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機械加工面用オンマシンナノプロファイラデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06082
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関九州工業大学

研究代表者

清水 浩貴  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50323043)

研究分担者 田丸 雄摩  九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (30284590)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード走査形状測定 / 運動誤差測定 / 多点法形状計測 / MEMS / 真直度測定 / 平面度測定 / オンマシン測定 / 多点法 / 形状計測 / 加工計測 / 機械加工面
研究成果の概要

機械加工により創生される平面形状をオンマシン測定するためには,複数の変位センサを用いる多点法で加工機の運動誤差を除去する必要がある.本研究課題では,狭ピッチかつ高精度な多点法形状計測を低コストで実現するため,5ないし10のカンチレバー式変位計を一体構造として作りこんだMEMSデバイスを提案・設計し,製作プロセスの検討を行った.ひずみ検出部に圧電体であるチタン酸バリウムを採用したデバイスを試作したところ,変位に応じた電荷出力を得ることができ,試作デバイスが変位検出能を有することを確認した.また,多点法形状計測法の誤差低減法を提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

高精度平面をつくることは機械産業の基盤技術であり,そのためには高精度オンマシン計測が不可欠である.しかし,これを実現する多点法形状計測法は複数の高精度センサを要することや,セッティング上の困難さから広く実用化されるに至っていない.これに対し,本研究課題で提案したデバイスは簡便に高精度測定ができる可能性を有し,かつ,市販のセンサの組み合わせでは実現不可能な狭ピッチ測定も可能となる.このデバイスと,提案した誤差低減法をさらに発展させることにより,理論的な検討が先行していた多点法形状計測が実用に近づくことが学術的・社会的意義である.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Square Layout Four-Point Method for Two-Dimensional Profile Measurement and Self-Calibration Method of Zero-Adjustment Error2018

    • 著者名/発表者名
      Shimizu H., Yamashita R., Hashiguchi T., Miyata T., Tamaru Y.
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 12 号: 5 ページ: 707-713

    • DOI

      10.20965/ijat.2018.p0707

    • NAID

      130007472276

    • ISSN
      1881-7629, 1883-8022
    • 年月日
      2018-09-05
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Error Evaluation of Straightness Measurement Using a MEMS Device Integrating 10 Cantilever Displacement Sensors2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Shimizu, Shoichiro Mizukami, Makoto Manabe, Yuuma Tamaru
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High sensitivity MEMS displacement sensor device for planar shape measurement by deposition of piezoelectric materials2019

    • 著者名/発表者名
      K. Murayama, Y. Tamaru, H. Shimizu
    • 学会等名
      8th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEMS 技術を応用した多点法走査形状測定用センサデバイスの開発(第8 報)-10 点同時測定による誤差累積の影響低減-2019

    • 著者名/発表者名
      水上翔一朗
    • 学会等名
      精密工学会2019年度春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A novel compensation method of zero-adjustment error in flatness measurement using serial four-point method2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki SHIMIZU1, Ryousuke YAMASHITA, Takuya HASHIGUCHI, Tasuku MIYATA
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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