切削力オブザーバによる微細工具のサブマイクロ接触検知

摘要

超精密加工や極小径工具を用いた機械加工プロセスにおいて，工具先端と工作物の接触点の位置出しは作業者による非常に手間のかかる工程である．工具先端と工作物の接触位置検出には，AEセンサ，画像センサなどが主として用いられている．AE センサを用いた方法は，マイクロ精度での高感度検出が可能であるが，センサの設置位置などに精度は大きく依存する．画像センサによる刃先位置計測はマイクロ加工では主流となりつつあるが，画像センサ自体が大型で工作物台に充分な設置スペースを確保する必要がある．両者の方法とも，工作機械に外部センサや測定機器を設置する点で問題がある．また，ツールセットは段取り工程としてマニュアル作業で行われていることから，技術者のスキルに依存する．このような背景から，外部センサや測定機器を用いないスキルレスな刃先位置計測技術の開発が求められている．本研究では，サーボ情報を用いて制御系内で工具-工作物接触点を自動検知する方法を提案した．実験の結果，提案手法はサブミクロンの精度で工具-工作物の接触点検知できることを示したので，ここで報告する．