実体モデルをベースとする意匠設計のための複合型形状計測と自由曲面生成の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750120
• Research Institution: Asahikawa National College of Technology
• Principal Investigator: 後藤 孝行 旭川工業高等専門学校, 助手 (70225655)
• Keywords: リバースエンジニアリング / 測定点データ / B-spline曲線 / Coonsパッチ / 自由曲面 / 非接触センサ / 擬頂点 / C^2級自由曲面

Research Abstract

本研究は,複数の形状計測センサを用いた効率的な複合型形状計測戦略法および獲得された離散的な測定点データに基づいた高品位自由曲面生成法を提案し,切削加工による検証実験で生成した曲面の評価を行い,実体モデルをベースとする意匠金型設計用リバースエンジニアリング支援アルゴリズムの確立を目的とした.その結果,以下のことが得られた.
1)再形状計測戦略法と高品位自由曲面生成法の提案
前年度の研究では,高速型非接触センサ(3-Dディジタイジングセンサ)用いて格子状に測定点データが得られる従来からの形状計測法より測定点データの総数が少なくなる境界高密度計測法を提案したが,形状急変部においては高品位な自由曲面を生成することは困難であった.
そこで本研究では,高精度型非接触式センサ(光リング式変位センサ)を用いて形状急変部を効率的に再計測する境界高密度計測法を基本計測法とした高密度形状計測戦略法を提案した.そして,再形状計測で獲得した測定点データへ自由曲線をあてはめ,複数サイズのCoonsパッチで曲面を生成するため,測定点データへあてはめる曲線が既に良好に生成されている曲面と高次連続となる擬頂点を用いた接続法を提案した.提案した各種手法を計算機によりシミュレーションした結果,C^2級の自由曲面を生成できることが確認できた.さらに,実際の実体モデルを計測して獲得した測定点データを用いた検証実験を行った結果,小さいパッチのみで生成した曲面と同レベルのあてはめ誤差分布状態となったことから,提案した手法が有効であることが確認できた.
2)切削加工実験による検証
生成した自由曲面を評価するため,モデリングワックスを用いて切削加工を行った.その結果,測定誤差が含まれている測定。点データであっても特徴領域を損なうことなく滑らかな自由曲面を得ることができたことから,本研究で提案した各種手法の有効性が確認できた.

Research Products

• [Publications] 後藤孝行ほか3名: "高密度測定点データに基づく自由曲面生成に関する研究(第6報)-B-spline開・閉曲面のあてはめ-"2001年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 273 (2001)
• [Publications] 後藤孝行, 西村圭太: "3次元点群データに基づく曲面生成システムの構築"2001年度精密工学会北海道支部学術講演会講演論文集. 39-40 (2001)
• [Publications] 後藤孝行ほか3名: "REのための測定点群データに基づく自由曲面生成"2001年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 52 (2001)