R&Dプロジェクト部

３月１日（火）　卒業式

お世話になった先輩部員が巣立って行くに当たり、

在校生がレーザー加工機でキーホルダーを作りました。

　

　おおおっ！彫り込んであるのかっ！？　　　　実はこれ、３枚の板を重ねてできてます。

　ＭＣで作ったんじゃないのかっ！　　　　　　簡易な定規にもなります。

　当初はステンレスで作る予定でしたが、

　設定がうまくいかず、バリが出ました。

　バリもステンレスなので硬いです！

　試行錯誤が必要です！

　今回の活動は「環境整備」です。

　ものづくりばかりでなく、安全で快適な環境を整えることについても

創意工夫が必要です。

「どうすれば使いやすくなるかな？」

「どうすれば安全を保てるかな？」

　気が付いた問題点を「研究」し「改善」することは、卒業後もず～っと

大事なことです（上級学校でも、就職先でも、家庭でも・・・）！

 

　さて、本校の資材置き場にはΦ６０（直径６０ミリ）の鋼材がありますが、

スペースの都合上積み重ねられ、しかも一番上にΦ９０（直径９０ミリ）の

鋼材が来てしまいました！

　このままではΦ６０を取り出そうとしたら崩れてきて非常に危険です！

　そこで、Φ９０を別の場所へずらすことにしました。

　もちろん顧問の監督のもと、手袋と安全靴着用です！

　

　一番上に重そうなΦ９０が・・・　　　　　　　　　慎重に転がして、フォークリフトの

　ハンマーで叩いて押し出し、つかみしろを　　　　　フォークに乗せます

　用意します　　　　　　　　　　　　　　　　　　　「指気ぃつけや！いち、にぃの、さんっ！」

　

　９０度ずらした場所に置くことにしました　　　　フォークのくさびを外し、慎重に降ろします

　床に置くとフォークリフトが入らないので、　　　「ゆっくり降ろせや、ゆっくり・・・」

　床上げした台も準備しました　　　　　　　　　　「指もつま先も気ぃつけよ！」

　

　台の端にはストッパー（くさび）も入れて　　　　　　移動できました！環境整備、完了！

　転がらないように固定します

 

ちなみに丸棒の長さは２メートルです。

この機会に重さも量りました。

Φ６０は約４４キロ、Φ９０は・・・な、な、なんと、約１００キロでした！

５月は中間考査がありましたが、こんな活動を行いました。

 

上級生が１年生に工作機械（普通旋盤）の扱い方を教えました。

１年生は初めて触る旋盤におっかなびっくりでしたが、慣れてくると「おもしろい！」と

興味を持ってくれたようです。

　　

　材料はこうやって取り付け　　　２級技能士の３年生から　　　ハンドルはどっちに回すと

　るんだよ！　　　　　　　　　　技を教わります！　　　　　　どう動くんだ？

　安全第一で教えます！　　　　　センパイよろしく！　　　　　体で覚えよう！

 

こちらはなにかを作っているようですが・・・

　　

　金属板を切断するシャー　　　な、な、なんと！シャーで　　　あれこれ工夫してカットした

　リングマシンです。　　　　　カットできないとは！　　　　　板をさらに切り分けて・・・

　カットするときは指先に　　　失敗も経験です。そこから　　　いったい何ができるのかな？

　注意です！　　　　　　　　　工夫して問題解決です！

　本校ＯＢが休日に来校して、後輩部員にＮＣ旋盤（なんと技能検定２級です！）の

操作方法と考え方を教えてくれました。

　後輩クンは１年生の時にＮＣ旋盤３級に合格していますが、操作はそれ以来との

ことで、あれこれ確認しながらおさらいしていました。

　先輩のＮさん、お忙しいところを本当にありがとうございました！

　またよろしくお願いします！

　

　右（後輩）「ここってどうでしたっけ？」　　　　　右「あ～、少しずつ思い出してきました！」

　左（先輩）「こうやってやりんたろ」　　　　　　　左「これからビシビシいくぞいや」

さて、なにができるんでしょうか？

　

左は技能検定の練習済み材料　　　　切削、切削、切削・・・

まずはこれを円柱にします

　

けっこう細かい加工が必要と　　　おっとっと、加工の途中で

なるようですが・・・　　　　　　ねじきれてしまった・・・

 

メンバーは安全で効率的な加工方法をあれこれ相談しながら

検討し、めげずにトライしています。「研究」って大事です！

なにができるかは後日のお楽しみです！

 

一方、１年生のメンバーは互いに計測器の使い方を教え合っています。

知識は他者に教えようとするときに深いフィードバックを必要とします。

「どうすれば伝わるかな？」「大事なところはどこかな？」

そう考えることで理解も深まり、新たな気付きも生まれます。

部員のＮくんが、技能検定の問題にゲーム感覚で挑戦できる

プログラムを組みました！

日々少しずつ改良を加えていっています。すごい！

字幕を手直ししてありますので、ONにすると、パッパッと早送りで効率よく見られます(^_^;;

 

県教育委員会事業の

「専門高校等における産学連携人材育成事業」の本校発表の動画を（公開用に一部編集して）公開します。

 

【テーマ】

～金沢北陵高校から広がろう～

車載カメラと高速画像処理技術を用いた自動運転模型の製作による人材育成

 

R&Dプロジェクト部の生徒が主にかかわり、総合的な学習の時間をベースに活動をしました。

連携先は（敬称略で）

・（株）日立ドキュメントソリューションズ

・石川職業能力開発短期大学校（ポリテクカレッジ石川）

となります。

　

汚い部室！！ゴミ屋敷ではありません！

(ここから言い訳)中間考査前の11/22にCSホールで記録会をして、そのまま荷物を搬入したままの状態です！

中間考査の期間のため、この間は部活動がありませんでした。

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本日12月4日は、中間考査最終日は午前で終わるので、午後はゆっくり部活動です。

顧問からは特に指示をしていなかったのですが、（ゴミ屋敷なので？？）模様替えをすることとなったようです。

（記録会の直後、「部室の中に記録会のコースを敷けたらいいなー」とはつぶやいていました） 

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元々コースを敷いていたところはこちらです。ここに机を置く計画。

机を移動したあとです。もともとごみ溜め作業机があったところです。ここはコースになる計画。

（言い訳ですが、作業中は整理整頓しながら行うので、整然としていました！）

机とスチール棚は台車で移動したようです。（顧問は旋盤の材料の切り出しに行っていました）

机の移動後。机の上はそのままで・・・すか？？

 

コースの敷設開始！今日は時間切れで途中で終了。 

 帰る頃には机もきれいになったようです。手の空いている部員で整理整頓していました。

2人1台のマイコンカーなので、ペアごとの机にしたそうです。

自分のテリトリーが明確化できたので、きれいにしやすかったとのことでした。

部員からは

「すごいやる気でるー」

「大学の研究室って、こんな感じなのですか？」と聞かれました。

ま、そんな感じです。

 

最近はこの部活動での基本的な考え方も伝わってきていて、「とにかく早く行動すること、経験すること」「実稼働時間を増やすこと」ができるようになってきています。

腰の低さと腰の軽さは誰にも負けなくなってほしいですね。

 

今日は３時半で終了。

11/22（日）に、本校でマイコンカー（自動運転模型自動車）記録会を開催しました。

主催：石川県高等学校教育研究会工業部会

主管：金沢北陵高等学校（専門高校等における産学連携人材育成事業として）

県内の高校で公式戦以外にこのような記録会が開催されたのは今回が初めてです。

（過去に興行としてe-messeや技能まつりの大会として、石川県産業展示会で開催されたことはあります）

今年度はマイコンカーの全国大会、北信越大会がなくなり、石川県高等学校教育研究会工業部会から

何らかの開催の打診があり、こちらから記録会を提案し、開催することとなりました。

この記録会を通して、3年生の節目とすることはもちろん、

そのほかに強豪の県外と同様に年に何度でも県内高校生が集えるよう、模索することもウラの目的でした。

 

【２日前：準備の様子】

11/20（金）PM5:00～　機材搬入、会場設営＠CSホール

 

 

準備に約２時間。資材の移動が大変でした。今回は直射日光の影響を受けない暗幕があるCSホールで

会場設営しました。実習室を複数使用したらもっと簡単にできるとも感じました。

 

【前日】

・講師として派遣依頼した（株）日立ドキュメントソリューションズの近野様が午前から来校。

・私たちも午前１０時に会場設営の仕上げを終え、マイコンカーの調整作業。

・午後から金沢市立工業高校と羽咋工業高校の生徒が来校。各自マイコンカーの調整作業。

 

【当日】

 

大聖寺実業高校、小松工業高校、県立工業高校、羽咋工業高校、金沢市立工業から

AdvancedClass2台、BasicClass12台、CameraClass 21台が記録会に参加。

当初の予定を変更し、

午前の部：10:00～11:45　AdvancedClass専用12:00～12:30、午後の部13:00～14:40として記録会を実施。

結果、完走はAdvancedClass2台、BasicClass 8台、CameraClass2台となった。

　

11:45～12:00には本校生徒による「頑丈さと軽量化を両立したマイコンカーの設計について」のテーマで発表。

14:45～15:00には、近野様から特別サービスとして、当日使ったナマのプログラムを公開しながら

画像処理の方法とプログラムに関する講演をいただき、今日の全体講評もいただきました。

途中もっと「プログラムうまくいかないから見てくれませんか」と呼びに来てくれればよかったけど、

今年は去年より呼びに来てくれる生徒が少なかった（2組しか来なかった）ことが残念だったと

ご指摘をいただきました。（ハッキリ言ってくださりありがとうございます）

 

【後片付け】

参加したみなさんのおかげで、たった３０分程度で終わりました。

 

【最後に】

校内で各学校の生徒が集って記録会をしたのは今回が初めてです。

ここ数年、長野の（全国高校総文や岡谷市の）大会や飯田OIDE長姫高校の走行会に参加させていただいた

お陰だとも感じています。

2月頃に再び今回の反省を生かした企画を考え、互いに学べる場をつくろうと思います。

R&D部（Reserch（調査） & Development（開発））です。元はコンピュータ部でした。

コンピュータ部なのに一年のうちのほとんどの期間、鋼材（炭素含有量の少ない鉄）を削っているので、平成30年に名称変更しています。

 

11/12（木）～15（日）は新人戦の期間です。

私たちは11/12（木）にポリテクカレッジ石川（穴水町）へ

「スタートゲート」（周回タイム測定機能付き）の製作指導を受けに行ってきます。

11/22（日）に本校でマイコンカーの記録会を開催するときに「スタートゲート」を使用します。 

 

製作しているマイコンカー（画像処理による自動運転模型自動車）は、

1台がほぼ組み終わりました。

こちら（↑）は今年のものです。704g。最終的には710gくらいになりそうです。

こちら（↑）は昨年度のものです。昨年度が810gなので、約100gの軽量化を実現。

軽量化についての発表を記録会する予定です。

こちら（↑）は上からの比較。左は今年のもの、右は昨年のもの。

ホイールベース（前輪と後輪の間隔）を25mm縮めました。

乗用車と同じくタイヤ近くでタイヤの角度を曲げられるので、スペース効率が増したため実現できました。

      

こちら（↑）も上からの比較。左は今年のもの、右は昨年のもの。トレッドも縮められました。

11/9（月）の代休で残り3台を組み立てはじめました。

組立が終われば、ようやくプログラムの改良です（旧コンピュータ部らしい活動です）。

画像処理による自動運転模型自動車（マイコンカーのcamera class）

車体がようやく形になってきました。今年も車体の製作に力を入れています。

ここ数年は、冬がプログラム、春夏秋は車体製作の活動となっています。

そろそろ両方とも完成度が上がってくる頃なので、並行して開発できそうです。

 

去年の車体は重かったので。

低重心とマスの中央配置はそのままに、今回は軽量化と信頼性、そしてステアリング系の慣性モーメントを見直しました。

ステアリング方式も自動車とおなじアッカーマン方式にしました。

製作部品は10台分。ですが今回は３年生が11/22の記録会@本校に出場するためにまず４台製作。

後輪はまだ仮組です。後で軸を切り、トレッドを短くします。

アッカーマン機構のところの拡大。初めてのアッカーマン機構です。

ラジコン用のピロリンクも初めての使用。

ステアリング系統が盛大に干渉していて、ギヤとリンクが干渉していたり、リンクとアームが干渉していて25度しかステアリングが切れなかったり機能しません。リンク関連を図面化して詳細設計しなかったツケが出てきています。

初めての機構なので、通る道です。これから部長を中心とした対策がはじまります。

設計はN部長(けれど今日は旋盤を回していた)、マシニングセンタ関連はN君、T君、K君、ほかの人は汎用機担当です。

 

これから基板やカメラも取り付けていきます。配線（ハーネス類）も結構大変です。

1台の数値制御旋盤（NC旋盤）で今年は15人が技能検定2級に挑戦します。

去年は2級もいましたが、検定自体が新型コロナウイルス感染症の影響で中止となっています。

 

1台のNC旋盤で最大10人に教えたり、1人の作業をみんなで見ることがあるためにiPad（カメラと画面）を固定する器具？を作ってみました。

加工機の奥で実際の加工が行われているのが表面に見えるので、密になりにくくなりました。

こんな時代なので時代にあわせてプチ改善しながら進めています。

 

紐の端を切った方がよさそうです。

あとちょっとのところで、材料が折れました。

「歯周病の歯の歯石取りをしていて、歯が折れる感じかな？」と部員に共感を求めても

全く反応がありませんでした。（まだ20年以上先の話ですよね）

加工機は中村留精密工業株式会社製　SC-200です。

1月の技能検定受検者15人の指導期間中で込み合っているため、機械が使える時間が限られている状態です。

 

 

できた？ものがこちら。どこかの遺跡の発掘品？？？右端の折れた跡が痛々しい。

左右対称の部品のはずなのに、左側がやけにやせ細っている（振動でぶつかって細く削れてしまっている）。

 

今回作成しているのはCameraClassマイコンカーの「カメラブラケット」です。

右側の水色の〇はYZ座標の原点になります。周りの線は工具の軌跡で、その軌跡の中が部品の形になります。

図は天地が逆で、左右の穴はカメラ基板の取付のねじ穴、中央の部分はこの部品を固定するパイプが

取りつくところです。

 

工具経路を変更してみました。根元の加工をやめました。

使用しているCADはJW-CAD（建築の多くの設計事務所さんご愛用の、無料で仕事でもつかえるCADソフト）です。

顧問の私が工具店にカーポートの製作を依頼した時もこれを使って建物や敷地ギリギリまで柱を張り出させたり、

家に張りついているエアコン室外機との干渉を回避する提案をする際にもこれを愛用しましたので、皆さんもご利用ください。

（施工の予定図をメールしてもらい、それに対し修正して返信するというやり取りをしました）

 

ここからはCAMソフトを使って、CAD図面からGコード（加工用のプログラム）を自動生成する方法をご紹介します。

 

さきほどのCAD図面を「NCVC」というソフトにかけてGコード（工作機械用のコード）を自動生成します。

その自動生成されたプログラムを図で示したものがこれになります。2次元から3次元になりましたね。

 

途中の設定はこれです。他は何もしていません（JW－CADのプラグインをインストールした程度）

専門用語ばかりです。新しい言語を習得するつもりで慣れてください。

そもそもこの投稿の文章も「違う言語感」がありますね。「古文」じゃなく、「新文」？？

一時期「わかりやすい授業」というのも流行っていましたが、「わかりやすい先生」から、

就職してからの「熟練のおじさん、おばさん」とのギャップが大変なので、

「おじさん、おばさん言語」に慣れてもらう指導も取り入れています。

冒頭の意味不明な会話にも対応できるスキルの育成という、ネライもあります？

また、このように「脱線」した場合に「相手のプライドを傷つけずにもとに戻るよう誘導する」力も育成されます？？ 

 

「NCVC」は舞鶴工業高等専門学校教育研究支援センターの眞柄賢一氏が作成したフリー（無料）のCAMソフトです。

この状態ではマシニングセンタやNCフライス盤でおなじみの、XY平面上で描かれてしまいます。

 

これをワードパッド（windowsの「アクセサリ」に付いているソフト）で編集（文字の置換）をかけます。

置換する目的は、マシニングセンタはXY平面上、NC旋盤はYZ平面上に動くからで、NCVCはXY平面のみ対応しているからです。

①「Z」を「TEMPORARY]に置換（TEMPORARY←「仮置きする文字」で、これはプログラムではありません）

②「X」を「Z」に置換

③「TEMPORARY」を「X」に置換

④「K」を「TEMPORARY」に置換（I J K は円弧加工の中心を示す座標系です）

⑤「I」を「K」に置換

⑥「TEMPORARY」を「I」に置換

⑦「G02」を「G3」に置換（G02やG2は右回りの円弧加工、G03やG3は左回りの円弧加工」

⑧「G03」を「G2」に置換（G02とG2は同じ意味で、NCVCはG02を使っているのでG2に置換すればTEMPORARYに仮置きすることを省略できます）

 

あ、失敗しました。

G02（G2)やG03（G3)の円弧加工は「どの平面上に右回転、左回転するか」の指示が曖昧でした。

G17はXY平面、G18はXZ平面、G19はYZ平面を示すので、今回は「G19」と事前に宣言しなければなりません。

（この状態ではG17のXY平面上に円弧加工をしているのがわかりますか？）

 

できました。上方向が実際の機械の右方向（Z座標）となります。

ここから生成されたGコードの必要な部分をコピペして、実加工のプログラムを完成させます。 

 

 

改良してできたものがこちら。

・・・・材料はおれなくなった（ニッパーで切った）けど、遺跡の発掘品の感じは否めません。

0.001mm単位で加工でき、自動車メーカの部品を0.02mm程度の精度で大量生産できる加工機なのにこの出来か？？？

つまり、まだ固定の剛性不足ですね。加工機は悪くない。工順を指示している我々が悪い。

私たちは0.05mmくらいで十分（肌の荒さも）なので、振動した時の振幅も

せめて0.05mmくらいになるように剛性を考慮しなければいけませんね。

（「髪の毛半分の幅くらいで振動している感じに見える」といったところでしょうか。）

 

【まとめ】

・工順が大切。CAMソフトが使えても加工は成功しない（絵に描いた餅）。

・手打ちでプログラムを作ると数時間かかります。（あまり複雑だと数千行のプログラムになり、事実上不可能）

・高価なCAMソフトを使うとお金がかかります。

　（最近は剛性を考慮した加工ができるCAMソフトもありますが、

　　今回のような多面加工の場合は、まだ人間が方針を決めてチューニングする必要性は十分にあります）

・数学ができると、時間とお金をかけずにできます。みなさん、数学を頑張りましょう（これがオチ？？？）    

今日は創立記念日。定期考査1週間前だったのですが、創立記念日らしい活動をしてみました。

金沢北陵高校←前身は「松陵工業高校」←その前身は「県立第二工業高校」というご縁で？

県立工業高校に行ってきました。

県立工業高校では、レーザ加工機で歯車を製作させていただきました。

 

 

材料はエンジニアプラスチックの「ポリアセタール1mm」

シールに「本来の用途以外使用しないでください」という但し書きがありました。「本来の用途」とは・・・？

 

googleで「歯車 dxf 生成」と検索して「歯車君dxf作成」のサイトへ行き、そこで所望の数値を入力し、dxfデータを生成。

しかし「転移係数って習ったけど何だったっけ？？」という状態。インターネットの歯車メーカの技術資料で確認（係数は「0」でよかった）。

その後、フリーの「jw-cad」ソフトで、穴を追加し、CAMソフトでプログラムを自動作成。しょうとしたら、jw-cadで読み込めない。別のCADソフトで読み込ませて保存したら読めるようになりました。

 

ピアシング条件と加工条件がない。

材料のデータは鉄板とアルミ板とステンレス板とべニア板とカーボンのみが登録されている模様。

仕方がないのでカーボン板の加工条件を参考に

CW、15mA、アシストガスはエアで0.05MPa、焦点LV1.0mmスタンドオフLV1.0スピード4000mm/minピアシング時間は0.2secと適当に決めました。

加工条件の格納は、空いていた「4」（アクリル） の「4」（0.00mm）の「1」（精密）の「1」（標準）に入れておきます。

うまくいかないことが多く、かなり精神的に参ってきました。

 Zは固定で、機械座標で-89.351にしました。

 

加工はまず、四角形の形状の試加工から始める（加工後の四角形の幅を0.01mm単位で測定するため）。まず、ノズルが材料にぶつかり（壊れません）高さ調整に悩む。ほか、レーザが全く出なかったり、アシストガスのエラーや、オフセット（加工幅の分よける機能）が有効にならず苦戦。

取扱説明書と県工の授業用のマニュアルを顧問と部員で読み漁る。

部員は授業用のマニュアルで操作の誤りに気付き、「それ、もしかして違うんじゃないですか」と低姿勢で顧問に指摘。大人だ。

顧問は取扱説明書から、自動生成したプログラム中の「G41 D0」を「G41 D1」とすることで、オフセット設定1のパラメータが有効にできることに気付く。

しかし、多くの問題にぶつかって精神的に参っていたため、途中、多くの昼休みの時間をとりました。

 

オフセットなしの歯車は痩せています（噛み合いのすきまだらけ）。

オフセット（加工幅の分よける機能）調整後（噛み合いの隙間がなくなりました）。

プロが見たら「オフセットしすぎ」と言われるかもしれませんが、目視でOKしてしまい、目標の30セットを加工してしまいました。

携帯電話のカメラで拡大することに後で気づき、拡大するとオフセットし過ぎと気づく。

精神的に参っていたと終わってから自覚。

 

休憩のためにジュースを飲みに生徒玄関の方へ行くと、

ややっ！ここにも「栄光の記録」が！本校と同じ名前！！！

本校の「栄光の記録」は新聞記事中心ですが、県工さんのように賞状のコピーも加えると良いかもしれませんね。

 

楽しい一日でした。

テスト１週間前に入った月曜日、部員のN君から

「今日はまだ余裕があるので部活動しませんか？」と顧問にお誘いがありました。

 自動運転模型自動車（マイコンカー）の部品製作が進んでおらず、プログラム開発ができない状態でした。

（去年のマシンは重要部品がよく壊れるので、お蔵入りにしています）

 

今回は材料を固定して回すことができる数値制御旋盤（CNC旋盤）で製作しています。

材料を指定した角度で固定し、平面も回転工具で削ることができます。

 

最近はN君は試加工も自分でできるようになってきました。

プログラムに関しては、またN君はこの加工プログラムの製作には「見習い」の立場でプログラムの修正に参加です。

次は最初から別のプログラム製作に携わってもらおうと思います。

 

彼は２年の時に技能検定の数値制御旋盤作業３級を取得していて、

３年のこの後期にでマシニングセンタ作業３級、普通旋盤作業２級を取得予定です。

（３年前期に数値制御旋盤２級を取る予定でしたが新型コロナウイルス感染症関連で検定が中止になりました）

ポリテクカレッジ石川に進学予定とのことなので、今年度中に本校で練習して

来年度の前期に数値制御旋盤２級を取る予定だそうです。

来年度か再来年度には、若年者ものづくり競技大会の全国大会にでも出場してもらいたいものです。

 ↓「そこ、ダメダメダメダメ、止めて止めて止めて」と、顧問と部員で加工中の様子をお楽しみください。（30秒強）

1日の活動は半年ぶりでしょうか。

当初の予定。しかし午前も午後も検定の練習

2年生は2級の荒削り。授業中は他の2年生にこの要素を教えてください。お願いします。

両側の3年生は真ん中の1年生に3級を教えてます。午後になって検定の全体が見えてきた模様。

部長！だいぶ疲れがたまってますね。

朝８時から開始し、現在15時。もうやめましょう。

もう1人の3年生は他の3年生3人と2年生2人に仕上げと溝とネジを教えるため、予行練習中。

 

明日こそマイコンカーやりましょう。

ちなみに今年度後期の技能検定は、予定ですが

本校として

•2級の旋盤　６人

•3級のNC旋盤　１６人

•3級のマシニングセンター　２人

•3級の旋盤　23人

•3級の機械検査　35人←ここはまだ構想段階

のべ82人を計画しています。

さばけるかどうかは部員たちにかかっていたりします…

前回の記事はこちら←この記事の続きです。

今日は５限で終わり、1時半過ぎから５時半までの部活動。何とか完成できました。ここまでいろいろありました。

今日の難所。購入しておいた金具の爪の部分が大きいため、研削してサイズ変更。

 

 

体育館で取り付け中、お約束の十字穴ナメ。

高所作業(2mくらい)なので電動工具の後ろを手で押しにくい！(下で支えあります)。

プライヤーで頭を掴み、外しました。

 

なんとか本番一週間前に納められました。

  

体育館ステージ左横のプロジェクタの架台。

6年ほど前に当部活（旧コンピュータ部）の顧問、Ｉ先生が製作したものです。

今回は文化祭の３会場同時配信のために、ステージ右横にも架台も増設（製作）します。

右は５・６年前に作った架台。左が今回製作する（した）架台です。

最近、超単焦点のプロジェクタが入ったので、架台の全長を短くしました。

 従来品は角処理がきれいにされていたり、面と面が面一（ツライチ）になるように追加工が施されていたり、ナットやワッシャーの向きが統一されていたりと、よく見るとしっかりとした品になっています。

それに比べ、今回製作したものは、穴の位置が明らかにズレてしまっていたり、面取りも修正しきれていない等、甘い状態です。途中、従来品と見比べ合わせてくれたものの、イマイチなオーラが漂っています・・・（ブランド物とその偽物を並べた様子・・・でしょうか）。

今回は部員7人で採寸（設計）から8時間かかったので、工数は56時間です。

会社なら間違いなく潰れます（笑）。だだ、何事も経験ですので、

作業日報に時間を記載するなら・・・

　　・受注製番に関する工数・・・・設計１時間、製作、取り付け確認４時間

　　・技能習得の工数・・・・・・・５１時間

といったところでしょうか（直接工数比率8.9％になるので、どちらにせよこちらを指摘されそう）。

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2年生のK君が採寸し、設計。おつかれさまでした。

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みんなで切り出し。

奥はアルミのLアングル（50mm×50mm×板厚5mm）を金のこで切断しました。

手前は材料不足のため、角パイプを代用品にして切断しました。

ここで、長さを間違えるミスをしました（顧問の確認不足）。

加工直前の複数確認を顧問を利用して行うチェック体制を確認しました。

とはいうものの、材料の予備もなく、代用品の角パイプの箇所が増える結果になりました。

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フライス盤で材料の両端を仕上げ。
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さらに角が鋭利になるので、やすりで面取り。

角を取るのになぜ「面取り」というのかという話も挙がりました。

あとで調べると「取る」＝「得る」という意味だからだそうです。

角を取って面を得る？？？
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ボール盤でボルト穴をあけました。

穴が「ボール」？？　これはボーリング（穴掘り）なので、ボール盤といいます。

鋼材ではなくアルミなのでサクサク削れます。
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穴の面取りは、右の3年生のT君のように、大きなドリルを手回しで行いました。
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組立開始。手前と右の人たちはねじの締める強さを体験しています。

右の画像のようにM6（直径6mm）のねじを工具で力いっぱい締めて千切る感触を確認しています。

締めすぎると千切れる。締め足らないと緩む。

適正トルクがあることと、鋼材の破壊（粘りながら破壊）を体験してもらっています。

これを知っていれば、ダメになった（なりそうな）ねじに気づくことができます。
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体育館に行き、既存のステージ左の取り付け金具を利用し、製作した架台の取付確認をしました。

大丈夫そうです。

（作業中の体育館は暑いだろうと思っていましたが、９時ごろだったので涼しかったです）
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壊れているスクリーンを分解して、スクリーンを確保します。

バネの力が解放される瞬間、ヒヤリハットしました。

あとは、金具を取り付けるだけです（手配中）。

なんとか９月４日の北陵祭には間に合いそうです。「後の祭り」にならないように・・・

・・・本業のロボット製作が・・・後の祭り状態に入ってきている・・・。

昨年度、全国大会出場を逃したCamera_Classマイコンカーの車体の再設計にようやく取り掛かります。

昨年度車体を共同開発した金沢市立工業高校さんは全国大会3位、北信越大会1位。

同じく昨年度車体を共同開発した石川県立工業高校さんは北信越大会2位。私たちは北信越大会3位と4位。

リベンジで行ってきた２月のテクノプラザおかや杯では1位2位3位。解析すると金沢市立工業より早くなった。

・・・目指せ全国優勝（いつも車体だけトップクラス？）。

しかし、2月の大会から早半年経とうとしているものの、まったく開発が進んでいない状況。この4連休からスタートです。

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前回はここまで（半月以上前）。再設計の優先順位は以下の通りです。

①　ステアリングギヤ（市販品のサーボモータの中にある）が壊れるので壊れないようにする。

②　軽量化（部品点数増なのに・・・）

③　ほか何か性能上がらないか？

 

初日は設計方針の確認、他校のマイコンカーの強みを使えないか検討。以下も初日の内容。 

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壊れないための仕掛けを学ぶ。先週、顧問がバラしていたままの旋盤（直らず放置）があったのでよかった？

過負荷（ぶつけるなど）でギヤの歯が欠けないように3段階で保護する仕組みとなっています。

（①トルクリミット機構、②真鍮製のキー、③鉄製のキー　の３つの砦でギヤを守る）

しかしこの機械は3番目の砦の鉄製のキーまで壊れていました。

 

1番目の砦、トルクリミット機構。バネとパチンコ玉と切り欠きで構成されている。

ばねの力で部品を壊さず過負荷（軸をねじる力）を逃がしてくれる。

壊れてはいませんでした。

トルクリミット機構も適切な強さで利くようになっていたかどうかは確認せずバラしてしまいました（痛恨のミス）。

 

2番目の砦の真鍮製のキー（ギヤの内側の凸になっているところ）は予想通り壊れていました。

しかし、壊れたカスで駆動がつながっていました（滑ったり滑らなかったり）。

固定ネジが外れません。ねじを緩めようとしても空回りします。

 タイヤ屋さんにあるようなエアインパクトレンチをどこかから借りてきて緩めるしかありません。

 

3番目の砦、S45C（鋼材）のピンが中で折れていました。

2番目の砦のねじを緩められなかったのはこれが原因です。ねじを緩めようとするとここが滑る。

こちらも何となく駆動力が伝わっている（滑ったり滑らなかったり）。

しかも切れたピンが片側しか抜けない。

 

故障の原因は、固定ねじの締め過ぎによるものか、何らかの過負荷でこじったのか、ぶつけた衝撃が強かったのか、

１つ目の砦が利いていなかったのか。

・・・わからなくなってきました。

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脱線したので本題へ。

上記のオチは、「壊れるギヤより弱い部分を作ること」でした。

　　

教科書でステアリング機構の下調べ　　　一次スケッチ（数時間かかった、途中眠くなる）

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2次スケッチ（20時間くらい？かなり眠くなる。空間理解がつらいです）。

空間認識能力の限界を感じ、3次元に逃げることにしました。

本校初のアッカーマン機構にしました。

（顧問は作る時間がないと言ってそれとなく反対したが、性能アップも望む部員のみなさんに押し切られました）

 

今回の改造の結果、理論的にハンドル角が反応する（所望の角度に達する）速さ4倍速くなり、性能アップができそうです。

（変更前後の評価実験チーフは部長の西山君。実験動作プログラムを作って、高速カメラで動画撮影→コマ数で確認する予定。）

CADがわからない人は並行してCAD学習

 

前部分のみ３次スケッチ（3D_CADがわかってて、形が決まっていればこれは2時間でできる）

（先に作ってあった2次元図形を利用）（ベアリングなどは干渉チェック目的のため省略）

連休中はここまで。来週は作り直しを減らすため干渉チェックを続ける。

（まだリンク部分ができていないので、できたらコンピュータ上で動かしてみる）

 

加工は中村留製のCNC旋盤で切削の予定。今年の加工チーフは生徒会副会長の中村くんの予定

（ヒマがあるのでしょうか？？？）。

1年生は学校になれるまで、週末のみの部活動です。

1年生のみで部活動をする予定でしたが、2、3年生も旋盤の練習やマイコンカーの設計を進めたいらしいので、合同実施としました。

 

ですが今回は（も）、盛りだくさんの活動でした。

・先輩が金曜日にやり残したテレビ台車の製作

　製品のネジ穴が開いていなかったりしていたので新たにネジ加工していて遅れたもの

　　

 

・授業で習った旋盤の４つ爪チャックの練習と後輩に教える

 

・たまたま補習ばっかりで2年生1人と顧問だけだった日に行った

　3級マシニングセンター技能検定練習報告　うまく行ったこと失敗したこと

先輩から、教えている後輩へ、送風ファンや空圧ポンプや油圧ポンプで聞こえないから

でかい声で喋ってくれと言われていました。

マイコンカーの製作で必要なのでみんな聴きたがっています。

伝えるのって大変ですね。

 

・マイコンカーの設計方針について話し合い

 今のところガンガン話が出て覚醒しているのは部長だけ、どれだけ広がるか、広がってもらわないと。

 

を行いました。

 

今年度は

1年生　2人

2年生　2人

3年生　9人

のスタートです。例年通りです。

例年、１年生は2人くらいで、学年が上がるにつれ、増えていきます。

今日も2年生の旋盤の授業で、部活動に入っていなくて腕のいい生徒を3人見つけたので誘ってみました。途中から入っても伸びるのです。なので入ってくれないかなと期待しています。また、3年生は運動部を引退してから始めたいという生徒が、例年新たに入ってきます。

１年生はしばらくは土曜日午前だけの活動です。普段の活動は抽象的すぎてついて行けなさそうなので。

今日は3年生は補習があるので２年生だけの活動でした。2年生は1年生の時に普通旋盤とNC旋盤の技能検定３級を取得済みなので、マシニングセンタの練習をしたいと思っていました。しかしたまたま教室用に注文していたAppleTVが10台届いたので、予定を変更し、セットアップと接続テスト（各教室へ持って歩くのは顧問）をしてもらいました。若いので機器を柔軟に使いこなして助かります。業者みたいなことさせてすみません。

活動の中心はマイコンカーやロボット相撲などの製作、機械加工系の検定取得ですが、今回はその他の部活動を行いました。

２年ほど前に各教室の掃除用具庫のハンガーの修理を行い、ホウキの先に吊り下げヒモをつけて整備したものの、なかなか定着しませんでした。

最近、学務員さんが各教室のロッカーに「ヒモでぶら下げてください」という掲示物を作ってくださっていたので、再び整備を行います。

今回の整備は、ロッカーに吊れない長いホウキの丈を切ることです。

ホウキの柄は木のものと鉄パイプのものがあり、どちらも切断し、新たに吊り紐用の穴を開け直しました。

本日は二階教室を行い、再来週は三階教室です。

 

自動運転模型自動車の速さを競う先日の大会では、
１秒間に60回撮影する標準のビデオカメラを用いたCameraClassに
出場しましたが、もっと速い車体も開発中です。

こちらは県教育委員会事業の「専門高校等における産学連携人材育成事業」
で開発中の1秒間に500回撮影する自動運転の走行動画です。
（株）日立ドキュメントソリューションズ（東京都）とポリテクカレッジ石川
さんと連携しています。
上級クラスのAdvancedClassで全国最速（ベストタイム賞獲得）を目指しています。

本校の自動運転模型自動車。
カメラで1秒間に500回画像を撮影して反応よく制御しています。
照明は、このような高速カメラでは撮影動画が暗くなるため必要になります。


こちらは今年の全国大会の動画です（本校は出場していません）。
現在、すべての出場マシンの車体の前方にラインを検知するセンサが
突き出ています。
これでは前輪のグリップや動きに支障が出ているので
支障が出ないカメラによる制御方式を開発し、全国最速を目指します。
（まだ信頼性が低いので、全国大会優勝ではなく、全国最速です・・・）

2月8日、マイコンカーラリーテクノプラザおかや杯（主催：長野県岡谷市）で
・CameraClass優勝　：中村亮太さん（2年）と新井雄大さん（3年）
・CameraClass準優勝：西山拓遼さん（2年）と楠紡義さん（1年）
・CameraClass３位　：棚橋亮斗さん（2年）
となりました。

本校のこの画像処理自動運転模型自動車の取り組みは、
県教育委員会事業「専門高校等における産学連携人材育成事業」の
支援を受け、実施しています。
（取り組みと仕組みに関する発表の動画はこちら）

今回の大会で、
・専門高校等における産学連携人材育成事業の年度最後の成果確認
・先輩から後輩への引継ぎ
が達成されました。

この走りは全国大会では3位くらいの速さ（平均速度で試算）になります。

　　      　　　　
左2番目から5番目までが私たちです。  　　　前泊の宿舎でも調整をしました。

ジャパンマイコンカーラリー２０２０北信越大会＠魚津工業（１１月３・４日開催）

今年度は全国大会出場を逃しました。
全国大会制覇に向けて、全国的にも珍しい（新しい）、
高速画像処理技術を用いたマイコンカー製作に全力で取り組んでいましたが、
バグが残っていました。
次は2月のテクノプラザおかや杯（毎年優勝校が出場する大会）に向けて頑張ります。

【Advanced Class】
（モータやギヤ、電子回路等の制限が緩い上級者クラス）
本校から2台出場、北信越大会で約50台が出場。全国大会枠14台
予選敗退（北信越大会で初のセンサバーレスのマイコンカーとして出場）
　　　　（ ↑ 1秒間に500回、路面の白黒を判別してライントレースしています）
　　　　（照明で路面を照らしているのは、シャッタースピードが速く、画像が暗いからです）
大会当日に、タイヤ4輪を独立駆動をするとライントレース処理に不具合があることが発覚し、
前輪：フリー（駆動させない）、後輪：左右とも９５％出力固定で出場せざるを得ませんでした。

【Camera Class】
（毎秒60枚のビデオカメラ、モータ、ギヤ、タイヤ、電池の制限があるプログラム中心のクラス）
本校から4台出場、北信越大会で22台が出場、全国大会枠は2台
22台中5台が完走し決勝進出。
本校は3位と4位（1位と2位が全国大会出場で金沢市立工業高校、石川県立工業高校）でした。
昨年度に続き、石川県立工業高校さんと金沢市立工業高校さん（←こちらは今年から）と
県教育委員会の、本校が採択された事業
「高速画像処理技術を用いた自動運転模型自動車の製作」で
マシンやプログラムを共同研究して、プログラム講習会や組立講習会、
および合同練習会を重ねてきました。
両校とも、全国制覇に向けてがんばってください！

【Advanced Class動画】


【Camera Class動画】

令和元年９月２９日（日）に富山県立富山工業高校で開催された高校生ロボット相撲北信越・東海大会の高校生自立型部に参加した結果

しこ名「危険予知」　：優勝
しこ名「ヒヤリハット」：5位となりました。

この結果「危険予知」と「ヒヤリハット」は１１月２３日の、ビックパレット福島での全国大会に出場します。また「危険予知」は１２月１４・１５日の、　両国国技館での全日本ロボット相撲大会（一般・海外の人も参加）にも出場します。


右が本校。お互い正面から。立ち会いで変化させ、横から押し出し。


右が本校。相手は強力な磁石で土俵を吸着させ、他校をゆっくり押し倒して勝ち上がってきた。
相手はこちらと真逆のいわゆる「重量級マシン」。
北信越・東海大会最速の本校マシンでカドを取り一気に押し出し。

　
　　　　　対戦の様子　　　　　　       　　表彰式の様子

2月3日（日）にテクノプラザおかや杯へ遠征に行きました。

本校では全国でも珍しい（新しい）、高速カメラを用いたマイコンカーを製作し、
コースの白黒を判別して走る「マイコンカー」を製作しています。

ここでは全国大会優勝校と技術交流ができました。また、センサーバーレスマイコンカーで先行開発している方との技術交流もできました。

  
けっこうc言語をつかえるようになってきたので、将来のなにかの糧になることを願い、
全国大会への道中の東京駅前にある国内のTCP-IPのネットワークソフトや
仮想PC最大手のIT企業様の本社の見学を企画しました。(普通は見学できません)
5人くらいの技術者の方がテレビドラマで見るような、どこで仕事をしてもいい
オフィスでした。
しかも大画面を使ってプログラムを共同開発している現場を見学させて
いただきました。部室もこの形にしたいと思います。
内部の様子はここでは公開できないのでそこから見られる皇居を掲載します。

   
その後、秋葉原の電気街に画像処理に使う部品を探しに行きました。
通販では見つからなかったCCDカメラの交換レンズ、所望の長さのフラットケーブル、
格安の工具類を調達。
ただし、軍事利用もできると一般に言われていて輸出が一部制限されている
国内メーカーの赤外発光のパワーLED
(一般の品より15倍くらい明るいけど、人の目には見えない暗視カメラ用の照明)は
調達できなかったです。あとで考えてみれば当たり前ですね。
来年の大会に向けて開発中のカメラは1秒間に500回撮影するので、
シャッター速度が速く、コースを撮影した時の光がマイコンで認識できる電荷に変換し、貯められる時間が短くなるため、時間の代わりにたくさんの光が必要になります。
カメラが検知する光の波長が赤外線領域で、可視光域の同等品はしっくりとしたものが
なのため、これはこれで調達が大変です。

11月3日、4日に長野県であるジャパンマイコンカーラリー北信越大会に向けて
みんなでがんばっています。

９月２３日（日）三重県松阪工業高校で行われた全日本ロボット相撲大会
北信越・東海大会において高校の部自立型の部に出場し、
３位と４位に入賞しました。
１１月２３日に行われる全国大会に２チームが出場します。
また、高校の部ラジコン型に出場した２台も１回戦勝利することが出来ました。

９月２３日三重県で行われるロボット相撲大会に向けて操作練習と改良中です。

　
　　　

県文教会館で第42回全国高等学校総合文化祭壮行式に出席してきました。
私たちは８月９～１１日に開催される産業部門（工業）に
　　・マイコンカーラリー大会AdvancedClass　２人
　　　　（うち１名が横Gコンテストにも参加）
　　・マイコンカーラリー大会BasicClass　　　 3人
出場します。

大会公式Webpageはこちら（外部リンク）
大会公式Facebookはこちら（外部リンク）
マイコンカーの動画(金沢北陵_AdvancedClass)はこちら（外部リンク）
マイコンカーの動画(金沢北陵_BasicClass)はこちら（外部リンク）

全国大会に参加する他の生徒の生徒の皆さんの堂々とした振る舞いが
印象に残りました。
また、代表生徒さんのあいさつの中で、
石川県の代表として「日頃鍛錬した技術を・・・」のくだりが感動しました。
「我こそは技術屋」と思っていたのですが、「我々こそが技術屋」
なのですね。
部門は違いますが、やっているプロセスは同じです。
石川県の代表として、日ごろの成果を披露し、交流し、進めていきたいと思った、
そんな有意義な壮行式でした。

今日は３1日。
３１アイスクリームに立ち寄りました。
石川県がアイスクリーム一人当たり消費No.1、それにあやかって・・・。
そして学校へ戻り、部活を続けました。
　←フレームの2次試作中（画像右上に1次試作品があります）

　←CNC旋盤でホイールの2次試作
（2次試作で、加工パスと最終形状に荒い部分があり、3次試作に持ち越しとなりました・・・）

R（リサーチ：調査）＆　D（ディベロップメント：開発）プロジェクト部です。

もし、無線LAN(AP：アクセスポイント）を設置するときには
どこに取り付ければよいか、調査をしました。

【調査の目的と背景】
①　 少ないAP設置で普通教室すべてに無線LAN環境を構築することを想定し、
　　　2.4GHz帯を選択した。
②　 2.4GHzはiPadに登録済みで、同等の電波強度のAPが4つ以上混在すると、
　　 通信速度が著しく落ちるため、離れた教室での電波強度の低下も確認したい。
③　①②より、廊下天井にAPを設置し、階や部屋をまたぎ、左、右、左上、右上の
　　 4教室をカバーしたい。

【実験の条件】
使用電波　　　：2.4GHz
アンテナ　　 　：筐体外に外付け2本、さらに鍵付きの樹脂ケースで囲む
設置想定箇所：主に廊下窓側の天井直下
送信機　　　　 ：同時200台以上通信可能なモデル
受信機　　　　 ：iPad
使用アプリ　　：AR signal master

　　　　
養生テープで機器をはり付け　 現場へAPをつけた梯子を移動　設置予定箇所にAPを仮設置　　　　

　　
ほぼ同じ場所に仮設置完了　　教室以外にも届くかもチェック　　iPadの測定結果を地図に転記

【2,4GHz電波強度の調査結果（概要）】
・2Fの廊下の天井、2つの教室の間に設置すると、3Fの教室を含めて4教室をカバー可
・ただし、階段の近くはコンクリートが厚いので補間が必要
★直線の廊下で隣り合っているものの、
　新旧校舎の継ぎ目や校舎の継ぎ目だと気づかない部分の継ぎ目は
　階をまたいで斜めには電波は届きにくい（お互いの外壁が2重にあるため）ので
　補間が必要

 　　　 　　　　　　　　　　　　
　★34Hと35H、14Hと15H間に厚壁？？？　★の測定結果を受け、設置場所（案）を変更
（●はAP設置場所、青は-40dBm（強）、緑は-50～65dBm（中）、オレンジは-70dBm（弱）を示す。）

「水位上昇検知システム　通称けんちゃん」
　　　
　
　　　　　　＊＊＊　受賞生徒　3年　冨田宇宙、金岡菜月、平井椋規　＊＊＊
２月１６日　（金）、足利工大から、教育連携センター副センター長　石井氏が表彰状授与のため本校に来校されました。昨年につづき、2年連続3回目となりました。
　　　動画リンク先　http://www2.ashitech.ac.jp/hucc2/nyusho2017/2017sakuhin.html

　　　
西野翔吾君（２年サッカー部、コンピュータ部）が、昨年度に続き「第一種電気工事士」と
「第二種電気工事士」に合格しました。2年生で両方合格したのは、本校で初めてです。第一
種電気工事士は、大規模な商業設備等の電気工事を行える、最上位の国家資格となります。
昨年の４月から勉強を始め、休日や夏休みを利用しました。

本校在学生ではじめて、第二種種電気工事士と工事担任者DD３種の両方の試験に合格しました。電気工事士は一般家庭や事務所の屋内配線ができ、DD3種はインターネットの工事ができます。強電と弱電の資格の柱となっています。