| 研究課題/領域番号 |
16K06001
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
尾嶌 裕隆 茨城大学, 工学部, 准教授 (90375361)
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| 研究分担者 |
清水 淳 茨城大学, 工学部, 教授 (40292479)
周 立波 茨城大学, 工学部, 教授 (90235705)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | CFRP / 定圧制御 / 定送り制御 |
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| 研究実績の概要 |
CFRPの加工で主に行なわれているドリルによる切削穴あけ加工において，加工によるバリの発生やCFRPの層間剥離（デラミネーション）が起き易く，また工具そのものの損耗も激しいという問題がある．そのようなCFRPの穴あけ加工に対する，新たな加工工具・加工方法を開発するため，１．研削砥石を利用した超音波振動援用研削，２．静水圧を利用したバリ抑制冶具の開発，３．定圧・定送り制御機構を持つ加工装置を開発する，という３つの特徴を持つ新たな穴あけ加工システムの設計・開発を行なった．
まず研削砥石を利用した超音波振動援用研削については，超音波振動付加スピンドルを購入した．購入したスピンドルに取付可能な砥石をまずは購入したメーカーのものを同時に購入し，加工実験を行なう．来年度以降は，砥石の設計を行ない，スピンドルのメーカーの協力の元新たな砥石の開発を行なう予定である．
静水圧を利用したバリ抑制冶具の開発については，試作冶具として，Z軸方向（上下抑え）可能な冶具を製作し，加工実験を行なった．
定圧・定送り制御機構を持つ加工装置については，まず研究室現有の3軸加工装置およびサーボモータを利用した定圧・定送り制御機構（ハイブリッド送り機構）の開発を行なった．はじめに，重力の影響をないものと見なせる，X軸方向でのハイブリッド送り機構の開発を行ない，定圧制御，定送り制御それぞれについての実験を行なったが，定圧制御については一定の力の出力が出来ておらず，来年度続けて開発を行なう予定である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研削砥石を用いた超音波援用研削について，予定ではH28年度中に砥石の設計製作予定であったが，超音波スピンドルの購入などに時間がかかり，砥石製作が遅れている．また，定圧・定送り制御機構の開発が遅れており，定圧制御が未完成のため，上記のような評価とした．
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| 今後の研究の推進方策 |
まずは，定圧・定送り制御機構を持つ加工装置を完成させるため，定圧制御の実現を目指し，制御理論の見直しおよびプログラムのアルゴリズムの再検討を行い，開発を目指す．さらにXY軸のステージの2軸同時制御を行ない，Z軸との連携による加工を行なう．研削砥石の設計製作と静水圧付与冶具の試作からの改善を行ない，平面方向の抑えを実装する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研削砥石の設計・製作の予定が遅れ，次年度に実際の砥石の開発，製作を行なうことになったため，差額が生じた．
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| 次年度使用額の使用計画 |
上記理由にあるように，超音波振動付与スピンドルに取付可能な，砥石の開発・製作を行ない，購入を行なう．また，スピンドルを3軸加工機に取り付けるための冶具の設計を行ない，外部に製作を依頼，購入する．
定圧制御に関して，モータ制御用に新たに制御用ボードを購入予定である．
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