工作機械のサーボ情報を利用した工具·工作物間の接触検知技術の開発

摘要

工作機械を用いた切削加工において，仕上げ面の精度は工具の刄先と工作物の相対位置で決まる．そのため，望ましい加工精度を確保するためには，その相対位置関係を正確に把握することが不可欠である．正確な相対位置を把握する方法は，大きく分けて二種類存在する．一つ目はタッチプローブやCCDカメラなどを利用した間接的な方法であり，二つ目はAEセンサや動力計などを利用し接触検知を行う直接的な方法である．前者は簡便ではあるが，刄先と工作物を直接接触させないため，その精度には限界がある．他方，後者は直接的な接触を行うが，AEセンサや動力計などを用いる場合は外部センサを設置ずる必要があり，設置空間の制約やコスト増加が発生する．また，最近では外乱オブザーバを用いて接触位置を自動的に検知できる技術が提案されている．ところが，他の全ての方法と同様，取得情報が設定した閾値を超えた瞬間を接触位置と見なして検知する方法である．そのため，接触位置を正確に検知出来ない．これらのことから，現状では作業者が接触位置を手動で探して前加工を行い，その前加工面の紙を測定するなどして，仕上げ加工時に補正を行うことで所望の形状を得ている．したがって，時間および労力がかかる工程になっていて，作業効率の面で問題を抱えている．以上より，工具と工作物の相対位置関係を正確に検知する技術が必要だと考えられる．本研究では工作物の前加工面を利用し，工作機械の内部情報を時系列的に遡ることで工具と工作物の接触検知する方法を提する．これにより，段取り時間やコストの削滅を実現できると考えられる．本稿では，旋削において提案手法の有効性を確認する．