2019 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of Ultra High Resolution Grid-Based Shape Modeling
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17K06075
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
乾 正知 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (90203215)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 3方向デクセル / 立体モデルのデータ圧縮 / 工程設計支援 / 安全性評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の成果は2つに大別できる．
一つ目は，超高解像度の格子ベースデクセルモデルの実現である．本プロジェクトでは，3方向デクセルモデルを形状表現として採用し，デクセル定義の元となる格子の解像度を従来の数千から数万に向上させることを目指している．研究提案の時点では，データ圧縮技術の併用による解像度向上のみを考えていたが，用途によってはデータ圧縮技術を用いなくても，高解像度化が可能なことが分かってきた．例えばNC加工で多用される等高線状の経路の計算であれば，X方向とY方向については十分な解像度の格子が必要だが，Z方向については等高線の段数分の解像度が得られれば十分となる．この考え方に基づいて，数万解像度の格子を用いて等高線経路を高速かつ安定に計算するソフトウェアを実現した．得られた経路を用いて精密な加工シミュレーションを実施したところ，十分に高精度な加工が実現可能なことが分かった．
二つ目は，格子ベースの設計製造支援のアプリケーションの充実である．3年間で以下の新アプリケーションの開発を行った．いずれも3方向デクセルモデルを形状表現手法として採用している．（１）加工中の工具工作物接触エリアの変化を高速かつ高精度に計算する切削加工シミュレーション．（２）LSI用ウェーハの研削加工によるウェーハ表面の形状変化を高速高精度に解析する研削加工の幾何的なシミュレーション．本研究はその先進性が高く評価され平成30年度の精密工学会論文賞を受賞した．（３）「体積的な厚さ」という立体形状の新しい厚み評価技術の開発．（４）立体表面の隙間の新しい可視化技術．本手法を用いることで5軸加工用工具経路計算の超高速化が可能となる．（５）球体の衝突に基づく部品の安全性評価手法の新展開．部品形状によって球体の接近方向が制約されることがあり，結果として部品の安全性が大きく変化することを解析した．
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