精密工学会誌
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63 巻 , 12 号
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  • 垣野 義昭
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1643-1645
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2010/02/16
    ジャーナル フリー
  • 杉本 浩一
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1646-1650
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2010/02/16
    ジャーナル フリー
    1自由度対偶のシリアル結合の連結連鎖を持つパラレルメカニズムのモータ代数による運動学と動力学の解析を紹介した.モータ代数を用いることにより,機構の運動解析,動力学解析が簡潔な形で表現できる.パラレルメカニズムは閉ループ機構の一種であり,この動力学解析にはループ切断法がある.従来の手法ではこの切断点の力を陽関数の形で表すことは困難であった.ここで示したパラレルメカニズムの動力学解析もループ切断法の一種であり,受動対偶の仮想仕事が零であるという条件から,切断点の力を決定するための関数が導かれることを示している.この手法は一般の閉ループ機構の解析にも適用できる.その詳細は文献を参照されたい.連結連鎖にループが存在するような場合は,閉ループ機構として扱う方が適している場合が多い.
  • 武田 行生
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1651-1654
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 竹尾 光治, 小菅 一弘
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1655-1658
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 大隅 久
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1659-1662
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 新井 健生, 谷川 民生
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1663-1666
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 森 英一, 岩渕 秀雄
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1667-1670
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 渋川 哲郎, 遠山 退三, 服部 和也
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1671-1675
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 高増 潔, 平木 雅彦
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1676-1679
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    本解説では,座標測定機の種々の構成を紹介し,新しい座標測定機としてパラレルCMMの構成を考えた.しかし,4章に示したようにパラレルCMMの実用化には多くの課題が残されている.これを解決するためにはいくつかの基本的なアイデアの実用化が必要である.特に絶対的な校正の問題は,多関節タイプやスカラタイプの座標測定機を含めて大きな課題であると考えている.
    直交型の座標測定機が座標測定機として成熟しつつあることを考えると,パラレルCMMは,その高速性を生かしたり,小さくて高精度の座標測定を目指したり,逆に大きくて低価格な測定機を目指すなど,直交型の座標測定機とのうまい住み分けを目指す必要があると考えている.
  • 竹下 興二, 井口 高志, 土井 裕
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1680-1684
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 蔵川 圭, 桐山 孝司, 馬場 靖憲, 梅田 靖, 小林 英樹
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1685-1689
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    Today, environmental concerns caused by industrial products have grown up to a critical amount that can not be ignored. It requires us to worry about the environmental issues, particularly, from the viewpoint of trade-off relationships at the design stage. This paper presents the concept and the implementation of the Green Browser, which is intended to enable the designer to clarify trade-off relationships among goals of the product over its life-cycle. The concept of the Green Browser is a model sharing for life-cycle design and the representational scheme of the model. The model sharing mechanism between designers and users on the Web are implemented. A case study on building the strategy model of a refrigerator is presented to illustrate the strategy model.
  • 東 正毅, 山根 道敏
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1690-1694
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    縮閉面の形状を,デザイナの意図や接続条件に対応して滑らかに変化させることにより,曲率変化の滑らかな形状を生成できた.本方法は,従来のCoonsやGregoryの接続では規定できなかった曲面内部の曲率変化を規定できる.また,形状パラメタにより形状を直接規定しているため,不適切な境界条件を検出でき,適切なパラメタの範囲内で形状を自由に制御できる.いくつかの曲面形状について実験を行った結果,次の結論を得た.
    (1)中間形状の指定では,その縮閉線の形状パラメタが,両端母線の中間に入っていれば,滑らかな曲面を生成できる.
    (2)導線に沿っての境界横断微分値が与えられると,形状パラメタが適切に変化し滑らかな縮閉面が生成できることが,滑らかな対象曲面を生成するための必要条件となる.
    (3)導線に沿っての境界横断微分値に加えて,母線上での境界横断微分値を規定すると,
    ・接線方向を変化して,滑らかな曲面を得ることのできる範囲は大変狭い.
    ・曲率値の指定は,両端の値の中間に入っていれば,滑らかな曲面を得ることができる.
    今後は,各種形状,条件に対する評価(弾性エネルギーとの対応),曲率変化が単調でない母線への拡張,母線形状の空間曲線への拡張を検討する.
  • 和田 昭久, 中島 尚正
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1695-1700
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    This paper proposes a method on fundamental process design with timing constraints. In the fundamental design phase, a designer is required to make a timing-chart from qualitative information concerned with timing constraints such as requirements and causality of processes. The purpose of this method is to present a way of deriving a solution regarding process timing from qualitative information. According to the method, a designer is able to formulate requirements and constraint conditions of process timing by the use of interval-based temporal logic. Then the method gives an algorithm to search timing solution. The algorithm, simultaneously, indicates additional constraint conditions concerned with length of interval in case of need. To verify the method, a support tool of software program is developed and the effectiveness is confirmed by the results of process timing design of event-driven type software of an asynchronous data transmission equipment.
  • 岸本 正, 山本 章裕, 三宅 輝明, 森脇 俊道, 杉村 延広
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1701-1704
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    Kaleidoscope is a device to convert power density distribution of laser beam. Cylindrical pipe kaleidoscope and taper pipe kaleidoscope are applied to laser drilling process in the present research. The shapes and dimensions of the kaleidoscopes are designed based on the theoretical analysis of the power density distribution of the laser beam converted by the kaleidoscopes. Laser drilling experiments of acrylic resin plates are carried out by applying both the kaleidoscopes and the conventional lens. The experimental results are discussed from the viewpoints of the depth and the cylindricity of the acrylic burn patterns. The following remarks are concluded based on the experiments. The shapes and dimensions of the burn patterns are not affected so much by the distances between the kaleidoscopes and the work plates in the case of drilling process by use of the kaleidoscopes. The taper pipe kaleidoscope is most suitable for the drilling process from the viewpoint of the cylindricity of the burn patterns.
  • 松井 伸介, 大平 文和, 石川 良征, 宇根 篤暢, 清水 彰
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1705-1709
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2010/02/16
    ジャーナル フリー
    高精度平坦加工を実現するために,真空ピンチャックを開発した.シリコン基板を試料として検討した結果を要約する.
    (1)真空ピンチャックは,他のポーラス,ホールチャックと比較してごみの影響を受けにくい.
    (2)加工液浸入防止機構により,加工中に加工液がチャック面に浸入しにくく,その際,空気吹出しによる試料基板の変形は実用上無視できる.
    (3)吸着した際のピン支持による変形は,ピンピッチ1mm以下のチャックでは,120μm以上の厚さの基板で0.01μm以下である.
    (4)真空ピンチャックを用いて研磨した場合,加工された基板のピン支持によるディンプル量は,ほぼ5μmの加工量の時,硬いポリシャ程大きい.またその時の加工圧依存性も大きい.ピンピッチ1mm以下のチャックでは,ゴム硬度95の硬いポリシャで,29.4kPaの加工圧で加工した場合,200μm以上の基板のディンプル量は0.01μm以下となり実用上問題ない.
  • 長田 佐, 大内 英俊, 河西 敏雄
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1710-1714
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    This research deals with a monitoring method for lapping process. In the preceding paper, it had been shown that the surface roughness of the work can be monitored in process by detecting the acoustic signals transmitted in the lapping jig. To detect the signals efficiently with a piezoelectric ceramic sensor equipped on the jig and to evaluate the lapping condition properly, it is necessary for the jig to have simple characteristics of vibration. In this paper, a conical-horn type of lapping jig was newly designed to have simple structure, wide frequency range, high acoustic gain and high reproducibility. The experimental investigation in the frequency range less than 10kHz showed the acoustic power level of approximately 2kHz could be used for the process monitoring. It was also confirmed that there was a linear relation between the acoustic power level and the surface roughness of the work.
  • 佐伯 守彦, 難波 義治, 佐々木 孝友
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1715-1719
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    Nonlinear optical crystals can convert the wavelength of laser diode from infrared to green or blue. To achieve higher conversion efficiency, wave conversion devices using nonlinear crystals have to satisfy the phase matching condition. Generally the phase matching angle acceptance of nonlinear crystals is so narrow that it is very difficult to achieve the theoretical conversion efficiency. This paper investigates the theoretical angle acceptance of few kinds of organic nonlinear optical crystals. The narrowest angle acceptance was 0.0055°(λ=1064nm, L=10mm, power ratio 99%) of Chalcone TC-28. To satisfy the phase matching angle acceptance, a new optical surface generator which can determine the optimum crystal orientation to get the highest wave conversion efficiency was also proposed.
  • 中島 利勝, 塚本 真也, 吉川 満雄, 柳田 一也
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1720-1724
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    In this paper, a new grinding technique, the ultra-low infeed grinding, in which infeed rate of wheel head is controlled at the beginning of spark-out state, is proposed in order to improve significantly the surface roughness of workpiece. Main conclusions obtained are as follows (1) The ultra-low infeed grinding can be superior to the thermal deformation rate control grinding. (2) In the ultra-low infeed grinding under this experimental conditions, the surface roughness of workpiece can be improved by 35 % at the point of 5 s spark-out state and the spark-out grinding time can be reduced by 72% comparing with the conventional grinding. (3) It is experimentally made clear that the optimum of ultra-low infeed rate and of infeed time exist from a viewpoint of the surface roughness improvement process.
  • 宇野 義幸, 岡田 晃, 岡本 康寛
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1725-1729
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    In the manufacturing process of integrated circuit, graphite plate with many fine holes has been used as an electrode in plasma etching process. Recently, it is examined to use a single crystalline silicon as the electrode in order to minimize the contamination. However, it is difficult to machine accurately by the conventional methods, since the material removal is due to brittle fracture. The machining force in EDM is very small compared with that in conventional machining, therefore the possibility of high efficiency and high accuracy boring hole in a silicon ingot by EDM is experimentally investigated in this study. The removal rate of silicon is from 4 to 8 times higher than that of steel, while the electrode wear is from one-fifteenth to one-seventh times smaller. When the electrode advances at the exit of hole, stagnation region appears in which the electrode retracts suddenly and the machining becomes unstable. In order to prevent this phenomenon, the copper plate is closely attached under silicon ingot firmly. In this method, better hole can be obtained without chipping. Besides, there is no sticking of insulator which contains silicon oxide and copper oxide on the wall of hole in this case. Furthermore, it is proved that even high aspect ratio over 200 boring is possible.
  • 田牧 純一, 二俣 正美, 井山 俊郎
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1730-1734
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    As a method for profiling an electroplated diamond grinding quill in the noncontact manner, the laser beam-aided truing (LBT) is experimentally investigated. In the LBT, a pulsed YAG laser in the Q-switched mode is irradiated in the tangential direction of the quill working surface by means of CNC movements in order to allow the diamond grains to be aligned on a desired profile. The experiments were conducted by fastening a jig grinder of air-turbine type onto a NC table of YAG laser irradiation equipment. From SEM observation of diamond grains on the quill, it is clarified that the thermal impaired tips of diamond grains are removed by graphitization followed by oxidation. The changes of cutting point density and grain protrusion have been traced with the laser proximity as a parameter, and the laser beam position. at which the truing effect appears is found at the position where the laser beam interferes with the quill by about 70μm deep from the quill outermost surface. The electroplated diamond quill applied LBT under an appropriate condition brings about a little higher grinding force, however, the finished surface roughness is better than that of the quill without laser treatment.
  • 山田 啓司, 上田 隆司, 上野 康晴, 舟田 義則, 粟津 薫, 杉田 忠彰
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1735-1740
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    In order to evaluate the mechanical properties of diamond-like carbon(DLC) thin films formed on the substrate of single crystal copper or aluminum by EBD, the indentation test using Vickers diamond is carried out both in an ultramicro hardness tester and in a computer. Experimental results obtained are compared with those obtained by MD simulation. The natural vibration of carbon atoms in DLC model made by MD simulation using Tersoff potential energy coincides well with the Raman spectra of the DLC film which is measured to characterize the structure. MD simulation makes it possible to observe the mechanical phenomena occurred in the DLC film in the order of atomic scale during the indentation process, and to determine the raw hardness of DLC thin film by means of subtracting the influence of the substrate from the experimental result.
  • 金沢 憲一, 奈良岡 暁, 伊ケ谷 元久
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1741-1746
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    This paper describes the prediction of the fracture area and fracture probability in failure of a cemented carbide end-mill under side cutting and side-end cutting operation by the method introduced in previous paper.The prediction method by FEM computer simulation is applied to several cutting conditons using the two flute end-mills with helix angle 30° and 0° in larger cyclic number of cutting load. The main results obtained are as follows: (1) Theoretically and experimentally, failure originates at the cutter sweep and the fixed end independently of cutting condition. (2) Only by modifying of applied cutting load, the calculation result approximately agrees with the experimental result in every case. (3) The method can be applied not only to an end-mill with helix angle 30° but to with 0°.
  • 清水 晃, 寺田 英嗣, 牧野 洋, 臼井 和弘, 俣木 志朗, 黒崎 紀正
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1747-1751
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    A robotic machining system composed of a robot manipulator (machining robot), cutting tools, laser displacement sensor (LDS), non-contact three dimensional shape measuring machine (3DSMM), and 3-D shape data processing software is described. The spherical SCARA is used as a machining robot, and satisfactory results are obtained. In particular, the 3-D objects' surface data are measured by 3-D shape measuring machine, and expressed as cloud of points. The 3-D objects' surface machining method using the data is mentioned. Further, the design philosophy and the construction of the developed system are described, and the results of some experiments on 3-D machining are discussed.
  • 傅 恵南, 真鍋 圭司, 上田 完次
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1752-1753
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
  • 楜澤 信, 尊田 嘉之, 嶋崎 剛, 下薗 裕明
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1754-1758
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    This paper proposes a new method of measuring and evaluation for optical distortions of glasses or transparent objects. An optical distortion is evaluated by measured contrast of checkered pattern image viewed through the object. Naturally it makes contrast down caused by focal shift. In this paper, some artificial samples of transparent plastics are used. They have various shape characters of surfaces that will be causes of distorted images. The contrast values of checkered pattern images viewed through these samples are measured with various installation angles by image processing technique. Strong correlation between the contrast and the shape character of surface is shown.
  • 佐藤 海二, 科野 文男, 進士 忠彦, 太刀川 博之, 岡部 信次, 下河辺 明
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1759-1763
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    ステップ高さ変化に対しては,すべての制御系で,影響が比較的顕著に現れた.しかし本論文の評価では,速度制御との併用も考慮し,PID制御,状態フィードバック制御,ファジィ制御の順で,比較的良好な結果が得られたと判断する.質量変化,定常負荷外乱に対しては,スライディングモード制御とH制御が高いロバスト性を示した.以上,本論文で検討した性能比較結果をまとめると,表1のようになる.
  • 笹島 和幸, 直井 一也, 塚田 忠夫
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1764-1768
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2010/02/16
    ジャーナル フリー
    Evaluation of truncated surface asperities is critically important in many industrial applications. It is necessary to compare original profile with truncated one in a discussion of truncation process, i.e., wear mechanism and plateau horning, etc. For the comparison of profiles, we have to relocate truncated profile to original one. But there is a limitation of relocation using a hardware. To relocate accurately, the authors suggest a relocation technique using software. In this paper, the authors present a new relocation technique by corresponding untruncated areas between truncated profile and original one by software. The authors calculate a collation index of two profiles by optimization method. Furthermore, the authors discuss the availability of this technique in simulation data and measured one.
  • 古谷 克司, 岩本 謙治, 毛利 尚武
    1997 年 63 巻 12 号 p. 1769-1773
    発行日: 1997/12/05
    公開日: 2009/06/30
    ジャーナル フリー
    球体を基準とする機上三次元形状計測システムを開発した.本論文をまとめると以下のようになる.
    (1)球体を基準とする機上三次元形状計測システムの測定原理について述べた.
    (2)球体校正法における誤差のうち,校正時の測定点の数およびプローブの姿勢と位置の誤差の影響をシミュレーションにより検討した.
    (3)多面体校正法と精度を比較した結果,球体校正法の方が高精度で測定が可能であると考えられる.
    本方式では測定面の傾きに応じてプローブの姿勢を変更する必要がある.本報では,測定原理を確認することを目的としたため,すべての作業を人手で行った.次報では,球体校正法や多面体校正法においてプローブの姿勢変更を自動化するために試作した多自由度アームおよびこれを利用した機上形状測定に関して述べる予定である.
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