１キロヘルツ力制御応答が実現する次世代高性能電動射出成形機への挑戦

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24656261
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 大石 潔 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (40185187)
• 研究分担者: 和田 安弘 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (70293248) ; 宮崎 敏昌 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (90321413)
• キーワード: 制御システム / モーションコントロール / 電動射出成形機

研究概要

最終年度の平成25年度は、前年度の研究成果である高速サンプリング力覚センシング手法を、射出成形機の射出軸に実装して、その有効性を検証する。同時に実機への実装の前段階として模擬機による力覚フィードバック制御系の実験を行った。模擬機の成果を用いることで、推定反力と実測値との実験的データ比較や1KHz力制御系の妥当性を検討し、力覚センシングを広帯域化・高性能化を評価した。また、力覚情報をプラスチック樹脂からの反力を考慮した広帯域力覚フィードバック制御法を検討して、シミュレーション解析により理論的検証を行う。これらの検証実験結果を総合し、本研究課題である「１キロヘルツ力制御応答が実現する次世代高性能電動射出成形機」を、実装化の総合評価を行った。
大石研究室に現有している75トン射出圧の電動射出成形機に、実際に高速サンプリング力覚フィードバックを実装した。そして、1KHz力制御応答のための高性能電動射出成形機の製品精度と製造効率、及び、作業効率とエネルギー効率を含めた実験データ収集及び実験データの理論解析を行った。従来法との比較検討を行うために、実験結果に基づいて解析検証を行い、1KHz力制御応答システムが将来的に実装できることを検討した。

研究成果

• [雑誌論文] FPGA-Based High-Performance Force Control System With Friction-Free and Noise-Free Force Observation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. T. Phuong, K. Ohishi, Y. Yokokura, C. Mitsantisuk
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Industrial Electronics 巻: Vol.61, No.2 ページ: pp.994-1008
  • DOI: 10.1109/TIE.2013.2266081
  • 査読あり
• [雑誌論文] サイクロイド減速機の角度伝達誤差に起因した速度振動の拡張状態オブザーバによる抑制法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河原 翔太, 吉岡 崇, 大石 潔, Nguyen Hien, 宮崎 敏昌, 横倉 勇希
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: Vol.134, No.3 ページ: pp.241-251
  • DOI: 10.1541/ieejias.134.241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electro-pneumatic Blended Braking Control of Regenerative Brake and Air Brake based on Estimated Adhesion Coefficient (2014)
  • 著者名/発表者名: Kota Teramoto, Kiyoshi Ohishi, Takahiro Kondo, Shingo Makishima, Keiichi Uezono, Shinobu Yasukawa
  • 雑誌名: IEEJ Journal of Industry Applications 巻: Vol.3, No.1 ページ: pp.75-85
  • DOI: 10.1541/ieejjia.3.75
  • 査読あり
• [雑誌論文] SPMSMにおける電流センサのオフセットとゲイン変動による電流検出誤差の一補正法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮本 直樹, 大石 潔
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: Vol.133, No.6 ページ: pp.627-638
  • DOI: 10.1541/ieejias.133.627
  • 査読あり
• [雑誌論文] すべり加速度に着目した電車の空転再粘着制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 正健, 寺本 晃大, 大石 潔, 牧島 信吾, 上園 恵一, 保川 忍
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: Vol.133, No.6 ページ: pp.577-587
  • DOI: 10.1541/ieejias.133.577
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine Acceleration Control Method Considering Torque Ripple for Hybrid-Type Stepping Motor (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshio Hiraide, Kenji Takahashi, Manuel Nandayapa, Kiyoshi Ohishi
  • 雑誌名: IEEJ Journal of Industry Applications 巻: Vol.2, No.4 ページ: pp.221-231
  • DOI: 10.1541/ieejjia.2.221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of Action/Reaction Forces for the Bilateral Control Using Kalman Filter (2013)
  • 著者名/発表者名: Chowarit Mitsantisuk, Kiyoshi Ohishi, Seiichiro Katsura
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Industrial Electronics 巻: Vol.59, No.11 ページ: pp.4383-4393
  • DOI: 10.1109/TIE.2011.2173092
  • 査読あり
• [雑誌論文] ACサーボモータの速度制御系の応答性能を維持した操作量飽和対策の一手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子 和秀, 大石 潔
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: Vol.133, No.5 ページ: pp.526-535
  • DOI: 10.1541/ieejias.133.526
  • 査読あり
• [雑誌論文] 制御演算低減とトルク応答を両立するIPMSMの自動モード切替型トルク優先制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 花田 敏洋, 高橋 健治, 丹保 辰太郎, 大石 潔, 牧島 信吾, 上園 恵一, 保川 忍
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: Vol.133, No.5 ページ: pp.484-494
  • DOI: 10.1541/ieejias.133.484
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancing transparency on a ball screw teleoperationrobot system using a novel velocity estimation method with FPGA (2013)
  • 著者名/発表者名: Manuel Nandayapa, Chowarit Mitsantisuk, Kiyoshi Ohishi
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: Vol.27, No.3 ページ: pp.211-222
  • DOI: 10.1080/01691864.2013.754078
  • 査読あり
• [学会発表] Robust Sensorless Pressure Control of Electric Injection Molding Machine using Friction-Free Force Observer (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenji Iwazaki, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura, Koichi Kageyama, Masaru Takatsu, Shiro Urushihara
  • 学会等名: IEEE/IES AMC2014
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20140314-20140316
• [学会発表] Integrated Design Method of Force and Current Control Systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi
  • 学会等名: IEEE/IES AMC2014
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20140314-20140316
• [学会発表] Robust Pressure Control of Electric Injection Molding Machine using Automatic Parameter Switching Reaction Force Observer (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Iwazaki, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura, Shiro Urushihara
  • 学会等名: IEEE/IES IECON2013
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 20131110-20131114