ソリッドモデルによる切削シュミレーションソフトウェアの開発

Research Project

Project/Area Number	21919030
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	工学Ⅰ(機械系)
Research Institution	Maizuru National College of Technology
Principal Investigator	眞柄賢一 Maizuru National College of Technology, 舞鶴工業高等専門学校教育研究支援センター, 第2部門長
Project Period (FY)	2009
Project Status	Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help	¥590,000 (Direct Cost: ¥590,000) Fiscal Year 2009: ¥590,000 (Direct Cost: ¥590,000)
Keywords	NCプログラム / シミュレーション / ソリッドモデル
Research Abstract	実施計画に示したように、まずはOpenCSGライブラリを用いたサンプルプログラムのアルゴリズムをNCVCにフィードバックし、OpenCSGの有用性を評価した。切削シミュレーションを実行したところ、100行程度のNCプログラムであれば良好な結果が得られたが、それ以上になると指数関数的にメモリ消費量が増え、動作速度も極端に遅くなることが判明した。数万行のNCプログラムをも処理する実用レベルには到底及ばないため、OpenCSGライブラリを用いずに直接OpenGLを操作する方法に方向転換した。さまざまな文献を調査、ならびに導入した評価用CAMシステムでの表示方法を参考に、ソリッドモデルの表示方法を模索した。試行錯誤の結果、XY平面で仮想描画したデプス(深さ)データを利用し、最深部データをつなぎ合わせることで全体を表現する手法、いわゆるボクセル表現の応用でまずまずの結果が得られた。ただし、この手法で描画ピッチを細分化すると、標準的なサンプルデータでさえ数十万に及ぶポリゴンを描画する必要がある。描画スピードの最も高速な三角形でつなぎ合わせても、それなりの時間を要した。描画速度の向上は、OpenGL Ver1.5以上でサポートされた「頂点バッファオブジェクト」(VBO)を用い、あらかじめ座標データを全てビデオメモリに転送する手法を採用した。VBOと昨今の高速グラフィックプロセッサ(GPU)をフルに活用することで、拡大表示や回転なども高速に描画できるようになった。結論として、ボクセル表現の応用とVBOの組み合わせにより、非常に良好なソリッド表示が可能となった。さらにテクスチャマップを組み合わせ、より実物に近い描画が可能となった。ワイヤー表示では得られなかった削り残しチェックが視覚的に行える他、今後は干渉チェックにも応用が可能である。