再150 - 九州大学学術情報リポジトリ

0.6 0.8 Amplitude

(

^mV)

0.4

Fig.49 50

。

。 150

ハUハU1・1

( 凶\H500)

ω宣言。υ冒ω包凶〈(∞\吉コ00)35吉gu吉ω〉ω

凶〈

自103

-岸240 ハU

ハU ハU 戸、J ハU ζJ ペム今ム 11

(∞\吉コ。Q)35H500吉ω〉ω凶〈

が40

ハUハU唱EEi

50 が80

再400

ハU噌EEA

0.7 0.8 0.9 Amplitude ( mV)

l・0ハリ戸、J 0.6

ハU噌EEA

Amplitude dis甘ibutions of AE eve凶count rate at VarlO凶 sanding times in sanding perpendicular to the grain.

The same symbols as shown in Fig. 49

。ハU ハU 戸、J ハU ぺムペム

(凶\H50335H502ロω〉ω凶〈

150

ハUハU噌EEA

0.9 0.6 0.7 0.8

Amplitude ( mV)

Fig. 50

岸150

戸、JiハUハU

200

ハUハU噌EEA

ハU

ハU戸、J

戸、J

ハU

ζJ

ハU

ペム

ペノ

-ぺ/占

勺ム

ウム

(的達コ。Q)ω刊のこ502ロω乙同〈 ( 凶\H58)SEH562zo〉ω同〈( ∞\H500)ω吉吉コOQ吉ω〉ω同〈

150

。

150

ハUハU噌EEA

。

150

ハUハU噌EBA

ハU噌EEA (〉)Z

ハυハU噌EEA 官EAハutEI

v

log N(V)

⁼⁼

^{log k -}

^log V

0.5 5

Fig. 51. Examples of calculated m-value in sanding parallel to the grain with the grit size of 150.

Legend: The same symbols as shown in Fig. 49ヲ N(V): AE eve凶count rate ( count/ s )ヲ V: Threshold voltage

( mV).

105

-Parallel 8

6 4 2

ω三倍\〆tNhh

。

rI a ''BA u pしv.21 AU n ρν nvA rI ρiH pi 。。

6 4 2

ωコ一吋〉IS

20 40 60 80 100 120 Sanding time ( min )

Variations of m-value with sanding time for various grit sizes in each of sanding parall el and perpendic叫ar to the grain The same symbols as shown in Fig. 45

。

Fig. 52 Legend

見を得るとともに， AEによる木材研削工程の自動監視の可能性を探る目的から司ベルトおよびディスク方式での定荷重研削過程における AEに及ぼす砥粒粒度，研削時間，研削圧力および研削方向の影響を検討するとともに， AEの発生挙動と研削能率や研自IJ抵抗など，研磨布の研削性能との関係を調べた。また，ディスク研削方豆、

こおける AE振幅分布に及ぼす砥粒粒度と研削時間の影響を検討した。以下に，本研究によって得られた結論を述べる。

1 ベルト研削におけるAE特性

プラテン方式の小型ベルトサンダを用いた木材の定荷重ベルト研削過程のAE特性を検討したc

1.1 A Eと研削性能に及ぼす砥粒粒度と研削時間の影響

木材研削中の AE信号は研磨ベルトの砥粒粒度や研削時間の影響を受けるが， AE信号のスベクトノレは0.1 � 0.3孔任Iz付近の成分が卓越した類似の形を呈することを明らかにした。また， AE計数率は砥粒粒度の増加，すなわち主に砥粒の切れ刃密度の増加により増大

しヲいずれの粒度の研磨ベルトにおいても研削時間の経過に伴い砥

107

-一ー___.・

粒摩耗や目 ^づまりの進行による低^粒切込み量の減少により 7 初期に比較的大きく低減し，その後漸減して定常値に達する傾向を示すこ

とを明らかにした。また，研削時間(回数)の増加に伴うAE計数半の変化は，研削方式によって異なる傾向を示すことを見出した。さ

ら ^に，同一粒度の研磨ベルトにおいては，研削能率と ^AE計数率の聞に有意な正の相関関係が成立し，研磨ベルトの研削能率の研削時

間に伴う変化をAEによって認識しうる可能性があることを指摘し

た

1.2 A Eと研削性能に及ぼす研削圧力と研削方向の影響

縦研削^に^おい^て^? ^いず^れの粒度お^よび研削圧^力においても ^， AE 計数率の研削時間に伴う変化は研削能率のそれと類似^する^こ^と，ま

た，研削圧力の増加7 すなわち砥粒切れ刃密度と砥粒切込み量の増大により ^AE 計数率は明確な増加傾向を示すこと，砥粒粒度の変化に対しては， AE言1-数率は砥粒切れ刃密度にヲ研削能率は砥粒切込

み量に支配されること，さらには横研削の研削能率， AE計数率とも縦研削に比べ大きいことを明らかにしたc また，横研同IJにおける

顕著な A^E ^の発生は，研削量が比較的大きいことはもとより，横研削特有の切り屑生成機構が深く関与しているものと推察したc さら

に，各研削圧力における研向IJ能率と AE計数率の聞には有意な正の相関関係が成立し，ベルト研削においては，研削能率の研削圧力に

2 ディ _スク研^削におけ^る^{A E} 特性

小型のディスクサンディング試験装置を用いた木材の定荷重ディスク研削過程のAE特性を検討した

2.1 A Eと研削性能に及ぼす砥粒粒度と研削時間の影響

縦ならびに横研削とも，研削能率は研削時間の経過に伴い低減し，

AE計数率は研削初期に急激に低下すること，横研削の研削能率ならびに AE計数率とも縦研削に比べ高い値を示すが，研削時間に伴う変化は縦研削，横研削とも同様であることを明らかにしたc また，

研削初期においては， AE計数率の粒度依存性が砥粒切れ刃密度と砥粒切込み量に依存する，両要因の相互作用により，マキシマムカ

ーブを示し，一方，後期においては，目づまり木粉や遊離の木粉と被削材との聞の摩擦作用に起因すると考えられる小振幅の AEの発生が高粒度傾IJで顕著になるため， AE計数率は粒度の大きな研磨布ほど高くなる傾向を明らかにし， AE計数率の特異な粒度依存性を見出した。さらに，目づまり木粉の除去による研削能率向上の効果を実証したが， AE計数率はあまり変化せず， AEに及ぼす目づまりの影響を明らかにするまでには至らなかった。

2.2 A Eおよび研削性能と研削圧力との関係

109

-ここでは，とくに研磨布の目づまりや研磨布と被削材聞の接触状

態の観察測定も行って，木材の定荷重研削過程における AE発生機

構について考察した。その結果，縦ーならびに横研削とも，研削時間

の経過に伴い，研削能率，研削抵抗およびRMS電圧とも低下する

が， RMS電圧は研削能率の研削時間に伴う変化と類似すること，

横研削の研削能率は RMS電圧と同様，縦研削に比べ大きいことを

明らかにした。この研削能率およびRMS電圧の研削時間に伴う変

化は，前節までのベノレト研削およびディスク研削における結果と同

様に，研磨布の砥粒摩耗や目づまりの進行，すなわち砥粒切れ刃に

加わる圧力の低減による砥粒切込み量の減少によるものと推察した門

また，研削圧力の増加に伴うRMS電圧の増加傾向は研削能率およ

び研削抵抗のそれとほぼ同様であるが， RMS電圧の粒度依存性は

それらとは異なる傾向を呈することを明らかにした。さらに，研削

時間に伴う研削性能およびRMS電圧の低下はF 目づまりの増加に

伴う砥粒切込み量の減少によるものであることを明らかにした。

2.3 A E振幅分布と砥粒粒度および研削時間との関係

ディスク方式での縦ならびに横研削のいずれの方向においても，

AE事象率は研削時間の経過に伴い減少する傾向を示し，研削能率

の研削時間に伴う変化と類似することを明らかにした。また， _AE

t医幅分布は小振幅域において事象率が高く，振幅の増加に伴ってそ

削時間の経過とともに大振幅から小振幅域までの AE事象がそろって減少する傾向があり? 横研削では，縦研削に比べ振l幅域が広く，

しかも多数のAE事象が発生することを明らかにしたc さらに， AE

象の振幅分布の形を表す指標として m値の適用を図り， ^m 値には研削時間に伴う一義的変化は認められず7 粒度の大きい研磨布ほ

ど高い値を示す傾向が認められた。この結果から，粒度の大きい研

磨^布^ほど^小振幅の^AE^事象が顕著 ^であり，粒度の小さい研磨布では振幅の AE事象が卓越して発生することが示された。すなわち，

研削時間の経過とともにAE事象率は減少するが， AE振幅分布の

形は大きく変化しないことを示唆している。

以上，本研究により，基本的な研削方式での木材の研磨布加工における AE発生挙動と研削機構を解明するとともに，主な研削性能との関係^を追究し^て， ^AE ^を利用した木材研削状態認識 ^の可能性を

明らかにしたっ

ー111

-謝辞

論文の遂行と取りまとめに際し? 多くの貴重なご意見，ご指導

を賜りました九州大学農学部又木義博教授に深く感謝の意を表しま

す。

また，木論文の取りまとめに際し，種々貴重なご意見，ご指導を

賜りました九州大学農学部大熊幹章教授に深く感謝の意を表します。

さらに，本研究の遂行ならびに論文の作成にあたり，研究全般に

わたって終始変わらぬ激励と懇切丁寧なご指導を賜りました九州大

学農学部村瀬安英助教授に衷心より感謝の意を表しますc

らに，本研究の遂行に際し，多くのご援助，ご協力を頂きまし

た九州大学農学部藤元嘉安助手，同藤本登留助手7 同河辺純一技官

をはじめ九州大学農学部林産学科木材工学講座の教職員および諸先

輩方をはじめとする学生諸君に心から感謝の意を表します。

1 )日本木材加工技術協会編:木材切削講習会テキスト， p72， 1997

2)佐藤敬一:

最近^{の木材の AE} 事情

世界最初のAE研究は木材であった

木材工業_45(5) ，235-238 (1990)

3)奥村正恰:

アコースティック・エミッション(AE)

木材工業，42(10) ，482-483 (1987)

4) Lemaster. R.L.， Klamecki， B.E.， Domfeld‘D.A

Analysis of Acoustic Emission in Slow Speed Wood Cutting

Wood Science.15 (2)‘150・160 (1982)

5) ^Lemaster.^R.L.，^{Tee， L.B.}^，Domfeld， D.A

Monitoring Tool Wear During Wood Machining with Acoustic Emission

Wear. 10 1.273-282 (1985)

6) Lemaster. R.L.， DomfeldコD.A.:

Monitoring the W ood Cutting Process with Acoustic Emission

Joumal of Acoustic Ernission，4 (2/3) .S228-S231 (1985)

7) Lemaster. R.L.. Domfeld、D.A

Monitoring A Circular Sawing Process with Acoustic Ernission

Proceedings of ^the9th Intemational Wood Machining Serninar. Berkeley. 1988.124-138

8) Lernaster. R.L.. Gasick. M.F.. Domfeld、D.A

Measurernent of Density Pro白les in Wood Cornposites Using Acoustic Ernission

Joumal of Acoustic Ernission，7 (2) ^J11-118 (1988)

9) Lemaster. R.L

Determining the Abrasiveness to Tools of Wood-Based Cornposites with Acoustic Emission Joumal of Acoustic Ernission，9 (3) .203-208 (1990)

] 0)村瀬安英，池賢二郎，森稔:

アコースティック・エミッションによる木材切削状態の監視(第l報) AE信号による木材切削工具の摩耗検出

木材学会誌，34 (3) ，207-213 (1988)

11 )村瀬安英，池賢二郎，森稔:

アコースティック・エミッションによる木材切削状態の監視(第2報) AE特性に及ぼす繊維傾斜角の影響

木材学会誌34(3) .271-274 (1988) 12) 村瀬安英，鳥井原紀寿 :

113

ドキュメント内九州大学学術情報リポジトリ (ページ 40-57)