Experimental Verification of Effectiveness of ORiN middleware and its application to a machining robot with 3D Printer-like Interface

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K06203
• Research Institution: Tokyo University of Science, Yamaguchi
• Principal Investigator: 永田 寅臣 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 教授 (50435070)
• Project Period (FY): 2016-10-21 – 2019-03-31
• Keywords: ORiN / 産業用ロボット / 加工ロボット / 3Dプリンターライク / STLデータ / CLSデータ / bCAP

Outline of Annual Research Achievements

既にORiN 協議会からはORiNの適用事例が含まれたISO20242-Part4が正式に国際規格となっているとの報告が出ており、今後は国内外を問わずその認知度がいっそう高まっていくものと期待される。さて、これまでの研究では、平成29年度のサブテーマで開発したプリプロセッサにより、3Dプリンタでは一般的に使用できるSTLデータから直接、工作機械用の工具経路であるCLSデータを生成できるようにした。また、このCLSデータを平成28年度のサブテーマで開発したORiNに対応した基本制御系の目標軌道として与えることで「STLデータをもとに3Dプリンタのようなデータインタフェイスで利用できるORiNに準拠した切削加工ロボット」を実現することができた。このほか、実時間に基づく加工ロボットの工具先端の位置精度を高めるためにbCAPパケットに対応した制御系を構築し、ロボットのユーザインタフェイス（操作画面）から選択できるようにした。その後、CADで設計した自由曲面を有する木型や発泡スチロール型のモデルに加え、イラストレータなどのデザインツールで作成したオーナメントやアウトラインフォントをSTL形式で生成し、提案するロボットでダイレクトに加工するといった加工実験を通じて提案システムの妥当性、有用性を確認した。なお、本研究で対象とする材料は型製造メーカからの需要の多い木質材料と発泡材料である。
以上のように平成28年度から30年度までの研究により、最終的に「3Dプリンタライクなデータインタフェイスを持つ加工ロボット」を、ORiNインタフェイスを持つ産業用ロボットの有効なアプリケーションとして発表することができた。

Research Products

• [Journal Article] Iterative Curved Surface Fitting Algorithm Using a Raster Scanning Window (2018)
  • Author(s): Fusaomi Nagata, Akimasa Otsuka, Takeshi Ikeda, Hiroaki Ochi, Keigo Watanabe and Maki K. Habib
  • Journal Title: Artificial Life and Robotics, Springer Volume: 23/3 Pages: 359-366
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10015-018-0444-z
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of Post Processor Approach for an Industrial Robot FANUC R2000iC (2018)
  • Author(s): Fusaomi Nagata, Yusaku Yamane, Yudai Okada, Takamasa Kusano, Keigo Watanabe, Maki K. Habib
  • Journal Title: Artificial Life and Robotics, Springer Volume: 23/2 Pages: 186-191
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10015-017-0411-0
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Machining Robot with Vibrational Motion and 3D Printer-Like Data Interface (2018)
  • Author(s): F. Nagata, K. Watanabe and Maki K. Habib
  • Journal Title: nternational Journal of Automation and Computing Volume: 15/1 Pages: 1-15
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11633-017-1101-z
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Outline Font Handler for Industrial Robots (2018)
  • Author(s): F. Nagata, Y. Seda, K. Hamada, S. Suzuki, A. Otsuka, T. Ikeda, H. Ochi, K. Watanabe, M.K. Habib and T. Kusano
  • Journal Title: Proceedings of The 2018 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA 2018) Volume: 1 Pages: 1823-1828
  • DOI: 10.1109/ICMA.2018.8484701
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Defect Detection Using Deep Convolutional Neural Networks, Support Vector Machines and Template Matching Techniques (2019)
  • Author(s): Fusaomi Nagata
  • Organizer: 2019 International Conference on Soft Computing & Machine Learning(SCML2019), Wuhan, China
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] CAD/CAM Interface for Industrial Robots (2018)
  • Author(s): fusaomi Nagata
  • Organizer: The 8th International Conference on Electronics, Communications and Networks
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] Development of Design and Training Application for Deep Convolutional Neural Networks and Support Vector Machines, Machine Vision and Navigation, edited by Oleg Sergiyenko, Wendy Flores-Fuentes, Paolo Mercorelli (2019)
  • Author(s): F. Nagata, K. Tokuno, K. Watanabe and Maki K. Habib
  • Total Pages: 17
  • Publisher: Springer
• [Remarks] 山陽小野田市立山口東京理科大学研究者データベース
  • URL: https://unipa.tusy.ac.jp/kg/japanese/researchersHtml/A19749/A19749_Researcher.html
• [Remarks] 山陽小野田市立山口東京理科大学工学部機械工学科永田研究室
  • URL: http://www.rs.tusy.ac.jp/nagata/research_2016.htm