2019 Fiscal Year Annual Research Report
Ultra-precise machine system based on 6-dof motion measurement with laser interferometry-based trackers
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17K06116
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
大岩 孝彰 静岡大学, 工学部, 教授 (00223727)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 精密機械システム / レーザトラッカ / 三次元座標計測 / ２自由度パラレルマニピュレータ / レーザ干渉測長器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目標は，加工や計測のための超精密な機械システムを開発することにある．このシステムでは，機械のツールとワーク間の位置決め精度および運動精度向上のために，内・外乱（外力・熱など）の影響を受けずにワークの載る定盤とツール主軸（スピンドル）との間の６自由度相対運動を６台の追尾式レーザ干渉計（レーザトラッカ）を利用して正確に非接触で計測しフィードバック補正を行う．本研究計画では，１台のレーザトラッカを試作し，その２点間距離計測精度の検証を行う．
空間内での距離計測や３Ｄ座標計測に用いられるレーザ干渉式トラッキングシステムでは，従来はジンバルメカニズムや３自由度球面モータで駆動されるミラーによってレーザ照射方向を変化させてターゲットミラーを追尾してきた．本研究計画では先ず，球面ジョイントで支持されるムービングプラットフォーム上に設置したレーザ光源を２台の直動アクチュエータとリンク機構で駆動する空間２自由度回転形パラレルメカニズムを考案した．この２自由度パラレルメカニズムは２台の直動アクチュエータ（VCM：ボイスコイルモータ）で駆動する．VCMの制御は，リトロレフレクタからの戻り光をヘッド直前に置いたビームスプリッタにて４分割フォトダイオード(QPD)に導き，ビームが常に４分割フォトダイオードの中央に戻ってくるように２台のVCMをPID制御する．これにより常にレーザヘッドがターゲットを追尾することが可能となる．令和元年度は前年度に試作したレーザトラッカに搭載したレーザ干渉測長センサの代わりに非常に軽量なセンサヘッドを使用し，さらに球面ジョイントの改良による摩擦低減を行うことなどによって，マニピュレータの運動特性を改善した．今後，ターゲットの追尾実験および測長実験を行う予定である．
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Research Products
(3 results)
