| 研究課題/領域番号 |
21K14140
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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21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 岐阜大学 |
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研究代表者 |
八田 禎之 岐阜大学, 高等研究院, 特任助教 (80883305)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | バイラテラル制御 / パラレルリンクロボット / 順運動学 / ヘラ絞り / ハプティクス / 動作解析 / 加工装置 / ロボット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
将来的な航空機の需要増加が予測される一方，航空機の生産を支えるヘラ絞りの職人が減少しており，職人の技術を再現可能な装置の開発は緊急の課題と言える。しかしながら，ヘラ絞りは力触覚に基づいた力及び位置の制御が必要であり，位置制御主体である従来の自動スピンドル加工装置とは異なる制御技術となる。本研究では，ヘラ絞りにおける実際のヘラ動作を計測するためのマスタ・スレーブシステム型ヘラ絞り装置を開発する。その装置を用いてヘラ絞りにおける実際のヘラ動作を解析することにより，ヘラ絞りにおける職人の技術を再現するために必要である力触覚に基づいた力及び位置の制御を確立することを目的として本研究を遂行する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，職人作業の一つであるヘラ絞り加工の動作解析を目的にしたマスタ・スレーブシステム型ヘラ絞り装置を開発した。本装置はヘラ絞り動作を可能とするためにパラレルリンク構造によって構成されている。本研究では，運動情報を関節空間から作業空間に変換する順運動学を，ニューラルネットワーク（NN）と非線形カルマンフィルタに基づいたモデルによって構築した。これにより，パラレルリンクロボットにおいて一般的にリアルタイムに導出できなかった順運動学の問題を解決した。そして，マスタ・スレーブシステム型ヘラ絞り装置におけるバイラテラル制御を実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在，中小企業の技術を支える熟練作業者，いわゆる職人が減少しつつある。そのような職人作業の一つとして，ヘラ絞り加工があげられる。そのヘラ絞り加工の自動化が求められているが，それを実現する上でヘラ絞り加工時の人動作の解析が重要となる。本研究は，人動作を解析するためのマスタ・スレーブシステム型ヘラ絞り装置を開発したことから，社会的意義を有していると言える。また，その装置開発を通じて，従来から課題であったパラレルリンクロボットの順運動学モデル問題を解決する手法を提案すると共にその有効性を示した点から，学術的にも大きな意義を有する。
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