1999 Fiscal Year Annual Research Report
リニアモータ応用工作機械による高速・高精度加工に関する研究
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10450057
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
垣野 義昭 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00026204)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中川 平三郎 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (50033345)
松原 厚 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80243054)
井原 之敏 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90213199)
竹下 虎男 三菱電機名古屋製作所, NCシステム部, 参事
苅田 充二 神鋼電機株式会社, 開発部, 次長
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| Keywords | リニアモータ / 工作機械 / 送り駆動系 / 高速加工 |
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| Research Abstract |
平成10年度に続き,リニアモータを応用した高速・高加速減速マシニングセンタを行程集約型の変種変量生産システムの母機として活用するための基礎的研究を継続した。主な研究成果は以下の通り。
(1)送り系サーボ特性向上のための送り駆動機構にサブアクチュエータを配置し,減衰特性を向上できるかの研究を行った。テストスタンドにおいてシニアモータをサブアクチュエータ,リニアスケールをセンサとして導入し,ハイパスフィルタと比例ゲインで構成した減衰制御系を実装した結果,主送り駆動系の速度ゲインを80%増加することができた。これにより応答性・サーボ剛性が向上できることを確認した。
(2)リニアモータ応用工作機械の基本切削性能を評価するため,高速フェースミル・エンドミル加工を行った。加工材料は自動車のシリンダーブロックやエンジンブロックを想定して,アルミ鋳物(ADC12)と鋳鉄(FC25)とした。ADC12とFC25のフェイスミル加工(工具は,それぞれ焼結ダイヤモンド,焼結CBNを使用)においては,高速切削条件下においても,それぞれ4.6μmRy,2.5μmRyの表面あらさが得られた。また,パスのつなぎ目の段差は問題にならず,Z方向には十分な剛性があることが検証された。この結果ボールねじ駆動工作機械と同様の加工精度を2.5〜2倍の加工能率で得られたことになる。コーティング超硬工具を使用したADC12の高速エンドミル加工の結果,表面あらさは15μmRyとなり,ボールねじ駆動工作機械に比べて劣っていた。これはY軸方向の剛性が低いためで,送り系のサーボ剛性不足によるものであると考えられる。
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