Development of Innovative Robot Polishing Technology by Model Based Simulation and Optimization involving AI

通过人工智能的基于模型的仿真和优化开发创新的机器人抛光技术

基本信息

批准号：
22K03866
负责人：
畝田道雄
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kanazawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

本研究の目的は，従来の常識を覆す究極の3次元ロボット研磨技術を開発することにある．具体的には，(I)3次元研磨プロセスのモデルベースシミュレーション技術の開発，(II)モデルベースで取り扱うことができない当該プロセスでの実現象を「見える化」し，それをデータドリブン型で取り扱えるAI融合最適化システムの開発，(III)これらに基づく革新的3次元ロボット研磨技術の開発と実証，に取り組むものである．第1年度となる2022年度は当初計画通り，3次元ロボット研磨の実証実験環境を整備した．ロボットには6軸多関節協働ロボットを採用することを通じて，安全面を確実に確保するとともに，ロボットに作用する多様な荷重をモニタリングできるように整備している．さらには，現行の消耗材の課題を加味しながら，大型3次元工作物の研磨特性（研磨能率・精度）に及ぼす研磨条件（研磨パッド種類やその表面構造・スラリー組成・機械条件）やスラリー流動などの影響を実験的に見える化することに成功し，一連の定量評価結果を得た．とりわけ，ここでは本研究室で試作した研磨界面の可視化できる「2軸トラバース制御研磨装置」を用いるとともにスラリー組成に着目し，揮発性（乾燥性）が高いものほど良好な研磨特性を示しうることを明らかにした．また，モデルベースシミュレーションの構築について，「プロセスモデル開発」から進めており，今後，シミュレーションと実験結果の比較を通じたパラメータチューニングを行っていくことにしている．

这项研究的目的是开发颠覆传统观念的终极三维机器人抛光技术。具体来说，我们将（I）开发基于模型的三维抛光过程模拟技术，以及（II）将过程中无法使用模型处理的实际现象可视化，并以数据驱动的方式处理它们。开发人工智能集成优化系统，以及（III）开发并演示基于这些系统的创新3D机器人抛光技术。第一年，即2022年，我们按照原计划准备了3D机器人抛光示范实验环境。通过为机器人采用6轴关节型协作机器人，我们确保了安全性，并配备了监控作用在机器人上的各种负载。此外，在考虑到当前耗材问题的同时，我们还研究了影响大三板抛光特性（抛光效率和精度）的抛光条件（抛光垫类型、表面结构、浆料成分、机器条件）和浆料流量。我们成功地通过实验可视化了这些因素的影响，并获得了一系列定量评估结果。特别是，我们使用了实验室原型的“两轴横移控制抛光装置”，可以可视化抛光界面，并重点研究浆料成分，证明其挥发性（干燥）越多，抛光效果越好属性显露出来。此外，我们正在从“工艺模型开发”开始构建基于模型的模拟，并计划在未来通过比较模拟和实验结果来进行参数调整。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

2軸制御研磨装置と小径ポリッシャーを用いた研磨プロセスの見える化による3D研磨のメカニズム考察

使用2轴控制抛光装置和小直径抛光机将抛光过程可视化的3D抛光机制

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Chenxue Wang;Tomohiro Sasaki;Atsutoshi Hirao;辻田容希，谷貴幸，後藤啓光，平尾篤利，毛利尚武;平尾篤利，辻田容希，後藤啓光，谷貴幸;齋藤光太郎，畝田道雄，天髙恭祐，堀田和利，森永均
通讯作者：
齋藤光太郎，畝田道雄，天髙恭祐，堀田和利，森永均