機能性表面作成のためのインライン計測/加工システムの開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15760084
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 小林 義和 日本大学, 工学部, 講師 (60277390)
• Keywords: CAD / CAM / 表面テクスチャ / インライン計測 / 意匠性

Research Abstract

製品の設計工程において,設計者は製品の機能性および意匠性を考え設計を行うが,その際,一般的にはCAD(Computer Aided Design)システムを用いている。しかし,現状のCADシステムは幾何形状の作成・変形に重点を置いていることから,機能性・意匠性の重要な要因の一つである製品表面に作為的に付けられる微小凹凸(表面テクスチャ)を設計するには至っていない。表面テクスチャを作成するためには,従来のCADシステムの機能に表面テクスチャを作成しマッピングするという機能が必要である。また,マッピングされた表面は凹凸が不規則な複雑形状となることが予想されることから,効率的なカッターパスデータの生成が加工時間に大きく影響すると考えられる。加工機に対しては,加工する部分が非常に微細なため,高速回転による切削が必要となり,さらに,曲面形状を持った表面などには加工溝が曲面に対して垂直となるように,自由度のあるスピンドル制御をしなければならない。そして,表面テクスチャを作成した製品表面とCADデータを比較し,必要であれば追加工するなど形状を評価し,正確に加工する支援システムが必要となる。
そこで本研究は,ソフトウェアでは(1)表面テクスチャ作成CADシステム,(2)加工データを作成し,加工機を制御するCAM(Computer Aided Manufacturing)システムおよび(3)加工された表面テクスチャの凹凸データとCADデータを比較検討するCAT(Computer Aided Testing)システムを開発し,ハードウェアでは(4)製品表面にテクスチャを加工する小型機械加工機および(5)製品表面を測定する非接触型表面形状計測システムの開発を目的としている。
今年度は小型機械加工機を開発し,その性能試験を行った。その結果,切り込み深さ1μm,送り性能10μmの精度で高速切削が可能であることを確認した。

Research Products

• [Publications] 柳和久, 小林義和: "トライボロジー特性と表面テクスチャ"トライボロジスト. Vol.48 No.9. 691-696 (2003)
• [Publications] 小林義和, 白井健二, 佐藤充亮: "表面テクスチャCADおよび加工装置の開発"型技術. 第18巻第13号. 22-23 (2003)