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機械制御

ミクロンレベルの加工精度を実現する安価で小型の刃先タッチセンサを開発、高速加工にも貢献

東京都

株式会社メトロール

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 静電容量式変位センサー及びそれを用いた測長タッチセンサーの開発
基盤技術分野 機械制御
対象となる産業分野 産業機械、工作機械
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高性能化(精度向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(工程短縮)、高効率化(人件費削減)、高効率化(生産性増加)
キーワード 光学式変位センサ、光学スケール、デジタル工具長セッタ、切削工具の摩耗検知、工具摩耗の自動検出
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成22年度~平成24年度

プロジェクトの詳細

事業概要

切削加工ではタッチスイッチを用いて、刃物工具長を自動的に補正して効率の良い加工が行われている。近年のミクロンレベルの精度要求に応えるべく、このタッチスイッチに変位センサーを組込み、刃先を測長するとともに0.1μM分解能の接点信号を出力することで高精度加工に対応できる位置決めセンサーを開発する。この高分解能を実現するのが静電容量式変位センサーで、この応用をきっかけに新技術の展開を図っていく

開発した技術のポイント

タッチスイッチに変位センサを組込み、刃先の測長位置を出力することで高精度加工に対応できる測長タッチセンサ(位置決めセンサ)を開発する
(新技術)
静電容量式変位センサからの位置情報を表示装置で確認する
(新技術の特徴)
ミクロン単位の高精度加工を行う

具体的な成果

・小型静電容量式変位センサの開発
-分解能、応答速度が仕様に合わず、研究開発は中断
-アブソリュートで位置検出可能であり、新技術との組合せにより改善が見込める
・ツール測長タッチセンサの開発
‐小型光学スケールを既存の工具長セッタに取り込み、表示装置と組合せることで数値表示可能
・タッチセンサ用表示装置の開発
‐デジタル数値表示、リセット、プリセット入力、-NG/OK/+NG等の判定出力機能を付加
・ゲージの開発
‐指示精度、繰返精度、ヒステリシスなど全ての仕様を達成し量産試作まで完了
・静電容量式変位センサ理論の検証
‐差動容量トランス方式を用い、原理試作を終了

研究開発成果の利用シーン

・静電容量式変位センサ
・測長タッチセンサ
・デジタルゲージと表示装置

測長タッチセンサ
デジタルゲージ

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・測長タッチセンサーの事業化は市場要求を満たしていない点もあり、凍結状態にある
・光学式センサー技術を確立したため、デジタルゲージの商品化ができ、表示装置の開発を行ったため、ゲージシステムの商品化が可能となった

提携可能な製品・サービス内容

特に無し

製品・サービスのPRポイント

・実用化に成功したが事業化へは停滞中

今後の実用化・事業化の見通し

・静電容量式変位センサと測長タッチセンサの開発は凍結とした。
・小型光学スケール内蔵の工具長セッタは市場ニーズに合致していない事が判明し販売に至らなかった。
・光学式変位センサは事業化に向け量産試作完了まで達したが、同コンセプト低価格の製品が他社より販売された為、商品化は凍結とした。

プロジェクトの実施体制

主たる研究等実施機関 株式会社メトロール
事業管理機関 株式会社メトロール
研究等実施機関 国立大学法人東京大学
株式会社青電舎
株式会社パターンアート研究所

主たる研究等実施機関 企業情報

企業名 株式会社メトロール(法人番号:1012801001645)
事業内容 位置決めスイッチの設計製造販売
社員数 109 名
本社所在地 〒190-0011 東京都立川市高松町1-100-25号棟5F
ホームページ http://www.metrol.co.jp/
連絡先窓口 技術部 菅野 隆行
メールアドレス m-design2@metrol.co.jp
電話番号 042-527-3278