2020 Fiscal Year Research-status Report
多軸工作機械用構造解析シミュレータの開発と効率的な構造最適化
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20K04206
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
高杉 敬吾 金沢大学, 機械工学系, 助教 (80710235)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森本 喜隆 金沢工業大学, 工学部, 教授 (00290734)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 形状創成理論 / 5軸工作機械 / 非直交回転軸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の並進3軸＋直交回転2軸形の5軸工作機械の軸構成に加え，近年では回転軸を４５度傾斜させた，非直交型の５軸工作機械の開発が進んでいる．非直交型では，従来課題であった機械剛性と加工スペースの両立が可能となるとなる利点を持つ一方，直交型だけでも理論上162通りの組み合わせがある５軸工作機械構造に対して，さらに回転軸を傾斜さることを許容すれば，その組み合わせは非常に膨大となる．現状では，個々に合わせた運動学を用意する必要があるため非効率であるといった課題があった．そこで本年度では，傾斜軸を許容する５軸工作機械構造に対する形状創成理論の一般化を行った．５軸工作機械構造での並進３軸および回転２軸の並びと，各軸のなす角に応じて，任意の位置，姿勢をとることができるか（フィージビリティ）が決まり，構造によってはとれない位置あるいは姿勢が存在してしまい，５軸工作機械構造としては不適切となる．しかしながら，傾斜軸を許容する５軸工作機械構造とフィージビリティの関係を理論的に解明するには，従来の形状創成理論では不十分であり，傾斜軸をも考慮した一般化が必須であり，これまで完全に一般化されたものはなかった．本成果では，一般化形状創成理論の導出および，フィージビリティを決める条件の導出に成功した．従って本成果により，本課題の最終目標である，これまでにない全く新しい工作機械構造の創発に対してベースとなる数学モデルが確立できたといえ，極めて重要で有意義な研究成果を得た．
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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
本年度の目標である，傾斜軸を許容する形状創成関数の導出は完了したことから，概ね順調に推移している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度によって傾斜軸を許容する５軸工作機械構造の形状創成関数を得ることができたことから，今後は，それを用いて予定通り５軸工作機械構造解析シミュレータの開発にあたる．
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| Causes of Carryover |
出張費の支出が予定よりも少なくなったため．
次年度では学会発表等積極的な出張を予定する．
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