学習機能をもつ次世代CAM-体型コントローラによる自由曲面加工システムの高性能化

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本研究は,翼形のような軸形状の自由曲面やエンジン用カムのような非円形断面を有する製品を高速高精度に加工することを目的に行われたものである.このために,既に開発された自由曲面加工システムの高知能・高性能化を目指して,学習機能を有する工作機械のコントローラの開発を試みた.本研究で用いた自由曲面加工システムは,リニアモータで独立に駆動される2つの加工テーブル上に,それぞれ配置された回転型の切削工具を同時に使用して加工を行うものである.このシステムでは,2つの切削工具に挟まれるように工作物が配置されており,バランスカット方式により効率良く加工を行うことができる.この加工システムのコントローラには,独自に開発された適応制御アルゴリズムが組み込まれている.これにより常に高いサーボ系のトラッキング精度を保つことができる.さらに,加工中の切削力を予測するために,コントローラには加工シミュレータ機能が一体化されている.本研究では,昨年度までに開発した加工シミュレータの機能拡張を行った.具体的には,加工中にフィードバックされる最新の加工情報に基づいて,内部パラメータを自動調整することができる学習機能を加工シミュレータに組み込み,さらに,これを工作機械のコントローラに一体化したシステムを構築した.開発した加工シミュレータを用いることによって,加工中の切削力を精度良く予測することができ,過大な切削力の発生を防ぐように,リアルタイムでコントローラが最適な送り量を決定し,これに基づいて工具経路を自動生成することができるようになった.