Diese Diplomarbeit wird in Kooperation mit der tebis AG, München/Hamburg, durchgeführt. Die Tebis AG ist ein weltweit agierendes Software-Unternehmen, das CAD/CAM-Systeme für den Modell-, Formen- und Werkzeugbau entwickelt. Die Ansprchpartner auf Seiten der tebis AG sind Dr. Stephan Franz und Dr. Wolfgang Schinke.

Thema:

Da die optischen Digitalisiersysteme inzwischen immer ausgereifter und günstiger geworden sind, werden diese verstärkt eingesetzt, um Artikel oder Werkzeuge, für die keine digitalen Daten vorhanden sind, zu digitalisieren.Dabei entstehen große Punktwolken, die zum Teil gefiltert und geglättet werden und daraufhin trianguliert werden. Das entstehende Dreiecksnetz muss aber noch weiter bearbeitet werden, bevor man z.B. darauf fräsen kann. Die Netzdaten sind meist verrauscht und enthalten auch Messfehler.

Insbesondere die Bereiche, in denen kleine Verrundungen oder scharfe Kanten vorliegen, werden durch das Dreiecksnetz meist schlecht wiedergegeben. Die Punktdichte kann bei großen Bauteilen nicht so fein gewählt werden, dass diese Details korrekt wiedergegeben würden. Außerdem können auch gerade in diesen Bereichen Messfehler vorliegen. Mit schlechter Netzqualität (degenerierte Dreiecke, umgeklappte Dreiecke) muss gerechnet werden.

Will man z.B. dieses Bauteil Kopierfräsen, also Fräsprogramme auf dem Dreiecksnetz berechnen, müssen in einem ersten Schritt die Radien bzw. Fillets und die scharfen Kanten rekonstruiert werden, um ein brauchbares Fräsergebnis erhalten zu können; im Bereich der Verrundung oder der scharfen Kante müssen die vorhandenen Netzpunkte korrigiert und zum Teil das Netz verfeinert werden.

Ziel der Arbeit:

In der Literatur sind schon verschiedene Möglichkeiten beschrieben worden, wie Radien bzw. Fillets und scharfe Kanten in Netzen rekonstruiert werden können. Interessant ist es jetzt einen stabilen Ansatz zu finden, der die verrauschten und zum Teil mit Messfehler behafteten Daten bearbeiten kann. Der Algorithmus für die Rekonstruktion der Radien oder scharfen Kanten soll später in eine kommerzielle Software eingebaut werden.

Aufgabe:

Zuerst müssen in einer umfassenden Literaturrecherche die möglichen Ansätze zur Rekonstruktion von Radien/Fillets und scharfen Kanten zusammengestellt werden. Diese sollen auf ihre Vor- und Nachteile insbesondere in Hinsicht auf die Stabilität gegen Rauschen, Messfehler und schlechte Netzqualität untersucht werden.

Danach soll eine algorithmische Formulierung erarbeitet werden, wobei die Algorithmen von der Aufbereitung der Eingabedaten getrennt sein müssen, damit eine Verwendung für weitere Beispiele einfach möglich ist. Die Algorithmen sollen mit Hilfe von Testprogrammen an mehreren Beispielen aus der Praxis untersucht werden. Wichtige Beurteilungskriterien für eine Vorschrift sind die Güte des entstehenden Ersatznetzes, die Stabilität gegen Rauschen, Messfehler und Netzqualität. Erst an zweiter Stelle steht die Geschwindigkeit der Berechnung, also die Effizienz des Programms. Um die Algorithmen wiederverwenden zu können, ist die Übersichtlichkeit des Programms sehr wichtig.

Fragen?
Georg Umlauf (Raum 36-236)
Ingo Ginkel (Raum 36-234)
Stephan Franz (tebis AG)