2015 Fiscal Year Annual Research Report
コンプライアンスの３次元測定システムを用いた工作機械の振動特性の評価法
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26820021
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
河野 大輔 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80576504)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | コンプライアンス / 工作機械 / 方向依存性 / 俯瞰的評価 / 位置依存性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，３次元的な工作機械のコンプライアンス（動剛性の逆数）を評価する方法を研究した．まず，コンプライアンスの測定システムを構築し，測定結果から３次元空間における任意の方向のコンプライアンスを求める方法を考案した．次に，３次元的なコンプライアンスを俯瞰的に理解できる測定データの表示法を提案した．さらに，異なる機械のコンプライアンスを比較するための評価指標を考案し，２種類の機械のコンプライアンスを評価した．本研究により得られた主な成果は以下の通りである．
（１）圧電素子・力センサ・加速度計を用いたコンプライアンスの測定システムを構築した．構築したシステムを用いて測定した直交３方向のコンプライアンスから，３次元空間における任意の方向のコンプライアンスを求める式を示した．さらに，式によって求めたコンプライアンスが実測値と一致することを検証した．
（２）構築したコンプライアンスの３次元測定システムの測定結果を俯瞰的に理解できる表示法として，コンプライアンスマップを提案した．コンプライアンスマップは極座標プロットを応用し，２次元のグラフにおいて原点からの距離の増大が周波数の増大を表し，偏角が加振方向を表すとした．プロットした点のコンプライアンスの大きさはカラーマップによって表す．本表示法により，方向による共振周波数の違いや，コンプライアンスがしきい値以上となる（つまり振動が大きくて回避する必要のある）方向と周波数を俯瞰的に把握することができるようになった．
（３）異なる機械のコンプライアンスを比較するための評価指標として，コンプライアンスの最大値と，方向による最大値の変動幅を提案した．さらに，提案した評価指標を用いて，２種類の立型マシニングセンタのコンプライアンスを評価した結果，加工機の構造により，コンプライアンスの方向依存性に違いがあることを定量的に示すことができた．
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