1990 Fiscal Year Annual Research Report
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02452134
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
毛利 尚武 豊田工業大学, 工学部, 教授 (90126186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東 正毅 豊田工業大学, 工学部, 助教授 (70189752)
齋藤 長男 豊田工業大学, 工学部, 教授 (60148343)
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| Keywords | 超音波振動 / 組立て嵌合 / ロボット / ポアソン効果 / 曲げ振動 / 表面力 / 振動伝達 / 振動子 |
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| Research Abstract |
本研究はロボットなどによる組立部品の精密嵌合において、当該部品の一方に超音波振動を付与し、表面の摩擦力の低下や表面力を利用して嵌合の自動化を容易ならしめることを目的としている。
平成2年度は、強力な表面力を得るための当該部品への超音波加振方法や部品の支持法の検討、ならびに超音波振動の基礎的諸問題の解決を図るための振動シミュレ-タを開発し、以下の結果を得た。
(1)加振方式の検討。
当該嵌合部品に対して、従来の縦方向加振とは別に、横方向からの加振を行った。部品表面は曲げ振動により、部品端部の側面において斜め方向に振動する結果、挿入の初期の段階において強力な表面力が発生する事が判明した。
(2)振動体の支持方式および振動伝達方式の検討。
超音波振動付与による自動嵌合を実現するには、スカラ型ロボットなどの組立機構部に振動体を支持装着する必要がある。支持方式として点接触型支持方式(局所支持法)を検討した結果、振動体は支持点の位置や振動体の長さなどに影響されず、保持される事が判った。さらに振動子の接触部端面に多数の凹凸を持たせることにより、振動子の振動を効率よく当該嵌合部品に伝達せしめ得ることを確認した。
(3)振動体の設計のための計算機シミュレ-タの開発。
電気機械4端子回路網および6端子回路網の理論を応用した。振動体の断面積が複雑に変化した場合も、振動モ-ドや内部の応力状態を簡単に求める事が可能となった。このシミュレ-ション結果を用いて、1/2波長の振幅拡大ホ-ン付き振動子を設計試作した。振動子全体として従来品の半分の長さになり、ロボットなどへの装着が容易になった。
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