表面凹凸データ解析用ツールの標準化を指向した広領域ソフトゲージと実量器の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560092
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 柳 和久 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (80108216)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原 精一郎 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教授 (40293253) ; 磯部 浩巳 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (60272861) ; 明田川 正人 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (10231854) ; 内舘 道正 日本学術振興会, 特別研究員 ; 小林 義和 日本大学, 工学部, 講師 (60277390)
• Keywords: 標準表面 / 表面性状 / ソフトゲージ / 不確かさ / 実量器 / ボールエンドミル

Research Abstract

広領域の表面凹凸波形データを定量評価するための数式処理用ソフトウェアが正当に機能するか歪かを客観的に検証するためのソフトゲージを開発すること、及びランダム標準表面を製作するための表面加工システムを構築し、市販の表面凹凸形状測定機の総合的な不確かさ値を同定する手法を提案することを研究目的とした。今年度は以下の研究内容を実施した。
(1)「非因果的な面領域自己回帰モデルによる3次元ランダム表面凹凸データの生成システム」のマン・マシーン・インターフェース機能を強化した。また、長波長成分を重視した設定パラメータの最適化を試み、計算効率の大幅な向上を達成した。
(2)極小径ボールエンドミルによる切削加工でランダム標準表面を製作する際の工具輪郭軌跡の幾何学解析を行い、創製可能な正弦波の振幅と波長を先端半径の関数として表した。また、ピックフィード量によるカスプ(削り残し)の相対的な大きさを同定した。
(3)ランダム表面凹凸データから工具軌跡のNCデータを作成するためのコンピュータプログラムを試作した。モルフォロジーフィルタの応用に位置づけ、フィルタ処理後の表面波形のパラメトリック定量評価を可能にした。
(4)既設の「平面データム内蔵の走査型表面形状測定機」を一部改造し、Z軸位置決め機能付き高精度スピンドルユニットを搭載し、平面データム基準の垂直切り込み量の設定と面内走査が可能な加工制御システムを完成させた。
(5)先端半径0.05mmの超硬エンドミルを工具として、正弦波状の2次元標準表面を試作した。連続倣い方向において工具オフセット量の妥当性を、ピックフィード方向ではカスプの相対的な大きさを市販の触針式表面輪郭形状測定機で検証した。幾何学的シミュレーション結果と加工誤差との差異が表面化し、工具形状と切削現象に関する検討も必要となった。

Research Products

• [Publications] 鈴木大悟, 斉藤輝明, 内舘道正, 柳 和久: "参照用凹凸データに基づいた広い表面波長帯域を含むランダム標準面"2004年度精密工学会春季大学学術講演会講演論文集. L75. 1095-1096 (2004)