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

1995 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7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)クランプ面によってガイドを行う高剛性送り装置の開発
圧電素子によってクランプする面を運動の案内面とすることで、高い剛性をもたせる検討を行った。まず、運動の基本となる1軸のWalking Drive送り装置を作成し、基礎検討を行った。つぎに、平板を直接クランプすることで、3自由度のXY-θテーブルを作製し、送り方向に高い剛性を有することを確認した。
(2)XY-θテーブル用リアルタイム速度コントローラの開発
複雑な制御を必要とするXY-θテーブルの駆動を容易に実現するため、リアルタイム速度コントローラを開発した。このコントローラを用いることで、X方向、Y方向、およびθ方向の速度を制御量とし、テーブルを駆動する圧電素子に加える電圧波形をリアルタイムで制御することが可能となった。また、1軸のWalking Drive送り装置に本コントローラを用いて繰り返し制御を適用し、高い運動精度が得られることを確認した。
(3)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
開発したXY-θテーブルに空気静圧軸受案内主軸を組み込み、同時3軸の制御が可能な超精密加工機を開発した。開発した超密加工機を用い、ダイヤモンド工具による無酸素銅の鏡面加工を行ない加工性の評価を行った。

Research Products

• [Publications] Toshimichi MORIWAKI: "Intelligent Machine Tool ; Perapective and Themes for Future development" ASME(Manufacturieng Science and Enginneering). 841-849 (1994)
• [Publications] Eiji SHAMOTO: "Ultraprecision Feed Drive System Based on Walking Drive" International conference on Precision Engineering '95 (2nd ICMT) Trends and lnnovation in Precision Manufacturing Technologies. 81-84 (1995)
• [Publications] 社本英二: "Walking Driveによる精密送り機構の開発-(第2報)速度制御法と超精密位置決めシステムの開発-" 精密工学会誌. Vol.61. 1106-1110 (1995)
• [Publications] 社本英二: "Walking Driveによる精密送り機構" 精密工学会1995年関西地方定期学術講演会講演論文集. 97-102 (1995)
• [Publications] 社本英二: "Walking Driveによる精密送り機構(第7報)-駆動電圧波形の補正による超精密軌跡制御-" 1995年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 507-508 (1995)