インテリジェントガイドによる工作機械サーボ特性の改善に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450058
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 垣野 義昭 京都大学, 工学研究科, 教授 (00026204)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹下 虎夫 三菱電機(株), 名古屋製作所NCシステム部, 参事(研究職) ; 中村 晋哉 日本精工(株), 精密技術開発センター, 部長(研究職) ; 松原 厚 京都大学, 工学研究科, 助教授 (80243054)
• Keywords: サーボ系 / 振動減衰 / 油圧制御系 / CNC工作機械 / 直道ガイド

Research Abstract

1.接触型インテリジェントガイド評価実験装置の設計・製作
ガイドレール側面からブレーキシューで接触圧力を加えることによって,テ-ブルとガイドの間の摺動抵抗を動的に制御することが出来る直動案内機構を提案し,評価実験装置を設計・製作した.アクチュエータには油圧シリンダを用い,油圧制御にはデジタル制御された高速電磁弁を用いた.この油圧制御系を送り駆動系に組み込み,特に工作機械の高速化,高加速化において,サーボ系の安定性や軌跡精度に悪影響を及ぼす構造振動の減衰特性向上を図った.油圧制御系の帯域が最大60Hzと限界があるものの,それ以下の低周波数の構造振動に関しては適切な減衰を負荷し,応答性を向上できることを実験にて確認した.
2.ボールねじ送り駆動系のための減衰制御理論の比較検証
機械の構造振動やボールねじの縦振動など送り駆動系の振動要因に対し,テーブル速度とモータ速度の差速度をフィードバックことによって減衰特性を改善する手法の検証を行った.特に差速度をサーボモータの制御系にフィードバックする手法と,テーブルに直接制御力を与える手法の理論的な比較検証を行った.テーブルに直接制御力を与える手法として,上記の接触型インテリジェントガイドの他に,リニアモータを用いた非接触式の摺動抵抗制御装置も開発し,評価実験装置を用いてその効果を確認し,接触型インテリジェントガイドとの比較を行った.

Research Products

• [Publications] 松原 厚, 茨木 創一, 垣野 義昭, 遠藤 雅也, 梅本 雅資: "NC工作機械送り系の振動制御(第1報) -速度制御則の比較-"2001年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 505 (2001)
• [Publications] 松原 厚, 垣野 義昭, 梅本 雅資: "相対速度フィードバックによるNC工作機械送り駆動の高速・高精度化(第1報)-制御理論-"2001年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 452 (2001)