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

基本信息

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

项目摘要

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．

在FJP过程中，最终的抛光形状取决于过程影响函数的卷积整合（PIF：每单位时间的材料去除足迹）和在每个刀具传递点处的停留时间密度（=进料速率）。因此，为了精确控制抛光形状，有必要根据已确定的PIF解决反卷积积分（=反问题）并计划进料速率。但是，这个反问题通常在计算上很昂贵，并且需要更快的算法才能实现最终目标。今年，我们构建了一个基本理论，旨在以高速优化进料速度，以在机器的最大速度和加速度约束内获得所需的形状，以针对设计单个线性路径或可以实现的3D形状的简单2D问题。具体而言，我们建议通过使用b-spline或类似方式表达计划的停留时间密度曲线来定义合并PIF和基础功能的过程基础函数（PBF），并使用PBF解决逆问题。已经发现该方法显着提高了计算速度。此外，通过控制基本功能形状，我们意识到了一个精确的进料速度计划，考虑到机器的限制（例如最大速度和加速度），并通过模拟和实验确认，与常规方法相比，不仅可以计算速度，而且最终形状的准确性都可以显着提高。此外，我们正在设计和制造智能FJP测试台的结构和系统，该基准可以在控制器内实现和集成所提出的算法。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
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）