2019 年度研究成果報告書

電空ハイブリッド超精密鉛直位置決めステージの高機能化

研究課題

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研究課題/領域番号	17K06098
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	生産工学・加工学
研究機関	福岡工業大学
研究代表者	加藤友規福岡工業大学, 工学部, 准教授 (20390429)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	超精密位置決め / 電空ハイブリッド / バランスシリンダ / 圧力制御 / 力制御 / 外乱オブザーバ / 工具損耗推定 / エアパワー
研究成果の概要	本研究課題においては、超精密工作機械に使用される電空ハイブリッド方式の超精密鉛直位置決めステージ（電空ハイブリッド鉛直ステージ）の高機能化を目的とし、次の成果を得た．・工作機械のツールチェンジ時のバランスリシンダ内の圧力をフィードフォワード制御により補償する方法について、消費エネルギーの観点から検証実験を行い、リニアモータの出力を有効に軽減できていることを確認した。・電空ハイブリッド鉛直ステージのバランスシリンダ内の圧力を制御することによる力制御の方法を提案し、鉛直方向の切削力は外乱オブザーバにより推定できることや、ステージの定位性について確認した。
自由記述の分野	機械工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、空気圧サーボの制御技術を応用することにより、超精密工作機械に使用される電空ハイブリッド方式の超精密鉛直位置決めステージの高機能化を目的とした。工作機械のツールチェンジ時のバランスリシンダ内の圧力を適切に制御する方法を提案して、効果を実証した。また、ステージの力制御と力推定に関する方法を提案し、特性を評価した。超精密生産加工の高効率化・高精度化に貢献するひとつの基礎技術を確立したという所に、学術的・社会的な意義がある。