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Development of prediction system for the vibration characteristics of machine tool feed drive considering contact stiffness of rolling elements

Research Project

Project/Area Number 16K21036
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Design engineering/Machine functional elements/Tribology
Production engineering/Processing studies
Research InstitutionShibaura Institute of Technology (2019)
Tokyo Institute of Technology (2016-2018)

Principal Investigator

Yasunori Sakai  芝浦工業大学, システム理工学部, 助教 (70774769)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords工作機械 / 転がり機械要素 / 接触剛性・減衰 / 周波数応答 / 送り駆動系 / 非線形振動 / トライボダイナミクス / リニアガイド / 接触減衰 / 精密位置決め装置 / 共振現象 / シミュレーション / 転がり案内 / 送り駆動機構 / 動解析 / 接触剛性 / 減衰 / 機械機能要素 / 摩擦 / 振動減衰性 / Hertz接触 / 有限要素解析 / 位置決めステージ / 機械力学・制御 / 機械工作・生産工学 / 機械要素 / シミュレーション工学 / 計測工学
Outline of Final Research Achievements

The effects of the stiffness and damping of rolling elements in the rolling guide carriage on the frequency response of the rolling guide carriage and the feed drive mechanism supported by the guideway are clarified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究が達成されると,送り駆動系の設計を制御系及び機構の相互作用を検討しながら行える.
これまでは機構設計が先行していた送り駆動系設計を,制御系・機構の側面から試作レスで同時に検討でき,送り駆動系全体の最適設計,ひいては工作機械の高性能化が図れる.また,転動体の接触応力変動の測定技術は,加工中の異常振動のモニタリング技術としても応用可能である.さらに,転動体の剛性・減衰特性を解明できれば,転がり軸受やボールねじなど,案内以外の転がり機械要素やそれらが組み込まれた工作機械の設計開発技術の高度化に貢献できる.

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Study on Application of Ultrasonic Vibration to Manufacturing (Examples of Application and Future Aspect)2020

    • Author(s)
      Shigeru Aoki, Yasunori Sakai, Tomohisa Tanaka
    • Journal Title

      INFORMATION

      Volume: 23 Pages: 25-32

    • NAID

      40022216304

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural damper for auto-damping mechanical components2020

    • Author(s)
      Yasunori Sakai, Tomohisa Tanaka
    • Journal Title

      Structures

      Volume: 24 Pages: 864-864

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of lubricant on nonlinear vibration characteristics of linear rolling guideway2020

    • Author(s)
      Yasunori Sakai, Tomohisa Tanaka
    • Journal Title

      Tribology International

      Volume: 144 Pages: 1-9

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  • [Journal Article] 異方剛性設計により振動モード制御を実現したパッシブ構造体ダンパ「P-DACS」の制振性能評価2018

    • Author(s)
      酒井康徳,田中智久,朱彊
    • Journal Title

      日本機械学会 生産システム部門講演会講演論文集

      Pages: 1-2

    • NAID

      130007486598

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  • [Journal Article] 膜形成モード制御に よるチタンへのレー ザカラーリング2018

    • Author(s)
      呉境瑩,田中智久,朱疆,酒井康徳
    • Journal Title

      精密工学会 2018年度春季大会講演論文集

      Pages: 1-2

    • NAID

      130007480325

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    • Author(s)
      小林俊矢,酒井康徳,田中智久,朱疆
    • Journal Title

      精密工学会 2018年度春季大会講演論文集

      Pages: 1-2

    • NAID

      130007480511

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      2017 Research-status Report
  • [Journal Article] Evaluation Method for Vibration Characteristics of Rolling Guideway Influencing on Dynamic Stiffness of Machine Tool2017

    • Author(s)
      酒井康徳,田中智久
    • Journal Title

      JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS

      Volume: 62 Issue: 9 Pages: 566-574

    • DOI

      10.18914/tribologist.62.09_566

    • NAID

      130006077889

    • ISSN
      0915-1168, 2189-9967
    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 転動体接触状態が転がり案内の振動に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      酒井 康徳, 田中 智久
    • Organizer
      2019年度砥粒加工学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of micro drilling process without rotary motor by vibration mode control2019

    • Author(s)
      Toshiya Chiga, Yasunori Sakai, Tomohisa Tanaka
    • Organizer
      International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology 2019
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of new micro laser stir welding process with liquid-solid phase shift2019

    • Author(s)
      Wataru Ichikawa, Yasunori Sakai, Tomohisa Tanaka
    • Organizer
      International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology 2019
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Micro Ultrasonic Knurling (MUK) to Manufacture Micro Surface Texture2019

    • Author(s)
      Shihao Liu, Yasunori Sakai, Tomohisa Tanaka, Shigeru Aoki
    • Organizer
      International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology 2019
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  • [Presentation] レーザによる局所温度制御を応用した微細攪拌接合技術「SPLASH」の開発,2018

    • Author(s)
      市川渉,酒井康徳,田中 智久,
    • Organizer
      精密工学会2019年度春季講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 振動モード制御による回転モータ不要な微細穴あけ加工技術の開発2018

    • Author(s)
      千賀俊哉,酒井康徳,田中智久,
    • Organizer
      精密工学会2019年度春季講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 機械加工における超音波振動の応用例と今後の展望2018

    • Author(s)
      青木 繁,酒井康徳,田中智久,
    • Organizer
      電子情報通信学会 超音波研究会講演論文集
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 異方剛性設計により振動モード制御を実現したパッシブ構造体ダンパ「P-DACS」の制振性能評価2018

    • Author(s)
      酒井康徳,田中智久,朱彊
    • Organizer
      日本機械学会 生産システム部門講演会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 膜形成モード制御に よるチタンへのレー ザカラーリング2018

    • Author(s)
      呉境瑩,田中智久,朱疆,酒井康徳
    • Organizer
      精密工学会 2018年度春季大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 金属と樹脂を複合した異方剛性を有するパッシブダンパの動特性に及ぼす幾何形状の影響2018

    • Author(s)
      小林俊矢,酒井康徳,田中智久,朱疆
    • Organizer
      精密工学会 2018年度春季大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Influence of Designing Parameters on Vibration Damping of Rolling Guideway2016

    • Author(s)
      Yasunori Sakai, So Fukasawa, Zhu Jiang, Hayato Yoshioka, Tomohisa Tanaka, Kaoru Hoshide and Ryuji Furusawa
    • Organizer
      The 16th International Conference on Precision Engineering
    • Place of Presentation
      浜松
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      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 試作評価装置を用いた転がり案内の接触減衰特性の解明2016

    • Author(s)
      酒井康徳, 深澤奏, 朱疆, 吉岡勇人, 田中智久, 星出薫, 古澤竜二
    • Organizer
      トライボロジー会議2016春
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 熱硬化性樹脂の制振性に及ぼすフィラー条件の影響2016

    • Author(s)
      酒井康徳,田中智久,朱疆
    • Organizer
      第11回生産加工・工作機械部門講演会
    • Place of Presentation
      名古屋
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 転がり案内における接触部の静剛性・減衰特性とCAD/CAEを用いたそのモデリング手法2016

    • Author(s)
      酒井康徳
    • Organizer
      日本設計工学会 CAD/CAE研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 加工ツール及びこれを用いた穴加工機,2018

    • Inventor(s)
      酒井康徳,田中智久
    • Industrial Property Rights Holder
      酒井康徳,田中智久
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 制振ダンパ2017

    • Inventor(s)
      酒井康徳,田中智久
    • Industrial Property Rights Holder
      酒井康徳,田中智久
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Patent Publication Number
      2019-002441
    • Filing Date
      2017
    • Acquisition Date
      2019
    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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