バーチャル・リアリティ(VR)手法の導入によるNC加工シミュレーションの研究ー加工物形状の触感覚情報抽出についてー

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ジオメトリック・モデルから触感覚データを抽出するためには対象となるモデルが3次元表現(ソリッドモデル化)されていることが必須となる。そこでまず、NC工具移動軌跡形状のソリッドモデル化を以下の様に図った。すなわち、対象とするNC工具はボール・エンドミルとフラット・エンドミルに限定し、また、工具の運動は工具制御点の移動軌跡(即ち、工具経路)と工具軸の向き(即ち、工具動作)で記述した。また、工具経路を構成する曲線要素として直線と円弧を与えることにし、工具動作は始点と終点における工具軸ベクトルで与えることにした。このような前提条件の下で、3軸及び5軸動作の場合の工具移動軌跡形状を表す関数式を導出した。また、導出された関数式に基づいたプログラム開発を行いその有効性を確認した。次に、開発した工具移動軌跡生成プログラムをCSG(Constructive Solid Geometry)表現法を基本とするソリッドモデラTIPS-1へ組み込んだ。これにより、加工物形状のソリッドモデル生成が実現可能となった。すなわち加工物形状モデルは、すでにソリッド表現されている素材形状モデルから工具移動軌跡形状モデルを除去する集合演算操作(差演算)を行うことにより生成される。次に、ソリッドデータを触感覚入・出力デバイスでピックするプログラム開発を行った。このプログラムは、本年度購入した3次元座標入力装置(3SPACE ISOTRAK)からのデータ入力を前提に開発されたものであり、サンプルデータか所望の精度で仮想世界へ入力されることを簡単な実験により確認した。