1998 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
10555070
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
江村 超 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80005503)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 久 豊田工機(株), 商品開発室, 開発担当員
鈴木 正俊 東北大学, 工学部, 教務職員
檜山 昌之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20302177)
王 磊 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30241524)
|
|---|
| Keywords | PLL / 位相ロックループ / サーボ機構 / 角度検出 / インタポレータ / 内挿器 / NC工作機械 / メカトロニクス |
|---|
| Research Abstract |
回転角の高精度制御が必要となるNC工作機械や一部のロボットにおいては,トルクマッチングのために用いる減速歯車の伝達誤差やバックラシュ,伝達剛性等により制御精度や系の安定性が決定されるのが普通である.そのため,例えば、サーボモータを負荷に直結して減速機を取り去るダイレクトドライブが行われている.し力かし,ダイレクトドライブは,精度的には極めて優れているが,大トノレクのサーボモータを必要とすることや出力軸からみた軸慣性モーメントの低下を補うための補償器が大がかりになるなどにより,製造コストが高くなりがちであった.
本研究は,トラクションドライブの伝達誤差の周波数分析の結果が入力軸の1回転を基本とする基本周波数付近の低い領域に主に周波数成分を有することから,トラクションドライブを減速機構に用いると,モータの応答速度を極端に高めなくても十分な誤差補償が可能となることに着目したものであり,大トノレクで高速高精度の角度制御を必要とするサーボ機構への応用が期待されるものである.
トラクションドライブを減速機に用いたサーボ機構を実現するには,トラクションドライブの動特性を明らかし,トラクションドライブ特有のスリップを考慮した制御法を開発するとともに,外乱トルクの変動に対するサーボ剛性を向上させる研究を行う必要があるが,平成10年度においては,スリップを高精度で検出する研究と動的なトルク伝達特性を明らかにする研究を行った.はじめに,スリップ量を検出するために用いているロータリエンコーダの波形歪みの影響を除くため,非正弦波2相型PLLの研究を行った.実験の結果,非正弦波2相型PLLにより,エンコーダの2相信号を高精度で内挿できることが分かったので,この2相型PLLを用いてスリップ量を高分解能で測定することを試みたところ,十分な精度で測定可能なことが確認された.次に,この非正弦波2相型PLLを用いて,スリップ量と負荷トルク変動との関係,すなわち動伝達特性を求めた.伝達特性の測定は,ローラの偏芯等の影響を受けて,予想以上の困難が伴ったが,入力信号と出力信号の相関をとる相関法を用いた測定法を試み,動特性を精度よく求めることに成功した.これは,優れた成果である.
|
-
[Publications] Lei Wang and Takashi Emura: "A High-precision Positioning Servo-controller Using Non-sinusoidal Two-phase Type PLL" Proceedings of Mechatronics'98. 1. 103-108 (1998)
-
[Publications] Lei Wang and Takashi Emura: "A High-Resolution Servomechanism That Uses Traction Drive by Non-Sinusoidal Two-Phase type PLL Method" Proceedings of 1998 Japan-U.S.A.Symposium on Flexible Automation. 1. 521-528 (1998)
-
[Publications] T.Emura,L.Wang,Y.Kato,and Y.Teshigawara: "A Synchoronous Controller and Experiments of A Productive Type NC Gear Grinding Machine" Proceedings of 1998 Japan-U.S.A.Symposium on Flexible Automation. 1. 529-536 (1998)
-
[Publications] Lei Wang and Takashi Emura: "High-Precision Interpolating Using Two-Phase Type PLL for Encoders That Have Distorted Waveforms" Proceedings of the 1997 IEEE International Conference on Intelligent Processing Systems. 1. 82-87 (1997)
-
[Publications] 江村超,王磊,陳辛波: "トランクションドライブを用いたサーボ機構の研究,(第1報,基本特性の測定と滑り速度フィードバック補償の提案)" 日本機械学会論文集-C. 62. 141-148 (1996)
-
[Publications] Takashi Emura and Lei Wang: "Application of Traction Drive to Constant-Velocity Servomechanisms" Proceedings of Mechatronics'96 with M^2VIP. 2. 227-232 (1996)
-
[Publications] M.Yamanaka,H.Nakamura,T.Emura and K.Sugita: "Gear Grinding by Threaded Vitrified-Bonded CBN Wheel" International Journal of The Japan Society for Precision Engineering. 30. 229-234 (1996)
