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内部モニタリングを特徴とする熱変形補償型高精密三次元測定機の試作研究

研究課題

研究課題/領域番号 07555357
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 機械工作・生産工学
研究機関東京大学

研究代表者

長尾 高明  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80010685)

研究分担者 福井 豊治  (株)東京精密, 生産本部・汎用計測機器グループ, グループリーダ
中尾 政之  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90242007)
畑村 洋太郎  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40010863)
光石 衛  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90183110)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1996年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード三次元測定機 / 熱変形 / 変形センサ / 変温環境 / ニューラルネットワーク / 遺伝的アルゴリズム / オン・ワン・サイト / 内部モニタリング / 広範囲高精度測定 / 原子間力顕微鏡 / 粗動機構 / 微動機構 / ピエゾアクチュエータ / ナノブロック / ニューラル・ネットワーク
研究概要

一般に三次元測定機による高精度測定を実現するためには、測定機を恒温室に設置して測定するが、工作機械までを恒温室に設置するのは困難なことが多い。このため、加工を行なう場所と測定を行なう場所とが離れてしまい加工と測定とを繰り返そうとすると工作物のクランプ、アンクランプが繰り返され、結果として精度が出ないことが多い。そこで変温環境であっても測定精度のよい三次元測定機を開発した。
具体的には、三次元測定機の構造体に変形センサを装着した。この変形センサはスーパーインバー材でできているので、周囲や構造体の温度変化の影響を受けずに被測定物の変形量を直接測定可能である。
実験では基準ゲージをスーパーインバー材で作成し、基準ゲージとした。温度変化による測定誤差を補償するために空間補正用の行列を設け、これの各要素を遺伝的アルゴリズムを組み込んだニューラルネットワークで決定した。ニューラルネットワークの入力として、上記の変形センサの出力、三次元測定機上中下部の温度、光学スケールの温度を用いた。
上記の方法によって長さの測定誤差は補償しない場合に比べて15%程度に、角度の測定誤差は補償しない場合に比べて30%程度に減少させることが可能であった。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] 光石 衛,他: "ニューラル・ネットワークと遺伝的アルゴリズムとを用いた高精密マシニングセンタの開発" 日本機械学会論文集. 61-591 C. 4517-4522 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuishi, M., et al.: "Thermal Deformation Compensation for a MC and a CMM Based on Internal Monitoring Using a Neural Network with a Genetic Algorithm" CIRP VII Workshop on Supervising and Diagnostics of Machining Systems. 66-78 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuishi, M., et al.: "System construction for intelligent manufacturing" Proceedings of the 3nd CIRP Workshop on Design and Implementation of Intelligent Manufacturing Systems. 51-65 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okumura, T., et al.: "Thermal deformation compensation for a CMM using internal monitoring method" Proceedings of the 3rd CIRP Workshop on Design and Implementation of Intelligent Manufacturing Systems. 214-217 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuishi, M., et al.: "Intelligent Factory with Open-Architecture CNC" Proceedings of the 29th CIRP International Seminar on Manufacturing Systems. 63-68 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 光石 衛,他: "生産システムにおける測定の知能化" 1995年度精密工学会春季大会学術講演会論文集. 1105-1106 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 奥村 努,他: "変温環境における三次元測定機の高精度化" 1995年度精密工学会秋季大会学術講演会論文集. 559-560 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuishi, M., Okumura, T., Sugita, N., Nagao, T.and Hatamura, Y.: ""Development of a high precision machining center using neural network and genetic algorithm, "" J.JSME. vol.61, no.591, C. 4517-4522 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuishi, M., Okumura, T., Sugita, N., Nagao, T.and Hatamura, Y.: ""Thermal Defoemation Compensation for a MC and a CMM Based on Internal Monitoring Using a Neural Network with a Genetic Algorithm, "" CIRP VII Workshop on Supervising and Diagnostics of Machining Systems-Thermal Behavior Inteliigent Diagnostics and Suoervising of Machining Systems Karpacz, Poland-. 66-78 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuishi, M., Hatamura, Y., Nakao, M., Inoue, H.and Nagao, T.: ""System construction for intelligent manufacturing, "" Proceedings of the 3rd CIRP Workshop on Design and Implementation of Intelligent Manufacturing Systems Tokyo Japan. 51-65 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okumura, T., Mitsuishi, M., Nagao, T.and Hatamura, Y.: ""Thermal deformation compensation for a CMM using internal monitoring method, "" Proceedings of the 3rd CIRP Workshop on Design and Implementation of Intelligent Manufacturing Systems Tokyo Japan. 214-217 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuishi, M., Hatamura, Y., Nakao, M.and Nagao, T.: ""Intelligent Factory with Open-Architecture CNC,"" Proceedings of the 29th CIRP International Seminar on Manufacturing Systems Osaka, Japan. 63-68 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuishi, M., Nakao, M., Hatamura, Y.and Nagao, T.: ""Intelligent measurement in production, "" Prepr.Jpn.Soc.Prec.Eng.(Spring Meeting). 1105-1106 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okumura, T., Mitsuishi, M., Nagao, T., Nakao, M., Fukui, T.and Yoshioka, H.: ""High precision coordinate measurement machine in variable temperature environment, "" Prepr.Jpn.Soc.Prec.Eng.(Autumn Meeting). 559-560 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuishi,M.,et al.: "Thermal Deformation Compensation for a MC and a CMM Based on Internal Monitoring Using a Neural Network with a Genetic Algorithm" CIRP VII Workshop on Supervising and Diagnostics of Machining Systems. 7. 66-78 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Okumura,T.,et al.: "Thermal deformation compensation for a CMM using internal monitoring method" Proceedings of the 3rd CIRP Workshop on Design and Implementation of Intelligent Manufacturing Systems. 3. 214-217 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuishi,M.,et al.: "System construction for intelligent manufacturing" Proceedings of the 3rd CIRP Workshop on Design and Implementation of Intelligent Manufacturing Systems. 3. 51-65 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuishi, M., Nagao, T., Hatamura, Y., et al.: "Active Thermal Deformation Compensation Based on Internal Monitoring Using a Neural Network with the Genetic Algorithm Method" Proceedings of the 10th Annual Meeting of the American Society for Precision Engineering. 436-439 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 光石衛,奥村努,杉田直彦,長尾高明,畑村洋太郎: "ニューラル・ネットワークと遺伝的アルゴリズムとを用いた高精密マシニングセンタの開発" 日本機械学会論文集,. Vol.61 No.591-C. 4517-4522 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 光石衛,杉田直彦,奥村努,長尾高明,畑村洋太郎: "遺伝的アルゴリズムとニューラル・ネットワークとを用いたマシニング・センタの熱変形能動補償制御の試み" 日本機械学会第72期通常総会講演会予稿集. 421-422 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 光石衛,中尾政之,畑村洋太郎,長尾高明: "生産システムにおける測定の知能化" 1995年度精密工学会春季大会学術講演会論文集. 1105-1106 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 奥村努,光石衛,長尾高明,中尾政之,福井豊治,吉岡裕樹: "変温環境における三次元測定機の高精度化" 1995年度精密工学会秋季大会学術講演会論文集. 559-560 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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