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リニアモータ駆動工作機械による知的加工支援システムの実現

研究課題

研究課題/領域番号 17760105
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生産工学・加工学
研究機関京都大学

研究代表者

茨木 創一  京都大学, 工学研究科, 助教授 (80335190)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードNC工作機械 / リニアモータ / 切削抵抗 / 加工制御 / 工具寿命 / エンドミル / 静圧案内
研究概要

リニアモータ駆動の送り系と静圧案内を持つ高精密マシニングセンタを主な対象として、加工中の送り速度などの加工条件を,オペレータの経験と加工中の修正に頼ることなく,自律的に最適化するシステムを実機上に構築することを目的として研究を行った.そのために必要な制御技術として,特に以下の点について研究を行った.
(1)切削抵抗のモニタリング手法の提案・評価:加工中の切削抵抗をサーボモータ電流からリアルタイムでモニタリングするシステムを構築し,ボールねじ駆動・転がり案内を持つ従来型のマシニングセンタ,及びリニアモータ駆動・静圧案内を持つ高精密加工機において,そのモニタリング精度の評価を行った.従来型の機械では,ボールねじや案内面に生じる摩擦がサーボモータ電流に多大な影響を及ぼすため,十分な精度で切削抵抗の推定を行うことは難しい.リニアモータ駆動・静圧案内を持つ高精密加工機では,摩擦が小さいため10N程度の分解能で切削抵抗モニタリングを行うことができ,それを基礎として加工制御システムを実装することが現実的であることを実験的に示した.
(2)工具寿命を制御するための加工制御法の提案・評価:切削抵抗のモニタリングを基礎として,その制御を基礎とした加工条件の最適制御法を提案した.工具摩耗の進行に伴う切削抵抗の上昇をモニタリングに基づき工具寿命の予測を行い,希望の工具寿命を得るために送り速度を長スパンでどのように調整すればよいかを決定する制御システムを構築し,その効果を実験的に検証した.
(3)工具経路の最適化手法の提案・評価:エンドミル加工に通常用いられる等高線工具経路は,パス形状により工具負荷が変動することが避けられず,形状誤差の原因となる.切削関与角を適切に制御するような工具経路の生成法を提案し,それにより工具負荷を均一化し,形状精度の向上を図ることができることを実験的に示した.

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] エンドミル加工における切削抵抗の推定法(第2報)-固定サイクルにおける切削抵抗予測モデルの同定とそれに基づく送り速度御-2006

    • 著者名/発表者名
      茨木 創一, 松原 厚, 安田 朋広, 垣野 義昭, 室住 正憲
    • 雑誌名

      精密工学会誌 72・2

      ページ: 224-228

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Constant Engagement Tool Path Generation to Enhance Machining Accuracy in End Milling2006

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Sharif Uddin, Soichi Ibaraki, Atsushi Matsubara, Susumu Nishida
    • 雑誌名

      JSME International Journal, Series C 49・1

      ページ: 43-49

    • NAID

      110004704844

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] エンドミル加工における切削抵抗の推定法(第2報)-固定サイクルにおける切削抵抗予測モデルの同定とそれに基づく送り速度制御-2006

    • 著者名/発表者名
      茨木創一
    • 雑誌名

      精密工学会誌 7・8

      ページ: 224-228

    • NAID

      110004028570

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 送り系のモータ電流を用いた切削抵抗推定法に関する研究2006

    • 著者名/発表者名
      河野 大輔
    • 雑誌名

      2006年度春季精密工学会春季大会学術講演会講演論文集

      ページ: 175-176

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] NC工作機械における切削抵抗推定法に関する研究2005

    • 著者名/発表者名
      河野 大輔
    • 雑誌名

      日本機械学会関西学生会卒研発表講演会講演前刷集

      ページ: 14-14

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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