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コンピュータ支援により製品の設計・製造における事前の検討・試験を行うもの
CAE
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CADが使われる工程
設計
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CAEが使われる工程
解析
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CAMが使われる工程
製作
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コンピューター技術の飛躍的な発展により□が改善されている
QCD Quality :品質 Cost :経費 Delivery:納期
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空間を形状に合わせて格子分割し、その格子点上で演算を行う方法。CAEでよく使われる
有限要素法
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レーザーを使い、ガラスの中に白い点をたくさん作ることで立体的な図柄を彫刻するもの
3Dレーザークリスタル
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3D-CT
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立体を頂点と稜線だけで表現したもの
ワイヤーフレームモデル
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ワイヤーフレームモデルに面の情報を付加したもの
サーフェイスモデル
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サーフェイスモデルに閉じた領域の内部、外部に 関する情報を持たせたもの
ソリッドモデル
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サーフェイスモデルは□でよく使われる
CG
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多角形の集合によって表面形状を表現したもの
ポリゴンモデル
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ポリゴンモデルのメリットとデメリット
メリット ・処理が単純(高速) ・複雑な物体も表現できる デメリット ・曲面を表現することが難しい ・データ量が大きくなる
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ポリゴンモデルのポリゴンをどんどん分割していくことで滑らかなポリゴンモデルを生成したもの
サブディビジョンサーフェス
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・任意の多角形で構成されるポリゴンモデルに適用可能 ・n角形をn個の四角形に分割 → 全体がなめらかになるように各頂点を移動
Catmull-Clark 細分割曲線
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・三角形のみで構成されるポリゴンモデルにのみ適用可能 ・1つの三角形を4つに分割→ 全体がなめらかになるように各頂点を移動
Loop 細分割曲線
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ワイヤーフレームモデルの特徴
データ量が少ないため、描画などの処理が非常に 高速に行えるが、隠線処理や設計に必要とされる多 くの処理(体積計算など) を行うことが出来ない
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サーフェスモデルの特徴
局面表現が難しい、中身の情報がない
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ポリゴンモデルの特徴
穴が開いていないこと、隣接するポリゴンは辺を共有していること
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曲面パッチ
パラメトリック曲面の集合によりオブジェクトを表現
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パラメトリック曲面の集合によりオブジェクトを表現
曲面パッチ
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曲面パッチのデメリット
接続性に問題がある
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パラメトリック曲線では、適当なパラメータ区間に対応する曲線部分のみを利用し、曲 線全体を扱うことはまれである。この曲線部分のこと
セグメント
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パラメトリック曲面では、適当なパラメータ領域に対応する曲面の一部分のみを利用し、 曲面全体を扱うことはない。この曲面の部分のことを
パッチ
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サーフェイスモデル(ポリゴンモデル)に面の向きを加えたモデル
境界表現法(B-Reps)
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境界表現法の中でエッジに８種類のデータを入れたもの
ウイングド・エッジ構造
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ウイングド・エッジ構造で、見る方 向に合わせたデータを与えたもの
ハーフ・エッジ構造
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基本的な立体形状(プリミティブ)を組み合わせ:集合演算(ブーリアン演算)で複雑な 立体(オブジェクト)を定義する方法
CSG法
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CSG法で用いる基本的な立体形状
プリミティブ
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CSG法においてプリミティブを用いて行う集合演算
ブーリアン演算
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微小な立方体を集めて、 全体で多面体を表現する 方法
ボクセル
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サイズの異なるボク セルを用いることでボクセ ル数を削減し、データ量を 少なくしたもの
オクツリー、オクトリー、八進木法、八分木法
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３次元の多面体モデルのCG表現法
多面体モデル ⇒ CAD
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３次元の曲面モデルのCG表現法
曲面モデル ⇒ CG ⇒ モデラー
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3次元CADにおいて、点や線、面 、立体の生成、変更、削除、演算、ファイル入出力な どのモデリング機能を提供するライブラリのこと
カーネル
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カーネルの主な3つ
ACIS,DEZIGNBASE,Palasolid
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異なるカーネルのCADデータを使用する使用するときに必要なこと
データ変換、標準フォーマット
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標準フォーマットの種類 2個
IGES（米国標準）、STEP（国際標準）
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NC工作機械や汎用ロボットにおける座標系の 指定の種類
インクリメンタル方式とアブソリュート方式
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工作機械の構造や構成とは無関係に工具と工作物の相互関係から定められた工具経路を入力として実際のNCデータを生成するシステム
ポストプロセッサ
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モータ軸または送りネジの回転数や 回転角度を,エンコーダ等の検出器で検 出し,これをテーブルの直線方向の移動 量に換算してフィードバック制御を行う軸制御方式
セミクローズドループ方式
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セミクローズドループ方式で用いられるモータ軸または送りねじの回転数や回転角度を検出する検出器
エンコーダ
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セミクローズドループ方式の制御方式
フィードバック制御
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3次元形状の種類3つ
ワイヤーフレームモデル、サーフェスモデル、ソリッドモデル
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サーフェスモデルの三種類
ポリゴン、サブディビジョンサーフェイス、局面パッチ
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ソリッドモデルの表現方法4種類
境界表現法(B-Reps)、CSG法、ボクセル、オクツリー(オクトリー)
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光源の位置や面の傾きなどを もとにして明るさや色、陰影を 与えるCG技法。
シェーディング
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モデルに製品の表面の素 材を貼り付ける手法。
テクスチャマッピング
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（多角形）と、設定された光源との角度から、ポリゴンの面全体の輝度（明るさ）を決める方法
フラット シェーディング
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グロー シェーディング
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シェーディングの一つで光源からの光を追跡し、物体表面で拡散反射された間接光が他の物体を照らす現象を反映させる手法
ラジオシティ法
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オブジェクトの表面にイメージマップをもとに、擬似的に凹凸感を生成するマッピング方法
バンプマッピング
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3次元形状の表面に擬似的な周囲環境の映り込みを再現する手法
環境マッピング
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CAD・CAMの統合化に用いられる、製品のサイクル全体を1つで行える便利なシステム
PLM
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標準フォーマットの一つ、米国標準。正確に変換できないのが現状であるが、 現在最も広く利用されている。
IGES
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標準フォーマットの一つ、国際標準。製品のライフサイクル全体に及ぶため、 近年はSTEP対応のCADが増えてきている。
STEP
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ボールエンドミルの中心の真下のことで回転速度が０になり削れないところ
下死点
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3軸加工の複雑な形状の加工や等高線加工が困難という問題点を克服した方法
同時5軸制御
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CADの出力フォーマットで曲面が苦手なもの
ポリゴンデータ
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CADの出力フォーマットで曲面得意なほう
曲面データ
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NC工作機械に工具自動交換機能(ATC)と2面以上を自動割出 する機能が付加されたもの
マシニングセンタ
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マシニングセンタに搭載されている工具を勝手に変えてくれる機能
工具自動交換機能（ATC）
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タンクに貯めた液体状のレジン（光硬化性樹脂）に紫外線を照射し、樹脂を固めることで造形品を形成する方法
光造形法：SLA
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紙や樹脂、金属などの薄いシート状の材料を、一層ずつその層の断面形状に合わせた輪郭線で切断し、設計した形状になるまで接合、積層を繰り返す造形法
シート積層法
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平らに敷き詰めた金属の粉末にノズルから選択的に液体の結合材を噴射して固形化する方式
バインダージェッティング法
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ABS樹脂やPLA樹脂などを高温で溶解させ、ノズルから出力させながら重ねていくことで立体を造形する方式
熱溶解積層法：FDM
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金属粉末焼結法+マシニングセンタ
高精度金属3Dプリンタ
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敷き詰めた粉末状の材料（樹脂や金属）を、レーザー光線で照射して焼結させて一層ずつ積層しながら形状を作る方式
粉末焼結積層法
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既存の製品を分解または解析し、その仕組みや仕様、構成部品、技術や設計、などを明らかにすること
リバースエンジニアリング
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工具経路にはZ軸を固定しXY軸を同時移動する□や、3軸同時移動の□などがある
等高線、走査線
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3Dプリンターの代表的な造形方式の一つ、インクジェットで噴霧しながら積層する
インクジェット式3Dプリンタ
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2つのCCDカメラで同時に撮影した箇所のほか、左右の各CCDカメラで独立撮影した画像もそれぞれ解析し、測定に活用する技術
3Dトリプルスキャン
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2次元での自動作図機能のこと
スケッチャ機能
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フィーチャーに基づく制約や、元の設計意図の微調整に時間をかけることなく、素早く形状を定義する方法
ダイレクトモデリング
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「機能」を3D形状として定義するモデリング
フィーチャパラメトリックモデリング
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3D CADのモデリング方式のうち履歴が残らず、設計変更が簡単なもの
ノンヒストリー型
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3D CADのモデリング方式のうち履歴が残るため、拘束条件が多く修正しにくいもの
フィーチャー型、ヒステリー型
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３次元CADにおける寸法・接続情報のこと
パラメトリック
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３次元CADにおける単位形状
フィーチャー
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三軸加工が抱える問題点
複雑な形状の加工や等高線加工が困難
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ワイヤーフレームモデルは立体を何と名で表現したもの？
頂点と稜線
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ワイヤーフレームモデルは、陰線処理や設計に必要とされる(4)や (5)、(6)のようなマスプロパティの処理を行うことができない。
体積、重心、慣性モーメント
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ボクセルは微小な□を集めて、全体で多面体を表現する方法
立方体
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見えない部分を表現しない(27)消去・(28)消去
陰線、陰面
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AutoCAD がサポート。主に2次元図面データの業 界標準フォーマットとして広く利用されるようになった。
DXF
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DXFは□がサポートしている
AutoCAD
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DXFは□データの標準フォーマット
２次元図面
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STLは□の標準フォーマット
ラピッドプロトタイピング
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ラピッドプロトタイピングの標準フォーマット
STL
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CAMは□によるプログラミングを行うことで、工具の位置や経路、主軸の回転、被工作物の位置制御を行う。
NCコード
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アブソリュート方式は□指定
絶対値
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インクリメンタル方式は□指定
相対値
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CADからCAMへの出力フォーマットであるポリゴンデータの標準フォーマット
STL
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CADからCAMへの出力フォーマットである曲面データの標準フォーマット
IGES
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３次元CADにおける部品
パーツ
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３次元CADにおける組み立て品
アセンブリ
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サーフェイスモデルはCGなどの□用CADでの利用価値が高い
意匠
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境界表現法は立体の境界を構成する頂点、稜線、面を用いて、その(19)関係を示す。
接続
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CAMにおける工具経路
ツールパス
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最近では(50)造形法を用いた3Dプリンタにより複雑な3次元形状の造形も可能となっている。
積層
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２軸工作機械で用いられるのはインクリメンタル方式かアブソリュート方式か
インクリメンタル
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リバースエンジニアリングでは□によって効率化および寸法精度の向上がなされている
３Dスキャナ
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３DCADなどのフィーチャー型は□や□を持つ
ツリー構造、履歴
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フィーチャー型は□条件が多く修正がしにくい
拘束
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ワイヤーフレームモデルは、陰線処理や設計に必要とされる体積、重心、慣性モーメントのような□の処理を行うことができない。
マスプロパティ
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