多関節ロボットのフィードバック制御による高度な木質建材加工技術の実現
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19J12626
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 23030:Architectural planning and city planning-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
中村 優介 千葉大学, 融合理工学府, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | フィードバック制御 / 機械加工 / 多関節ロボット / 動的加工パス / 木質部品 / 仕上げ加工 / 木材加工 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、繊細な職人技を加工機やロボットで実現することを目的とし、センサーから得られた値に応じて制御するフィードバック制御により人の手による仕上げが不要となる高い精度の木材加工の実現を試みる。力センサを用いて加工「環境」をモニタリングすることで、加工のきめ細かさがどの程度向上・拡張されるのかを考察する。また、フィードバック制御を行うことで、職人技の表現や機械加工における新しい構法の実現に対して得られる効果について考察する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はフィードバック制御による動的加工パスによる加工について実験、考察を行った。
昨年度開発した力センサによる負荷監視システムにより、加工時にツールにかかる反力を監視し、その値を基に加工パスを動的に変更する、動的加工パスのアルゴリズムについて考察した。加工時の状況を反映できない静的加工パスでは、材の種類や木目の方向など、最適な加工のために想定しなければならないパラメータが膨大であり、事前に決定することが困難である。反力に応じて加工パスを小さい負荷となるように動的に変更し、これを繰り返すことで事前に加工パラメータを想定しなくても過負荷なく加工することができる。本研究の動的加工パス手法を彫刻刀による加工に適用し、過大な負荷となる加工を避けながら、加工を完遂できることが確認できた。
また、フィードバックによる動的な加工に対して、加工の達成度を評価する手法について検討した。繰り返しパスを変更しながら加工する動的パスでは、所定の形状を得られているかどうかは直観的に明らかではない。また、彫刻刀といったツールの場合、テクスチャとしての加工の痕が生じるため、設計の幾何データと加工された形状を単純に比較することができない。点群として取得した加工結果を操作し、設計幾何データとの比較を行う加工達成度評価手法について検討した。
得られた成果は論文としてまとめ、論文誌等に公表した。また、これらの成果は博士論文としてまとめている。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
