2019 Fiscal Year Research-status Report
形状フィードバック式旋盤型電解放電加工による絶縁材料の高精度非円形状加工
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18K03885
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
古谷 克司 豊田工業大学, 工学部, 教授 (00238685)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 電解放電加工 / 板ばね / 泡 / ガラス / 絶縁体 / 電流波形 / 張力 / 力制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガラス，圧電セラミックスなどの無機絶縁体への微細加工法は進展が遅れている．電解放電加工では電解液中で放電を起こすことで絶縁体に微細形状を創成することができ，かつ，装置を小型に構成できる．そこで本研究では，電解放電加工法において，特にその加工性能(精度，速度等)を改善することを目的とする．そのために，10mNオーダの押し付け力を制御できる電極保持機構を試作するとともに，加工現象を詳細に観察することで加工誤差の発生過程を明らかにする．今年度は次の2項目を行った．
(1)工具電極押付力制御機構の試作 加工中には10mNオーダの力で電極を工作物に押し付ける．その力を制御するために変位センサを組み込んだ工具ホルダを開発している．変位センサへの電解液の影響を最小限にするため，ホール素子を採用している．駆動力の発生にはソレノイドを使用しており，漏れ磁束が大きく，変位センサの検出誤差が大きかった．そこで，アクチュエータをボイスコイルモータに変更して，変位センサの位置も再検討することで，変位検出誤差を押さえることができた．
(2)異形状加工を実現する方法の検討 昨年度得られた工具電極と工作物との間隙が加工領域に与える影響から，異形状加工をする場合には，工具電極の運動よりも放電発生の制御の方が重要になることが明らかになった．それを検証するために，印加電圧をオンオフ制御して，加工実験を行った結果，非対称な形状の溝が彫れた．
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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
板ばねにより工具電極ホルダの上下端を支持することで微動が可能になった．アクチュエータをボイスコイルモータに変更し，組付け位置も変えたことで，ホール素子による変位検出分解能および精度を向上させることができた．
工具電極を接触させることによる形状測定はまだ開発途中であるが，異形状加工を実現する加工手順として，印加電圧をオンオフ制御すればよいことが分かった．
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| Strategy for Future Research Activity |
工具電極を接触させることにより形状測定を行いながら異形状加工を行うシステムを構築する．そして，基本的な加工性能評価を行う予定である．
泡の発生量の定量的な評価法を検討する予定である．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの影響により学会講演会参加のための多くの出張が取りやめになった．そのため，旅費とその他の支出が予定より減少した．
繰り越した助成金は，2020年度に試作する装置の部品購入および成果発表の学会出張費および参加費に充てる予定である．
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