ネガティブコンプライアンス素子を用いた剛性無限大の力学的加工システムの実現

使用负柔量元件实现无限刚性的机械加工系统

• 批准号: 09750128
• 负责人: 松本 潔
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750128/
• 关键词: ネガティブコンプライアンス; アクティブ力センサ

平成10年度は、システム安定限界の解析、最適な加工誤差の収束条件の検討、平面研削システムの特性測定、ネガティブコンプライアシスによる加工実験を行い、本システム評価を行った。研削システムおよびアクティブカセンサのコンプライアンスをそれぞれCs、Ca、また加工コンプライアンスをCmとする。Csは研削システムに固有であり、またCmは(切り込み量)/(研削力)で定義されるものとする。解析により、アクティブカセンサのコシプライアシスCaが-(Cs+Cm)<Ca<Cs+Cmの範囲にあるとき、この研削システムは安定なことがわかった。またCa=-Csとなるように設定すると、加工誤差がゼロに収束することがわかった。平面研削システムの特性を測定したところ、研削システムおよび加工のコンプライアンスCs、Cmは、それぞれ0.257μm/N、2.8μm/Nであった。ただし加工コンプライアンスの測定条件は、カップ砥石は直径30mm、粗さ2000番を用い、回転数10000rpm、送り100mm/sとした。アクティブカセンサを用いない場合、10μmの切り込み時の加工力は約4N、加工誤差は1.0μmであった。この加工誤差は、加工力による研削システムの変形により生じていると考えられる。そこでアクティブカセンサを用い、そのコンプライアンスCaをCa=-Cs=-0.257μm/Nに設定し、加工を行った。このコンプライアンスの値は、前述の安定動作条件を満たす。実験の結果、加工誤差を0.1μm以下に低減できていることが確認された。以上のことから、アクティブカセンサを用いたネガティブコンプライアンスにより、加工力による工作機械の変形を補償でき、剛性無限大の力学加工システムが実現できることを確認した。

In 2010, the analysis of stability limits, the study of optimal processing error conditions, the measurement of characteristics of planar grinding conditions, the implementation of processing conditions, and the evaluation of processing conditions were carried out. Cm is the most important component of the system. Cs is a grinding process that is inherently, inherently, and inherently (cutting force)/(grinding force). The analysis of Ca-(Cs+Cm)<Ca<Cs+ Cm is based on the analysis of Ca-(Cs+Cm)<Cs+Cm. Ca=-Cs =-Cs The characteristics of plane grinding system were measured. The parameters of grinding system and machining system were 0.257μm/N and 2.8μm/N respectively. The measurement conditions for the machining process are as follows: the diameter of the stone is 30mm, the thickness is 2000, the rotation speed is 10000rpm, and the speed is 100mm/s. In the case of cutting, the machining force is about 4N at the time of cutting 10μm, and the machining error is 1.0μm. The machining error, the machining force, the grinding mode and the shape of the machine are generated. For example, if you want to use Ca, Ca=-Cs=-0.257 m/N, you can set it up and process it. The value of the above mentioned stable operation condition is not satisfied. The result of the test is that the machining error is less than 0.1μm, and the reduction is confirmed. The above is confirmed by the fact that the machining force is compensated for the shape of the machine and the mechanical machining force is infinite.

项目成果

松本 潔: "3軸ネガティブコンプライアナンス素子を用いた高精度平面研削の試み" 1998年度精密工学春季大会学術講演会論文集. 690 (1998)

Kiyoshi Matsumoto：“尝试使用 3 轴负柔量元件进行高精度表面磨削”1998 年春季精密工程会议记录 690 (1998)。

松本 潔: "アクチュエーション機能を備えたアクティブ力センサの開発" 1997年度精密工学会秋季大会学術講演会論文集. 182 (1997)

松本清：《具有驱动功能的主动力传感器的开发》1997年日本精密工程学会秋季会议学术会议论文集182（1997）。

K.Matsumoto,et al.: "A Local Grinding System for Wide and Flat Surface with a 3-axis Negativc Compliater Device" Proceedings of ASPE 1997 Annual Meeting. 182-185 (1997)

K.Matsumoto 等人：“A Local Grinding System for Wide and Flat Surface with a 3-axis Negativc Compliater Device”ASPE 1997 年会论文集。

松本 潔: "アクチュエーション機能を備えたアクティブ力センサの開発" 1997年度精密工学会秋季大学学術講演会論文集. 182 (1997)

松本清：“具有致动功能的主动力传感器的开发”1997年日本精密工程学会秋季学术会议论文集182（1997）。