Eigenschaften

Echtzeit Festkörper-
modellierung

Die VML unterstützt an Constructive Solid Geometry (CSG) angelehnte Operationen. Dabei müssen die an den Operationen beteiligten geometrischen Objekte in einem geschlossenen Begrenzungsflächenmodell (Dreiecksnetz) vorliegen. Durch Verwendung einer hierarchischen Raumpartitionierung kombiniert mit einer intelligenten Eliminierungsstrategie, weist die Modellierung eine hohe Speicher- und Laufzeiteffizienz auf.

Echtzeit Hüllvolumen-
berechnung

Die VML berechnet, basierend auf einem geometrischen Objekt und einem Pfad, das entsprechende Hüllvolumen. Durch die Verwendung eines auf Punktwolken basierten Ansatzes, weist die Berechnung eine herausragende Laufzeiteffizienz auf. Weiters unterliegen das geometrische Objekt und der Pfad keinerlei Einschränkungen.

Hohe Anzahl an
Operationen

Die VML unterliegt keinem Limit bezüglich der Anzahl der durchgeführten Operationen während der Modellierung. Aufgrund der intelligenten Eliminierungsstrategie,  hat das Durchführen auch von 100.000 Operationen nur geringe Auswirkungen auf die Speicher- und Laufzeiteffizienz der VML.

Echtzeit
Kollisionserkennung

Die VML erkennt Kollisionen zwischen dem aktuellen geometrischen Modell und einem beliebigen geometrischen Objekt. Durch Verwendung einer hierarchischen Raumpartitionierung, können Kollisionen innerhalb von Millisekunden erkannt werden. Die VML liefert im Falle einer Kollision auch die Durchdringungsoberfläche des geometrischen Objekts.

Echtzeit
Oberflächenverifikation

Die VML vergleicht die Oberfläche des aktuellen geometrischen Modells mit einem Referenz CAD Modell. Die Berechnung der Differenzwerte für beliebige Ansichten ist bei interaktiven Bildraten möglich. Der Differenzwert ist der Normalabstand von einem Punkt auf der aktuellen Oberfläche zu der Referenz Oberfläche.

Oberflächen
Export

Die VML exportiert die Oberfläche des aktuellen geometrischen Modells in Form eines Dreiecksnetzes mit einer definierten Auflösung. Dabei bleiben geometrische Eigenschaften wie Kanten und Ecken erhalten.

Interaktive
Visualisierung

Um das aktuelle geometrische Modell bei interaktiven Bildraten zu visualisieren, liefert die VML eine Repräsentierung in Form eines Dreiecksnetzes. Mit etablierten Technologien wie OpenGL oder DirectX werden fotorealistische Visualisierungen erzielt.

Hohe
Genauigkeit

Eines der Haupteigenschaften der VML ist die hohe Modellierungsgenauigkeit. Während der Modellierung wird das resultierende geometrische Modell nicht approximiert. Dies wird durch räumliche Partitionierung der geometrischen Objekte und Behalten nur zur finalen Oberfläche beitragender Teile, erreicht.

Beliebige
Schnittdarstellungen

Die VML erlaubt es, beliebige Schnittdarstellungen zu definieren. In der Illustration ist die entfernte Geometrie ein Zylinder mit einem runden Loch, dargestellt in roter Farbe. Dabei hat die Anwendung einer Schnittdarstellung keinerlei Auswirkungen auf die Speicher- und Laufzeiteffizienz der VML.

Einfache
Integration

Die VML hat eine sehr kompakte Schnittstelle. Ein CAM System kann basierend auf der VML eine Bearbeitungssimulation umsetzen. Dabei verwendet es die VML Module zur Hüllvolumenberechnung und Festkörpermodellierung um die Simulation des Materialabtrags durchzuführen. Die Module zur Kollisionserkennung und Oberflächenverifikation werden für die CNC Verfifikation verwendet.

Hoch präzise Modellierung von detailierten Geometrien in Echtzeit

Die Virtual Modeling Library (VML) ist eine Software Bibliothek, welche neue Algorithmen zur exakten geometrischen Modellierung von Festkörpern in Echtzeit, implementiert. Sie unterstützt an Constructive Solid Geometry (CSG) angelehnte Operationen und die Hüllvolumenberechnung. Die VML bietet eine gute Skalierbarkeit bezüglich der Anzahl der bei der Modellierung durchgeführten Operationen. Auch das Durchführen von mehr als 100.000 solcher Operationen, hat nur geringe Auswirkungen auf die Speicher- und Laufzeiteffizienz. Dadurch ist die Bibliothek bestens für industrielle Anwendungen geeignet, welche kombinierte Anforderungen hinsichtlich geometrischer Genauigkeit, Echtzeitfähigkeit und Skalierbarkeit aufweisen. Dies ist zum Beispiel der Fall bei der Simulation des Materialabtrags bei zerspanenden Bearbeitungsprozessen mit einer hohen Zahl an Bearbeitungsschritten. Neben der Modellierung biete die VML Algorithmen zur interaktiven Visualisierung, Kollisionserkennung zwischen einer beliebigen Geometrie und der aktuellen Geometrie und Oberflächenverifikiation zwischen der aktuellen Geometrie und einem Referenz CAD Modell. Diese Algorithmen erfüllen ebenfalls die kombinierten Anforderungen. Um die Echtzeitfähigkeit sicherzustellen implementiert die VML massive parallele Algorithmen, welche das Potential moderner Hardware-Architekturen wie Multi-Core Central Processing Units (CPUs) und Graphic Processing Units (GPUs) ausnutzen. Neben den bereits erwähnten Produkteigenschaften bietet die VML den Export der Oberfläche der aktuellen Geometrie, die Definition beliebiger Schnittdarstellungen und die Einfachheit der Integration in Software Systeme.

 

 

Die Entwicklung wesentlicher Teile der Verfahren, welche die VML implementiert, wurde im Rahmen des Programms Regionale Wettbewerbsfähigkeit OÖ 2007-2013 aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung sowie aus Mitteln des Landes OÖ gefördert.

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Kontakt

 

 

DI (FH) Alexander Leutgeb

alexander.leutgeb@risc-software.at

Die Virtual Modeling Library ist ein Produkt der RISC Software GmbH.
RISC Software GmbH | Softwarepark 35 | 4232 Hagenberg | Austria
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