| 研究概要 |
本年度の研究では,クランク入力形の6自由度空間パラレルメカニズムを取り上げ,高速切削加工装置の運動機構として最適な機構寸法および駆動系諸元の決定を行い,与えられたワークの形状データより機構の運動学的および力学的特性を考慮した切削加工軌道を生成することを可能とするとともに,高精度加工軌道を実現するための機構キャリブレーション法について検討を加えた.まず,加工装置の運動機構として要求される作業領域,運動精度,剛性,最大速度,発生力等に関する仕様を満足する最適機構をモンテカルロ法と多目的最適化法に基づき総合するとともに,要求仕様を満足するためのリンクおよびジョイントの構造設計とアクチュエータおよび減速機の選定を行った.本設計の妥当性を確認するために,出力リンクおよび1つの連結連鎖を実際に試作してジョイントの可動範囲,静剛性,動剛性等について評価を行い,この結果をもとにシミュレーションを行って出力節に作用する切削抵抗と加工精度の関係を明らかにした.つぎに,機構の運動学的・動力学的特性,工具の切削特性およびワークと工具等の干渉を考慮してワークの最適な運動軌道を生成するアルゴリズムを開発し,実際にジェラルミン材を切削して3次元形状物体を得た.さらに,加工装置の運動精度を確保するために,等速円運動を出力運動とした場合の変位誤差の測定値をもとにして高精度に機構キャリブレーションを行う手法を開発し,シミュレーションおよび実験による検討を加え,円運動を行わせる位置とキャリブレーション後に得られる精度との関係を明らかにした.
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