研究開発された技術紹介

硬さ試験は最も基本的な材料試験だが、従来の試験方法では試験片を作成して行うため、生産ラインに組み込むことや複雑な形状や任意の空間位置の部材に対して“硬さ”を測ることはできなかった。一方、自動車産業では、生産国の多様化による品質のばらつきを抑えるため、生産ラインで様々な形状部品に対応した硬さ試験が望まれている。本開発では産業ロボットのグリッパとして硬さセンサと低侵襲で高精度な計測技術の実用化を図る

自動車産業の高度化及び品質管理の向上を目的とし、産業ロボットのグリッパ用に""硬さ試験機""の技術を応用し、自動車部品の全数を生産ライン上で検査する""硬さセンサ""と""低侵襲で高精度な計測技術""の実用化を図る
(新技術)
""硬さセンサ""と""低侵襲で高精度な計測技術""の実用化を図る
(新技術の特徴)
生産ラインへの組込み可能、多様な部品形状に合わせた""硬さ試験""が可能になる

・産業ロボットが可搬できる形状、重量を有する""硬さセンサ""の開発
‐軽量コンパクトな構造を実現した
・標準の""硬さ試験機""と同等の検査精度の実現のための補正技術の開発
‐加工上がりの状態で正確な""硬さ""を計測する手法を確立した
‐多様な""硬さ試験""に付随した機能をグリッパ先端で実現させた
・硬さ計測のための周辺技術の開発
・硬さの計測環境を整えるための制御手法の確立

・生産ラインに組み込み可能な自動車部品の""硬さ""計測装置
・電動型ロックウェル硬さ試験機
・硬さ試験グリッパ

・開発した試験機は従来の硬さ試験機とデータの整合性やJISなどの規格による検証が行える汎用性を考慮しており、従来機より小型化できたが、生産ラインに組み込むためにはなお一層の小型化が求められる
・また、生産現場における硬さ試験の真のニーズが、ユーザーが独自に定めた許容値に基づく合否判定であることから、機能を限定することでさらなる小型化につなげたい

・産業ロボットが可搬できる軽量・コンパクトな“硬さセンサ”により、装置の利便性が向上
‐従来のロックウェル硬さ試験機では、試料の表面を加工しないと内部の硬さを評価できなかった
‐「電動型ロックウェル硬さ試験機」を開発したことによって、従来型の寸法1/2以下、重量1/3以下を実現し、試料表面の酸化被膜や凹凸を加工することなく、内部の硬さを正確に評価可能になった
‐試験機本体に接続可能でコントローラとPCの機体を一体化した、オールインワンとなる装置構成を実現した
・低侵襲または非破壊で精度の高い計測技術により、作業プロセスの簡素化に寄与
・高度な周辺技術、計測環境を整える制御技術により、利用範囲が拡大
‐コンパクトで計測レンジが広く、低ノイズで分解能が高い荷重センサの計測用回路を開発した
‐高精度の測定を行うため、外乱振動を抑制する制御法を確立した

「インラインに適した計装化押し込み試験方法」の確立やFEM(有限要素法)構造解析を用いた"硬さ試験"のシミュレーション検証、外部振動に頑強な制御技術の確立など、現在の体制を維持しながら、産学官連携による研究開発を進め、新たな"硬さ試験技術"の実用化を創造する

生産現場に適した「試作機」が未完成であること

生産現場でのインライン硬さ測定を必要とする1号機ユーザーの獲得を目指し、新たな硬さ試験技術を確立して実用化・製品化を図る