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「ポータブル」ロボット切削加工システムの基礎となる空間精度の新しい測定法

研究課題

研究課題/領域番号 18K03874
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関広島大学

研究代表者

茨木 創一  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (80335190)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード産業用ロボット / 位置決め / 空間精度 / 測定 / 切削 / 幾何学モデル / レーザ干渉計 / 運動精度測定 / レーザトラッカ / 誤差補正 / 工作機械 / 計測
研究成果の概要

現在の産業用ロボットの多くは「ティーチング」,すなわち人間による操作をコピーすることでプログラムされる.しかし近い将来には,バーチャルモデルによるプログラミングに移行すると予想する.そのとき,ロボット作業の精度は,ロボットの空間精度,すなわち可動領域内の任意の点における,指令位置に対する実際の位置の精度が決めることになる.本研究では,可動領域全体で,ロボットの手先位置を測定する方法を提案した.また,ロボットの空間誤差を正確に予測するための,新しい幾何学モデルを提案した.提案したモデルの予測精度は,まずスカラ型ロボットで実証し,次に6軸ロボットに拡張した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在の製造現場で,産業用ロボットのティーチングを行うオペレータの確保は,ロボットの導入コストを上げる主要因である.製造現場の自動化が今後ますます進み,ロボットの用途が拡大するのは明らかであるが,そのために,ロボットはコンピュータによるプログラミングに移行するだろうと予想する.本研究で構築した,ロボットの空間誤差を高精度に予測できるモデルを使えば,誤差補正を行うことができる.本研究の成果は,ロボットの空間精度を格段に向上させるための基盤技術となる.ロボットがコンピュータによってプログラミングされるようになれば,ロボットの作業の精度は,空間精度が決める.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (11件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] 格子状のレーザ光路を用いたSCARAロボットの2次元位置決め精度の測定と,回転軸の角度位置決め偏差の同定2021

    • 著者名/発表者名
      富田正俊, 茨木創一
    • 学会等名
      2021年度精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Calibration and compensation of rotary axis angular positioning deviations on a SCARA-type industrial robot using a laser tracker2020

    • 著者名/発表者名
      Nan Zhao, Soichi Ibaraki
    • 学会等名
      JSME 2020 Conference on Leading Edge Manufacturing/Materials and Processing (LEMP20)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Identification of a kinematic model of a 6DOF industrial manipulator with angular positioning deviation ‘error map’ of rotary axes2020

    • 著者名/発表者名
      Md Moktadir Alam, Soichi Ibaraki, Koki Fukuda, Sho Morita, Hiroshi Usuki
    • 学会等名
      ASME 2020 International Symposium on Flexible Automation (ISFA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of 2D positioning "error map" of a SCARA-type robot over the entire workspace by using a laser interferometer and a PSD sensor2020

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Tomita, Soichi Ibaraki
    • 学会等名
      ASME 2020 International Symposium on Flexible Automation (ISFA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of thermal influence on 2D positioning error of a SCARA-type robot over the entire workspace2020

    • 著者名/発表者名
      Kandai Kawano, Soichi Ibaraki
    • 学会等名
      18th International Conference on Precision Engineering (ICPE2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Identification of a novel kinematic model of a 6-DOF robot with bidirectional angular positioning deviation of rotary axes2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Fukuda, Soichi Ibaraki, Md Moktadir Alam, Sho Morita, Hiroshi Usuki, Naohiro Ohtsuki, Hirotaka Yoshioka
    • 学会等名
      18th International Conference on Precision Engineering (ICPE2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 可動領域全体におけるSCARAロボットの2次元位置決め精度の測定2020

    • 著者名/発表者名
      富田 正俊,茨木 創一
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国支部 第58期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザートラッカを使用したスカラ型ロボットの回転軸角度位置決め偏差の同定と補正2020

    • 著者名/発表者名
      趙 楠,茨木 創一
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国支部 第58期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 追尾型レーザ干渉計を用いた6軸ロボットの幾何学モデルの同定2020

    • 著者名/発表者名
      福田 功貴,茨木 創一
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国学生会 第50回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スカラ型ロボットの熱変形の同定2020

    • 著者名/発表者名
      河野 寛大,茨木 創一
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国学生会 第50回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 「オープンループ・レーザトラッキング測定」によるスカラロボットに対する2軸の関節の角度位置決め偏差の同定法2019

    • 著者名/発表者名
      臼井 亮太,茨木 創一
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] ロボットの運動精度測定方法及び位置補正方法2018

    • 発明者名
      茨木創一
    • 権利者名
      茨木創一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-199605
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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