| Project/Area Number |
21H01228
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
Ibaraki Soichi 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (80335190)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
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| Keywords | 産業用ロボット / 空間精度 / 誤差補正 / ロボット切削 / アーム型座標測定器 / レーザトラッカ / 運動精度 / 幾何学モデル / 測定 |
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| Outline of Research at the Start |
現在，産業用ロボットのほとんどは，人間が操作盤を使ってロボットを動かし，それを記憶させる，「ティーチング」によってプログラムされる．ロボットが近い将来，バーチャルモデルによるプログラミングだけで運用されるようになれば，作業の成否はロボットの空間精度が決める．可動領域内の任意の点に位置決めしたとき，指令位置と実際の位置の3次元誤差を「空間誤差」と呼ぶ．本研究の目的は，ロボットの可動領域内のどこでも，空間誤差を高い精度で予測できるモデルを構築することと，それを用いたモデルベース補正法を構築することである．応用実証として，①ロボット切削加工システム．②アーム型3次元座標測定器，への適用を目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
In today’s manufacturing industry, most industrial robots are programmed by the teach method. In near future, many robots will be programmed offline based on a virtual model. Then a robot’s volumetric accuracy i.e. the positioning accuracy with respect to the command position arbitrary given in the entire workspace, will be crucial to successfully perform the given task.
This project proposed a new kinematic model of a robotic manipulator to precisely predict its volumetric accuracy. By implementing the numerical compensation based on it, experiments showed significant improvement of robot volumetric accuracy over the entire workspace. The proposed compensation was applied to new robot applications, requiring higher volumetric accuracy, namely the robotic machining and articulated arm coordinate measuring machines.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
製造現場の人手不足が今後進み，ものづくりのなかで産業用ロボットの役割が増すのは，確実に思える．ロボットの用途を現状より飛躍的に広げるには，コンピュータ上でロボットをプログラムするオフラインプログラムが必須であるが，そのための課題のひとつは，ロボットは位置決め精度が悪いことである．
本研究では，工作機械の空間誤差の補正を応用し，ロボットの位置決め誤差を可動領域全体で高精度に予測し，補正する方法を構築した．それによって，ロボットの新しい用途を開拓する研究を行った．すなわち，①「ポータブルな工作機械」としてのロボット切削加工システム．②アーム型3次元座標測定機の高精度化，である．
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