| 研究課題/領域番号 |
11355008
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中島 尚正 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00011073)
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| 研究分担者 |
山田 孝弘 株式会社 アイシンコスモス研究所, 研究部, 副主任研究員
村上 存 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20212251)
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| キーワード | マイクロファクトリ / マイクロマニピュレータ / マイクログリッパ- / 形状記憶合金 / 先導設計 / 剛性設計 / 感度解析 / 組立て力 |
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| 研究概要 |
本研究では、マイクロファクトリは加工/組立て/検査の各プロセスおよび、それらの間をつなぐ搬送プロセスにより構成されるものを想定している。そのいずれのプロセスにおいても、微小ワークのハンドリングを行うマニピュレータの役割が重要な位置を占め、各プロセスを構成する機器の仕様決定に大きな影響を与える。マニピュレータには様々な形式が考え得るが、通常サイズのロボットにも多く採用されている垂直多関節型6自由度アームについて、その小型化と剛性について先導設計的検討を行い、構成要素の目標仕様を提示した。具体的には、感度解析を用いた最適化計算手法を開発し、アーム先端の静剛性(〜10^5[N/m])および最小固有振動数(〜200[Hz])の様々な目標値に対して、マニピュレータの構成要素(アーム、シャフト、モータ、軸受け)への要求仕様を求めることができた。
ワークハンドリング用エンドエフェクタには、真空吸着式、電磁吸着式、グリッパ式などの把持機構が考え得るが、多様なワーク形状、ワーク材料への対応を想定し、本研究ではグリッパ式エンドエフェクタの開発を行う。把持可能なワークサイズのレンジをサブミリから数ミリと想定し、なおかつグリッパ自身の寸法を小さく(グリッパ寸法/ストローク≒4〜5)するため、2方向性形状記憶合金を駆動源に用いたグリッパを試作した。(全長25[mm]、把時部ストローク5[mm])組立て作業における所要把時力を想定するため、軸/穴の挿入反力測定を行ったところ、少なくとも3〜400[mN]の押し込み力が必要であることが分かった。これまでのところ、試作したグリッパの把時力は、挟み付け方向で最大6[N]の力が得られている。
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