| 研究課題/領域番号 |
20K14622
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
田島 真吾 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (70862308)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 軌跡制御 / 冗長システム / 産業用ロボット / 機械加工 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では6軸産業用ロボットに2軸直交ステージを加えて8軸冗長システムとし，機械加工を行うために必要である高速高精度な軌跡制御の実現を目的とする．すなわち，冗長自由度を活かして(1)ロボット手先の正確な位置姿勢軌跡の補間，(2)剛性を保ち特異姿勢に陥りにくい関節角度の選択，(3)機体の振動を抑制する速度プロファイルの生成を同時に最適化する．その結果，産業用ロボットを用いた冗長システムによる加工精度の向上が予想され，従来では複雑形状部品の機械加工に必要であった同時5軸制御工作機械を産業用ロボットに置き換えることが可能になる．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，運動学的冗長性を持つ多自由度システムによる機械加工の高速高精度化を実現するため，新たに2軸直交ステージと6軸産業用ロボットによる8軸制御システムを構築し，機械加工に必要となる関節軌跡指令の制御法を構築した．提案した軌跡生成法により，ロボット手先の正確な位置指令軌跡の補間を可能とした．また，冗長関節の最適化制御により，位置決め精度の静的および動的成分の制御を実現し，姿勢により変化する固有振動数を考慮した速度プロファイル生成法を構築した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，産業用ロボットを機械加工へ応用するために重要となる工具軌跡と関節角度，そして速度計画について同時に考慮した高速高精度な冗長システムの軌跡生成手法を構築した．課題の一つであったシステムの剛性を高く保つことができるため，産業用ロボットを用いた機械加工の精度向上が実現できる．その結果，従来は複雑形状の部品加工に必要であった同時5軸制御工作機械を産業用ロボットに置き換えることが可能になり，生産性の向上が期待できる．
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