Acceleration of Geometric Computations in CAD and CAM by Using Polygon Rendering Hardware

使用多边形渲染硬件加速 CAD 和 CAM 中的几何计算

基本信息

  • 批准号:
    15360064
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.49万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In order to follow frequently changing customer preferences and to quickly distribute products with high market competitiveness, Japanese manufacturing companies make efforts to shorten the production preparation time after the design completion. Most time period of the production preparation is consumed for making dies and molds for stamping, casting and plastic molding of parts. Dies and molds are usually fabricated using 3-axis numerically controlled (NC) milling machines with various shape cutters. Computation of the reliable cutter path is still a difficult problem. Several hours are often needed for computing whole cutter paths for milling a complex die. Members in this project jointly develop a new technology for fast generation and verification of the cutter path for NC milling. Our technology uses graphics processing unit (GPU) which is currently equipped in most computers, for accelerating the geometric computation in process planning, NC path generation and path verification. As the result of the project, the following technologies are realized ; (1) a practical GPU accelerated CAM system is developed. This system is currently running as a kernel system of one Japanese automobile manufacturer, (2) an algorithm for projecting the machining remained area in a prior machining to the cutter location surface for the next machining is proposed. This projection is useful for automating some process planning task of mold machining, (3) some GPU accelerated algorithms for defining the curved surface and evaluating its geometric quality are developed, (4) several algorithms for accelerating geometric computations in non-manufacturing fields are developed also. Proposed algorithms are implemented and an experimental CAD/CAM/CAPP programs using this technology are demonstrated.
日本制造企业为了顺应不断变化的顾客偏好,快速分销具有较高市场竞争力的产品,在设计完成后努力缩短生产准备时间。生产准备的大部分时间是用来制作冲压、铸造和塑料成型零件的模具。模具通常是用三轴数控铣床和各种形状的刀具制造的。刀具可靠轨迹的计算一直是一个难题。为铣削一个复杂的模具,通常需要几个小时来计算整个刀具路径。该项目的成员共同开发了一种快速生成和验证数控铣削刀具轨迹的新技术。我们的技术使用了目前大多数计算机都配备的图形处理单元(GPU)来加速工艺规划、NC路径生成和路径验证中的几何计算。项目成果实现了以下技术:(1)开发了实用的GPU加速CAM系统。该系统目前作为日本某汽车制造商的核心系统运行。(2)提出了一种将前一次加工的加工剩余区域投影到下一次加工的刀具位置面的算法。(3)开发了几种用于曲面定义和几何质量评价的GPU加速算法;(4)还开发了几种用于非制造领域几何计算的加速算法。文中给出了算法的实现,并给出了使用该技术的CAD/CAM/CAPP实验程序。

项目成果

期刊论文数量(61)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
デジタル技術による金型製造の高速化と自動化
利用数字技术加速模具制造并实现自动化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Peng Wu;Hiromasa Suzuki;Kiwamu Kase;Takashi Kanai;乾 正知
  • 通讯作者:
    乾 正知
Structural Optimization using Trade-off Satisficing Method
使用权衡满意方法进行结构优化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    金井 崇;安井 悠介;宮下朋之
  • 通讯作者:
    宮下朋之
三谷純, 鈴木宏正: "平面多角形の集合による「折り紙建築」モデルの表現と計算機による設計支援"情報処理学会論文誌. (印刷中). (2004)
Jun Mitani,Hiromasa Suzuki:“用一组平面多边形表示“折纸建筑”模型并通过计算机进行设计”日本信息处理学会杂志(2004 年出版)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
金井崇: "グラフィックスハードウェアを用いた幾何処理"精密工学会誌. 69・4. 482-485 (2003)
金井隆:“使用图形硬件的几何处理”日本精密工程学会杂志 69・4(2003 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
頑健かつ高速な等角球体パラメータ化計算手法
稳健快速的共形球参数化计算方法
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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    $ 7.49万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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知道了