2014 Fiscal Year Research-status Report
高精度機上形状計測とモデルベース誤差分析を融合した精度保証型切削加工
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26420038
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
寺本 孝司 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40252605)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 精度保証型切削加工 / 機上形状計測 / モデルベース誤差分析 / ２次元変位センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H26年度は，精度保証加工を実現する上で必要となる，機上形状計測機能とモデルベース加工誤差分析機能のうち，機上形状計測のためのハードウエア部分の構築を主に行った．具体的には，２次元変位センサ（ライン型変位計）と既設のパーソナルコンピュータを用いて機上工作物計測システムのプロトタイプを作成した．まずは，平面計測におけるライン型変位センサの取り付け位置のキャリブレーション方法を決定し，姿勢補正プログラムを作成した．そして，現状の２次元変位センサでは計測精度が十分でないことが明らかとなったことから，基準形状（ブロックゲージ）の計測結果に対して平均化処理を行うことで計測結果を補正する方法の検討を行った．これは鋳造部品などの平面仕上げ加工などにおける用途を想定した対応であり，一般の３次元形状の計測については別途検討を進めている．平面形状に対する補正結果を，専用の三次元形状測定装置による計測結果と比較することにより，補正前に比べて精度向上を図れることが明らかになった．平行して，工作機械への２次元変位センサ取り付け方法の検討とその妥当性評価を行い，取り付け治具の製作を行った．また，H27年度以降のモデルベース誤差推定の基盤となる加工プロセスオントロジにについて，力学的な現象を中心に整備を行った．現象と機能の整理にあたっては，工作物把持や段取り換えといった加工プロセスの周辺的な工程を含めた検討を行い，簡単な加工実験を通じて誤差推定の試行を行った．試行の結果として，従来注目されている工具‐工作機械系の変形に加えて，工作物把持による変形，位置決め誤差，切削力による工作物変形などが影響を及ぼすことが明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では，機上形状計測技術と，モデルベース誤差分析技術が大きな検討課題である．機上形状計測については，２次元形状センサで安定的に利用可能な計測精度が使用目的に対して十分でなかったことから，計測結果の高精度化をはかる必要が出た．この対応をを検討することにより，運動精度の推定に対する検証が実施できていない．現在，計測結果の高精度について一定の成果が出ていることから今年度に運動精度と対象物形状に含まれる加工誤差の分離について検討を進める．一方，モデルベース誤差分析については，加工プロセスを記述するための基盤も整理できたうえ，誤差推定の試行も行い順調に進んでいる．以上，総合的に判断してやや遅れていると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
機上形状計測システムを完成するとともに，モデルベース誤差分析システムの実装を進める．モデルベース誤差分析システムについては，複数の加工事例に対して複合型シミュレーションによる分析と加工誤差の比較を行い，誤差分析の妥当性評価を行う．機上形状計測システムについては，計測対象の傾斜の影響についても検討を加えた上で機上計測に必要な精度を実現できるかどうかを検証する．機上形状計測の補正が十分行えない場合は，オフラインでの計測結果を用いた誤差分析を行うことを検討する．この際，工作物の取り外しや再把持といった工程が加工誤差に及ぼす影響についても検討する．
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| Causes of Carryover |
センサのアタッチメント製作などの試作費用を25万円程度予定していたが，設計の結果，学内設備を用いて内製できることがわかり，外部への製作依頼を行わなかったことで費用を削減することが出来たため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
予定額分については当初予定通りの使用を考えている．前年度の繰越分については，当初予定していた計画では発表を断念していた国際会議での発表を行うための旅費・参加登録料として利用する予定である．
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Research Products
(4 results)
