三次元加工におけるマシニングセンタのアライメント誤差推定に関する研究

三维加工中加工中心对准误差估计研究

• 批准号: 06750131
• 负责人: 山田 誠
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Hakodate National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750131/
• 关键词: アライメント誤差; 静的誤差精度; 幾何学的誤差; 形状創成理論; 誤差推定; マシニングセンタ

本研究では,Portmanらによって提案されてきた工作機械を数学的記述する形状創成理論を基に,マシニングセンタのアライメント誤差(幾何学的誤差要素)推定法の確率を目的として行った。特に,立て形NCフライス盤を対象に,工作機械上のマスターブロックの測定により仮想的な三次元加工を模擬し,誤差要素を推定する手法について検討した。以下に,その概略について示す。1.アライメント誤差推定理論の検討1)三輪NCフライス盤を対象として,直角度誤差を考慮した数学モデルを作成した。2)運動の直角度に影響を与える誤差変数を識別し,測定に用いるマスターブロック形状を決定した。3)推定対象となる誤差を考慮した,点加工による加工形状のモデル化を行い,そのモデルと測定データからのモデルとを比較するための,陰関数表現式を作成した。4)工作機械の数学モデルからの形状モデルと,測定系からの形状評価モデルの陰関数表現式の比較により,誤差推定法を導出した。これら検討の結果,矩形のマスターブロックのX,Y,およびZ面をそれぞれ測定し,その法線ベクトル導出し,直角度に影響を与える誤差要素を推定することができた。2.推定理論の計算機実験1)工作機械の数学モデルへ実際に加工すべき形状の拘束条件(点加工による平面加工)を加えて,加工される形状を計算機上で作成した。2)計算機上で作成された形状から,形状面上の点をサンプリングし,それら点群から最小自乗法により,平面式を導出し,工作機械モデルから導出された加工形状モデルと比較するための形状評価モデルを作成した。3)形状評価モデルのそれぞれの面の法線を導出し,検討した推定理論により,実際にアライメント誤差を導出した。4)この計算機実験により,あらかじめ与えた誤差を導出し得たので,理論の有効性を確認することができた。今後,実際の実験を通して,さらに理論の有効性を確認する必要性がある。

This study で は, Portman ら に よ っ て proposal さ れ て き た working machinery を account of mathematical す る shape into constructing theoretical base を に, マ シ ニ ン グ セ ン タ の ア ラ イ メ ン ト の presumption error (the error of geometry elements) method of probabilistic を purpose と し て line っ た. に, vertical て form NC フ ラ イ ス plate を like に seaborne, work on mechanical の マ ス タ ー ブ ロ ッ ク の determination に よ り 仮 think な し three dimensional processing を simulation of presumption error elements を す る gimmick に つ い て beg し 検 た. The following に,そ に is an overview of に, て て て as shown in す. 1. ア ラ イ メ ン ト presumption error theory の 検 for 1) three rounds of NC フ ラ イ ス plate を like と seaborne し て, straight Angle error を consider し た mathematical モ デ ル を made し た. 2) motion に influence を の straight Angle and え る error - number し を recognition, に measure い る マ ス タ ー ブ ロ ッ ク shape を decided し た. 3) presumption as と seaborne な る error を consider し た, point processing に よ る processing shape の モ デ ル を line い, そ の モ デ ル と determination デ ー タ か ら の モ デ ル と を compare す る た め の, Yin masato several performance type を made し た. 4) work mechanical の mathematical モ デ ル か ら の shape モ デ ル と, determination is か ら の shape evaluation 価 モ デ ル の Yin masato の compare several performance type に よ り, error estimate を export し た. Beg の こ れ ら 検 results, rectangular の マ ス タ ー ブ ロ ッ ク の X, Y, お よ び Z plane を そ れ ぞ れ し, そ の normals ベ ク ト ル export し, straight Angle に influence を and え る presumption error elements を す る こ と が で き た. 2. Constructive theory の computer be 験 1) work mechanical の mathematical モ デ ル へ be interstate に processing す べ の き shape constraint conditions (point processing に よ る plane processed) を plus え て, processing さ れ る shape で を computer made し た. 2) computer で made さ れ た shape か ら, shape を の points on サ ン プ リ ン グ し, そ れ か ら point group ら minimum since 乗 に よ り, flat を export し, working machinery モ デ ル か ら export さ れ た processing shape モ デ ル と compare す る た め の shape evaluation 価 モ デ ル を made し た. 3) shape evaluation 価 モ デ ル の そ れ ぞ れ の の surface normals を export し, beg し 検 た presumption theory に よ り, be interstate に ア ラ イ メ ン ト error を export し た. 4) こ の computer be 験 に よ り, あ ら か じ め and え た error を export し have た の で, theoretical の have sharper sex を confirm す る こ と が で き た. In the future, practical <s:1> practical experiments を will confirm the する necessity がある through て,さらに theory <s:1> effectiveness を.