Development of quantitative evaluation method applying information entropy for abrasive grain distribution on tool surface

工具表面磨粒分布信息熵定量评价方法的研制

基本信息

批准号：
21K03805
负责人：
孕石泰丈
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研削加工において，工具表面に存在する砥粒の切れ刃の状態を計測・評価することは重要である．そこで本研究では，砥粒を計測する手法として感圧紙を用いた転写画像および偏光カメラ画像を用いての計測を検討する．加えて，得られた画像から画像処理，機械学習などを利用し，砥粒の分布のばらつきの評価や1つ1つの砥粒の状態評価法を提案する．本年度は，昨年度に開発した撮影装置を用いて，加圧していく際の発色を連続で撮影し，この結果を基に近似的な3次元分布計測手法の改善を行った．昨年度までは撮影画像の後処理として各種の画像処理から砥粒分布の計測を得ていたが，それらに加えて加工の前後で評価位置を一致させるために画像相関法を用いた画像処理法を開発し，また撮影システムの改善をはかり，より頑健な撮影システムを開発した．以上の結果を国際会議（ISAAT2022；The 24th International Symposium on Advances in Abrasive Technology）にて発表を行った．また昨年導入した偏光カメラにてベルト研削工具表面の撮影と加工実験に取り組んだ．偏光カメラとマイクロレンズを組み合わせた撮影システムを用いて，未加工の工具表面と加工1分毎の工具表面を撮影し，得られた偏光画像のうち反射除去画像を用いて画像処理を得られる情報により，加工に伴う砥粒1つ1つの状態変化である砥粒の摩耗・割れ・脱落を検出するシステムを開発した．それらの結果を，2022年度砥粒加工学会学術講演会および日本機械学会第29期関東支部総会講演会にて発表を行った．

在磨削加工中，测量和评价刀具表面磨粒切削刃的状况非常重要。因此，在本研究中，我们将考虑使用压敏纸和偏光相机图像的转印图像来测量磨料颗粒的方法。此外，通过对所获得的图像进行图像处理和机器学习，我们提出了一种评估磨粒分布变化并评估每个磨粒状况的方法。今年，我们使用去年开发的成像装置，连续拍摄施加压力时的显色情况，并根据这些结果改进了近似三维分布测量方法。直到去年，磨粒分布测量值都是通过作为拍摄图像的后处理的各种图像处理来获得的，但除此之外，还使用使用图像相关方法的图像处理方法来匹配处理前后的评估位置。我们还改进了成像系统并开发了更强大的成像系统。上述结果在国际会议（ISAAT2022；第24届磨料技术进展国际研讨会）上发表。我们还使用了去年推出的偏光相机来拍摄砂带磨具的表面并进行加工实验。使用偏光相机和微透镜相结合的摄影系统，对未加工的刀具表面和加工的每一分钟的刀具表面进行图像拍摄，并使用偏振图像的反射去除图像来获得可以通过图像处理获得的信息我们开发了一种系统，可以检测磨粒磨损、裂纹和脱落，这些是加工过程中每个磨粒状态的变化。该结果在磨料加工学会2022年学术会议和日本机械工程学会第29届关东分会大会上公布。