研究者データベース

田中 文基(タナカ フミキ)
情報科学研究院 システム情報科学部門 システム創成学分野
准教授

基本情報

所属

  • 情報科学研究院 システム情報科学部門 システム創成学分野

職名

  • 准教授

学位

  • 工学博士(北海道大学)
  • 工学修士(北海道大学)

J-Global ID

研究キーワード

  • 形状創成関数   加工プロセスモデル   工具情報モデル   情報モデル   CAM   仕様記述言語EXPRESS   加工作業モデル   オープンNC   Machining Feature   加工定義データマーク付け言語   多軸工作機械   CAD・CAM統合化   トレーサブル加工モデル   人-機械協調型生産システム   加工シミュレーション   工具パス生成   情報モデル工学   形状処理工学   生産システム   

研究分野

  • 情報通信 / ヒューマンインタフェース、インタラクション
  • 情報通信 / データベース
  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 機械要素、トライボロジー
  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 設計工学
  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 加工学、生産工学

職歴

  • 2007年 - 現在 北海道大学 大学院・情報科学研究科 准教授
  • 2003年 - 北海道大学大学院情報科学研究科システム情報科学専攻 助教授
  • 2003年 - Associate Professor

所属学協会

  • 精密工学会   日本機械学会   

研究活動情報

論文

  • Fumiki Tanaka
    2020 International Symposium on Flexible Automation 2020年07月08日 [査読有り]
     
    Abstract Achieving high performance of machining production systems requires the use of multi-axis machine tools. In order to maximize the performance of multi-axis machine tools, micro process planning for creating machining data is important. Many researches on micro process planning mainly focused on 3-axis machining. As promising approaches among them, a micro process planning system was proposed that reuses actual machining cases and analyzes case data to derive the necessary rules. However, it is not always effective for multi-axis machining, because enough case data are not collected for micro process planning of a specific multi-axis machine tool. In this study, a digital twin of multi-axis machine tool in cyberspace is proposed to collect real and virtual machining case data for micro process planning.
  • TANAKA Fumiki, TSUCHIDA Makoto, ONOSATO Masahiko
    International Journal of Automation Technology 13 4 482‐489  2019年07月05日 [査読有り][通常論文]
  • 田中文基
    システム/制御/情報 63 5 182‐187  2019年05月15日 [査読有り][通常論文]
  • ARAI Wataru, TANAKA Fumiki, ONOSATO Masahiko
    International Journal of Automation Technology 12 5 680‐687  2018年09月 [査読有り][通常論文]
  • Bridge Information Modeling based on IFC for supporting maintenance management of existing bridges
    Fumiki Tanaka, Makoto Tsuchida, Masahiko Onosato, Hiroaki Date, Satoshi Kanai, Yoshiro Hada, Manabu Nakao, Hiroki Kobayashi, Eiji Hasegawa, Toshiya Sugawara, Takateru Oyama
    Proceedings of ICCCBE 2018 2018年 [査読有り][通常論文]
  • 濱野 拓人, 小野里 雅彦, 田中 文基
    日本機械学会論文集 84 859 17 - 00480-17-00480 一般社団法人 日本機械学会 2018年 [査読有り][通常論文]
     
    <p>House-collapsing simulation using a physics engine is an effective method for acquiring structural data regarding collapsed houses with the aim of understanding the properties of destroyed or disordered structures for designing and operating rescue-robots. However, the simulation needs a lot of time since a house model consists of a large number of rigid bodies and joints. In order to find an appropriate configuration of computer hardware and software for accelerating house-collapsing simulations, this study evaluates the performances of four major physics engines, namely Open Dynamics Engine, Bullet Physics Library, PhysX 2.8.1 and PhysX 3.4, by comparing the processing time about two sample structures including only rigid bodies or rigid bodies constrained by joints. Results of the experiments show that the use of multi-core CPU and GPU, especially high-speed GPU, on PhysX 3.4 has the best performance since it can process a large number of rigid bodies and joints in parallel. Based on the results, an existing simulation system has been improved and the collapsing process of one-house, which consists of about 7,500 rigid bodies and 15,000 joints, can be simulated in real-time using multi-core CPU and GPU. Moreover, this study estimates the size of GPU memory which is required for simulating the large-scale field on PhysX 3.4 to enlarge the scale of simulation. Consequently, the collapsing process of thirty-houses which includes interactions between collapsed houses can be simulated.</p>
  • Yoshiro Hada, Manabu Nakao, Moyuru Yamada, Hiroki Kobayashi, Naoyuki Sawasaki, Katsunori Yoko Ji, Satoshi Kanai, Fumiki Tanaka, Hiroaki Date, Sarthak Pathak, Atsushi Yamashita, Manabu Yamada, Toshiya Sugawara
    Journal of Disaster Research 12 3 593 - 606 2017年06月01日 [査読有り][通常論文]
     
    Recently, many countries have faced serious problems associated with aging civil infra structures such as bridges, tunnels, dams, highways and so on. Aging infrastructures are increasing year by year and suitable maintenance actions are necessary to maintain their safety and serviceability. In fact, infrastructure deterioration has caused serious problems in the past. In order to prevent accidents with civil infrastructures, supervisors must spend a lot of money to maintain the safe conditions of infrastructures. Therefore, new technologies are required to reduce maintenance costs. In 2014 the Japanese government started the Cross-Ministerial Strategic Innovation Promotion Program (SIP), and technologies for infrastructure maintenance have been studied in the SIP project [1]. Fujitsu Limited, Hokkaido University, The University of Tokyo, Nagoya Institute of Technology and Docon Co. Limited have been engaged in the SIP project to develop a bridge inspection support system using information technology and robotic technology. Our system is divided into the following two main parts: bridge inspection support robots using a two-wheeled multicopter, and an inspection data management system utilizing 3D modeling technology. In this paper, we report the bridge inspection support system developed in our SIP project.
  • 荒井 航, 田中 文基, 小野里 雅彦
    精密工学会誌 83 9 883 - 887 公益社団法人 精密工学会 2017年 [査読有り][通常論文]
     
    Error characteristics of multi-axis machine tools such as geometric errors cause machined errors on machined surfaces of machined parts. To estimate the machined errors on machined parts, shapes of machined parts with machined errors should be derived in computer simulation. By representing shapes of machined parts as difference set between a workpiece and tool swept volumes, the machined errors on machined surfaces can be estimated. A tool swept volume is composed of tool swept areas on tool surfaces that form surfaces of the tool swept volume. Tool swept areas on tool surfaces change its shape depending on tool motion. In order to derive tool swept volumes without any restriction on tool motion, all shape types of tool swept areas should be classified as tool swept types for general tools in multi-axis machining. Hence, in our previous study, tool swept types of cylindrical surface (side surface of a flat endmill), tapered surface (side surface of a taper endmill) and planar surface (bottom surface of an endmill) were classified. In this paper, tool swept types of torus that represents a corner radius of a radius endmill are classified into 8 tool swept types.
  • 近藤 司, 山田 誠, 剣地 利昭, 古俣 和直, 田中 文基
    精密工学会誌 83 1 108 - 112 公益社団法人 精密工学会 2017年 [査読無し][通常論文]
     
    Cutting speeds on the cutting edge of Ball-nose end mill vary from the bottom to the top of the cutting edge, thus the portion of the cutting edge that has a suitable cutting speed should be used in the finish milling process. This paper describes a procedure of generation of surface element groups that can be machined by the high performance portion of cutting edge in the finish milling process. For this purpose, performance values of cutting points on the cutting edge are proposed. The tool attitude to the surface element is evaluated by the ratio of the area machined by the high performance portion of cutting edge based on proposed performance values. The tool attitude having maximum area of the surface elements that can be machined with the high performance is derived, and a set of surface elements that can be machined by the high performance portion of cutting edge for the tool attitude is obtained as the surface element groups.
  • Takuto Hamano, Masahiko Onosato, Fumiki Tanaka
    2016 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SAFETY, SECURITY, AND RESCUE ROBOTICS (SSRR) 2016 SSRR 358 - 363 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    House-collapsing simulation is an effective method for acquiring structural data regarding collapsed houses with the aim of understanding the properties of destroyed or disordered structures for designing and operating urban search and rescue (USAR) robots. The purpose of this study is to find an appropriate configuration of computer hardware and software that can accelerate house-collapsing simulations. This study compares the performances of three major physics engines, namely PhysX, Bullet Physics Library, and Open Dynamics Engine (ODE), on four computers equipped with different CPU and GPU configurations with respect to a sample structure, including a large number of rigid bodies combined with joint elements. Results of the experiments show that multi-threaded processing on PhysX has the best performance among the engines tested, and the use of multiple CPU and GPU configurations does not contribute to the acceleration of collapsing simulations for joint-connected rigid body structures in any of the evaluated versions of the physics engines. Based on the results, an existing simulation system for collapsing processes has been improved and can successfully speed up the process of collapsing simulations to approximately four times as fast as our previous system. To achieve greater speeds and larger-scale simulations, up-to-date physics engine technologies must be continuously examined and adopted for practical use in house-collapsing simulations.
  • Bridge Information Model Based on IFC Standards and Web Content Providing System for Supporting an Inspection Process
    Fumiki Tanaka, Masato Hori, Masahiko Onosato, Hiroaki Date, Satoshi Kanai
    Proceedings of ICCCBE 2016 2016年 [査読有り][通常論文]
  • Wataru Arai, Fumiki Tanaka, Masahiko Onosato
    2016 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON FLEXIBLE AUTOMATION (ISFA) 2016 ISFA 303 - 310 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    In order to satisfy the requirements of the machined part under effects of machine tool error characteristics such as geometric errors, the errors on the machined surfaces caused by the error characteristics should be estimated and taken into account in the process planning before actual machining. To estimate the amount of machining errors on the machined surfaces, the shape of the machined part should be derived. In computer simulation, a shape of a machined part is derived as a difference set between a workpiece and tool swept volumes. Hence, in this study, the generating method for tool swept volumes under effects of machine tool error characteristics has been proposed based on the tangency condition. In the previously proposed method, it was assumed that there was only one swept state, that is, two curves on a tool that generate tool swept volumes. However, there are other swept states of a tool, for example, two lines and a circle that generate tool swept volumes, and tool swept volumes of such states cannot be derived by the previously proposed method. Hence, in this paper, swept states of the generalized tool are classified as tool swept types based on the analysis of the tangency condition. Furthermore, the generating method of tool swept volumes for each tool swept type is proposed.
  • Keita Takahashi, Masahiko Onosato, Fumiki Tanaka
    Journal of Computational Design and Engineering 2 2 105 - 112 2015年04月01日 [査読有り][通常論文]
     
    Product Lifecycle Management (PLM) ranges from design concepts of products to disposal. In this paper, we focus on the production planning phase in PLM, which is related to process planning and production scheduling and so on. In this study, key decisions for the creation of production plans are defined as production-planning attributes. Production-planning attributes correlate complexly in production-planning problems. Traditionally, the production-planning problem splits sub-problems based on experiences, because of the complexity. In addition, the orders in which to solve each sub-problem are determined by priorities between sub-problems. However, such approaches make solution space over-restricted and make it difficult to find a better solution. We have proposed a representation of combinations of alternatives in production-planning attributes by using Zero-Suppressed Binary Decision Diagrams. The ZDD represents only feasible combinations of alternatives that satisfy constraints in the production planning. Moreover, we have developed a solution search method that solves production-planning problems with ZDDs. In this paper, we propose an approach for managing solution candidates by ZDDs׳ network for addressing larger production-planning problems. The network can be created by linkages of ZDDs that express constraints in individual sub-problems and between sub-problems. The benefit of this approach is that it represents solution space, satisfying whole constraints in the production planning. This case study shows that the validity of the proposed approach.
  • 川尻将大, 小野里雅彦, 田中文基
    計測自動制御学会論文集 51 1 16 - 23 2015年01月31日 [査読無し][通常論文]
  • 高橋 啓太, 小野里 雅彦, 田中 文基
    システム制御情報学会論文誌 28 3 107 - 115 一般社団法人 システム制御情報学会 2015年 [査読無し][通常論文]
     
    Dynamic changes as machine breakdowns make current production plan infeasible and inaccurate. The influence of dynamic changes spread to whole production planning that consists of several domains such as process planning, production scheduling and so on. In this study, solution space in the production planning is defined as comprehensive. We have applied Zero-Suppressed Binary Decision Diagrams (ZDDs) for the representation of solution candidates that satisfy constraints between such domains so for. In dynamic production planning problems, manufacturing achievements and dynamic changes may make solution space change. In this paper, we define such events as constraints for ZDDs and propose an approach to update the ZDD to deal with the events. Moreover,we propose a genetic algorithm (GA) to find solutions in the ZDD. Experimental results demonstrate that the proposed approach to address such event with ZDDs and the GA are effriciently used to solve the dynamic production planning problem.
  • Wataru Arai, Fumiki Tanaka, Masahiko Onosato
    Proc. of The 8th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century 1 - 6 2015年 [査読有り][通常論文]
  • Integration of CAD data and as-is data into a bridge information model and a web contents providing system for bridge inspection and maintenance
    Fumiki Tanaka, Masato Hori, Masahiko Onosato
    The Asian Conference on Design and Digital Engineering 2015 2015年 [査読有り][通常論文]
  • Ikuru Otomo, Masahiko Onosato, Fumiki Tanaka
    Journal of Computational Design and Engineering 1 2 96 - 102 2014年04月01日 [査読有り][通常論文]
     
    In the field of design and manufacturing, there are many problems with managing dynamic states of three-dimensional (3D) objects. In order to solve these problems, the four-dimensional (4D) mesh model and its modeling system have been proposed. The 4D mesh model is defined as a 4D object model that is bounded by tetrahedral cells, and can represent spatio-temporal changes of a 3D object continuously. The 4D mesh model helps to solve dynamic problems of 3D models as geometric problems. However, the construction of the 4D mesh model is limited on the time-series 3D voxel data based method. This method is memory-hogging and requires much computing time. In this research, we propose a new method of constructing the 4D mesh model that derives from the 3D mesh model with continuous rigid body movement. This method is realized by making a swept shape of a 3D mesh model in the fourth dimension and its tetrahe-dralization. Here, the rigid body movement is a screwed movement, which is a combination of translational and rotational movement.
  • Hirotaka Kameyama, Ikuru Otomo, Masahiko Onosato, Fumiki Tanaka
    IJAT 8 3 437 - 444 2014年 [査読有り][通常論文]
  • Fumiki Tanaka, Hiroyuki Abe, Shinji Igari, Masahiko Onosato
    International Journal of Automation Technology 8 3 388 - 395 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    Annotations on Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD& T), surface roughness, etc. are needed for machining or measuring. However, these annotations are not used for the digital format in the product development process, nor is there any clear, explicit relationship between annotation, machining information, and measuring results. In this research, an integrated information model for design, machining, and measuring based on annotated features is proposed. A model for surface texture is also proposed because surface texture parameters are closely related to machining process parameters. A modeling system for the proposed integrated model is also implemented.
  • Keita Takahashi, Masahiko Onosato, Fumiki Tanaka
    JOURNAL OF ADVANCED MECHANICAL DESIGN SYSTEMS AND MANUFACTURING 8 4 JAMDSM0061 - JAMDSM0061 2014年 [査読無し][通常論文]
     
    The goal of the production-planning problem is to find the optimal solution from combinations that satisfy constraints. Traditionally, production-planning problems have been treated separately, due to the problem size and complex constraints, whereas the constraints in production planning spread to the entirety of production planning. For example, when the dynamic changes as machine breakdowns and new machine addition occur, a production plan should be modified with new constraints caused by these dynamic changes. Therefore, it is required to represent a set of solution candidates that satisfy constraints in production planning. Zero-Suppressed Binary Decision Diagram (ZDD) is a directed graph representation of Boolean function and can efficiently represent a set of combinations. This paper describes the validity of application of the ZDD to production planning to represent a set of solution candidates. Experimental results applied to a sample-planning problem demonstrate that the ZDD is efficiently used for production planning and for dealing with dynamic changes.
  • Direct Construction of Four-Dimensional Mesh Model from Three-Dimensional Object with Continuous Rigid Body Movement
    Ikuru Otomo, Masahiko Onosato, Fumiki Tanaka
    Proceedings of 2013 Asian Conference on Design and Digital Engineering (ACCDE 2013) 147 - 154 2013年08月 [査読有り][通常論文]
  • Weaving a four‐dimensional mesh model from a series of three‐dimensional voxel model
    Masahiko Onosato, Yosuke Saito, Fumiki Tanaka, Ryoji Kawagishi
    Proceedings of International CAD Conference and Exhibition 2013 (CAD'13) 2013年06月 [査読有り][通常論文]
  • 猪狩 真二, 田中 文基, 小野里 雅彦
    システム制御情報学会論文誌 26 3 87 - 94 一般社団法人 システム制御情報学会 2013年03月15日 [査読無し][通常論文]
     
    This study proposes an automatically customizable micro process planning system that reflects the change of properties of an actual machine tool to generate optimal machining information. The system consists of an updatable machining database and a database-oriented micro process planning algorithm. A machining database is updated based on analyzing NC data that are adaptively generated for an actual machine tool by skilled process planners. From the updated machining database, a database-oriented micro process planning algorithm is generated by a decision tree and a regression tree. Machining strategy and cutting tools are determined using IF-THEN rules that are generated from the database by the decision tree method. Cutting conditions are determined from a feasible regression equation. Regression equations and selection rules of these equations are generated from the database by the regression tree method. An example of micro process planning using the generated algorithm is also shown. <br>
  • Shinji Igari, Fumiki Tanaka, Masahiko Onosato
    PROCEEDINGS OF THE ASME/ISCIE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON FLEXIBLE AUTOMATION, ISFA 2012 35 - 42 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    To generate optimal machining information, an automatically customizable micro process planning system that reflects the change of properties of an actual machine tool is proposed. The system consists of an updatable machining database and a database oriented micro process planning algorithm. A machining database is updated based on analyzing NC data that are adaptively generated for an actual machine tool by skilled process planners. From the updated machining database, a database oriented micro process planning algorithm is generated by a decision tree and a regression tree. Machining strategy and cutting tools are determined using IF-THEN rules that are generated from the database by decision tree method. Cutting conditions were determined from a feasible regression equation. Regression equations and selection rules of these equations were generated from the database by regression tree method. The example of micro process planning using the generated algorithm is also shown.
  • 猪狩真二, 田中文基, 川口貴司, 川口貴司, 小野里雅彦
    精密工学会誌 79 1 93 - 98 2013年01月 [査読有り][通常論文]
  • Shinji Igari, Fumiki Tanaka, Masahiko Onosato
    International Journal of Automation Technology 6 6 717 - 723 2012年 [査読有り][通常論文]
     
    To generate optimal machining information, a machining database and operation planning algorithm have to be customized for an actual machine tool based on the knowledge of a skilled planner. In this paper, a method to update a machining database from NC data is proposed. The database is updated by adding machining information extracted from NC data, based on tool path analysis. A method of generating a database-oriented planning algorithm from the machining database based on a decision tree method is also proposed. Machining strategy, cutting tool, and cutting conditions are determined based on the algorithm and k nearest neighbor method.
  • Masahiko Onosato, Shota Yamamoto, Masahiro Kawajiri, Fumiki Tanaka
    2012 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SAFETY, SECURITY, AND RESCUE ROBOTICS (SSRR) 1 - 6 2012年 [査読有り][通常論文]
     
    The paper presents an approach to an engineering of "gareki", which generally means destroyed or disordered structures in Japanese. Gareki has never been a subject for both natural sciences and engineering. Therefore we have had less scientific knowledge about gareki, while search and rescue activities in earthquake disasters need it much. The first part of the paper discusses what to be studied about gareki with respect to search and rescue activities. To share knowledge about gareki, the concept of digital gareki archives is explained and four approaches for gareki data acquisition are discussed. As a prototype of digital gareki archives, a computer software system named Virtual Gareki Field (VGF) which generates digital gareki data based on collapsing process simulation has been developed and models and tools related to VGF are explained.
  • Computer aided operation planning for an actual machine tool based on updatable machining database and database oriented planning algorithm
    Proc. the 6th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (CD-ROM) 3268  2011年 [査読有り][通常論文]
  • Micro Process Planning for an Actual Machine Tool with Updatable Machining Database
    The 44rd CIRP Conference on Manufacturing Systems (CD-ROM) 33  2011年 [査読有り][通常論文]
  • Fumiki Tanaka
    IJAT 5 2 201 - 205 2011年 [査読有り][通常論文]
  • Yoshihito Kikuchi, Hiroyuki Hiraoka, Akihiko Otaka, Fumiki Tanaka, Kazuya G. Kobayashi, Atsuto Soma
    JOURNAL OF COMPUTING AND INFORMATION SCIENCE IN ENGINEERING 10 2 021003-1-021003-8  2010年06月 [査読有り][通常論文]
     
    In the communication and sharing of product data, if the difference of the required data quality and the data quality actually incorporated into data is significant, it causes various problems. It is often the case that a creator of low quality data does not realize it unless it is harmful for his job. In most cases, low quality data passed to subsequent processes, such as manufacturing process, cause problems since these are not appropriate from the machining precision point of view or the detailed shape modeling point of view. In these cases, rework or repair of data is necessitated before commencing the target process, which results in significant economy loss and delay of product development. Today's product model data are dumb data because design intents and data quality incorporated are not explicitly represented. Receiving systems cannot know whether the data passed possess sufficient quality for the target job or not. Another problem is that engineers in later processes, such as the manufacturing process, cannot issue data quality related request beforehand in a commonly agreed manner. The problems mentioned above are caused by the lack of a commonly agreed representation of product data quality (PDQ) information. Our proposed solution is designed to enable the communication and sharing of data quality information. This paper reports the development of a PDQ standard (ISO 10303-59), which is a resource part of ISO 10303 Standard for the Exchange of Product Model Data (STEP) (2008, "ISO 10303-59, Industrial Automation Systems and Integration. Product Data Representation and Exchange. Part 59 Integrated Generic Resource: Quality of Product Shape Data," International Standard Organization, Geneva). The objective of ISO 10303-59 is to establish a PDQ model and to enable the use of PDQ data independently or in combination with product data. The developed PDQ information model represents concepts such as data quality criteria, measurement requirements, and measured results. Based on the PDQ model, the PDQ for shape data model, which is a specialization of the PDQ model to 3D shape data quality, is also developed.[DOI: 10.1115/1.3402615]
  • CURRENT SITUATION AND PROBLEMS FOR REPRESENTATION OF TOLERANCE AND SURFACE TEXTURE IN 3D CAD MODEL
    Proc. The 10th International symposium on Measurement and Quality Control (CD-ROM) E6-048  2010年 [査読有り][通常論文]
  • Integrated Model of Machine Tools and Uniform Inverse Kinematics Calculation for Multi-Axis Machining
    Proc. the 2010 International Symposium on Flexible Automation (CD-ROM) JPL-2553  2010年 [査読有り][通常論文]
  • Analysis of NC data based on feature information model of shape and process for retaining machining information
    The 43rd CIRP Conference on Manufacturing Systems 659 - 666 2010年 [査読有り][通常論文]
  • Development of Digital Semantic Machining Models for STEP-NC Based on STEP Technology
    Advanced Design and Manufacturing Based on STEP 293 - 306 2009年 [査読無し][通常論文]
  • Shinji Igari, Fumiki Tanaka, Masahiko Onosato
    2009 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON CONTROL AND AUTOMATION, VOLS 1-3 1241 - 1247 2009年 [査読無し][通常論文]
     
    The current NC data format (ISO 6983) puts restrictions on CNC machine tools because the NC data are specified in a low-level language, describing machine axis motion and some machine instructions. STEP-NC remedies the shortcomings of current NC data and has many advantages. However, to realize STEP-NC based machining systems, it is necessary to perform machining feature extraction, to generate machine-specific information, and to create a relationship between coordinate systems without disturbing data porting. This paper proposes the solutions for these problems and introduces a prototype of STEP-NC based process planning and a machining system.
  • Fumiki Tanaka, Masahiko Onosato, Takeshi Kishinami, Kiyoshi Akama, Makoto Yamada, Tsukasa Kondo, Satoshi Mistui
    MANUFACTURING SYSTEMS AND TECHNOLOGIES FOR THE NEW FRONTIER 177 - + 2008年 [査読無し][通常論文]
     
    To realize the articulate link between design and manufacturing, it is necessary to realize interoperable digital tools which represent the semantics of information independently of any implementations. It is necessary to assure that the quality of the shape information overcomes the limitation of interoperability of the shape information. In manufacturing, the interoperable CNC machining systems can be characterized as being capable of 1) seamless information flow; 2) feature based machining; etc. In this research, modeling and implementation of the Digital Semantic Model for 5-axis machining that fulfils the above requirements is proposed.
  • Takuya Matsuda, Fumiki Tanaka, Masahiko Onosato, Hiroaki Date
    JOURNAL OF ADVANCED MECHANICAL DESIGN SYSTEMS AND MANUFACTURING 2 4 597 - 608 2008年 [査読無し][通常論文]
     
    In a machining system using computer numerical control (CNC) machine tools, detailed models of machining information are necessary to simulate detailed machining and to control the complex motion of machine tools. However, existing machining information models lack the necessary information and are described in their own formats. Consequently, many models which include the same information exist. Moreover various simulations for a virtual machining system and adaptive control for a real machining system are inacculate. To solve these problems, a digital machining information (DMI) model to support a real-virtual machining system is proposed in this study.
  • Analysis of NC Data Based On CNC Data Model For Retaining Machining Information
    Proc. ASME International Symposium on Flexible Automation 2008(CD-ROM) JL026  2008年 [査読無し][通常論文]
  • Masahiko Onosato, Fumiki Tanaka, Hiroaki Date, Ryoji Kawagishi
    MANUFACTURING SYSTEMS AND TECHNOLOGIES FOR THE NEW FRONTIER 107 - 110 2008年 [査読無し][通常論文]
     
    Manufacturing in the digital age is deeply dependent on the information and communication technologies (ICT) and the manufacturing activities have been changing from direct operations by human operators to digital data exchanges by computers. It is fairly difficult for engineers and workers to understand the entire image of digital manufacturing activities. A concept of complex manufacturing space (CMS) introduces the duality of the physical world and the information world to manufacturing design, planning, control, and other activities. This paper explains the complex manufacturing space concept and some technical challenges for its implementation.
  • Yoshihito Kikuchi, Hiroyuki Hiraoka, Akihiko Ohtaka, Fumiki Tanaka, Kazuya G. Kobayashi, Atsuto Soma
    27TH COMPUTERS AND INFORMATION IN ENGINEERING CONFERENCE, VOL 2, PTS A AND B 2007 47 - 55 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    Inappropriate data problems due to mismatching of product data quality are always possible in data communication and sharing. In this problem, the data is evaluated as valid within the original system and its initial usage, but problem brake out during the reuse phase of the same data. This delayed problem requires data repair or rework operation in the subsequent manufacturing process and results in significant economic loss. As cause, current product data is a dumb model and its quality is not guaranteed. The receiver system cannot identify whether the data has sufficient quality for reuse or not. Furthermore, manufacture's advance notice of their request for data quality is impossible. This paper proposes an establishment of PDQ (product data quality) information for communication of data quality that can be used independently or in combination with product data. The PDQ information model presents qualitative measurements according to given criteria, and the measured portion of product data. Based on PDQ model, a PDQ-S (PDQ for shape data) model has been developed. For PDQ-S, industrial guidelines about shape data communication are systematically categorized as the baseline of guarantee. The PDQ model is intended to be independent and neutral from calculation algorithm of measurement. As the method of development, STEP (ISO 10303: Standard for the exchange of product model data) architecture was adopted and the PDQ model was developed as a resource of STEP standards. We show an example about combination of shape data and concerned quality guarantying data.
  • Development of a Digital Machining Information Model to Support a Real-Virtual Machining System
    Proc. the 4th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (CD-ROM) 825 - 830 2007年 [査読無し][通常論文]
  • F Tanaka, T Kishinami
    COMPUTERS IN INDUSTRY 57 3 245 - 260 2006年04月 [査読無し][通常論文]
     
    Collaborative e-engineering requires different digital tools in different phases of the product development process. However, an interoperability error makes product model data unusable when applying digital tools. Movement toward concurrent and collaborative e-engineering drives the need for assuring the quality of the communicated product model data. In this paper, a quality diagnosis method of the shape data of a neutral file based on a product model including curved surface described in formal language is proposed. The proposed method is based on the standard for the exchange of product data (STEP) technology using EXPRESS-X, which is the mapping language between STEP model data. In order to help create the data quality diagnostics criteria for geometric errors easily, the classification of the quality criteria based on their geometric algorithms is also proposed. The certification data model of the product data is proposed to avoid a tedious checking procedure in the receiver system. Some of the quality criteria, which were published by the Strategic Automotive Product Data Standards Industry Group (SASIG), are rewritten in formal language and applied to the data sets including the error set provided by the Japan Autornotive Manufacturers Association (JAMA) to demonstrate the effectiveness of the proposed diagnostics method. The approach based on the formal language is extensible for any phase of the product development process by rewriting the criteria. Not all SASIG criteria have actually been implemented. Future work is to rewrite all SASIG-PDQ criteria into EXPRESS-X schemas. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Machining Feature-Driven 5-Axis CNC Machine Tools
    Proceedings of the 11th International Conference on Precision Engineering 169 - 174 2006年 [査読無し][通常論文]
  • Machined Surface Analysis for 5-axis Machine Tools
    Proceedings of the 11th International Conference on Precision Engineering 323 - 324 2006年 [査読無し][通常論文]
  • Fumiki Tanaka, Masahiko Onosato, Takeshi Kishinami, Kiyoshi Akama, Makoto Yamada, Tsukasa Kondo, Satoshi Mistui
    2006 SICE-ICASE INTERNATIONAL JOINT CONFERENCE, VOLS 1-13 5145 - + 2006年 [査読無し][通常論文]
     
    In. order to realize the articulate link between design and manufacturing and a traceable manufacturing system, it is necessary to represent the semantics of information independently of any implementations. Moreover, the quality of data that represent information should be ensured during the product life cycle. A significant amount of research for machining process planning and machining feature extraction has been carried out to help realize an integrated CAD/CAPP/CAM system. However, all data are not used throughout product development processes. The Standard for the Exchange of Product model data (STEP) has also emerged as a viable method for product model data exchange among design activities. However, a consistent application for integrating design, process planning and machining for mechanical components based on STEP/AP set has not completely been developed thus far. In this research, the Digital Semantic Model that fulfills the above requirements is proposed. In this paper, modeling and implementation of Digital Semantic Model for 5-axis machining is reported.
  • Hiroshi Yamada, Fumiki Tanaka, Masahiko Onosato
    2006 SICE-ICASE International Joint Conference 4986 - 4991 2006年 [査読無し][通常論文]
     
    Retaining technical information is an important element for performing high quality machining. However, actual NC data (ISO 6983) contain implicit technical information which reflects the skilled worker's knowledge. In this research, to obtain technical information, NC data are analyzed based on a next-generation CNC control language (ISO 14649) which contains technical information explicitly. In this paper, we demonstrate how ISO 6983 NC data generated by CAM software are applied to the test implemented system, and how valid technical information is obtained. © 2006 ICASE.
  • Developing software platform for Checking Quality of shape data of STEP product model for CAD/CAM environment
    Proceedings of the 16th International Conference on Flexible Automation and Intelligent Manufacturing 823 - 830 2006年 [査読無し][通常論文]
  • Hiroshi Yamada, Fumiki Tanaka, Masahiko Onosato
    IFIP International Federation for Information Processing 207 109 - 114 2006年 [査読無し][通常論文]
     
    Retaining technical information is an important element for performing high quality machining. However, actual NC data (ISO 6983) contain implicit technical information which reflect the skilled worker's knowledge. In this research, for obtaining technical information, NC data are analyzed based on a next-generation CNC control language (ISO 14649) which contains technical information explicitly. In this paper, we demonstrate how ISO 6983 NC data generated by CAM software are applied to the test implemented system. © 2006 International Federation for Information Processing.
  • Yamazaki Tomoyuki, Onosato Masahiko, Tanaka Fumiki
    Progress of Machining Technology, Proceedings 539 - 542 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    A new method for non-contact shape measurement of a specular surface like metallic surface, is proposed. The principle of the proposed method is the simultaneous measurement of 3D coordinates and normal vector on a specular surface using double laser spot images. Position and direction of the reflected beam are detected by the projected spot image on a l-axis movable screen. Then, the position and the normal vector of the reflection point on the surface are determined based on the law of ray reflection. Both position and normal vector are measured simultaneously. The system, based on the proposed method, contains only standard devices: a laser, a CCD camera and a screen. An experimental setup has been created to check the validity of the proposed method. To test the apparatus we measured some primitive shapes. The experimental results are shown and accuracy in addition to the properties of the proposed method, are evaluated.
  • Data transformation from ISO6983 data to ISO14649 to obtain machining knowledge using EXPRESS-X
    Proceedings of the 3rd International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century 415 - 421 2005年 [査読無し][通常論文]
  • Data transformation from ISO6983 data to ISO14649 to obtain machining knowledge using EXPRESS-X
    Proceedings of the ProSTEP Science Days 2005 188 - 197 2005年 [査読無し][通常論文]
  • TANAKA Fumiki, YAMADA Horishi, ONOSATO Masahiko, KISHINAMI Takeshi
    Proceedings of International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st century : LEM21 2005 0 415 - 420 一般社団法人 日本機械学会 2005年 [査読無し][通常論文]
     
    Technical information, such as machining features, type of machining operations and machining conditions, should be represented explicitly and integrated into one data structure with some relation between the information in order to manage, modify, and verify NC data and avoid human error. However, traditional NC data (ISO 6983) contains such kind of technical information implicitly. In this research, technical information is extracted from NC code, and the extracted technical information is transformed into a next-generation CNC control language (ISO14649) which contains the technical information, and the ISO 14649 data are stored in XML.
  • Fumiki Tanaka, Yousuke Nogaya, Takeshi Kishinami
    TOOLS AND METHODS OF COMPETITIVE ENGINEERING Vols 1 and 2 945 - 952 2004年 [査読無し][通常論文]
     
    The movement toward concurrent and collaborative e-engineering drives the need for assuring the communicated product model data quality. A classification for model data quality errors has been developed by the Japan Automotive Manufacturers Association (JAMA), the Japan Auto Parts Industries Association (JAPIA), and the Strategic Automotive Product Data Standards Industry Group (SASIG). However, these criteria are described in natural language (Japanese and English), and a certain amount of ambiguity exists in the measurement methods of the product data quality. To solve this problem, the criteria should be described in formal language or programming language. In this paper, we propose a diagnosis method of product model data quality based on STEP technology using EXPRESS-X which is the mapping language between STEP model data. The certification data is described in XML and linked to the original product data. We also propose the certification data model of the product data. We show some examples to demonstrate the effectiveness of the proposed diagnostics method.
  • Software System for Sculpture Surface Machining Based on 3+2 Axis Control High Speed Machining on a 5-axis Machining Center
    Proc. of 2004 Japan-USA Symposium on Flexible Automation JL-006  2004年 [査読無し][通常論文]
  • High Efficiency Sculpture Surface Machining by Automatically Indexing Tilted Tool Axis on 5-axis Machining Center in Mold and Die Machining
    Proceedings of the 13th International Conference on Flexible Automation & Intelligent Manufacturing 504 - 512 2003年 [査読無し][通常論文]
  • 徳永 仁史, 松木 則夫, 今村 聡, 田中 文基, 岸浪 建史
    精密工学会誌 69 10 1401 - 1405 2003年 [査読無し][通常論文]
  • Removal Volume Modeling for Process Planning Based on Form-Shaping Function
    Proceedings of the Second International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century 747 - 752 2003年 [査読無し][通常論文]
  • Tanaka F, Takinami M, Kishinami T
    Proceedings of International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st century : LEM21 2003 0 747 - 752 一般社団法人日本機械学会 2003年 [査読無し][通常論文]
     
    In machining process planning, delta volume, which is derived by subtracting required shapes from raw material, is decomposed into some elements that are assigned to specific machining features and related to the specific machining processes. Therefore, the removed material of the raw stock, the removal volume, is the key element for deriving the previous shape of raw stock and determining the machining sequence in the machining process planning. It is thought that the removal volume contains information about the shape of the removed material and the machining process. This paper proposes ...
  • EXPRESS/XML based Data Modeling for Tool Data Management
    Proceedings of the 12th International Conference on Flexible Automation & Intelligent Manufacturing 279 - 288 2002年 [査読無し][通常論文]
  • Reconfiguration of Kinematic Structure for Changing Motion Requirement Based on Reusability Evaluation in Lie algebra
    Proc. ASME 2002 Design Engineering Technical Conferences [1/1(CD-ROM)]  2002年 [査読無し][通常論文]
  • A Hierarchical Machining Process Plan and Required Data Model
    Proceedings of 2002 Japan-USA Symposium on Flexible Automation 511 - 516 2002年 [査読無し][通常論文]
  • 徳永仁史, 松木則夫, 今村聡, 田中文基, 岸浪建史
    精密工学会誌 68 4 608 - 613 2002年 [査読無し][通常論文]
  • 田中 文基, 外山 尚介, 岸浪 建史
    精密工学会誌 68 5 665 - 670 2002年 [査読無し][通常論文]
  • 三井 聡, 田中 文基, 岸浪 建史
    精密工学会誌 68 10 1321 - 1325 2002年 [査読無し][通常論文]
  • F Tanaka, N Toyama, T Kishinami
    INITIATIVES OF PRECISION ENGINEERING AT THE BEGINNING OF A MILLENNIUM 837 - 841 2001年 [査読無し][通常論文]
     
    This paper deals with a model of process planning based on an inverse form-shaping function. A machining process model, defined as the form-shaping function, has been proposed and analyzed by many researchers. If the process planning is considered as an inverse process of the machining process, the process planning model can be easily established by inverting the form-shaping function. To accomplish this, the parametric form-shaping function as the machining process model and inverse form-shaping function as machining process planning model are proposed.
  • F Tanaka, M Murai, T Kishinami, H Tokunaga
    PROCEEDINGS OF THE 2001 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ASSEMBLY AND TASK PLANNING (ISATP2001) 399 - 404 2001年 [査読無し][通常論文]
     
    In assembly modeling, it is necessary to capture the relative positions of components in the assembly. Many problems are related to constraint representation and its manipulation, such as constraint reduction. This paper formulates the constraints as groups of rigid body transformations and proposes a constraint reduction procedure based on a Lie algebra. This approach is then applied to the constraint representation and reduction in an assembly model. The reduced kinematic model of assembly can be derived by the proposed method for kinematic analysis.
  • 田中 文基, 外山 尚介, 岸浪 建史
    精密工学会誌 67 12 1956 - 1960 2001年 [査読無し][通常論文]
  • Hitoshi Tokunaga, Kenichiro Itakura, Fumiki Tanaka, Takeshi Kishinami
    IFIP Advances in Information and Communication Technology 75 179 - 190 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    In assembly modelling, it is necessary to capture the relative positions of components in the assembly. Many such problems concern constraint representation and its manipulation such as constraint reduction. This paper formulates the constraints as groups of rigid body transformations and proposes a constraint reduction procedure, based on Lie algebra. Then, this approach is applied to the constraint representation and reduction in an assembly model. © 2001 Springer Science+Business Media New York.
  • H Tokunaga, K Itakura, F Tanaka, T Kishinami
    GEOMETRIC MODELLING 75 179 - 190 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    In assembly modelling, it is necessary to capture the relative positions of components in the assembly, Many such problems concern constraint representation and its manipulation such as constraint reduction. This paper formulates the constraints as groups of rigid body transformations and proposes a constraint reduction procedure, based on Lie algebra, Then, this approach is applied to the constraint representation and reduction in an assembly model.
  • F Tanaka, D Sakaguchi, S Kanai, T Kishinami, S Saitoh
    IGARSS 2001: SCANNING THE PRESENT AND RESOLVING THE FUTURE, VOLS 1-7, PROCEEDINGS 213 - 215 2001年 [査読無し][通常論文]
     
    This paper describes the XML/Web based infrastructure to support sharing geospatial data and an ecological model for simulation of eco-resource.
  • T Kishinami, F Tanaka, Y Sato
    INTELLIGENT AUTONOMOUS SYSTEMS 6 387 - 394 2000年 [査読無し][通常論文]
     
    In this paper, XML-based high level NC data modeling for Web/XML based manufacturing data management system is proposed. The proposed XML-based high level NC data enable the sharing of acquisition and organization of data in a manufacturing process with other manufacturing sites.
  • Thermal Distortion Analysis During Photopolymerization in Stereolithography
    Proc. of The Eighth International Conference on Rapid Prototyping 87 - 92 2000年 [査読無し][通常論文]
  • Feature Models for Machining Operation and Machined Shapes for End Milling
    Proc. 2000 Japan-USA Symposium on Flexible Automation 2000JUSFA-13031  2000年 [査読無し][通常論文]
  • Feature Models for Machining Operation and Machined Shapes for Single Cutting Edge Machining
    Proc. 2000 Japan-USA Symposium on Flexible Automation 2000JUSFA-13040  2000年 [査読無し][通常論文]
  • 佐々木 豊春, 黒田 陽子, 田中 文基, 岸浪 建史
    精密工学会誌 66 4 572 - 577 2000年 [査読無し][通常論文]
  • Implementation of STEP product models with mapping EXPRESS to Java
    Proceedings of the PDT Europe 1999 81 - 88 1999年 [査読無し][通常論文]
  • Tolerance evaluation system of manufactured parts based on soft gaging
    Global Consistency of Tolerances 293 - 302 1999年 [査読無し][通常論文]
  • Hiroyuki Narahara, Fumiki Tanaka, Takeshi Kishinami, Satoru Igarashi, Katsumasa Saito
    RAPID PROTOTYPING JOURNAL 5 3 120 - 128 1999年 [査読無し][通常論文]
     
    In the industrial use of stereolithography, precision is always a problem. The basic phenomenon of solidification shrinkage has not been sufficiently investigated. This study aims at clarifying the initial linear shrinkage of cured resin in a minute volume. Experimental equipment has been developed which measures the time history of the single strand in situ in a stereo I ithography machine. An analysis model of the time history of a minute volume linear shrinkage was shown using the measured shrinkage of a cured line segment. The relation between the time history of the linear shrinkage and temperature was measured and the shrinkage in the minute volume after irradiation was found to result due to temperature variation. Deformation and linear shrinkage were measured with two scanning orders to control the thermal distribution in layer forming. The effects of thermal distribution were also observed in one layer forming.
  • A Development of Statistical Tolerancing System for Optical Products
    Global Consistency of Tolerances 345 - 354 1999年 [査読無し][通常論文]
  • 佐々木 豊春, 新海 雅彦, 東山 孝一郎, 田中 文基, 岸浪 建史
    精密工学会誌 65 2 279 - 284 1999年 [査読無し][通常論文]
  • 徳永 仁史, 板倉 健一郎, 田中 文基, 岸浪 建史
    精密工学会誌 65 12 1729 - 1734 1999年 [査読無し][通常論文]
  • F Tanaka, T Kishinami
    JOURNAL OF MATERIALS PROCESSING TECHNOLOGY 76 1-3 109 - 114 1998年04月 [査読無し][通常論文]
     
    The typical approach of process planning is to consider the removal volume as a collection of machining features and to CARRY OUT the planning on a feature basis. The objective of this paper is to characterize the machined shape, reflecting characteristics of the machining process such as the cutting edge and the machine tool motion, for linking between the machining features and machining operation. We propose a model of the machining process based on the form-shaping function proposed by Reshetov and Portman and identify the characteristic parameters of the machining process. We can also classify the characteristics of the machined surface from the viewpoint of the removal volume, the machined surface and the contacting shape between the required surface and the cutting edge during a cutting motion. (C) 1998 Elsevier Science S.A. All rights reserved.
  • F Tanaka, T Kishinami
    1998 JAPAN-U.S.A. SYMPOSIUM ON FLEXIBLE AUTOMATION - PROCEEDINGS, VOLS I AND II 799 - 806 1998年 [査読無し][通常論文]
     
    It is recognized that manufactuing information data shearing technology plays a very important role for global manufacturing activity. In order to establish manufacturing information data sharing, we propose "Manufactuing Resource modeling" at second phase of manufactuing information data shearing technology. In this research, the modeling terget of manufacturing resource is machine tool. First, we compare Portman's Form-Shaping System notation, D-H symbolic notation, and S-U symbolic notation for their notations of rigid link mechanisms for machine tools. Also we propose the representation of kinematic models of machine tools based on ISO TC184/SC4 STEP kinematic models.
  • F Tanaka, T Kishinami
    GLOBALIZATION OF MANUFACTURING IN THE DIGITAL COMMUNICATIONS ERA OF THE 21ST CENTURY: INNOVATION, AGILITY, AND THE VIRTUAL ENTERPRISE 163 - 174 1998年 [査読無し][通常論文]
     
    In this paper, we propose feature models of a machining operation and machined surface, which correspond directly to the machining process model. The feature model of the machining operation is proposed from the viewpoint of the dimension of a macro cutting tool, the dimension of feed motion, and the number of enveloping constraints. The machining feature is also proposed from the viewpoint of the removal volume (tool swept shape), machined surface (enveloping tool swept shape), and the contacting shape between the required surface and cutting edge during one cutting motion (unit-shaping element). We proposed the abstract model of the machining process and the abstract model of operation planning which could represent the linear equations. We also pointed out that there are only 15 types of machining operations.
  • H Tokunaga, F Tanaka, T Kishinami
    1998 JAPAN-U.S.A. SYMPOSIUM ON FLEXIBLE AUTOMATION - PROCEEDINGS, VOLS I AND II 857 - 863 1998年 [査読無し][通常論文]
     
    In order to check the kinematic performance of an assembly, a kinematic model of assembly using contact constraint representation in configuration space is needed. In this model, the motion of a component resulting from the imposed contact constraint is represented by the region in configuration space. However, it is difficult to derive the motion of the assembly because many constraints make the kinematic model of assembly too complex. In order to derive an equivalent minimum model of the kinematic model of an assembly, and to decrease the computational complexity, a constraint reduction procedure for the kinematic model of assembly in configuration space is proposed as follows: first, mapping rules of the kinematic model are proposed in order to realize the mapping from a feature-based kinematic model to a kinematic model in configuration space. Second, constraint reduction procedures in configuration space and a method for deriving the minimum kinematic model in configuration space are proposed. Third, based on the constraint reduction procedure in configuration space, feature-based constraint reduction is proposed by introducing a virtual feature; it is confirmed that TTRS reduction rules are valid feature-based constraint reduction rules. Using this reduction procedure, a method for deriving the feature-based minimum kinematic model is proposed. Fourth, using the feature-based minimum kinematic model and the mapping rule of the kinematic model, a method for deriving the minimum kinematic model in configuration space is proposed. Finally, in order to confirm the usefulness of the proposed constraint reduction, it is applied to an example of the kinematic model of assembly.
  • 鏡筒工学製品における統計的公差設計システムの開発(第1報)
    精密工学会誌 Vol.64 No.7 1690 - 1695 1998年 [査読無し][通常論文]
  • 精密工学会誌 Vol.64 No.5 738 - 742 1998年 [査読無し][通常論文]
  • 田中 文基, 星野 裕毅, 岸浪 建史
    精密工学会誌 64 5 758 - 762 1998年 [査読無し][通常論文]
  • 徳永 仁史, 田中 文基, 岸浪 建史
    精密工学会誌 64 11 1608 - 1612 1998年 [査読無し][通常論文]
  • H Tokunaga, F Tanaka, T Kishinami
    FLEXIBLE AUTOMATION AND INTELLIGENT MANUFACTURING, 1998 483 - 493 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    With kinematic analyses of assembly, it is difficult to derive the motion of the assembly because many constraints make the kinematic model of assembly complex. In order to derive an equivalent minimum model of the kinematic model of assembly, and to decrease the computational complexity, a constraint reduction procedure for the kinematic model of assembly in configuration space is proposed as follows: first, mapping rules of the kinematic model are proposed in order to realize the mapping from a feature-based kinematic model to a kinematic model in configuration space. Second, constraint reduction procedure in configuration space and a method for deriving the minimum kinematic model in configuration space are proposed. Third, based on the constraint reduction procedure in configuration space, feature-based constraint reduction is proposed by introducing virtual feature; it is confirmed that TTRS reduction rules are valid feature-based constraint reduction rules. Using this reduction procedure, a method for deriving the feature-based minimum kinematic model is proposed. Fourth, using the feature-based minimum kinematic model and the mapping rule of the kinematic model, a method for deriving the minimum kinematic model in configuration space is proposed. Finally, in order to confirm the usefulness of the proposed constraint reduction, it is applied to an example of the kinematic model of assembly.
  • PG Ikonomov, F Tanaka, T Kishinami
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MACHINE TOOLS & MANUFACTURE 37 10 1465 - 1473 1997年10月 [査読無し][通常論文]
     
    In this paper an inspection method for geometrical tolerances for measurement with coordinate measuring machines (CMM) is proposed. It is indisputable that manual measuring methods cannot be applied for measurement with CMM. We also show that the usual procedure for inspection with CMM is inadequate for the implementation of ISO geometrical tolerances. The proposed model for calculation of the constraint substitute element ensures that inspections are carried out in accordance with ISO tolerance requirements, in which relationships between features and datum are implicitly defined. It is proposed to apply geometrical constraints that explicitly represent these relationships by means of fitting the mathematical form of the constraint substitute element. The resultant mathematical equations clearly illustrate tolerance design intent and can be applied with the small displacement screw (ISO/TR 10 360-1: Coordinate metrology--Part 1: Definitions and applications of the fundamental geometric principles) for inspection of the workpiece. This technique allows inspection to be performed in accordance with ISO geometrical tolerance. (C) 1997 Elsevier Science Ltd.
  • 斉藤 学, 田中 文基, 岸浪 建史
    精密工学会大会学術講演会講演論文集 1997 1 341 - 342 1997年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 徳永 仁史, 田中 文基, 岸浪 建史
    精密工学会誌 63 8 1081 - 1085 1997年 [査読無し][通常論文]
  • Geometrical characteristics of machined shape for computer aided operation planning
    Proceedings of CAPE'97 1  1997年 [査読無し][通常論文]
  • Tool Modeling for Tool Life Cycle Support
    Proceedings of the 29th CIRP Internationl Seminar on Manufacturing Systems 299 - 304 1997年 [査読無し][通常論文]
  • Assembly Model using Contact Constraint Representation in Configuration Space for Kinematic Analysis -Influence of Geometrical Errors on Motion
    Proceedings of International Conference on Manufacturing Milestones toward the 21st Century MM21 421 - 426 1997年 [査読無し][通常論文]
  • Distortion Mechanism of Stereolithography Parts
    Proceedings of the 8th International Conference on Production Engineering(8th ICPE) 83 - 92 1997年 [査読無し][通常論文]
  • PG Ikonomov, T Kishinami, F Tanaka
    ADVANCES IN CONCURRENT ENGINEERING: CE97 97 277 - 284 1997年 [査読無し][通常論文]
     
    A NAVIGATION SYSTEM FOR VIRTUAL ASSEMBLY USING STEP DATA IN THE CONCURRENT ENGINEERING WORKING CONDITION IS PROPOSED. DEVELOPMENT OF SUCH A SYSTEM IS CRITICAL FOR SUCCESSIVE WORK OF THE PARTICIPANTS IN THE CONCURRENT ENGINEERING TEAM. VIRTUAL ASSEMBLY GOAL IS TO INTEGRATE ALL REQUIREMENTS OF DESIGN, MANUFACTURING AND ASSEMBLY. SHIFTING OF THE ASSEMBLY DESIGN AND VERIFICATION TO THE EARLY STAGE OF THE DESIGN OF THE PRODUCT WILL HAVE IMMENSE IMPACT ON THE WAY PRODUCT IS DEVELOPED FROM CONCEPTUAL STAGES TO REALIZATION. STEP DATA EXCHANGE ENSURES TRANSPARENT DATA FLOW TO ALL CYCLES OF THE DESIGN AND PRODUCTION PROCESS AND BETWEEN PARTICIPANTS OF THE CONCURRENT ENGINEERING GROUP. A WORKING SCHEMA OF A NAVIGATION SYSTEM FOR VIRTUAL ASSEMBLY USING STEP IS DEFINED.
  • H Narahara, F Tanaka, T Kishinami, S Igarashi, K Saito
    SOLID FREEFORM FABRICATION PROCEEDINGS, SEPTEMBER 1997 733 - 740 1997年 [査読無し][通常論文]
     
    In the industrial use of the Stereolithography, the precision is always a problem. Basic phenomenon of the solidification shrink has not sufficiently investigated. This study aims at clarifying the initial linear shrinkage of cured resin in a minute volume. Experimental equipment has been developed which measures the time history of the single strand in situ in a stereolithography machine. Analysis model about the time history of a minute volume linens shrinkage has been shown using with the measured shrinkage of a cured line segment. The relation between the time history of the linear shrinkage and the temperature was measured and the shrinkage in the minute volume after irradiation has been caused by the temperature variation.
  • An Analytical Approach for Evaluation of Perpendicularity between Motion Axes of Machine Tools
    Proceedings of International Conference on Manufacturing Milestones toward the 21st Century MM21 415 - 420 1997年 [査読無し][通常論文]
  • An Assembly Modeling Using Kinematic Constraint Representation in Configuration Space
    Proc. of the Japan-USA Symposium on Flexible Automation 761 - 766 1996年 [査読無し][通常論文]
  • 田中 文基, 岡本 英明, 岸浪 建史
    精密工学会誌 62 5 722 - 726 1996年 [査読無し][通常論文]
  • 岡本 英明, 佐々木 豊春, 田中 文基, 岸浪 建史
    精密工学会誌 62 1 125 - 129 1996年 [査読無し][通常論文]
  • 三井 聡, 田中 文基, 岸浪 建史
    精密工学会誌 62 5 717 - 721 1996年 [査読無し][通常論文]
  • 山田 誠, 田中 文基, 岸浪 建史
    精密工学会誌 62 12 1742 - 1746 1996年 [査読無し][通常論文]
  • PG Ikonomov, T Kishinami, F Tanaka
    ADVANCES IN CONCURRENT ENGINEERING: CE96 96 363 - 370 1996年 [査読無し][通常論文]
     
    We propose a Virtual assembly model for concurrent engineering using STEP data exchange. It is a reality assembly based approach for assembly at the design stage. The functional requirements of the tolerance model are specified and used for testing of the assembly model. An integrated EXPRESS-G schema of the virtual assembly is provided. Suggested structure and design workflow are a concurrent design process with the possibility for data exchange using STEP standard.
  • A Form Fitting Method for Composite Features in Coordinate Metrology
    Proc. of 3rd International Symposium on Measurement Technology and Intellingent Instruments 83 - 90 1996年 [査読無し][通常論文]
  • Inspection method for geometrical tolerances using coordinate measuring machine
    Computer-Aided Tolerancing 298 - 311 1996年 [査読無し][通常論文]
  • H TOKUNAGA, F TANAKA, T KISHINAMI
    PROCEEDINGS OF 1995 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION, VOLS 1-3 2740 - 2745 1995年 [査読有り][通常論文]
  • M YAMADA, F TANAKA, T KISHINAMI
    ADVANCEMENT OF INTELLIGENT PRODUCTION 1 209 - 214 1994年 [査読有り][通常論文]
  • F TANAKA, T KISHINAMI
    ADVANCEMENT OF INTELLIGENT PRODUCTION 1 675 - 680 1994年 [査読有り][通常論文]
  • S MITSUI, F TANAKA, T KISHINAMI
    ADVANCEMENT OF INTELLIGENT PRODUCTION 1 120 - 125 1994年 [査読有り][通常論文]
  • F TANAKA, T KISHINAMI
    IFIP TRANSACTIONS B-APPLICATIONS IN TECHNOLOGY 3 361 - 376 1992年 [査読有り][通常論文]
     
    Features are abstraction ideas from application viewpoints. For example, the Design Feature is the shape abstraction from the design view, and the Machining Feature is one from the machining operation view. Especially the Machining Feature is a very important idea for connecting the product model and the machining operations. This paper deals with 1) the definition of the Machining Features and their attributes, 2) the structure and classification of the Machining Feature based on form shaping operation, tools and the surface conditions, and 3) the Machining Feature based model.
  • F TANAKA, T KISHINAMI
    HUMAN ASPECTS IN COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING 3 361 - 376 1992年 [査読有り][通常論文]
  • 山田 誠, 田中 文基, 岸浪 建史
    函館工業高等専門学校紀要 p25 - 32 函館工業高等専門学校 1992年 [査読無し][通常論文]
  • 山田 誠, 田中 文基, 岸浪 建史
    函館工業高等専門学校紀要 p49 - 54 函館工業高等専門学校 1991年 [査読無し][通常論文]
  • 山田 誠, 田中 文基, 岸浪 建史
    函館工業高等専門学校紀要 p39 - 48 函館工業高等専門学校 1991年 [査読無し][通常論文]

書籍

  • 工作機械の形状創成理論-その基礎と応用-<稲崎一郎監修>
    養賢堂 1997年

講演・口頭発表等

作品等

  • 北のものづくり総合技術交流会
    2010年 - 現在

その他活動・業績

  • GISを用いた指定場所映像の空撮ビデオアーカイブ検索手法に関する研究
    梅本純, 小野里雅彦, 中西弘明, 伊達宏昭, 田中文基 第8回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会講演論文集 1121 -1122 2007年 [査読無し][通常論文]
  • 災害情報データベースのための空撮ビデオ映像とGISの連携手法に関する研究
    梅本純, 小野里雅彦, 田中文基, 伊達宏昭, 中西弘明 2006年度精密工学会北海道支部学術講演会講演論文集 19 -20 2006年 [査読無し][通常論文]
  • 被災状況確認を目的とした自律無人ヘリコプタの空撮ビデオからの指定場所映像の検索手法
    梅本純, 小野里雅彦, 中西弘明, 伊達宏昭, 田中文基 第7回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2006) 講演論文集 2006年 [査読無し][通常論文]
  • 工具姿勢評価に基づく金型曲面加工法の研究
    型技術 20 (15) 12 -13 2005年 [査読無し][通常論文]
  • 斉藤 亮, 田中 文基, 金井 理, 岸浪 建史 地理情報システム学会講演論文集 = Papers and proceedings of the Geographic Information Systems Association 11 293 -296 2002年09月30日 [査読無し][通常論文]
  • 金井 理, 田中 文基, 岸浪 建史, 斉藤 亮, 斎藤 誠一, 飯田 浩二, 谷 宏, 館野 教一 地理情報システム学会講演論文集 = Papers and proceedings of the Geographic Information Systems Association 11 (0) 275 -278 2002年09月30日 [査読無し][通常論文]
  • 斉藤 亮, 田中 文基, 金井 理, 岸浪 建史 情報科学技術フォーラム一般講演論文集 2002 (2) 7 -8 2002年09月13日 [査読無し][通常論文]
  • 金井 理, 田中 文基, 岸浪 建史, 斎藤 誠一, 飯田 浩二, 谷 宏, 館野 教一 地理情報システム学会講演論文集 = Papers and proceedings of the Geographic Information Systems Association 10 (0) 203 -206 2001年09月30日 [査読無し][通常論文]
  • 坂口 大作, 田中 文基, 金井 理, 岸浪 建史, 斎藤 誠一, 飯田 浩二, 山内 皓平 精密工学会大会学術講演会講演論文集 2000 (1) 2000年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 林田 嘉将, 田中 文基, 金井 理, 岸浪 建史 精密工学会大会学術講演会講演論文集 1997 (1) 517 -518 1997年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 金井 理, 田中 文基, 岸浪 建史, 斎藤 勝政 精密工学会誌 52 (11) 1927 -1933 1986年11月05日 [査読無し][通常論文]
     
    A new style of CAM system which consists of hierarchical modules was developed, and as a basic geometric model for the system, the Cell-Constructed-geometric-Model (CCM) was proposed. These enables us to decompose the CCM into the several Machining Face Groups (MFG) which are created by the same cutting operations, to determine various information about machining, to generate cutter path for each MFG and to check and distribute NC data to machine tools in an interactive way. The CCM which is based on a rational Bézier interpolation, is efficient to make and edit the MFG, and to generate cutter path. In this paper, the structure and functions of these hierarchical modules and an example of the processing are described. And the concept and contribution of the CCM to these modules are also shown.
  • 金井 理, 田中 文基, 岸浪 建史, 斎藤 勝政 精密工学会誌 52 (10) 1808 -1814 1986年10月05日 [査読無し][通常論文]
     
    The Cell-Constructed-geometric-Model (CCM) is proposed as a new conception for the data representation of geometric model. The CCM consists of three-dimensional array of some finite Cells. The Cell means a unit volumetric solid bounded by six curved surfaces, and is regarded as an extended idea of bi-cubic parametric surface interpolation to a tri-cubic one. The interpolative method of the CCM is a rational cubic Bézier's. Therefore, with the CCM, it is possible to represent a closed volumetric solid bounded by some analytic surfaces and sculptured surfaces using the same data structure. This paper describes the mathematical formulation and the internal data structure of the CCM. Then the application of the CCM to the geometric model for CAM system, Finite-Element-Analysis, and calculation of weight and volume of a solid, are considered. Finally, developed geometric modelling system and methods of modelling to make the CCM interactively are described, and a modelling example of the CCM is shown.

特許

  • 井上 春樹, 舩橋 誠壽, 八尋 正和, 田中 文基  株式会社日立製作所, 日立エンジニアリング株式会社  201103063290836196

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 個別多軸工作機械の特性を生かした工程設計のための加工機能のデジタルツイン
    基盤研究(C)
    研究期間 : 2019年04月 -2022年03月 
    代表者 : 田中 文基
  • 実工作機械適応型作業設計システムの開発研究
    工作機械技術振興財団:試験研究助成A
    研究期間 : 2011年06月 -2012年05月 
    代表者 : 田中 文基
  • 特徴情報表現に基づくNCデータ解析システムの開発研究
    工作機械技術振興財団:試験研究助成A
    研究期間 : 2009年06月 -2010年05月 
    代表者 : 田中 文基
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2006年 -2007年 
    代表者 : 小野里 雅彦, 田中 文基, 伊達 宏昭
     
    実世界の存在物と仮想世界の存在物とが相互に連関し,ある種の双対性を実現した複素生産空間の概念の定式化と,それに基づくシステム開発を実施した.複素生産空間の概念的な図式として,実世界面と仮想世界基準面からなる抽象的な空間を考え,世界に対する記述が時間の進行とともに意味が推移していくことを示した.システムの開発に関しては,実-仮想の表現実体が混在する作業環境において,それらを同一の指示デバイスを用いて指示することができるユニバーサルポインティングシステムの開発を行った.また,発話による直示表現による作業環境中の対象物指示と音声認識とテキスト処理を用いた発話記録システムを開発することで,作業環境において,指示対象と発話内容を連携させた形での技術情報の蓄積および取り出し可能とした.また,3次元の対象物に対する情報の付与と参照を直感的に行うためのデバイスとして拡張現実感を使用した3次元ユーザインタフェースを開発し,サイバーアノテーション環境の構築とその有効性を検証した.また,サイバーフィールドのモデリングに関しては仮想環境中で生産の業務を行う仮想作業者の開発,実環境に対する3次元計測データからCAD等で形状定義された対象物を認識する手法の開発,時間変化をする3次元世界を4次元の形状としてモデリングする4次元メッシュモデリングシステムなどを開発し,複素生産空間を実現するための基盤を整備し...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 2005年 -2006年 
    代表者 : 田中 文基, 岸浪 建史, 小野里 雅彦
     
    製品設計から製造において,CAD, CAE, CAM, PDM, CNC工作機械などといったデジタルツールへの依存が増加している.そこで,近年のグローバル生産システムにおいて日本の優位性を保つためには,これらデジタルツールに基づき,加工不具合の迅速対応や,加工結果の正当な判断が可能となるトレーサブルな加工システムの確立が重要となる.しかしながら,現在のCAMからの出力データでは,NCデータ,図面,加工工程表など情報に関連性が無く,しかも意味的情報が無いため理解が困難となり,トレーサブルにならず,ヒューマンエラーの原因にさえなっている.その解決方法としては,技術的な意味情報であるフィーチャ情報,加工作業情報,工具情報・素材情報・加工機械情報などを統合し,関係付けを行い,一つのデータ構造で表現することが必要となる.本研究では,そのような要件を満たすモデルをセマンティック加工情報モデルとして提案した.セマンティック加工情報モデルは,EXPRESS, EXPRESS-X, Part28といったSTEP技術を応用してXMLで保存される.また,セマンティック加工情報モデルに基づくシミュレーションシステムや加工システムを開発した.さらに,従来のCAMシステムと提案システムのインタフェースシステムを開発した.すなわち,セマンティック加工情報モデルの基本要素であるworkingstepは,形状...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(S))
    研究期間 : 2002年 -2006年 
    代表者 : 岸浪 建史, 金井 理, 赤間 清, 田中 文基, 近藤 司, 三井 聡, 山田 誠
     
    製品設計から製造において,CAD,CAE,CAM,PDM,CNC工作機械などといったデジタルツールへの依存が増加している.コンカレントエンジニアリングにおいては,異なるデジタルツール間での製品データのデータ交換が頻繁に行われることが必要となっている.設計と製造の有機的な結合と,トレーサブルな製造システムを実現するためには,どのコンピュータ実装にも依存しない形での情報の意味を表現することによる相互運用可能なデジタルツールの実現が必要不可欠である.相互運用性は,製品モデルデータにおいて,対象をすべての協調製造環境において正確に表現することができるかどうかということである.今日では,幾何表現データ,公差データなどすべてのエンジニアリングデータがすべての製品開発段階を通して使用されているわけではない.相互運用におけるエラーは,デジタルツールにおいて製品モデルデータを使用不可能にするエラーである.協調製造環境において相互運用におけるエラーが発生した場合,エラーの原因を探すのは,コストと時間の観点から大変な作業となる.さらに,製品のライフサイクルの間中,情報を表現するデータの品質を保つ必要がある.本研究では,これらの要求を満たすモデルとして,デジタルセマンティック製品モデルを提案した.デジタルセマンティック製品モデルは,製品モデルの品質保証法,人間(設計者や作業者)が理解できコンピュータ...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2002年 -2004年 
    代表者 : 小野里 雅彦, 寺本 孝司, 近藤 司, 金子 俊一, 田中 文基
     
    生産知識の動態保存を考える上で,リアルタイム性,機械可読性,業務のリアリティの3つの分類軸を導入し,インプロセス-人間利用-実業務,インプロセス-機械可読-実験,回顧的-機械可読-実業務の3つの形態に関して,4画面プロセス記録法,デザインレビューを対象とした知識記録手法,仮想生産システムを用いたナレッジタグ手法の3つの手法を開発した.これに対して,仮想生産システムを用いたナレッジタグ手法と,デザインレビューを対象とした知識記録手法に関してシステム開発を行い,システム実装上の諸問題の検討と解決手法の提案を行った.特に,工場の製造設備をとりまく状況を,仮想生産システムによって表現し,それにコード表現を対応させることで,外部の記述から知識の適用状況を再現する手法は,シンボリックな記述と,複雑な対象世界とを結びつけるものとして有効である.最後に,動態保存の手法が実際の製造業での業務に適用可能であるかどうかの検討を,自動車部品製造企業の協力を得て実施した.多くの生産知識が投入された製造設備に対して,回顧的な知識収集を行った上で,知識適用履歴のシステム実装を行い,その結果を企業の技術者を中心に評価をしてもらった.その結果,こうしたアプローチによる生産知識の動態保存は,知識の保存・継承に限定されず,より広域なエンジニアリングツールとして利用可能であるとの評価を得た.
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 2002年 -2003年 
    代表者 : 田中 文基, 岸浪 建史
     
    生産システム全体の知能化には,人間の介在が必要不可欠である.しかし,現状のISO6983に基づくNCデータを人間が介在する分散生産環境におけるインタフェースとして用いた場合,受け取ったデータだけで加工対象および加工作業に関する情報を理解することが困難であるため,人及び機械が加工データの確認,変更,削除を容易に行う事ができない問題点がある.さらに,製品モデルデータといった外部情報と結びつける機構を有していないため,検索,変更のための基本情報がなく,結果を設計,工程設計へのフィードバックすることが困難であるといった問題もある.そこで,本研究では,人-機械システム間のインタフェースとして,XMLに基づいた加工定義データ表現MDDML(Manufacturing Definition Data Markup Language:加工定義データマーク付け言語)を新たに提案し,以下の項目について研究成果を得た.1)加工フィーチャに基づく加工定義データ情報モデルのEXPRESSモデルを構築した.加工定義データ情報モデルを,形状創成関数に基づくフィーチャモデルを採用し,EXPRESSを用い記述した.2)加工定義データ情報モデルに基づく加工定義データマーク付け言語(MDDML)を構築した.加工定義データ情報モデルを基に,加工定義データマーク付け言語(MDDML)を提案した.3)MDDMLに基づく...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2000年 -2001年 
    代表者 : 岸浪 建史, 田中 文基, 金井 理
     
    生産技術・生産システムの進化とは、生産知識・技術・資源の再利用・再編・蓄積の中で、新たな生産知識・技術を生成する事であると考えると、生産知識・技術・資源の利用・蓄積を可能とする統合生産設計支援システムが必要とされる。しかし、生産設計を支援する体系的なモデル化技術と、それをベースとした統合生産設計支援システムは実現されていない。従って、この問題点を解決するために本研究では以下のことを行う事を目的とする。(1)生産技術および生産システムにおける、あらゆる加工知識・技術・資源を再利用・再編可能な形式で外在化し蓄積・交換することができる情報モデル化技術を確立する。(2)情報モデル化技術により、製品モデルの加工に必要な加工知識・技術・資源を俊敏にそして柔軟に利用・蓄積する統合生産設計支援システムを構築する。(3)統合生産設計支援システムを用い、生産設計に必要な知識・技術・資源の俊敏で柔軟な利用が可能なことを確認する。以上の目的を達成するため研究を遂行し、以下の研究成果を得た。(1)種々のフライス加工機械のEXPRESSモデルを構築し、具体的データを入力し、工作機械データベースを構築した。(2)フライス加工に限定し種々の工具のEXPRESSモデルを構築し、具体的データを入力し、工具データベースの構築した。(3)STEP/AP203形式の製品モデルの出力データから,加工特徴へ変換する変換ソ...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 1998年 -1999年 
    代表者 : 岸浪 建史, 田中 文基, 金井 理
     
    CADとCAMの幾何形状の伝達においては機械加工の観点から加工特徴形状に人間が解釈し、CAMの入力とする事が一般的である。本研究では、設計から加工までのデータフローの流れを逆に捕らえ、下流から処理機構の数学的モデル化を行い、所望の出力を達成するための入カデータを逐次求めるボトムアップ的手法を提案し、以下の研究項目について研究を行い、それぞれ結論を得た。(1)形状創成関数によるNC加工プロセスの表現加工面生成のプロセスを、IDEF0図式表記法と数学的形式表現により機能分析をおこない加工プロセスモデルを構築した。また、加工面の性質を現す加工面が属する除去形状の性質、加工面の表面性状モデルを構築した。(2)加工プロセスの逆変換構造としての作業設計プロセスの表現(1)で導出された加工プロセスモデルの逆変換構造を基本に加工面性状モデルを入力して抽象NCデータを出力する作業設計プロセスモデルの構築を行った。このプロセスは、単純な数式で表現することが可能である。(3)作業設計プロセスの入力としての加工特徴モデルの構造とその表現(2)で構築した作業設計プロセスモデルの処理手順に一致する情報から構成される加工特徴モデルの構造と表現を情報モデル化言語EXPRESSを用いて表現した。(4)机上シミュレーションによる検証具体的機械加工部品を対象として、部品を構成する加工面毎に使用工具、工具運動を列挙...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    研究期間 : 1997年 -1998年 
    代表者 : 田中 文基
     
    NCシステムのオープン化は、加工システム構築の自由度を増すために、徐々に進められている。このオープン化の流れにおいて、加工システムの高機能化、知能化は、重要な課題である。加工システムの高度な自動化、知能化を達成するには、加工システムが加工システム自身を認識できなければならない。すなわち、オープンNCシステムでは、NCシステムに別の工作機械がつながれていても、すぐにその工作機械の構造と動作をNCシステムに与える方法を提案する必要がある。そこで、本研究では、リンク構造間の相対運動とリンク構造の幾何情報を保持した工作機械機構モデルをISO 10303で規格化されているEXPRESS言語を用いてS-U表記法に基づきモデル化する。次に実際の工作機械に対し、その機構を表現するパラメータを求め、NCシステムと工作機械との通信方法を確立し、有効性を確かめるとともに、NC機能の高度化の一例として、加工シミュレーションシステムをパソコン上で実装する。以上を目的として、昨年度の研究成果を踏まえ、以下の結論を得た。1) 知能型オープンNCの加工検証機能と作業領域検証機能の実現アルゴリズムの導出加工検証機能と作業領域検証機能のアルゴリズムを、工作機械の機構モデルを参照する形でアルゴリズムを実現した。2) 知能型オープンNCのパーソナルコンピュータによる実現・評価3)で提案したアルゴリズムを用い、パーソ...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(試験研究(B), 基盤研究(B))
    研究期間 : 1995年 -1996年 
    代表者 : 岸浪 健史, 山田 誠, 田中 文基
     
    工作機械による加工誤差の要因としては切削力による構造の弾性変形、熱変形、摺動面の非線形特性、構造のアライメント誤差などが考えられる。この内、弾性変形、熱変形は工作機械の設計段階で基本的に決定されてしまう。一方、工作機械の経年変化は習導面の非線形特性とアライメント誤差にあると言える。本研究ではこの内、アライメント誤差の推定方法について着目し研究を行い以下の結論を得た。1)アライメント誤差推定方法の理論的検討1.アライメント誤差を考慮した工作機械(立フライス盤)の形状創成関数の導出を行った。2.アライメント誤差の加工形状への影響マップの作成を行った。3.アライメント誤差と加工誤差の線形関係の検証を行った。4.アライメント誤差を考慮した加工形状の陰関数表現を行った。5.加工物形状の離散測定データから加工物形状の陰関数表現を行った。6.アライメント誤差パラメータによる加工物形状陰関数表現と形状測定データによる加工物形状陰関数表現との比較によるアライメント誤差導出方法の確立を行った。7.計算機実験検証法と加工形状誤差評価とアライメント誤差評価システムの予備実験を行った。2)アライメント誤差推定法の計算機実験による検討1.計算機シュミレーションシステムの構築と計算機実験による提案手法の評価を行い、提案手法の実現可能性を検討した。1)アライメント誤差推定評価システムの開発1.基準正立方体の...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    研究期間 : 1995年 -1995年 
    代表者 : 田中 文基
     
    様々な形状加工へのニーズや高能率、高精度加工への要求から多軸工作機械による加工法に関する研究が多数行なわれている。しかし、多軸工作機械は工場で実際に使われている例が少ない。その理由としては、五軸制御工作機械などに代表される、工具姿勢の制御が可能な工作機械に対し、工具の姿勢を全て考慮し、工具干渉の回避を可能とする工具オフセット面生成法が困難なためである。そこで、本研究では、工具の位置と姿勢を同時に表現するために、配位空間を用いた方法を提案、工具の位置と姿勢を同時に表現するとともに、工具干渉回避を可能とするオフセット面の配位空間における表現を提案し、上述の問題点を解決する。このため、工具の位置と姿勢を同時に表現する配位空間を用い、工具オフセット面の理論的解析及び数学的表現を行ない、それを実現するためのアルゴリズムの提案及び実装を行なう。上記の目的で研究を行ない、以下の結論を得た。1)工具オフセット面生成及び工具経路生成法の調査:多軸工作機械における工具オフセット面生成法及び工具経路生成法の調査を行ない、従来法の問題点を明らかにした。2)配位空間の表現法の調査と配位空間による工具オフセット面のモデル化:工具の位置と姿勢を同時に表現する配位空間を用い、工具オフセット面の理論的解析を行なうと共に、配位空間の表現法や配位空間で用いられているアルゴリズムの検討を行なった。また、工具オフセッ...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(B))
    研究期間 : 1994年 -1995年 
    代表者 : 岸浪 建史, 田中 文基
     
    FMSの高度な自動化を達成するためには、工具管理のためのデータベースの構築と高度な工具運用計画システムは不可欠であり、1)工具の一元管理(乞う場内での工具の存在の管理と利用状況の管理)、2)工具寿命管理、3)工具補正データ管理、4)推奨切削条件の選定、は工場自動化において避けられない研究課題となってきている。このような背景のもとで、本研究では以下の項目について研究を行なうものである。1)FMSなどにおける工具の準備・運用・再生プロセスをプロセス表記法(IDEFO)を用いて記述し、工具の運用の計算機処理における必要情報を明確にする。2)各加工ステーションが必要とする工具を、必要な時間に準備・運用するための工具準備・運用計画システムの必要機能を、明確にする。3)工具JITを可能とする工具管理データベースのためのオブジェクト指向工具情報モデルの設計方法とその実務方法を明らかにする。4)オブジェクト指向データベースによる工具運用JITが可能であることを計算機シミュレーションで明らかにする。本年度は、このうち以下の項目を実施し結論を得た。1)工具データベース構築工具モデルとオブジェクト指向データ管理システムによる工具データベースを構築した。2)工具データベースの検証システムのアクティビティおよびアルゴリズム検討:Tool Life Cycle Support Activityのうち、工...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    研究期間 : 1994年 -1994年 
    代表者 : 田中 文基
     
    高精度加工を実現するためには、工作機械の運動機能を計算機で表現し、加工運動シミュレーション、解析などを行い補正することが必要となる。しかし、実際に計算機を用いて加工運動シミュレーション等を行うには、工作機械の構造などの計算機表現が十分でなく、加工運動シミュレーションや補正法などなされていない。その理由としては、工作機械の構造と運動を表すためには、リンク構造間の相対運動をマトリクス表現で表す方法では、人間が概念的に理解する為、及び計算機により工作機械の運動シミュレーションを行う上で適切な形式ではない、が挙げられる。本研究は、工作機械の構造と運動を、工作機械の各構成要素の構造や構成要素間の運動を詳述する情報モデルとして表現しそれを用いて工作機械における計算機支援システムを実現することを目的としている。上記の目的で研究を行ない、以下の結論を得た。1)工作機械の運動モデルの理論の調査、検討工作機械の運動モデルについて、従来研究の調査により工作機械の運動モデルとして表現すべき情報は、リンク間の相対運動及び運動座標系間の一つのリンク上における位置関係である。この観点から、座標系の設定法として、形状創成関数、D-H記法、S-U記法を比較し、本研究ではS-U記法が適していることがわかった。2)オブジェクト指向言語による工作機械の運動モデルの情報モデル表現法に関する検討上述した手順により求めら...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    研究期間 : 1993年 -1993年 
    代表者 : 田中 文基
     
    従来、設計と加工の情報伝達の必然性、CADとCAMとの有機的結合が叫ばれてきたが、依然として困難な状態にある。それは、設計(CAD)モデルが形状の幾何の観点や機能の観点からの表現しか行われていないためである。この問題点を解決すべく加工特徴という概念が導入されてきたが、これまでは、工具を中心にした分類や形状特徴を中心にした分類方法であり、加工モデルに必要な加工作業の観点での表現が行われていなかった。そこで本研究は、加工単位作業を十分に支援するモデルとして加工特徴を定義し、加工作業を加工特徴を用いて記述することを目的としている。本研究では、以下の手順で研究を遂行した。1)単位加工作業表現に関する理論的検討単位加工作業の抽象化を、V.T.Portmanの形状創成機能モデルの考え方を基本として工作機械、工具、加工運動を含めた加工作業モデルとして抽象化を行った。この加工作業モデルと加工特徴を対応させるように、加工特徴のモデル化を行った。2)基準面、データム面を考慮した加工順序の表現方法基準面、データム面に関する情報は、加工特徴間の空間配置関係に依存している。この情報を基に、同一取り付け状態の加工特徴をグループモデルとして表現し、加工順序の表現法提案した。3)加工作業モデルを用いたモデリングシステムの試作と評価以上のモデルのモデリングシステムをコンピュータ上で実現し、穴加工における加工作...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(B))
    研究期間 : 1992年 -1993年 
    代表者 : 岸浪 建史, 田中 文基
     
    設計と加工においてその対象の高水準表現としてフィチャーが考えられる。またフィチャーは設計と加工のインターフェースの役割を果たすことが期待されている。しかしデザインフィチャーは設計の観点から、また加工特徴は加工作業の観点から独立研究されており、設計(CAD)特徴と加工(CAM)特徴の意図の違いがCAD/CAMの統合を困難なものとしている。本研究ではこの問題を解決するために以下の手順で研究を行った。1)工作機械の形状創成機能の数学的定式化により、加工作業に必要な情報とその関係をIDEFO表記法により構造的表現を行い、各作業プロセスにおける入出力情報、束縛情報を明確にし、情報の相互関係、必要機能を明確にした。2)形状創成機能に必要な入力情報のモデルを加工特徴モデルと定義し、その一般構造と、各属性のクラス分けを行い、準備すべき情報を対象指向言語で表現し、その内容と範囲を明確にした。3)提案する加工特徴モデルはいくつかの例題の基で加工情報を生成するに十分な入力情報であることを確認した。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(B))
    研究期間 : 1990年 -1991年 
    代表者 : 岸浪 建史, 岸浪 健史, 田中 文基
     
    機械加工における形状認識は生産システムの自動化を実現するための重要な課題であることは広く認識されている。機械加工においては要求形状は幾何モデルとして与えられるので、モデルベースコンピュータ・ビジョンは機械加工における形状認識システムとして極めて有効である。本研究の目的は以下の通りである。1)画像上の点と幾何モデルの点の対応関係を明らかにする手順の確立。-DKA法の導入とその効果-微小変位スクリュー法の導入とその効果2)認識過程のモデル化。-Vision Protocolの概念の導入-Vision Protocolのためのアルゴリズムの確立計算機シュミレーションによる提案手法の確認。本研究により以下の研究成果を得ることができた。1)DKA法はP4P問題に対して極めて有効であることを確認した。2)微小変位スクリュー法は一般的PnP問題に対して極めて有効であることを確認した。3)提案するVision Protocolはハンドコンパイル法、インタープリタ法、コンパイル法を包含し一般的形状認識プロセスモデルであることを示した。4)提案するVision ProtocolをC++計算機言語で実現できることを示した。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(C))
    研究期間 : 1988年 -1990年 
    代表者 : 岸浪 建史, 金井 理, 斎藤 勝政, 田中 文基
     
    形状加工シュミレ-タの開発は、生産システムの自動化を高めるための一手段である。すなわち、形状加工シュミレ-タは実際に加工現象を事前に予測することができ、CAMシステムにおける有力な検証手段と考えられるためである。しかし、形状加工シュミレ-タは幾何形状の高速干渉処理を可能とする処理アリゴリズムを必要としているめ、CADにおける幾何モデルを基にするシュミレ-タは干渉処理の高速化に有効な手法がなく、実用的形状加工シュミレ-タは未だ実現されていない。前年度研究では、物本形状の干渉処理の高速化を実現するため、Voxelデ-タ構造による加工シュミレ-タの開発を目的とし研究を行った。そこで本年度は、開発した加工シュミレ-タの具体的応用とその総合的評価を行うために以下の研究項目に関して研究を行った。1)工具干渉情報を利用したNCデ-タ自動修正処理機能の開発2)格子空間情報の高速・高精度画像表示アルゴリズムの開発また、加工シュミレ-タの基礎理論の研究を新たに平成元年度において研究を開始し、形状加工の数学的モデルの構築が可能であることを明らかにした。
  • 生産システムにおける情報モデル化と支援システム開発論
    研究期間 : 1988年

教育活動情報

主要な担当授業

  • システム環境情報学特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : サイバーフィールド,ディジタルモデル,仮想システム
  • システム環境情報学特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : サイバーフィールド,ディジタルモデル,仮想システム
  • システム創成学特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : H∞制御,人間センシング,ディジタル幾何処理,サイバーフィールド
  • システム創成学特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : H∞制御,人間センシング,ディジタル幾何処理,サイバーフィールド
  • システム環境情報学特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : サイバーフィールド,ディジタルモデル,仮想システム
  • システム環境情報学特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : サイバーフィールド,ディジタルモデル,仮想システム
  • システム創成学特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : H∞制御,人間センシング,ディジタル幾何処理,サイバーフィールド
  • システム創成学特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : H∞制御,人間センシング,ディジタル幾何処理,サイバーフィールド
  • 情報モデリング
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 情報モデル 表現と理解 形式言語 EXPRESS 図式言語 UML

大学運営

委員歴

  • 2018年04月 - 現在   機械学会   生産加工・工作機械部門 運営委員
  • 2018年04月 - 現在   製造科学技術センター   PDQ規格開発委員会
  • 2018年04月 - 現在   製造科学技術センター   ISO/TC184/SC4 国内対策委員会
  • 2011年04月 - 現在   日本工業標準調査会   産業オートメーション技術専門委員会委員
  • 2011年04月 - 現在   日本工作機械工業会 制御規格専門委員会   副委員長
  • 2007年02月 - 2010年01月   精密工学会   広報委員会委員   精密工学会
  • 2006年02月 - 2010年01月   精密工学会   北海道支部商議員   精密工学会
  • 2007年02月 - 2008年01月   精密工学会   北海道支部幹事   精密工学会
  • 2006年02月 - 2007年01月   精密工学会   北海道支部庶務幹事   精密工学会


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