CCDカメラを用いた切削状況観察装置の開発

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工作機械の切削加工実演は安全面の配慮から作業扉を閉じて行われるため加工状況の目視観察が困難な場合がある。また切削加工時の工具磨耗や破損状況を調べる場合もPL法により電源を落として検査する必要が生じる。安全に加工状況把握が行える装置があれば問題解決になるが、切削加工時には切りくず排出による飛散等で装置を破損する場合も考えられ切削状況を観察する装置には特別な工夫が要求される。本研究はCCDカメラを利用し、切削液や切りくずの影響を受けない切削状況観察装置の試作・開発を行い、切削加工時における状況観察、切削時の前後画像データによる比較検討が可能な装置の検討を目的とした。その結果、切削時に発生する切りくず回避・除去装置について、予想以上に飛散力が大きく圧縮空気による排除は困難を極めたが、切削条件次第では連続排出の切りくずの回避・除去や断続切削による切りくず等は、開発した切りくず回避・排除方法は効果があることがわかった。また、切削時の工具刃先の「摩耗状況」や「工具欠損の状態」等の状況把握はこの観察装置は有効に認識できることが確認された。特にCCDカメラにクローズアップレンズを取り付け、工具刃先を拡大し、切削前、切削時、切削後の工具刃先の状況が鮮明な画像として収録が可能となった。さらに、「切削状況観察装置」はAEセンサによる切削時の波形観測から摩耗やチッピング等の突発的な波形を感知し、前後の状況を画像として記録することができた。さらに収集画像を解析することで突発的イベント発生の原因究明が可能な装置であることが確認できた。