2017 Fiscal Year Annual Research Report
次世代切削加工技術のための革新的モデルベースプロセスモニタリング
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16H04243
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
鈴木 教和 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00359754)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
社本 英二 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20216146)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 工作機械 / 切削加工 / プロセスモニタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
提案手法を実現するには，切削プロセスと機械構造の動剛性の理論モデルに基づいて，モデルのパラメータを同定する新しいプロセスモニタリング技術を開発する必要がある．そこで，平成29年度には以下の研究を実施した．
１．加工プロセス・伝達特性の同定および工具摩耗・加工精度の推定アルゴリズムの開発
機械構造の動剛性と加工プロセスを考慮した動的切削プロセスをモデル化し，その運動方程式を考慮した時間領域シミュレータを開発した．これを用いて推定した外乱力と，昨年度開発した外乱オブザーバにより推定した外乱力を比較し，各パラメータを自動同定する解析アルゴリズムを開発した．さらに，同定した各パラメータ（エッジフォース係数，せん断強さなど）から工具摩耗を推定するモデルについて検討を行った．また，推定切削力に対する機械構造の応答から，加工精度と仕上げ面性状を推定するモデルについて検討を始めた．
２．工作機械を用いた加工実験による提案手法の実行可能性の検証
超精密加工機を用いたミリング実験を実施し，提案手法によりパラメータを同定し得ることを確認した．さらに同定したパラメータは，従来より知られている切削実験やハンマリング試験によって得られる値と近いことを確認した．加えて，提案手法により得られたパラメータより推定したびびり振動の安定限界は，従来手法よりも推定精度が高いことを確認した．また，ボールねじ駆動による汎用的な工作機械を用いて，提案モデルの検証を行った結果，切削力の推定精度は高くないが，パラメータの同定精度は高いことを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた通り，加工プロセスおよび伝達特性の同定技術の開発を実施し，同定パラメータから工具摩耗などを推定するモデルを検討した．さらに，超精密工作機械を用いたミリングに対する実験検証を実施し，概ね期待通りの性能が得られることを確認した．このため，予定通り研究を進展することで，今後の発展が期待できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，平成29年度に得られた成果を踏まえ，提案手法の実現を目指して，主に以下の検討を行う．これにより，提案手法の開発を一歩ずつ進め，評価結果に基づき適宜修正を行いながら，提案するプロセス同定を実現する新手法の確立・実用化を目指す．
１．安定・高能率プロセス条件の推定技術の開発および包括的な実験検証
２．提案手法の総合的評価
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