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

使用 B+ wood 和 Vatti Clipping 开发近实时切割模拟器

• 批准号: 19J12013
• 负责人: 鬼頭 亮太
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J12013/
• 关键词: 切削シミュレータ; Vattiクリッピング; ポリゴン; びびり振動; 工具経路生成; びびり安定限界線図; 切削力; 円弧; 3次元化

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．

这项研究的目的是开发高速，高精度切割模拟器。直到上一年，这项研究的重点是多边形表示，而不是传统的体素表示，并通过应用Vatti剪接（一种CG野外技术，可以在多边形之间进行快速的布尔操作，从而开发了高速，高精度切割模拟器。今年，我们使用切割量和切割力量计算算法开发了稳定的聊天模拟器。使用预先测量的切割系统的动态特性，我们进行了聊天稳定性限制分析，并成功地开发了一个系统，该系统允许为工具的每个运动以高速显示摇晃的稳定性限制图。此外，通过应用此chater稳定性模拟器生成工具路径，我们成功地创建了不会生成摇晃振动的工具路径。具体而言，为每个工具运动方向执行聊天稳定性模拟器，以确定是否发生摇晃振动，并以未生成摇晃振动并获得最大切割体积的方向移动。通过反复执行此过程，可以生成不会产生颤动振动的工具路径。可以执行此方法，因为有一个摇晃的稳定性模拟器可以确定是否在高速下发生颤动。此外，进行了实际切割实验，以进行口袋加工，这很容易搅动振动，并比较了正常CAM产生的刀具路径与该方法生成的刀具路径之间的振动幅度和切割力。结果表明，CAM生成的刀具路径中发生了聊天振动。尽管也确认了切割力的突然增加，但该方法产生的刀具路径中未产生摇晃的振动，并且没有突然的切割力增加。

项目成果

Development of 3D cutting simulator using Vatti clipping

使用华帝裁剪开发 3D 裁剪模拟器

• 发表时间: 2019
• 作者: Kito Ryota;Takasugi Keigo;Asakawa Naoki;Mizutani Takahiko;鬼頭亮太,高杉敬吾,浅川直紀,水谷貴彦;鬼頭亮太,高杉敬吾,浅川直紀,水谷貴彦;Ryota Kito,Keigo Takasugi,Naoki Asakawa,Takahiko Mizutani
• 通讯作者: Ryota Kito,Keigo Takasugi,Naoki Asakawa,Takahiko Mizutani

Vattiクリッピングを用いた3次元切削シミュレータの開発

使用华帝裁剪开发 3D 裁剪模拟器

• 发表时间: 2019
• 作者: Kito Ryota;Takasugi Keigo;Asakawa Naoki;Mizutani Takahiko;鬼頭亮太,高杉敬吾,浅川直紀,水谷貴彦;鬼頭亮太,高杉敬吾,浅川直紀,水谷貴彦
• 通讯作者: 鬼頭亮太,高杉敬吾,浅川直紀,水谷貴彦

Development of cutting simulator using polygon representation -Applying and extending Vatti clipping-

使用多边形表示的切割模拟器的开发 -应用和扩展华帝剪裁-

• DOI: 10.1016/j.precisioneng.2020.09.005
• 发表时间: 2020
• 期刊: Precision Engineering
• 作者: Kito Ryota;Takasugi Keigo;Asakawa Naoki;Mizutani Takahiko
• 通讯作者: Mizutani Takahiko

Generation of Tool Path Suppressing Chatter Vibration Using Cutting Simulator

使用切削模拟器生成抑制颤动的刀具路径

• DOI: 10.2493/jjspe.87.324
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of the Japan Society for Precision Engineering
• 作者: 鬼頭 亮太;高杉 敬吾;浅川 直紀;水谷 貴彦
• 通讯作者: 水谷 貴彦

切削シミュレータを用いたびびり振動低減工具経路生成方法の開発

开发一种使用切削模拟器减少颤振的刀具路径生成方法

• 发表时间: 2020
• 作者: Kito Ryota;Takasugi Keigo;Asakawa Naoki;Mizutani Takahiko;鬼頭亮太,高杉敬吾,浅川直紀,水谷貴彦
• 通讯作者: 鬼頭亮太,高杉敬吾,浅川直紀,水谷貴彦