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V-PROJECT.03

切削加工機の振動発電。
びびり振動の発生を電池レスで
瞬時に知らせる。

V-PROJECT.03

電池レス振動通知
 システムの開発。

PROJECT

切削加工機の振動発電。
びびり振動の発生を電池レスで
瞬時に知らせる。

MEMBER

コマツNTC

金沢大学 V-Lab

工作機械では材料となる素材を切削、研削等の工程を用いて所定の寸法形状に加工します。求められる加工品質も高く、時には品質問題が発生します。品質で問題になる一つ現象にびびり振動があります。びびり振動は、加工品質の悪化や工具の破損を引き起こす可能性があり、回避すべき課題です。

 

金沢大学ではコマツNTCと共同でV-Generatorを用いた無線電池レス異常振動通知システムを開発しています。工作機械には主軸と呼ばれる工作物に切削回転運動を与える軸があります。その主軸にデバイス(タイプSS)を設置し、主軸の回転による振動による発電で予めBLEモジュールを起動、スタンバイ状態にしておきます。そして加工中にびびり振動が発生した瞬間を別のデバイスで発電(検知)し、スタンバイ状態のBLEで無線を飛ばします。加工機はこの信号をトリガに加工を停止することで加工品質の悪化、工具の破損を防ぐことができます。

 

2022年3月現在、主軸を加工していない状態で約10分間の回転振動による発電でBLEモジュールを起動させ、振動検知した0.4秒後に無線を送信することに成功しています。写真2は信号をスマートフォンで受信したときの画面です。まだ動作検証や改良が必要ですがびびり振動の検知だけでなく、工作機械の状態監視にも活用できる可能性があります。V-Generatorで「加工トラブル0」に貢献します。

 

写真1 機械にデバイスを取り付けている様子

 

写真1  機械にデバイスを取付けた様子

 

動画1 動作時の様子

 

グラフ1 待機時間のデバイスの電圧波形(開放電圧)

 

グラフ2 待機時の蓄電の様子と無線通信するタイミング(630秒頃)

 

写真2 送信した信号をスマートフォンで受信した画面

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