超精密位置決め技術
 
 
 
大塚 二郎 著
 
 

■定価 (2,800円+税)
■A5判 178頁
■別途送料がかかります。送料はお問い合わせ下さい
■発行年月  2010.1
■ISBN 978-4-8425-0464-3

 
 
■概略

精密工学における加工技術、特に超精密位置決め技術の発展は顕著でその基礎を解いている。

 
 
■解説

かつて1447年のグーテンベルクの印刷機、1760年代の産業革命におけるウィルキンソンの中ぐり盤の発明によるワットの蒸気機関は、当時の精密機械であった。1957年の旧ソ連がスプートニク人工衛星の打ち上げに成功した。このことは、アメリカは大きな衝撃を受けた。これから米ソの宇宙開発競争が始まった。1969年には人間がはじめて月面に降りたった。また、アメリカはロケットの小型化に力を注ぎ、特にICの発展に拍車が掛かった。その技術をリードした中の一つが、本書の2章で触れるMoore社の超精密工作機械であり、新たな超精密工学の基礎を確立したといえる。
日本に超精密技術は、電子時計用の水晶加工などはその一つである。1974年に、100nm以下を扱う技術をナノテクノロジーと呼ぶことを提唱された。内容は「加工」、「位置決め」、「計測」についてである。
ここ10数年、科学技術の基礎のレベルダウンが叫ばれているが、本書は意識的に基礎を重視した内容になっている。およそ10年後には、ナノテクノロジーが世界最大の産業になると予想される。超精密位置決め技術は、地味な分野ではあるが、広範囲にわたるナノテクノロジーの発展に寄与することが期待される。本書出版の意義は大きく、関連技術者・学生に良書としてお勧めいたします。

 
 
■要目

[主要目次]

 1章 超精密位置決め技術の基礎
  1) 超精密位置決めとは
  2) 位置決めのための直線運動
  3) 真直度と姿勢変化の測定法
  4) 位置決めの形態
  5) 位置決め誤差と位置決め分解能
  6) 環 境

 2章 超精密位置決め達成法
  1) 変位センサ
  2) 構造(メカニズム)
  3) 制 御
  4) ノイズ対策

   3章 アッベの原理
  1) アッベの原理の効果
  2) 加工機の場合
  3) アッベ誤差の対策
  4) ブライアンのアライメント原理
  5) 具体例

 4章 変位センサ
  1) フィードバック用に使われる変位センサ
  2) 具体例

 5章 構造要素
  1) アクチュエータ
  2) 送り要素
  3) 案内要素

 6章 制 御
  1) PIDによる制御設計
  2) インテリジェント制御法
  3) 基礎としてのモータのモデル化
  4) ボールねじのモデル化
  5) コントローラ

 7章 熱変形対策
  1) 熱源を装置の外へ出す
  2) 装置内部の発熱を小さくする
  3) 外部から冷却する
  4) 内部を冷却する
  5) 装置の構造を対称的な形にする
  6) 熱膨張係数の小さな材料を用いる
  7) 熱変位を制御する
  8) 熱を遮断する
  9) ペルチェ冷却
  10) 熱解析CAE

 8章 振動対策
  1) 構造体の剛性を大きくする
  2) 軸受の剛性を大きくする
  3) 動剛性の測定法
  4) モーダルアナリシス
  5) 減衰損失率と共振角周波数を大きくする
  6) 位置決め装置を小型化する
  7) 振動絶縁
  8) その他

 9章 転がり要素の非線形ばね特性
  1) 非線形ばね特性とは
  2) 従来の研究
  3) 測定方法
  4) 測定結果
  5) モデル化
  6) 非線形ばね特性の対処方法

 10章 ボールねじ対リニアモータ
  1) ボールねじ
  2) リニアモータ
  3) ボールねじとリニアモータの制御的比較
  4) ボールねじとリニアモータの比較

 おわりに   1) 位置決め精度・分解能を上げるには
  2) 変位センサ
  3) 制御
  4) その他の注意点
  5) ナノ位置決めは何に用いられるか
  6) 超精密位置決めの将来

 索  引