研究一覧（1997年1月〜12月）

ＣＯ２レーザ切断における加工条件の最適化
　　小暮徹志，仁木努，野波正信，布引雅之，奥田孝一，長谷川素由
　　1997年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集，p1285(1997)

　CO2レーザ切断加工条件としてレーザ出力，加工速度および加工ガス圧で構成される実験空間を設定し，加工品質と利潤率評価関数の定式化を行い，これらを目的関数としてファジィ数理計画法を基に最適な加工条件を導出した．

SUS304のCO2レーザ加工条件の最適化
　　布引雅之，　奥田孝一，　長谷川素由，　木暮徹志
　　第41回レーザ熱加工研究会論文集，p128(1997)

　CO2レーザ切断加工は，加工機が高価である一方，加工の高速性，自由度の大きさ，高付加価値加工や難削材料加工への適用性といった利点を持つため，板金加工を中心に製造業に広く普及してきた．しかし，レーザ切断プロセスは部分的にしか解明されておらず，加工条件を加工対象ごとに試行錯誤的に決定しているのが現状である．さらに加工条件が，実務者の直感，経験に大きく依存したり，公差や精度を考慮しすぎて過度に安全側に設定されるといった問題もある．そこで本研究では，加工条件としてレーザ出力，送り速度，加工ガス圧を取りあげ，各加工特性値を多変量解析によって定式化する．またレーザ加工における利潤率も定式化し，これらを評価関数とする最適加工条件決定手法を提案する．本手法では，ファジィ数理計画法を適用し，顧客の要求も取り入れた上で評価項目間でトレードオフを行い，顧客にとって最も高い満足度を得られる加工条件を決定する．

尺取虫型ロボットの階段登りに関する研究
　　滝田好弘＊，布引雅之，長谷川素由
　　＊防衛大学校
　　日本機械学会第７４記通常総会講演会講演論文集，p398(1997)

　　In this research, the method of moving the inchworm-type robot which develops according to a new concept is shown. It is thought that this robot has an ability excellent with fewer joints than the wheel type and legged type and snake type in the one with the ability to traverse the obstacle such as the stairs. Then, the autonomous type robot which has five links four joints is made for trial purposes. In order to realize climbing up stairs for this robot, the kinematical analysis and the development of the program are done. As a result, the effectiveness of this robot is confirmed by the experiment.

尺取虫型ロボットの旋回運動
　　滝田好弘＊，布引雅之，長谷川素由
　　＊防衛大学校
　　日本機械学会[No.97-10]機械力学・計測制御講演論文集(Vol.B), p349 (1997)

　　This paper proposes a inchworm robot for an act of rescuing under destroyed construction. The previous report shows the method of climbing up stairs using the 5-link type robot. Unfortunately, this robot is able to move only straight. For practical use, mobile robots have to change its moving direction. This paper develped a 2nd version of a inchworm robot which added a rotational joint for changing the lateral direction of motion. In order to realize turning motion for this robot, the kinematical analysis and the development of the program are excuted. As a result, the effectiveness of this robot is confirmed by the experiment.

震災用人命探索ロボットに関する研究
　　布引雅之，滝田好弘＊，奥田孝一，長谷川素由，松本敏士
　　＊防衛大学校
　　第２回JSMEロボメカ・シンポジア講演論文集，p77(1997)

　　This paper presents a new concept of mobile robot for the disaster area after earthquake. It is necessary to develop a rescue robot which finds life under destroyed construction. These robots have to move uneven surface covered with debris, and traverse the obstacles such as the stairs. The developed inchworm robot is multi-link robot which has six links and five joints. This robot is able to change its moving direction using a rotational joint in the center of the robot. In order to realize creeping, climbing up stairs, turning, kinematical analysis and development of the program are executed. The effectiveness of this robot is confirmed experimentally.

創発システムとしての表面粗さ評価法
　　長谷川素由，奥田孝一，布引雅之，袖岡隆信，中西佑二＊
　　＊東京都立高専
　　1997年度精密工学会秋期大会学術講演会講演論文集，p528(1997)

　工学表面の表面性状は，摩擦，摩耗，潤滑などの機械的特性や電気抵抗特性および接触熱抵抗特性等と密接な関係が明らかにされている．しかし，表面粗さ性状と各特性の定量的関係については複雑で不明の点が多い．これら工学現象の解明にあたっては，ランダムな工学表面の特徴把握が重要である．そこで本研究では，工学表面粗さを定量的に評価するため，数学モデルとしてカオス，フラクタル次元で構成される創発システムとして評価する．

ＣＯ２レーザ切断過程の加工形状に関する研究
　　長谷川素由，奥田孝一，布引雅之，野波正信
　　1997年度精密工学会秋期大会学術講演会講演論文集，p218(1997)

　　被加工材にレーザビームを照射するとエネルギーの一部が被加工材に吸収され，熱に変化する．レーザ切断はこの熱を利用して材料を加熱，溶融，蒸発，除去する加工法である．しかし，関与する要因が多く複雑に係わり合っているためにその加工機構はまだ完全に解明されていない．本研究ではアシストガスに酸素を用いた鉄系材料のレーザ切断過程を検討する．まず，数値計算モデルを構築し，吸収率及び溶融物除去温度や発火温度を与え，これを基に切断面形状をシミュレーションより求める．

工作機械設計におけるファジィ意思決定手法
　　長谷川素由，奥田孝一，布引雅之，園田毅
　　1997年度精密工学会秋期大会学術講演会講演論文集，p527(1997)

　概念設計過程は芸術のような知的活動であり，設計者が解を導出する過程を解明することが困難である．設計における意思決定では，定量的情報と定性的情報とが混在している状態で設計項目・評価項目を処理しなければならない．本研究では，このような処理をファジィ意思決定として考え，人間の主観的判断やあいまいさを定量的に取り扱うファジィ理論を応用する．ファジィ意思決定支援手法を応用することにより，設計者の評価を定式化することが可能となり，設計者の意思を十分反映した意思決定が可能となる．

創発システムの応用
　　長谷川素由，大倉和博*
　　*神戸大学
　　1997年度精密工学会秋期大会学術講演会講演論文集，p 517 (1997)

移動ロボットのリカレントニューラルネットワーク走行制御
　　白山政敏*，長谷川素由
　　*石川高専
　　1997年度精密工学会秋期大会学術講演会講演論文集，p 523 (1997)

　リカレントニューラルネットワーク（ＲＮＮ）は帰還結合を許し動作に時間的要素を含むため，時系列パターンなどに対する処理を直接学習できることが知られている．本研究では，視覚用ＣＣＤカメラを装備する移動ロボットに通路の特徴的シーンを時系列パターンとして学習させ，各パターンの組み合わせに対応する走行制御特性をシミュレーションと実機走行の両面から評価することを試みたので報告する．

創発的計算による T4 ファージの自己組織化モデル
　　白山政敏*，坂口陽一*，畠山豊正**，長谷川素由
　　*石川高専，**富山大学
　　1997年度精密工学会秋期大会学術講演会講演論文集，p 525 (1997)

　Ｔ４ファージの自己組織化の過程については，生物学的知見がかなり得られているが，理論的メカニズムはまだ明らかではない．自己組織化過程の計算機シミュレーションについては，可動有限オートマトン（ＭＦＡ）を導入した Tpmpson らの研究がよく知られている．しかし，そのモデルはＭＦＡを直方体とするなど現実のＴ４ファージの形状とは異なったものとなっている．本研究では，生物学的知見を基にタンパク質の形状を考慮したＴ４ファージの自己組織化過程を計算機シミュレーションした結果について報告する．

CO2レーザ加工条件の最適化に関する一考察
　　布引雅之，奥田孝一，長谷川素由
　　機械学会関西支部第２５５回講演会講演論文集NO.974-2, pp.155(1997)

　Although it is still difficult to clarify laser cutting mechanism, laser cutting has been recognized to be an indispensable technology in the recent untraditional machining. Optimization process of laser cutting conditions is still depend on know-hows of experienced skilled workers. This paper deals with methodology to optimize cutting conditions for CO2 laser cutting. This methodology has four stages. Firstly, experiments are carried out to collect data of cut surface characteristics produced under the various conditions. Secondly, multiple regression models of cut surface characteristics are constructed using experimental data, and profit rate of CO2 laser cutting is formulated. Thirdly, customer's requirements are denoted in the form of fuzzy membership functions. Finally, optimum cutting condition is deduced based on the fuzzy mathematical programing.

Wavelet変換断面曲線のカオス抽出
　　奥田孝一，長谷川素由，布引雅之
　　機械学会関西支部第２５５回講演会講演論文集NO.974-2, pp.161 (1997)

　This paper deals with the chaotic characteristics of the cut surface profiles transformed by Wavelet. The chaos theory is employed in order to characterize the surface profiles produced by turning. The surface profiles are measured with a contact stylus profiler and the discretized profile is decomposed by Wavelet transforms using the mother function in the quadratic case. The attractors in 3-dimensional phase space and its Lyapunov exponents of each decompositions are calculated in order to investigate the chaotic characteristics in the surface profile. The result shows the surface profile consists of the chaotic and the random variations.

ファジィ理論を応用した表面粗さ測定システムに関する研究
　　長谷川素由，布引雅之
　　姫路工業大学工学部研究報告No.50, p45(1997)

　 This paper describes a surface measuring system using fuzzy theory. It is difficult to measure surface roughness, especialy Rmax, because measuring process includes fuzziness. In the measuring process, a surface profile is firstly measured, secondary sampling length is decided, finally, Rmax is calculated based on the sampling length. The sampling length is a very important parameter to measure Rmax, but the sampling length should be decided based on an inference of the surface roughness. Deciding sampling length needs much experience. In case of measurement of a surface roughness that Rmax is nearly discontinuous area in JIS criterion, cracks influence the measurements. Two methods are proposed to this system. There are fuzzy inference and fuzzy regression analysis. This system indicates a value of Rmax stably, regardless of the measuring traversing length of surface profiles that have same starting point and direction.

AN EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON APPLICATION OF BASIC ORTHOGONAL CUTTING MODEL TO ULTRA-PRECISION DIAMOND CUTTING
　　Koichi Okuda, Motoyoshi Hasegawa, Toshimichi Moriwaki *
　　* Kobe University

　Manufacturing Science and Engineering, ASME IMECE, Vol. 6-2, p119 (1997)
The orthogonal cutting tests were carried out on an ultra precision fly-cutting machine at various depths of cut from 3 mm down to 0.0015 mm (1.5 nm). The cutting force, thickness of chip and contact length between the chip and the rake face of tool were measured in the experiments. The effect of the depth of cut on the cutting force, the shear angle, the tool-chip contact length and the cutting heat were presented and compared with the results of conventional orthogonal cutting process. The compatibility and the limitation of application of basic orthogonal cutting model to ultra-precision cutting was investigated. The experimental data obtained by ultra-precision diamond cutting have a good agreement with the shear angle equations based on basic orthogonal cutting model under the conditions of depth of cut more than 0.2 mm but not at depths of cutﾊsmaller than 0.2 mm due to the rounded edge of tool.