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2013年6月24日月曜日

祝!!世界文化遺産登録 - MODELAで富士山を削る 

 22日に富士山が世界文化遺産に登録決定しましたね。
登録までには紆余曲折あったようですが、関係当局及び担当者、それらに関わる皆様のご尽力の賜ですね。
 今回は登録決定したことを記念して(!?)モデラで富士山を削ってみることにします。

 富士山のモデルには国土地理院が無償で公開している10mメッシュ標高データ(DEM)を利用します。

●DEMデータのダウンロード

 DEMデータは国土地理院のサイトからダウンロードできます(要登録)

▽基盤地図情報ダウンロードサービス
  http://fgd.gsi.go.jp/download/


 基盤地図情報 ダウンロードサービスサイトにアクセスして『ログイン画面はこちら』をクリックします




 『ユーザーID』、『パスワード』を入力してログインします。



 必要に応じてアンケートを記入したら『次へ(アンケートの送信も自動で行います)』をクリックします。


 『基盤地図情報数値標高モデル』の『JPGIS形式』をクリックします。




 『10mメッシュ』をクリックします。





 『静岡』をクリックします。




 『5238』エリアをクリックします。




『523875』、『523876』エリアをクリックして選択状態にします。




 『▲』ボタンをクリックして上のエリアに移動して、『533805』、『533806』をクリックして選択状態にしたら『選択完了』ボタンをクリックします。




 対象ファイルをすべてダウンロードして任意の場所に保存します。
『FG-JPS-5339-06-DM10A.zip』
『FG-JPS-5339-06-DM10B.zip』
『FG-JPS-5339-75-DM10A.zip』
『FG-JPS-5339-75-DM10B.zip』
『FG-JPS-5339-76-DM10A.zip』
『FG-JPS-5339-76-DM10B.zip』
『FG-JPS-5339-05-DM10A.zip』
『FG-JPS-5339-05-DM10B.zip』



 以上で富士山のDEMデータを取得できました。


●3Dデータへの変換

 ダウンロードしたDEMデータ中身は座標値が羅列したXMLファイルになっていて、このままだとMODELAで加工できませんので加工できるよう3Dデータに変換します。

 DEMに関連したツールはフリー、有償含めてたくさんありすぎてよくわかりません。
 いろいろ調べてみるとGeograhics社のGlobal Mapper(有償$399)が使いやすそうです。
 出力サイズに制限があるようですが期間限定で体験版もあります。


▽Global MapperはBlue Marble Geographics社のサイトから購入、ダウンロードできます。
http://www.bluemarblegeo.com/products/global-mapper.php


 Global Mapperを起動したら、まず平面直角座標を設定します。
 起動画面で『Display Settings/Projection』をクリックします。


 『Configuration』ダイアログの『Projection』タブをクリックして以下のように設定して『OK』ボタンをクリックします。

     Projection:Japanese Projection System
     Zone: Japanese Plane Ⅷ



 富士山がどのゾーンに区分されているかは、国土地理院のサイトで確認できます。

▽平面直角座標系(平成十四年国土交通省告示第九号)
http://www.gsi.go.jp/LAW/heimencho.html



 次に富士山のDEMファイルを読み込みます。
 起動画面で『Open Your Own Data Files』をクリックします。



 『開く』ダイアログのファイルの種類で『JPGIS(JapaneseDEM)Files』を選択して、さきほどダウンロードしたDEMファイルをすべて選択して『開く』ボタンをクリックします。



 しばらく待つ(マシンスペックによりますが2,3分)と富士山のデータが読み込まれまれ、3Dデータに変換する準備が整いました。




 メニューの『File』→『Export』→『Export Elevation Grid Format...』をクリックします。




 『Select Export Format』ダイアログで『STL(ASCII Text or Binary)File』を選択して『OK』を押します。



 『STL Export Options』ダイアログの『Export Bounds』タブの『Draw a Box...』をクリックします。
 



 STLに出力するエリアをマウスでドラッグして指定します。


 『OK』をクリックします。


 任意の場所、ファイル名を指定して『保存(S)』をクリックします。
 (マシンスペックや出力エリアサイズによりますが十数分かかります。)


 

 これでMODELAで加工できるようになりました。
 

▲変換されたSTLファイル

今回加工に使用した3Dデータは以下のサイトで公開してます。

▽STL形式

▽Parasolid、STEP形式




●MODELAで加工

 被削材はスタイロフォーム(約190mmx140mmx40mm)です。

▲スタイロフォーム


■荒加工
  工具:4mmラジアス
  送り:15mm/s
  Z切込み:0.2mm~3mm
  加工時間:約7時間

▲荒加工終了

 加工時間が7時間と結構かかりましたが、仕上げ工具径が細いので、削り残し多くあると折れる心配あるのでチマチマけずりました。(スタイロフォームなのでそこまで心配する必要はないのかも。本来なら1,2時間コースになると思います)


■仕上げ加工
  工具:R0.75mmボール
  送り:15mm/s
  加工時間:約2時間

▲仕上げ加工終了

 少し毛羽が目立ちますが、スポンジヤスリなどで仕上げればまずまずの再現性です。

▲スポンジヤスリで仕上げ


 うーん、モデルデータを見た時から薄々は感じていたいのですが、なんというかコレジャナイ感というか迫力がいまいちです。日本一高い山だしもっと雄大でどーんとそびえ立つイメージ期待していたのですが加工した富士山は申し訳なさ程度に盛り上がってるだけに見える、、、(でも縮尺考えただいたいこんなもんなのかなぁ。)

 DEMデータやGlobalMappingの使いかたよく理解していないしデータ出力手順に間違いあったのかもしれませんがよくわからないので今回はこれでよしとします^^;

 加工中の動画です。



▲加工の様子




2011年11月21日月曜日

謎の生物CurepidをMDX-20で作る

今月発売されたiModelaの特設サイトを覗いてみると、iModelaですぐつかえるサンプルデータが用意さていました。その中にiModelaの象徴的なキャラクターである謎の生物を発見。早速ダウンロードしてみました。
謎の生物。ちゃんと名前があるようでCurepidというらしい
iModelaで加工してる動画もあります。

パーツ構成はシンプルなモナカ割で裏表2部品になっており加工範囲の制限から1パーツづつ加工してるようですね。(にしても加工時間26時間ってのはちょっとかかり過ぎでは^^;)

MDX-20で2パーツ同時に切削できるようにデータを以下の様に配置換えしてます。
モナカ割してるので両面加工する必要はないのですが練習もかねて両面加工でやっています。

表面
裏面
今回の加工で使用する工具は3種類です。
・4mmラジアス(荒加工)
・R0.6mmボール(仕上げ加工)
・2mmスクエア(穴あけ)
工具交換の際にZ原点の再設定を省くためにtoolsetterを使ってセットカラーを装着しています。
左から4mmラジアスR0.6mmボール、2mmスクエア
●荒加工
4mmラジアスで荒加工します。

ケミカルウッド(軟)120mmx97mmx27.5mm(面出し済み)


加工終了(加工時間:約3時間15分)

切削屑を掃除した後
●中荒加工
R0.6mmで仕上げ加工にいきたいところですが、よくみると荒加工では工具が届かず削れてない部分があります。これを部分加工で削ります。
隙間が狭く4mmラジアスでは削れなかった部分(赤い丸)
ケミカルウッド(軟)は比較的柔らかいのでこの工程はいらないかもしれませんが、工具に負荷がかかりすぎると緊急停止したり最悪の場合エンドミルが折れますので面倒だけれどもちまちま削ります。(本来はそのへん考慮しながらモデルを配置するのがいいんでしょうが)
中荒加工終了(加工時間:約1時間34分)
●仕上げ加工
R0.6mmボールで仕上げ加工します。
仕上げ加工終了(加工時間:約3時間22分)
加工表面

●裏面加工
裏面加工の準備にXY原点用のノックピン穴をワークと捨て板に開けます。
これを行うことで正確にワークをセットすることができます。
捨て板に位置決め用の穴をあける

ワークにも位置決め用の穴をあけノックピンをセット

ワークをモデラにセット(向きに注意)
●裏面荒加工
4mmラジアスで荒加工します。
裏面は仕上げ無しで荒加工で仕上げもおこなっています。
裏面荒加工終了(加工時間:約18分)

表面裏面加工終了

パーツを切り出してゲート部分後をヤスリで整えます。

両パーツ貼りあわせて完成
加工時間合計約8時間でiModelaより18時間ほど短縮できました。
加工条件や使用工具によって加工時間は大きく変化しますのであくまでも参考ということで。
(そもそも基本性能違うし比べることがどうかとは思いますが、、、)

▲加工の様子