レーザビームの透過光方式によるスピンドル熱変位の直交3成分実時間同時評価システム

激光束透射光法主轴热位移三正交分量同时实时评估系统

• 批准号: 08650158
• 负责人: 山田 隆一
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagaoka National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650158/
• 关键词: 光応用計測; 透過光方式; 熱変形; スピンドル; レーザビーム; 回析; エッジ検出

工作機械スピンドル部の三次元的熱変形挙動を光学的かつ定量的に計測・評価できるシステムを開発することを目的として本研究を遂行し,以下の成果を得た.1.測定治具としてスピンドル部に装着したテストバ-の変位を,小径レーザビームの透過光方式を応用し,運転中にリアルタイムで直交三成分同時に評価する方法を考案した.2.軸方向の変位測定には小球と楕円断面形状ビームを用いた.この結果,テストバ-が半径方向に±30μm程度移動しても,軸方向の測定精度には影響を及ぼさなかった.3.開発システムの測定精度は環境温度の影響を考慮しない場合,軸方向が2μm,半径方向が3μm程度であった.4.測定中環境温度の影響を受けるので,測定精度を高めるためにはレーザ発振器の温度制御を行うなどの方法を用いて,レーザ出力を長時間にわたって安定させることと,熱膨張の小さな装置構造にする必要がある.5.パーソナルコンピュータと本測定装置をオンライン接続する自動測定システムを構築した結果,長時間に及ぶ熱変位を機械運転中無人かつリアルタイムに測定・評価できた.6.出力安定性を高め,熱膨張に強い対称構造とした改良型システムの通常環境中での性能は,測定精度1μm,測定範囲0.4mm,光学系の熱安定性0.2μm/℃であった.7.開発システムで測定実験を行った結果,スピンドル部の熱変位の時定数と強制冷却の効果を同定することができた.したがって,本システムを用いて熱変位を補正するためのフィードフォワード冷却システムを構築することが可能になると思われる.以上のことより,本研究で開発した熱変位評価システムは十分な実用性を有していることが確認できた.

1. The measurement fixture for the three-dimensional thermal deformation of the working machinery, the measurement of the optical system, the evaluation of the optical system, the development of the optical system, and the application of the optical transmission system for the small-diameter optical system. The method of simultaneous evaluation of orthogonal three-component in transportation is investigated. 2. The position of axial direction is determined. The shape of spherical cross-section is used. 3. The measurement accuracy of the development system is affected by the influence of the ambient temperature. 4. The measurement accuracy is affected by the influence of the ambient temperature. 5. The automatic measurement of the temperature of the measuring device is carried out automatically. As a result, the mechanical operation of the measuring device is free from thermal expansion for a long time. 6. The output stability is high. The thermal expansion structure of the modified system is characterized by a measurement accuracy of 1μm, a measurement range of 0.4 mm, and a thermal stability of 0.2μm/℃. This is the first time I've ever seen a person who's been in a relationship with someone who's been in a relationship with someone else. This study is to confirm the usefulness of the proposed approach.