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工作機械の主軸テーパ穴内面の摩耗を定量測定可能とする新たな光学的計測法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03883
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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
研究機関法政大学

研究代表者

吉田 一朗  法政大学, 理工学部, 教授 (80409466)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード主軸テーパ穴内面 / 摩耗の定量測定 / 画像認識 / 画像処理 / 光学的計測法 / 塗料 / 膜厚 / 白色干渉 / 縞解析 / 工作機械 / 主軸テーパ穴 / 内面 / 光学計測 / 画像計測
研究成果の概要

本助成事業では,主軸テーパ穴内面の摩耗深さ計測可能な新しい原理を確立することを目指し,画像処理・認識アルゴリズムの開発と計測装置の光学系構築の検討を行った結果,次の成果が得られた.(1)摩耗深さを計測する光学原理,および,画像解析アルゴリズムを開発した.(2)試作した光学系,および,解析アルゴリズムの信頼性を実験・検証した結果,計測値の繰返し性と再現性はマイクロメートルからサブマイクロメートルオーダであることが確認された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

昨今の生産現場では効率化・自動化が強く求められており,工作機械のメンテナンス技術や計測技術も自動化・半自動化している.しかし,工作機械と,機械加工の命である工具とを連結する主軸テーパ穴の内面の幾何形状の検査や修正研削などのメンテナンスは,旧態依然として光明丹を使った職人技とも言うべき官能検査的な方法が主流である.そこで,本研究では,湾曲した内面の摩耗深さを計測する原理を検討し,マイクロメートルからサブマイクロメートルオーダの精度を達成できることが確認された.この原理を応用した計測装置の研究開発により摩耗深さの数値管理化が期待され,官能検査の脱却とIoT化の促進が期待される.

報告書

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

    (7件)

すべて 2021 2020 2019

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 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Study on wear amount measurement method using paint for maintenance of female taper surface of machine tool(in press, accepted)2021

    • 著者名/発表者名
      Dan Nakaya, Ichiro Yoshida
    • 雑誌名

      Transactions on GIGAKU

      巻: 8

    • 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
  • [学会発表] 工作機械の主軸テーパ穴内面の摩耗量測定における塗料の膜厚差を用いた定量計測法の研究2021

    • 著者名/発表者名
      中谷 暖,近藤 雄基,吉田 一朗
    • 学会等名
      第10回超異分野学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Study on wear amount measurement method using paint for maintenance of female taper surface of machine tool2020

    • 著者名/発表者名
      Dan Nakaya, Ichiro Yoshida
    • 学会等名
      The 5th International Conference on “Science of Technology Innovation” 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of measurement accuracy of 3D optical coordinate measuring systems for surface color of target object2020

    • 著者名/発表者名
      Shun Yokota, Ichiro Yoshida, Makoto Abe
    • 学会等名
      The 5th International Conference on “Science of Technology Innovation” 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Parabolic Hough Transform for Omnidirectional Cameras2020

    • 著者名/発表者名
      Kaori Yashiki, Ryo Sakakibara, Dan Nakaya, Ichiro Yoshida
    • 学会等名
      The 5th International Conference on “Science of Technology Innovation” 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feasibility study of wear measurement method by interference fringe analysis for female taper surface of machine tool2019

    • 著者名/発表者名
      Dan Nakaya, Ichiro Yoshida
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Science of Technology Innovation 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 工作機械の主軸テーパ穴内面の摩耗を定量測定可能とする新たな光学的計測法の研究2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 一朗,中谷 暖,近藤 雄基
    • 学会等名
      第8回 超異分野学会 本大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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