工作機械の二次元変形の高精度実時間測定技術に関する研究

Material type: 文書・図像類

Author: 安達, 正明ほか

Publisher: 金沢大学工学部

Publication date: 2002-03-01

Material Format: Digital

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NDC: -

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Note (General)：: 工作機械の性能向上には,加工中における機械の熱や応力による変形を実時間で高精度に評価し,変形分布の解析を介してそのデータを機械設計に生かすことが望まれる.そこで,これまでに開発されている「レーザ干渉とカメラを用いて大型物体の2次元変形分布を縞画像として測定する方法」をベースに,本研究では加工中の機械...

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Material Type: 文書・図像類
Title: 工作機械の二次元変形の高精度実時間測定技術に関する研究
Author/Editor: 安達, 正明
Adachi, Masaaki
Author Heading: 安達, 正明
Adachi, Masaaki
Publication, Distribution, etc.: 金沢大学工学部
Publication Date: 2002-03-01
Publication Date (W3CDTF): 2002-03-01
Alternative Title: Study of real-time and precision measurement for 2-D deformation amounts of machine tool
Periodical title: 平成13(2001)年度科学研究費補助金基盤研究(C) 研究成果報告書 = 2001 Fiscal Year Final Research Report
No. or year of volume/issue: 1999-2001
Volume: 1999-2001
Pages: 58p.-
Text Language Code: jpn
Subject Heading: 変形計測
レーザ応用
スペックル干渉
干渉位相
位相測定
2波長
動的測定
非接触
deformation measurement
real-time
two wavelengths
phase measurement
Speckle Interferometry
dynamic measurement
laser application
non-contact measurement
Target Audience: 一般
Note (General): 工作機械の性能向上には,加工中における機械の熱や応力による変形を実時間で高精度に評価し,変形分布の解析を介してそのデータを機械設計に生かすことが望まれる.そこで,これまでに開発されている「レーザ干渉とカメラを用いて大型物体の2次元変形分布を縞画像として測定する方法」をベースに,本研究では加工中の機械で見られる動的な変形を定量的かつ高精度に測定でするための方法を以下のように研究した.まず機械は加工中においては変形が止まっていることは非常に少ない.そこで,我々が開発してきた「変形した後の画像を1枚しか使用しない変形位相抽出法」を改良し,データ解析時間を短縮すると共に,高精度に変形位相変化を測定できる方法を新たに研究開発した.上の方法は,変形前の干渉位相測定に関しては位相シフト法を用いていたが,位相シフト法を用いる時は測定物体が完全静止している必要がある.そこで位相シフト法の利用を止め,測定中は対象が完全静止することなくずっと変形している場合でも,変形中の任意時点での位相を高精度に測定する方法を開発した.ただし,1波長のレーザ光と干渉計を用いる変形測定では,変形量が画像を一枚取り込む間にレーザ光の波長以上に変形すると,正確な変形位相が測定できない.そこで,二波長のレーザー光を干渉測定光学計に適用し,上で述べたところの「変形が止まることのない物体の干渉画像から動的変形を高精度評価する方法」を組み合わせて,動的でかつ大きな変形にも対応できる二次元変形の定量的変形評価方法を研究開発した.
To develop a machine tool of high performance it is required to measure 2-D deformation amounts of it under : cutting process and then required to feedback the measured deformation data to design process of it Therefore, we studied real-time and precision measurement technique for 2-D deformation amounts of the machine tool. We had developed a technique by which a whole-field image representing the deforming amount can be measured without : phase shift techniques. Using this technique, deformation amounts of the object continuously deforming can be measured. But in step-like deformations, discontinuous deformation, usual techniques using a laser of single wavelength can not measure accurate deforming amounts, because of 2 π ambiguousties. Here, we developed a new technique, which can measure large deformations including step-like deformations, by combining the above technique with two laser beams of different wavelengths. From a multi-line beam of an argon laser 488.0nm and 514.5nm laser beams were selected and then separately introduced to two acoustic optical (AO) modulators. These AO modulators work as shutters of l/300s. After passing those, two laser beams were coupled to single-mode ; optical fibers and were conveyed to a speckle interferometer. The light reflected from the object deforming was interfered with the reference light and was focused on CCD array of the camera with the RESTART RESET mode. This camera synchronously working with the AO shutters can separately record two specklegrams which are of two wavelengths and are alternately focused on their CCD array with 0.2 ms interval. From the intensity signal changes ofspecklegrams, phase changes in each wavelength were calculated with the previously developed technique. Finally, large deformations including step-like deformations were obtained from phase differences in two wavelengths.
研究課題/領域番号:11650120, 研究期間(年度):1999–2001
出典：「工作機械の二次元変形の高精度実時間測定技術に関する研究」研究成果報告書　課題番号11650120 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）)　　　本文データは著者版報告書より作成
DOI: 10.24517/00034808
Source: https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=34821&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=34821&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
Access Restrictions: 限定公開
Rights (production): CC BY-NC-ND
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https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11650120/
https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-11650120/116501202001kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA