2020 Fiscal Year Research-status Report
High precision and high quality machining by machining error correction based on mathematical model of real feed speed of machine tool axes
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20K04198
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
青山 英樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40149894)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 工作機械 / 加減速制御 / 高速加工 / 高精度加工 / ブロック処理時間 / 工具経路 / NCプログラム / 曲面加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，令和2年度（2020年度）～令和4年度（2022年度）の3カ年で実施が予定されており，令和2年度（2020年度）では，以下の成果が得られた．
次の[1]～[5]の方法・手順により，CNC工作機械の加減速制御時の各軸送り速度数理モデル（速度モデル）を構築し，切削経路の各点における切削工具の実送り速度を予測する方法を確立した．
[1]X-Y軸制御において，進行方向に対して多角形頂点での角度変化を10°（36角形），20°（18角形），30°（12角形），60°（6角形），90°（4角形），120°（3角形），180°（往復）と設定し，多角形運動制御を行う．このとき，送り速度は100，300，600，1000，1500 mm/minとし，多角形の1辺の長さは0.5，1，3，6 mmとする．[2]上記[1]の制御における各軸の実速度をハイデンハイン製2次元直交格子エンコーダKGM 282とファナック製サーボガイドで測定する．[3]上記[1]，[2]のX-Y軸制御と同様の運動制御を，Y-Z軸制御，Z-X軸制御において行い，そのときの各軸の実送り速度をファナック製サーボガイドで測定する．[4]上[1]～[3]により獲得されたデータを分析し，制御軸ごとに，制御点（G01指令点）前後における時間と軸速度の関係を数式モデルとして構築する．[5]上記[4]で構築した数式モデルを基に，切削経路各点の各制御軸の実送り速度を予測する．
加えて，上記の成果を基に，研究計画を発展させ，CNC制御装置のブロック処理時間を同定する手法を提案し，CNC工作機械が曲面を高速・高精度で加工する経路経路の導出法を開発した．さらに，開発した高速・高精度加工法の有用性を実験により，確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画は予定どおりに実施でき，想定していた成果が得られた．加えて，得られた成果を基に，CNC工作機械制御装置のブロック処理時間を同定する手法を提案し，高速・高精度加工を実現する工具経路の導出法を開発するとともに，その有用性について，実験により確認できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は，令和2年度（2020年度）～令和4年度（2022年度）の3カ年で実施が予定されている．令和2年度（2020年度）では，当初の計画以上の成果が得られた．令和3年度（2021年度）～令和4年度（2022年度）では，当初の計画の研究は，予定どおり実施するとともに，令和2年度（2020年度）に当初の計画以上に得られた成果を基に，当初の研究計画に対して，『ブロック処理時間を基にした曲面の高速・高精度加工システムの開発』を実施する計画を追加する．
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症拡大により海外出張がができなかったため，そして，当初計画していた備品（エンコーダ）が，予定価格を下回って購入できたため，次年度使用額が生じた．
次年度使用額は，海外出張で支出する予定である．
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