精密工学会誌
Online ISSN : 1882-675X
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62 巻 , 3 号
選択された号の論文の27件中1~27を表示しています
  • 五十嵐 伊勢美
    1996 年 62 巻 3 号 p. 339-340
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 毛利 佳年雄
    1996 年 62 巻 3 号 p. 341-344
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 須賀 唯知, 伊藤 寿浩
    1996 年 62 巻 3 号 p. 345-350
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 後藤 博史
    1996 年 62 巻 3 号 p. 351-354
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    光を用いて多次元の情報検知を行うセンサとして光走査式のセンサをとりあげ,そのマイクロ化における課題と筆者らが取り組んできた内容について紹介した.マイクロ化に最も重要な要素のひとつとして2次元走査機構のマイクロ化があり,それを実現するものとして振動子の2方向への共振振動を利用した圧電アクチュエータで駆動する光スキャナについて述べた.またそのスキャナを用いた2次元形状検知センサと3次元形状検知センサの例を示した.さらにマイクロ化を図るための技術として,複数の機能をひとつの素子基板上に集積する集積化技術についても紹介した.
    半導体技術,光エレクトロニクス技術,微小光学素子技術,そしてマイクロマシン技術の融合から創出される能動的光センシングやコントロール技術は,今後ますますの発展が期待できるとともに,MEMSに代表されるマイク・マシン技術のひとつの有望な応用分野としても期待できる.
    以上光センサのマイクロ化について,筆者らの研究開発を例に紹介したが,本稿が多少なりとも読者各位に参考になれば幸いである.
    本研究の一部は,通商産業省工業技術院の産業科学技術研究開発制度に基づく「マイクロマシン技術の研究開発」の一環として,NEDOから委託を受けた(財)マイクロマシンセンターの再委託業務として,オムロン(株)が実施したものである.
  • 梶 紀公, 福園 秀樹
    1996 年 62 巻 3 号 p. 355-358
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2010/02/16
    ジャーナル フリー
  • 浜崎 幸夫, 井出 卓宏
    1996 年 62 巻 3 号 p. 359-362
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 水沼 守
    1996 年 62 巻 3 号 p. 363-367
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 植田 康弘
    1996 年 62 巻 3 号 p. 368-372
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 青柳 誠司
    1996 年 62 巻 3 号 p. 373-376
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    超音波センサを用いたロボット用計測システムを4つのタイプに分類し,このうち外部からロボット自体の絶対的な位置を計測するタイプの例として,筆者が開発した電気火花放電を発信器として用いる計測システムを紹介した.また超音波センサを小形化する意義について検討し,最近のシリコンプロセスによる研究についても簡単に紹介した.マイクロマシンの研究が進み機構が小さくなるとその振動は超音波領域になることが多く,それを検出する意味からも超音波センサの今後一層の小形・マイクロ化が望まれる.
  • 窪田 敦之, 田浦 俊春
    1996 年 62 巻 3 号 p. 377-382
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    The purpose of this study is to build a database, named an engineering history base, which stores histories of engineering cases. Attentions are paid to a distinction between two types of knowledge used during engineering processes ; product knowledge and process knowledge. The product knowledge represents products, e.g. drawings, while the process knowledge represents information how to make and how to use the product knowledge including design intent. One of the most important requirements for the engineering history base is to access the data conveniently, taking account into the nature of the histories. For this, a methodology which uses constraints to describe process is proposed. To use constraints facilitates connections among process data and explanations. A prototype system has been developed to show the validity of the proposed methodology.
  • 乾 正知, 安倍 宏之
    1996 年 62 巻 3 号 p. 383-387
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    本論文では,公差を利用した退化した交差の判定と位相優先法を組み合わせた,新しい図形処理手法について議論した.まず多角形の分割処理を,位相優先法に基づいて実現するアルゴリズムを開発した.次に公差を用いることで,退化した交差を確実に判定できることを示した.最後に交差状態を正しく分類し,それらを位相的に同等な退化していない交差と見なすことで,退化した交差を含む図形処理問題への,位相優先法の適用が可能となることを示した.また,この手法に基づいて任意の多角形のBSP木を安定に構成するプログラムを作成し,計算実験によりその有効性を検証した.本論文で議論した,公差を利用した交差の判定法と位相優先法を組み合わせた手法は,より複雑な図形処理にも応用できる.現在われわれは,同様の手法に基づいて多角形の集合演算プログラムと多面体の分割プログラムを開発しており,いずれも満足できる結果を得ている.
  • 菊地 慶仁, 岸浪 建史
    1996 年 62 巻 3 号 p. 388-392
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    本報告では,設計生産過程モデルの統合を目的として,具体的なモデルの開発に関して,次の報告を行った.
    (1)動的な活動モデルの構築に必要な機能を明らかにした.
    (2)要求された機能を実現するために,設計生産活動に関するモデルの基本構造を示し,形式記述言語EPDLの構文的,意味的な拡張を行った.これによって,設計生産活動モデルを表現するプロセスの定義が,明確で理解しやすいものとなった.
    (3)提案した基本構造に従って設計グループ活動モデルの基本構造,及び設計グループインタフェースモデル,設計プロセス情報モデル,動的設計プロセスモデルなどの各モデルの構造を提案した.このモデルは,設計作業の再開や設計グループの組織変更までを表現することができ,また新しいモデルの追加を容易にするなどの拡張性に富んでいることを確認した.
    今後は,表現されたプロセスを川いる開発評価システムやシミュレーションシステムの,計算機システムと情報ネットワークを用いた開発について,次報以降で報告したい.
  • 田代 発造, 神谷 和秀, 野村 俊, 宮代 裕, 葛 晋治, 吉川 和男, 昇 健雄
    1996 年 62 巻 3 号 p. 393-397
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    ゾーンプレート干渉法,あるいはフィゾー干渉法と組み合わせたゾーンプレート干渉法では,鮮明な干渉じまを得るために,ゾーンプレートの回折効率を調節して,参照光と測定光の強度を同じにしなければならない.そこで位相型回折格子の各次数の回折効率を理論的に計算した.デューティ比と位相差を変えた格子の回折効率を検討したところ,実験と理論はほぼ一致した.この際,位相差の測定を正確に行うために,光変調素子を用いた透過物体の位相測定装置を作り,位相差の測定を行った.
    ゾーンプレートの回折効率の調節を位相差の操作で行った.回折効率の計算に基づき参照波面と測定波面の光強度が等しくなる条件のゾーンプレートを作り,透過光と回折光によるゾーンプレート干渉じまを鮮明にすることができた.また,フィゾー干渉法と組み合わせた干渉でも,反射光と回折光の強度を調節して,鮮明な干渉じまを得ることができた一これにより明るいミラーの測定に対応できるようになった.
  • 青木 立, 古川 勇二, 諸貫 信行
    1996 年 62 巻 3 号 p. 398-402
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    In high-speed sampling, a digital control algorithm in terms of the shift operator Z easily becomes numerically illconditioned. In such situations, a control algorithm in terms of the delta operator δ is useful. However, when the delta operator δ is applied to a control algorithm based on fixed-point arithmetic, there appear coefficient-quantization errors and product-quantization errors. As a result, a control algorithm becomes numerically illconditioned again. To solve this problem, the modified delta operator δ' is proposed, which is defined as subtracting one from the shift operator Z. This definition can make an easy transformation from the shift form to the delta form. Then, its applicability to a control algorithm is proved and its physical meaning is considered. Also, it is shown that sensitivity function approaches one, as the sampling period T approaches zero. And the number of multiplications becomes about two-thirds of that of a usual delta operation. Simulations show that the modified delta form can decrease the numerical errors in fixed-point arithmetic, in particular, with short word length. Thus, the modified delta operator δ' can be applied to a control algorithm just like the usual delta operator.
  • 佐久田 茂, トーミ カマル・ヨセフ
    1996 年 62 巻 3 号 p. 403-407
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2010/02/16
    ジャーナル フリー
    3つのSTM探針それぞれを原子追跡させることによって,nrad精度でリアルタイム測定が可能な角度センサを提案した.
    (1)測定範囲は,圧電チューブのストロークに制限され,回転中心が3つのチップの重心に位置すると仮定すると,ピッチング,ローリングθの測定範囲は,約1×10-3rad,ヨーイングに関しては約2×10-3radとなった.
    (2)2つのSTM探針を用いたピッチング測定実験を行い,測定原理を確認した.nradオーダの角度変化の検出が可能なことを検証した.
    原子ピーク追跡(ヨーイング測定)に関しては,次報で報告する.
  • 根岸 真人, 安藤 学, 瀧本 雅文, 出口 明信, 中村 宣夫
    1996 年 62 巻 3 号 p. 408-412
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    For the purpose of fabricating free-form optical elements to an accuracy of 80 nmPV, the CSSP (Canon Super-Smooth Polisher) has been developed. This device fmishes workpieces by alternately repeating contour measuring and corrective polishing. The tactics of corrective polishing are based on the tool's dwell-time control. In such a system, total processing time closely depends on the performance of a dwell-time calculation called deconvolution. A new deconvolution algorithm has been proposed, by which less residual error and shorter calculation time than the conventional algorithm, based on a simulation of polishing, is possible. This method is based on an analysis of spatial frequency domain. Therefore, by using an FFT (Fast Fourier Transformation) it can greatly reduce the calculation time. In this case, however, it tends to give unstable dwell-times because the unit removal function has limited frequency response. To address this difficulty, two methods have been devised. The first one is based on a low-pass filter technique, and the second is based on optimizing a functional. By comparing these methods to the simulation method, their performances are checked in the fields of residual error, predicted processing time and calculation time. An areal calculation shows that the new method can achieve a 1/4.3 smaller residual error, a 4 % longer but much smoother dwell-time distribution, and 1/45 shorter calculation time.
  • 池田 正幸, 柴田 隆行, 牧野 英司, 高橋 義美, 小野 敦, 松本 文雄
    1996 年 62 巻 3 号 p. 413-417
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    The demand of liquid crystal display panels for handy type personal computers etc. have been remarkably increased. Liquid crystal display panels were generally formed on glass substrates. In these production process, precise arid fine cutting of glass plates is very important because of the final manufacturing process. Hard and brittle materials like glass plates are conventionally cut by growing vertical cracks. They are generated by scribing with a diamond point or a rotating chisel under optimum load and grown by applying mechanical force onto the scribed trace successively. In the laser braking method, vertical cracks formed on glass plates are grown by tensile stress due to thermal expansion which arises from temperature rise by a CO2 laser beam irradiation onto the scribed trace. High quality and high speed breaking can be achieved without applying mechanical force. In this breaking process, formation of fine vertical cracks by scribing is indispensable. This paper deals with the effect of scribing conditions on features of scribed trace and the vertical crack length experimentally and theoretically. Generation and growing process of vertical cracks were observed. Close agreement of vertical cracks length grown between observed and calculated values was obtained.
  • 上田 隆司, 金曽 久佳, 大野 誉洋, 杉田 忠彰
    1996 年 62 巻 3 号 p. 418-422
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    Influence of the grain size of diamond stone on the superfinishing performances is investigated experimentally. The mechanism of chip formation is investigated by observing the shape of chips and the finished surfaces of workpiece with scanning electron microscope. The work materials used are alumina (Al2O3), silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si3N4) and zirconia (ZrO2), which are sintered under the atmospheric pressure, and Mn-Zn ferrite, which is sintered under HIP. The grain size of stone is changed from # 500 to # 8 000. The results are as follows. The diamond stone with suitable bonding strength makes it possible to remove the work material as chips even if its grain size is finer than # 1 000. Two types of chips are obserbed; one is the crack-type chips which are made by brittle fracture, and the other is the flow-type chips which are made by plastic deformation. As the grain size of stone becomes smaller, the shape of chips changes from crack-type to flow-type. The critical grain size is dependent on the work materials and it becomes smaller in the order of ZrO2, Mn-Zn ferrite, Al2O3, Si3N4 and SiC. The condition of making the flow-type chips is important to obtain the mirror surface of ceramics.
  • 垣野 義昭, 松原 厚, 上田 大介, 中川 秀夫, 竹下 虎男, 丸山 寿一
    1996 年 62 巻 3 号 p. 423-427
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    This paper deals with the tuning method of mechanical parameters of the single axis feed drive system in NC machine tools. In this method, tuning map is proposed to support the designers to know what level of the total servo performance is achieved and how to modify the mechanical parameters to fulfill the design targets. In the case study, tuning of the ballscrew design parameters and selection of the servo motor are demonstrated on the machine tools for flexible transfer line and machining center.
  • 平井 聖児, 古川 勇二
    1996 年 62 巻 3 号 p. 428-432
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    Anisotropic etching process is expected as one of the micro-machining processes and some studies have been made with respect to its chemical reaction and finished accuracy, however, because of being affected by many complicated parameters associated with material, etchant, etc., its favorable condition so as to maximize both the finishing accuracy and etching efficiency is not yet established. The present paper has proposed a guideline for selecting this favorable etching conditions and summarized the result in a form of flowchart.
  • 呉 勇波, 庄司 克雄, 厨川 常元, 立花 亨
    1996 年 62 巻 3 号 p. 433-437
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    In a centerless grinding, a roundness error of ground workpiece depends on various parameters such as center height angle γ, blade angle φ, rotational speed of workpiece nω and stock removal rate Z'. This paper investigates the influence of these parameters through a computer simulation method to optimize grinding conditions for a minimum roundness error. Centerless infeed grinding tests were conducted and the results were compared to those of the simulation. Conclusions are as follows: (1) The new computer simulation method, which is combined with the geometrical and grinding conditions, is proposed, and the results agreed with actual grinding results. (2) Roundness can be improved by adjusting nω. (3) Optimum grinding conditions can be expressed by a pair of parameters (γ, κ). As the results of simulation and grinding tests, the values of (γ, κ) were about (6°, 0.45).
  • 石川 憲一, 諏訪部 仁, 桝田 一也, 畝田 道雄
    1996 年 62 巻 3 号 p. 438-442
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    The purpose of this study is to develop a new method in order to improve efficiency and accuracy on cutting using OD-blade for hard and brittle materials, such as various ceramics, single-crystal silicon, etc. This new method is the cutting technique applying mechanical vibration. In this paper, the findings of this investigation on the vibration cutting applying low frequency vibration for a workpiece at parallel direction to the cutting, are reported. The main results obtained are as follows. When the vibration velocity amplitude is larger than the cutting speed (feed speed of the workpiece), grinding force in the vibration cutting is less than the one in the conventional cutting. The tool life in the vibration cutting is improved to compare with the conventional method, and further processing accuracy is improved. With this study, it is proved that this vibration cutting has the possibility of effective cutting method using OD-blade.
  • 佐伯 雄文, 国枝 正典, 植木 正憲, 佐藤 裕
    1996 年 62 巻 3 号 p. 443-447
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    This paper investigates the removal mechanism of high electric resistance materials in EDM processing by calculation of the distribution of the workpiece temperature taking the Joule heating caused by voltage drop in the workpiece into account. The voltage drop in the workpiece is extensive in the EDM processing of high electric resistance materials such as conductive ceramics. The voltage drop was therefore estimated by a numerical calculation, and its results were used to calculate the distribution of Joule heating inside the workpiece. Then considering both the Joule heating and the heat flux from the arc column, the time dependent workpiece temperature was computed by the finite-difference method. The expansion of arc column with time lapse which affects greatly the result of the above calculation was obtained experimentally and taken into account in the calculation. The calculated results show that the voltage drop mostly occurs in the vicinity of the discharge spot, and the calculated total voltage drop coincides well with the measured one. From the computed temperature distribution it is found that the Joule heating causes a temperature rise nearby the discharge spot which is comparable to what is given by the heat flux from the arc column, which was confirmed by the measured material removal by a single pulse which is greater than the removal of steel. Consequently, sufficient cooling of the discharge spot may assure the stability of machining and increase the material removal rate of conductive ceramics rather than metallic materials.
  • 谷口 淳, 宮本 岩男
    1996 年 62 巻 3 号 p. 448-452
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    In order to fabricate ultra-precision diamond tools and delineate ultra-fine patterns into diamond chips without adding a radiation damage, etching characteristics of diamond chips with electron beam assisted chemical etching (EBACE) has been investigated. EBACE system is composed of a scanning electron microscope (SEM) which has an oxygen introduction system was used to etch synthetic single crystal diamond chips. When electron beam was focused on diamond surface, very small holes with a diameter of about 0.5-2 μ m, and a depth of about 0.01-0.5 μ m were obtained. Line and rectangular patterns with several μ m and sub-μ m depths were also obtained.
  • 樋口 俊郎, 山口 智実, 田中 実
    1996 年 62 巻 3 号 p. 453-457
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2010/02/16
    ジャーナル フリー
    This paper presents a new high speed and high precision NC-lathe for machining a piston-head of a reciprocating engine. In the machining of a piston-head, a cutting tool positioning servomechanism is needed, because the machining of a piston-head is the non-circular machining, in which the stroke of the cutting tool positioning is 0.1-0.5 mm. Previously a new servomechanism actuated by electromagnetic attractive force was developed as a cutting tool positioning mechanism. But a prototype of this servomechanism did not make a high speed non-circular machining possible, as the response performance was not at a satisfactory level. Thus, to enhance the response performance, the prototype has been redesigned with the use of some plate springs, the decrease in mass, the restraint of eddy-current loss and so on. Also the periodic learning control method with the inverse transfer function compensation has been applied to the positioning control for the high accurate positioning. These modifications lead the developed NC-lathe for a piston-head to the achievement of practical machining with an accuracy of 2 μm at 3000 min-1.
  • 水本 洋, 薮谷 誠, 清水 龍人, 上 芳啓
    1996 年 62 巻 3 号 p. 458-462
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2010/02/16
    ジャーナル フリー
    次世代の工作機械のための高分解能,長ストロークの位置決め装置を探るために,静圧ねじおよび2種の摩擦駆動装置の位置決め分解能を解析した.その結果を図1に示すとともに以下にまとめる.
    (1)静圧ねじを使用した位置決め装置は適度の運動縮小率と静圧潤滑による低摩擦のために0.1nmの分解能を持つことが確認され,次世代工作機械の位置決め装置として最も適している.
    (2)ツイストローラ摩擦駆動を用いた位置決め装置の分解能は現時点では0.2nmとやや劣るが,リードが小さく運動縮小率が大きいという利点があり,構造の改良によりさらに高い分解能を得られる可能性がある.
    (3)キャプスタン摩擦駆動を用いた位置決め装置では運動縮小率が1であることとリードが大きいことより分解能は1nm程度であり,次世代工作機械での使用には適さないと思われる.
  • 升田 雅博, 藪内 悦彦, 黒島 泰幸, 伊藤 正之
    1996 年 62 巻 3 号 p. 463-467
    発行日: 1996/03/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    In this paper, the cutting performance and the wear characteristics of ceramic tools such as Al2O3, Al2O3+ZrO2, Al2O3+ TiC and Si3N4 are presented when turning three-phase sintered carbons containing nongraphitized materials and are compared with these of the cemented carbide tool K 10. Further, since the wear of alumina ceramics is influenced by surrounding moisture, cutting tests are carried out on the sintered carbons containing water. The wear rate of alumina ceramic tools is slower for carbon phase (1500°C) than for graphite phase (2500°C). This behaviour is different from that of K 10 and Si3N4. In particular, the wear pattern consists of two areas of wear and carbon adhesion in the cutting of carbon phase. The same behaviours are also observed when turning two-phase sintered carbon. A tendency of wear rate corresponds to that of coefficient of friction in rubbing tests.
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