2004 Fiscal Year Annual Research Report
次世代半導体製造プロセスで必須の高真空対応形スーパークリーンロボットの試作研究
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14550218
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| Research Institution | KYUSHU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
金光 陽一 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00274514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 浩一 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (80284537)
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| Keywords | クリーンロボット / 磁気軸受 / 磁気浮上 / 非接触浮上 / 非接触移動 / 無発塵 / バイアス可変制御 / 位相角制御 |
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| Research Abstract |
スーパークリーンロボットは磁気軸受と磁気浮上の技術を応用して,完全非接触の3次元ロボットを実現することを目的としている.平成13年度までに鉛直方向と鉛直軸周りの運動を司る回転アクチュエータとラジアル方向の移動を司るリニアアクチュエータの単独試験は完了している.
平成14年度には,まず回転アクチュエータのアウターロータに取り付けたリニアアクチュエータの移動中の安定浮上制御について研究した.リニアアクチュエータ単独の非接触浮上において発生した高次固有振動のロバスト不安定発振対策として,その動的モデルを用いて中心位置と最大伸張位置でのH-infinity制御器を設計して,リニアアクチュエータの位置に応じて,両制御器ゲインを調整するゲインスケジュールH-infinity制御器をReal Time Linuxで実現した.回転アクチュエータの超高精度な位置決めを実現するため,回転アクチュエータのステッピングモータの駆動方式としてマイクロ駆動方式を採用し,オープンループで所望の制度を得ることができた.
平成15年度には,リニアアクチュエータのゲインスケジュールH-infinity制御の設計点を中央と両端2カ所,合計3カ所で設計し,線形補間により制御ゲインを設定する方法を実装した.回転アクチュエータの位置決め制御では,所定位置に到達後の自由振動を早急に低減するため,ステッピングモータのパルス発生タイミングの調整を試みた.しかし,この方法だけでは振動が長く続くことを明らかにした.
平成16年度には,回転アクチュエータの移動中及び停止時に発生する回転方向固有振動を短時間に低減し,位置決め時間を短縮するため,回転アクチュエータの回転角速度を検出して,励磁磁極の機械角と電気角の位相補償を採用した.この方法で,回転アクチュエータの移動から静止までの時間の短縮に成功した.
両アクチュエータを同時に作動させるとコリオリ力や遠心力によりリニアアクチュエータにヨー方向と半径方向の振動が大きくなることが判明した.
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