정밀 조각가공 시스템을 위한 3 차원 복원 방법

Abstract

IT, Digital Appliance, 자동차 산업과 같은 제조산업이 빠르게 발전함에 따라 제품기능의 평준화가 빠르게 진행되고 있다. 이에 따라 제품의 미적 외관 등이 강조되면서 소비자의 성향이 제품의 기능과 더불어 디자인을 중시하는 방향으로 전환되고 있다. 이러한 소비자의 디자인 욕구를 충족시켜 주기 위하여 다양한 예술적인 이미지 패턴들이 사용되고 있다. 그러나 이러한 이미지들을 단순한 2차원 CAD 모델이 아닌3차원 CAD모델화 하여 제품에 적용하는 과정은 많은 시간과 노력이 필요하다. 이와 같은 노동 및 시간 집약적인 CAD 디자인 생성과정을 개선하기 위하여 2차원 이미지로부터 3차원 CAD 모델을 쉽게 생성하며 다양한 CAD 시스템에서 가시화 및 수정이 가능한 중립 CAD 파일을 생성하는 3D reverse engineering system이 요구된다. 본 논문에서는 2차원 이미지로부터 3D CAD 모델을 생성하는 3차원 복원시스템을 제안한다. 적응 중간값 필터(adaptive median filter)와 Harmonic 필터를 적용한 정밀한Cloud point의 생성, NURBS surface의 모델링과 곡면의 평활도를 향상을 위한 곡면보간을 통해 미세미려한3차원 CAD 모델을 생성한다. 생성된3차원 CAD 모델을 IGES 파일로 변환하고 상용 CAM 프로그램에서 가시화, 가공 시뮬레이션을 수행 후 고속 가공기를 이용한 실험을 통해 본 논문에서 제안한 3차원 복원방법을 검증한다.; Design is important in the IT, digital appliance, and auto industries recently. Aesthetic images are being applied for making better design. Various images are used to improve quality of design. However, it takes much lead-time and effort to implement them for 3D engraving processes. In this paper, a reverse engineering method generating accurate 3D CAD models from 3D art images is proposed through the generating cloud points through adaptive median filtering and harmonic filtering, generating of NURBS surface, and NURBS surface interpolation. Performance of the developed system is verified through construction of 3D CAD models, generation of too-path and high-speed machining experiments.