frezowanie krzywych powierzchni - algorytm, optymalizacja

izacja

chodzi o to, co widać na obrazku, czyli frez musi wyrzeźbić zadaną powierzchnię w kawałku bryły.

To nie jest full 3D, lecz z 2.5 może :), ponieważ frez nie zmienia kierunku swojej osi - zawsze stoi pionowo,
i tylko porusza się w płaszczyźnie xy i zmienia swoją wysokość z.

OK. Frez jeździ po tym x,y i z i wycina to co chcemy, takie płaskorzeźby.

Pytanie: jak ten ruch freza wyliczyć, tak aby zrobił to jak najszybciej?

i załóżmy że frez jest zaokrąglony na końcu, a nie stożkowy;
chodzi o gładkość rzeźbionej powierzchni, więc kula lepiej się nadaje.

A może są do tego gotowce?

Są gotowce szukaj pod hasłem: computer numerical control (CNC)
https://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_control

Generalnie głupi algos wykona bardzo dużo ruchów w kierunku z co jest nieefektywne.
Dobry algorytm dzieli kaształt na płaszczyzny XYn dla n = 1...N
Dla każdej płaszczyzny oblicza ciągle podobszary które należy "wydrążyć" przy zadanym z, przy przechodzeniu miedzy obszarami (powinno się odbyć tylko raz) należy podnieść wiertło i opóścić w kolejnym obszarze.

Co rozumiesz pod pojęciem "gotowiec" ? Np. Fusion 360 podobnie jak inne programy tego typu pozwala wygenerować g-code do frezowania przedstawionych elementów. Zwykle najpierw wykonuje się obróbkę zgrubną a potem dokładną. Program pozwala łączyć ze sobą różne strategie frezowania i oblicza czas wykonania poszczególnych operacji.

Gotowiec to gotowy algorytm do wykorzystania w moim sofcie-programie;
w skrajnym przypadku to taki moduł, pakiet, który linkujemy do swojego kodu i używamy.

Szybkość jazdy frezarki jest zwykle ustalona, np. 5 czy metrów/minutę,

zatem ten problem optymalizacji polega na znalezieniu najkrótszej linii po której biega frez.

I tak naiwnie patrząc na to, tu nie ma czego optymalizować,
ponieważ frez musi objechać całą powierzchnię, zatem nieważne jak będzie jeździł:
może okrężnie to robić ze stałym skokiem po konturze dookoła i do środka po spirali,
albo prosto - wzdłuż x, czy y - co za różnica? grubości freza nie jest zerowa, lecz z 8, czy 10mm więc tak czy siak objedzie całą powierzchnię.

Ale niestety, taki sposób nie zadziała - jest za słaby,
ponieważ my chcemy aby jakość - gładkość tej powierzchni była ustalona, np. 0.1mm w dowolnym miejscu.

i na tym ma polegać ten algorytm:
to jest minimalizacja długości drogi freza (po całej powierzchni obrabianej),
ale z warunkiem utrzymania gładkości - dopuszczalnej chropowatości wyfrezowanej powierzchni.