PKM形工作機械による自由曲面形状の高速・高精度加工に関する研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17760106
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 中本 圭一 神戸大学, 工学部, 助手 (90379339)
• Keywords: 精密部品加工 / 機械工作・生産工学 / 知能機械 / パラレルメカニズム形工作機械 / 高速プロトタイピング

Research Abstract

1,パラレルメカニズム(PKM)形工作機械の挙動シミュレータの開発
NCプログラムにより指令された工具先端の位置姿勢から,主軸を支える6本のストラット上のアクチュエータ位置及びその速度・加速度を逐次算出することが可能なパラレルメカニズム形工作機械の挙動シミュレータを開発した.これらの予測値は,現有するパラレルメカニズム形工作機械(COSMO CENTER PM600)のサーボアンプから電圧としてモニタリングした値との比較を行い,有効性を確認した.また,実機を用いて実際に加工を行い,運動方行反転時などアクチュエータに大きな負荷がかかる場合の加工面に与える影響について確認した.さらに,パラレルメカニズム形工作機械の機械構成に適した工具軌跡生成手法の確立を目指して,工具軌跡を生成するためのアルゴリズムを検討した.挙動シミュレータにアクチュエータ位置から工具先端位置を算出する機能を追加して組み込み,ダブルボールバー(DBB)測定法を用いた機構パラメータのキャリブレーションを行う際のツールを開発した.
2,多自由度(多軸同時制御)加工における工具姿勢決定支援システムの開発
パラレルメカニズム形工作機械のように位置決めに多自由度を有する場合には,適切な加工精度を保つ範囲で,最も滑らかな加工動作を選択することが望まれる.このための基準とするために,ボールエンドミル加工時の仕上げ面を予測することで,工具軌跡生成時に冗長な自由度となる工具姿勢の決定を支援するシステムを開発した.また特に,6自由度の位置決めが可能なパラレルメカニズム形工作機械において,回転工具による加工時に冗長な回転1自由度の有効な利用方法を検討した.