| 研究概要 |
本研究では,スチールベルト駆動機構の特長を生かした高速・高精度位置決めを実現することを目的に,下記のことを行った.なお,購入したデータ解析,制御系設計装置は,データ処理,制御系の設計などに利用した.
(1)スチールベルト駆動機構の計測・制御系
本研究で対象としている機構は,可動範囲が200mm以上ある.この範囲でサブミクロン以下の測定精度を得るために,レーザ測長機を取り付けた.またデータ処理能力を向上させるため,演算処理装置を高性能なものに交換した.
(2)機構のダイナミックス
ステップ高さを変えた位置決め実験を行った結果,機構の動特性が変位領域の大きさによって変化することが分かった.そこで次に,ナノメートルオーダからミリメートルオーダの範囲の動特性のモデル化を検討した.その結果,領域を10μm〜1mmとその前後用の3種類のダイナミックスモデルで,機構の動特性を表現できることが分かった.但し10μm〜1mmの領域は,その前後の境界領域としての色彩が濃く,他の領域に比べ,実際の機構の特性を精密にモデル化するのは困難であった.
(3)位置制御
機構のダイナミックスモデルを利用して,各変位領域での位置制御実験を行った.コントローラは,各変位領域毎に設計した.その結果,いずれの領域においても位置決め精度を0.1μmまで実現できた.精度限界は,現在設置環境の問題のため,センサの性能を十分発揮できないことにある.今後は,この点を改善し,さらなる高精度化を図る必要があると考えている.
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