| Project/Area Number |
22K14208
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
|
|---|
| Research Institution | Akita National College of Technology |
|---|
Principal Investigator |
Sakurada Akira 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90442681)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
|
|---|
| Keywords | 機能性テクスチャ / 平面減衰機構 / 超音波援用加工 / 分数階微積分 / Fractional Culculus / 熱揺らぎ / FC制御 / 積層型圧電素子 / 精密位置決め装置 / 超音波 / 分数階微分 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
近年，バイオミメティクス（自然からの学び）工学から興る，機能性テクスチャを創成することによる機能性の向上に関する取組みが進められている．これらを実現する加工方法の一つとして，超音波援用加工が考えられており，実現するためには，高速と高精度の両立が必須である．応用技術の一つとして，振動方向に対しせん断に作用する薄い平面減衰機構およびその減衰機構の特性を分数階微積分という新たな数学の手法を導入した新しい制御法を適用することで，機能性テクスチャを創成することを検討している．本手法は，将来的に機能性テクスチャ創成の多くの形状に適用可能であるため，社会的・経済的効果は非常に大きい．
|
| Outline of Final Research Achievements |
The study of blade edge control in ultrasonic-assisted cutting for the generation of functional textures was investigated. In ultrasonic-assisted cutting, it is sometimes difficult to combine high speed and high accuracy. New mathematical method called Fractional Calculus (FC) is introduced for thin-flat damper applied shear to the direction of vibration and new control method was applied with the purpose of reducing cutting tact time. This study confirms that the ultrasonic vibration cutting amplitude of the ultrasonic vibration byte changes from the thermal vibration fluctuations of the ultrasonic vibration source. As a solution, a drive amplifier has been developed to prevent changes in the cutting amplitude. The effect of FC control techniques on flat damper and ultrasonic vibration sources is limited. However, a drive amplifier that prevents changes in the processing amplitude was found to be more effective as expected.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
超音波援用加工に必要とされる高速および高精度を両立し，加工における熱揺らぎの影響を抑制する研究は非常に重要な項目の一つとなっている．非線形性を有する制御対象に分数階微積分（FC：Fractional Culculus）という新たな数学の手法の導入は，新たな研究分野の開拓の一歩と期待でき，今後も研究を継続していく．
加工性能を低下させることなく，加工振幅を維持する方法を明らかにした本研究は，本制御技術とシステムが種々の対策の手法として検討され，機械加工分野へ貢献できると期待できる．
|
