Généralisation du tampon de profondeur étendu : Application à la simulation d'usinage

par Isabelle Blasquez

Thèse de doctorat en Génie informatique et automatique

Sous la direction de Richard Berland.

Soutenue en 2001

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Tampon de profondeur étendu
• Z-buffer
• Usinage -- Simulation par ordinateur
• Structures de données (informatique)

Résumé

Le tampon de profondeur (z-buffer) étendu est une des méthodes de la modélisation géométrique les mieux adaptées aux contraintes de la simulation d'usinage effectuée en atelier, sur la commande numérique ou sur un micro-ordinateur standard. Cette représentation robuste,mais non exacte, permet de suivre pas à pas toutes les différentes étapes d'un usinage tout en respectant les contraintes d'une simulation réaliste en particulier un traitement rapide d'un grand nombre de données (plusieurs milliers de trajectoires). Cependant, le tampon de profondeur étendu ne garde pas en mémoire l'histoire de la construction de l'usinage de la pièce et pour revenir en arrière dans la simulation, il est nécessaire de la reprendre depuis sa première étape, ce qui est assez coûteux en temps. La solution que nous proposons dans cette thèse consiste à recoller de la matière à l'aide de copeaux virtuels conservés en mémoire au cours de la simulation. Pour cela, nous introduisons de nouvelles fonctionnalités, les traces, bassées sur des éléments d'image indexés en temps. Elles permettent d'afficher et/ou de reconstruire l'état du modèle géométrique à un moment précis de la simulation. Pour optimiser les performances des traces,nous avons étudié différentes structures de données. En vue d'une consultation plus rapide des traces, nous avons d'une part adapté les Skip List et nous avons d'autre part introduit les arbres binaires d'intervalles indexé en temps (Interval Treap). Ces structures permettent une simulation interactive au débit d'images régulier. L'évaluation expérimentale des ressources nécessaires et des performances obtenues montre que de nouvells perspectives sont ainsi offertes au tampon de profondeur étendu.

Titre traduit

Improvement of the extended z-buffer : Application in NC milling simulation

Résumé

The extended z-buffer is a method well adapted to the NC machining simulation as practised in the workshops on a standard PC or on the CNC. However, it does not keep in memory the history of the construction of the workpiece and to go back in the visualization process, it is necessary to execute again the similation from the beginning, but this is rather timr consuming. We also propose an algorithme to consist in gluing together the virtual part and chips obtained and memorized during the simulation. . .