メカトロニクス研究室

張 暁友 教授

Laboratory

研究室紹介

精密機械を製造するための機械は、それ自体きわめて高精度なものでなければなりません。当研究室では、高品質な工作機械製造のカギを握る、磁気を用いた駆動装置の研究開発、およびこれを用いた特殊加工の研究に取り組んでいます。

主な研究紹介

放電加工用磁気駆動アクチュエータ

放電加工には、加工の高速化、高精度化、微細化が要求されています。この要求を満たすためには、放電に適したワーク・電極間距離の連続的な維持が不可欠であり、そのためには電極の高速・高精度な位置決めが必要となります。そこで本研究では、ミリメートルのストロークを有する、高速・高精度な3自由度制御型磁気駆動アクチュエータを開発しました。従来の放電加工機と比較し、試作アクチュエータの使用により平均加工速度は1。86倍向上しました。

3自由度制御型磁気駆動アクチュエータ

レーザ加工機用磁気駆動アクチュエータ

レーザ加工機による切断加工において、レーザビームの光軸をレーザヘッドのノズル開口の中心から偏心させることにより、高速かつ高品位加工が可能なことが知られています。しかし、高速にレーザビーム光軸を駆動するための実用的なアクチュエータが存在せず、実際のレーザ加工機では、実用化されていないのが現状です。そこで本研究では、レーザビーム照射ポイントを高精度・高速・多自由方向に制御できる、大ストロークの磁気駆動アクチュエータの開発を目的とします。

レーザ加工機用2自由度制御型磁気駆動アクチュエータ

Dymolaを用いたメカトロニクスシステムのモデル化とシミュレーション

Dymolaは、複雑で多様なライブラリー化された部品を直観的なインターフェイスでモデル化することにより短時間で大規模なシミュレーションを実行できる運動シミュレータです。機械分野だけでなく、電気、流体、熱力学などの複合分野にも応用できます。本研究では、Dymolaを用いてメカトロニクスシステムのモデル化とシミュレーションを行います。図にDymolaを用いたボイスコイルモータ型磁気軸受のモデルを示します。

ボイスコイルモータ型磁気軸受のモデル