Fraunhofer ILT 解決了一個(gè)復(fù)雜的切割工藝模擬問(wèn)題，即實(shí)現(xiàn)了在手機(jī)及平板電腦上的加工過(guò)程模擬。
激光材料加工(LMP)過(guò)程的仿真在過(guò)去幾年取得了顯著地進(jìn)展。德國(guó)亞琛的Fraunhofer 激光研究所近日發(fā)表聲明，如今的 LMP 管理軟件已可以對(duì)特定工件的工作狀態(tài)進(jìn)行較好的預(yù)測(cè)。不過(guò)研發(fā)機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家也補(bǔ)充說(shuō)，“這種預(yù)測(cè)過(guò)程極其復(fù)雜，需要耗費(fèi)大量的計(jì)算時(shí)間”。
現(xiàn)如今，得益于巧妙的精簡(jiǎn)，F(xiàn)Raunhofer ILT 取得巨大進(jìn)展，它們公開(kāi)發(fā)行了第一款可以運(yùn)行在平板或者智能手機(jī)上的激光材料加工實(shí)時(shí)模擬仿真軟件。
在這之前，對(duì)激光加工工藝進(jìn)行可靠仿真的技術(shù)只有少數(shù)專(zhuān)家才能掌握。在配備了先進(jìn)的軟件以及計(jì)算機(jī)集群處理之后，他們可以給各種加工工藝提供可靠性高的仿真。但這種復(fù)雜的工作，工廠的普通用戶(hù)很難掌握。尤其對(duì)于 ILT 來(lái)說(shuō)，它們往往需要依靠改變供應(yīng)商的激光系統(tǒng)來(lái)建立新的技術(shù)流程。
衰減的鉆孔光束模擬
仿真時(shí)間的縮短
FRaunhofer ILT 的仿真專(zhuān)家一直在開(kāi)發(fā)如何將仿真程序運(yùn)行在更少硬件資源的軟件，比如平板電腦以及智能手機(jī)。
如今他們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)通過(guò)虛擬滑塊調(diào)整個(gè)性化參數(shù)，同時(shí)模擬仿真結(jié)果可以在參數(shù)界面窗口實(shí)時(shí)刷新。
軟件程序通過(guò)特定的應(yīng)用模型來(lái)減少計(jì)算，大大減少了計(jì)算的復(fù)雜性，使得仿真結(jié)果可以實(shí)時(shí)得到。
傳統(tǒng)的模擬程序在激光光束及材料的人機(jī)交互中會(huì)涉及到一些復(fù)數(shù)項(xiàng)的表示。而對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，他們并不關(guān)心這些數(shù)學(xué)參數(shù)，用戶(hù)感興趣的事情是當(dāng)激光束焦點(diǎn)位置或者光斑直徑變化時(shí)鉆孔要如何變化。
新型許可軟件 AsymptoticDrill 中通過(guò)滑動(dòng)條改變參數(shù)
簡(jiǎn)化的仿真程序允許對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，最終結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)非常吻合：軟件界面上下的圖像分別實(shí)時(shí)顯示了使用新的計(jì)算模型得到的鉆孔位置的仿真圖像。與以前的方法以及實(shí)驗(yàn)相比，參數(shù)的改變非常簡(jiǎn)單，仿真結(jié)果以及參數(shù)可以在屏幕上實(shí)時(shí)顯示。
FRaunhofer ILT 的發(fā)言人 Torsten Hermanns 介紹：“該 app 開(kāi)發(fā)的用戶(hù)對(duì)象是日常的工業(yè)任務(wù)，例如迭代設(shè)計(jì)計(jì)算。目標(biāo)群體包括系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商以及機(jī)器操作員等。該應(yīng)用的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是處理結(jié)果可以實(shí)時(shí)顯示，可在便攜式設(shè)備上進(jìn)行交互。相比之下，傳統(tǒng)的 PC 機(jī)模擬通常需要更多地時(shí)間才能產(chǎn)生結(jié)果，并不適合攜帶：用戶(hù)必須離開(kāi)操作室或者實(shí)驗(yàn)室，快速的交互操作幾乎不可能實(shí)現(xiàn)，迭代設(shè)計(jì)計(jì)算量很大，很難加速日常任務(wù)的處理。”
他補(bǔ)充說(shuō)，“該款程序可以用來(lái)為機(jī)械操作員的快速迭代設(shè)計(jì)服務(wù)，讓他們更好的了解系統(tǒng)開(kāi)發(fā)以及 FRaunhofer ILT 的處理流程。并且根據(jù)客戶(hù)的需求公司一直不斷改善應(yīng)用。最初，我們致力于解決客戶(hù)提出的問(wèn)題。后來(lái)，我們需要滿(mǎn)足客戶(hù)越來(lái)越多的需求。當(dāng)然，應(yīng)用軟件的使用需要認(rèn)證許可。”
高級(jí)應(yīng)用：元建模
高級(jí)應(yīng)用：元建模
仿真的高速處理還開(kāi)辟了一些新的技術(shù)領(lǐng)域，比如元建模。元建模涉及了工藝流程和產(chǎn)品評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的多個(gè)高維數(shù)據(jù)，很適合進(jìn)行多參數(shù)的復(fù)雜仿真處理。這些數(shù)據(jù)可以用來(lái)以超切片的形式顯示不同參數(shù)對(duì)處理結(jié)果的影響。通過(guò)使用顏色編碼對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行展示可以使最佳參數(shù)清晰可見(jiàn)。
這種先進(jìn)的仿真程序通過(guò)數(shù)據(jù)集數(shù)學(xué)運(yùn)算可以找到全局和局部極值——例如最佳以及最差的參數(shù)設(shè)置。通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)參數(shù)的同時(shí)優(yōu)化。這意味著在制造中使用這種新的方法可以使迭代設(shè)計(jì)更快執(zhí)行。
定制軟件
該公司仍為大量客戶(hù)定制了一系列軟件。在軟件合同結(jié)束之前，軟件適用于所有客戶(hù)。根據(jù)計(jì)劃，F(xiàn)Raunhofer ILT 的專(zhuān)家的將會(huì)繼續(xù)改善程序以達(dá)到最佳效果。改善的訣竅在于傳統(tǒng)模式的熟練簡(jiǎn)化。
FRaunhofer ILT 預(yù)計(jì)該軟件的潛力巨大，在許多工業(yè)領(lǐng)域都存在時(shí)間密集型計(jì)算。例如，在汽車(chē)領(lǐng)域，汽車(chē)的碰撞測(cè)試模擬需要相當(dāng)大的計(jì)算能力。簡(jiǎn)化模型的原理有望在此領(lǐng)域大展手腳。
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