【2005年_河野良弘】CCD画像による小径エンドミルの挙動監視(第2報) – 切削加工特性 –
- 公開日:
https://www.jstage.jst.go.jp/article/pscjspe/2005A/0/2005A_0_1043/_pdf
Title (English & Japanese)
Behavior Monitoring of Small-diameter End Mill by Use of CCD Image (2nd Report) - Characteristics of Machining Performance
CCD画像による小径エンドミルの挙動監視(第2報) - 切削加工特性 -
Journal Name & Publication Year
2005年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集, 2005年
First and Last Authors
Yoshihiro KAWANO, Akira MINAMI
First Affiliations
Kagoshima National College of Technology
Abstract
本研究では、高速CCDカメラによる新たに開発された可視化システムを用いて、小径エンドミルによる高速スロット加工における切削力のインプロセス測定と工具破損の予測技術を提案する。モニタリングシステムと実験の比較から、工具の撓みが切削力と良好な相関を持つことが示された。静的コンプライアンスと断面二次モーメントが切削力の予測に導入された。本システムは、加工中に工具の撓みを測定し、切削力を予測することができるため、小径工具を用いた高速フライス加工の切削状態の監視に有用である。
Background
高速度の機械加工は多くの産業製品に適用されており、小径工具の利用が期待されている。しかし、小径工具の強度が低いため、加工中の破損が問題となっている。これまで、工具摩耗や破損のモニタリングに関する研究が報告されている。筆者らは、CCDカメラを用いた高速マシニングにおける小径エンドミルの挙動監視システムを開発し、性能特性を明らかにし、静的荷重による工具の撓みを測定し、工具切刃部の断面二次モーメントを推定することができた。
Methods
実験装置: マシニングセンタ、CCD画像撮影システム、切削動力計。
測定方法: 切削中の撓みを測定し、工具動力計で切削力を測定。
使用工具: 超硬ロング型エンドミル(直径1.0mm、1.6mm、2.0mm)。
画像処理: 工具回転中に反射テープをレーザーセンサで検出し、CCDカメラのシャッタを開けて画像を撮影。
Results
撓みの測定: 刃先から軸方向に6箇所の位置で測定。切削中の画像中心位置データを200個取り込み、空転時の画像中心位置との差から撓みを求めた。
撓みと切削力の関係: 静的荷重による工具の撓みを測定し、工具切刃部の断面二次モーメントを推定。推定された法線力は工具動力計による法線力と良好な一致を示した。
Discussion
工具の撓み測定により、高速フライス加工中の工具破損を予測することができる。
撓み測定から切削力を推定することで、工具の挙動をより正確に監視することが可能。
平均撓みから推定された法線力は、工具動力計より得られた法線力の約0.57倍であった。
Novelty compared to previous studies
高速CCDカメラを用いた小径エンドミルの挙動監視システムを開発し、切削力のインプロセス測定および工具破損予測技術を提案。
Limitations
システムの応答遅れが存在するため、さらなる精度向上が必要。
Potential Applications
小径工具の破損予測および加工精度の向上に貢献する技術として、精密機械加工分野での応用が期待される。





