2021 Fiscal Year Research-status Report
Can The in-process dynamics control in Grinding create new function to grinding technology?
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19K04267
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| Research Institution | Ariake National College of Technology |
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Principal Investigator |
柳原 聖 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (90313113)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 超砥粒ホイール / 研削砥石 / 軽量高剛性 / ダイナミクス / コントロール / 省エネルギー / インプロセス / 速度制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究において低慣性モーメントホイールの製作だけでは工具速度（研削工具軸の回転速度）のインプロセス制御が難しいことが明らかになった.よって本年度は，まずは超砥粒ホイールを保持するフランジについて材料置換による軽量化を試みた．具体的には重量が鋼製のものよりも約半分になるチタニウム合金製のフランジを新たに設計試作した．このフランジに超砥粒ホイールを取り付けてから回転試験を行い，一般的な鋼製のフランジと遜色ない性能であることが確認できた．
一方，実験用の円筒研削盤については，この2年間は研削盤が確保できず校内に設備されていた平面研削盤を借用しながら実験を実施する状況であったが，ようやく本来の計画利用を検討していた円筒研削盤が整備された．
このようなことを受けて次に軽量化した超砥粒ホイール，そして軽量化フランジの効果を円筒研削盤上で確認することとした．この確認実験においては砥石軸モータ起動から設定定常回転数までの加速時間，ならびに砥石軸モータ停止から軸停止までの時間を計測した．その結果，超砥粒ホイールならびにフランジの軽量化によって起動時間の2秒程度の向上を確認できたものの，その効果は5秒程度短縮しかなく，予想していたほどの効果が得られなかった．
これは研削盤の構造として砥石軸（工具取り付け軸）まわりおよびモーター軸まわりの慣性モーメントが想定していたよりも非常に大きいためで，改めて円筒研削盤のそもそもの構造上の問題が明らかとなった．
よって再度円筒研削盤の制御系の改造に着手しており，ある程度の限界値は見えてはいるがインプロセスでの砥石軸可変速制御システムを本年度中には実現したいと考えている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルスの影響によって，令和2年度確保予定であった実験用円筒研削盤の配備が遅れてしまったこと，超砥粒ホイールの軽量化設計だけでは工具速度制御に限界があることが明らかになっていたため軽量フランジの新規設計試作に時間がかかったことなどから計画がやや遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度からの懸案であった，研削加工における工具軸回転数と工作物回転数の加工中におけるインプロセス速度制御ができる実験系の実現の目途がたったことから本年度は加工実験を実施し本来の計画への復帰に注力したい．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症によって国内および国際学会への参加がすべてキャンセルとなったことや，その影響により研究計画に支障がでたため．
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Research Products
(3 results)
