Development of prediction system for the vibration characteristics of machine tool feed drive considering contact stiffness of rolling elements

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K21036
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Design engineering/Machine functional elements/Tribology; Production engineering/Processing studies
• Research Institution: Shibaura Institute of Technology (2019); Tokyo Institute of Technology (2016-2018)
• Principal Investigator: Yasunori Sakai 芝浦工業大学, システム理工学部, 助教 (70774769)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 工作機械 / 転がり機械要素 / 接触剛性・減衰 / 周波数応答 / 送り駆動系 / 非線形振動 / トライボダイナミクス / リニアガイド

Outline of Final Research Achievements

The effects of the stiffness and damping of rolling elements in the rolling guide carriage on the frequency response of the rolling guide carriage and the feed drive mechanism supported by the guideway are clarified.

Free Research Field

加工学および生産工学関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究が達成されると，送り駆動系の設計を制御系及び機構の相互作用を検討しながら行える．
これまでは機構設計が先行していた送り駆動系設計を，制御系・機構の側面から試作レスで同時に検討でき，送り駆動系全体の最適設計，ひいては工作機械の高性能化が図れる．また，転動体の接触応力変動の測定技術は，加工中の異常振動のモニタリング技術としても応用可能である．さらに，転動体の剛性・減衰特性を解明できれば，転がり軸受やボールねじなど，案内以外の転がり機械要素やそれらが組み込まれた工作機械の設計開発技術の高度化に貢献できる．