Datensynchronisation

Liegen in Ost und West die gleichen geometrischen Figuren vor, wird der Schneidedraht parallel zur y-Achse geführt und es gibt keinerlei Probleme. Auf beiden Seiten des Drahtes gibt es immer Punkte, die genau einander entsprechen, d.h. zusammen gehören. Anders sieht es aus, wenn Ost- und Westseite zwei unterschiedliche Figuren haben. Der Schneidevorgang führt unweigerlich zu einem schräg gestellten Draht(konisches Schneiden in Bild 1).

Bild 1 Konisches Schneiden: Ost- und Westseite haben verschiedene geometrische Figuren

Spätestens jetzt muss man sich Gedanken machen über die Punktzuordnung auf beiden Seiten, d.h. das Problem der Datensynchronisation tritt nur beim Erzeugen konischer Schnitte auf.

Die Abbildung 2 zeigt die beiden Profile der stark gepfeilten Tragfläche(rot=Wurzel, blau=Spitze). Nach dem Auseinanderschieben dieser beiden Figuren auf die vorgesehene Spannweite(Tapered Cutting) erhält man diesen modifizierten Datensatz(Bild 3). Die Punkteverteilungen rot(East) und blau(West) beschreiben jetzt die Kurven, die die beiden Bogenaufhängungspunkte beschreiben müssen, um einen Tragflügel mit der geforderten Spannweite sowie den Profilen an der Wurzel bzw. Spitze zu erzeugen.

Bild 2 Profile(rot=Wurzel, blau=Spitze) einer stark gepfeilten Tragfläche mit Schneidewegen(Ab-und Zufahrt)

 

Bild 3 Die beiden Bogenaufhängungspunkte müssen auf den jeweiligen Kurven laufen, um die geforderte Tragfläche zu erzeugen. Der Datensatz ist durch die Transformation Tapered Cutting entstanden

Bild 4 Vergrößerter Bereich der oberen blauen Kurve ab Punkt 7 von Bild 3

In Bild 4 sieht man einen vergrößerten Ausschnitt von Bild 3, d.h. der Draht bewegt sich am westlichen Aufhängepunkt abwechselnd vor-und rückwärts und bewirkt eine Riefenbildung wie man im Bild 5 sehen kann. Damit wäre der Tragflügel unbrauchbar. Der Grund für dieses Schneideergebnis ist der nicht synchronisierte Datensatz. Der gleiche Datensatz, aber synchronisiert, liefert das Ergebnis von Bild 6, dass man schließlich auch erwartet.

 

Was heißt eigentlich synchronisieren?

Geometrische Figuren werden im CNC-Bereich durch Punktverteilungen repräsentiert. Dabei verbindet der Draht z.B. den i-^ten Punkt der Ostseite mit dem i-^ten Punkt der Westseite. Danach bewegt er sich zum (i+1)-^ten Punkt und verbindet beide. Durch dieses Abfahren entsteht eine Fläche im Raum(unsere Schnittfläche im Schaumstoff). In der Regel müssen beim konischen Schneiden Ost- und Westseite unterschiedliche Längen in der zur Verfügung stehenden Schneidezeit abgefahren werden. Dies führt dazu, dass die kürzere Seite auf die längere warten muss. Warten heißt länger an einem Ort verweilen, und das heißt im Unterschied zum Fräsen größeren Abbrand und das wiederum ein Loch im Material. Damit dies nicht passiert, müssen die Punkte einander zugeordnet werden, damit die Punkte adäquat abgefahren werden ohne dass eine Seite auf die andere warten oder gar zurück fahren muss.

Wer ist für die Synchronisation verantwortlich?

Synchronisation heißt Punktzuordnung zwischen den beiden Punktverteilungen der Ost-und Westseite. Diese Zuordnung kann auf unendlich vielfältige Art erfolgen. Es gibt aber nur eine sinnvolle, und die wird durch den Konstrukteur im CAD-Programm festgelegt, wenn er z.B. in der Flügelkonstruktion einen Profilstrak vorsieht. Die Punktzuordnung beinhaltet also Konstrukteurswissen. Nicht alle CAD-Programme können dieses Wissen bei der Abspeicherung der Punktverteilung berücksichtigen. Noch schlechter ist, wenn Ost-und Westfigur völlig unabhängig erzeugt werden. Wenn ICE diese Datensätze einliest und abfährt, bekommt man alles andere, nur nicht den gewünschten Strak, d.h. die tatsächlich erzeugte Geometrie hat kaum etwas mit der gewollten zu tun. Woher soll ICE dies wissen? Für ICE gibt es nur Punktverteilungen, mehr nicht. Eigentlich ist dafür das CAD-Programm zuständig, denn z.B. ein Strak ist Teil der Konstruktion, die Punkteverteilung weiß hinterher nichts mehr davon.

Kann man die Synchronisation eines Datensatzes überprüfen?

Mit ICE geht dies.

Was kann ICE tun?

·         Die luxuriöse Variante: Der Datensatz wird in z.B. in einem CAD-Programm synchronisiert erzeugt und ICE ist begeistert.

·         Nachträgliche Synchronisation

Eine nachträgliche Synchronisation ist mathematisch sehr aufwendig und kann nur spekulativer Natur sein. Man muss die Geometrien zuordnen, die relevant sind, also ohne die Bereiche der Ab-und Zufahrtswege. Die in ICE implementierete Methode ist ein Näherungsverfahren bzgl. der Zuordnung der Punktverteilungen in Ost und West. Wenn aber vom Konstruktionsprogramm möglicherweise noch andere Korrelationen hinterlegt wurden, kann ICE nichts machen. Es kann, muss aber nicht funktionieren!

Wie kann man beste Ergebnisse erreichen?

Man muss ICE sagen, welche Datenbereiche in Korrelation gesetzt werden sollen. Im obigen Beispiel teilt man ICE im Group Editor mit, dass die Profiloberseiten(Datenpunkte first point=7, last point=85) synchronisiert werden sollen und in einem zweiten Lauf die Profilunterseiten(Datenpunkte 86-164). Macht man es so, erhält man das oben im Bild 6 gezeigte ausgezeichnete Ergebnis. Aber noch einmal: es handelt sich um ein spekulatives Näherungsverfahren. Das ursprüngliche Konstrukteurswissen ist nicht mehr vorhanden, und ICE hat davon natürlicherweise keine Ahnung.

Fazit

Die Funktion synchronize wird nur zum konischen Schneiden benötigt, ist dort aber essentiell. Zur Erzeugung konischer Schnitte müssen die Schneidedaten der Ost- bzw. Westfiguren (die auf der Ost- bzw. Westseite des Blocks entstehen sollen) einander zugeordnet (synchronisiert) werden, danach überlegt man, wie man den Styro-Block auf dem Schneidetisch positionieren will. Mit diesen Maßen werden die Daten mittels Funktion Tapered cutting auf die jeweiligen Aufhängungspunkte des Bügels transformiert. Erst jetzt kann es mit dem Schneiden losgehen. Für erfolgreiches Schneiden muss man folglich die Reihenfolge der auszuführenden Schritte beachten.

Die Handlungsreihenfolge ist also: Erst synchronisieren dann positionieren und erst dann Tapered cutting.

Kann man diesen Prozess automatisieren?

Kaum. Man muss schon wissen, was man da gerade macht!

 

 

 

Author: H. Iwe

Written: December 2018

Last modification: December 2019