研削液を利用した流体マイクロメータによる外周刃ブレードのたわみ計測

• 研究課題/領域番号: 10750080
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械工作・生産工学
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 水野 雅裕 岩手大学, 工学部, 助教授 (40239249)
• 研究期間 (年度): 1998 – 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 1999年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 1998年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: 外周刃ブレード / ブレードのたわみ / たわみ計測 / 研削液供給圧力 / 流体マイクロメータ

研究概要

外周刃ブレードを用いたスライシング加工では切断中に生じるブレードのたわみが切断精度に大きな影響を与える。このため、ブレードにたわみを生じさせないような制御が強く望まれている。ブレードのたわみ制御を行うためにはたわみ量をインプロセスで計測できるセンサが必要であるが、研削液の影響を受けないでそれを高精度に計測できるセンサはあまり見当たらない。本研究では、ブレード両側面に供給する研削液の圧力変化を基にブレードのたわみを計測し、さらにその研削液供給圧力に差を与えることによってブレードのたわみを抑えようとしている。こうすることによってセンサの大きさをコンパクト化できるだけでなく、ブレードのたわみを計測する位置とそれを抑制する位置とが一致し、制御がより容易になると考えられる。昨年度の実験では、研削液供給ノズル先端とブレード側面の隙間(以下、単に隙間と呼ぶ)の大きさを変化させて研削液供給圧力にどのような変化が生じるかを調べた。具体的には、ブレードにたわみが生じないようにブレードと同径のフランジでブレードの片側の側面を抑え、もう一方の側面に対向させた研削液供給ノズルを、積層型圧電素子を使って駆動して隙間を変化させた。また、研削液供給ポンプからノズルまでの配管径路の一個所にニードルバルブを設け、ニードルバルブ前後での研削液圧力を圧力センサで計測した。実験の結果、ニードルバルブを絞るほど隙間の変化がバルブ前後の圧力差に敏感に現れることがわかった。今年度の実験では、実際のスライシング加工で用いられるフランジを使用し、ブレード両側面の圧力の変化を調べたが、ブレードに振れがあったことやスライシング加工時に加工液の圧力に変動が生じたことなどから満足のいく結果は得られなかった。今後は、外乱に強い計測方法を検討していきたいと考えている。