| 研究課題/領域番号 |
06555044
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
小野 京右 東京工業大学, 工学部, 教授 (40152524)
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| 研究分担者 |
植本 浩紀 リコー, 生産技術研究所, 主任研究員
崔 長植 東京工業大学, 工学部, 教務職員 (00242280)
山本 浩 埼玉大学, 工学部, 助教授 (20220494)
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| キーワード | 静圧空気軸受 / 超精密加工機用エアスピンドル / 動剛性最大設計 / ランダム外乱力変位反応 / 回転精度 / 円周・格子溝軸受 / 高減衰空気軸受 |
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| 研究概要 |
1.広帯域ランダム外乱力に対する変位応答のrms値を最小とする空気軸受設計法 研削加工力のような広帯域ランダム外乱力に対する変位応答を最小にするには「静剛性×√減衰比」を最大にすればよいことを明らかにし、変位応答のrms値を最小(動剛性最大)とするエアスピンドルの最適設計法を確立した(裏面の学会発表2件を日本機械学会論文として投稿済み)。
2.超精密加工機用空気受軸の製作・調整・特性測定 上記1項の設計法に基づいて、動剛性を最大とする空気軸受を製作・調整・特性測定を行い、すきま設計値5μmに対して、等価すきま4〜4.5μmの特性が得られていることを確認した。このため測定値は設計値に対して消費流量、静剛性が小さく共振点が高くなる。減衰比は理論的にはやや高くなるはずであるが、測定値では理論設計値の70〜90%にとどまった。またロータの曲げ振動数は計算値通り7.26kHzが得られた。
3.動的変位応答の3б値が10nm/N以下の動剛性の実現 スラスト板の端の打撃によるコンプライアンス応答関数特性から、rms値が1Nで5kHzの広帯域一様外乱力が作用したときの変位応答が3бが、スラスト方向ではスラストモード3nm、アンギュラーモード3nmで合成しても5nm以下、ラジアル方向ではラジアルモード5nm、アンヒュラーモード4nmで合成しても7nm以下であることを明らかにし、"rms値1Nの外乱力に対する変位応答の3бが10nm以下"という目標値を満たす高剛性エアスピンドルの回転精度 空気軸受ブロックにモータ・エンコーダを取り付け、エアスピンドルとしての回転中の非再現性成分を測定し、1000〜3000rpmで振動の標準偏差が10nm以下であることを確認した。3月末までに軸心振れの再現成分の測定と高回転速度下での軸振動評価を行い、試作エアスピンドルの回転精度と動剛性を総合評価する。
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