Development of quantitative evaluation method applying information entropy for abrasive grain distribution on tool surface
| Project/Area Number |
21K03805
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
孕石 泰丈 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (10402489)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 毅 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40293443)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 研削加工 / 情報量エントロピー / 砥粒分布 / 画像処理 / 偏光カメラ / 工具 |
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| Outline of Research at the Start |
研削加工において，実際に材料を削り取る微小な砥粒切れ刃の状態を計測・評価することは重要です．この状態のうち切れ刃の形状も加工には影響しますが，その分布状況も影響すると考えられます．従ってこれらの分布の分散性（複雑さ，ばらつき）を定量的に評価する手法が必要となります．しかし広範囲に多数存在する砥粒の分散性を定量的に評価する方法はありません．本研究では，工具表面の砥粒の分布を計測する方法を構築し，計測結果について分布の分散性を情報量エントロピーを用いて定量的に評価する手法を確立します．そしてエントロピー評価と研削における加工能率・工具寿命・加工面の精度との関係を明らかにすることを目的とします．
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| Outline of Annual Research Achievements |
研削加工において，工具表面に存在する砥粒の切れ刃の状態を計測・評価することは重要である．本研究では，砥粒を計測する手法として感圧紙を用いた転写画像から得られる分布状態の計測，および偏光カメラ画像を用いての個々の砥粒の状態計測を実施した．得られた各画像から画像処理を活用し，砥粒の分布のばらつきの評価や個々の砥粒状態評価法の提案を行った．
本年度は，砥粒の分布評価に関しては，本研究期間で得た実験結果と新たにシミュレーションを実施して，情報量エントロピーを用いた砥粒分布評価手法さらなる改善を行い，これらの結果をまとめ，英文誌（International Journal of Automation Technology）にて論文を発表した．これより本提案手法を用いると，研削ベルトが持つ研削能力の推定，つまりこれからどれくらいの加工が可能なのか？を推定できることを明らかにした．また昨年度に開発した偏光カメラ撮影装置を用いて，個々の砥粒状態の撮影と評価を試みた．昨年度は未加工の工具表面と加工1分毎の工具表面を撮影し合計5分までで状態評価を行ったが，本年度はさらに加工時間を延長し，計60分までの加工を実施した．未加工の工具表面と，使用後の工具表面の反射除去画像から，画像相関などの手法を用いて位置合わせを行い，輝度値の差分画像から砥粒の割れの状態とその位置を検出する手法を提案し，実験的にも確認した．以上の結果を国際会議（ISAAT2023；The 25th International Symposium on Advances in Abrasive Technology）にて発表を行った．
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
