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Study of flexible manufacturing method by collaboration of a mobile miniature robot and an robotic arm

Research Project

Project/Area Number 16K06178
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

FUCHIWAKI Ohmi  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20377021)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 良巳  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (10315830)
樋口 丈浩  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (20403652)
前田 雄介  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50313036)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords分散協調 / ロボットアーム / 精密位置決め / 自走ロボット / 圧電アクチュエータ / ボールねじ型直動ステージ / 省エネ化 / 軽量化 / 位置決め誤差 / ゼロシフト / 組立誤差 / 精密自走ロボット / 協調作業 / エンコーダ / 機械力学・制御 / 省エネルギー / エネルギー効率化
Outline of Final Research Achievements

[1] Development of 3-axis displacement sensor organized by 4 optical linear encoders with 0.1 micro meter positioning resolution and 15mm x 15mm positioning range.[2] Confirmation of the compensation of X, Y, theta axes positioning errors of a robotic arm by a holonomic inchworm robot[3] Development of capillary Force Gripper for Complex Shaped Micro Objects with fast droplet forming by on-off control of a piston slider. We have realized automatic pick-and-place of cube, cone, and semicircular cylinder shaped samples. [4] We confirm that we can save energy and miniaturize the pick and place device by use of the holonomic inchworm robots for chip parts positioning.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自走ロボットのXYθ変位を広域かつ精密に,並列計測する基礎技術を確立した.この技術を発展させ,様々な作業ツールを搭載した自走ロボット群の軌道制御を実現すれば,フレキシブルな作業ツールの配置変更が可能となるため,実現できる精密作業の種類が飛躍的に増大することが期待できる.
ホロノミック小型自走ロボットをロボットアームや直動三軸ステージなどの産業用ロボットと分散協調作業させることで、精密生産設備の小型軽量化,省エネ化,変量多品種化に効果があるといえる.今後の課題として,携帯電子機器,MEMS,マイクロロボットなどの小型軽量物の組み立てに応用する事などが挙げられる.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 毛管現象による自動液体補充機能を付与したピストンポプ型液架橋力マニュレータの開発2018

    • Author(s)
      萩原 航
    • Organizer
      マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] FEM解析による逆パンタグラフ構造を用いたXYθステージの設計2018

    • Author(s)
      徳井 良多
    • Organizer
      ROBOMECH2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ホロノミック自走機構のnmスケールのXYθ三軸並列サーボ制御法の開発2017

    • Author(s)
      福元健太,庄野郁矢,渕脇大海
    • Organizer
      ロボット学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 4つのエンコーダによる二次元エンコーダの開発と自走ロボットのXYΔθ軸の変位測定の試み2017

    • Author(s)
      船津仁志、渕脇大海
    • Organizer
      関東学生会第56回学生員卒業研究発表講演会論文集
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Simulation of 3-axis state State feedback Controller with Bang-bang control for positioning mechanism driven by 6 piezoelectric actuators2016

    • Author(s)
      Fumiya Shono, Noriyuki Mouri, Takehiro Higuchi and Ohmi Fuchiwaki
    • Organizer
      2016 IEEE International Conference on Advanced Intellignet Mechatronics (AIM)
    • Place of Presentation
      Banff, Canada
    • Year and Date
      2016-07-12
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 渕脇研究室,Micro robot & Mechatronics labratory

    • URL

      http://www.fuchilab.ynu.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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