Development of Innovative Robot Polishing Technology by Model Based Simulation and Optimization involving AI
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22K03866
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
畝田 道雄 金沢工業大学, 工学部, 教授 (00298324)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 教和 中央大学, 理工学部, 教授 (00359754)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | モデルベースシミュレーション / AI融合最適化 / 革新的ロボット研磨技術 / データドリブン / 最終仕上げ工程 |
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| Outline of Research at the Start |
現在，大型工作物の最終仕上げ工程では熟練工による手動3次元研磨が施されている．最終製品の良否を決める重要工程であって，自動化技術の開発が試みられているが，成功例は殆どない．本研究では，生産性や精度の飛躍的向上を実現できる革新的ロボット研磨技術を開発する．まず，3次元研磨をコンピュータで再現できるモデルベースシミュレーション技術を開発する．さらに，当該技術とデータドリブン技術を融合し，3次元研磨で重要な研磨条件の最適化を実現するAI融合最適化システムを開発する．ロボットアームを制御し，熟練工も考えつかない最適条件で高性能加工を実現できる3次元研磨技術を開発し，次世代の自動化技術の確立を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，従来の常識を覆す究極の3次元ロボット研磨技術を開発することにある．具体的には，(I) 3次元研磨プロセスのモデルベースシミュレーション技術の開発，(II) モデルベースで取り扱うことができない当該プロセスでの実現象を「見える化」し，それをデータドリブン型で取り扱えるAI融合最適化システムの開発，(III) これらに基づく革新的3次元ロボット研磨技術の開発と実証，に取り組むものである．
第2年度となる2023年度は，第1年度に整備した6軸多関節ロボットを用いた3次元研磨の実証実験環境を用いて，基礎的な実験を行った．とりわけ，6軸多関節ロボットの荷重－変位特性を1自由度系の振動モデルに置き換えることによって剛性の定量評価に成功した．
さらには，同時並行として，現行の消耗材の課題を加味しながら，大型3次元工作物の研磨特性（研磨能率・精度）に及ぼす研磨条件（研磨パッド種類やその表面構造・スラリー組成・機械条件）やスラリー流動などの影響を実験的に見える化することに成功し，一連の定量評価結果を得た．とりわけ，ここでは本研究室で試作した研磨界面の可視化できる「2軸トラバース制御研磨装置」を用いるとともにスラリー組成である油剤配合量に着目し，油剤配合量が多いものほど良好な研磨特性を示しうることを明らかにした．したがって，安定的な3次元研磨プロセスを実現するために必要となる消耗材の特性を明らかにすることに成功した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画通りに申請者の研究室で3次元ロボット研磨システムを導入することに成功し，申請者自身も「産業用ロボット特別教育インストラクター（中央労働災害防止協会）」の資格を得て，本研究を遂行するための準備を整えることができている．
しかし，ロボットのオペレーションにおいて慣れるべき事項や特性を把握すべき事項が予想以上に多いことに加えて，二重の安全対策（安全装置設計と製作）も講じたことから，予定よりも若干の遅れが見られている．
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| Strategy for Future Research Activity |
申請調書にも記載したとおり，多様な専門を有するアドバイザーと適宜コンタクトを取りつつ，独創性ある本研究を進展させる．
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
