Can The in-process dynamics control in Grinding create new function to grinding technology?

まずは前年度までの研究成果をもとに本年度は円筒研削盤を利用した実験装置の構築を図った．この円筒研削実験装置では，インプロセスでの砥石軸（工具軸），および工作物軸の可変速制御機能の実現を目指した．このインプロセス可変速制御システムの構築においては，もともと円筒研削盤に取り付けてあったモータのモータドライバの制御系に自作のマイコン制御ボードを介入させることで，最低限の改造により機能の実現を試みた．そして，種々の制御応答実験からシステムの機能が実現されたことが確認できた．次に新たに加工中の砥石の負荷をできるかぎり加工点近傍から得てテレメトリーモニタリングするために，ひずみゲージとトランスミッターを内蔵したCBN超砥粒スマートホイールを開発した．開発したスマートホイールは，まずは基本的な研削性能にテレメトリーシステムが影響しないかどうかが調査され，影響がないことが確認された．その後加工中の砥石にかかる負荷をひずみゲージからのひずみ出力によりテレメトリーモニタリングできることが確認され，負荷のフィードバックによる動的な制御実現できる可能性が示された．そこで，スマートホイールからテレメトリー送信されてくる負荷データをマイコンで判断し，あらかじめ設定したスレッショルドレベルを超えると工具速度（砥石周速）を変速させるという実験を試行した．その結果，このような負荷モニタリングによる制御をしない場合には工作物表面の粗さが劣化するが，負荷に応じて工具－工作物間の相対速度をインプロセスで可変速度制御することで，そのような劣化を低減できることが明らかとなってきた．このことから，砥石の切れ味低下（パフォーマンス劣化）を加工点近傍からセンシングし，そのセンサー情報を利用したフィードバックシステムを構築するという本研究の基本構想の一つが達成できた．

まずは前年度までの研究成果をもとに本年度は円筒研削盤を利用した実験装置の構築を図った．この円筒研削実験装置では，インプロセスでの砥石軸（工具軸），および工作物軸の可変速制御機能の実現を目指した．このインプロセス可変速制御システムの構築においては，もともと円筒研削盤に取り付けてあったモータのモータドライバの制御系に自作のマイコン制御ボードを介入させることで，最低限の改造により機能の実現を試みた．そして，種々の制御応答実験からシステムの機能が実現されたことが確認できた．次に新たに加工中の砥石の負荷をできるかぎり加工点近傍から得てテレメトリーモニタリングするために，ひずみゲージとトランスミッターを内蔵したCBN超砥粒スマートホイールを開発した．開発したスマートホイールは，まずは基本的な研削性能にテレメトリーシステムが影響しないかどうかが調査され，影響がないことが確認された．その後加工中の砥石にかかる負荷をひずみゲージからのひずみ出力によりテレメトリーモニタリングできることが確認され，負荷のフィードバックによる動的な制御実現できる可能性が示された．そこで，スマートホイールからテレメトリー送信されてくる負荷データをマイコンで判断し，あらかじめ設定したスレッショルドレベルを超えると工具速度（砥石周速）を変速させるという実験を試行した．その結果，このような負荷モニタリングによる制御をしない場合には工作物表面の粗さが劣化するが，負荷に応じて工具－工作物間の相対速度をインプロセスで可変速度制御することで，そのような劣化を低減できることが明らかとなってきた．このことから，砥石の切れ味低下（パフォーマンス劣化）を加工点近傍からセンシングし，そのセンサー情報を利用したフィードバックシステムを構築するという本研究の基本構想の一つが達成できた．