高速・高精度・大ストロークを有する，放電加工用５自由度制御型アクチュエータの研究

• 研究課題/領域番号: 23560169
• 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: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 日本工業大学
• 研究代表者: 張 暁友 日本工業大学, 工学部, 准教授 (30431985)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 機械要素 / 放電加工 / 磁気駆動 / アクチュエータ

研究概要

本研究では，ミリメートルオーダーのストロークを有する，高速・高精度な３自由度制御型磁気駆動アクチュエータの構成と駆動原理を検討し，大ストロークを実現する可能な磁気軸受を設計した．また，高速,高精度な位置決め・軌跡制御を実現する可能な，アクチュエータの制御系・電気系を検討し，その性能評価を行った．試作した磁気浮上アクチュエータは，1.0μm以下の位置決め分解能，2mmのフルストロークを実現した．また，スラスト方向には100Hz以上のバンド幅，ラジアル方向には50Hz程度のバンド幅を有した．また，試作アクチュエータを従来放電加工機に取り付け，放電加工システムを構築した．

研究成果

• [雑誌論文] A 3-DOF Controlled, High-Speed, High-Precision Local Actuator for Micro Electrical Discharge Machining (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, T. Ishizuka and K. Uchiyama
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials(Trans Tech Publications) 巻: Vols. 423-426 ページ: 2821-2824
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 3-DOF Controlled, High-Speed, High-Precision Local Actuator for Micro Electrical Discharge Machining (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, T. Ishizuka, K. Uchiyama
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials(Trans Tech Publications) 巻: 423-426 ページ: 2821-2824
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Magnetic Drive Actuator for Micro Electrical Discharge Machining (2012)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, A. Kifuji and D. He
  • 雑誌名: Advanced Materials Research(Trans Tech Publications) 巻: vol.591 ページ: 303-306
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Magnetic Drive Actuator for Micro Electrical Discharge Machining (2012)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, A. Kifuji, D. He
  • 雑誌名: Advanced Materials Research (Trans Tech Publications) 巻: 591-593 ページ: 303-306
  • 査読あり
• [学会発表] 大ストロークを有する放電加工用磁気・静圧ハイブリッド駆動アクチュエータ (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中聡,張暁友
  • 学会等名: 2014年度精密工学会春季大会学術講演会講演集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] 大気圧不均一放電加工用高速・高精度3自由度制御型アクチュエータの研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石塚知宏,内山公貴,張暁友
  • 学会等名: 2013年度精密工学会秋季大会学術講演会講演集
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] A 3-DOF Controlled, High-Speed, High-Precision Local Actuator for Micro Electrical Discharge Machining (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, T. Ishizuka and K. Uchiyama
  • 学会等名: 2013 3rd International Conference on Applied Mechanics, Materials and Manufacturing (ICA3M 2013)
  • 発表場所: Dalian, China
  • 年月日: 2013-08-25
• [学会発表] A Magnetic Drive Actuator for Micro Electrical Discharge Machining (2012)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, A. Kifuji and D. He
  • 学会等名: Proceedings of the 2012 International Conference on Manufacturing Engineering and Automation (ICMEA 2012)
  • 発表場所: Guangzhou, China
  • 年月日: 2012-11-18
• [学会発表] 大ストロークを有する放電加工用磁気駆動アクチュエータ (2012)
  • 著者名/発表者名: 木藤明世,張暁友,何東覚
  • 学会等名: 第9回生産加工・工作機械部門講演会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2012-10-27
• [学会発表] A 3-DOF Controlled, High-Speed, High-Precision Local Actuator for Micro Electrical Discharge Machining
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, T. Ishizuka, K. Uchiyama
  • 学会等名: 3rd International Conference on Applied Mechanics, Materials and Manufacturing (ICA3M 2013)
  • 発表場所: Dalian Zhongxia Garden Hotel, Dalian, China
• [学会発表] 放電加工用高速・高精度3自由度制御型アクチュエータの研究
  • 著者名/発表者名: 石塚 知宏，内山 公貴，張 暁友
  • 学会等名: 2013年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 関西大学 千里山キャンパス（大阪）
• [学会発表] 大ストロークを有する放電加工用磁気・静圧ハイブリッド駆動アクチュエータ
  • 著者名/発表者名: 田中 聡，張 暁友
  • 学会等名: 2014年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京大学 本郷キャンパス（東京）
• [学会発表] A Magnetic Drive Actuator for Micro Electrical Discharge Machining
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, A. Kifuji, D. He
  • 学会等名: 2012 International Conference on Manufacturing Engineering and Automation
  • 発表場所: Guangzhou, China
• [学会発表] 大ストロークを有する放電加工用磁気駆動アクチュエータ
  • 著者名/発表者名: 木藤 明世，張 暁友，何 東覚
  • 学会等名: 第９回生産加工・工作機械部門講演会
  • 発表場所: 秋田，日本