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テクスチャ付き自由曲面金型の非加工時間短縮に向けた超精密切削加工システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01347
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

中本 圭一  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90379339)

研究分担者 笹原 弘之  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00205882)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2018年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード超精密切削加工 / セッティング誤差 / 金型加工 / マイクロテクスチャ
研究成果の概要

工業製品の小型化・高集積化に伴い,マイクロ・ナノメートルオーダーの複雑な3次元形状を創成できる超精密切削加工の重要性が増し,その効率化が喫緊の課題となっている.しかし,加工時間短縮に関わる研究がこれまでは主流であり,属人的な加工前のセッティングなどの効率化については研究されてこなかった.そこで,準備など非加工時間の大幅な短縮を目的に,産業用ロボットを援用した工具とワークのセッティング,汎用的な工作機械による荒加工後のワークの位置合わせ,自由曲面とマイクロテクスチャの設計式からの直接的な工具経路生成に取り組み,属人性を排除して誰でも素早く所望の形状創成が可能な超精密切削加工システムを開発した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

超精密切削加工の高効率化を阻む障壁は数多いが,非効率な加工準備の本質的な要因はその属人性であり,自動化が全く進んでおらず技能に依存していることにある.また,非加工時間に着目して,超精密切削加工の高効率化を目指す取組みは極めて少ない.特に,工具やワークのセッティングは省略できない不可欠な手順にも関わらず,これまで属人的な技能として取り残され,セッティングの方法論も存在しておらず,ここに学術的意義がある.本研究の内容は泥臭いが故に確立すべき技術は数多く残っており,提案する超精密切削加工システムを開発することで,超精密切削加工の普及に寄与し,我が国の加工技術の優位性を更に高められる社会的意義がある.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] An Efficient Ultraprecision Machining System Automating Setting Operations of Roughly Machined Workpiece2021

    • 著者名/発表者名
      M. Xu, K. Nakamoto, Y. Takeuchi
    • 雑誌名

      Journal of Manufacturing and Materials Processing

      巻: Vol. 5, Issue 1 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3390/jmmp5010011

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Compensation Method for Tool Setting Errors Based on Non-Contact On-Machine Measurement2020

    • 著者名/発表者名
      M. Xu, K. Nakamoto, Y. Takeuchi
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 14 号: 1 ページ: 66-72

    • DOI

      10.20965/ijat.2020.p0066

    • NAID

      130007782569

    • ISSN
      1881-7629, 1883-8022
    • 年月日
      2020-01-05
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 多軸制御超精密切削加工の高能率化に向けたセッティング誤差補正に基づく工具とワークの自動取付け2019

    • 著者名/発表者名
      北川 廉, 徐 萌, 中本圭一, 竹内芳美
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 85巻, 8号 ページ: 722-726

    • NAID

      130007687571

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Efficient Ultraprecision Machining System by Means of Industrial Robot2020

    • 著者名/発表者名
      M. Xu, K. Nakamoto, Y. Takeuchi
    • 学会等名
      20th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On-Machine Diamond Tool Shaping of to Realize Highly Efficient Ultraprecision Machining System2020

    • 著者名/発表者名
      M. Xu, N. Yokoyama, K. Nakamoto, Y. Takeuchi
    • 学会等名
      ASME 2020 International Symposium on Flexible Automation
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automated Workpiece Setting Operation and Its Errors Compensation on an Ultraprecision Machine Tool2019

    • 著者名/発表者名
      M. Xu, R. Kitakawa, K. Nakamoto, Y. Takeuchi
    • 学会等名
      19th International Conference of the European 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] A Study on On-Machine Shaping of Diamond Tool to Realize Highly Efficient Ultraprecision Cutting2019

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoyama, M. Xu, K. Nakamoto, Y. Takeuchi
    • 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] A Study on Tool Path Generation for Ultraprecision Cutting of Free Form Surface with Micro Texture2019

    • 著者名/発表者名
      T. Hirano, K. Nakamoto, Y. Takeuchi
    • 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] 超精密切削加工の自動セッティングに向けたワークの取付け誤差補正に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      北川 廉, 徐 萌, 中本圭一, 竹内芳美
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional Micro Shape Creation on a Workpiece Located by Industrial Robot2018

    • 著者名/発表者名
      R. Kitakawa, K. Nakamoto, Y. Takeuchi
    • 学会等名
      International Symposium on Precision Engineering and Sustainable Manufacturing 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Tool Setting Errors Compensation by Means of Non-contact Measurement on an Ultraprecision Machine Tool2018

    • 著者名/発表者名
      M. Xu, R. Kitakawa, K. Nakamoto, Y. Takeuchi
    • 学会等名
      17th International Conference on Precision Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~nakalab/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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