センサー・インテグレーションによる切削加工のモニタリング

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本研究では,フライス加工を対象として,(1)切削時に工具から発生する切削音を測定し,その特徴を時系列解析に依って抽出する,(2)切削点の温度を赤外線センサーによって測定し,切削音から得られる特性との関係を求めることにより精度よく工具の欠損等の異状を検知することを目指した.本年度は,(a)正常な場合に切削条件によって切削音がどのように変化するのか,(b)異状の発生状態は切削条件によってどのように変化するのか,(c)異状が発生したときに切削音はどのような変化が現われるのかを求めた後に,切削温度の測定を行い,異状の発生および切削音との関係を調べた.その結果,以下の点が明らかになった.1.フライス盤で発生する切削音の主要な原因は,主軸および主軸頭の振動である.2.これらの振動(および切削音)は,切削条件(切削速度、切り込み深さ等)の影響を受けやすく,切削条件によって発生する切削音の強さやその継続時間等が異なってくる.3.工具に異状が発生すると,主軸および主軸頭の振動の励起のされかたが異なってくるために,(各振動のモード毎に)発生する切削音の強さやその継続時間等が異なってくる.4.切削温度の測定においては,測定する場所,切削条件等によって温度の変化がおおきく異なってきた.また,発生するきりくずが温度測定の障害となった.工具に異状が発生した場合には,正常時に比べて切削点の温度の高くなる傾向が見られた.しかし,切削条件による影響が強く,現時点では切削温度を利用して工具の異状を検知することは困難であった.今後,温度の測定法を含めて検討していく必要がある.