精密形状の自動直接創成を実現するCAM-CNC統合ダイレクトFJPシステムの開発

开发CAM-CNC一体化直接FJP系统，实现自动直接创建精密形状

• 批准号: 22K14160
• 负责人: 大和 駿太郎
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14160/
• 关键词: 送り速度計画; 時間依存プロセス; FJP; CAM; 基底関数; CNC; 送り速度スケジューリング

FJPプロセスにおいて，最終的な研磨形状は，プロセス影響関数（PIF：単位時間当たりの材料除去フットプリント）と，各工具パス点での滞留時間密度（＝送り速度の逆数）の畳み込み積分によって決定される．そのため，研磨形状を精密に制御するには，同定したPIFに基づき逆畳み込み積分（＝逆問題）を解いて送り速度を計画することが必要である．しかし，一般的にこの逆問題は計算コストが高く，最終目標を実現するためには，より高速なアルゴリズムが必要である．本年度は，1つの直線パスを設計する単純な2次元問題あるいはそれに帰着可能な3次元形状を対象に，機械の最大速度・加速度制約の範囲内で，所望の形状を得る送り速度を高速に最適設計する基礎理論を構築した．具体的には，計画する滞留時間密度プロファイルをB-splineなどで基底関数表現することでPIFと基底関数を組み合わせたプロセス基底関数（PBF）を新たに定義し，PBFを用いて逆問題を解くことを提案した．この方法により，計算速度が劇的に向上することが判明した．さらに，基底関数形状を制御することで最大速度・加速度などの機械制約を考慮した精緻な送り速度計画を実現し，計算速度だけでなく，最終的な形状精度も従来手法と比較して大幅に向上できることを，シミュレーションおよび実験によって確認した．併せて，提案アルゴリズムをコントローラ内部に実装・統合可能な知能化FJPテストベンチの構造・システム設計を行い，製作を進めている．

The final grinding shape of FJP is determined by the integral of the residence time density (= inverse of the feed speed) of each tool point. The shape of the grinding is precisely controlled by the same PIF, and the inverse integral (= inverse problem) is solved by the speed of the grinding. In general, the inverse problem is calculated at a high speed, and the ultimate goal is realized at a high speed. This year, the first straight line design is a pure 2-D problem, and the second one is a possible 3-D shape object, and the maximum speed and acceleration constraints of the machine are within the range. The specific residence time density of the project is B-split, and the basic relationship expression is PIF. The basic relationship expression is PBF. The method is to calculate the speed of the rapid upward movement of the light. In addition, the mechanical constraints of the maximum velocity and acceleration of the substrate shape control are considered. The velocity plan is carefully implemented. The velocity is calculated. The final shape accuracy is compared with the method. And then, the proposal of the FJP system design, construction and integration of the FJP system design, production and development.

项目成果

Novel deconvolution based feedrate scheduling towards a new class of CAM for time-dependent processes

基于新型反卷积的进给率调度，针对时间相关过程的新型 CAM

• 发表时间: 2022
• 作者: Shuntaro Yamato;Burak Sencer;Anthony Beaucamp
• 通讯作者: Anthony Beaucamp

流体ジェット研磨過程における影響関数推定モデルの曲面工作物への適用

影响函数估计模型在曲面工件流体喷射抛光过程中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: Beaucamp Anthony;Mizoue Yuichi;Yamato Shuntaro;Sencer Burak;大和駿太郎;井町圭輔，松原厚，Anthony Beaucamp，大和駿太郎
• 通讯作者: 井町圭輔，松原厚，Anthony Beaucamp，大和駿太郎

Oregon State University(米国)

俄勒冈州立大学（美国）

プロセス 基底関数を用いた時間依存プロセスにおける送り速度計画法

使用基函数的时间相关过程中的过程进给率规划方法

• 发表时间: 2023
• 作者: Beaucamp Anthony;Mizoue Yuichi;Yamato Shuntaro;Sencer Burak;大和駿太郎
• 通讯作者: 大和駿太郎

Feed scheduling for time-dependent machining processes by optimization of bulk removal and NC blocks

• DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2022.117786
• 发表时间: 2022-09
• 期刊: Journal of Materials Processing Technology
• 影响因子: 6.3
• 作者: Anthony Beaucamp;Yuichi Mizoue;Shuntaro Yamato;B. Sencer