2019 Fiscal Year Research-status Report
手動注湯に対する注湯状態推定と熟練注湯技能を再現する注湯制御システムの開発
| Project/Area Number |
18K04016
|
|---|
| Research Institution | University of Yamanashi |
|---|
Principal Investigator |
野田 善之 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (60426492)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今村 孝 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (10422809)
中山 栄浩 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40227971)
阿部 壮志 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (60756469)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 技能解析 / 流量推定 / 作業と品質の関係解析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
注湯技能評価システムの開発を実施した。作業者による手動注湯に対して、クレーンフックと取鍋の間にロードセルを設置することで、取鍋から流出する溶融金属の重量を計測できる。また、取鍋に姿勢角センサを設置することで取鍋傾動角度および角速度が計測できる。そして、これらのセンサデータを基に、拡張カルマンフィルタを用いた注湯流量推定システムを構築した。注湯流量推定システムの構築において、３Ｄスキャナで取鍋内部形状を測定し、３Ｄ－ＣＡＤのＡＰＩ機能にて計測された取鍋内部形状データからモデルパラメータをシステマチックに導出するシステムを開発した。この注湯流量推定システムによって、センサノイズの影響を抑え、高精度に注湯流量が検出できることを確認した。さらに、推定された注湯流量データを基に、相関係数および動的時間伸縮法によるマンハッタン距離で数値化し、ロジスティックス回帰分析で鋳物品質と注湯流量の関係解析を行うシステムを開発した。開発システムを用いて、注湯作業の熟練者と未習熟者による注湯作業に対して解析を行い、注湯技能を定量的に評価した。熟練者による注湯作業では、鋳物品質が良好になる最良注湯流量に類似した注湯流量が得られており、ばらつきも小さいことが確認された。また、未習熟者による注湯作業では注湯回数が増えるとともに、マンハッタン距離が０に近づくことから未習熟者の注湯技能が向上していることが定量的に確認された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定では、注湯流量推定に基づく注湯技能解析を実施する予定であり、予定通りに注湯技能解析手法の開発及び検証実験を行い、開発手法の有用性を示した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
作業者による手動注湯で取得された注湯流量データを基に、注湯流量制御を実装した自動注湯機で高精度に注湯作業を再現する注湯制御システムを開発する。
|
