Постановка задачи на создание алгоритма постпроцессора для преобразования 3D модели в G/M коды

Введение

Требуется создать программу, для работы со станками ЧПУ при использовании СПО. Данный проект будет являться свободным аналогом ArtCAM работающим под ОС Linux.

Что такое ArtCAM?

ArtCAM Pro - программный пакет для пространственного моделирования/механообработки, который позволяет автоматически генерировать пространственные модели из плоского рисунка и получать по ним изделия на станках с ЧПУ. ArtCAM Pro предлагает мощный, легкий в использовании набор средств моделирования, который предоставляет дизайнеру свободу при создании сложных пространственных рельефов.

Техническое задание

Необходимо:

• Создать постпроцессор для переработки 3D моделей в редакторе Blender в G/M коды, являющиеся мировым стандартом в станкостроении.

Возможности постпроцессора:

• Создание исходного файла с G/М кодами для работы на ЧПУ станке
• Умение распознавать 3D модели, правильное расположение элементов, и частей будущего изделия
• Возможность построения 3D модели на базе 2D изображения в форматах BMP, JPG, DXF, SVG
• Назначение режимов резания для станка в зависимости от материала и размера фрезы (эти параметры будут задаватся в 3D редакторе Blender)
• Выбор механообработки
  • Черновая
  • Чистовая
• Определение точности изготовления детали и шероховатости поверхности (с учетом погрешности станка, и неточности в процессе дискретного перемещения инструмента)

На данный момент программно-техническое обеспечение содержит следующие компоненты:

• Blender —  свободный пакет для создания трёхмерной компьютерной графики, включающий в себя средства моделирования, анимации, рендеринга, постобработки видео, а также создания интерактивных игр.
• Blender API - (англ. application programming interface, API [эй-пи-ай]) интерфейс прикладного программирования: набор готовых классов, процедур, функций, структур и констант, предоставляемых приложением Blender для использования во внешних программных продуктах.
• Python (англ. python — питон, произносится [ˈpaɪθ⟨ə⟩n] — па́йтон, также, широко используется русскоязычное произношение пито́н) —высокоуровневый язык программирования общего назначения с акцентом на производительность разработчика и читаемость кода. Синтаксис ядра Python минималистичен. В то же время стандартная библиотека включает большой объём полезных функций.

Поэтапные шаги создания данного проекта:

1. Изучить Blender API, с той целью, чтобы выяснить, как вывести координаты каждой точки 3D модели во внешний текстовый файл.
2. Разбить полученные координаты по уровням, вдоль оси Z сверху в них в зависимости от требуемой точности изготовления станка.
3. Описать алгоритм создания G/M кодов, для каждого уровня в отдельности, с использованием всевозможной оптимизации учетом ограничений по механообработке.
4. Запись полученного алгоритма механообработки в G/M кодах во внешний текстовый файл.