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2004 年度 研究成果報告書概要

パラレルメカニズム型工作機械の精度キャリブレーションに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15560094
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関京都大学

研究代表者

茨木 創一  京都大学, 工学研究科, 助手 (80335190)

研究分担者 松原 厚  京都大学, 工学研究科, 教授 (80243054)
中川 昌夫  (株)オークマ, 主任研究員
研究期間 (年度) 2003 – 2004
キーワードパラレル機構工作機械 / キャリブレーション / 機構パラメータ / 円弧運動試験 / 位置決め誤差
研究概要

従来の直交シリアル構造の工作機械に対して,まったく異なった回転ジョイントとリンクを用いたパラレルメカニズム構造の工作機械が提案されているが,期待に相違してエンドユーザーで実用に供されているものは世界全体を見渡しても数少ない.パラレルメカニズム型工作機械は従来の機構と比較して剛性が低く,運動精度も劣る場合が多いことが原因のひとつと考えられる.パラレルメカニズム型工作機械の運動精度を動作制御の観点から改善することを目的として,以下の研究を行った.
1.重力による部材の変形が及ぼす誤差の補正システムの開発
主軸ユニットを6本のストラットのみで支持するパラレルメカニズム型工作機械は,重力による部材の変形が位置決め精度に与える影響が大きく,またその影響は主軸の位置・姿勢によって大きく変化する.このような運動誤差をより正確に予測し,補正するためのパラレル機構の力学モデルを改良した.
2.機構パラメータのキャリブレーションシステムの改善
パラレルメカニズム型工作機械の高精度な動作制御のためには,ストラットの基準長さ,ジョイントの位置などの機構パラメータを正確に同定することが必要不可欠である.それらのパラメータのキャリレーション法として,円弧運動試験に基づく手法がこれまでに提案されている.本研究では,キャリブレーション時に特に重力の影響を除去し,機構パラメータのキャリブレーション誤差のみを抽出する手法を提案した.1.及び2.の結果として,従来パラレル機構の可動範囲の端に近く,主軸のチルト角が大きい条件では真円度で200μm程度存在した運動誤差を,可動範囲のほぼ全域で20μm程度まで低減することができることを確認した.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2004

すべて 雑誌論文 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Compensation of Gravity-induced Errors on a Hexapod-type Parallel Kinematic Machine Tool2004

    • 著者名/発表者名
      Soichi Ibaraki
    • 雑誌名

      JSME International Journal 47・1

      ページ: 160-167

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Hexapod型パラレルメカニズム工作機械の精度向上に関する研究(第2報)-絶対座標系上での位置決め誤差を評価するキャリブレーション法-2004

    • 著者名/発表者名
      茨木 創一
    • 雑誌名

      精密工学会誌 70・4

      ページ: 557-561

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Hexapod型パラレルメカニズム工作機械における外乱オブザーバを用いた外力推定2004

    • 著者名/発表者名
      茨木 創一
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 70・694

      ページ: 1764-1769

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Compensation of Gravity-induced Errors on a Hexapod-type Parallel Kinematic Machine Tool2004

    • 著者名/発表者名
      Soichi Ibaraki
    • 雑誌名

      JSME International Journal 47-1

      ページ: 160-167

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] A Study on the Improvement of Motion Accuracy of Hexapod-type Parallel Mechanism Machine Tools (2nd Report) -- A Calibration Method to Evaluate Positioning Errors on the Global Coordinate System-2004

    • 著者名/発表者名
      Soichi Ibaraki
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society for Precision Engineering 70-4

      ページ: 557-561

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Disturbance Estimation on a Hexapod-type Parallel Kinematic Machine Tool by Using a Disturbance Observer2004

    • 著者名/発表者名
      Soichi Ibaraki
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers 70

      ページ: 694, 1764-1769

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [産業財産権] パラレルメカニズム型工作機械の切削抵抗推定方法2004

    • 発明者名
      垣野 義昭, 松原 厚, 茨木 創一, 奥田 敏宏, 中川 昌夫
    • 権利者名
      垣野 義昭, 松原 厚, 茨木 創一, 奥田 敏宏, 中川 昌夫
    • 産業財産権番号
      特願2004-186980
    • 出願年月日
      2004-06-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2006-07-11  

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