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ウッドバーニング装置の開発(H28)
| 大学校及び設置科 | 東海職業能力開発大学校 生産システム技術系共同開発 |
|---|---|
| 課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 | 自動化機器設計、精密加工、CAD/CAM、自動化システム応用、通信プロトコル実装、組込みシステム構築 |
| 課題に取り組む推奨段階 | 応用課程2年 |
| 課題によって養成する知識、技能・技術 | 機構設計技術、モータ制御技術、画像処理技術、図形処理技術、ユーザインタフェース設計技術、熱制御技術 |
製作の目的と概要
技術目標として、正確なXYZ軸移動とモータ制御技術、電熱ペンの熱温度管理技術、画像処理技術、操作性を考慮したユーザインタフェース設計技術を習得します。
成果
ウッドバーニングは本来、焦げ目により明暗を表現しています。いろいろな手法を実験した結果、「ハーフトーン」による表現方法を採用しました。この手法を採用することにより、描画時間の短縮、精度の向上が実現できました。また、描写対象が木材ということもあり、定量的なZ軸の移動では、ハーフトーン描画に問題が生じるため、リニアガイドとタッチスイッチを使用した表面検知システムを構築しています。このシステムにより平面の木材以外の丸太等にも描画が可能となりました。
画像処理技術では、いろいろな画像に対応できるように「くっきりモード」と「なめらかモード」を用意して、できあがり予想画像で適切な画像処理を選択することができるようにしました。
電熱ペンの熱温度管理により描画精度が影響されるので、温度制御技術は非常に重要な要素であります。今回は電熱ペンの温度を、温度センサで読み取り、温度センサからの信号をA/D変換器によってPLCに取り込みます。目標温度３９０±１０℃と測定温度を元にPID演算を行って、SSRをオンオフし電熱ペンの温度制御を行っています。電熱ペンのペン先温度は、さまざまな温度で絵を描く実験をした結果、３９０±１０℃の範囲で描いた場合が一番綺麗に絵を表現できると判断したため、３９０±１０℃を目標温度としました。
当装置は、各種イベント等（大野まつり等）で記念品作成機器（実機デモ）として利用できるので地域との連携行事に参加することができます。また、岐阜県は木材産業としても全国的に有名であるため産業振興のPR機材としても利用が期待されます。
