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教育訓練成果ガイド - 独立行政法人 高齢・障害・求職者雇用支援機構
平成27年度 教育訓練 成果ガイド 総合制作実習 独立行政法人 高齢・障害・求職者雇用支援機構 四国職業能力開発大学校 〒763-0093 香川県丸亀市郡家町3202 TEL.0877-24-6298（援助計画課） http://www3.jeed.or.jp/kagawa/college/ 四国職業能力開発大学校附属 高知職業能力開発短期大学校 〒781-5232 高知県香南市野市町西野1595-1 TEL.0887-56-4100（学務援助課） http://www3.jeed.or.jp/kochi/college/ 四国職業能力開発大学校 NCフライス盤精度診断装置の開発 応用課程（4年次）開発課題 開発者：生産機械システム技術科 小松悠希・猪谷進弘・大野光輝 生産電子情報システム技術科 林雅人・福本竜生・福山亮太・岡本麟太郎 近年、NC（Numerical Control）工作機械の高精度化技術が FCVの開発 発展を遂げたことにより、高精度な加工物を短時間に得ることが 可能となってきた。一方、工作機械自体の精度に目を向けてみる 開発者：生産機械システム技術科 田中太志・玉川幸誠・山下元気・西谷明浩・琴賀岡隼人・宮野祐助 と、実際の運動経路に対する誤差評価や高速運動時の工作機械の 生産電子情報システム技術科 岸本壱誠・荒川皓太・青木翔平・富士田誠治 挙動を明らかにした事例は少ない。現在これら工作機械の精度を 本課題では、2016WEM（ワールド・エコノ・ムーブ）に参加する 評価する方法は、静的精度を評価するレーザー測長法と動的精度 燃料電池自動車（FCV：Fuel Cell Vehicle）を開発する。WEMには鉛 を評価する円運動試験法が主に用いられている。しかし、いずれ 蓄電池部門と燃料電池部門があり、大会側の支給するバッテリー又は水 の方法も実際の運動経路の誤差評価や高速運動時の挙動に対して、 素燃料をエネルギー源とし、2時間以内での走行距離を競う省エネルギ 十分な計測・評価は不十分である。 ー競技である。今回参加する燃料電池部門では、2時間の走行で水素消 そこで、昨年度に2次元平面における運動経路の誤差や、運動時の挙動を評価出来る装置を開発した。今年度は，昨年度 費量が120褄までと決められており、超過した場合はペナルティとな の装置の①小型･軽量化②制御部及び描画部の操作性の向上を目指し開発に取り組んだ。 り、走行距離からペナルティ分の距離を差し引いてものが記録となる。 本課題は、安川マニュファクチャリング株式会社技術員様から提案された課題である。 図2. デバイス 図1. 計測装置 製作した車両は炭素繊維強化プラスチックで作られており、強い強度 と軽さを併せ持っている。また、車体の形状を流線形にすることによっ て空気抵抗を減らしている。電装系では、マイコンを用いて走行状態の 電圧、電流を検知し、水素を無駄なく使用するようプログラムしている。 装具用シャフトオートベンダの開発 また、回生ブレーキを採用し、ブレーキの際に発生する運動エネルギー を電気エネルギーとして回収できるようになっている。 開発者：生産機械システム技術科 杉井怜仁・鈴木新・武田英久 生産電子情報システム技術科 福間拓也・関早矢加・渡部弘基 装具とは四肢の補助を行うもので、各個人に合わせたものを作る必要がある。 そのため、製作は手作業によって行われている。本製作の目的は、装具を製作 している橋本義肢製作所株式会社様からの提案項目より、装具のシャフトの曲 にんにく仕上げ機の開発 げ加工を自動で行う加工機の製作をすることである。 開発者：生産機械システム技術科 川崎佑眞・谷田歩・寺内龍祈・湯浅優丸 製作は作成された図面の読み込みからシャフトの曲げ加工までを範囲として、画像処理部、データベース部、制御部、機 生産電子情報システム技術科 林秋作・黒田義樹・田村諒太・三谷亮太・吉田有沙 構部で構成する。画像処理部はスキャナで図面をイメージとしてPCに取り込み、画像処理をして長さや角度の数値の算出 香川県はにんにくの生産量が青森県に次ぐ全国第2位であり、年間約 を行う。データベース部は算出した値と図面データを顧客データとともに管理する。制御部は算出した数値に従ってモータ 600トンを生産しています。にんにくは収穫後に乾燥され、出荷前に茎 やアクチュエータを動作させる。機構部は各所に取り付けたモータやアクチュエータにより動作させて、曲げ加工を行う。 切り、根切り、皮むきの3つの仕上げ作業が行われます。仕上げ作業は大 また、今年度はレーザセンサを用いて曲げ後の状態を取得する。取得した状態を図面と比較して、ズレを計算し、再び曲 きな労力が必要かつ、危険を伴う作業です。現状では、すべて手作業で げ加工をすることで、より精度の高い加工を行う。 行われているため、1日の作業量も限られています。この仕上げ作業を自 動化することにより、作業者の負担やけがの軽減、作業量の増加に貢献 できると思われます。 本課題では、昨年度までの意見・要望から、仕上げ装置への要望が多 自動搬送装置システムの開発 いため、本年度はこれに特化して開発を進めた。 目標として根切りと皮むきの精度向上を掲げ、仕上げ機と皮むき機の2 仕上げ装置 開発者：生産機械システム技術科 武市優・尾野翔一・杉山正紘 つの装置を開発した。仕上げ装置では、根と茎を除去する。根は画像処 生産電子情報システム技術科 有藤光記・澤田直人・田所大・井本大雄・ 理とセンサを用いて正確に中心を割り出し、その位置にルータを降ろす 石川晴士郎・森本凛 ことで実を削ることなく根の除去が出来る。皮むき機は、螺旋ブラシと 人工芝により回転させながら皮を剥くので、連続投入を可能にした。 本課題では、メカナムホイールを用いた全方向移動型の搬送装置を設計製作した。また、 皮むき装置 搬送装置を走行させるための走行制御システムと監視制御する運行管理システムを開発した。 搬送装置はコンパクトにすることで軽量化し、最大積載質量の増加を可能としている。ま 搬送装置外観 た、バンパーセンサや表示灯を取付け、筐体のコーナーは丸みを帯びること で安全性を高めている。さらに、メカナムホイールの調整や取付け精度を改 善し走行精度の向上を目指した。 走行制御システムでは、タブレット端末を使用した手軽な手動操作と、指 定ルートを走行する自動操作が可能である。運行管理システムでは管理PC を使用し、搬送装置に搭載されたセンサの値をワイヤレス計測で読み取るこ とにより、監視計測やメンテンナンスなどの管理が行え、安全かつ正確な走 運行管理システムと制御装置 行ができる。 1 2 四国職業能力開発大学校 四国職業能力開発大学校・高知職業能力開発短期大学校 応用課程（4年次）開発課題 専門課程（2年次） 総合制作実習 オープン組込みシステムの開発∼ホーム・トータル・サポートシステム∼ 水平ブレースにおける可動ジョイントの製作 開発者：生産電子情報システム技術科 開発者：生産技術科（四国校）後藤優斗・山西良典 稲冨千秋・豊倉龍一・森崎克己 企業からの依頼により、文化財構造物の耐震 私達が着目したのは外出による留守宅や今後増 補強に関する水平ブレースの調整可能なジョイ 加する高齢者や共働きで子供だけの状況でも安心 ントを製作した。 して暮らせるホーム・トータル・サポート事業で 水平構面の補強では、文化財の影響が極力少 す。広義の解釈から家庭内の見守りとしての「不 なくなるように鋼製のブレースを用いることが 審者検知」と家事の手助けとなる「洗濯物の天日 多いが、梁の高さレベルが一定でないため施工 干し」に焦点を絞り、企画・開発した。 が困難になる。そのため、支点の角度が調整可 概要としては、サービス開始時のユーザ登録を 能な可動ジョイントを製作し、引張強度及び剛 性を確認したため展示を行いたい。 簡単にし、部屋の温湿度などをセンサにより監視 親機 することができ、その情報はクラウドを通じて外 出先からも確認が出来るシステムである。また動 作検知とカメラによる不審者検知では、カメラ映 像から画像像処理後の検出物体をマークした画像 トリプルキューブの作成 付き緊急連絡メールを使用者に送信する。さらに 天候の悪化から洗濯物を雨から守る機能などが搭 開発者：生産技術科（四国校）福見卓史・山形剣生 載した。 主に汎用旋盤を使用して、三重の入れ子構 私達はこのテーマに基づき開発を進めた結果、 造であるトリプルキューブを作成する。製作 第6回Device2Cloudコンテストでは本選8チーム が出場する中、優勝することができた。 を通して必要な工具・治具等を設計・製作す 子機（物干し装置） ることで汎用旋盤だけでなく専門課程で身に ついた総合的な知識・技能を深めることを目 的とする。 まず丸棒から立方体に加工し、その後に穴 あけ加工、内径加工、内径溝加工を使用し三 バドミントン練習機の開発 重の入れ子構造であるトリプルキューブの加 開発者：生産機械システム技術科 池田智紀・新居裕哉・森田順也 工を行う。また、複数の材料を用意し、それ 生産電子情報システム技術科 石川桂士・植田優斗・岡本龍・藤井優哉・山中敏之 ぞれに適した加工条件を検討する。 バドミントン競技は、1992年のバルセロナ大会より、オリンピック正式競技種目に採用され、国内の愛好者数は約930 今回の加工に用いた加工条件・治具や加工条件をパネル・動画を用いて展示を行いたい。 万人いると言われている。また、その競技人口も増加傾向にあり、香川県では県民1人あたりのバドミントン競技人口の割 合が高くなっている。しかし、競技人口の増加傾向にあるバドミントンに対して市販されているノックマシンの種類が少な い。本開発では地元企業からの依頼を受けて、一人でノック練習（連続で発射されるシャトルを打ち返す練習）ができる自 動装置の開発を目標とする。 たい焼き型の制作 本開発では、通信装置にBluetooth獏を使用し Androidタブレットから遠隔操作が可能、装填数 開発者：生産技術科（高知校）上野雄志・石川晃哉・小笠原継杏 120発、発射時の最高初速83m/sなどを目標に 私たちの総合制作は、たい焼きの型をベースにいろいろなデザイン 設計・製作をした。Androidタブレットと製品本 の型を作る技術を確立することを目的としています。たい焼き型の制 体をBluetooth獏で接続し、操作する。タブレッ 作にあたって、たいの鱗などは、パソコンでモデリングする時に自由 ト画面から手動調節モード、ランダムモードが表 局面が多く作成することが難しいことと、よりオリジナリティを出す 示されているので画面タッチでモード選択をする。 ために彫刻刀でたいの木彫りを作り、3次元スキャナでデータ化しま 手動調節モードでは左右・高さを手動で調節して した。3次元スキャナ使用することで、鱗の複雑な模様もモデルにす 射出、ランダムモードでは左右・高さを自動で調 ることが出来ました。3次元スキャナでデータ化した、たいのモデル 節して連続射出することができる。 を3次元CADで型にしました。最後にCAD/CAMを利用してプログラ ムを作成し、NC工作機械で加工しました。 3 4 四国職業能力開発大学校・高知職業能力開発短期大学校 専門課程（2年次）総合制作実習 図書検索システムの製作 開発者：電子情報技術科（高知校）山崎士誠 現在、ポリテクカレッジ高知の図書室には おおよそ8,700冊の蔵書があります。しか 缶バッチ製作機の設計・製作 し、学生が自由に使用できる蔵書検索システ ムがありません。そのため、希望図書が所蔵 開発者：生産技術科（高知校）松木久典・六久保健・河下幸太郎 されているかどうか即座に知るには、実際に 地域の方々にものづくりに興味を持って頂くため、高知職業能力開発短期 本棚を回って調べるしかないなど、様々な不 大学校で「ものづくりフェスタ」を開催している。そこで、中学生以上の 便を強いられています。そこで、学生が自由 方々を対象に缶バッチ製作を行ってもらうことを目標とした。 に使用できる蔵書検索システムを構築すればこのような状況を解決できるのではないかと思い、開発を始めました。 製作する缶バッチは、素材にブリキ又はスチールなどの金属を使用し、丸 データベースマネジメントシステムとしてMySQLを使用し、データベースを作成しました。また、実際に図書の検索を く切ったデザイン画と保護フィルムを挟み、素材と圧着して直径25mmの缶 行う画面はAccessで作成しました。 バッチが作成できる。缶バッチ製作機の設計は、主に3次元CADを使用して 図書の検索は著者名、出版社、ISBNをキーワードとして行います。該当する書籍の簡易な情報を一覧表で表示し、その 設計を行った。設計をする際に工夫した点として、できる限り部品点数を少 中から選択することにより詳細な情報を表示することもできます。また詳細な情報には、図書を見つける時の参考になるよ なくなるようにし、汎用工作機械で部品加工ができるようなシンプルな形状 う図書の表紙画像が表示されます。 検索結果詳細 検索画面 で構成できるようにした。 この製作を通じ、設計手法や汎用工作機械の加工において技能技術を高め ることができた。 マルチカメラを用いた Live View システムの開発 開発者：電子情報技術科（高知校）阿部壮太郎・西村裕太・宮崎丈一郎 パラレルリンク機構を用いた小型XYプロッタの制作 スポーツのテレビ中継等に おいて、好きな選手にカメラ 開発者：電子情報技術科（四国校）森匡史・町口和馬 が向けられていないことがあ 本課題では、パラレルリンク機構を持った小型XYプ ります。そこで、全方位 ロッタを製作した。主要となる構成要素は、パラレル 360ﾟの映像の中から見たい リンクロボット本体、制御用マイコン及びパソコンで 部分（選手など）を選択し、 ある。パラレルリンクロボットは制御用マイコンを介 さらに選手と同じスタジアム して、パソコンからの描画データを受信して、XYプロ にいるかのようなライブ感を ッタとして文字や図形を描画する。パソコン上のアプ 体験できるシステムを作りた リケーションは、USBシリアル変換モジュールを使用 いと思い、開発を始めました。 して制御用マイコンへ描画データを送信し、PWM制 Android Studioで作成し 御により3個のサーボモータを動かすようにしている。 たアプリをAndroid搭載のタブレット端末（以下、端末という）にインストールし、その端末をヘッドマウントゴーグル 今回は、動作制御用のプログラムとパラレルリンクロボット本体を製作し、エンドエフェクタ部にペンを取り付け、文字 （以下、ゴーグルという）に装着して使用します。ゴーグルを装着しているユーザーがどの方位に向いているかを、端末に や図形を描画するXYプロッタとして製作した。表計算ソフトウェアを使用して描画データをXY座標とする表を作成し、パ 内蔵されている方位センサを利用して読み取り、その方位に合った映像を全方位の360°カメラから取得することで端末に ラレルリンクロボットへ送信することで任意の図形や文字を描画できるようにした。 映し出すことができます。映像の切り替えは無線コントローラーで行う為、操作ごとに端末をゴーグルから取り外す必要は 映像アップロード Internet タブレット端末 端末の 装着状態 360°カメラ ありません。 フルカラードットマトリクスLEDを用いたアミューズメント機器の製作 開発者：電子情報技術科（四国校）丸山智吏 まるがめみちあかりプロジェクト ‒地元の人達とつくる街のイルミネーション‒ 現在、オープンキャンパスやものづくりフェスタなどで、来校者に電 開発者：住居環境科（四国校）岩元多功・齋藤靖史・末長基弘・奈良隼 子・情報分野に興味を持ってもらうような体験などを行っている。本テー 香川県丸亀市にて開催された、まるがめみちあかりプロジェクト（実施場所：丸亀市富屋 マは、その合間の時間などで簡単に遊ぶことができ、彼らがこの分野に更 町商店街（『こんぴら街道』））に参加を行うに当たっての、イベントの企画から運営に至 なる興味を持ってもらえるような機器の製作を目的とした。本機器は、Ａ るまでの工程、街の活性化のプロセスの手法の一連の流れについての展示。歴史ある『こん ｒｄｕｉｎｏにより制御し、複数個あるスイッチの状態を読み取り、ドッ ぴら街道』を皆様に親しんでいただき、身近に感じてもらうことを目指しました。あかりの トマトリクスに出力する構成となっている。フルカラードットマトリクス 分野でプロジェクトに参加し、あかり（提灯）のデザインを考えるにあたって他の地方で行 ＬＥＤを使用することで鮮やかな表示が可能であり、割り込みタイマを利 われた明かりのデザインや丸亀の特産品であるうちわ、昨年使われたスタードームなどを参 用して複数のドットパターンを異なる間隔で動作させている。 考にして。地域の方々に参加してもらうこと、道明かりを知ってもらうことを目的としての ワークショップ。また実際のイベントの状況についての展示。 5 6 四国職業能力開発大学校・高知職業能力開発短期大学校 専門課程（2年次） 総合制作実習 塩飽大工伝承・交流館の計画と設計 −塩飽大工の歴史と技術・技能を伝える塩飽大工伝承・交流館− 開発者：住居環境科（四国校）木村亮太 木加工など大工仕事の機械化が進む中、長い歴史の中で培われた塩飽諸島「本島」 の塩飽大工の技術・技能は失われつつある。島の大工は残り一人となり、その方も 高齢という現状である。この設計計画は、塩飽大工の歴史と技術・技能を後世に残 していこうという「伝承」と島の活性化に繋がるような「交流」を主旨に始まった。 伝承館は、記念館、木造校舎、蔵の三棟構成で成り立っている。 「伝承」は、そ れぞれを塩飽大工の技術・技能を学び、忠実に建物の構成や特徴を取り入れること と、展示物によって表現した。また、 「交流」は建物をただ復元させ保存させるだ けでなくハード面で建物の機能性を考慮しながら、ソフト面で島の活性化に繋がる ように島民が集まって話し合いの場を設けること、ここで働くことのできる空間を 提案することで表現した。 フラッシュザウルスの設計・製作 開発者：電気エネルギー制御科（四国校）大西竜郎・佃真輝・津田尚孝・三井翔平 フラッシュザウルスとは某TV番組で行っていたアトラクションで、流れてくる光を タイミングよく当たりの位置でジャンプして止めるというものです。 この装置を製作するにあたり、電気エネルギー制御科で学んだ電子回路製作技術、シ ーケンス制御技術などが必要になってきます。 概要としては、プライヤーは最初に流れてくる光の速度を制限時間内で押されたボタ ンの回数で決定します。（速度は3段階あります）決定された速度でLEDが着地台の方 に向かって流れてくるので、タイミングよく当たりのところで止められれば成功となり ます。 子供から大人まで楽しめるアトラクション装置となっています。 EVミニカート用ブラシレスDCモータの製作 開発者：電気エネルギー制御科（四国校）明石諒・壬生勇樹 車両用動力として、電気モータを使用したEV（電 動自動車）が注目されている。動力としてのモータ のメリットは、エンジンと比較して、エネルギー効 率が高く、構造がシンプルで、細かな電子制御が可 能であり、発電機としてエネルギーを回生できるこ となどが上げられる。 EV用電気モータとしては、ネオジム磁石など永久 磁石の高性能化が進み、ブラシレスDCモータが主流 である。ブラシレスDCモータのステータ（モータコア）、ロータ（永久磁石）等のサイズが等しい場合、モータの効率を 上げ、トルク特性、速度特性を調整するには、コア巻線の巻き方を変え、インバータのソフトウエアを調整する必要がある。 本テーマは、EVに特化したブラシレスDCモータの、巻線構造を変えたり、制御方法を変えたりして、車両の特性に合わ せた効率のよい最適なモータの構造を調査研究するために、モータのコイルを手巻きし特性を調べた結果をまとめたもので ある 7