損耗センサ付き工具とインプロセス損傷検知システムの開発

keywords.jpg工具,損傷,センサ,絶縁性工具,非接触 

山根 八洲男 

YASUO YAMANE

division.jpg工学研究院 材料・生産加工部門

position.jpg教授

研究概要

研究内容

本研究は絶縁性工具の逃げ面あるいはすくい面に耐摩耗性を持った導電性のパターンをコーティングし,切削中の工具摩耗・損傷によってパターンが破断することにより工具損耗を検知するシステムを開発するものである。
工具はセラミック系工具の表面にTiN系コーティングを施し,不要部分をレーザ加工で除去して所定のパターンを描く。刃先部の摩耗・損傷が導電膜の幅を越えるとパターンが切断され抵抗が無限大になることを利用して損傷を検知する。センサ部の断線を非接触で検知する方法として渦電流式近接スイッチの原理を用いた。本方法では金属の代わりにコイルとコンデンサおよびセンサ部の抵抗からなる共振回路を形成した。センサ部が断線していない場合は共振回路内に誘導電流が流れ,検知コイルのインピーダンスは変化する。一方,センサ部が断線すると共振回路内に電流が流れなくなり,検出コイルのインピーダンスは変化しない。このインピーダンスの差を電圧信号で取出すことにより工具の損耗が検知される。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

実用化に向けて関連企業との間で共同研究・受託研究・技術指導が可能である。

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