Title (English & Japanese):
On-Machine Measurement Systems for Microfactories
マイクロファクトリ用オンマシン測定システム
Journal Name & Publication Year:
計測と制御, 2008年9月
First and Last Authors:
Kazuhiro Ogura,
First Affiliations:
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Tsukuba, Ibaraki, Japan
Abstract:
マイクロファクトリは、省エネルギー・合理的生産システムの一環として提案されており、微細な部品を精密に加工するためのシステムです。この論文では、マイクロファクトリにおけるオンマシン測定システムについて解説しています。特に、小型・省スペースの形状測定装置を開発し、その精度と実用性について評価しています。
Background:
マイクロファクトリは、製品のサイズに応じた小さな工作機械を用いることで、生産効率と省スペース性を追求しています。加工精度を向上させるためには、加工した製品の形状を高精度に測定する技術が必要です。
Methods:
本研究では、5軸マシニングセンタに基づく微細形状計測システムを提案し、各プローブユニットの開発とシステム構成について詳述しています。接触検出式プローブを用い、接触角度を検出するための新しい手法を提案しました。また、微小円筒直径・真円度測定装置も開発し、実験を行いました。
Results:
試作したプローブは、微小部品の精密測定に成功し、接触再現性が高いことが確認されました。微小円筒の直径測定では、平均直径が測定値と一致しており、真円度測定においても精度の高い結果が得られました。
Discussion:
このシステムは、ナノスケールでの精密計測を可能にし、将来的にはオンマシン測定システムとしてマイクロファクトリと統合することを目指しています。さらなる精度向上のためには、プローブやステージの開発が課題となります。
Novelty compared to previous studies:
従来のシステムでは実現が難しかった微細形状の高精度測定を、小型かつ高精度なプローブの開発によって実現しました。また、接触検出式プローブを用いた新しい測定手法を提案しています。
Limitations:
現段階では、プローブとステージの運動精度や回転軸と直進軸の平行度の確保に課題が残っています。これらの課題を克服することが今後の研究の焦点となります。
Potential Applications:
このシステムは、マイクロファクトリにおけるオンマシン測定システムとして、将来的に精密加工の分野で広く応用されることが期待されます。
プローブの接触により形状を測定しているのですか？
はい、この論文では接触検出式プローブを用いて形状を測定しています。具体的には、プローブが試料と接触した際の角度や位置を検出し、そのデータを基に形状を計測する手法を採用しています。プローブが試料に触れると、その接触点における法線角度を計算し、これにより精密な形状データを取得しています。
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