超高速回転するマイクロ工具の静止画像化と位置検出技術に関する研究
Project/Area Number |
23917019
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Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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Allocation Type | Single-year Grants |
Research Field |
工学Ⅰ(機械系)
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Research Institution | National Institute of Technology, Toyama College |
Principal Investigator |
鈴木 伸哉 富山高等専門学校, 技術室, 技術職員
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Project Period (FY) |
2011
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2011)
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Budget Amount *help |
¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
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Keywords | マイクロ工具 / 刃先位置 / 高速回転 |
Research Abstract |
オプトエレクトロニクス関連部品などの超精密加工の分野で,直径数10μmほどのマイクロエ具が用いられることがある.このマイクロ工具を用いた場合に,加工前に必ず行う必要のある「刃先位置検出」において,従来の接触式の刃先位置検出器では,以下のような問題が生じる. 1.工具の直径が数10μmになると,接触時の微小な測定力でも工具の欠損を起こすことがある 2.従来の接触式では,主軸を停止状態で検出する必要があるため,100,000rpmといった超高速回転中の主軸の熱的な伸びを検出できずミクロンオーダーの精度の加工が困難である. 本研究では,1.マイクロ工具の欠損と,2.主軸の熱的な伸び計測ができないという課題を解決する,非接触かつ超高速回転中のマイクロ工具の位置検出法の開発を目的とした. 上記の目的を達成するために以下の(1)~(4)を実施した. (1)顕微鏡の光学系を応用した撮像光学系で,高解像度の画像を得た. (2)回転する工具に同期して高速パルス光源を照明して像を得ることで,回転する工具をあたかも静止しているように画像を得て,その画像から工具の位置検出を行った. (3)アクロマート(g線,F線,C線)に対応できるケーラー照明光学系の設計を行った.また,照明光学系の開口数を決定するにあたり,照明光の工具側面への映り込みによる誤差について,光学シミュレーションを用いて確認することで,高精度な刃先位置検出を行うことができた. (4)超精密加工機コマツNTC(株)Zμ1500を用いて2本の工具による深さ10μmの溝を加工し,深さ±1μm以内を確認した.
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)