2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study of flexible manufacturing method by collaboration of a mobile miniature robot and an robotic arm
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16K06178
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
渕脇 大海 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20377021)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 分散協調 / 自走ロボット / 圧電アクチュエータ / ロボットアーム / ボールねじ型直動ステージ / 精密位置決め / 軽量化 / 省エネ化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ホロノミック型精密自走ロボットの広域でのXYθ変位のサブμmの変位計測を実現し，既存の3軸直動ステージ，ロボットアームとの協調作業により，精密生産設備のフレキシブル化，小型軽量化，省エネ化の基礎技術を研究する事を目的として実施し，次の成果を得た．
[1]四つのエンコーダと二次元スケールを組み合わせた三軸エンコーダにより自走ロボットを，15mm×15mmの計測範囲，0.1μmの分解能で，XYθ並列計測を実現した．原理的に二次元スケールのサイズまで計測範囲を拡張できる．
[2]ホロノミック型精密自走ロボットにより、ロボットアームの手先の位置・鉛直軸回りの姿勢の３軸の誤差を原理的に補正できる．例えばロボットアームでｃｍサイズの部品を位置決めし，位置決め誤差があったとしても，自走ロボットがその誤差を補正して微小部品の配置，サブμmの計測，接着剤・ペースト金属塗布などの作業が可能である．
[3]ピストンポンプ型液架橋力グリッパを開発し，汎用技術のエアノズルではピックアップが困難な，半円柱，円錐の自動ピック&プレースを実現した．
[4]既存のロボットアーム・三軸直動ステージの位置・姿勢の誤差補正や，軽量部品の精密位置決めに0.1kgの自走ロボットを使用する事で，位置決め装置の可動部の質量に比例する慣性力，消費エネルギーを原理的に3桁削減できる事を確認した．
以上まとめると，小型軽量なホロノミック精密自走ロボットのXYθ広域でのサブμm計測を実現し，既存のロボットアーム，直動多軸ステージとの協調作業により，慣性力の削減，省エネ化，小型軽量化が可能であることを確認した．今後は，球面型三軸ステージなどによる自走ロボットの多軸化，自走ロボットの機構，制御手法，計測法を改良し，精密生産設備の軽量化・フレキシブル化のために自走ロボットを応用する技術について検討する．
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