2018 Fiscal Year Research-status Report

表面性状の反射光情報に基づく摩擦・摩耗遷移のその場判定法の実現と実証試験研究

Research Project

Project/Area Number	17K06115
Research Institution	University of Yamanashi
Principal Investigator	石田和義山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (70324176)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	寺田英嗣山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40262646) 小谷信司山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (80242618)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	トライボロジー / 光応用計測 / 状態監視技術 / 状態診断技術 / 画像処理
Outline of Annual Research Achievements	当該研究の目的は、摺動面反射光の表面性状データ画像処理に基づく摩擦・摩耗遷移のその場判定可能な評価を確立し、多くの回転機械や摺動部に適用可能なデータベースを作成することである。本研究の特色として、摺動面反射光（レーザの散乱光分布）を画像処理する手法のみで摩擦・摩耗遷移のその場判定を実現することである。レーザの散乱光分布で評価するため、摩擦・摩耗遷移のリアルタイムな、その場判定の検出精度向上が期待できる。そこで、本研究での実施項目は、表面性状の情報取得と評価の確立、および摩擦・摩耗遷移のその場判定法の確立である。平成30年度は、平成29年度に実現できなかった摩擦・摩耗遷移評価装置の構築を進め、表面性状の情報取得と評価の確立を中心に研究を実施した。効率的に研究を進めるため、カメラ画像取得部一式をユニット化して、様々な測定対象物に対して容易に設置・評価が可能な画像計測システムを構築した。構築済みの画像計測システムユニットを用いて、基本的な表面取得画像とその特徴値の取得を行った。また、今後行う実験の条件選定時に必要な指針を把握するため、大接触面圧下における摩擦摩耗試験機を用いた短時間での摩擦・摩耗遷移発生条件の模索を昨年度に引き続き行った。さらに、摩擦・摩耗遷移その場判定の実証試験を実施に適した摩擦摩耗試験機の設計を行った。以上より、本研究の最重要部である画像処理が完成し、最終年度に向けた研究実施へ応用可能な実験環境が構築できた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 基礎的な摩擦・摩耗遷移評価装置の構築が終了し、様々な測定対象物に対して容易な設置と評価が可能な画像計測システムユニットを製作した。今年度の当初実施計画では、表面性状の情報取得と評価の確立である。基礎的な表面性状の情報取得による特徴値の算出は可能となったが、この画像取得時と同時取得する摩擦力や摩耗量を関連付けたデータベースの構築には至らなかった。しかし、昨年度に引き続いて今年度も実施した重荷重時における摺動条件の実験的検証を重ねたところ、別の材料で摩擦・摩耗遷移を短時間で発生させることが可能と推測される各種条件がある程度明確になってきた。この結果はデータベース構築の際に必要となる「表面性状取得画像の特徴値」と「摩擦力や摩耗量」の関連付けに関する遷移データの取得を比較的効率良く行えると推定できることから、大変有益な結果が得られている。今年度の当初計画について実施項目の一部は遅れているが、来年度実施予定の実証試験時に有益な結果も得られている。これらの進捗状況を総合的に自己点検したところ、おおむね順調に進展していると判断した。
Strategy for Future Research Activity	研究最終年度は平成30年度に実施出来なかったデータベースの構築を早急に行い、摩擦・摩耗遷移その場判定の実証試験を中心に取り組む。なお、レーザ反射光のカメラ画像取得時と同時取得する評価項目として、当初の摩擦力や摩耗量に加えて、白色光源と分光器の組合せによる評価や、摺動部へ照射する照明を工夫して摺動表面の傷の有無を判定するための評価を、平成30年度に検討予定であったが、データベースの構築と連動しているため未実施であった。そこで、データベース構築時に前述した評価も加味することで、摩擦・摩耗遷移の状態を可視的に判断できるため、遷移時の検出精度向上が期待できると考える。また、信頼性確保が必要な診断技術の事例調査を引き続き行うことで、各事例の摺動条件に可能な限り近づいた測定データを蓄積する予定である。そして、摩擦・摩耗遷移のその場判定評価法を実用レベルに近づけるための検証を行う予定である。
Causes of Carryover	次年度使用額が生じた大きな理由としては、今年度構築した画像処理部においてパソコン単体の処理でも十分な処理速度が確保できたため、当初予定していた高速画像処理ユニットの購入が不要となったことが挙げられる。次年度の使用計画としては、当初計画の使用に加えて、新たな試験装置の製作等で必要となる物品類に補填して、引き続き経費を有効に使用する。