 kombiniert werden 921, die die gleiche wie die erwartete Darstellung 904 ist, die ohne Aufteilung durchgeführt werden kann. Die Kombination wird durch einen lokalen Simulationsklienten durchgeführt. Die entfernten Hosts haben keine Informationen über den Ort, die Form und die Abmessungen des Subwerkstücks und können somit nicht die entsprechende Computergeometrie extrahieren.
10A zeigt ein Beispiel, bei dem Computergeometrien nicht durch Gitter dargestellt werden oder die Grenze des Subwerkstücks nicht mit der Gittergrenze ausgerichtet ist, gemäß einigen Ausführungsbeispielen. Beispielsweise sind in 10A Grenzen 1050 des Subwerkstücks nicht mit den Kanten des Gitters 1060 ausgerichtet. In einem derartigen Fall kann bei einigen Ausführungsbeispielen der Simulationsklient auswählen, nicht die Geometrie zu kombinieren, sondern Bilder entsprechend einem Teil jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks wiederzugeben, um ein zusammengesetztes Bild auf der Anzeigevorrichtung zu bilden. Beispielsweise kann der Simulationsklient Computergeometrien von sämtlichen Subwerkstücken speichern, jedes von allen von diesen in Bilder aufbereiten und die Bilder in ein einziges zusammensetzen, das identisch mit der Wiedergabe des Simulationsergebnisses ohne Aufteilung ist.
10B zeigt schematisch ein Verfahren zum Wiedergeben eines Bilds, das beschnittene Geometrien von verschiedenen Simulationen kombiniert, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem eingegebenen Werkstück 1001 und Bearbeitungsbefehlen 1002, die simuliert werden können 1003, um das Simulationsergebnis 1004 zu erzeugen, kann das eingegebene Werkstück in Subwerkstücke 1006 aufgeteilt werden 1005. Auf der Grundlage der Subwerkstücke werden die Bearbeitungsbefehle kopiert und modifiziert 1007. Jedes Subwerkstück hat seine eigenen modifizierten Gruppenbearbeitungsbefehle 1008 und 1009. Durch Simulieren der modifizierten Befehle auf Kopien 1010 und 1011 des anfänglichen eingegebenen Werkstücks 1001 erzeugen die Simulationsserver 1012 und 1013 Simulationsergebnisse 1014 und 1015, die verschieden von dem erwarteten Simulationsergebnis 1004 sind.
Wenn Computergeometrien 1014 und 1015 aufbereitet werden, verwendet die Aufbereitungsvorrichtung 1022 die entsprechenden Subwerkstücke 1016 und 1018, um entsprechende beschnittene Bilder mit Teilen außerhalb des Subwerkstücks, die in den Bildern verborgen sind, zu erzeugen. Jedes Pixel in beschnittenen Bildern speichert sowohl Farbe als auch Tiefe der Computergeometrie innerhalb der Subwerkstücke. Mit der Tiefe werden die beschnittenen Bilder in ein einziges Bild 1023 aufbereitet 1022, um ein Bild ähnlich dem Bild 1025, das durch Aufbereiten 1024 der ohne Aufteilung simulierten Computergeometrie 1004 empfangen wurde, zu erzeugen.
11A zeigt eine schematische Aufbereitung der simulierten Computergeometrie 1101 in ein Bild 1102. 11B zeigt die Draufsicht auf die Computergeometrie und die Bildebene 1103. 11C zeigt ein Schema der vordersten Fragmente, die die Pixel des Bilds in 11A aktualisieren.
Jede Zelle in der Bildebene 1103 wird als ein Pixel des Bilds bezeichnet. Ein Pixel registriert die Farbe der vordersten Oberfläche, die durch dieses Pixel sichtbar ist. Der Ort des Pixels wird als (x, y) bezeichnet, und die Farbe und der Abstand werden als C(x, y) beziehungsweise D(x, y) bezeichnet.
Vor der Aufbereitung der Computergeometrie werden die Farbe und die Tiefe des Pixels zurückgesetzt. Um die Computergeometrie aufzubereiten, rastern einige Ausführungsbeispiele die Oberfläche der Computergeometrie in kleine Elemente, die als Fragmente 1104 bezeichnet werden. Unter der Vorstellung, dass ein Strahl durch ein Pixel geworfen wird, ist ein Fragment der kleine Oberflächenflecken um die Stelle, an der der Strahl und die Computergeometrie einander schneiden, herum. Da eine Computergeometrie mehrere Oberflächenschichten hat, kann der Strahl von einem Pixel mehrere Fragmente schneiden.
12A zeigt ein Flussdiagramm für die Aktualisierung der Farbe und des Abstands für ein Pixel 1204 an dem Ort (x, y) für ein Bild 1102 in 11A. wenn ein neues Fragment 1205 an diesem Pixelort (x, y) mit der Farbe c und dem Abstand d gegeben ist, wird, wenn sein Abstand d näher als der registrierte Abstand D(x, y) 1206 des entsprechenden Pixels ist, die Farbe und der Abstand dieses Pixels aktualisiert 1207 durch die Farbe und den Abstand dieses neuen Pixels.
12B zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens, das eine Computergeometrie für ein Subwerkstück gemäß einigen Ausführungsbeispielen aufbereitet. Die 11D-11G illustrieren die Schritte des Verfahrens nach 12B. Genauer gesagt, 11D zeigt, wie die gerasterten Fragmente verworfen werden, wenn sie außerhalb eines Subwerkstücks sind; 11E zeigt die Bilder nach dem Halten der vordersten Fragmente von 11D; 11F zeigt, wie die gerasterten Fragmente der Computergeometrie gegen ihre Subwerkstücke beschnitten werden; und 11G zeigt die Bilder nach dem Aktualisieren der Fragmente in 11F.
Bei der in 11D gezeigten Computergeometrie 1107 für ein Subwerkstück 1106 rastert 1201 das Verfahren die Geometrie in Fragmente und verwirft dann 1202 die Fragmente außerhalb des entsprechenden Subwerkstücks. Die verbliebenen Fragmente werden verwendet, um die Bilder zu aktualisieren 1203. Nach dem Prüfen aller verbliebenen Fragmente registriert das Bild 1109 die Farbe und den Abstand zu der vordersten Oberfläche der Computergeometrie innerhabl des Subwerkstücks 1106.
Dieser Vorgang wird für alle Subwerkstücke wiederholt. Wie in 11F gezeigt ist, rastert bei einer gegebenen anderen Computergeometrie 1110 das Verfahren die Oberfläche in Fragmente innerhalb ihres Subwerkstücks 1109. Die Fragmente werden verwendet, um die Pixel zu aktualisieren, derart, dass nur die näheren zu den Bildebenen zurückgehalten werden. 11G zeigt das endgültige Bild, bei dem jedes Pixel den Abstand und die Farbe der gleichen Fragmente wie derjenigen in 11C registriert.
Im Vergleich zu dem geometriebasierten Zusammensetzen ist das bildbasierte Zusammensetzen allgemeiner, aber die Aufbereitung ist langsamer, da der Simulationsklient mehrere Computergeometrien aufbereiten muss. Nichtsdestoweniger ist bildbasiertes Zusammensetzen in gleicher Weise gesichert als objektbasiertes Zusammensetzen, da entfernte Hosts noch immer nicht die Informationen über ihre Subwerkstücke haben.
Die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können in jedem von zahlreichen Wegen implementiert sein. Beispielsweise können die Ausführungsbeispiele unter Verwendung von Hardware, Software oder einer Kombination hiervon implementiert werden. Wenn sie in Software implementiert sind, kann der Softwarecode in jedem geeigneten Prozessor oder jeder Sammlung von Prozessoren ausgeführt werden, ob er in einem einzigen Computer oder zwischen mehreren Computern verteilt vorgesehen ist. Derartige Prozessoren können als integrierte Schaltungen mit einem oder mehreren Prozessoren in einer integrierten Schaltungskomponente implementiert sein. Obgleich en Prozessor unter Verwendung einer Schaltungsanordnung in jedem geeigneten Format implementiert sein kann.
Auch können die Ausführungsbeispiele der Erfindung als ein Verfahren verkörpert sein, von dem ein Beispiel gegeben wurde. Die als Teil des Verfahrens durchgeführten Schritte können in jeder geeigneten Weise geordnet sein. Demgemäß können Ausführungsbeispiele gestaltet sein, in denen Schritte in einer Reihenfolge durchgeführt werden, die eine andere als die dargestellte ist, die die gleichzeitige Durchführung einiger Schritte enthalten können, obgleich sie in den veranschaulichenden Ausführungsbeispielen als aufeinanderfolgende Schritte gezeigt sind.
Die Verwendung von Ordnungsausdrücken wie „erster“, „zweiter“ in den Ansprüchen, um ein Anspruchselement zu modifizieren, bedeutet nicht an sich irgendeine(n) Priorität, Vorrang oder Reihenfolge eines Anspruchselements gegenüber einem anderen oder die zeitliche Reihenfolge, in der Schritte eines Verfahrens durchgeführt werden, sondern lediglich die Verwendung als Etiketten zum Unterscheiden eines Anspruchselements mit einem bestimmten Namen von einem anderen Element mit dem gleichen Namen (aber zur Verwendung des Ordnungsausdrucks), um die Anspruchselemente zu unterscheiden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8483858 [0005]
US 8838419 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 66025/ISO [0004]

Claims

Verfahren zum Simulieren des Bearbeitens eines Werkstücks gemäß Bearbeitungsbefehlen zum Bewegen eines Bearbeitungswerkzeugs mit Bezug auf das Werkstück, wobei die Simulation unter Verwendung eines Prozessors in Verbindung mit einem Satz von entfernten Hosts durchgeführt wird, wobei der Prozessor mit gespeicherten Befehlen, die das Verfahren implementieren, gekoppelt ist, wobei die gespeicherten Befehle, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, zumindest einige Schritte des Verfahrens durchführen, welches aufweist: Aufteilen eines Modells des Werkstücks in sich nicht schneidende Volumina, um einen Satz von Subwerkstücken zu erzeugen; Modifizieren, für jedes Subwerkstück, der Bearbeitungsbefehle zum Erzeugen eines Satzes von Gruppen von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die von den Bearbeitungsbefehlen verschieden sind, wobei jede Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle mit einem Subwerkstück assoziiert ist und effektive Bearbeitungsbefehle, die das Bearbeitungswerkzeug durch das Subwerkzeug bewegen, und zumindest einen falschen Bearbeitungsbefehl, der das Bearbeitungswerkzeug durch das Modell des Werkstücks außerhalb des Subwerkstücks bewegt, enthält; Bewirken, dass die entfernten Hosts die Bearbeitung des Werkstücks unter Verwendung von zumindest einer Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle simulieren, um Geometrien einer Bearbeitungsmodulation des Werkstücks zu erzeugen, wobei jede Geometrie mit einem entsprechenden Subwerkstück assoziiert ist; und Rekonstruieren einer Darstellung des bearbeiteten Werkstücks unter Verwendung eines Teils jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Modifizieren der Bearbeitungsbefehle für ein Subwerkstück aufweist: Bestimmen, für jeden Bearbeitungsbefehl, eines Überstreichungsvolumens, das mit einem Bearbeitungsbefehl assoziiert ist, wobei das Überstreichungsvolumen durch eine Schnittstelle eines Volumens des Models des Werkstücks mit einem Volumen, das durch eine Bewegung einer Form des Bearbeitungswerkzeugs gemäß dem Bearbeitungsbefehl gebildet ist, gebildet ist; Bestimmen eines Begrenzungskastens des überstrichenen Volumens; und Auswählen des Bearbeitungsbefehls als den effektiven Bearbeitungsbefehl für die Gruppe der mit dem Subwerkstück assoziierten modifizierten Bearbeitungsbefehle, wenn sich der Begrenzungskasten des überstrichenen Volumens mit dem Subwerkstück überlappt.
Verfahren nach Anspruch 2, welches weiterhin aufweist: Schaffen des falschen Bearbeitungsbefehls für das Subwerkstück, der von allen Bearbeitungsbefehlen verschieden ist; und Hinzufügen des falschen Bearbeitungsbefehls zu der Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle, die mit dem Subwerkstück assoziiert sind.
Verfahren nach Anspruch 2, welches weiterhin aufweist: Schaffen des falschen Bearbeitungsbefehls für das Subwerkstück als einen Subsatz der Bearbeitungsbefehle, die das Bearbeitungswerkzeug durch das Modell des Werkstücks außerhalb des Subwerkstücks bewegen; und Hinzufügen des falschen Bearbeitungsbefehls zu der Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle, die mit dem Subwerkstück assoziiert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufteilen aufweist: Aufteilen des Modells des Werkstücks in die Subwerkstücke mit identischen Formen und Abmessungen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufteilen aufweist: Aufteilen des Modells des Werkstücks in die Subwerkstücke mit verschiedenen Formen, Abmessungen oder einer Kombination von beiden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Anzahl von Subwerkstücken gleich einer Anzahl von entfernten Hosts ist, weiterhin aufweisend: Assoziieren der entfernten Hosts mit verschiedenen Subwerkstücken, derart, dass jeder entfernte Host mit dem entsprechenden Subwerkstück assoziiert ist; Senden der Gruppe von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die mit dem entsprechenden Subwerkstück assoziiert sind, über eine Kommunikationsverbindung zu jedem entfernten Host; und Empfangen, von jedem entfernten Host, als Antwort auf das Senden der mit dem entsprechenden Subwerkstück assoziierten Geometrie.
Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin aufweisend: Senden des Modells des Werkstücks zu dem entfernten Host.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Rekonstruieren aufweist: Herausziehen eines Teils jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks, um einen Satz von beschnittenen Geometrien zu erzeugen; und Kombinieren des Satzes von beschnittenen Geometrien gemäß Orten von assoziierten Subwerkstücken innerhalb des Modells des Werkstücks in einem Speicher, um die Darstellung des bearbeiteten Werkstücks zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Rekonstruieren aufweist: Aufbereiten von Bildern entsprechend einem Teil jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks, um ein zusammengesetztes Bild auf einer Anzeigevorrichtung zu bilden, das das bearbeitete Werkstück darstellt.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Aufbereiten aufweist: Rastern der mit dem Subwerkstück assoziierten Geometrie in Fragmente; Verwerfen von Fragmenten außerhalb des Subwerkstücks; und Aktualisieren von Pixeln des Bilds gemäß den gerasterten Fragmenten.
System in einer Kommunikation mit einem Satz von entfernten Hosts zum Simulieren des Bearbeitens eines Werkstücks gemäß Bearbeitungsbefehlen zum Bewegen eines Bearbeitungswerkzeugs mit Bezug auf das Werkstück, welches System aufweist: einen Speicher zum Speichern der Bearbeitungsbefehle und eines Modells des Werkstücks; einen Prozessor zum Aufteilen eines Modells des Werkstücks in sich nicht schneidende Volumina, um einen Satz von Subwerkstücken zu erzeugen; und Modifizieren der Bearbeitungsbefehle für jedes Subwerkstück, um einen Satz von Gruppen von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die von den Bearbeitungsbefehlen verschieden sind, zu erzeugen, wobei jede Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle mit einem Subwerkstück assoziiert ist und effektive Bearbeitungsbefehle, die das Bearbeitungswerkzeug durch das Subwerkstück bewegen, und zumindest einen falschen Bearbeitungsbefehl, der das Bearbeitungswerkzeug durch das Modell des Werkstücks außerhalb des Subwerkstücks bewegt, enthält; und einen Transceiver zum Senden der Gruppe von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die mit dem entsprechenden Subwerkstück assoziiert sind, über eine Kommunikationsverbindung zum jedem entfernten Host, und Empfangen der mit dem entsprechenden Subwerkstück assoziierten Geometrie von jedem entfernten Host als Antwort auf das Senden, wobei der Prozessor eine Darstellung des bearbeiteten Werkstücks unter Verwendung eines Teils jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks rekonstruiert.
System nach Anspruch 12, weiterhin aufweisend: eine Anzeigevorrichtung zum Wiedergeben der Darstellung des bearbeiteten Werkstücks.
System nach Anspruch 12, bei dem der Prozessor die Bearbeitungsbefehle für das Subwerkstück modifiziert durch Bestimmen, für jeden Bearbeitungsbefehl, eines überstrichenen Volumens, das mit dem Bearbeitungsbefehl assoziiert ist, wobei das überstrichene Volumen durch eine Schnittstelle eines Volumens des Modells des Werkstücks mit einem Volumen, das durch eine Bewegung einer Form des Bearbeitungswerkzeugs gemäß dem Bearbeitungsbefehl gebildet ist, gebildet wird; Bestimmen eines Begrenzungskastens des überstrichenen Volumens; Auswählen des Bearbeitungsbefehls als den effektiven Bearbeitungsbefehl für die Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle, die mit dem Subwerkstück assoziiert sind, wenn sich der Begrenzungskasten des überstrichenen Volumens mit dem Subwerkstück überlappt.
System nach Anspruch 12, bei dem der Prozessor weiterhin die Bearbeitungsbefehle für das Subwerkstück modifiziert durch Schaffen des falschen Bearbeitungsbefehls für das Subwerkstück, der von allen Bearbeitungsbefehlen verschieden ist; und Hinzufügen des falschen Bearbeitungsbefehls zu der Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle, die mit dem Subwerkstück assoziiert sind.
System nach Anspruch 12, bei dem Prozessor weiterhin die Bearbeitungsbefehle für das Subwerkstück modifiziert durch Schaffen des falschen Bearbeitungsbefehls für das Subwerkstück als einen Subsatz des Bearbeitungsbefehle, die das Bearbeitungswerkzeug durch das Modell des Werkstücks außerhalb des Subwerkstücks bewegen; und Hinzufügen des falschen Bearbeitungsbefehls zu der Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle, die mit dem Subwerkstück assoziiert sind.
System nach Anspruch 12, bei dem der Prozessor die Darstellung des bearbeiteten Werkstücks bestimmt durch Herausziehen eines Teils jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks, um einen Satz von beschnittenen Geometrien zu erzeugen; und Kombinieren des Satz von beschnittenen Geometrien gemäß den Orten von assoziierten Subwerkstücken innerhalb des Modells des Werkstücks in einem Speicher, um die Darstellung des bearbeiteten Werkstücks zu erzeugen.
System nach Anspruch 12, bei dem der Prozessor die Darstellung des bearbeiteten Werkstücks bestimmt durch Aufbereiten von Bildern entsprechend einem Teil jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks, um ein zusammengesetztes Bild auf einer Anzeigevorrichtung zu bilden, das das bearbeitete Werkstück darstellt.
System nach Anspruch 18, bei dem der Prozessor die Darstellung des bearbeiteten Werkstücks bestimmt durch Rastern der mit dem Subwerkstück assoziierten Geometrie in Fragmente; Verwerfen von Fragmenten außerhalb des Subwerkstücks; und Aktualisieren von Pixeln des Bilds gemäß den gerasterten Fragmenten.
Nichtflüchtiges, computerlesbares Speichermedium, das ein Programm verkörpert, das durch einen Prozessor zum Durchführen eines Verfahrens ausführbar ist, welches Verfahren aufweist: Aufteilen eines Modells des Werkstücks in sich nicht schneidende Volumina, um einen Satz von Subwerkstücken zu erzeugen; Modifizieren der Bearbeitungsbefehle für jedes Subwerkstück, um einen Satz von Gruppen von modifizierten Bearbeitungsbefehlen, die von den Bearbeitungsbefehlen verschieden sind, zu erzeugen, wobei jede Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle mit einem Subwerkstück assoziiert ist und effektive Bearbeitungsbefehle, die das Bearbeitungswerkzeug durch das Subwerkstück bewegen, und zumindest einen falschen Bearbeitungsbefehl, der das Bearbeitungswerkzeug durch das Modell des Werkstücks außerhalb des Subwerkstücks bewegt, enthält; Bewirken, dass die entfernten Hosts die Bearbeitung des Werkstücks unter Verwendung von zumindest einer Gruppe der modifizierten Bearbeitungsbefehle simulieren, um Geometrien einer Bearbeitungssimulation des Werkstücks zu erzeugen, wobei jede Geometrie mit einem entsprechenden Subwerkstück assoziiert ist; und Bestimmen einer Darstellung des bearbeiteten Werkstücks unter Verwendung eines Teils jeder Geometrie innerhalb des Volumens des entsprechenden Subwerkstücks.