1993 Fiscal Year Annual Research Report
非円形歯車加工用NC工作機械とその制御に関する研究
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04650206
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
江村 超 東北大学, 工学部, 教授 (80005503)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒川 章 東北大学, 工学部, 助手 (60184264)
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Keywords | 非円形歯車 / NC工作機械 / メカトロニクス / CAD / CAM / NC歯車加工機 / 回転誤差補正 / 操舵機構 |
Research Abstract |
近年,非円形歯車の重要性が認識され,需要が急激に伸びている.しかし,従来の設計方法や加工方法では,需要に対する生産が追いつかないため,量産可能な加工機の開発が強く望まれるようになっている.たとえば,非円形歯車の設計は,通常の円形歯車と異なり,実際の使用条件に依存した複雑な計算を伴うため,コンピュータを用いた総合的な開発システムが必要となってくる.本研究では,非円形歯車の生産性の向上を高めるために,非円形歯車加工用NC工作機械の性能向上を図るとともに,CAD/CAM用のソフトウェアを開発し,非円形歯車の設計から加工までの能率向上を目的としている. 本研究における研究実績は次のとおりである.まず,既存のギヤシェーパとホブ盤の駆動系を改造し,非円形歯車を高精度に加工することが可能なNC歯切り盤とした.次に,非円形歯車の一つの応用例として,ウォーム減速器の回転誤差補正機構に非円形歯車を用いることを提案し開発したCADシステムによって,そのような非円形歯車が容易に切削可能であることを明らかにした.特にこの中で提案されたフーリエ変換を用いた誤差補正曲線は,従動側,駆動側のどちらのピッチ曲線も閉曲線となることが保証される曲線であり,連続回転が可能な不等速伝達機構の設計に非常に有効となる.本CADシステムは,このフーリエ変換による設計手法を含んでおり,従来から行われている経験的な設計手法と比較して極めて効率的に非円形歯車の設計を行うことを可能とした.また,非円形歯車の新たな応用例として,移動車の操舵機構に非円形歯車を用いることを提案し,操舵機構用非円形歯車が単純なだ円系歯車となることを明らかにした.提案された機構は,旋回半径を極めて小さくできる利点を有し,また,だ円系歯車は量産可能な非円形歯車の1つであるため,将来,各種の移動車への搭載が期待される.
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Research Products
(7 results)
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[Publications] T.Emura,L.Wang,A.Arakawa: "A STUDY ON A HIGH-SPEED NC GEAR GRINDING MACHINE USING SCREW-SHAPED CBN WHEEL" ASME International Power Transmission and Gearing Conference. 89-96 (1992)
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[Publications] TAKASHI EMURA,AKIRA ARAKAWA,MICHIAKI HASHITANI: "DEVELOPMENT OF HIGH SPEED SERVO-SPINDLE FOR NC GEAR GRINDING MACHINES" International Journal of Mechatronics. 2. 417-432 (1992)
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[Publications] Takashi EMURA,Akira Arakawa: "A New Steering Mechanism Using Noncircular Gears" JSME International Journal. 3. 604-610 (1992)
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[Publications] Akira Arakawa,Takashi Emura: "Trajectory Generation for Mobile Robots Using Elliptical Curves" Proceedings of the 6th International Conference on Advanced Robotics. 579-584 (1993)
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[Publications] Akira Arakawa,Takashi Emura,Masahiko Hiraki,Lei Wang: "Control of a Quadruped Robot using Double Crank-Slider Mechanism" Proceedings of the IEEE International Conference on Systems,Man and Cybernetics. 4. 157-162 (1993)
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[Publications] Takashi Emura,Lei Wang,Akira Arakawa: "A High-Resolution Interpolator for Incremental Encoders by Two-Phase Type PLL" Proceedings of the International Conference on Industrial Electronics,Control and Instrumentation. 3. 1540-1545 (1993)
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[Publications] Edited by J.R.Hewit Preston,Buur,Patarinski,Vaha Emura,Weston and Aleksander: "Mechatronics" Springer-Verlag, 315 (1993)