2016 Fiscal Year Annual Research Report
状態融合外乱オブザーバを応用した軸統合型広帯域加工力推定による革新的プロセス監視
| Project/Area Number |
15H03904
|
|---|
| Research Institution | Keio University |
|---|
Principal Investigator |
柿沼 康弘 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70407146)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 工作機械 / プロセス監視 / オブザーバ / 知能化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ボールねじ駆動のNC工作機械におけるサステイナブルな異常加工監視を実現するために，多慣性モデルに基づく状態融合外乱オブザーバを全駆動軸に搭載し，各軸から得られる推定加工力を3次元空間で統合することで高精度なセンサレス加工力推定技術を確立する．平成28年度は，各軸から得られる推定加工力情報の帯域別統合による軸統合型広帯域加工力推定技術（軸統合加工力推定）の開発を行うことを目標とした．具体的には，①多軸加工機における広帯域かつ高精度な加工力推定手法として軸統合加工力推定の提案②各ステージ及び主軸に状態融合外乱オブザーバを適用した小型3軸加工機を製作し，切削試験により提案手法の有効性を検証した．①に関して，初年度に開発した状態融合外乱オブザーバを更に発展させ，オブザーバとモード分解手法を応用した振動モードによる切削力推定理論を提案し，軸統合を図った．②に関して，提案した振動モードによる切削力推定手法を全軸に実装した3軸加工機を製作し，本手法の有効性を切削試験により評価した．本手法により，切削力の推定精度は飛躍的に向上することがわかり，力センサと比較したところ，振幅60Nの切削力に対して誤差は10%以下であった．また，静止軸における切削力を推定できることを明らかにした．
また，最終年度の研究をスムーズに進めるため，びびり振動の監視手法開発にも着手した．振動モードによる状態融合外乱オブザーバによりびびり振動の位相差を推定する手法を提案し，その有効性を評価した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度計画した研究目標は十分に達成され，平成29年度に計画しているプロセス監視の開発にも取り掛かっており，びびり振動の検知手法については理論および実験的評価も実施した．また，機械加工分野ではインパクトファクタ―の高い論文誌に2編掲載も決定し，特許出願ならびに国際会議発表においてベストペーパーアワード（約200件発表のうち1件）も受賞した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画は順調に進んでおり，引き続き計画変更せずに進める．平成29年度は，本手法を応用したプロセス監視技術の開発を進める．
|
