金型加工のスキルレス化のための基盤ソフトウェア構築に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450052
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 乾 正知 茨城大学, 工学部, 助教授 (90203215)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 宏正 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (40187761) ; 前川 克廣 茨城大学, 工学部, 教授 (20126329) ; 江田 弘 茨城大学, 工学部, 教授 (60007995) ; 森重 功一 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (90303015)
• Keywords: CAM / 金型加工 / ハードウェアの利用 / NURBS補間 / 積層造形法

Research Abstract

本研究の目的は,熟練した製造技術者の技能(スキル)なしで高品質な金型を製造するための,基盤となるソフトウェア技術を開発することである.平成12度は,研究代表者と分担者が昨年度までに開発した技術に基づいて,金型製造をスキルレスで行うために必要な,モデリング技術や解析技術の研究と開発をおこなった.その結果,以下に列挙するような成果を得ることができた.
・ 超高速なCAMプログラム:金型製造をスキルレス化するためには,工具経路の生成や検証などの処理を行うCAMプログラムの高速化が不可欠である.近年,高速化と低価格化の著しいグラフィックスハードウェアの機能を流用することで,CAMプログラムの処理速度を10〜100倍程度高速化する新技術を開発した(乾).
・ レーザ積層造形法の金型製造への適用:薄いシート状に固めた金属紛をレーザで焼結することで,任意の実体モデルを作成する技術を開発し,幾つかの基礎的な実験をおこなった.またレーザをスキャンさせる経路の計算アルゴリズムや,同一形状を従来の切削加工で製作する場合との速度比較を行った(前川).
・ 点群データに基づく自由曲面の構成法:複雑な意匠形状のモデリング技術の一つに,曲面形状の実体モデルを作成し,3次元スキャナーを用いてその表面を覆う点群をサンプリングし,曲面化する手法がある.点群から曲面形状を効率的に生成する技術を開発した(鈴木).
・ 5軸加工のための最適な工具姿勢の決定法:5軸加工では,工具の姿勢を変化させることで,従来の3軸加工よりも柔軟かつ高品質な加工が可能となる.与えられた形状を切削するために最適な工具姿勢を,効率的に算出するアルゴリズムを開発した(森重).

Research Products

• [Publications] 乾正知,垣尾良輔: "NC加工結果の高速な可視化手法 ―離散的に表現された切削加工面の高品質な表示―"精密工学会誌. 66・7. 1043-1047 (2000)
• [Publications] 乾正知,垣尾良輔: "NC加工命令の高速な生成手法 ―逆オフセット法のハードウェアによる高速化―"精密工学会誌. 66・12. 1901-1905 (2000)
• [Publications] 乾正知,高野誠人: "部分的な描画によるNC加工プロセスの高速なアニメーション"情報処理学会論文誌. 42・3(印刷中). (2001)
• [Publications] 竹内真悟,鈴木宏正 他: "点群および多面体データに基づく細分割曲面の生成手法"日本機械学会論文誌C編. 67・653(印刷中). (2001)
• [Publications] K.Morishige and Y.Takeuchi: "Strategic Tool Attitude Determination for Five-Axis Control Machining Based on Configuration Space"Proc.33rd CIRP International Seminar on Manufacturing Systems. 209-214 (2000)
• [Publications] Y.Yokoyama,K.Maekawa and I Ohshima: "a Fabrication of Miniature Hechanical and Electrical Parts from Powders Using Green tape Laser Sintering Methoc"Proc 8th International Conference on Rapid Prototyping. 213-218 (2000)