切削による一品生産の自動化を志向したCAMシステムに関する研究

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製造業において，熟練者の高齢化による退職と若者の製造業離れによる従事者の減少は喫緊の課題であり，従来のような人に依存したやり方ではなく，デジタル技術を駆使した新しいものづくりの方法を構築する必要がある．切削による部品加工では，NC工作機械による自動運転が実現されているものの，NC工作機械を稼働させるためには加工対象物ごとにNCプログラムを作成する必要があるため，この工程が多品種少量生産を行う金属加工業の生産性向上を大きく阻害している．現在，NCプログラムは，切削加工に熟知した技術者が対象物の形状から加工する領域を決定して，それぞれの加工領域に対する加工方法や加工条件を被削材の材質を考慮して決定した上で，作成している．切削は除去加工であるため，加工対象物の形状から除去領域を判断することは難しいため，現状熟練者が加工方法や加工条件を脳内で検討しながら除去領域を決定する必要がある．本研究課題では，熟練者が対象物の形状のみから除去領域を決定して，加工方法や加工条件の決定までを脳内で行っている複雑な判断処理をデジタル技術にて完全に自動化できるかという学術的「問い」に応え，金属加工業の生産性を大幅に向上し，持続可能な産業化を実現する．従来の研究では，CADデータから加工領域を抽出するためには，そのCADデータの作成時の履歴情報が必要となるため，CADデータ作成に使用したCADエンジンが必要であるという制約があったため，データの互換性やデータの移行に制約が生じ，完全な自動化には障壁があった．そこで今年度は，CADモデルのデータの互換性の課題を克服し，CAD/CAM間でのデータ連携を行うため，3次元CADモデルの表面を三角形パッチの集合で表現しているSTL(Standard Triangulated Language)形式のCADモデルのみから加工領域の抽出するアルゴリズムを提案した．