2019 Fiscal Year Research-status Report
複雑立体造形における技能解明と次世代鋳造システムの構築
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18K13729
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
田崎 良佑 青山学院大学, 理工学部, 准教授 (70644467)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生産加工 / 知能システム / 鋳造 / プレス / 付加製造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鋳造プロセスにおける作業動作の人工技能化による新たなものづくりシステムの実現を主目的とし，機械設計，計測・制御系設計，技能実装とその統合化を進め，さらに研究期間中 にはプレスキャスティングデバイスをプロトタイプとして製作する．新開発装置 に関わる要素技術をつぎに示す．各システム・成果は更に別プロセスへの波及性を検証する．
流体制御とロボット機構の新提案による要素技術として、①鋳型の空洞：キャビティ姿勢の最適化計算法、②計算流体力学にもとづく乱流要素抽出と評価アルゴリズムの提案による複雑設計技術、③付加製造技術を応用した高速砂型造形法 液体(接着剤)塗布の送り速度を動的制御する吐出幅可変調整による高速積層造形技術、④溶融金属加圧時の反力情報による鋳型内流動挙動推定手法 プレス充填中の動的反力計測と鋳型内金属温度・粘性・圧力・流動の状態検知技術、⑤流動安定化と加圧量最適化を考慮した予測型最適制御則 上昇流動する溶融金属流動の層流化と圧力調整のためのアクチュエータ動作制御技術、⑥マクロマイクロ制御による高速フィードバック付加力制御則 ロボットアーム先端に工具把持・動作モジュールを搭載した高速高精度研磨制御技術 の研究を推進する。
これら個々の学術研究成果の統合から成る新たな鋳造デバイスは，三次元形状データを持つ 誰にでも容易に鋳造を利用でき，欲しい形状を直ぐに提供できる次世代ものづくりサービス技術の先駆けとなる．鋳造技能者が居なくても，また都市部など何処であっても金属立体物 を造形できることからアーバン(都市型)プレスキャスティング：APC 法と呼ぶことにする．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画のとおり、今年度中に、①付加製造技術を応用した高速砂型造形法 液体(接着剤)塗布の送り速度を動的制御する吐出幅可変調整による高速積層造形技術と、②溶融金属加圧時の反力情報による鋳型内流動挙動推定手法 プレス充填中の動的反力計測と鋳型内金属温度・粘性・圧力・流動の状態検知技術を実施し、予想される成果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
下記の２つについて特に、シミュレーションと実験の両面から研究を推進する。①流動安定化と加圧量最適化を考慮した予測型最適制御則 上昇流動する溶融金属流動の層流化と圧力調整のためのアクチュエータ動作制御技術、②マクロマイクロ制御による高速フィードバック付加力制御則 ロボットアーム先端に工具把持・動作モジュールを搭載した高速高精度研磨制御技術
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