内部モニタリングを特徴とする熱変形補償型高精密三次元測定機の試作研究
【研究分野】機械工作・生産工学
【研究キーワード】
三次元測定機 / 熱変形 / 変形センサ / 変温環境 / ニューラルネットワーク / 遺伝的アルゴリズム / オン・ワン・サイト / 内部モニタリング / 広範囲高精度測定 / 原子間力顕微鏡 / 粗動機構 / 微動機構 / ピエゾアクチュエータ / ナノブロック / ニューラル・ネットワーク
【研究成果の概要】
一般に三次元測定機による高精度測定を実現するためには、測定機を恒温室に設置して測定するが、工作機械までを恒温室に設置するのは困難なことが多い。このため、加工を行なう場所と測定を行なう場所とが離れてしまい加工と測定とを繰り返そうとすると工作物のクランプ、アンクランプが繰り返され、結果として精度が出ないことが多い。そこで変温環境であっても測定精度のよい三次元測定機を開発した。
具体的には、三次元測定機の構造体に変形センサを装着した。この変形センサはスーパーインバー材でできているので、周囲や構造体の温度変化の影響を受けずに被測定物の変形量を直接測定可能である。
実験では基準ゲージをスーパーインバー材で作成し、基準ゲージとした。温度変化による測定誤差を補償するために空間補正用の行列を設け、これの各要素を遺伝的アルゴリズムを組み込んだニューラルネットワークで決定した。ニューラルネットワークの入力として、上記の変形センサの出力、三次元測定機上中下部の温度、光学スケールの温度を用いた。
上記の方法によって長さの測定誤差は補償しない場合に比べて15%程度に、角度の測定誤差は補償しない場合に比べて30%程度に減少させることが可能であった。
【研究代表者】