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

2002 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
• 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14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(継続)
平成13年度の成果(素材形状と最終加工形状の3次元CADデータから加工領域を抽出し,加工領域を分割して加工フィーチャーを認識した。)をもとに,加工順序,使用工具,切削条件を決定し,工具経路を生成する機能を開発した。加工順序は加工フィーチャー同士の空間関係から,使用工具は加工フィーチャーに対応して決定される。切削条件は,過去の加工事例データベースから適切な加工事例を参照して決定されるが,参照すべき加工事例を抽出するルールや,加工事例の切削条件を修正するルール(例えば被削材質や工具径の違いを考慮する)を検討して,実用的な切削条件が自動決定できるようになった。
(2)『加工戦略』の機能に必要な加工条件の適応制御
平成13年度の成果(CNC制御装置の制御情報からセンサレスで加工中の切削トルクや切削トルクを検出した。)をもとに,加工情報をフィードバックして切削条件を加工中に修正する『加工戦略』の機能を開発した。これを開発済みの実時間工具経路生成システムに組込み,切削条件を加工中に修正することに成功した。特に,実時間で工具経路を生成するので,送り速度だけでなく切込みやピックフィードといった切削条件の修正も可能である。これにより,NC工作機械がNCプログラムを必要とせずに加工状況に応じて自律加工を行うという基本的な機能が実現した。

Research Products

• [Publications] K.Nakamoto, K.Shirase, H.Wakamatsu, A.Tsumaya, E.Arai: "Feed Back Machining Control Using Digital Copy Milling System"Proceedings of the 2002 JAPAN-U.S.A. Symposium on Flexible Automation. 29-35 (2002)
• [Publications] H.Narita, K.Shirase, H.Wakamatsu, A.Tsumaya, E.Arai: "Autonomous Milling Process Control Based on Real Time Cutting Simulation"Proceedings of the 2002 JAPAN-U.S.A. Symposium on Flexible Automation. 409-414 (2002)
• [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"International Journal of Production Research. Vol.40,No15. 3791-3805 (2002)
• [Publications] K.Shirase, H.Narira, K.Nakamoto, H.Wakamatsu, A.Tsumaya, E.Arai: "NC Program Diagnosis Using Cutting Process Simulator for Machine Tool Teleoperation"Proceedings of the 6th International Conference on Mechatoronics Technology. 277-282 (2002)
• [Publications] 中本圭一, 白瀬敬一, 若松栄史, 妻屋 彰, 荒井栄司: "NCプログラムを必要としない機械加工のための仮想倣い加工システムの開発(第3報,自律的インプロセス切削条件修正戦略)"日本機械学会論文集(C). 69巻677号. 270-277 (2003)