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静圧軸受を内蔵する非接触駆動空気圧サーボを用いた超精密X-Yステージの開発と制御

研究課題

研究課題/領域番号 15K05911
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京電機大学

研究代表者

藤田 壽憲  東京電機大学, 工学部, 教授 (70242279)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード精密機械システム / 機械要素 / 制御工学 / 空気圧 / 超精密位置決め
研究成果の概要

空気圧アクチュエータのピストンを静圧軸受により浮上させることにより、発熱や摩擦のない非接触駆動を可能とする新しいタイプの空気圧サーボアクチュエータを先に実現した。このアクチュエータを用いた単軸ステージでは従来の空気圧の概念を覆す高速・高精度な性能を有する。本研究ではこのアクチュエータを用いてX-Yステージを構成する方法を提案し、配管を内蔵させたコンパンクかつ高精度なステージを設計・実現した。X-Yステージを構成する際には一自由度に比べ配管が長くなり、制御性能が低下する。そこでX-Yステージを駆動するために必要な制御方法を検討した。シミュレーションではあるが、提案した制御法の有効性を確認できた。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] サーボ弁の動特性を考慮した空気圧駆動システムのH∞制御2017

    • 著者名/発表者名
      金澤 直弥,藤田壽憲
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第54期総会・講演会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 静圧軸受エアステージ駆動のためのサーボ弁特性を考慮した目標軌道生成法2017

    • 著者名/発表者名
      直井誠,藤田壽憲
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第54期総会・講演会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 離散時間系を考慮した静圧軸受エアステージの軌道制御2017

    • 著者名/発表者名
      直井 誠,杉山洋樹,藤田 壽憲
    • 学会等名
      日本機械学会 第 15 回「運動と振動の制御」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 非線形フィードフォワードによる静圧軸受エアステージの軌道制御2017

    • 著者名/発表者名
      杉山洋樹,藤田壽憲
    • 学会等名
      日本機械学会 山梨講演会 講演論文集
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 管路の有限要素モデルに基づいた空気圧容器の圧力制御2017

    • 著者名/発表者名
      中澤友宏,下川利樹,藤田壽憲
    • 学会等名
      計測自動制御学会 第5回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] サーボ弁の動特性を考慮した静圧軸受エアステージの軌道制御 ― 提案した目標軌道の有効性の検証 ―2016

    • 著者名/発表者名
      畠山径, 藤田 壽憲
    • 学会等名
      平成28年度秋季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      青森市文化観光交流会館(青森県青森市)
    • 年月日
      2016-10-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] サーボ弁の動特性を考慮した静圧軸受エアステージの追従制御2016

    • 著者名/発表者名
      直井誠, 畠山径, 藤田壽憲
    • 学会等名
      日本機械学会 第16回機素潤滑設計部門講演会
    • 発表場所
      グランディア芳泉(福井県あわら市)
    • 年月日
      2016-04-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] H∞ control of the pressure in chamber with pipe2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota DATE,Toshinori Fujita and Kenji SAITHO
    • 学会等名
      FLUCOME Committee
    • 発表場所
      カタール大学(カタールドーハ)
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サーボ弁の動特性を考慮した空気圧サーボシステムの制御2015

    • 著者名/発表者名
      藤田壽憲,畠山 径
    • 学会等名
      日本機械学会 山梨講演会
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県甲府市)
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 管路を有する容器内圧力のH∞制御2015

    • 著者名/発表者名
      伊達亮汰,藤田壽憲,斉藤健二
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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