研究開発された技術紹介

5軸加工ではCAMシステムの高度な機能の使いこなしが求められるが、その入力情報となる加工工程の設計は、未だ人の技能に依存しており、5軸加工のメリットを十分に引き出せていない。本提案では、工程設計を自動化して加工時間が最短となる加工法案を導出するため、1.体積速度による加工時間近似計算に基づく工具の自動選定、2.除去領域算出および工具経路生成による加工時間予測に基づく工具姿勢の自動決定の研究開発を行う

工程設計を自動化し、加工時間が最短となる加工法を導出する5軸加工向け工程設計自動化ツールの開発
・一体化部品・複雑形状の工程設計における人の作業工数を従来と比較して50%以上削減する

(新技術)
＜5軸加工向け工程設計自動化ツール＞
特徴
・非熟練技能者でも工程設計が可能、教育支援にも有効
・低コスト化・短納期化による国際競争力アップ
・余剰時間で一体化部品・複雑形状等高付加価値製品の生産力アップ

・体積速度による加工時間近似計算に基づく工具の自動選定プログラムの開発　
-使用工具や工具突出し量等、技能者が考案する時間が不要となり、CAM作業時間が短縮した

・除去領域算出及び工具経路生成による加工時間予測に基づく工具姿勢の自動決定プログラムの開発　
-加工除去体積の計算にボクセルモデルを用いた工具姿勢決定支援ソフトウェアを開発　
-計算時間の短縮、計算精度の改善を目的に、加工除去体積の計算にZマップを用いた工具姿勢決定支援ソフトウェアを開発　
-ソフトウェアが決定した工具と工具姿勢により満足する加工結果が得られ、CAM作業における試行錯誤がなくなった

・実証システムの開発と評価　
-工具選定支援ソフトウェア及び工具姿勢決定支援ソフトウェアの検証と改良を繰り返し、
実証システムを開発した　
-検証用モデルを対象に、実証システムを用いた工程設計と技能者による工程設計の所要時間を比較し、作業時間が50%以上短縮できることを確認した

・H24年 近畿情報システム産業協議会「ビジネスカンファレンス」出展
・H24年 関西機械要素技術展に出展
・H26年10月30日～11月4日 日本国際工作機械見本市（JIMTOF 2014）
・H27年3月3日 日刊工業新聞
　設計開発フロンティア：キタムラ機械 CNC コントローラ
・H27年9月10日 日本物流新聞
　｢工作機械、切削でも3D プリンタ化｣、｢革新的知能化でNC プログラムレスに｣という見出し
・H27年10月5日～10月10日 欧州工作機械見本市（EMO MILANO 2015）
　キタムラ機械の展示ブースに試作機を展示してデモ加工を実施
・H28年12月10日 日本物流新聞
　｢検証 JIMTOF2016｣という記事の中で、キタムラ機械が参考出品した試作機が紹介された。
・H28年9月12日～9月17日 国際製造技術見本市（IMTS2016）
　キタムラ機械の展示ブースに試作機を展示してデモ加工を実施した。
・H28年11月17日～11月22日 日本国際工作機械見本市（JIMTOF2016）
　キタムラ機械の展示ブースに試作機を展示してデモ加工を実施した。
・H29年3月10日 日本物流新聞　
　｢JIMTOF2016 の注目技術とスマート工場への期待｣という見出し

別件の研究開発「SIP（戦略的イノベーション創造プログラム）/革新的設計生産技術」テーマ「CAM-CNC統合による革新的な工作機械の知能化と機械加工技術の高度化」で本研究の一部を活用することにより、加工工程設計から加工実施までの自動化を実現。加工作業者は、上記により、加工工程設計の検討作業、NCプログラムの作成作業から解放される。

・H24年度の実用化に成功　・ユーザが試用可能なシステムあり(有償)
・H26年度「SIP（戦略的イノベーション創造プログラム）/革新的設計生産技術」テーマ「CAM-CNC統合による革新的な工作機械の知能化と機械加工技術の高度化」で本研究の一部を活用。

・複雑形状化→一体化部品・複雑形状の切削加工で利用される5軸加工及びCAMシステムの自動化を実現
・工数削減→一体化部品・複雑形状の加工工程設計における人の作業工数を従来比50%以上削減
・低コスト化→上記工数削減により、加工にかかる労務費を削減

パイロットユーザーを探索中、中間製品としての販路開拓を進める
・機械メーカー、cAm事業者等をターゲットに、パイロットユーザーを探索中
・最終製品段階では、個別ユーザ毎に仕様すり合わせが必要であるため、受注開発でのベースとなる中間製品としての販路開拓を進める
・当面は現行仕様にて市場の反応を確認し、改善の方向性を見極める予定

別件の研究開発「SIP（戦略的イノベーション創造プログラム）/革新的設計生産技術」テーマ「CAM-CNC統合による革新的な工作機械の知能化と機械加工技術の高度化」にて、本研究の成果の一部を活用し、加工工程設計の自動化を実現しており、「CAM-CNC統合」と併せての事業化を模索している。

本研究は、粗工程には有効であるが、仕上げ工程には精度不足という指摘を頂いており、解決のために追加研究が必要になる。

工作機械メーカー、CAMメーカー、独自にCAM開発を行うユーザなど、幅広く可能性を模索したい。