高速ナノサーボ機構を用いたハイブリッド加工制御システムに関する研究

基于高速纳米伺服机构的混合加工控制系统研究

基本信息

  • 批准号:
    10J01761
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.9万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2010 至 2011
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究の目的は,位置制御と圧力制御のハイブリッド制御を行い,高い形状精度と良好な表面粗さを持つ微細形状を創成するために,必要な加工機の送り系の開発を行う事である.まず,ボールねじ駆動の送り系に,圧電アクチュエータ駆動の高速ナノサーボ機構を組み込んだ加工システムを開発する.この加工システムを用いて,位置制御と圧力制御のハイブリッド制御を行う.次に,リニアモータ駆動の加工機を設計・製作し,同様のアプリケーションの適用可能性を調査する.前年度までに圧電アクチュエータ駆動の高速ナノサーボ機構を組み込んだ加工システムを開発した.しかし,市販のCNC加工機を用いて圧電アクチュエータを駆動するためには,PWMアンプとリニアアンプを実装したCNC加工機を開発する必要があるという問題があった.また,圧電アクチュエータは,湿気によって性質が劣化する問題があった.これらの問題を解決するため,高応答なリニアモータ駆動送り系からなら加工機を開発した.しかし,送り系に生じる摩擦の影響によって運動精度が低下するため,送り系に必要な0.1μmの運動精度を実現することができなかった.本年度は,フィードフォワード制御を用いて摩擦力の補正を試みた.フィードフォワード制御に用いる摩擦モデルを構築するために,摩擦力の特性の解析を行った.解析の成果より,速度と加速度の影響によって変化する摩擦力の特性を明らかにした.また,摩擦とテーブル位置の移動量の関係が示すヒステリシスループを接触面のすべり速度を考慮した移動マルチブラシモデルを用いて説明した.このモデルを用いる事で接触面の微小変位領域から大変位領域までの摩擦特性の示す定常特性と過渡特性を摩擦力の変化率と定常値,すべり速度分布の3つのパラメータで表現することが可能となった.このモデルを用いて摩擦補正を行い,数1000mm/minの高速円弧補間運動を行った場合に生じる運動誤差を従来の5分の1程度である最大1μmに抑えることが可能となった
The purpose of this study is to control the position, pressure and force, and to create fine shapes with high shape accuracy and good surface roughness, so as to realize the development of the transmission system of the necessary processing machine. The display, display, drive system, voltage switch, drive system, high speed drive system, drive system, The processing system is used in the position control, pressure control and pressure control. Secondly, the design and manufacture of the machine tool with high speed, and the investigation of the applicability of the same machine tool. In the past year, the development of high-speed transmission mechanism for high-voltage power transmission and high-speed transmission was carried out. The CNC machining machine in the market is used in the middle of the voltage control circuit, and the PWM control circuit is installed in the CNC machining machine. The problem of degradation of humidity and humidity is caused by high voltage. The problem is solved, and the machine tool is developed. Friction affects the accuracy of the motion, but the accuracy of the motion is 0.1μm. This year, the friction correction test was conducted in the control room. The analysis of friction force characteristics in the structure of friction force. Analysis of the results, speed and acceleration of the impact of change in the friction characteristics of the clear. The relationship between the amount of friction and the amount of movement of the contact surface is described in detail. The friction characteristics of the contact surface in the micro-position range, in the large-position range, in the steady-state characteristic, in the transition characteristic, in the rate of change of the friction force, in the steady-state value, in the velocity distribution, in the three-dimensional range, in the behavior of the contact surface, in the steady-state characteristic, in the transition characteristic, in the friction force, in the steady-state value, in the velocity distribution, in the three-dimensional range, and in the behavior of the contact surface. For example, if the motion error is 5 minutes or 1 degree, the maximum friction correction is 1μm, and the speed of the arc compensation motion is 1000mm/min, the motion error is 5 minutes or 1 degree.

项目成果

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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Experimental characterization of disturbance force in a linear drive system with high-precision rolling guideways
Model-reference feedforward controller design for high-accuracy contouring control of machine tool axes
  • DOI:
    10.1016/j.cirp.2011.03.029
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    A. Matsubara;Kotaro Nagaoka;Fujita Tomoya
  • 通讯作者:
    A. Matsubara;Kotaro Nagaoka;Fujita Tomoya
INFLUENCE OF FRICTION ON HIGH-PREGISION POSITIONING CONTROL
摩擦力对高精度定位控制的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    藤田智哉;松原厚;藤田智哉;藤田智哉;藤田智哉;藤田智哉
  • 通讯作者:
    藤田智哉
Analysis of Friction in Linear Motion Rolling Bearing with Locomotive Multi-Bristle Model Influence of Slipping Velocity Distribution on Friction Characteristics
机车多刷毛模型直线运动滚动轴承摩擦分析滑移速度分布对摩擦特性的影响
高精密送り系の摩擦解析
高精度进给系统摩擦分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    藤田智哉;松原厚;藤田智哉;藤田智哉;藤田智哉
  • 通讯作者:
    藤田智哉
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藤田 智哉其他文献

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