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스크류운동을 하는 자유형상 물체의 스웹볼륨 계산을 위한 추적법의 응용
Applying a Tracing Method to Compute Swept Volumes Generated by Free-form Objects in Screw Motions

김형규    (한양대학교 기계공학과   ); 김재정    (한양대학교 기계공학과  );
  • 초록

    The swept volume, the region of a moving object, is applied in many fields such as valid paths for motions of tools, visualization in robot paths and interference tests for parts assembling or disjointing. The shape of a swept volume depends on an generators computed with normal vectors of an object and velocity vectors of a motion. Although free-from surfaces are widely used to represent geometric models in CAD, computing the generators for a free-form object is a formidable task. Previous approaches exploit the closed form expressions of generators but limited to planer or quadric faces. In this paper, we propose the algorithm to compute swept volumes generated by free-form objects in screw motions. For the algorithm a tracing method is applied to the computation of generators. It considers curvatures of surfaces of an object to increase the computational accuracy. We implemented our algorithm in the CATIA V.5 environment to test the validity of our algorithm and to generate examples.


  • 주제어

    Swept volume .   Screw motion .   Envelope .   Tracing method.  

  • 참고문헌 (12)

    1. 송수창, 김재정, "자유 곡면체의 엔벨롭 생성", 한국 CAD/CAM 학회 논문집, 제6권, 제2호, pp. 89-100, 2001. 
    2. 김재정, 정채봉, 서경천, 강민우, "스크류 운동을 하는 다면체의 스웹볼륨 생성", 한국 CAD/CAM학회 논문집, 제7권, 제4호, pp. 211-218, 2002.     
    3. Rossignac, J. R., Kim, J. J., Song, S. C., Suh, K. C. and Joung, C. B., "Boundary of the Volume Swept by a Free-form Solid in Screw Motion", Compute & Graphics, Vol. 20, No.2, pp. 263-274, 2006. 
    4. Abdel-Malek, K., Blackmore, D. and Joy, K., "Swept Volumes: Foundations, Perspectives, and Applications", Int. J. Shape Model. 2002 (submitted). 
    5. Hoschek, J., "Fundamentals of Computer Aided Geometric Design", A. K. Peters., 1993. 
    6. Hu, Z. J. and Ling, Z. K., "Swept Volumes Generated by the Natural Quadric Surfaces", Compute & Graphics, Vol. 20, No.2, pp. 263-274, 1996. 
    7. Kim, J. J. and Rossign ac, J. R., "Screw Motions for the Animation and Analysis of Mechanical Assemblies", JSEM International Journal, Series C, Vol. 44, No.1, pp. 156-163, 2001. 
    8. Rossignac, J. R. and Kim, J. J., "Computing and Visualizing Pose-interpolating 3D Motions", Computer Aided Design" Vol. 33, No.4, pp. 279-291, 2001. 
    9. Barnhill, R. E., Farin, G., Jordan, M. and Piper, B. R., "Surface/surface Intersection", Computer Aided Geometric Design, Vol. 4, pp. 3-16, 1987. 
    10. Barnhill, R. E. and Kersey, S. N., "A Marching Method for Parametric Surface/surface Intersection", Computer Aided Design, Vol. 7, No.4, pp. 257- 280, 1990. 
    11. 조두연, 이규열, 임중현, "곡면간의 교차곡선 계산을 위한 개선된 Tracing 알고리즘", 한국 CAD/CAM 학회 논문집, 제4권, 제3호, pp. 269-283, 1999. 
    12. CATIA. CAA V5 Encyclopedia, Online Document, Dassualt System, 2004. 

 저자의 다른 논문

  • 김재정 (29)

    1. 1995 "로봇 프로그래밍을 위한 GUI와 CAD의 응용" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 3 (6): 199~211    
    2. 1997 "기계부품들의 조립 및 해체과정 설계를 위한 스크류이론의 응용" 한국CAD/CAM학회논문집 = Transactions of the Society of CAD/CAM Engineers 2 (1): 60~67    
    3. 1998 "B$\acute{e}$zier클리핑을 이용한NURBS곡선간의 교점 계산" 한국CAD/CAM학회논문집 = Transactions of the Society of CAD/CAM Engineers 3 (2): 113~120    
    4. 1998 "구속조건 관리를 이용한 다각형 모델링" 한국CAD/CAM학회논문집 = Transactions of the Society of CAD/CAM Engineers 3 (3): 145~153    
    5. 2000 "탄젠트를 이용한 biarc로의 곡선 근사화" 한국CAD/CAM학회논문집 = Transactions of the Society of CAD/CAM Engineers 5 (2): 168~174    
    6. 2000 "스위핑과 불리언 연산에 대한 형상 구속조건 관리" 한국CAD/CAM학회논문집 = Transactions of the Society of CAD/CAM Engineers 5 (4): 301~311    
    7. 2000 "쾌속조형에서 직교배열표를 이용한 단면화" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 17 (6): 69~75    
    8. 2000 "A Constraint-Based Inference System for Satisfying Design Constraints" KSME international journal 14 (6): 655~665    
    9. 2001 "자유 곡면체의 엔벨롭 생성" 한국CAD/CAM학회논문집 = Transactions of the Society of CAD/CAM Engineers 6 (2): 89~100    
    10. 2002 "창발적 기계설계를 위한 컴퓨터기반 프레임워크" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 26 (4): 701~710    

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