Steuerung von Fräs- und Graviermaschinen


Beim Einsatz von Fräs- und Graviermaschinen wurde der Stift früher manuell z. B. mittels Schablone über die zu gravierende Fläche oder an den zu fräsenden Block geführt. Durch den Einsatz von CNC (Computer Numerical Control)-Maschinen wird dem Benutzer die Führungsarbeit des Gravierstiftes abgenommen. Er spezifiziert nur noch die Kurven, an denen der Gravierstift automatisch entlanggeführt wird. Viele Folgeaufgaben (wie z. B. das Leeren einer Fläche = Ausgravieren einer Fläche) bleiben aber schwierig. Weitere Probleme betreffen das Hochführen des Stiftes in Spitzen, um auf diese Weise einen dreidimensionalen Effekt zu erzielen und viele andere Detailprobleme.

Ein weiterer Problemkreis ist die Ermittlung von Äquidistanten, bei denen es darum geht, zu einer gegebenen Kurve eine versetzte Kurve zu finden. Vor allen Dingen komplizierte Berandungen wie Ecken, starke Krümmungen und Spitzen machen die allgemeine Behandlung dieses Problems schwierig. Diese Äquidistanten spielen eine wichtige Rolle zur Bestimmung der Mittelpunktsbahn des Fräsers, die den immer gleichen Abstand einer halben Fräserbreite von der Urkurve halten soll.

Anwendungsgebiete sind das Gravieren von Buchstaben und Schriften oder z. B. Ausfräsen von erhabenen Buchstaben auf Stempeln.

Um diese Probleme behandeln zu können, müssen Kurven, Flächen und dreidimensionale Gebiete mathematisch dargestellt werden können. Dieses Problem wurde in dem hier dargestellten Projekt über die Darstellung durch Bezierkurven gelöst. Darauf aufbauend wurden jeweils mathematische Algorithmen entwickelt, die geeignet sind, die jeweiligen Teilaufgaben auszuführen.

Die entwickelten Algorithmen werden bei der Steuerung von Fräs- und Graviermaschinen seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzt.


Veröffentlichungen zu diesem und anderen Projekten unseres Lehrstuhls finden Sie auf unserer Publikationsseite.


Ansprechpartner: Prof. Dr. Ludwig Cromme