| 研究課題/領域番号 |
19K04267
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| 研究機関 | 有明工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
柳原 聖 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (90313113)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 超砥粒ホイール / 研削砥石 / 軽量高剛性 / デザイン / 低慣性モーメント / ダイナミクス / コントロール / 省エネルギー |
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| 研究実績の概要 |
本研究においては，研削加工における回転工具ならびに被加工物の使用方法について，加工中に動的に速度を可変制御するインプロセス速度制御法とその効果を検証する．そして，このようなインプロセス制御の実現によって，仕上げ加工中の再生びびり振動の抑制，工作物表面のトポグラフィ制御，残留応力，熱応力といった表面品質の制御などを検証し，研削加工における回転工具まわりのダイナミクスコントロールによって新たな機能を研削加工にもたらすことを目的としている．研究活動において検討すべき項目としては次の3項目がある．
項目1. 低慣性モーメント超砥粒ホイール開発と，研削抵抗制御によるダイナミクスコントロール
項目2. 工作物表面構造の制御
項目3. 研削加工点における熱の制御による熱応力のコントロール．
研究初年度の令和元年度においては項目1の実現に注力した．
このうち，低慣性モーメント超砥粒ホイール開発においては2つのデザイン案を試作し，定常研削速度における遠心破壊がないこと，軽負荷の切込み条件における研削が可能であることが確認された．また，このホイールによって，研削加工機の主軸停止状態から定常回転数に至るまでの加速において，軽量化の程度に比例した加速時間の大幅な短縮や加速時のモーター消費電流の削減，すなわち省エネルギー化が図れることが確認できた．今後は研削加工機の主軸回転数と工作物回転数を加工プロセス中（インプロセス）で増減させながら狙い通りの機能が得られるかを確認していく．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究活動において検討すべき項目としては次の3項目がある．
項目1. 低慣性モーメント超砥粒ホイール開発と，研削抵抗制御によるダイナミクスコントロール
項目2. 工作物表面構造の制御
項目3. 研削加工点における熱の制御による熱応力のコントロール．
研究初年度の令和元年度においては項目1の実現に注力した．
このうち，低慣性モーメント超砥粒ホイール開発においては2つのデザイン案を試作し，定常研削速度における遠心破壊がないこと，軽負荷の切込み条件における研削が可能であることが確認された．また，このホイールによって，研削加工機の主軸停止状態から定常回転数に至るまでの加速において，軽量化の程度に比例した加速時間の大幅な短縮や加速時のモーター消費電流の削減，すなわち省エネルギー化が図れることが確認できた．次の，上記のホイールを実際に搭載する実験装置については研削加工機メーカに装置試作における協力をとりつけてあり，現在製作中である．以上のことから本研究の研究初年度としての進捗はおおむね良好と考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年試作した軽量高剛性ホイールを実際に搭載する実験装置については研削加工機メーカに装置試作における協力をとりつけてあり，現在製作中である．早期に納入されれば次の段階の実験へすすむことができるが，新型コロナウィルスによる製造業への影響がではじめており，今年度の装置の試作と納入に遅れが生じており，研究計画への影響は避けられなくなっている．このため今年度の研究進捗への影響は避けられないものと予想している．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
主として消耗品の価格が見込みと相違があり，わずかな残が生じたため．
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