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アイテム
切削工具の欠損寿命予測とその回避機能を付与したCNCシステムに関する研究
https://doi.org/10.24517/00067921
https://doi.org/10.24517/00067921cbc79857-82f6-477f-bdf9-09ff719f6150
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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TE-PR-UEDA-K-kaken 1989-2p.pdf (90.2 kB)
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.png)
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| Item type | 報告書 / Research Paper(1) | |||||
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| 公開日 | 2022-11-11 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | 切削工具の欠損寿命予測とその回避機能を付与したCNCシステムに関する研究 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | Tool Life Prediction and Avoidance of Cutting Tool Breakage in CNC System | |||||
| 言語 | en | |||||
| 言語 | ||||||
| 言語 | jpn | |||||
| 資源タイプ | ||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_18ws | |||||
| 資源タイプ | research report | |||||
| ID登録 | ||||||
| ID登録 | 10.24517/00067921 | |||||
| ID登録タイプ | JaLC | |||||
| 著者 |
上田, 完次
× 上田, 完次 |
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| 提供者所属 | ||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||
| 内容記述 | 金沢大学工学部 | |||||
| 書誌情報 |
昭和62(1987)年度 科学研究費補助金 一般研究(C) 研究成果報告書概要 en : 1987 Fiscal Year Final Research Report Summary 巻 1986 – 1987, p. 2p., 発行日 1989-03-29 |
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| 抄録 | ||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||
| 内容記述 | 切削加工システムの自動化, 最適化を推進する上で, システムの各種の異常への対策が重要な課題となっている. その代表的なものが工具欠損であるが, その対策としてはこれまで, 例えば, 欠損の前駆現象を事前に検出し, 切削作業の停止や工具交換を行うことが試みられている. しかしながら, 欠損は極めて突発的な劣化事象であり, その前駆現象をとらえることは非常に困難である. 本研究では, 工具欠損の解析的予測を援用して, 加工システムに欠損回避機能を付与することを目的としている. 本研究で行った内容をまとめると次のようになる. まず, 超硬, ジルコニア及びアルミナ系セラミック工具の疲労破壊靭性試験を行い, 疲労き裂伝藩速度パラメータを測定し, 破壊力学の手法により工具欠損寿命関数を定式化した. ついで, 欠損回避機能を付与するために, 欠損寿命関数を用いて, 欠損回避を制約条件, 切削条件を制御変換, 評価関数を単位材料除去速度とする制御アルゴリズムを開発した. そして, CNC旋盤とインプロセス切削力測定系, マイクロプロセッサからなる欠損回避システムを構成し, 中炭素鋼の断続旋切削実験を行ったところ, 溶着性の欠損が生じる低切削速度条件を除けば本システムは有効であった. また, 本システムの採用により単位加工時間が少なくとも14%短縮されることが分かった. また, 工具欠損と工具摩耗が重畳する問題を対象として, 欠損回避を制約条件, 切削条件を制御変数, 単位加工時間及び単位加工費用を評価関数とする場合の最適化を行った. さらに, 工具寿命の確率的性質を明らかにするとともに, 保証試験の手法をインプロセスで適用して, 工具の信頼性向上を計る適応制御を試み, 約3倍異常に寿命命化するという良好な結果が得られた. 異常のように当初の研究目的はほぼ達成されたと思われる. |
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| 抄録 | ||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||
| 内容記述 | Brittle failure of the cutting edge of a tool, such as chipping, fracturing and fatigue cracking, may cause substantial damage to the tool, the workpiece and the machine tool. Extensive efforts have been focused on solving this problem from various points of view including the analytical forecast, monitoring technique and the adaptive control approach. However, an effective method preventing brittle failure has not yet been developed. Therefore, cutting conditions have inevitably been restricted for safety reasons to an underestimated level below the optimum value, and this has necessarily resulted in poor production performances. This is in contrast to gradual type failure, i.e. wear of cutting tool, which have been overcome somewhat successfully by various methods. In this study, a new approach is proposed for adaptive control in interrupted turning where brittle failure predominates, and efficient cutting is performed by optimizing the cutting conditions within time-varying safe-limit determined on the basis of an analysis of the tool life due to brittle failure. This paper first proposes a concept for the adaptive control system, then describes an analytical prediction based on fracture mechanics of the brittle failure of the cutting edge, and discuss adaptive control experiments conducted to avoid brittle failure. The adaptive control experiments are conducted during an interrupted CNC (Computer Numerical Control) turning operation on a plain carbon steel workmaterial using a tungsten carbide tool. It is found that brittle failure avoiance is accomplished in most cutting conditions employed, furthermore quite significant reduction in cutting time is achieved through the adaptive control system. The region where either brittle or wear-type failure can become predominant is also discussed. The proposed system is found more effective when used with larger feed rates, at lower cutting speeds, and with increased rel-cut ratios. |
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| 内容記述 | ||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||
| 内容記述 | 研究課題/領域番号:61550091, 研究期間(年度):1986 – 1987 | |||||
| 内容記述 | ||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||
| 内容記述 | 出典：研究課題「切削工具の欠損寿命予測とその回避機能を付与したCNCシステムに関する研究」課題番号61550091 （KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-61550091/615500911987kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作成 |
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| 著者版フラグ | ||||||
| 出版タイプ | AM | |||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa | |||||
| 関連URI | ||||||
| 識別子タイプ | URI | |||||
| 関連識別子 | https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=50031133 | |||||
| 関連名称 | https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=50031133 | |||||
| 関連URI | ||||||
| 識別子タイプ | URI | |||||
| 関連識別子 | https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-61550091/ | |||||
| 関連名称 | https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-61550091/ | |||||
| 関連URI | ||||||
| 識別子タイプ | URI | |||||
| 関連識別子 | https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-61550091/615500911987kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/ | |||||
| 関連名称 | https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-61550091/615500911987kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/ | |||||
