変位検出型精密はかりの試作研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555052
• Research Institution: Tokyo National College of Technology
• Principal Investigator: 吉村 靖夫 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (20042682)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清水 昭博 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (90149914) ; 黒崎 茂 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70042710) ; 大塚 二郎 静岡理工科大学, 工学部・機械工学科, 教授 (30016787) ; 村奈嘉 与一 中央大学理工学部, 精密機械工学科, 教授 (80055194)
• Keywords: はかり / 平行ばね / ヒンジ / 動剛性 / 変位誤差 / 寸法誤差 / 無接触センサ

Research Abstract

1.機構素子の基本設計
基本仕様は次のように定めた、最大秤量1kg、最大変位0.5mm、質量計測精度1/5000、変位の検出はギャップセンサ(平行ばね機構の理想点に設定)により行う。平行ばねは二重構造として、横方向に移動台がずれる事を防止する方式とする
2.製作
主要寸法:高さ80mm×幅100mm×素子厚さ8mm、ヒンジ部が長さ2mm×板厚1mm、幅8mmのものを全部で8個使って、はかり素子を構成している。材質はアルミニウムを使い加工は本校実習工場設置のワイヤカッタを用いて製作した。12個作製
3.実験
変位に対し、ヒンジの加工寸法誤差がどのように影響するか、センサの設定位置が変位に対しどのように影響するか、また機構の動剛性を高めるにはどのようにれば良いかについて実験を行った
4.FEM、理論解析
実験と同一条件のもとでの解析を行った。理論解析はエネルギによった
5.結果
1)ヒンジの加工寸法誤差が変位に及ぼす影響はどのヒンジについても同じである事
2)ヒンジの加工寸法誤差に関し、((DELTAl)/(lo)),((DELTAt)/(to))がそれぞれ変位測量となる事、n:ヒンジ数、DELTAl,DELTAtはそれぞれヒンジの長さと板厚の誤差
3)試作した機構素子の基本固有振動数は約100HZであった事、高剛性化の為、機構の軽量化が必要な事、を明らかにした

Research Products

• [Publications] 吉村靖夫: "変位検出型精密はかりの設計上の問題点" 日本設計工学会秋季大会講演論文集 No.93. P.141-P142 (1993)
• [Publications] 吉村靖夫: "変位検出型精密はかりの試作研究" 1994年度精密工学会春季大会講演論文集. (1994)
• [Publications] 大塚二郎: "ねじ駆動による超精密位置決め(第3報)" 精密工学会誌. Vol.59 No.10. 1655-1661 (1993)