| 研究概要 |
本研究は,平成2年度文部省科学研究費補助金(一般C)の研究課題「NC工作機械用サーボスピンドルの2相PLL制御に関する研究」を発展させ,実用化をはかるものである.本研究の応用としては,例えばNC同期式歯車研削盤を挙げることができるが,現在実用となっているものは,工具最高回転速度の制限から加工能率が極端に低い,本研究では,最高回転速度を従来の5倍という高い値に設定し,研究代表者の提案になる2相PLLを従用して超高速同期システムを実現することにした.
本年度は主に,高速回転サーボスピンドルの機構部の製作と,2相PLLの動特性のコンピュータシミュレーション,および平成3年度に完成した超高速NC同期回路を用いたスピンドルの制御実験を行った.サーボスピンドルは,軸受けやシールの構造,機械的強度,回転の動バランス調整等に特に留意した設計・製作を行った結果,12,000rpm以上の安定した高速回転が容易に得られることが確認された.また,本研究の超高速NC同期システムには2相PLLが各所に用いられているが,この2相PLLの特性が同期性能を左右するといっても過言ではないため,実機による制御実験の前に,システム全体の動特性をも考慮にいれた2相PLLの挙動シミュレーションを行った.高速コンピュータによるシミュレーションの結果,上述の高速回転においても極めて高精度な同期回転が実験され得ることがわかった.さらに,このシミュレーションによって得られた制御パラメータを用いて,実機による同期回転制御の予備実験を行った結果,2相PLL回路により,モータ駆動回路等が発生する強力なノイズに埋もれた同期信号を,安定に抽出することが可能となり,実用上十分な精度で超高速同期回転が保たれることが確認された.
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