Z-map is a special form of discrete nonparametric representation in which the height values at grid points on the xy-plane are stored as a 2D array z[i.j]. While z-map is the simplest form of representing sculptured surfaces and it is the most versatile scheme for modeling nonparametric objects, its practical application in industry (eg, tool-path generation) aroused much controversy over its weaknesses ; accuracy, singularity (eg, vertical wall), and some excessive storage needs. Although z-map has such limitations, much research on the application of z-map can be found in various articles. However, research on the systematic analysis of sculptured surface shape representation via z-map model is rather rare. Presented in this paper are the following: shape modeling power of the simple z-map model, exact (within tolerance) B-map representation of sculptured surfaces which have some feature-shapes such as vertical-walls and real sharp-edges by adopting some complementary B-map models, and some application examples.
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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제3권1호
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pp.49-56
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2002
The Z-map is a special farm of discrete non-parametric representation in which the height values at grid points on the xy-plane are stored as a 2D array z[ij]. While the z-map is the simplest farm of representing sculptured surfaces and is the most versatile scheme for modeling non-parametric objects, its practical application in industry (eg, tool-path generation) has aroused much controversy over its weaknesses, namely its inaccuracy, singularity (eg, vertical wall), and some excessive storage needs. Much research or the application of the z-map can be found in various articles, however, research on the systematic analysis of sculptured surface shape representation via the z-map model is rather rare. Presented in this paper are the following: shape modeling power of the simple z-map model, exact (within tolerance) z-map representation of sculptured surfaces which have some feature-shapes such as vertical-walls and real sharp-edges by adopting some complementary z-map models, and some application examples.
Prior to the downloading of the NC codes to a machining center, the NC tool-path can be verified in a computer. The Z-map is one of the tools for the verification of NC tool-path. The Z-map is a two dimensional array in which the height values of the Z-axis direction vectors are stored. The Z-axis direction vectors are arranged in a rectangular grid pattern on the XY plane. The accuracy of the simulation comes from the grid interval. In the rectangular Z-map, the distances between the grid points are different. The distance in diagonal direction is larger than those in X or Y axis directions. For the rendering of the Z-map, a rectangular grid is divided into two triangular facets. Depending on the selection of a diagonal, there are two different cases. In this paper, triangular Z-map, in which the Z-axis direction vectors are arranged in a triangular grid pattern on XY plane, is proposed. In the triangular Z-map, the distances between grid points are equal. There is no ambiguity to make triangular facets for the rendering.
Recently, the Z-Map model has been used widely to represent the three dimensional geometric shape and to achieve the cross-section and point evaluation of the shape. In this paper, the CNC cutting planning and simulation modules for product with three dimensional geometric shape are realized based on the Z-Map model. The realized system has the various capabilities related to the automatic generation of tool path for the rough and finish cutting processes, the automatic elimination of overcut, the automatic generation of CNC program for a machining center and the cutting simulation. Especially, the overcut-free tool path is obtained by using the CL Z-Map models which are composed of the offset surfaces of the geometric shape of product.
The Z-map model which is quite similar to the non-parametric patch is widely used to describe the shape of a surface because of its simplicity. Despite the inherent advantage of z-map model. it has drawbacks that there exists difficulty in expressing the vertical walls and its related contact treatment method. In the region of vertical walls, there is a convergence problem in searching the contact point. In this study a contact point finding scheme is presented, based on the z value of the z-map model on the sheet normal direction. To show the utility of this scheme a compared with the experimental results. The effects of the Z-map grid distances and the interpolations of the inside Z-map value are also discussed.
J.Milnor[Mi2] has introduced the notion of directional entropy in his study of Cellular Automata. Cellular Automaton map can be considered as a continuous map from a space $K^Z^n$ to itself which commute with the translation of the lattice $Z^n$. Since the space $K^Z^n$ is compact, map S is uniformly continuous. Hence S is a block map(a finite code)[He]. (S is said to have a finite memory.) In the case of n = 1, we have a shift map, T on $K^Z$, and a block map S and they together generate a $Z^2$ action.
본 논문에서는 글자가 새겨져 있는 마모된 문화재의 글자를 Z-map과 영상처리를 이용하여 복원하는 새로운 알고리즘을 제시한다. 문화재에 새겨져 있는 글자는 많은 탁본을 통해서 또는 세월이 흐름에 따라 마모되어 최초의 상태와 다른데, 마모된 부분을 찾고 보강하는 작업이 필요하다. 이 작업을 수동으로 하게 되면 여러 가지문제점이 발생하게 되는데, 자동으로 복원하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 글자 복원에 대한 구현 가능한 알고리즘을 제안하였다. 팔만대장경을 대상으로 하였고, Z-map과 모폴로지 필터가 이 과정에 사용되었다.
In this study, a cutting force in the Ball-end milling process is calculated using Z-map. Z-map can describe any type of cutting area resulting from the previous cutting geometry and cutting condition. Cutting edge of a ball-end mill is divided into infinitesimal cutting edge elements and the position of the ele- ment is projected to the cutter plane normal to the Z axis. Also the cutting area in the cutter plane is obtained by using the Z-map. Comparing this projected position with cutting area, it can be determined whether it engages in the cutting. The cutting force can be calculated by numerical integration of cutting force acting on the engaged cutting edge elements. A series of experiments such as contouring and upward/downward ramp cutting was performed to verify the calculated cutting force.
The paper discusses new approach for machining operation simulation using enhanced Z map algorithm. To extract the required geometric information from NC code, suggested algorithm uses supersampling method to enhance the efficiency of a simulation process. By executing redundant Boolean operations in a grid cell and averaging down calculated data, presented algorithm can accurately represent material removal volume though tool swept volume is negligibly small. Supersampling method is the most common form of antialiasing and usually used with polygon mesh rendering in computer graphics. The key advantage of enhanced Z map model is that the data structure is same with conventional Z map model, though it can acquire higher accuracy and reliability with same or lower computation time. By simulating machining operation efficiently, this system can be used to improve the reliability and efficiency of NC machining process as well as the quality of the final product.
In this study, a method is proposed for the cutting force prediction of Ball-end milling process using Z-map is proposed. Any types of cutting area generated from previous cutting process can be expressed in z-map data. Cutting edge of a ball-end mill is divided into a set of finite cutting edges and the position of this edge is projected to the cross-section plane normal to the Z-axis. Comparing this projected position with Z-map data of cutting area and determining whether it is in the cutting region, total cutting force can be calculated by means of numerical integration. A series of experiments such as side cutting and upward/downard cutting was performet to verify the simulated cutting force.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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