2014 Fiscal Year Research-status Report
5軸能動制御式ベアリングレスモータを搭載した超精密・高性能加工機の研究開発
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26630024
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
朝間 淳一 静岡大学, 工学研究科, 准教授 (70447522)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 磁気浮上 / ベアリングレスモータ / 磁気軸受 / 精密加工 / マイクロエンドミル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光学部品の金型加工などの超微細加工において，リソグラフィ・レーザ加工と比べ生産性・コストの点で優位なマイクロエンドミル加工が脚光を浴びている．しかし，既存のエアタービン駆動方式では，切削抵抗による回転数低下，刃の回転振れ等が原因で加工精度が低い．これに対し，本研究では，5軸能動制御式磁気浮上ベアリングレスモータを加工機に応用し，スピンドルのトルクと位置・姿勢を非接触で超精密に制御することで，課題解決を図り，さらに5軸制御電流から刃に作用する切削力をリアルタイム測定することで，切削力をフィードバックした精密な加工を実現することを目的としている．平成26年度は，加工と位置決め制御・精度に影響を及ぼさないモータ構造を検討した．具体的にはトルクリプルを低減する表面磁石貼付形永久磁石モータの巻線構造を提案，理論的に解析し，有限要素法により確認を行った．各相の1スロットあたりの巻線数を変更することで，起磁力の空間高調波の特定成分を零とし，トルクリプルを低減する構造を設計した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成26年度は，5軸能動制御式磁気浮上ベアリングレスモータを加工機に応用し，超精密位置決めを実現するため，支持制御に影響を及ぼさないことを目指した低トルクリプルのモータを試作し，性能評価を目的としていたが，設計にとどまったため，やや遅れていると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
速やかにモータの試作と性能評価を行い，低トルクリプルであることを実証する．また，磁気軸受を設計，試作し，超精密5自由度制御形ベアリングレスモータを製作し，位置決め実験，および加工実験を行う．
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| Causes of Carryover |
5軸能動制御式磁気浮上ベアリングレスモータのテスト機を，平成26年度に試作できなかったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
5軸能動制御式磁気浮上ベアリングレスモータのテスト機の試作費用，およびトルクメータと検出器，負荷試験装置の購入費用とする．
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