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機械制御

世界初!製造インラインにおける“硬さ試験”を実現!軽量・コンパクトで高精度な“硬さ”測定技術を開発

秋田県

株式会社マツザワ

2020年4月7日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 自動車産業における生産技術の高度化に対応した産業ロボット用硬さ試験グリッパの開発
基盤技術分野 機械制御
対象となる産業分野 自動車
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高性能化(精度向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(工程短縮)、高効率化(人件費削減)、低コスト化
キーワード 軽量・小型、インライン硬さ測定、全数検査
事業化状況 研究中止または停滞中
事業実施年度 平成22年度~平成24年度

プロジェクトの詳細

事業概要

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

開発した技術のポイント

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

具体的な成果

・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

試作3号機
吊り下げた状態での検証実験の様子
研究開発成果の利用シーン

・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

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・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

提携可能な製品・サービス内容

試験・分析・評価

製品・サービスのPRポイント

・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

電動型ロックウェル硬さ試験機
今後の実用化・事業化の見通し

「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

実用化・事業化にあたっての課題

生産現場に適した「試作機」が未完成であること

事業化に向けた提携や連携の希望

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

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社マツザワ
事業管理機関 公益財団法人本荘由利産学振興財団
研究等実施機関 小林無線工業株式会社
株式会社シンタ
比内時計工業株式会社 比内工場
国立大学法人秋田大学
独立行政法人国立高等専門学校機構秋田工業高等専門学校
秋田県産業技術センター 高度技術研究所

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社マツザワ(法人番号:8410001002392)
事業内容 マイクロビッカース硬さ試験機・ビッカース硬さ試験機・ロックウェル硬さ試験機・自動検査装置の設計・製作・販売
社員数 22 名
生産拠点 本社工場
本社所在地 〒019-2611 秋田県秋田市河辺戸島字七曲台120-19
ホームページ http://www.matsuzawa-ht.com
連絡先窓口 サービス課 境屋 博司
メールアドレス sakaiya@matsuzawa-ht.com
電話番号 018-882-4580