2018 Fiscal Year Annual Research Report
光学材料の超精密研削におけるクラック抑制サーボ制御手法の開発
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18H01353
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
柿沼 康弘 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70407146)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | プロセス監視 / プロセス制御 / 超精密加工 / 研削 / クラック抑制 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，光学レンズの超精密研削加工におけるクラック抑制サーボ制御手法を開発することを最終目的としている．初年度は，各駆動軸のサーボ特性がクラック発生に与える影響を評価した．はじめに，超精密非球面加工機にインプロセスでサーボ情報をモニタリングするシステムを構築し，サーボ情報から研削砥石接線方向の加工負荷ならびに被削材鉛直方向加工負荷を推定する手法を開発した．具体的には工具主軸のサーボ制御系の特性を活かして，回転速度変化から砥石接線方向の加工負荷を，並進軸に採用されているリニアモータ駆動系のモータ電流情報から被削材鉛直方向の加工負荷を推定した．次に，本手法を用いて，光学ガラスの超精密研削時に生じる各軸の加工負荷とクラック発生率を評価した．その結果，砥石接線方向の推定加工負荷の平均値とクラック発生率とは相関があることがわかった．一方で被削材鉛直方向負荷はクラック発生率と直接的な相関がみられなったが，単位除去体積あたりの鉛直方向研削エネルギを指標として導入することによりクラック発生を検知できる可能性を示した．
また，微小な衝撃的負荷変動からクラック発生を検知するために，サーボ情報とセンサ情報を統合して加工負荷を広帯域に推定するセンサ援用外乱オブザーバの開発にも着手した．センサの設置位置が大きく影響することが明らかになり，サーボ情報とセンサ情報を統合する場合，機械構造を十分に考慮する必要があることがわかった．この結果を踏まえ，センサ援用外乱オブザーバの開発を続け，次年度に完成させる計画である．
以上より，本研究は当初の計画通り，順調に進んでいる．また，上記成果を生産工学に関する国際学会にて発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請当初に計画した実施項目をすべて遂行し，着実に研究成果をあげていることから，おおむね順調に進展していると言える．また，生産工学分野で世界的に著名な研究者が集う国際会議にて成果発表を行うに至った点からも順調と判断できる．
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| 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．2019年度は，センサ援用外乱オブザーバの開発を引き続き行い，クラック抑制サーボ技術の開発に着手する計画である．
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