| 研究課題/領域番号 |
23560139
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
森本 喜隆 金沢工業大学, 工学部, 教授 (00290734)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| キーワード | 工作機械 |
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| 研究概要 |
(1) 3次元曲面形状創製用CAMシステムを用いた加工実証試験と形状評価方法の確立 NC旋盤を用いて3次元曲面を加工するためには，主軸回転角度ごとに輪郭形状に対して切込み量を事前に求める必要がある．このとき，通常のレイアウトでは工具刃先半径を考慮し加工点を算出するが，加工特性，テーブルの動特性に影響され形状誤差が発生する．本研究では，ロータリ工具と同一半径のスタイラスを用いて機上測定し，指令値に対する実切込み位置が特定することを試みる．これを実現するための修正指令値を算出するシステムを構築するべく研究を進めている．また本研究では座標計測装置および特注スタイラスを用い，NCプログラムの座標位置に低速動作させ，スタイラスを工作物に接触させることによりNCのテーブル位置を取得し制御装置にデータとして保存するシステムを開発している． さらに保存したデータをパソコンに取込み，データ取得と加工に用いたNCプログラムの指令値から修正指令値を算出，変更できるCAM・CATシステム開発している．このため3次元測定機等のオフライン計測機器を用いることなく簡易形状評価が可能となり，またスタイラスの直径がロータリ工具の直径と一致させることにより，直前に用いたNC指令値とダイレクトに比較できることから実用性の高い制御システムの完成を目指している．(2) 能動型ロータリ工具の開発と加工条件の選定1)工具メーカに専用ロータリバイト開発の協力を得て，HRC62程度の高硬度材量をドライ加工するための加工条件の選定と加工条件を求めた．2)加工実験結果により，3次元自由曲面加工に適した工具材種，工具形状と加工条件が得られた．
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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
(1) 3次元曲面形状創製用CAMシステムを用いた加工実証試験と形状評価方法の確立 リニアモータ駆動タンデムテーブルを開発し，テーブル加速減速10Gを達成している．このテーブルにより3次元曲面用NCプログラムを，独自に開発したCAMシステムにより，主軸回転角度ごとに輪郭形状に対する切込み量を与え，形状誤差が±9μm以下に収束することを確認した．これにより，加工特性，テーブルの動特性に影響される形状誤差は所定の範囲に収めることが可能となった．達成度は100%である．(2)ロータリ工具と同一半径のスタイラスを用いて機上測定し，指令値に対する実切込み位置が特定することを試みている．これを実現するための修正指令値を算出するシステムを現在構築中である．座標計測装置および特注スタイラスを用い，NCプログラムの座標位置に低速動作させ，スタイラスを工作物に接触させることによりNCのテーブル位置を取得し制御装置にデータとして保存する機能を持たせる．さらに，保存したデータをパソコンに取込み，データ取得と加工に用いたNCプログラムの指令値から修正指令値を算出，変更できるCAM・CATシステム開発している．これにより，直前に用いたNC指令値とダイレクトに比較できることから実用性の高い制御システムの完成を目指している．現在の達成度は60%程度である．(2) 能動型ロータリ工具の開発と加工条件の選定1)工具メーカに専用ロータリバイト開発の協力を得て，HRC62程度の高硬度材量をドライ加工するための加工条件の選定と加工条件を求めることに成功した．2)加工実験結果により，表面粗さ0.5μmRaを達成している．これにより3次元自由曲面加工に適した工具材種，工具形状と加工条件が得られ，当初の目標を100%達成している．
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| 今後の研究の推進方策 |
1)リニアモータ駆動NC旋盤のテーブル位置検出用リニアスケールにより位置情報を取得し，加工中の工具軌跡を測定する．併せて，加工後に特注スタイラスを用いて形状精度と工具位置との関係を明らかにし，高精度輪郭制御指令値を求める．開発したNC旋盤には，この測定機能と加工中の推力，偏差等の加工状態をモニタリング可能なシステムを備えており，これを基に動特性を始め，加工中の軌跡精度を含めた基本特性を評価し，CAMシステムに反映する．2)非円形加工用時のロータリ工具の切削特性を解析し，実用化に向けた工具材種，工具回転数，加工条件の選定および得られた形状精度を評価する．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
計測システムの開発が遅れており，パソコンと計測システムとのデータ転送に要する付帯部品の購入が遅れたため，繰越金370千円が発生した．今年度は，この部品の購入を速やかに進め，今年度請求額の700千円により，システムの完成を目指し，研究の円滑な遂行を図る．
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