ものづくり教育と画像処理技術を融合させた工作機械原点計測装置の開発

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○研究目的NC工作機械の工具計測装置であるベースマスターに代わり、画像処理を用いた計測方式を開発し、非接触で故障しない、安全で簡単な装置を製作することで、教育活動に貢献することを目的とする。○研究方法工作機械のほとんどは刃物を用いるため、作業操作を誤ると大変危険である。これらの操作中に、特によく事故を起こす原因として挙げられるのが、NC工作機器の刃物と材料の加工原点座標系を計測するときである。NCフライス盤の計測の際、ワーク計測器及び工具計測器などを用いる。しかし、これらの計測器は、計測器と刃物を接触させて計測を行う為、ハンドル操作を誤った場合は計測器やエンドミルを破損してしまう。そこで、ワーク計測器及び工具計測器などの接触タイプの計測に代わり画像処理を用いた計測に着目した。画像処理を用いる手法は、カメラで撮影した画像から計測を行う方式のため、非接触で安全である。ただし、従来計測に比べ精度は落ちてしまう。しかし、学生が製作するために計測する場合100分の1mmの誤差を必要することはほとんどない。本報告では、エンドミルと工作物の抽出方法と、加工原点を計測する方法について報告する。今回はその前段階として、NCフライス盤において工具計測器で計測するZ方向のみを対象とし検討をする。○研究成果従来の接触タイプの計測装置を使用することなく、画像処理を用いて非接触で計測することが可能であることが分かった。しかし、計測結果は平均で誤差が4.5mmであった。学生がNCフライス盤を使用する場合、加工物の表面自体に段差があり、計測する際にも大きな誤差が出ている。しかも、失敗しても問題ないように、工作物のサイズを加工寸法よりも大きくしているため、今回の結果の誤差は問題ではない。以上、本校の学生が使用する機器としては、実用化できると確認した。