Walking Driveによる同時3軸ナノメータ制御超精密加工機の開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555039
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 森脇 俊道 神戸大学, 工学部, 教授 (00031104)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 和田 龍児 豊田工機, 研究員 ; 社本 英二 神戸大学, 工学部, 助教授 (20216146)
• Keywords: Walking Drive / 超精密加工機 / 圧電素子 / 精密送りテーブル / 超精密位置決め / ナノテクノロジー / 運動精度

Research Abstract

平成5年度は主として以下の3項目について試作開発研究を行った。
(1)Walking Driveによる同時3軸ナノメータ制御超精密加工機の設計と試作
3軸のWalking Drive送り装置を設計、試作・開発した。現在、この送り装置を中核として、既存の超精密主軸と組み合わせて同時3軸ナノメータ制御超精密加工機の基本設計を行い、そのハードウェアの試作・開発を完了しようとしている。
(2)インテリジェント制御アルゴリズム、ソフトウェアの開発
運動誤差などの繰り返し誤差には学習制御、主な構造の変形など計測容易な誤差にはフィードバック制御、工具・被削材の変形などについては解析によって変形量を予測するフィードフォワード制御を適用することにより、高精度な加工を実現するための制御アルゴリズムを検討し、すでにその一部を開発した。
(3)試作開発した装置の基本特性の解析と評価
試作開発したWalking Driveによる3軸送り装置について、その基本特性を測定、評価し、すでにナノメートルオーダの位置決め分解能とミクロンあたり数十ニュートンオーダの静剛性を持つことが明らかになっている。現在、さらに、軌跡制御を行った際の送り運動精度や直線運動精度、送り速度の影響、さらには回転主軸と組み合わせた加工機としての性能を検討しつつある。

Research Products

• [Publications] Toshimichi MORIWAKI: "Thermal Deformation of Ultraprecision Spindle due to Environmental Temperature Change" Intemational Conference on Precision Engineering ‘95. (to be presented). (1995)
• [Publications] Eiji SHAMOTO: "Ultraprecision Feed Drive System Based on Walking Drive" International Conference on Precision Engineering ‘95. (to be presented). (1995)
• [Publications] Eiji Shamoto: "Development of Ultraprecision XYO Table Driven by Means of Walking Drive" Proc.of UME3. 139-142 (1994)
• [Publications] 社本 英二: "Walking Driveによる精密送り機構 (第5報)-ハイブリッド超精密高速位置決めシステムの開発-" 1994年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 665-666 (1994)
• [Publications] 社本 英二: "Walking Driveによる精密送り機構(第6報) -直線運動精度の向上-" 1995年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (発表予定). (1995)