Ｂ＋木とＶａｔｔｉクリッピングを用いたニアリアルタイム切削シミュレータの開発

本研究は高速，高精度切削シミュレータの開発を目的として研究を行っている．前年度までは，本研究は従来のボクセル表現ではなく，多角形の面で表現されるポリゴン表現に着目し，ポリゴン同士のブール演算を高速に行うことができるCG分野の技術であるVattiクリッピングを応用することによって，高速，高精度の切削シミュレータを開発した．本年度は前年度開発した切削体積，切削力計算アルゴリズムを使用し，びびり安定シミュレータ開発を行った．事前に測定した切削系の動特性を使用し，びびり安定限界解析を行い，びびり安定限界線図を工具1回転の移動量ごとに高速に表示できるシステムの開発に成功した．また，工具経路生成にこのびびり安定シミュレータを応用し，びびり振動が発生しない工具経路生成に成功した．具体的には，工具移動方向ごとにびびり安定シミュレータを実施し，びびり振動が発生するかどうか判断し，びびり振動が発生せず，最も大きな切削体積を得られる方向に工具を移動させる．この処理を繰り返し行うことによって，びびり振動が発生しない工具経路生成を行う．この方法は，高速にびびり振動の有無を判断できるびびり安定シミュレータがあるからできることである．また，びびり振動が発生しやすいポケット加工を対象として実切削実験を行い，通常のCAMが生成した工具経路と本手法が生成した工具経路で振動の大きさと切削力を比較した．結果は，CAMが生成した工具経路では，びびり振動が発生した．また急激な切削力の増加も確認されたが，本手法が生成した工具経路では，びびり振動が発生せず，急激な切削力の増加も確認されなかった．

本研究は高速，高精度切削シミュレータの開発を目的として研究を行っている．前年度までは，本研究は従来のボクセル表現ではなく，多角形の面で表現されるポリゴン表現に着目し，ポリゴン同士のブール演算を高速に行うことができるCG分野の技術であるVattiクリッピングを応用することによって，高速，高精度の切削シミュレータを開発した．本年度は前年度開発した切削体積，切削力計算アルゴリズムを使用し，びびり安定シミュレータ開発を行った．事前に測定した切削系の動特性を使用し，びびり安定限界解析を行い，びびり安定限界線図を工具1回転の移動量ごとに高速に表示できるシステムの開発に成功した．また，工具経路生成にこのびびり安定シミュレータを応用し，びびり振動が発生しない工具経路生成に成功した．具体的には，工具移動方向ごとにびびり安定シミュレータを実施し，びびり振動が発生するかどうか判断し，びびり振動が発生せず，最も大きな切削体積を得られる方向に工具を移動させる．この処理を繰り返し行うことによって，びびり振動が発生しない工具経路生成を行う．この方法は，高速にびびり振動の有無を判断できるびびり安定シミュレータがあるからできることである．また，びびり振動が発生しやすいポケット加工を対象として実切削実験を行い，通常のCAMが生成した工具経路と本手法が生成した工具経路で振動の大きさと切削力を比較した．結果は，CAMが生成した工具経路では，びびり振動が発生した．また急激な切削力の増加も確認されたが，本手法が生成した工具経路では，びびり振動が発生せず，急激な切削力の増加も確認されなかった．