2017 Fiscal Year Annual Research Report

Macro/micro-type assembly robot system that can acquire human skills through direct teaching

Research Project

Project/Area Number	17H01802
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	横小路泰義神戸大学, 工学研究科, 教授 (30202394)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田崎勇一神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10547433) 土橋宏規和歌山大学, システム工学部, 講師 (50634490)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	組立ロボット / スキル移植 / 直接教示 / 変種変量生産 / はめ合い作業
Outline of Annual Research Achievements	１．２次元平面動作でのマクロ・マイクロロボットの構築：２次元平面内で動作し，現有のダイレクトドライブ・スカラ型ロボットアームの先端に取り付けてマクロ・マイクロロボットとできるようなパラレルリンク構造の平面３自由度のマイクロロボットを設計した．２．２次元単純はめ合い作業の直接教示からのスキル抽出と再生：現有の４指平行スティックハンドと６軸垂直多関節型産業用ロボットを組み合わせて，ワールドロボットサミット(ＷＲＳ)ものづくり分野の製品組立チャレンジ・トライアル競技で使用したギヤユニットの組立を試みた．その結果，現有の４指平行スティックハンドと６軸垂直多関節型産業用ロボットを組み合わせたロボットシステム単体で，ギヤユニットの組立をすべて終えることができ，４指平行スティックハンドの汎用性を確認できたことに加え，精密なはめ合い動作のスキル及びギヤやシャフトなど様々な形状の部品の初期位置誤差を吸収する把持戦略を見出すことができた．３．単純はめ合い作業の物理シミュレーション手法の検討：製品組立における部品同士のはめ合い作業のような，精密な接触判定が必要な物理シミュレーションにおいて，研究分担者が開発している物理エンジンSpringheadの適用可能性を検討すべく，環境を整備した．４．３次元はめ合い作業用の平行スティック付きマイクロロボットの設計：次年度の３次元はめ合い作業の実験のための６自由度パラレル機構を有するマクロ機構の設計を行った．また次年度の組立作業実験で想定している対象製品の各部品を把持するために必要な平行スティックハンドの指配置や自由度の検討が可能な理論的枠組みを構築した．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ２次元平面動作でのマクロ・マイクロロボットの設計・製作は，設計変更を繰り返したため当初の予定より遅れているが，その代わりに現有の４指平行スティックハンドと６軸垂直多関節型産業用ロボットを組み合わせたロボットシステムによるギヤユニットの組立に成功し，有益な組立スキルを抽出することができた．また，３次元のマイクロロボットの設計については，ほぼ設計を終えており，次年度に製作を開始できる予定である．
Strategy for Future Research Activity	次年度は，３次元のマイクロロボットの製作を優先的に進め，今年度に既に達成したギヤユニットの組み立てにおける精密はめ合い作業のスキルと，直接教示によるはめい合い作業のスキルとの間で，部品の位置変動などに対するロバスト性の比較を行う予定である．