NCプログラムが不要な次世代スキルレス工作機械の試作

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555035
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 白瀬 敬一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80171049)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩田 一明 国際高等研究所, 特別研究員 (30031066) ; 若松 栄史 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60273603) ; 荒井 栄司 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90135814) ; 幸田 盛堂 大阪機工(株), 技術本部・第1設計部, 部長(研究職)
• Keywords: NC工作機械 / 自律加工 / 知能型・自律型NC工作機械 / 切削加工シミュレータ / 作業設計 / CAM / モニタリング / エンドミル加工

Research Abstract

「次世代スキルレス工作機械」には(1)『工程管理』,(2)『加工予測』,(3)『加工戦略』,(4)『加工観測』の4つの機能とこれらの統合化が必要であると考えている。このうち,平成13年度は以下の2つの機能に関して研究を実施した。
(1)『工程管理』の機能に必要な作業設計手法と加工技術データベース
素材と加工部品のCADデータから加工手順や使用工具を決定する作業設計手法を検討した。加工手順や使用工具は,加工形状特徴(加工フィーチャー)と予め関連づけておくことにし,それらの情報を加工技術データベースに登録した。また,加工形状特徴は形状の幾何学的な性質に基づいて分類することにし,汎用の形状モデラDESIGNBASEを利用して直方体と円筒で構成される加工部品を例に,これを平面で分割しながら複数の加工形状特徴に分類した。また,標準的な切削条件を決定するため加工事例を収集して,加工技術データベースに登録した。
(2)『加工観測』の機能に必要な知的加工モニタ
これまでに切削力や加工誤差を推定する切削加工シミュレータを開発して,実用的な精度で予測が可能であることを実験で検証している。そこで,切削加工シミュレータの予測結果を参照しながら加工中の切削異常を精度よく検出できる知的加工モニタを検討した。特に,特別なセンサを用いることなく主軸や駆動軸の負荷トルクを検出するために,CNC制御装置の内部信号を外部のコンピュータから直接参照できるように改良した。同時に主軸回転数やテーブルの送り速度とともに変動する摩擦トルクを予め計測しておき,工作機械運転中の負荷トルクからその成分を除去することで,加工中の切削力が精度良く測定できることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] H.Narita, K.Shirase, H.Wakamatsu, A.Tsumaya, E.Arai: "Real time cutting simulation system of milling system for autonomous and Intelligent machine tools"Special issue of IJPR for selected papers from 16th ICPR2001. 掲載決定.