2013 Fiscal Year Annual Research Report
高度機能集積形マザーマシンシステムＡＩＭＳの実現とそれによる工作機械工学の体系化
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24226004
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
新野 秀憲 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (40196639)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉岡 勇人 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (90361758)
澤野 宏 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (40514295)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 工作機械 / 生産 / 加工 / 研究開発 / 構造設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
［意義・重要性］
本研究では，広域3次元ナノ形状創成機能とオンマシン複合計測機能を具備した高度機能集積マザーマシンシステム（Advanced Integrated Mother Machine System, AIMS）を実現すると共に，新たな学術領域「工作機械工学」を確立することを目的とする．研究開発の過程では，当初の研究計画で策定した研究の目的および到達目標に基づいてAIMSの実現に必要な要素研究，工作機械工学の体系化に関わる研究に取り組んだ．従来，この種の研究は熟練やノウハウばかりが注目されてきたが，新たな観点から工学的なアプローチを試み，新たな学術領域を構築することを目的としている．
［具体的内容］
平成25年度に実施した具体的な研究の内容とそれらの成果を以下に集約する．
AIMSの骨格ともいえる熱的・力学的安定化構造，中核加工・計測機能であるナノ加工およびナノ計測の基礎研究の成果は，概ね得られているため，特に「オンマシン複合計測機能」に組込み可能なエバネッセント光を用いた工具－工作物間の距離の直接測定方法を新たに提示した．また，ナノメートルオーダの超精密3次元形状創成と形状測定に必要不可欠な「ハイブリッド駆動機構」について検討を行い，高性能ハイブリッド駆動テーブルシステムを開発した．また，引き続き高剛性油静圧軸受の開発などの要素研究にも取り組み，それらの成果は国際会議で発表した．
一方，「工作機械工学の体系化」について関連する研究課題を抽出すると共に，物理的な因果関係について詳細な検討を行い，それらの分析結果に基づき学の体系化に取り組んだ．それらの研究成果はいずれも国内，海外に向けて発信している．本年度もAIMSの構築に必要な研究成果を得ることができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度までに実施した研究の過程において．マザーマシンと呼ばれる工作機械の設計原理である「母性原則の具備」，「原理・原則に基づく構造設計」，「適材適所を考慮した最適な先進構造材料の構造への適用」，「誤差発生要因の排除．あるいは最小化」，「熱的・力学的安定化構造の実現」といった研究代表者を中心とする研究グループの考える理想的な工作機械構造の全体像，マザーマシンの構造設計の本質を常に念頭を置いてAIMSの研究開発を推進してきた．また，それらの要素研究を並行して遂行することによって，従来には無い新たな研究成果を得ている．また，それら研究成果については国内外において積極的に情報発信をしており，研究は概ね順調に進展していると判断している．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題で開発対象とするAIMSは，各年度で主要構成要素を順次，開発し，最終年度でそれらを統合し，完成させる計画である．研究全体は，「ナノ平面運動制御テーブルシステム（要素研究P1）」，「ナノ鉛直運動制御機構（研究要素P2）」，「ハイブリッド駆動機構（要素研究P3）」，「インテリジェントスピンドルユニット（要素研究P4）」「熱的・力学的安定化構造（要素研究P5）」，「オンマシン複合計測機能（要素研究P6）」，「ハイブリッド加工機能（要素研究P7）」の7つの要素研究から構成されており，それら要素研究を並行して遂行する方針である．さらに，AIMSの研究開発プロセスを分析，定式化し，最終的に新たな学術領域「工作機械工学の体系化」の確立に向けて研究を遂行予定である．
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