2020 Fiscal Year Annual Research Report
State Analysis of Manual Pouring and Development of Control System Replicating Skilled Pouring-Work
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18K04016
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
野田 善之 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60426492)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 鋳造産業 / 注湯制御 / 技能評価 / モデルパラメータ同定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に開発した注湯技能評価システムでは、注湯作業の計測においてセンサ類が有線で実装されているため、計測環境の安全性確保が困難であった。そこで、2021年度はロードセルおよび姿勢角センサの無線化を実施した。センサ類を無線化したことで多くの鋳造工場での注湯作業計測が可能となった。また、注湯状態推定および注湯制御システムの設計で必要となる注湯数理モデルのモデルパラメータを注湯中に推定できるオンラインモデルパラメータ同定システムを開発した。このモデルパラメータ同定は注湯作業間に終えることが求められるため、短時間での求解が必要である。そこで、出湯開始角度を黄金分割法で同定し、注湯流量係数と液体密度をガウスニュートン法で同定する２段階同定法を提案する。また、パラメータの参照にルックアップテーブルを用いることで演算の高速化を実施する。これにより、モデルパラメータ同定を３秒以内で完了することが可能となり、注湯作業間でのパラメータ同定を実現した。
研究期間を通じて実施した研究の成果として、手動注湯作業の計測および注湯技能を定量的に評価できる注湯技能評価システムを開発し、実際の注湯現場での検証実験により、熟練者と未習熟者の注湯技能を定量的に評価し、その有用性を示した。また、注湯技能評価システムより得られた注湯流量を教示データとして、自動注湯機で熟練注湯技能を再現する注湯制御システムを開発した。検証実験により、教示データである注湯流量データに高精度に再現する注湯制御システムを実現した。
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