明日本大学教授高橋進職業能力開発総合大学校教授村上智広図図11 セセンンササ内内蔵蔵モモデルル実実験験用用金金型型概概要要 図図22 角角筒筒絞絞りり用用モモデデルル実実験験用用金金型型 １．研究の目的と背景２．金型内蔵センサによるプロセス可視化実験2)ソフトセンシング）とハードセンシングの融合による3)成形加工時のサーボプレス機械の動的応答特性の計キーワード：モーション制御，変形メカニズム，シミュレーションインダストリー４．０などの次世代生産技術が求められる中，ものづくりIoTへの期待が高まっており，塑性加工プロセスや生産技術の見える化，知能化に関する要素及びシステム技術の研究開発が急務となっている．昨今においてサーボプレスの登場でプレス加工技術がアナログからデジタルに変遷していることや，ネットワーク，ビッグデータ処理技術など情報通信環境も飛躍的に進歩したことから，塑性加工業界においても，プロセスの見える化や知能化などへの取組みが増えている．サーボプレスの普及により，各種スライドモーションを適用した摩擦低減や成形性向上などの効果が上がっており,ハイテン材など難加工材加工に関する有用性が実証されている．しかし，そのメカニズムは必ずしも解明されておらず，サーボプレスを使いこなすにはまだ多くの課題が残されている1)．金型内での素材変形や金型との接触や摩擦摩耗形態のモニタリングが難しく，パルスモーションなどを適用した場合，素材の変形や素材と金型界面での摩擦現象が動的に変化するため，そのセンシング技術がさらに難しい．本研究では，知的デジタル加工システムの実現のためにプレス加工IoTシステムを構成する下記要素技術の開発を行う．1)センサ内蔵モデル金型（プロセス可視化シミュレータ）の開発プロセス見える化（知的センシング）技術の開発測評価2･1センサ内蔵板材成形シミュレータの開発金型内で時々刻々に変化する素材変形および潤滑状態をその場で正確に把握するために，成形時に素材の変形に伴って金型が受ける応力や素材と金型間の摺動摩擦，さらに温度などの情報を高い周波数にも応答できるセンサを金型に内蔵させ，素材変形形態や摺動摩擦などを評価できる板材成形シミュレータ（モデル実験）の開発を行った．図1にシミュレータのイメージ図を示す．しわ抑え板に，複数のセンサを内蔵することにより，成形時の素材と金型との接触形態（面圧の変化やしわ発生の有無など），摺動摩擦係数，温度などを測定する．特にサーボプレスのパルスモーションなどを適用した場合の動的特性を測定可能にする．図2（a）に角筒絞り金型のしわ抑え板にセンサを内蔵した場合の概要を示す．素材としわ抑え板との間の垂直方向と摺動方向の荷重測定が可能な3軸ピエゾ力センサ（キスラー社製，型式9017C）をコーナー部と直辺部に内蔵させた．また，摺動によって発生する熱を測定するために熱電対を同じくコーナー部と直辺部に1個ずつ（平成29年度重点研究開発助成Aグループ研究AF-2017001）東京都立大学教授楊(a)センサ内蔵しわ抑え板概要(b)金型イメージ(c)データ記録システム− 59 − デジタルプレス加工のプロセス見える化・知能化技術開発
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