2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15H03905
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
森本 喜隆 金沢工業大学, 工学部, 教授 (00290734)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅川 直紀 金沢大学, 機械工学系, 教授 (50231874)
高杉 敬吾 金沢大学, 機械工学系, 助教 (80710235)
加藤 秀治 金沢工業大学, 工学部, 教授 (90278101)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 工作機械 / CNC旋盤 / 非円形加工 / ３次元曲面 / 繰返し制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①CNC旋盤の性能評価
改良するCNC旋盤は前述のように同時5軸制御を適用し，三次元曲面の旋削加工，タンデムテーブルの対向動作による慣性力の抑制，工具-工作物間の相対振動評価，加工中の各軸の動作測定を実施する必要がある．研究代表者が工作機械メーカおよび数値制御装置メーカの協力を得て，数値制御装置および外部信号入出力に係るシーケンサ制御についてプログラム修正を行い，動作試験による確認を経てCNC旋盤を完成した．
②修正指令値算出手法の検証
修正指令値は繰返し制御を用いて算出する．このため，一回前の加工に用いた指令値に機上計測した形状とCAM内の点群データとの差を，次の指令値に組込む操作を行う．これにより工作物形状が設計した形状に対して一定の許容値内に収束することを確認するために，幾何学的に定義されたモデルを加工対象とし，専用CAM，CATシステムを用いて加工実験を行う．これらの検証は研究代表者と研究分担者である浅川教授，高杉講師とで行った．
③主軸正転・逆転による工作物形状評価と機上ポリッシングの実現
幾何学的に定義された工作物を主軸正転・逆転法により加工し，CAMシステム，機上計測システムの有効性を検討する．このとき，工作物の最終評価には，高精度三次元測定機を使用し，機上計測システムの測定結果と比較検証する．これは研究グループ全員で行った．また，焼入れ鋼SKD11をNACS-Turningにより加工した工作物を，ロータリ工具と同じ直径のポリッシャを用いて工具経路は同じものによりポリッシングを行なうものである．ポリッシャの回転数制御にはロータリ工具の駆動部を活用し，NC装置の高速輪郭動作機能をオフにして通常送りで加工できるため改造すること無く研磨工程を適用できた．このため，機上ポリッシングによる研磨効果の検証を工作物加工実験により行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
国際共同研究による機上ポリッシングの実現と研磨効果の検証
当初は平成２９年度に行う予定であった機上ポリッシングを平成２８年度に着手できた．フロリダ大学のGreenslet Hitomi Yamaguchi准教授が２度本学に来学した．
焼入れ鋼SKD11をNACS-Turningにより加工した工作物を，ロータリ工具と同じ直径のポリッシャを用いて工具経路は同じものによりポリッシングを行なうものである．ポリッシャの回転数制御にはロータリ工具の駆動部を活用し，NC装置の高速輪郭動作機能をオフにして通常送りで加工できるため改造すること無く研磨工程を適用できた．このため，機上ポリッシングによる研磨効果の検証を工作物加工実験により行った．このことで当初の計画より進展があったといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では，これまでの成果を踏まえ，更なる高精度輪郭加工を実現するために，CNC旋盤の改良に着手している．
これはCNC旋盤のX軸スライドにタンデムテーブルに搭載し，X1軸，X2軸の二軸とし，さらにZ軸，C軸に加え，新たにロータリ工具のB軸を同期制御とした同時5軸制御を行なう．NACS-Turningでは，輪郭データを主軸回転位置に同期して工具位置をフィードバックすることとなるが，工具軸が動悸することで，CNC装置には加工中の工具位置，主軸とロータリ工具軸の回転位置，X1，X2軸，Z軸の位置データを取得するモニタ機能を搭載し，指令値の修正に用いることと旋盤の動作状況の評価に使用できるようにする．また，回転工具位置の同期により，工作物面は，常に回転工具の特定箇所により切削されることとなるため，誤差の修正を行なう際には，従来の回転工具の偏芯量，工具のたわみ量の影響を排除できるようになり，これまでにない高精度加工が可能となる．
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Research Products
(6 results)
