2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12650129
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| Research Institution | Shizuoka Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
大塚 二郎 静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (30016787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱村 実 静岡理工科大学, 東芝機械(株) 技術研究所, 研究員
越水 重臣 静岡理工科大学, 理工学部, 講師 (20267868)
丹羽 昌平 静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (30023287)
先生 宗弘 先生精機(株), 常務取締役
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| Keywords | 超精密位置決め / 非線形外乱オブザーバ / 象現突起 / 1nm分解能 / フィードバック制御 / PI-D制御 |
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| Research Abstract |
(1)1nm分解能のリニアスケールを変位フィードバック用センサとする一軸の位置決め装置を製作した。
(2)アメリカのCanudasらがすべり案内をブラシモデルで表す方法を提案した。本研究者は転がり要素のうち、
(i)リニアボールガイドの非線形ばね特性
(ii)DCサーボモータのロータ軸の玉軸受とブラシのより発生する非線形ばね特性の両者をブラシモデルにも適用できることを明らかにした。
(3)理論の上では転がり摩擦力F_0を非線形オブザーバにより推定可能かつ補償可能にしたが、実験で確認するにまでに至らなかった。
(4)製作した一軸の位置決め装置の3ヶ所(DCサーボモータのロータ軸、ボールねじ、リニアボールガイド)の非線形ばね特性をブラシモデルで表した制御系を構築した。これらの非線形ばね特性が制御系の与える影響もほぼ解明したが、パソコンの能力不足でシミュレーションまではできなかったので、今後一部分を線形化することによりシミュレーション可能にして、実際の一軸位置決め装置の位置決めに役立てる。
(5)位置決めの実験について
(i)製作した一軸の位置決め装置をテーブルの大変位領域(転がり領域)と小変位領域(非線形ばね領域)に分けてPI-Dフィードバック制御を行って位置決め分解能1nm、位置決め誤差(ばらつき誤差、かたより誤差)をサブnmにすることができた。
(ii)(3)の手法を用いてXYテーブルにおける円弧補間時の象現切替え誤差を補償するには至らなかった。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] 大塚二郎,青木一平,石河智海: "転がり要素の非線形ばね特性の研究(第1報、簡易測定法)"精密工学会誌. 66巻6号. 944-949 (2000)
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[Publications] 大塚二郎、羽山定治、大橋康二: "精密・超精密位置決めの現状と将来予測"精密工学会誌. 67巻2号. 173-178 (2001)
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[Publications] 大塚二郎: "静岡県の精密技術についてのアンケート調査"静岡理工科大学 紀要. 7号. 221-228 (2000)
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[Publications] 大塚二郎: "精密・超精密位置決め((1)ミクロンからナノ・ピコに至る過程)"日経メカニカル. 556号. 110-122 (2001)
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[Publications] 大塚二郎: "高速化にパラレルメカニズム、リニアモータ、ボールねじのどれがいいか"2000年度モーションエンジニアリング展 ガイドブック. 14-20 (2000)
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[Publications] 大塚二郎: "高精度・高速化を追究する-精密位置決め技術"日刊工業新聞 日本国際工作機械見本市特集号. 2000年10月27日号. 51-52 (2000)
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[Publications] 大塚二郎(編集委員長)大塚二郎 他64名: "次世代精密位置決め技術"フジ・テクノシステム. 649 (2001)
