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2023 Fiscal Year Research-status Report

Development and auto assembly of robot module by design principle of stacking and high-density arrangement

Research Project

Project/Area Number 23K03771
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

浅野 悠紀  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任講師 (40783080)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Keywordsロボットマニピュレーション / 工程自動化 / ロボットモジュール / 積層配置 / グラファイトシート
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,ロボット基礎要素であるロボットモジュール設計において,要素を密着させ高密度に配置する積層配置を取り入れることで,コンパクト・伝熱冷却・自動組立容易,といった特徴を備えたロボットモジュール構成法を見出すことを目的としており,今年度は,ロボット制御基盤とモジュール設計開発の面から研究開発を実施した.
ロボットによる組立自動化に必要となるソフトウェア基盤として,物体マニピュレーションのためのロボット制御系の構築,多段で複雑な組立工程を適切に実施していくための工程管理や,他装置連携のためのシステム構築など,ロボットアームによる工程自動化に関する基盤開発を進めた.また,物体マニピュレーションにおいて,操作対象が多数であっても共通的に活用できるエンドエフェクタインターフェース開発に取り組んだ.
要素の積層配置を活用してモータ冷却を可能とするロボットモジュール開発として,高熱伝導率を備えた先端材料であるグラファイトシートに着目したロボットモジュール開発を実施した.モータと筐体構造を積層配置することに加え,モータにグラファイトシートを張り付け,モータ発熱をグラファイトシートを介して筐体へと伝熱させることで効果的にモータを冷却する機構の基礎検討を進めた.この機構をモータモジュールとして具現化することによって,外部電源を必要とせずモータを冷却するパッシブ冷却機能を備えたモータモジュールの設計開発を進めた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は,ロボットによる工程自動化に関するソフトウェア基盤の開発に取り組んだことと,グラファイトシートの積層配置を活用してモータを冷却するロボットモジュール開発を実施できたことから,工程自動化とモジュール開発の両面から研究開発を進展させることができた.

Strategy for Future Research Activity

今後,構築してきたソフトウェア基盤をより多種のロボットへと適用可能とする汎用性を高めていくことと,組立における具体的工程への適用を行っていく.さらに,マニピュレーションと物体認識を組み合わせた統合システムの開発も検討していく.また,ロボットモジュール開発に関して,自動組立容易な機構開発と,実際のモジュールとしての具現化作製も実施していく.

  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Presentation] Design concept of robot actuator module with passive cooling by heat transfer among close contact components2024

    • Author(s)
      Kodai Hayashi, Yuki Asano, Yasushi Nishikawa, Junichiro Shiomi
    • Organizer
      2024 16th IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Robotic Automation System of Polymer Press Process for Materials Lab-Automation2024

    • Author(s)
      Yuki Asano, Kei Okada, Junichiro Shiomi
    • Organizer
      2024 16th IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Automated Polymer Press Molding through Robotic Manipulation and Bayesian Optimization Based Parameter Exploration2023

    • Author(s)
      Yuki Asano, Satoru Yoneda, Koki Kitai, Shintaro Nakagawa, Kei Okada, Naoko Yoshie, Junichiro Shiomi
    • Organizer
      MRM2023/IUMRS-ICA2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ポリマー材料開発における誘電率測定工程のロボットアームを用いた自動化検証2023

    • Author(s)
      浅野 悠紀, 米田 聡, 岡田 慧, 塩見 淳一郎
    • Organizer
      第41回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] Flexible Laboratory Automation System Based on Distributed Framework: Implementation for Press Process in Polymer Materials Development2023

    • Author(s)
      Yuki Asano, Satoru Yoneda, Koki Kitai, Kei Okada, Junichiro Shiomi
    • Organizer
      2023 IEEE International Conference on Automation Science and Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分散型フレームワークに基づくフレキシブルラボオートメーションシステム -ポリマー材料開発におけるプレス工程への実装-2023

    • Author(s)
      浅野 悠紀, 北井 考紀, 岡田 慧, 塩見 淳一郎
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'23
  • [Presentation] ロボットマニピュレーションとベイズ最適化によるパラメータ探索に基づくポリマー材料プレス成型の自動化システム2023

    • Author(s)
      浅野 悠紀, 北井 考紀, 岡田 慧, 塩見 淳一郎
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'23
  • [Presentation] 人体腱の非線形特性を模擬する弾性要素一体型腱駆動アクチュエータモジュールの設計2023

    • Author(s)
      浅野 悠紀
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'23
  • [Book] マテリアル・機械学習・ロボット(現代化学増刊48)2024

    • Author(s)
      一杉 太郎,浅野 悠紀 (第V部 21)
    • Total Pages
      208
    • Publisher
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807913480
  • [Book] 実験の自動化・自律化によるR&Dの効率化と運用方法2023

    • Author(s)
      浅野 悠紀 (第10章 第4節)
    • Total Pages
      545
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-994-1
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 成形条件提案システム、試料評価システムおよびプログラム2023

    • Inventor(s)
      浅野悠紀,他
    • Industrial Property Rights Holder
      浅野悠紀,他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2023-077327
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ロボット、およびロボットシステム2023

    • Inventor(s)
      浅野悠紀,他
    • Industrial Property Rights Holder
      浅野悠紀,他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2023/031472
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ロボットシステム、プレス自動化システム、プログラムおよびプレス用治具2023

    • Inventor(s)
      浅野悠紀,他
    • Industrial Property Rights Holder
      浅野悠紀,他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2023/031471
    • Overseas

URL: 

Published: 2024-12-25  

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