成果報告書詳細
管理番号20110000001260
タイトル平成21年度成果報告書 平成21年度第2回採択産業技術研究助成事業 09C46624d 力を感じる次世代超精密加工機の開発 平成21年度中間
公開日2012/4/14
報告書年度2009 - 2009
委託先名慶應義塾大学柿沼康弘
プロジェクト番号P00041
部署名研究開発推進部
和文要約X-Yの2軸と重力が影響するZ軸におけるセンサレス切削力モニタリング技術と,回転系である主軸におけるセンサレス切削トルクモニタリング技術の開発を完了した.これまで,センサレス切削力モニタリング技術における測定周波数帯域は100Hz程度であったが,マルチレートサンプリング法を適用することで約1kHzまで向上した.また,Z軸ステージにおいてセンサレス切削力モニタリング法を考慮した機械構造設計を行うことで,切削力の測定分解能を0.01Nまで高めることに成功した.この結果に基づき,開発に成功した切削力/トルクモニタリング技術を全軸に搭載した高精密旋盤と立て型3軸高精密加工機を開発した.切削力オブザーバで推定した力をコントローラへフィードバックすることで,切削力を高応答に制御可能であることがわかった.更にこれを展開し,加速度次元で座標軸の変換を行い,仮想的にX’Y’軸を定めて,その仮想軸に対して一方は位置,一方は力を制御するハイブリッド制御確立した.この技術により指定された軌道を維持しながらその接線方向に対して,切削力を制御しながら加工することが可能になる.
英文要約The results obtained in 2009 are shown as follow.
1) Sensor-less cutting force monitoring in XYZ stages and senros-less cutting torque monitoring in air spindle are developed using only servo information. Resolution and wideband width of cutting force measurement is achieved to 0.01N and 1kHz respectively.
2) High precision 3-axis machine tool and lathe are developed by installing these monitoring techniques.
3) Cutting force can be fast controlled by feeding the estimated cutting force back to the controller.
4) When the virtual axis controller and the actual plant are combined through the coordinate transformation matrix in the acceleration dimension, the motion of the virtual axis can be controlled in spite of the position and the cutting force.
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