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首页> 外文期刊>精密工学会誌 >3＋2 軸制御加工における加工可能範囲のグラフィックスデバイスを用いた高速な導出法: 加工可能範囲および必要突き出し長さ分布のテクスチャ投影を用いた可視化
【24h】

3＋2 軸制御加工における加工可能範囲のグラフィックスデバイスを用いた高速な導出法: 加工可能範囲および必要突き出し長さ分布のテクスチャ投影を用いた可視化

机译：在3 + 2轴控制加工中使用图形设备对可加工范围进行高速推导方法：使用可加工范围的纹理投影和所需的突出长度分布进行可视化

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摘要

This study proposes a new estimation method for tool posture in 3+2 axis control machining process. The proposed method focuses on two different properties of workpiece surface, machinable area and minimum shank length. Distribution of these properties on workpiece surface is determined by the tool posture, workpiece shape, and shape of cutting tool. In planning process of 3+2 axis control machining, CAM and CAPP operators often determine combination of tool posture and tooling conditions through trial and error. In such planning process, fast visualization method of these properties on workpiece surface is strongly required to realize CAM and CAPP systems with an interactive interface. Then, this study proposes fast estimation method to visualize both the machinable area and distribution of the minimum shank length as a color image for each tool posture candidate. In order to reduce calculation time of the proposed methods, graphics devices known as Graphics Processing Unit (GPU) is introduced. In the proposed algorithm to adapt several features on GPU hardware, offset shape of workpiece surface is generated from depth information in rendering 3D-CG. Furthermore, unmachinable area is estimated by inverse-offset operation and shadow mapping function in 3D-CG techniques. In the visualization phase of required shank length on workpiece surface, a color image is generated from the depth information. Then, the color image is projected on workpiece shape with the texture projection technique. Because almost calculation processes can be executed inside of GPU hardware, the developed prototype system can visualize both the unmachinable area and distribution of minimum shank length within several dozen milliseconds for each tool posture candidate.%近年，汎用のNC マシニングセンタにおいては，その多くに5軸制御機構が搭載されつつある．5軸制御加工機では工具主軸とワークとの相対位置に加えて工具主軸のワーク表面に対する相対姿勢の変更が可能となっており，従来の3軸制御加工機に対してオーバーハング等を含む複雑な形状を持つ製品加工の効率的な遂行が期待されている．
机译：本文提出了一种3 + 2轴控制加工过程中刀具姿态估计的新方法。所提出的方法着眼于工件表面的两种不同性质，可加工区域和最小柄长。这些特性在工件表面上的分布取决于刀具的姿态，工件的形状和切削刀具的形状。在3 + 2轴控制加工的计划过程中，CAM和CAPP操作员经常通过反复试验来确定刀具姿态和刀具条件的组合。在这样的计划过程中，强烈要求在工件表面上具有这些特性的快速可视化方法，以实现具有交互界面的CAM和CAPP系统。然后，本研究提出了一种快速估计方法，以可视化可加工区域和最小刀柄长度的分布作为每种刀具姿态候选的彩色图像。为了减少所提出方法的计算时间，引入了称为图形处理单元（GPU）的图形设备。在所提出的算法中以适应GPU硬件上的多种功能时，在渲染3D-CG时会根据深度信息生成工件表面的偏移形状。此外，通过3D-CG技术中的逆偏移操作和阴影映射功能来估计不可加工的区域。在所需的工件表面柄长的可视化阶段，从深度信息生成彩色图像。然后，通过纹理投影技术将彩色图像投影到工件形状上。由于几乎所有的计算过程都可以在GPU硬件内部执行，因此开发的原型系统可以在每种工具姿势候选的数十毫秒内可视化不可加工区域和最小柄长分布。％近年，泛用のNCのニンマシングセいては，その多く轴5轴制御机构が搭载されつつある。5轴制御加工机では工具主轴とワークとの相対位置に加えて工具主轴のワーク表面に対する相対姿势の変更が可能となっており，従来の3轴制御加工机に対してオーバーハング等を含む复雑な形状を持つ制品加工の效率的な遂行が期待されている。

著录项

  • 来源
    《精密工学会誌》 |2013年第2期|182-186|共5页
  • 作者

    金子　順一; 山内友樹; 堀　尾健　一郎;

  • 作者单位

    埼玉大学人学院（埼玉県さいたま市桜区下大久保255）;

    コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社（東京都八王子市石川町2970）;

    埼玉大学人学院（埼玉県さいたま市桜区下大久保255）;

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