2018 Fiscal Year Annual Research Report
テクスチャ付き自由曲面金型の非加工時間短縮に向けた超精密切削加工システムの開発
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18H01347
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
中本 圭一 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90379339)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹原 弘之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00205882)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 超精密切削加工 / セッティング誤差 / 金型加工 / マイクロテクスチャ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
汎用的な工作機械を使用する場合に産業用ロボットを用いてワークのセッティングや取外しを自動化した例は珍しくないが，超精密切削加工では要求される精度が極めて高いため未だに人手による作業が常識となっている．これを打開するために，自由度の高い産業用ロボットを用いた工具とワークの脱着によるセッティングを目指した．
産業用ロボットの繰返し位置決め精度は一般に数十マイクロメートル程度と低く，ナノレベルの分解能を有する超精密加工機で高精度に加工するためには，工具とワークの機上での位置を正確に検出し，補正するためにNCプログラムを修正することが不可欠である．また，工具とワークを脱着できる新たなジグの開発も必要になる．そこで，これまで開発してきた自律型工作機械に具備しているプローブ接触式の機上計測機を用いて高精度に位置を検出し，これまでに考案してきた誤差補正法でNCプログラムを修正できるようにした．また，工具やワークなどを掴むハンド，設置する真空チャックやイケールを新たに複数開発し，実現し得る位置決め精度との関係を調査した．
超精密加工機は，一般に非常に高い分解能で位置決めできるが，精度を重視した工作機械のため速度には限界があり，小径工具による小さい負荷を前提としているため剛性も比較的低い．そこで，製造リードタイムの大幅な短縮を実現するため，汎用的な工作機械で荒加工を施して，高精度なものの低速な超精密加工機では，重要な仕上げ加工にのみ注力させることを目指し，超精密加工機上で荒加工後のワークの正確な位置合わせに取り組んだ．
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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
当初の計画通り，超精密切削加工における工具とワークの機上での位置を正確に検出し，補正するためにNCプログラムを修正することで，産業用ロボットを用いた工具とワークの脱着によるセッティングを実現できたため．
また，抜本的なリードタイムの短縮を目指して，既に超精密加工機上での荒加工後のワークの正確な位置合わせに取り組んでいるため．
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| Strategy for Future Research Activity |
開発してきた自律型工作機械に具備している接触式の機上計測機で，ワーク表面上を5軸制御で走査して位置を検出するとともに荒加工後の加工形状を定量的に評価する．このとき，接触式測定機の特性を考慮したプローブ姿勢や測定経路により，プローブの変位から加工誤差の算出も可能にする．以上により，例えば汎用の工作機械で自由曲面を加工し，超精密加工機ではその表面の仕上げ面性状の向上と，マイクロテクスチャの創成に特化することが可能になり，製造リードタイムの大幅な短縮が期待できる．
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Research Products
(4 results)
