労働人口減少のため，切削加工においては，加工結果の良否を判断し，適切な加工条件を選択できる熟練技能の伝承が求められる．加工条件の判断メカニズムのモデル化のためには加工面と熟練者判断過程のデータを収集する必要があり，データ収集効率化のために加工面計測の簡略化が望まれる．本報告ではミリング加工面を対象とし，巨視的な特徴量がカメラ画像に与える影響を視覚シミュレーションにより調査した結果を報告する．

工作機械において，エンコーダを用いた従来の位置検出器では，熱変位などの影響により，工具先端点の三次元位置を精度よく測定することは難しい．本研究では，画像を用いて工具先端点の三次元位置をリアルタイムで測定し，運動誤差を補正するシステムを開発する．前報の実験では，静止した工具の１方向の熱変位を補正した．本報告では，工具運動の切込み方向の運動誤差を補正する実験について述べる．

熱変位は工作機械の運動誤差の主要因の一つである．近年，画像を用いて熱変位を測定する手法が研究されているが，実用化には長時間の測定における画像測定系の安定性が必要である．本研究では，画像測定系の長時間安定性を検証した．静止したターゲットをカメラで連続撮影し，ターゲット検出位置の経時変化を評価した．また，不安定要因としてカメラの自己発熱に着目し，カメラの温度上昇が測定精度に与える影響を考察した．

本研究では，中・大型工作物に柔軟に対応可能な加工手法として，ロボット加工機，画像認識，およびレーザープロジェクタを統合した自動加工システムの基本構成を設計した．その一環として，プロジェクタの照射光に物体が干渉することで影が生じる課題に対し，背面スクリーンを用いたリア投影方式を採用した．本報告では，リア投影方式の投影精度および検出精度を検証するため，通常投影との比較を行った結果について述べる．

工作機械の加工誤差は、7割が熱変形と言われている。特に、3次元的な変形による誤差の角度成分の除去は困難である。本研究では、構造体温度場のアクティブ制御による熱変形補正を提案する。マシニングセンタを対象とし、５つの稼働パターンで測定した302点の大規模温度データとTCPの相対変位の相関に基づき、熱的アクチュエータを配置した。カルマンフィルタを用いて熱量を制御し、YZ平面内の傾き変形モードを低減した。

工作機械におけるDBB(Double Ball Bar)やグリッドエンコーダなどの工具端の運動精度測定法に代り、段取りが簡単な加速度計を用いた運動軌跡測定方法が提案されている。先行研究では、ノイズの影響が大きい場合に正しく軌跡測定ができないことと円弧以外の軌跡を測定できないことが課題であった。本研究では先行手法を拡張し、ハイパスフィルタを設計することで、ノイズの影響があっても任意の軌跡で運動精度測定を可能とする手法を開発した。

工作機械の加工誤差のうち熱変位は70%以上を占めている。熱変位への対策である熱変位補償のためには、熱変位の高精度な推定が必要である。本研究では工作機械の熱変位推定の精度向上を目指し、三次元空間における温度センサ配置法を提案する。OKKマシニングセンタの三次元FEMモデルから、構造解析により温度変化が変位に与える感度分布を算出した。得られた感度分布を用いて最適なセンサ配置を探索する手法を確立した。

Thermally induced deformation is a major source of accuracy degradation in precision machine tools. To obtain a more comprehensive representation of the machine’s thermal state, this study plans to employ a dense temperature sensing system that collects thermal-field data from several hundred measurement points. Such high-dimensional and irregularly distributed data introduce challenges for modeling the complex heat-transfer relationships both within and across machine components. To address this, we propose a hierarchical spatio-temporal graph network that integrates temporal modeling with localized and global spatial reasoning. Sensors are grouped according to the machine’s structural layout, and local graph convolutions are applied to capture intra-component thermal correlations. The aggregated component-level representations are then used to construct a global graph that expresses inter-component thermal interactions. A gated temporal convolutional module is incorporated to model the evolution of the thermal field over time. The objective of this study is to develop a thermal error prediction framework capable of handling dense sensing data and structured spatial dependencies, providing a foundation for subsequent experimental validation and future compensation applications.

工作機械のデジタルツイン構築に向け，VR空間で切削動力を事前予測できる加工シミュレーションシステムを開発する．Unity上でボクセル法とメッシュ変形法による切削再現および体積算出を実装し，計算精度と計算負荷を比較検証した．リアルタイムな切削体積の変化に基づく動力算出を実現することで，直感的な操作環境下での事前の切削負荷検証を可能とする．

熱変形により軸受等の接触剛性が変化することで，工作機械の動特性が変化する．これにより精度や能率の悪化につながる．本研究では，軸受・ナット・リニアガイドの熱変形下での接触剛性をモデル化した．構造体内部を含む202点に温度センサを配置した1軸送り系を製作し，機械稼働時の温度場と動特性を計測しモデルの妥当性を検証した．さらに，加熱による接触剛性の制御で送り系の動特性を改善できる可能性が示唆された．

著者らは、従来のドリル加工やヘリカル加工に比べ高品位なCFRP穴あけ加工を可能とする傾斜プラネタリ加工装置を開発してきた。先行研究にて、主軸を除外した工具部のみで傾斜構造を構成し振動低減を実現したが、傾斜角の手動調性が必要とされた。本研究では機構の改良を通して、傾斜機構および動力伝達機構の剛性と信頼性を向上させ、傾斜角調整の自動化を実現した。本報では、製作した実加工可能な装置の機構の検証結果を報告する。

近年、工作機械の高速高精度への要望が高まっており、機械設計と制御設計を高度に融合した機械開発が必要である。試作前に工作機械の持つ性能を評価できれば、最小限の試作ロスで最適な構造設計と制御方式を実現できる。本開発では、Model-based Design によって、機械構造の FEM モデルと制御系モデルを用いた設計・制御最適化方式を開発する。第二報では、第一報で実施した制御系設計のデジタル空間における最適化に加えて、機械設計の最適化を実施した結果について報告する。

本研究は工具摩耗幅と刃先温度上昇との関係性を明らかにし，工具摩耗の推定を行うことを目的としている．工具と被削材の接触点である工具刃先温度を実際に測ることは困難なため，本稿ではバーチャルセンサを用いた推定手法を提案する．ここで提案する手法が実際の刃先温度とどれほど違うのか確認するため別の手法である被削材熱電対法の刃先温度を比較し，バーチャルセンサを用いた推定手法の検証を行う．

薄肉円筒工作物は，剛性が低く，切削加工中に動的・静的な変形が生じやすい．工作物の振動を抑制するため支持具が用いられるが、その設計は経験に依存するところが多い．本報告では支持具の工作物との接触点の形状および材質が工作物全体の振動特性に及ぼす影響を実験的に調査した．工作物―支持具を模擬した実験装置に対してインパルス試験で測定を行った結果について報告する．

工作機械の加工精度は構造体の静・動・熱的変形により悪化する．複数材料構造体は材料のトレードオフを克服できる一方で，適材適所の材料配置戦略は未確立である．本研究では，鋳鉄製の構造に充填するミネラルキャスティングの材料物性と形状を同時に最適化する手法を開発した．その結果，静剛性を2.0倍，動剛性を1.9倍，熱剛性を1.1倍に向上した．提案手法は合理的かつ効率的な材料開発と形状設計の指針を提供する．

工作機械の動剛性は材料の減衰特性に影響される．既往研究では，X軸単一の変形モードを指標とし，高減衰材料置換による動剛性改善をFEMで推定したが，対象モードが限定的であり，実験と解析のコンプライアンスの乖離が課題であった．本研究では，対象を3軸複数の変形モードに拡大し，接合部パラメータを調整することで，両者のコンプライアンスを同オーダーまで整合させ，高減衰材料の適用による動剛性の改善傾向を推定した．

工作機械の熱変位抑制による精度向上を目的として構造材料の置換を行い，伝熱-構造解析を実施した．既製品モデル（製缶），ミネラルキャスティング（MICA）製モデル，ねずみ鋳鉄製モデルを用い，雰囲気温度を4時間で30℃昇温させた．MICA製モデルは温度上昇が小さく，TCP相対変位が既製品モデルに対し14%抑制される結果を得た．本モデルは動剛性向上も確認されており、熱的安定性にも優れることが確認された．

小径ドリル折損の原因として刃先凝着摩耗、切りくず詰まりなどのトラブルがあげられる。ドリル加工は内部を目視できず、加工状態の把握が難しいことから、本研究では加工に伴い発生するＡＥ波と切削動力を計測して工具損耗状態の把握を試みた。連続加工中のAE波の測定を行い、また短時間フーリエ解析と特徴量の抽出をした結果、加工回数に伴い、切削抵抗は増加し、AE波エネルギーは減少する傾向を確認した。

マイクロ生産機械システムでは，小型のボールねじやボールベアリングといった転がり接触による摩擦低減機構が多数利用されている．その部品の損傷が進行するとエネルギーロスや加工精度低下に繋がる．本研究では，ピン・オン・ブロック型摩擦・摩耗試験機上でボールを介在させてin situ観察を行った．また，AEセンシングを用いて詳細な損傷および運動モードの評価を行った．その結果，各種状態をリアルタイム診断できる可能性が示唆された．

マイクロ工作機械をはじめとするマイクロ生産機械システムにおいて，小型ボールねじは機械システムの性能を大きく左右する要素の一つである．特に，ボールねじ内部の摩耗・損傷の予兆把握が難しいという課題がある．そこで本研究では，アコースティックエミッション（AE）センシングに着目し，小型ボールねじの健全性をインプロセスで状態監視する基礎的検討を行った．本報告では，運転条件や各種負荷などに対するAE信号変化を調査した結果について述べる．

精密加工において状態認識はとても重要である．本研究では，アコースティックエミッション（AE）センシングを用いて得られたAE信号の特徴量から摺動状態の認識および異常の予知を目指す．また，複数のAEセンサを設置し，より正確な状態認識を行うための基礎検討を行う．本報告では，小型ジャーナル軸受に対して摩耗進行に伴うAE信号変化とマルチAEセンシングで得られた知見について述べる．

液架橋力を利用した非接触把持技術を精密自走口ボットに搭載し,脆弱な微小物を非破壊かつ柔軟に取り扱うことができる精密自走ロボットを開発することを目的とする.

近年の工作機械は製品の小型化に伴う高精度化と大量生産に伴う高能率化が要求されている．しかし小型の工作機械ではワークに生じる幾何学的誤差の約75%が熱変位の影響を受けるとされている．こうした熱変位は微小なものであるため計測にはコストがかかる．本研究では低コストで非接触リアルタイム性に優れた影に着目し，熱変位の推定について調査した．

本研究では，X軸のみにアイドリングストップ機能を搭載した5軸制御工作機械を開発した．アイドリングストップ機能を使用することで待機電力を削減し，消費エネルギの効率が上昇するという利点が存在する．しかし切削面において粗さや過切削が生じることが確認されており，機械の省電力化と加工精度の両立が課題となっている．本研究では，複数の加工経路を設計し，キー溝加工を通じて，加工精度と消費電力の比較をおこなった．

製造業において設備は高い負荷率で使い続けることが求められる．しかし自動車部品のように長期供給責任をもつ産業では、多品種少量化により負荷率の低下が発生し問題となっている．これに対し筆者らは、将来の製品ラインナップを予測し少数の基本工程の組合せで全ての品種を作り分ける手法を考案し、設備の負荷率を維持しその台数を最小限にする生産システムを開発した．開発システムを実生産に適用し効果を確認したので報告する．

Sustainable manufacturing has increased demand for natural, resin-free materials that can replace conventional wood composites. Hot-pressed fine bamboo fiber molded boards, formed without chemical binders, represent a promising alternative due to their renewability, recyclability, and structural cohesion. However, their drilling performance and resulting hole quality have not yet been sufficiently clarified for practical engineering use. This study evaluates the cutting resistance and hole formation quality of thermally pressed fine bamboo fiber molded material and compares it with natural bamboo. Drilling tests were conducted under several spindle speeds, and cutting resistance was examined to understand machinability and material behavior. Hole quality was assessed based on dimensional accuracy and internal wall condition. Results indicate that the resin-free molded material exhibits relatively stable machining behavior and produces more uniform hole surfaces, while natural bamboo shows greater variability due to its heterogeneous anatomical structure. Overall, the findings suggest that hot-pressed fine bamboo fiber material has strong potential as an eco-friendly alternative for drilling-based manufacturing applications.

製造業ではカーボンニュートラル達成のため省エネ化が求められており，更なるエネルギー評価の高精度化が必要とされている．本研究では，マシニングセンタのエンドミル薄肉仕上げ加工を対象とした比消費エネルギー予測モデルの構築を行い，工程設計時の加工エネルギー評価を試みる．ここでは仕上げ加工を含めたサンプルワークを対象とした切削実験を行い，実測値との比較から予測モデル妥当性を評価する．

生産設備設計において，設備や業務の複雑化に伴い，安全性・品質・業務効率向上などのために，設計プロセスの標準化が求められている．一方で多くの企業では，設計プロセス知識は設計者毎の暗黙知となり，共有されていない．本研究は，設計者の知的活動を記述し，活用するデジタルトリプレットにより，設計プロセス知識を形式化する．本稿は， 3つの設備設計事例を対象とし，本設備系における設計プロセス知識を明らかにした．

製品のパラメトリック設計において、異なる設計者間において、製品に関する知識やそれを設計に適用する知識には相違点が生じる。本稿は、この相違点を分析するために、デジタル・トリプレットに基づくパラメトリック設計プロセス分析手法を提案する。本手法を羽根車を対象とした熟練者と未熟練者の設計の比較分析に適用した。その結果、両者それぞれに固有の羽根車に関する知識やそれらを設計に適用するための知識を抽出した。

循環型事業で重要な製品回収では、ユーザによる排出先の選択が起点となる。特に、産業機器などのB2B製品では、ユーザは産廃業者への処理委託とメーカ回収のいずれかを選択する。本研究ではアンケート調査に基づくコンジョイント分析により、産業機器の排出に対するユーザ排出行動をモデル化した。本モデルを適用したライフサイクルシミュレータでリマン事業の事業性を評価し、回収価格に対するメーカ利益の極大点を導出した。

将来、ガソリン車から電気自動車への移動手段の転換が進み、車載用鉛蓄電池の生産量減少、鉛市場の縮小が予測されるため、リサイクル資源のみによって国内の鉛需要を満たすことができるようになると考えられる。本研究では、地理情報システムを用いたAgent Based ModelとLife Cycle Model の統合モデルを開発し、縮小市場における事業者連携を想定した最適な鉛資源循環のシナリオを明らかにする。

保全事業におけるDX推進などの改善計画の策定において、改善施策をテンプレート化したサービスメニューと、その利用を支援するソフトウェアにより、事業目標に即した推進計画を策定する手法の開発について報告する。特に、改善施策の効果およびデータ・技術などの実施要求を記述するデータモデルに基づいて構築した知識グラフを用いることで、サービスの発展モデル策定を支援するツールの開発について紹介する。

プラント点検における熟練者の知識継承は、設備保全の競争力維持に不可欠である。本研究は、熟練者と未熟練者の点検行動の比較観察とヒアリングに基づき、点検箇所の選択という視点から、両者の知識の違いを明らかにした。この結果から、若手育成に有効な教育プログラムを提案した。

製品の長寿命化のため，修理可能性の向上が注目されている．一方，修理可能性と信頼性にはトレードオフが生じ得るため，それら双方を考慮した設計改善が必要である．本研究は，修理可能性と信頼性の観点に基づく改善設計支援を目的とする．本稿は，上記2つの観点による対象製品の評価結果，製品構造・修理サービスの情報，修理可能性設計ガイドラインの3つに基づき，対象製品に適用可能な設計改善案を導出する手法を提案する．

製造業において現場の故障対応で得られる知識を保全作業や設備設計に活用することは重要だが、故障対応の正確な記録は技術者への負荷が大きい。そこで本研究では現場への小さな負荷で故障対応情報を収集することを目標に、LLMを用いた故障対応情報からの知識の抽出と構造化、及び構造化された知識を利用した保全作業支援の手法を提案する。実際に自動はんだ装置の故障を対象に手法を適用し、有効性を検証した。

指令プログラムにおいて，ブロック間コーナでの方向変化角が大きいとCNC工作機械は減速する．前報に続き，本研究では指令経路の曲率半径R, 指令速度Fによる減速しない方向変化角（角度トレランス）の同定方法を拡張する．実モデル含む曲線加工において角度トレランス以下になるようにプログラムを作成することによりコーナ減速をできるだけ回避するプログラム作成し，高速加工が可能となることを実証した．

現在，現場での工作機械の精度評価方法として，工作機械上でタッチトリガプローブを使って基準球の中心座標を測定することによる方法が用いられている．その場合，基準球の中心座標を正確に測定できる必要があるが，基準球中心座標の機上測定精度について調査した例はみあたらなかった．そこで本研究では，3次元測定機と工作機械の両方で基準球中心位置を繰り返し測定し，その結果の不確かさを評価したので報告する．

近年の加工・計測の高精度化に伴い、平面ステージの位置決め精度、とくに直交性評価の重要性が高まっている。しかし従来手法では直交誤差が大きく、インプロセスでの評価は困難である。本研究では、回折格子とリトロー配置を組み合わせた新しい直交性評価手法を提案する。また、角度計測により回折格子形状を推定し、将来的な測定補償を可能とする方法について検討した。

複雑な3次元形状を有する高付加価値部品の需要が増加している．これらの部品加工は，低剛性な薄肉部や不均一な質量分布によるワークの振動・変形を防ぐために，段取りにおいてワークの固定が重要になる．しかし，加工精度などを左右する固定方法は，経験に基づく作業者の技能に依存している．そこで本研究では，聞き取り調査により熟練者の技能を獲得してワークの固定を支援するシステムを開発し，その有用性を検証した．

５軸工作機械は数値制御を用いて，直進軸3つと旋回軸2つの5つの軸にて複雑な動作を行い加工することができる．そのうちテーブルにワークを設置し回転させるタイプの機械では，ワークを把持する位置によって加工経路が変化する．そこで本研究では，ある把持位置に対しての加工経路を求め，そのデータから消費電力を導出し比較することである加工経路に対するワークの最適位置を導出するプログラムを開発した．

多軸工作機械の加工精度は，組立誤差の影響を受ける．このため，誤差補正のためのNCデータ修正が提案されているが，補正量が大きい場合は工具経路平滑化等の後処理を必要とする．そこで本研究では，加工精度向上のために，組立誤差を考慮したデジタルツインを基に組立誤差の影響を最小化する加工方向を導出し，その上でNCデータ修正を行うことを提案する．本報では，４軸工作機械に限定し，加工方向の最適化方法を提案する．

産業用6軸ロボットによる大型鋳造部品の砂型の直接加工へ応用することを目標に，ロボットの位置決め誤差の高精度補正手法を提案する．従来のモデルで予測誤差が大きい原因として，手先やリンクに作用する重力による回転軸の軸受の弾性変形が考えられる．そこで複数の姿勢における回転軸の6自由度位置・姿勢の変化をモデルに組み込むことで．重力が位置決め精度に及ぼす影響を高精度に予測する方法を提案する．

軌跡補正において重要なロボット加工時に生じる工具変位量の予測精度を向上させるため，高精度な静剛性モデルを構築することを目的とする．本来関節が変位しない方向の変形を考慮するために仮想関節を導入する．これを実関節のみならずリンクにも追加し，リンクの曲げやねじりも考慮した静剛性モデルを構築する．このモデルから求められるロボットの手先に力を加えたときの手先変位量の予測値と実験から得られる実測値を比較する．

近年，複雑形状の大型部品を加工するためのパラレルリンクロボット加工機が注目されている．しかし，ロボットの姿勢により大きく剛性が変化し，加工精度が悪くなってしまうことがある．加工精度を向上させるために，能動振動制御が研究されている．本研究では，多様な姿勢に応じた能動振動制御を行うべく，加振点を複数設置した分散型能動振動制御の手法を提案した．さらに，数値解析により提案手法の制振効果を検証した．

近年，大型複雑部品を切削加工する手法としてロボット加工が注目されている．しかしながら，ロボット加工にはロボット自身の姿勢に応じて動剛性が大きく変化し，加工精度が悪化するという課題がある．そこで本研究では，二台の垂直多関節ロボットを連結することでシステム全体の動剛性を最大化する手法を提案する．シミュレーションにより，連結した状態で姿勢依存の動剛性が向上することを確認した．

楕円反射面集束超音波振動子（ELIPS）は、直径約 1 mm の細棒導波路先端から、広い周波数範囲で強力超音波を出力できるデバイスである。培養容器内の細胞や生体への応用では、ELIPSが水中で発生させる音圧分布が重要である。本研究では、ELIPSの水中での音圧分布を計測した。計測には、音場の乱れを最小限に抑えるため光ファイバープローブハイドロホン（FOPH）を用いた。結果、ELIPSの細棒導波路先端は点音源として扱えることが明らかとなった。

本研究室では、積層型圧電素子の鉛直振動を用いた浮上機構の開発を進めている。現在は電源装置を用いて電圧を印加しているため、配線張力が課題であり、電池・計測制御回路等を機構上に搭載し、小型化・自律化を試みている。浮上機構には、30kHz程の交流信号が必要である。電池電圧を発振回路により交流信号にし、圧電素子を駆動させる。本稿では、電池駆動による浮上機構の動作検証をレーザ変位計により浮上量を測定し評価する。

ロボットグリッパーの駆動には電磁モータが主流だが、コンパクトで高トルクかつ静音性に優れる超音波モータ（USM）を用いることは、人間が装着する筋電義手などにおいてはより有効だと思われる。本研究では、小型化を妨げるトルクセンサを用いずに機械学習を用いてUSMに入力された電流信号から駆動するロボットフィンガー指先の力を推定した。その結果、平均絶対誤差は0.12Nであり、平均相対誤差は16%で推定できた。

本研究は，金属板のたわみ振動を用いて，平板面全体で指先にクリック感を提示することを目的とする．本研究では，振動板形状と支持条件を数値解析により最適化し，200〜300 Hz帯で複数の固有モードを得られる75×115 mmの振動板を用いた装置を製作した．さらに，振動速度と位相分布を計測して解析結果との対応を確認し，押下位置に応じてモードを切り替えることで全面でのクリック感提示を可能にする振動板を構成した．

ELIPS-SAW により励起された弾性表面波を利用し、液中粒子に作用する音響放射力を用いた固液分離手法を検討した。特に、複数周波数での実験により粒子挙動に与える波数と粒子半径の積：kaの影響を測定した結果、この値が移動速度および集積位置を変化させることが確認できた。これらの結果は、粒子に作用する音響放射力の評価や理論モデルとの比較検討につながる可能性を示しており、ELIPS-SAW デバイスの音響分離応用に向けた基礎的知見となる。