光学的に測定した作業面トポグラフィによる研削砥石作業面状態のインプロセス評価

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750149
• Research Institution: Sophia University
• Principal Investigator: 坂本 治久 上智大学, 理工学部, 助手 (40276514)
• Keywords: 研削砥石 / 作業面状態 / インプロセス / オンマシン / レーザ変位計 / 相対度数分布 / 統計的評価 / 研削液

Research Abstract

作業面トポグラフィ測定システムを試作し,作業面状態をインプロセス評価するための基礎的な検討を行った.
本測定システムでは,CNC横軸平面研削盤の砥石頭に高速レーザ変位計を直接取り付けており,作業面プロファイルをオンマシン測定できる.サンプリング間隔の違いが測定に及ぼす影響を評価した結果,サンプリング間隔を平均砥粒径の1/6以下にすることにより作業面上での砥粒の存在と形状に対応した測定ができることが確認できた.この場合,平均砥粒径が250μm以上の砥石に対しては,鋼材の一般的な研削条件である砥石周速30m/s以上でもプロファイル測定が可能となる.
また,研削液の影響についても評価した.作業面上に研削液が付着していると,プロファイルは実際よりも振幅が大きく測定される.そこで,高圧エアを作業面に吹きかけて研削液の除去したところ,研削液使用時でも研削液未使用時と同様のプロファイルが測定できた.これにより,湿式研削時にもプロファイルを測定できることを確認できた.
ところで,研削砥石は組織や構造にランダムさがあるため,作業面状態は統計的に評価する必要がある.そこで,そのような統計的な評価法として作業面プロファイルの振幅の相対度数分布を取上げ,その測定条件を検討した.まず,砥石作業面上における測定ラインの違いの影響を評価した.その結果,異なる測定ラインで測定したプロファイルに基づく相対度数分布には明らかな差異が認められ,研削にともなう作業面状態の変化を継続的に追跡するためには同一ラインを継続して測定する必要があることがわかった.また,測定長さを砥石全周の約1/4周以上とすることにより,測定開始点に依存しないで同様の相対度数分布を得られることがわかった.