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次世代半導体製造プロセスで必須の高真空対応形スーパークリーンロボットの試作研究

研究課題

研究課題/領域番号 14550218
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関九州大学

研究代表者

金光 陽一  九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00274514)

研究分担者 松田 浩一  九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (80284537)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2002年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードクリーンロボット / 磁気軸受 / 磁気浮上 / 非接触浮上 / 非接触移動 / 無発塵 / バイアス可変制御 / 位相角制御 / Hinfinity 制御 / 非接触 / ロバスト制御 / H-infinity制御 / マイクロステップ駆動
研究概要

スーパークリーンロボットは磁気軸受と磁気浮上の技術を応用して,完全非接触の3次元ロボットを実現することを目的としている.平成13年度までに鉛直方向と鉛直軸周りの運動を司る回転アクチュエータとラジアル方向の移動を司るリニアアクチュエータの単独試験は完了している.
平成14年度には,まず回転アクチュエータのアウターロータに取り付けたリニアアクチュエータの移動中の安定浮上制御について研究した.リニアアクチュエータ単独の非接触浮上において発生した高次固有振動のロバスト不安定発振対策として,その動的モデルを用いて中心位置と最大伸張位置でのH-infinity制御器を設計して,リニアアクチュエータの位置に応じて,両制御器ゲインを調整するゲインスケジュールH-infinity制御器をReal Time Linuxで実現した.回転アクチュエータの超高精度な位置決めを実現するため,回転アクチュエータのステッピングモータの駆動方式としてマイクロ駆動方式を採用し,オープンループで所望の制度を得ることができた.
平成15年度には,リニアアクチュエータのゲインスケジュールH-infinity制御の設計点を中央と両端2カ所,合計3カ所で設計し,線形補間により制御ゲインを設定する方法を実装した.回転アクチュエータの位置決め制御では,所定位置に到達後の自由振動を早急に低減するため,ステッピングモータのパルス発生タイミングの調整を試みた.しかし,この方法だけでは振動が長く続くことを明らかにした.
平成16年度には,回転アクチュエータの移動中及び停止時に発生する回転方向固有振動を短時間に低減し,位置決め時間を短縮するため,回転アクチュエータの回転角速度を検出して,励磁磁極の機械角と電気角の位相補償を採用した.この方法で,回転アクチュエータの移動から静止までの時間の短縮に成功した.
両アクチュエータを同時に作動させるとコリオリ力や遠心力によりリニアアクチュエータにヨー方向と半径方向の振動が大きくなることが判明した.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (26件) 図書 (3件) 文献書誌 (9件)

  • [雑誌論文] Levitation and Travel Control of Magnetically Levitated Linear Arm in Non-Contact Clean Robot2004

    • 著者名/発表者名
      KANEMITSU Yoichi, KIJIMOTO Shinya, MATSUDA Koichi
    • 雑誌名

      Proc.of International Conference on Intelligent Manipulation and Grasping 1

      ページ: 302-307

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of identification method of the fluid/structure interaction forces in turbo machine levitated by active magnetic bearings2004

    • 著者名/発表者名
      Tea-Jin PARK, Yoichi KANEMITSU, Shinya KIJIMOTO
    • 雑誌名

      Proc.of 9^<th> International Symposium on Magnetic Bearings 1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Image-Processing Approach to Vibration Isolation of a Scanning Electron Microscope2004

    • 著者名/発表者名
      K.MATSUDA, Y.KANEMITSU, S.KIJIMOTO, R.TANAKA
    • 雑誌名

      The SPIE Journal of Microlithography, Microfabrication and Microsystems Vol.3 No.1

      ページ: 186-193

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 磁気軸受支持回転体の不つりあいとセンサーランナウトの同定(第2報 重み付き逐次最小法を適用した同定法と実験)2004

    • 著者名/発表者名
      朴泰〓, 金光陽一, 雉本信哉, 松田浩一
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 C編 70-691

      ページ: 656-663

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study on Stability Criteria of Rotor-AMB System2004

    • 著者名/発表者名
      KANEMITSU, Yoichi
    • 雑誌名

      Proc.NEDO-ISO Joint Workshop

      ページ: 3-13

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Levitation and Travel Control of Magnetically Levitated Linear Arm in Non-Contact Clean Robot2004

    • 著者名/発表者名
      KANEMITSU Yoichi, KIJIMOTO Shinya, MATSUDA Koichi
    • 雑誌名

      Proc.of International Conference on Intelligent Manipulation and Grasping

      ページ: 302-307

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of identification method of the fluid/structure interaction forces in turbo machine levitated by active magnetic bearings2004

    • 著者名/発表者名
      Tea-Jin PARK, Yoichi KANEMITSU, Shinya KIJIMOTO
    • 雑誌名

      Proc.of 9^<th> International Symposium on Magnetic Bearings (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Image-Processing Approach to Vibration Isolation of a Scanning Electron Microscop2004

    • 著者名/発表者名
      K.MATSUDA, Y.KANEMITSU, S.KIJIMOTO, R.TANAKA
    • 雑誌名

      The SPIE Journal of Microlithography, Microfabrication and Microsystems

      ページ: 186-193

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of Unbalance and Sensor Runout on Rigid Rotor Supported by Magnetic Bearings (2^<nd> report Identification Method and Experiment by the Weighted-incremental Least Square On-line Mehtod)2004

    • 著者名/発表者名
      Tea-Jin PARK, Yoichi KANEMITSU, Shinya KIJIMOTO, Koichi MATSUDA
    • 雑誌名

      Transaction of the Japan Society of Mechanical Engineers, Series C Vol.70, No.691

      ページ: 656-663

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of identification method of the fluid/structure interaction forces in turbo machine levitated by active magnetic bearings2004

    • 著者名/発表者名
      Tea-Jin PARK, Yoichi KANEMITSU, Shinya KIJIMOTO
    • 雑誌名

      Proc.of 9^<th> International Symposium on Magnetic Bearings 1(CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Active Magnetic Bearings International Standardization2003

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Kanemitsu, Osami Matsushita
    • 雑誌名

      Proc.7^<th> International symposium on magnetic suspension technology(ISMST7)

      ページ: 268-275

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of unbalance and sensor runout on rigid rotor supported by magnetic bearings using weighted-incremental least square on-line method2003

    • 著者名/発表者名
      Tea-Jin PARK, Yoichi KANEMITSU
    • 雑誌名

      Proc.ofAsia-Pacific Vibration Conference 2003

      ページ: 550-555

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 非接触クリーンロボットのリニアアームの浮上制御2003

    • 著者名/発表者名
      金光陽一, 雉本信哉, 松田浩一, 松下晃洋, 西村英高
    • 雑誌名

      第8回「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集

      ページ: 159-162

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of Non-contact Clean Robot (Levitation Control of Linear Actuator)2003

    • 著者名/発表者名
      Akihiro MATSUSHITA, Yoichi KANEMITSU, Shinya KIJIMOTO, Koichi MATSUDA, Hidetaka NISHIMURA
    • 雑誌名

      Proc.JSME NO.03-7(CD-ROM)

    • NAID

      110002483158

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of unbalance and sensor runout on rigid rotor supported by magneticbearings using weighted-incremental least square on-line method2003

    • 著者名/発表者名
      Tea-Jin PARK, Yoichi KANEMITSU
    • 雑誌名

      Proc.of Asia-Pacific Vibration Conference

      ページ: 550-555

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Levitation Control of Linear Arm in Non-contact Clean Robot (Stable travel by changing bias current of AMB)2003

    • 著者名/発表者名
      Yoichi KANEMITSU, Shinya KIJIMOTO, Koichi MATSUDA, Akihiro MATSUSHITA, Hidetaka NISHIMURA
    • 雑誌名

      Proc.8^<th> Symposium on Motion and Vibration Control

      ページ: 159-162

    • NAID

      110002502055

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 能動磁気浮上システムによる微振動制御2002

    • 著者名/発表者名
      渡辺和英, 金光陽一, 原辰次, 芳我尚秀
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編 66-669

      ページ: 63-71

    • NAID

      110002378491

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] クリーンロボットの磁気浮上系の制御に関する研究2002

    • 著者名/発表者名
      松田浩一
    • 雑誌名

      ネスレ科学振興年報 9

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Robust Controller Design of Rotary Actuator of Contact-free Clean Robot Using Magnetic Bearings2002

    • 著者名/発表者名
      Y.Kanemitsu, K.Fujii, S.kijimoto, K.Matsudam, K.Watanabe
    • 雑誌名

      Proc.6^<th> Internationl Conference on Motion and Vibration Control

      ページ: 1110-1115

    • NAID

      110002490117

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Controller Design of an Electromagnetically Levitated Vibration Isolation System2002

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki, Y.Kanemitsu, S.Kijimoto, K.Matsuda
    • 雑誌名

      Proc.8^<th> International Conference on Magnetic Bearings

      ページ: 133-138

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of Unbalance and High Order Sensor Runout on Rigid Rotor Supported by Magnetic Bearing2002

    • 著者名/発表者名
      T.J.Park, Y.Kanemitsu, S.Kijimoto, K.Matsuda, Y.Koba
    • 雑誌名

      Proc.8^<th> International Conference on Magnetic Bearings

      ページ: 355-360

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Levitation Control of Linear Arm in Non-Contact Clean2002

    • 著者名/発表者名
      Yoichi KANEMITSU, Shinya KIJIMOTO, Koichi MATSUDA
    • 雑誌名

      Proc.7^<th> International symposium on magnetic suspension technology(ISMST7)

      ページ: 296-301

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Micro-Vibration Control by Active Magnetic Levitation System2002

    • 著者名/発表者名
      Katsuhide WATANABE, Yoichi KANEMITSU, Shinji HARA, Takahide HAGA
    • 雑誌名

      Transaction of the Japan Society of Mechanical Engineers, Series C Vol.68, No.669

      ページ: 1405-1413

    • NAID

      110002378491

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Robust Robust Controller Design of Rotary Actuator of Contact-free Clean Robot Using Magnetic Bearings2002

    • 著者名/発表者名
      Kanemitsu, Y., Fujii, K., Kijimoto, S., Matsuda, K., Watanabe, K.
    • 雑誌名

      Proc.6^<th> International Conference on Motion and Vibration Control

      ページ: 1110-1115

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Controller Design of an Electromagnetically Levitated Vibration Isolation System2002

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, M., Kanemitsu, Y., Kijimoto, S., Matsuda, K.
    • 雑誌名

      Proc.8^<th> International Symposium on Magnetic Bearings

      ページ: 133-138

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Inentification of Unbalance and High Order Sensor Runouton Rigid Rotor Supported by Magnetic Bearings2002

    • 著者名/発表者名
      Park, T.J., Kanemitsu, Y., Kijimoto, S., Matsuda, K., Koba, Y.
    • 雑誌名

      Proc.8^<th> International Symposium on Magnetic Bearings

      ページ: 355-360

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 磁気軸受ガイドブック2004

    • 著者名/発表者名
      金光陽一, 我妻隆夫, 高橋直彦, 福島康雄, 松下修己
    • 総ページ数
      190
    • 出版者
      日本工業出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Magnetic Bearing Guidebook2004

    • 著者名/発表者名
      Yoichi KANEMITSU, Takao AZUMA, Naohiko TAKAHASHI, Yasuo FUKUSHIMA, Osami MATSUSHITA
    • 出版者
      Nihhon Kogyo Shuppann
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 磁気軸受ガイドブック2004

    • 著者名/発表者名
      金光陽一, 高橋直彦, 福島康雄, 松下修己
    • 総ページ数
      190
    • 出版者
      日本工業出版
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Yoichi KANEMITSU.Shinya KIJIMOTO, Koichi MATSUDA: "Levitation Control of Linear Arm in Non-Contact Clean"Proc.7^<th> International symposium on magnetic suspension technology(ISMST7). 296-301 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yoichi Kanemitsu, Osami Matsushita: "Active Magnetic Bearings International Standardization"Proc.7^<th> International symposium on magnetic suspension technology(ISMST7). 268-275 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tea-Jin PARK, Yoichi KANEMITSU: "Identification of unbalance and sensor runout on rigid rotor supported by magnetic bearings using weighted-incremental least square on-line method"Proc.of Asia-Pacific Vibration Conference 2003. 550-555 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 金光陽一, 雉本信哉, 松田浩一, 松下晃洋, 西村英高: "非接触クリーンロボットのリニアアームの浮上制御"第8回「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集. 159-162 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺和英, 金光陽一, 原辰次, 芳我尚秀: "能動磁気浮上システムによる微振動制御"日本機械学会論文集C編. 68-669. 63-71 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松田浩一: "クリーンロボットの磁気浮上系の制御に関する研究"ネスレ科学振興会年報. 9. 1-6 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kanemitsu, K.Fujii, S.Kijimoto, K.Matsuda, K.Watanabe: "Robust Controller Design of Rotary Actuator of Contact-Free Clean Robot Using Magnetic Bearings"Proc.6^<th> International Conference on Motion and Vibration Control. 1110-1115 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Suzuki, Y.Kanemitsu, S.Kijimoto, K.Matsuda: "Controller Design of an Electromagnetically Levitated Vibration Isolation system"Proc.8^<th> International Symposium on Magnetic Bearings. 133-138 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.J.Park, Y.Kanemitsu, S.Kijimoto, K.Matsuda, Y.Koba: "Identification of Unbalance and High Order Sensor Runout on Rigid Rotor Supported by Magnetic Bearings"Proc.8^<th> International Symposium on Magnetic Bearings. 355-360 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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