Minimierung von Umkehrpunkten bei der Bahnplanung

Beim Problem der Bahnplanung und insbesondere bei der Erzeugung günstiger Bahnen für das fünfachsige Fräsen müssen viele Kriterien berücksichtigt werden. In dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, dessen Fokus auf der Erzeugung von Bahnen mit möglichst wenig abrupten Richtungswechseln bzw. Umkehrpunkten liegt.Als Grundlage der Lösung des Bahnplanungsproblems dient die Reduktion auf das TravelingSalesman Problem. Zu diesem Zweck wird das Werkstückmodell, das durch einDreiecksnetz gegeben ist, als Graph betrachtet, in dem die Knoten und Kanten auf derOberfläche des Werkstücks liegen. Mit Hilfe zweier Kostenfunktionen werden einerseits die bereits in anderen Arbeiten untersuchten Nebenbedingungen und andererseits die hier untersuchte Minimierung von Umkehrpunkten in Kosten für die Kanten des Graphen übertragen. Die Suche nach einer optimalen Fräsbahn entspricht dann der Lösung des TSP.Für das so entstehende mehrkriterielle Optimierungsproblem wurde ein evolutionärer Algorithmus entwickelt, dessen Ergebnisse für einige Werkstück-Beispiele vorgestellt werden.

Autorentext
Stöneberg, Mattias Mattias Stöneberg, Diplom-Informatiker. Studium der Informatik an der Universität Dortmund. Software-Entwickler bei Thales Defence Deutschland GmbH, Koblenz.

Klappentext
Beim Problem der Bahnplanung und insbesondere bei der Erzeugung günstiger Bahnen für das fünfachsige Fräsen müssen viele Kriterien berücksichtigt werden. In dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, dessen Fokus auf der Erzeugung von Bahnen mit möglichst wenig abrupten Richtungswechseln bzw. Umkehrpunkten liegt. Als Grundlage der Lösung des Bahnplanungsproblems dient die Reduktion auf das Traveling Salesman Problem. Zu diesem Zweck wird das Werkstückmodell, das durch ein Dreiecksnetz gegeben ist, als Graph betrachtet, in dem die Knoten und Kanten auf der Oberfläche des Werkstücks liegen. Mit Hilfe zweier Kostenfunktionen werden einerseits die bereits in anderen Arbeiten untersuchten Nebenbedingungen und andererseits die hier untersuchte Minimierung von Umkehrpunkten in Kosten für die Kanten des Graphen übertragen. Die Suche nach einer optimalen Fräsbahn entspricht dann der Lösung des TSP. Für das so entstehende mehrkriterielle Optimierungsproblem wurde ein evolutionärer Algorithmus entwickelt, dessen Ergebnisse für einige Werkstück-Beispiele vorgestellt werden.

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