自律的放電加工機能を有した管内走行機構による3次元曲がり穴加工システムの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750083
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 石田 徹 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (20313421)
• Keywords: 曲がり穴 / 放電加工 / 管内走行機構

Research Abstract

一般に機械加工では,穴はドリルで加工されるため,形状は直線状となる.逆に言えば,他の穴形状を加工できる方法が存在せず,直穴しか加工できないことを意味している.よって,直穴が適さない場合にも,直穴を駆使するしかない.このような現状に対し,長く複雑な曲線状の穴を加工する新技術を確立できれば,これまで不可能であった形状が加工可能となり,高付加価値製品を生み出すことができる.そこで,材料中を放電加工しながら曲線軌跡を進行する機構を開発し,高い自由度をもつ曲がり穴を加工できるシステムについて研究した.本年度は,本システムを構成する3つの要素のうち,主に方向制御機構と管内移動機構について開発を行い,以下の成果を得た.
1.方向制御機構の制御システムの確立
従来の方向制御方法は機械式であったが,これにサーボモータを導入し,ソフトウェアによる制御システムを開発した.加工実験の結果,このシステムによる放電加工が通常の放電加工とほぼ同等の材料除去性能をもつこと,方向制御性が格段に向上し従来の装置では実現できなかった高自由度の曲がり穴を加工できることが確認された.
2.管内移動機構の開発
ユニバーサルジョイントを利用した柔軟構造をもつ管内走行機構を開発した.この機構を用いた加工実験の結果,電極のジャンプ動作を伴った放電加工が可能であること,指令した加工距離をほぼ正確に実現できることを確認した.両機構を用いた加工により,従来の除去加工法では実現不可能である直穴,曲がり穴,直穴が連続した盲穴形状を加工できた.