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三次元形状のデジタイズ ~ソリッドワークスによるソリッド化~

以前、三次元測定機による「三次元形状のデジタイズ」についてご紹介させて頂きましたが、

↓ ↓ ↓ ↓ ↓

三次元形状のデジタイズ ~三次元測定機によるデジタイズ~

今回は、三次元測定機にてデジタイズしたサーフェスモデルを、

CAMで使えるソリッドモデルに変換する作業をご紹介いたします。

こちらが、前回三次元測定機でデジタイズしたサーフェスモデルです。

0016.jpg

このモデルをソリッドワークスで開きます。

0063.jpg

下の写真中央に大きな三角形の隙間がありますが、ご紹介の為にわざと大きめの隙間にしておきました。

正確なデータが必要な場合は、三次元測定機でのデジタイズの際に、

この三角形の中に更に細かく四角形のパッチを作成していき、

隙間を極力無くしていきます。

0064.jpg

このような大きな隙間があっても、「サーフェスフィル」という機能を使う事で、

隙間の部分を、周りのデータから補完してつなげる事が出来ます。

0065.jpg

「ゼブラストライプ」という表示方法に切り替えて、つながったデータが不自然ではないか確認します。

0066.jpg

これを繰り返していく事で、最終的には完全なソリッドモデルが出来上がります。

0067.jpg

下の写真を見て頂ければ、お分かりになるかと思いますが、

左側に赤くなっている箇所があります。

これは隙間(三角形の部分)が大きい為に、

ソリッドワークスで穴埋めしても、無理矢理データを補完しようとして、

結果上手く補完出来なかったという事です。

右側は、三角形の隙間の中に3つの四角形がありますよね。

この3つの四角形は、三次元測定機であらかじめデジタイズしたサーフェスです。

0068.jpg

このように、出来るだけ隙間ができないように三次元測定機でデジタイズする事で、

ソリッドワークスでの自然な補完が可能となります。

しかし、上の写真を見て頂いてもお分かりになるかと思いますが、

いくら自然と言っても、若干ガタガタしたデータになっております。

と言うのも、今回は「三次元測定機でのデジタイズ方法」の流れをご紹介する事が念頭にありまして、

出来るだけ簡略化する為に、パッチ数を少なくしたり、

面のデジタイズの際も、測定ポイントを少なくした結果、

このようなモデルになってしまいました。

(つまりコストを下げると、このようなデータになってしまう恐れがあるので、

どこまで精度が必要か、お客様とお打合せをする必要があります。)

今回のサンプルワークを、上の球の部分だけが重要で、しかも可変していない真球だと仮定した場合、

以下のようなモデル作成方法もあります。

まず、比較的滑らかなサーフェスの部分から、輪郭線を作成します。(オレンジ色のライン)

0069.jpg

作成したラインを、360度回転させてやる事で、球を作ります。

0070.jpg

あとは、汎用測定で測定した座標値を使って、モデルを作成していきます。

0071.jpg

「ゼブラストライプ」表示に切り替えて、滑らかさの確認をします。

(CADで作成したデータなので、綺麗すぎますが。。。)

0072.jpg

このやり方だと、デジタイズする箇所も少ないですし、

多点測定をしても時間も掛からない上に、その面の精度も良くなりますし、

コストを抑えた精密測定が可能となります。

(その分ソリッドワークスでの作業が増えますが。。。)

三次元形状のデジタイズ ~はじめに~ でもご紹介したように、

プローブによる「接触式」デジタイズでは、

測定するまでの準備に時間がかかる。(ワークにマーカー等でラインを引く必要がある)

またプローブが入らない所は、データが採取できない。(形状が複雑な箇所はパッチ数も増える)

このようなデメリットがあります。

しかし、「低コスト」で「高精度なデータ」を要求されるお客様の為に、

本当に必要な箇所のみしっかりと測定して、

あとは、汎用測定で座標値のみを取り込んで、

ソリッドモデルを、ほとんどソリッドワークスで作ってしまうという方法も御座います。

「本当に必要な箇所はここだ!」を入念にお打合せさせて頂く事で、

お客様に満足して頂けるデータをお渡しできるかと思いますので、

いつでもお気軽に田中までお問い合わせくださいませ。
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三次元形状のデジタイズ ~三次元測定機によるデジタイズ~

前回はデジタイズの種類について、それぞれのメリット・デメリットをお話ししましたが、

今回は

「接触式デジタイズ」

の流れを↓のサンプルワークを使ってご説明いたします。
0001.jpg



手順その1:測定ワーク表面をメッシュ状の領域(パッチ)に分割する
単純そうに見えて、後工程にもっとも影響を与える作業です。
部分的に三角形になったりする場合もあるのですが、必ず四角形になるようにラインをひきます。
0002.jpg

ついでに手動でポイント測定する箇所に印をつけておきます。
早く測定作業に入りたい所ですが、印がある方が、結果的に無駄な測定を減らす事となります。
0003.jpg



手順その2:メッシュの交点や線上を手動でポイント測定する(点のデジタイズ)
ワークのアライメント(基準出し)を行い、いよいよ測定開始です。
当社の測定機では、スキャニング(倣い測定)でデータを取り込む事が可能ですが、
ここではポイント測定での例をご紹介します。
線一本あたり2~3点測定します。
0004.jpg

ワーク上面をポイント測定して、PCに読み込むと↓のように画面に表示されます。
0005.jpg



手順その3:測定した点を結んでカーブ(曲線)を生成する(カーブのデジタイズ)
カーブには方向性があり、後で面を生成する時にこのカーブの方向によって面の定義が変わってくるので、
なるべく一定の方向にカーブを生成していきます。
0006.jpg



手順その4:カーブから面を生成する
今回は「境界カーブ」という方法で面を生成します。この方法はほとんどの面形状に対応できます。
0007.jpg

ここまでのステップで、一応モデルの形が出来上がってきます。ただし面としての精度はまだ不十分ですので、
さらに面の内部を十分な点数で測定する必要があります。



手順その5:面の内部を自動で多点測定する(面のデジタイズ)
選択した面を格子状の点で自動測定します。
この時に法線方向を確認しておかないと、プローブがワークに衝突してしまいますので注意が必要です。
0008.jpg

求められる精度によって測定点数が変わりますが、測定が完了すると、より精度の高い面が生成されます。
0009.jpg



後は同じ作業を繰り返していきます。

ポイント測定で点を取り込み
0010.jpg

カーブ→面を生成する
0011.jpg

面内部を測定し、より精密な面を生成する
0012.jpg

徐々にらしくなってきました
0013.jpg

三角形の所も、ご覧の通り四角形にして面を生成していきます
0014.jpg

曲率が少ない所は、間隔を大きくして測定していきます
0015.jpg

三次元測定機で行う作業はこれで完了です
0016.jpg


写真をご覧になってお気付きの方もおられるかと思いますが、
このままでは隙間だらけのサーフェスモデルですので、
このデータをそのままCAMにもっていく事が出来ません。

お客様で追加作業をして頂く必要が御座いますが、
こちらでCADソフトを使ってソリッドモデルに変換する事も可能です。
CADソフトによるソリッドモデルの作成方法は次回お話しいたします。


手順を追ってご説明いたしましたが、
お客様と相談しながら必要最低限の測定をする事によって、コストを抑える事が可能です。

手順その1のパッチ割
パッチ数 多 : コスト 高
パッチ数 小 : コスト 安

手順その2のポイント測定
スキャニング測定 : コスト 高
ポイント測定    : コスト 安

手順その5の面の内部測定
ピッチ 細 : コスト 高
ピッチ 粗 : コスト 安

サーフェースモデルのソリッド化
必要有 : コスト高


上記のようなイメージでとらえて頂いたら結構です。


また基本料金といたしまして

・ワークの大きさ、及び重さ
・ワークのセット、及び測定方法

そして追加料金といたしまして

・サーフェースモデルのソリッド化

が発生いたしますので、

ご検討のお客様はお気軽に田中までお問い合わせください。


では次回、

三次元形状のデジタイズ ~ソリッドワークスによるソリッド化~

もよろしくお願いいたします。

三次元形状のデジタイズ ~はじめに~

「図面が無いワークを測定し、CADデータに変換して欲しい」

というお問い合わせを多数頂戴いたしておりますので、

ここでは3次元測定機によるデジタイズの事例をご紹介いたします。

デジタイズの方法も2種類ありまして、

1つは

レーザーによる「非接触式」

そしてもう1つは

プローブによる「接触式」

となっております。それぞれにメリット・デメリットが御座いまして


「非接触式」のメリット

短時間で大量の点群データが採取でき、また細かい所までデータが採れる。

「非接触式」のデメリット

精度が悪い(高価な機械でも20μ程の測定誤差が生じる。一般的には50μ程の測定誤差が生じる)
※会社によって機械のスペックが違うので、お客様にて確認する必要があるかと思われます。


「接触式」のメリット

精度が良い(当社の機械では2μ程の測定誤差で収まる。)
※ここでもやはり会社によって機械のスペックが違うので、お客様にて確認する必要があるかと思われます。

「接触式」のデメリット

測定するまでの準備に時間がかかる。(ワークにマーカー等でラインを引く必要がある)
またプローブが入らない所は、データが採取できない。(形状が複雑な箇所はパッチ数も増える)
※次回お話ししたいと思います。

このように、お互いが良い面と悪い面を持っておりますので、

お客様のお手元にあるワークが

「どこまでの精度を要求されているのか」

ここが、測定業者を選ぶポイントとなってきます。

当社ではプローブによる接触式デジタイズを採用しておりますので、

次回は、写真も織り交ぜてデジタイズの流れをご説明したいと思います。

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