研究課題
ボールエンドミルの微小振動制御が可能な加工ロボットを開発し、発泡スチロール型の加工実験による最適加工条件の抽出を行った。発泡スチロール型の加工工程ではCNC 工作機械による荒加工後に熟練作業者は仕上げ工具を前後左右に小刻みに動かしながら手作業で加工面を仕上げている。本研究ではエンドミルに微小振動を発生させ、振幅や周期を調整することで加工品質の向上を図った。エンドミルのサイズ（直径 3 mm程度）、刃形状と刃数（2枚刃のスパイラルボールエンドミル）、エンドミルの送り速度（3 cm/s以下）と回転速度（55,000 rpm程度）、切り込み量（20 mm以下）、エンドミルに与える振幅（ピックフィードに近い値）、エンドミルに与える微小振動の周期（振幅と同程度の発生頻度）を発泡スチロール型の最適な加工条件の指針値として示した。また、3Dプリンターへの出力形式であるSTLデータを用いてロボット加工を行うためのインタフェイスを検討することで従来のCAM工程を省力化できるシステムの可能性を示した。加工実験から3Dプリンターと同等のユーザインタフェイスで加工ロボットを利用できることが示された。この場合、STLデータに含まれる多数の三角パッチから直接加工用パスを生成させると既加工領域がオーバカットされてしまうショートカットパスが含まれることになるため、オーバカットを回避するための加工パスの生成法についても検討した。更にDepthセンサとして普及しているKinectを用いて3D点群を意味するポイントクラウドデータ(PCD)を撮影し、PCDをハンドリングできるPoint Cloud Libraryを用いて3Dプリンターで利用可能な三角パッチベースのSTLデータを生成させ、簡単なリバースエンジニアリングの実現方法を示した。これにより、加工ロボットを用いて実際の人物顔などの切削加工も可能になった。
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すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 8件、 査読あり 10件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件)
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