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Dokumentenidentifikation DE102004037484B4 19.07.2007
Titel Verfahren und Computersystem zum Erzeugen einer mehrdimensionalen Anschlußfläche
Anmelder CoCreate Software GmbH, 71065 Sindelfingen, DE
Erfinder Hahn, Jens-Uwe, 72127 Kusterdingen, DE
Vertreter Hössle Kudlek & Partner, Patentanwälte, 70173 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 27.07.2004
DE-Aktenzeichen 102004037484
Offenlegungstag 23.03.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.07.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.07.2007
IPC-Hauptklasse G06F 17/50(2006.01)A, F, I, 20051228, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computersystem zum Erzeugen einer mehrdimensionalen Fläche mit vorgegebenen Anschlußbedingungen zum Anschluß an mindestens eine vorgegebene Ausgangsfläche. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das computergestützte Erzeugen einer dreidimensionalen Anschlußfläche zum Anschluß an mindestens eine vorgegebene Ausgangsfläche im Bereich des CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing).

Aus US 5 883 613 A ist ein Verfahren zur Erzeugung sogenannter NURBS-Flächen bekannt, die ein vorgegebenes Netz von Kurven interpolieren und eventuell vorgegebenen Tangential-Anschlußbedingungen genügen. Zur Erzeugung dieser Flächen werden im Rahmen des beschriebenen Verfahrens für alle Kurven geeignete Tangential-Bedingungen festgelegt, so dass für die einzelnen Kurven-Zwischenräume jeweils voneinander unabhängig Flächen-Patches berechnet werden können. Die einzelnen Flächen-Patches werden durch wenige Kontrollpunkte definiert. Die Zeilen und Spalten von Kontrollpunkten eines so erzeugten Flächen-Patches bilden sogenannte "Guide-Lines", die ein Benutzer nachträglich noch manipulieren kann. Dadurch ändern sich die Kontrollpunkte des Patches und damit auch die Form der Fläche. Das bedeutet, dass einem Benutzer die Möglichkeit einer nachträglichen Einflussnahme gegeben wird, was hier unter dem Stichwort "Shape Control" verstanden wird.

US 5 119 309 A adressiert das folgende beispielsweise aus dem Automobilbau bekannte Problem. Viele sichtbare Flächen, wie beispielsweise die Außenhaut einer Fahrzeugtür, die gemäß ihrem Design relativ glatt sind und durch wenige Kontrollpunkte dargestellt werden können, besitzen ein unsichtbares Gegenstück im Inneren des Fahrzeuges, wie beispielsweise das Innenblech einer Fahrzeugtür, dessen Grundform sich aus der Form des äußeren Bleches ergibt, das sich vom äußeren Blech aber durch viele kleine, aber komplexe Merkmale unterscheidet. Solche kleinen aber komplexen Merkmale sind z.B. Löcher, um Kabelstränge zu verlegen, oder "Ausbeulungen", um den Motor für die Fensterheber montieren zu können. Durch Integration dieser zusätzlichen Merkmale in inneren Bauteilen steigt die Anzahl der sogenannten Kontrollpunkte dramatisch an, was zum Einen einen erhöhten Speicherbedarf nach sich zieht, zum Anderen aber die nachträgliche Manipulation an dem Bauteil extrem erschwert, da eine große Anzahl von Kontrollpunkten geändert werden muss, um eine Änderung an der Form des Bauteils zu bewirken. Das in US 5 119 309 A beschriebene Verfahren erlaubt nunmehr die Integration solcher Merkmale bei vergleichsweise geringer Anzahl von Kontrollpunkten und führt damit zu Bauteilen, die viel besser handhabbar sind.

EP 1 003 131 A1 beschreibt ein Verfahren zur Darstellung einer Oberfläche mit einer Freiformfläche, mit welchem es möglich wird, interaktiv dreidimensionale Fläche zu modifizieren. Dabei wird das topologische Modell durch ein nichtreguläres Netzwerk dargestellt, das die gesamte dreidimensionale Fläche mit der Freiformfläche einschließt. Das nichtreguläre Netzwerk von Kurven kann verwendet werden, um beliebige zweidimensionale Darstellungen der dreidimensionalen Fläche zu generieren, wie beispielsweise Wasserlinien, oder Spanten in einem Schiffsrumpfmodell.

In Foley, J.D.u.a. "Computer Graphics: Principles and Practice. Second Edition in C. Reading u. a., Addison-Wesley, 1996, Seite 471-531. ISBN: 0-201-84840-6" werden generell Prinzipien von Computerdesign beschrieben. Dabei wird unter anderem die Konsistenz von Polygon-Netzdarstellungen diskutiert. Dabei werden auch nicht einheitliche, nicht rationale B-Splines vorgestellt, welche eine größere Allgemeingültigkeit gegenüber uniformen B-Splines zeigen. Eine Verwendung dieser Kurven zur Darstellung einer Freiformfläche, basierend auf bzw. ausgehend von technischen Anforderungen ist jedoch nicht beschrieben worden.

CAD-Systeme können vollständig unterschiedliche Zielsetzungen verfolgen. Sie können auf Zeichen spezialisiert sein oder nur einen Entwurf unterstützen. Andere Systeme umfassen beide Aspekte und ggf. zusätzlich noch andere Funktionen, wie z.B. Berechnungen. Bei der Darstellung geometrischer Formen (zwei- oder dreidimensional) können Zeichnungen oder räumliche Darstellungen auf einem oder mehreren Bildschirmen von allen Seiten aus betrachtet und ggf. korrigiert werden. CAM ist eine Bezeichnung für eine rechnerunterstützte Fertigung. Hauptfunktionen dabei können Werkstattsteuerung und -überwachung (z.B. Arbeitsvorbereitung, NC-Teileprogrammierung, Maschinenbelegung, Material- und Betriebsmitteldisposition, Auftragsdisposition), Fertigungssteuerung und -überwachung (z.B. Werkstückberarbeitung, Montage, Qualitätskontrolle) sowie die Bearbeitung von Aufgaben eines innerbetrieblichen Lager- und Transportwesens u.Ä. sein.

Eine wichtige Aufgabe im industriellen Design ist es dabei, sogenannte Freiformflächen zu modellieren. Diese werden beispielsweise beim Design von Geräten, Autos, Kleidern, Schriftarten etc. verwendet. Unter Freiformflächen werden in der Konstruktionstechnik Flächen verstanden, die sich nicht nur aus einer kleinen Anzahl elementar beschreibbarer sogenannter Regelgeometrien zusammensetzen, sondern komplexe gekrümmte Formen aufweisen. Die mathematische Beschreibung und Realisierung in CAD-Systemen basiert häufig auf rationalen Spline-Funktionen, die eine reiche Formenvielfalt und hohe Glattheit erlauben. Insbesondere sind bei ausreichend hohem Spline-Grad auch Flächenübergänge höherer Glattheit realisierbar, die beispielsweise bei einer Aneinanderreihung von Quadrikensegmenten nicht möglich sind. Betrachtet man heute Produkte im Bereich der Konsumgüterindustrie, so ist festzustellen, daß in zunehmendem Maße Freiformflächen als formgebende Elemente Verwendung finden. Dies ergibt sich einerseits aus den gestiegenen Ergonomie und Designansprüchen, die an moderne Produkte des täglichen Bedarfs (z.B. Sanitärarmaturen, Haushaltswaren, Automobilkarosserien) gestellt werden, andererseits bedingen auch technische Anforderungen (Aerodynamik, Hinterschnittproblematik, maximal mögliche Fräsgenauigkeit) an Funktionsträger immer komplexere Werkstückformen (z.B. Turbinenschaufeln, Flugzeug- und Schiffsrümpfe, medizinische Instrumente, Werkzeug- und Formenbau). Darüber hinaus ergeben sich zukünftig auch durch einen erweiterten Einsatz moderner Entwicklungsprinzipien wie der 'Bionik', die sich die Natur zum Vorbild nimmt, steigende Anforderungen an die Formgestaltung. Mit den hohen Anforderungen an Design, Ergonomie und Funktionalität sind auch die Ansprüche an die Fertigungsverfahren zur Herstellung der Produkte stark angestiegen. Dies wird zusätzlich durch den wachsenden Kostendruck und die daraus abgeleitete Forderung nach größerer Produktivität bei ständig verbesserter Qualität verstärkt. Die eingesetzten Fertigungsverfahren müssen einerseits sehr enge Toleranzen einhalten und andererseits eine große Prozeßsicherheit bei gleichzeitig hoher Fertigungsgeschwindigkeit aufweisen, um unter diesen Aspekten wirtschaftlich fertigen zu können. Eine Schwierigkeit besteht bislang in einem Defizit in der Modellierung von Freiformflächen aufgrund ihrer komplexen Geometrieeigenschaften. Dabei muss bei der Modellierung einer derartigen Fläche eine leichte Kontrolle der Flächenform gewährleistet sein, um ein gewünschtes Design mit hoher Qualität realisieren zu können. Dabei wird beispielsweise ein gutes Reflexionsverhalten der Fläche gefordert, was im Wesentlichen mit deren Krümmungs- und Tangentialeigenschaften verknüpft ist.

Bekannt ist es, unter Vorgabe eines Satzes von Kurven eine Fläche zu rekonstruieren bzw. zu definieren. Dazu ist es erforderlich, eine Fläche zu berechnen, die den gegebenen Satz Kurven interpoliert. In vielen Anwendungsfällen ist es ferner notwendig, dass die zu modellierende Fläche Anschlußbedingungen an benachbarte Flächen, wie beispielsweise Krümmungskontinuität oder tangentiale Kontinuität erfüllt. Derartige Interpolationsflächen werden derzeit häufig gemäß einer Methode nach Gordon berechnet.

Diese Methode geht aus von zwei Sätzen bzw. Gruppen von Kurven, wobei die Kurven der einen Gruppe in Längsrichtung und die der anderen in entsprechender Querrichtung verlaufen. Die beiden Gruppen werden von sogenannten Spline-Kurven gebildet, die im Folgenden als u-Kurven Cuk(u)(0 ≤ k ≤ K) und v-Kurven Cvl(v)(0 ≤ l ≤ L) bezeichnet werden. Dabei schneiden sich eine u-kurve Cuk und eine v-Kurve Cvl jeweils genau in einem Punkt Pkl. Somit ergibt sich ein Netz von Kurven, das eine Anzahl von topologisch rechteckigen Segmenten definiert. Gemäß der Methode von Gordon wird auf ein derart vorgegebenes Netz von Kurven eine Fläche, eine sogenannte Gordon-Fläche (Gordon Surface) interpoliert. Eine derartige Fläche S(u, v) ist durch die folgenden Beziehungen definiert und bestimmbar:

Cuk(u) = S(u, vk) für einen festen Wert vk(0 ≤ k ≤ K) und

Cvl(v) = S(ul, v) für einen festen Wert ul(0 ≤ l ≤ L),

Somit sind die vorgegebenen Kurven Cuk und Cvl isoparametrische Kurven von S.

Die Gordon Fläche bestimmt sich nach: S(u, &ngr;) = S1(u, &ngr;) + S2(u, &ngr;) - S12(u, &ngr;), wobei

Wobei L Kk (&ngr;) und L Ll (u) Blendfunktionen sind, für die folgende Gleichungen gelten:

L Kk (&ngr;k) = 1 und L Kk (&ngr;i) = 0 für alle i ≠ k und

L Ll (ul) = 1 und L Ll (ui) = 0 für alle i ≠ l.

Dazu kommen noch zusätzliche einzelfallspezifische Bedingungen, die eine Einhaltung von Anschlußbedingungen an vorgegebene Ausgangsflächen garantieren. Die beschriebene Gordon Methode bzw. die daraus bestimmbaren Gordon Flächen erlauben nur eine sehr geringe Flexibilität im Design. Die einzige sich ergebende Möglichkeit bei dieser Methode, die Form der resultierenden Fläche zu beeinflußen, besteht in der Wahl der Blendfunktionen. Im Falle von zu erfüllenden Anschlußbedingungen müssen meist Funktionen höherer Ordnung verwendet werden, welche in der Praxis nicht gut zu handhaben sind. Die Form der resultierenden Fläche durch Wahl der Blendfunktionen beeinflussen zu wollen ist sehr aufwendig und zudem nur wenig flexibel. Zudem können dabei die Auswirkungen auf Erfüllung vorgegebener Anschlußbedingungen auf die resultierende Fläche hinsichtlich ihrer Reichweite nicht kontrolliert werden. In vielen Fällen sind die resultierenden Flächen an den Rändern oszillierend.

Daraus resultierende Flächen, die beispielsweise an den Rändern oszillieren, können zu erfüllenden technischen Anforderungen, wie bspw. betreffend die Aerodynamik im Falle von Flugzeugrümpfen, eine Hinterschnittproblematik, welche bei einer Vielzahl von Werkstücken auftreten kann, oder eine maximal mögliche Fräßgenauigkeit bei entsprechenden Werkstücken, oftmals nicht gerecht werden. Basierend auf derartigen technischen Anforderungen, welche erfüllt sein müssen, ist es nunmehr eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer geeigneten mehrdimensionalen Fläche eines virtuellen Modells mit vorgegebenen Anschlußbedingungen zum Anschluss an mindestens eine vorgegebenen Anschlußfläche in einem CAD-System bereitzustellen.

Die Erfindung schlägt ausgehend hiervon ein Verfahren zum Erzeugen einer mehrdimensionalen Fläche mit vorgegebenen Anschlußbedingungen zum Anschluß an mindestens eine vorgegebene Ausgangsfläche mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Computersystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt vor.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Erzeugen, basierend auf technischen Anfordungen, einer mehrdimensionalen Fläche mit vorgegebenen Anschlußbedingungen zum Anschluß an mindestens eine vorgegebene Ausgangsfläche bereitgestellt, bei dem ausgehend von einem Netz, bestehend aus zwei Gruppen von Kurven als Basis zur Bildung einer ersten Gordon-Fläche in mindestens eine der Gruppen eine geeignete Anzahl von zusätzlichen Kurven interpoliert und diese interpolierten zusätzlichen Kurven zusammen mit dem Netz zur Berechnung einer zweiten Gordon-Fläche verwendet werden. Das bedeutet, daß die interpolierten zusätzlichen Kurven zusammen mit dem Ausgangsnetz, welches zur Berechnung einer ersten Gordon-Fläche geeignet ist, ein neues Netz aus Kurven bilden, was ebenfalls zur Berechnung einer Gordon-Fläche, hier als zweite Gordon-Fläche bezeichnet, geeignet ist und diese zweite Gordon-Fläche berechnet wird.

Dabei sind einem Fachmann die Anforderungen an ein zur Berechnung einer Gordon-Fläche geeignetes Kurvennetz allgemein bekannt.

Dabei werden eine endliche Anzahl der zusätzlichen Kurven in Anpassung an die vorgegebenen Anschlußbedingungen interpoliert.

Mittels der Erfindung wird es möglich, daß vor Berechnung einer Gordon-Fläche das Netz an Kurven, was als Basis zur Berechnung der Gordon-Fläche dient, durch Hinzufügen bzw. Interpolieren von zusätzlichen Kurven zwischen benachbarte Kurvenpaare der u- bzw. v-Kurven verfeinert wird. Diese zusätzlichen Kurven machen eine bessere und genauere Kontrolle der resultierenden Flächenform möglich. Zudem lässt sich mit Hilfe dieser zusätzlichen Kurven der Einfluß von vorgegebenen Anschlußbedingungen hinsichtlich seiner Reichweite auf die resultierende Fläche begrenzen.

Dabei werden die zusätzlichen Kurven beispielsweise unter Berücksichtigung von Krümmungskontinuität und/oder tangentialer Kontinuität interpoliert.

In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden sukzessiv die nachfolgend beschriebenen Schritte vorgenommen. In einem ersten Schritt werden unter Vernachlässigung der vorgegebenen Anschlußbedingungen zu der mindestens einen Ausgangsfläche Kurven in mindestens eine der beiden Gruppen interpoliert und dieser Gruppe zugeordnet. Vorzugsweise werden Kurven in beide Gruppen interpoliert. In einem zweiten Schritt werden dann die so interpolierten Kurven entsprechend der Anschlußbedingungen modifiziert. Das heißt sie werden an die mindestens eine Ausgangsfläche, an welche die zu erzeugende Fläche angeschlossen werden soll, angepaßt. Dabei werden beispielsweise Krümmungseigenschaften und tangentiale Eigenschaften der benachbarten Ausgangsfläche berücksichtigt. Der Einfluß der Anschlußbedingungen auf die resultierende Fläche kann dabei unter Begrenzung der Modifikation auf den Anfangs- oder Endbereich der zu modifizierenden Kurven beschränkt werden. In einem dritten Schritt werden die interpolierten Kurven zur Generierung von zur Berechnung einer Gordon-Fläche erforderlichen Schnittpunkten von aus Kurven je einer der beiden Gruppen gebildeten Kurvenpaare angepaßt.

Optional werden in einem weiteren Schritt die interpolierten Kurven, insbesondere durch eine Krümmungsminimierung, geglättet.

Es ist möglich, dass die Verfahrensschritte als Programmcode formuliert sind, mit dem das Verfahren auf einem Computer abläuft.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Computersystem mit mindestens einer Speichereinheit zum Speichern von Daten, die ein auf einem oder mehreren Bildschirmen dargestelltes virtuelles Modell mit mindestens einer mehrdimensionalen Fläche definieren, wobei die mindestens eine mehrdimensionale Fläche eine Ausgangsfläche darstellt, zu der eine sich an die Ausgangsfläche anschließende mehrdimensionale Fläche zu erzeugen ist. Das Computersystem besitzt Eingabeeinrichtungen zur Eingabe von zwei Gruppen von Kurven definierenden Daten, wobei die zwei Gruppen von Kurven ein Netz als Basis zur Bildung einer ersten Gordon-Fläche bilden. Darüber hinaus weist das Computersystem Einrichtungen zur Generierung von in mindestens eine der Gruppen zu interpolierenden Kurven und Berechnungseinheiten zum Berechnen einer zweiten Gordon-Fläche aus einem Netz bestehend aus den durch die eingegebenen Daten definierten zwei Gruppen von Kurven und den zusätzlich interpolierten Kurven auf.

In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Computersystems werden bei Generierung der zu interpolierenden Kurven Anschlußbedingungen an die Ausgangsfläche einbezogen bzw. berücksichtigt.

Dabei werden als Anschlußbedingungen beispielsweise Krümmungskontinuität und/oder tangentiale Kontinuität einbezogen.

In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Computersystems werden sukzessive unter Vernachlässigung von vorgegebenen Anschlußbedingungen zu der mindestens einen Ausgangsfläche Kurven in mindestens eine der beiden Gruppen von Kurven interpoliert und dieser Gruppe zugeordnet. Sodann werden die interpolierten Kurven entsprechend der Anschlußbedingungen modifiziert und zur Generierung von zur Berechnung einer Gordon-Fläche erforderlichen Schnittpunkten von aus Kurven je einer der beiden Gruppen gebildeten Kurvenpaaren angepaßt.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm mit Programmcode, das bei Ablauf auf einem Computer oder einem Computersystem dazu geeignet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm mit Programmcode ist zur Durchführung aller Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt, wenn dieses Computerprogramm auf einem Computer oder einem entsprechenden Computersystem, insbesondere einem erfindungsgemäßen Computersystem, durchgeführt wird.

Die Erfindung schlägt zudem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode vor, wobei der Programmcode auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer zur Ausführung kommt.

Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert ist, ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einem entsprechenden Computersystem, insbesondere einem erfindungsgemäßen Computersystem, durchgeführt wird.

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Computersystem mit mindestens einer Speichereinheit, in der ein Computerprogramm mit Programmcode gespeichert ist, das bei Ablauf auf einem Computer oder einem Computersystem dazu geeignet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

1 zeigt eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung.

In 1 ist eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Dargestellt ist ein Netz aus Rechtecken, das durch vorgegebene u- und v-Kurven bzw. den entsprechenden Spline-Kurven Cuk und Cvl gebildet wird. Die u-Kurven werden dabei durch durchgezogene, die v-Kurven durch gestrichelte Linien dargestellt. Auf Grundlage eines derartigen Netzes kann eine Gordon-Fläche S(u, v)(Gordon Surface) unter Heranziehung eingangs beschriebener Entwicklungen berechnet werden. Dabei verlaufen die u-Kurven und die v-Kurven zueinander so, dass sich jede u-Kurve und jede v-Kurve genau in einem Punkt schneiden. Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nun ausgehend von diesem Netz aus u- und v-Kurven zwischen je zwei benachbarte u- bzw. v-Kurven eine geeignete Anzahl zusätzlicher Kurven interpoliert. Diese zusätzlichen Kurven sind hier durch gepunktete Linien kenntlich gemacht. Ausgehend von den u-, den v- und den zusätzlich interpolierten Kurven wird nun eine Gordon-Fläche nach den bekannten eingangs beschriebenen Entwicklungen berechnet. In der Regel soll die zu berechnende Fläche an eine zu ihr benachbarte Fläche, im Rahmen der Erfindung als Ausgangsfläche bezeichnet, angepaßt werden. Eine derart benachbarte, hier nicht dargestellte Ausgangsfläche gibt bestimmte spezifische Anschlußbedingungen vor. In einem ersten Schritt werden unter Vernachlässigung der vorgegebenen Anschlußbedingungen zu der mindestens einen Ausgangsfläche Kurven zwischen jeweils benachbarte u- und/oder v-Kurven interpoliert. Diese interpolierten Kurven werden dann entsprechend der Gruppe der u- oder der v-Kurven zugeordnet. Wie hier dargestellt werden Kurven in beide Gruppen, das heißt sowohl in die Gruppe der u-Kurven wie auch in die Gruppe der v-Kurven, interpoliert. In einem zweiten Schritt werden dann die so interpolierten Kurven entsprechend der Anschlußbedingungen modifiziert. Das heißt sie werden an die mindestens eine Ausgangsfläche, an welche die zu erzeugende Fläche angeschlossen werden soll, angepaßt. Dabei werden beispielsweise Krümmungseigenschaften und tangentiale Eigenschaften der benachbarten Ausgangsfläche berücksichtigt. Der Einfluß der Anschlußbedingungen auf die resultierende Fläche kann dabei unter Begrenzung der Modifikation auf den Anfangs- oder Endbereich der zu modifizierenden Kurven beschränkt werden. In einem dritten Schritt werden die interpolierten Kurven zur Generierung von zur Berechnung einer Gordon-Fläche erforderlichen Schnittpunkten von aus Kurven je einer der beiden Gruppen gebildeten Kurvenpaare angepaßt.

Vorzugsweise werden in einem weiteren Schritt die interpolierten Kurven, insbesondere durch eine Krümmungsminimierung, geglättet.


Anspruch[de]
Verfahren zum Erzeugen, basierend auf technischen Anforderungen, einer mehrdimensionalen Fläche eines virtuellen Modells mit vorgegebenen Anschlussbedingungen zum Anschluss an mindestens eine vorgegebene Ausgangsfläche in einem CAD-System, bei dem ausgehend von einem Netz, bestehend aus zwei Gruppen von Kurven als Basis zur Bildung einer ersten Gordon-Fläche in mindestens eine der Gruppen eine geeignete Anzahl von zusätzlichen Kurven interpoliert wird und diese interpolierten zusätzlichen Kurven zusammen mit dem Netz zur Berechnung einer zweiten Gordon-Fläche verwendet werden. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zwischen je zwei benachbarte Kurven einer Gruppe eine geeignete Anzahl von zusätzlichen Kurven interpoliert wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine endliche Anzahl der zusätzlichen Kurven in Anpassung an die vorgegebenen Anschlussbedingungen interpoliert werden. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die zusätzlichen Kurven unter Berücksichtigung von Krümmungskontinuität und/oder tangentialer Kontinuität interpoliert werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem sukzessiv

– unter Vernachlässigung der Anschlussbedingungen zu der mindestens einen Ausgangsfläche Kurven in mindestens eine der beiden Gruppen interpoliert und dieser Gruppe zugeordnet werden,

– die interpolierten Kurven entsprechend der Anschlussbedingungen modifiziert werden,

– die interpolierten Kurven zur Generierung von zur Berechnung einer Gordon-Fläche erforderlichen Schnittpunkten von aus Kurven je einer der beiden Gruppen gebildeten Kurvenpaaren angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die interpolierten Kurven, insbesondere durch eine Krümmungsminimierung, geglättet werden. Computersystem mit Speichereinheiten zum Speichern von Daten, die ein auf einem oder mehreren Bildschirmen dargestelltes virtuelles Modell mit mindestens einer mehrdimensionalen Fläche in einem CAD-Modell definieren, wobei die mindestens eine mehrdimensionale Fläche eine Ausgangsfläche darstellt, zu der eine sich an die Ausgangsfläche anschließende mehrdimensionale Fläche zu erzeugen ist, mit Einrichtungen zur Eingabe von zwei Gruppen von Kurven definierenden Daten, wobei die zwei Gruppen von Kurven ein Netz als Basis zur Bildung einer ersten Gordon-Fläche bilden, mit Einrichtungen zur Generierung von in mindestens eine der Gruppen zu interpolierenden Kurven und mit Berechnungseinheiten zum Berechnen einer zweiten Gordon-Fläche aus einem Netz bestehend aus den durch die eingegebenen Daten definierten zwei Gruppen von Kurven und den zusätzlich interpolierten Kurven. Computersystem nach Anspruch 7, bei dem bei Generierung der zu interpolierenden Kurven Anschlußbedingungen an die Ausgangsfläche einbezogen werden. Computersystem nach Anspruch 8, bei dem als Anschlußbedingungen Krümmungskontinuität und/oder tangentiale Kontinuität einbezogen werden. Computersystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem sukzessive unter Vernachlässigung von vorgegebenen Anschlußbedingungen zu der mindestens einen Ausgangsfläche Kurven in mindestens eine der beiden Gruppen von Kurven interpoliert und dieser Gruppe zugeordnet werden, die interpolierten Kurven entsprechend der Anschlußbedingungen modifiziert und zur Generierung von zur Berechnung einer Gordon-Fläche erforderlichen Schnittpunkten von aus Kurven je einer der beiden Gruppen gebildeten Kurvenpaaren angepasst werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verfahrensschritte als Programmcode formuliert sind, mit dem das Verfahren auf einem Computer abläuft. Computerlesbarer Datenträger, auf dem ein Programmcode gespeichert ist, mit dem ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf einem Computer zur Ausführung kommt.






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