画像計測を用いた多軸制御工作機械の空間精度の「自己最適化」の方法論

• 研究課題/領域番号: 23560122
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 茨木 創一 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80335190)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 工作機械 / 運動精度 / 測定 / 画像 / 補正 / 自己最適化 / 5軸加工機 / 画像認識 / R-test

研究概要

工作物・工具の姿勢を制御する旋回軸を複数持つ工作機械は，多軸工作機械と呼ばれ，機械加工の高能率化と工程集約のためのキー技術と言える．多軸工作機械の運動精度を高めるために，工作機械が自ら，自分自身の精度，及び加工物を含む加工環境を測定し，それを最適に補正するという，工作機械の「自己最適化」という方法論を構築することを研究の目的とした．画像を用いた直進軸の運動精度の測定システム，及びR-testと呼ぶ測定法により旋回軸の運動誤差を測定するシステムを構築し，それを用いて誤差原因の診断と，誤差補正を自動的に行うソフトウェアを開発した．

研究成果

• [雑誌論文] Error Calibration for Five-Axis Machine Tools by On-the-Machine Measurement Using a Touch-Trigger Probe (2014)
  • 著者名/発表者名: Soichi Ibaraki, Yusuke Ota
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: vol.8, No. 1 ページ: 20-27
  • NAID: 130007673833
  • 査読あり
• [雑誌論文] Error map construction for rotary axes on five-axis machine tools by on-the-machine measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: Soichi Ibaraki, Takeyuki Iritani, Tetsuya Matsushita
  • 雑誌名: International Journal of Machine Tools and Manufacture 巻: 68 ページ: 21-29
  • DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2013.01.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-contact R-test with laser displacement sensors for error calibration of five-axis machine tools (2013)
  • 著者名/発表者名: Cefu Hong, Soichi Ibaraki
  • 雑誌名: Precision Engineering 巻: vol.37, No. 1 号: 1 ページ: 159-171
  • DOI: 10.1016/j.precisioneng.2012.07.012
  • NAID: 120004965937
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Test for Error Maps of Rotary Axes by R-Test (2012)
  • 著者名/発表者名: Soichi Ibaraki, Cefu Hong
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: vol.523-524 ページ: 809-814
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.523-524.809
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graphical presentation of error motions of rotary axes on a five-axis machine tool by static R-test with separating the influence of squareness errors of linear axes (2012)
  • 著者名/発表者名: Cefu Hong, Soichi Ibaraki
  • 雑誌名: International Journal of Machine Tools and Manufacture 巻: vol.59 ページ: 24-33
  • DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2012.03.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Thermal Influence on Error Motions of Rotary Axes on a Five-Axis Machine Tool by Static R-Test (2012)
  • 著者名/発表者名: Cefu Hong, Soichi Ibaraki
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: vol.6, no. 2 ページ: 196-204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vision-Based Measurement of Two-Dimensional Positioning Errors of Machine Tools (2011)
  • 著者名/発表者名: Soichi Ibaraki, Yusuke Tanizawa
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing 巻: 5 号: 4 ページ: 315-328
  • DOI: 10.1299/jamdsm.5.315
  • NAID: 130001293315
  • ISSN: 1881-3054
  • 査読あり
• [学会発表] R-testを用いた旋盤型複合加工機の運動誤差の測定と補正 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長井優
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] R-test を用いた旋盤型複合加工機の運動誤差の測定と補正 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長井優，茨木創一，大坪寿，柳沢将人，酒井康貴，森本繁樹
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] R-test analysis software for error calibration of five-axis machine tools -- Application to a five-axis machine tool with a tilting rotary table -- (2014)
  • 著者名/発表者名: Soichi Ibaraki, Yu Nagai, Hisashi Otsubo, Yasutaka Sasaki, Shigeki Morimoto
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Flexible Automation
  • 発表場所: Awaji, Japan
• [学会発表] R-test analysis software for error calibration of five-axis machine tools －Application to a five-axis machine tool with two rotary axes in spindle side－ (2014)
  • 著者名/発表者名: Soichi Ibaraki, Yu Nagai, Hisashi Otsubo, Yasutaka Sasaki, Shigeki Morimoto
  • 学会等名: 15th International Conference on Precision Engineering
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Thermal Test for Error Maps of Rotary Axes by R-Test (2012)
  • 著者名/発表者名: Soichi Ibaraki
  • 学会等名: 14th International Conference on Precision Engineering (ICPE2012)
  • 発表場所: 淡路島
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] Non-contact R-test for error calibaration of five-axis machine tools (2012)
  • 著者名/発表者名: Soichi Ibaraki
  • 学会等名: ASME/ISCIE 2012 International Symposium on Flexible Automation (ISFA 2012)
  • 発表場所: St. Louis(米国)
  • 年月日: 2012-06-19
• [学会発表] Non-contact R-test for error calibaration of five-axis machine tools (2012)
  • 著者名/発表者名: Soichi Ibaraki
  • 学会等名: ASME/ISCIE 2012 International Symposium on Flexible Automation
  • 発表場所: St. Louis, USA
• [学会発表] Thermal Test for Error Maps of Rotary Axes by R-Test (2012)
  • 著者名/発表者名: Soichi Ibaraki
  • 学会等名: 14th International Conference on Precision Engineering
  • 発表場所: Awaji, Japan
• [学会発表] 画像を利用した工作機械の運動精度測定評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 茨木創一
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-09-12