| 研究課題/領域番号 |
22K03866
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
畝田 道雄 金沢工業大学, 工学部, 教授 (00298324)
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| 研究分担者 |
鈴木 教和 中央大学, 理工学部, 教授 (00359754)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | モデルベースシミュレーション / AI融合最適化 / 革新的ロボット研磨技術 / データドリブン / 最終仕上げ工程 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在，大型工作物の最終仕上げ工程では熟練工による手動3次元研磨が施されている．最終製品の良否を決める重要工程であって，自動化技術の開発が試みられているが，成功例は殆どない．本研究では，生産性や精度の飛躍的向上を実現できる革新的ロボット研磨技術を開発する．まず，3次元研磨をコンピュータで再現できるモデルベースシミュレーション技術を開発する．さらに，当該技術とデータドリブン技術を融合し，3次元研磨で重要な研磨条件の最適化を実現するAI融合最適化システムを開発する．ロボットアームを制御し，熟練工も考えつかない最適条件で高性能加工を実現できる3次元研磨技術を開発し，次世代の自動化技術の確立を目指す．
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，従来の常識を覆す究極の3次元ロボット研磨技術を開発することにある．具体的には，(I)3次元研磨プロセスのモデルベースシミュレーション技術の開発，(II)モデルベースで取り扱うことができない当該プロセスでの実現象を「見える化」し，それをデータドリブン型で取り扱えるAI融合最適化システムの開発，(III)これらに基づく革新的3次元ロボット研磨技術の開発と実証，に取り組むものである．
第1年度となる2022年度は当初計画通り，3次元ロボット研磨の実証実験環境を整備した．ロボットには6軸多関節協働ロボットを採用することを通じて，安全面を確実に確保するとともに，ロボットに作用する多様な荷重をモニタリングできるように整備している．
さらには，現行の消耗材の課題を加味しながら，大型3次元工作物の研磨特性（研磨能率・精度）に及ぼす研磨条件（研磨パッド種類やその表面構造・スラリー組成・機械条件）やスラリー流動などの影響を実験的に見える化することに成功し，一連の定量評価結果を得た．とりわけ，ここでは本研究室で試作した研磨界面の可視化できる「2軸トラバース制御研磨装置」を用いるとともにスラリー組成に着目し，揮発性（乾燥性）が高いものほど良好な研磨特性を示しうることを明らかにした．
また，モデルベースシミュレーションの構築について，「プロセスモデル開発」から進めており，今後，シミュレーションと実験結果の比較を通じたパラメータチューニングを行っていくことにしている．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画通りに申請者の研究室で3次元ロボット研磨システムを導入することに成功し，申請者自身も「産業用ロボット特別教育インストラクター（中央労働災害防止協会）」の資格を得て，本研究を遂行するための準備を整えることができている．
モデルベースシミュレーションについては「プロセスモデル開発」に留まったことから，「おおむね順調」という判断とした．
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| 今後の研究の推進方策 |
申請調書にも記載したとおり，多様な専門を有するアドバイザーと適宜コンタクトを取りつつ，独創性ある本研究を進展させる．
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