制御による産業機械の 省エネルギー化を図ります 機械工学系 システム工学研究室http://ise.me.tut.ac.jp/研究者情報：https://researchmap.jp/n_u概要産業機械は世界中の生産工場で昼夜を問わず広く利用されており、高速・高精度化に加えて省エネルギー性を考慮するためのロバスト・適応制御法、動作軌道生成法の研究を進めています。工作機械、産業ロボット、XYテーブル等に応用し、実験により有効性を確認しています。従来技術高速・高精度化を目的とした制御実用化イメージ、想定される用途・ハードウェアの変更に依らない、稼働中の産業機械の省エネルギー化優位性ハードウェアを変更することなく稼働中の産業機械に応用でき、高速・高精度化に加えて、省エネルギー性を向上させます図１：非線形すべり面を用いることで制御性能を維持しつつ消費電力量を低減図２：S字加減速軌道において加減速時間(t1)の最適化により消費電力量を低減 （実線：理論値、×：６０回実験値の平均）実用化に向けた課題・産業機械の制御システムの変更が難しい場合のために、NCプログラムの修正により実装可能な方法を提案しており、実用性の検証が課題です。キーワード産業機械・ロボット、省エネルギー化、適応制御、 ロバスト制御、輪郭制御、最適動作軌道生成−020−研究段階基礎特徴産業機械の基本的な動作である輪郭追従動作と位置決め動作を対象に、高速性・精度を維持しつつ、省エネルギー化を実現する制御法・動作軌道生成法を提案しました。研究室の工作機械装置等を用いて実験的に有効性を確認しました。【成果】1.ロバスト制御法の応用：代表的なロバスト制御法であるスライディングモード制御を用いて、X-Yテーブル装置において、制御性能を維持しつつ、消費電力量を平均で10％以上低減しました (図１)。2.Ｓ字加減速動作軌道の最適化：消費エネルギーを最小化する加減速時間を求め、産業機械の初期設定に比較して、消費電力量を約30％低減しました(図２)。3.適応制御法の応用：制御対象モデルの不確かさを補償する適応制御法により、X-Yテーブル装置において、動作精度（最大位置誤差）を平均で約５０％改善しつつ、制御入力（駆動力）の変動を抑制し、消費電力量を数％低減しました。企業等への提案本技術にご興味をお持ちの企業の技術相談や、共同研究等をご検討の際にはご連絡ください。実証実用化準備計測・制御 産業機械の高精度化と省エネルギー化を両立する制御と動作軌道生成機械工学系内山 直樹 教授
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