デジタルツインを活用した自律的プロセス制御による切削加工の完全自動化

R4年度はエンドミル加工における工具・被削材の弾性変形に起因する加工誤差のシミュレーションに取り組んだ．先行研究において，工具の弾性変形に起因する加工誤差のシミュレーション方法は既に確立されているが，本研究では従来方法を基に，計算を並列化しGPUを活用して高速にシミュレーションする新たな方法を提案し，論文として現在投稿中である．被削材の弾性変形については，ボクセルモデルに梁要素を導入した変形解析手法を提案した．以上の手法は論文投稿し，既に学術誌に掲載されている．加えて，被削材変形に起因する加工誤差を予測する方法も提案し，学会で口頭発表した．以上の加工誤差のシミュレーションは，本研究の目的であるモデルベースでの切削条件の最適化を実現するうえで不可能である．加えてシミュレーションの高速化は，生産現場で実用的にシミュレーション技術を活用するにあたり必須である．工具の弾性変形を予測するうえで，工具系の剛性パラメータを実験的に導出する必要があることから，試し削りにおいて得られる加工面の加工誤差を機上で計測し，計測結果から合成パラメータを導出可能か検証を行った．加工誤差のシミュレーションを実行するにあたり十分な精度でパラメータ同定を行うことに成功し，得られた成果を学会で口頭発表した．以上の手法により，生産現場でもシミュレーションに必要なパラメータを簡便に同定できるなり，シミュレーションの運用が可能となる．

R4年度はエンドミル加工における工具・被削材の弾性変形に起因する加工誤差のシミュレーションに取り組んだ．先行研究において，工具の弾性変形に起因する加工誤差のシミュレーション方法は既に確立されているが，本研究では従来方法を基に，計算を並列化しGPUを活用して高速にシミュレーションする新たな方法を提案し，論文として現在投稿中である．被削材の弾性変形については，ボクセルモデルに梁要素を導入した変形解析手法を提案した．以上の手法は論文投稿し，既に学術誌に掲載されている．加えて，被削材変形に起因する加工誤差を予測する方法も提案し，学会で口頭発表した．以上の加工誤差のシミュレーションは，本研究の目的であるモデルベースでの切削条件の最適化を実現するうえで不可能である．加えてシミュレーションの高速化は，生産現場で実用的にシミュレーション技術を活用するにあたり必須である．工具の弾性変形を予測するうえで，工具系の剛性パラメータを実験的に導出する必要があることから，試し削りにおいて得られる加工面の加工誤差を機上で計測し，計測結果から合成パラメータを導出可能か検証を行った．加工誤差のシミュレーションを実行するにあたり十分な精度でパラメータ同定を行うことに成功し，得られた成果を学会で口頭発表した．以上の手法により，生産現場でもシミュレーションに必要なパラメータを簡便に同定できるなり，シミュレーションの運用が可能となる．