ローカル・マシニング・ステーション方式放電加工機による精密加工

• Project/Area Number: 05750129
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 機械工作・生産工学
• Research Institution: Toyota Technological Institute
• Principal Investigator: 古谷 克司 豊田工業大学, 工学部, 助手 (00238685)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1993: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 精密加工 / 放電加工 / 圧電素子 / 位置決め

Research Abstract

大型工作物の一部に形状加工や表面処理加工を局所的に行う自動加工システムでは、移動機構を兼ね備えた自走式の超小型の加工機械とそれの位置や姿勢を検出する測定系が必要となる。本研究では、ロボットアームに位置測定系を持つ移動基準面を固定し、この上を移動しながら加工を行う自走式放電加工機を開発し、大型工作物の局所加工において10mumオーダの精度を得ることを目的とする。アームで加工位置に粗位置決めを行った後、工作物にアームをクランプし、基準面上の局所座標を用いて自走式放電加工機で精密位置決めおよび加工を行う(この方式をローカルマシニングステーション方式と呼ぶことにする)。
本年度は以下のことを行った。
1.[プロトタイプの構成]単なる自走式加工機と比較し次のような利点がある。(1)移動基準面に位置測定系を持たせるため自走機構の移動量を高精度で検出できる。(2)アームに給電線や加工液供給ノズル等を取り付けるため、自走機構の動きを阻害しない。微動機構にはインパクト駆動機構を適用し、インパクト駆動機構を用いた放電加工機により加工を行った。放電加工では加工反力が小さいため、クランプは不要であることが明らかになった。
[加工実験の結果]本方式による加工とロボットによる加工を比較した結果、ロボットは数10mum程度の誤差があったが本方式では最大で3mumであった。これより本方式の方が高精度であるといえる。
[位置測定系の検討]デジタイザでは自走機構の位置は25mumの精度しか得られなかった。微動機構に用いたインパクト駆動機構は磁力により移動基準面に吸着する。そこに生じる磁束の変化をホール素子で検出することにより変位を測定する差動式変位測定装置を試作し検討を行った。原理的に優れていることが明らかになった。較正には渦電流センサ(申請)などを用いた。