2012 Fiscal Year Annual Research Report
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23360069
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
竹内 芳美 中部大学, 工学部, 教授 (50107546)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中本 圭一 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90379339)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 巧妙加工 / 複雑形状 / 難把持形状 / 複合加工機 / ＣＡＭ |
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| Research Abstract |
世間にはどうやって作られたのか予想もつかないような超複雑な形をもつ芸術品や工芸品、職人芸というような工業品が存在する。そこには工具の工夫、把持・固定法の工夫、脆い・柔らかいなど難加工材料に対する加工法、干渉回避を巧みに行った工具経路生成、など加工物を創成する上での経験と熟練が隠されている。
そのような経験と技能が支配する形状創成の技を技術として定着し、工業品でありながら技能者によるものと同様なレベルの加工（これを巧妙加工：Dexterous Machiningと名付ける）を、自動加工機である５軸制御複合加工機で実現するためのシステム開発をするものである。これによって既成の生産概念とは異なった新たな概念である巧妙加工を提唱し、ものづくりの分野に貢献することを目的とする。
上記の研究目的に沿って３年間に渡る研究計画では、第1段階として、１主軸で旋削加工とフライス加工のできるシステムに、第２段階では３軸制御加工を５軸制御化するとともに２主軸による把持方向取換え作業のできるシステムにして拡張を図り、第３段階では工具形状と保持具を工夫し、職人技と同等以上の超複雑形状自動加工システム開発を目指す、と計画した。
初年度（Ｈ２３年）は、１主軸で旋削加工とフライス加工をできるシステムを研究し、その例として曲り円柱からなる複雑形状の削り出しを可能にした。また、第２段階にも展開でき、立方体の中に球をもつ入れ子形状の創成と鎖形状の加工法を開発することができた。
２年度（Ｈ２４年）は、形状の複雑性に加え、ウレタンゴムなど柔らかくて把持することの難しい難加工材料に対する加工法を追究し、一通りの成果を得ることができた。加えて、工具形状と保持具を工夫した超精密マイクロ加工での巧妙加工を行い、複雑形状の加工を可能にした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
３年間の研究計画で、初年度（Ｈ２３年）は、複合加工機を利用して１主軸で旋削加工とフライス加工のできるシステムを構築し、システムの基礎を確立することを目指した。その成果として、曲り円柱からなる複雑形状の削り出しを可能にした。思ったより研究が進み、翌年度の予定の研究にも着手できた。５軸制御化と２主軸による把持方向取換え作業ができるようにシステムの拡張を行うこともでき、立方体の中に球をもつ入れ子形状の創成と鎖形状の加工法を開発することができた。このように達成度は計画以上のものがあった。
２年度（Ｈ２４年）では３軸制御加工を５軸制御化することと、２主軸による把持方向取換え作業のできるシステムにして拡張を図ることを計画した。部分的ではあるが、これらはともに完成できた。加えて、超精密マイクロ加工での巧妙加工を試みた。その例として、通常では非常に加工の困難なメビウス輪の創成を手掛けた。超硬マイクロボールエンドミル工具の側面切れ刃とボール部切れ刃を巧みに使い分け、時間短縮を図りながら形状創成を行うことが可能になった。さらに、形状の複雑性に加え、ウレタンゴムなど柔らかくて把持することの難しい難加工材料に対する加工法を追究し、一通りの成果を得ることができた。これらは最終年度（Ｈ２５年）に研究をする予定であったが、前倒しで始めることができ、達成度は非常に高かったと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、工具形状と保持具を工夫することにより、職人技と同等以上の超複雑形状自動加工システム開発を目指し、付加価値の高い製品を創成できる基盤研究をすることを予定している。これに沿った今年度の研究計画は以下のようである。
職人技と同等で、しかも工業的に作り出したいという思いを可能にする例として、まず普通では保持ができないような柔軟材の加工に取り組む。その材料としてスポンジを取り上げ、３軸制御加工を実施する。上手くいけばこれを５軸制御加工にまで拡張し、更なる巧妙化を目指す。
併せて、巧妙加工の理論付けを試み、これによって我が国のものづくりの新たな方向性を提案したいと考えている。
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