AI与VR赋能，革新CAM刀具路径规划

　　本文来源：弗劳恩霍夫生产技术研究所

　　如今，数控机床的刀具路径是通过计算机辅助制造（CAM）软件规划的，该软件包含了大量的CAM参数。在将刀具路径传输到机床控制系统之前，这些参数会向CAM系统说明如何生成精确的刀具路径。部件越复杂，刀具路径的描述就越广泛，也越容易出错。这就是为什么良好的CAM编程需要高水平的专业知识，因为只有训练有素、经验丰富的工人才能快速正确地估算出结果，而不需要无数次耗时的反复。更常见的情况是，必须多次尝试许多不同的参数，直到刀具沿着最佳路径运行。

　　弗劳恩霍夫生产技术研究所（Fraunhofer IPT）研究团队及其合作伙伴希望在未来减少这种工作量：在“CAMStylus”项目中，该团队致力于利用虚拟现实（VR）使CAM系统中的刀具路径规划更加直观。VR应用程序与专门开发的硬件相结合，允许用户使用手势控制来描述3D刀具路径。然后，系统会根据记录的手势计算CAM参数，并在CAM系统中用于计算刀具路径。

　　在项目的第一阶段，Fraunhofer IPT的研究人员开发了VR环境，并编写了合适的软件来跟踪描述路径运动的手势。硬件和软件的结合使记录项目中开发的所谓跟踪笔的运动成为可能。

　　为了确保能从运动跟踪数据中获得正确的刀具路径信息，研究团队使用了基于神经网络的人工智能（AI）应用软件。软件开发过程中的一个特殊挑战是反复比较CAM数据和跟踪系统记录的数据，以便为后续计算提供可靠的数据库。

　　VR应用程序使用立体屏幕来创建3D效果。手势可以通过跟踪手写笔输入。所记录的输入设备的位置和方向会实时显示在VR应用程序中，为输入的手势提供直接反馈。然后，系统会将数据转换成体素表示法，AI会从中识别出手势的关键特征。然后，软件根据识别出的特征计算刀具路径。与传统的CAM系统一样，该系统可用于模拟、分析和执行加工过程。

　　在试验中，Fraunhofer IPT团队成功使用CAMStylus系统对WBA Aachener Werkzeugbauakademie公司的实际测试几何体进行了精加工工艺规划。

　　项目成果为与工业合作伙伴开展进一步的研发项目铺平了道路。目前，这些成果已在科学出版物和会议上发表，并将与Fraunhofer IPT各用户社区的合作伙伴一起进一步开发。第一份题为“在虚拟现实环境中使用AI进行CAM系统中的直观刀具路径规划”的出版物将于今年在第17届CIRP-ICME会议上发表。