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2020 年度 実績報告書

「ポータブル」ロボット切削加工システムの基礎となる空間精度の新しい測定法

研究課題

研究課題/領域番号 18K03874
研究機関広島大学

研究代表者

茨木 創一  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (80335190)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード産業用ロボット / 運動精度測定 / レーザトラッカ / 誤差補正 / 幾何学モデル
研究実績の概要

現在の産業用ロボットの多くは「ティーチング」,すなわち人間による操作をコピーすることでプログラムされる.しかし近い将来には,バーチャルモデルによるプログラミングに移行すると予想する.そのとき,ロボット作業の精度は,ロボットの空間精度,すなわち可動領域内の任意の点における,指令位置に対する実際の位置の精度が決めることになる.本研究では,可動領域全体で,ロボットの空間誤差を正確に予測するための,新しい幾何学モデルを提案し,空間精度を大きく改善するための補正方法を構築することを目的とする.
2019年度までは主に,スカラ型ロボットによる2次元位置決めを対象として,本研究で提案した「精緻な」幾何学モデルの同定法と補正法の,原理的な有効性を検証してきた. 2020年度は,提案法を6軸ロボットによる3次元空間内での位置決めに拡張した.6軸ロボットはスカラ型に比べ,幾何学モデルにはより多くのパラメータが必要になるが,スカラ型ロボットの場合と同様の考え方を拡張して,各軸の角度位置決め偏差を「誤差マップ」の形で同定し,モデルを構築する方法論を確立した.また,6軸ロボットの場合,自重などが原因で,ある軸の運動誤差が,別の軸の角度によって変動するような,軸相互の精度の干渉があることが分かったので,それらの要因も考慮したモデルを構築した.構築したモデルによる空間誤差の予測精度を実験で調べ,それに基づく空間誤差の補正実験を行った.その結果,可動領域全体で,空間誤差を大きく改善することができることを確かめた.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] 格子状のレーザ光路を用いたSCARAロボットの2次元位置決め精度の測定と,回転軸の角度位置決め偏差の同定2021

    • 著者名/発表者名
      富田正俊, 茨木創一
    • 学会等名
      2021年度精密工学会春季大会
  • [学会発表] Calibration and compensation of rotary axis angular positioning deviations on a SCARA-type industrial robot using a laser tracker2020

    • 著者名/発表者名
      Nan Zhao, Soichi Ibaraki
    • 学会等名
      JSME 2020 Conference on Leading Edge Manufacturing/Materials and Processing (LEMP20)
  • [学会発表] Identification of a kinematic model of a 6DOF industrial manipulator with angular positioning deviation ‘error map’ of rotary axes2020

    • 著者名/発表者名
      Md Moktadir Alam, Soichi Ibaraki, Koki Fukuda, Sho Morita, Hiroshi Usuki
    • 学会等名
      ASME 2020 International Symposium on Flexible Automation (ISFA2020)
  • [学会発表] Measurement of 2D positioning "error map" of a SCARA-type robot over the entire workspace by using a laser interferometer and a PSD sensor2020

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Tomita, Soichi Ibaraki
    • 学会等名
      ASME 2020 International Symposium on Flexible Automation (ISFA2020)
  • [学会発表] Estimation of thermal influence on 2D positioning error of a SCARA-type robot over the entire workspace2020

    • 著者名/発表者名
      Kandai Kawano, Soichi Ibaraki
    • 学会等名
      18th International Conference on Precision Engineering (ICPE2020)
  • [学会発表] Identification of a novel kinematic model of a 6-DOF robot with bidirectional angular positioning deviation of rotary axes2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Fukuda, Soichi Ibaraki, Md Moktadir Alam, Sho Morita, Hiroshi Usuki, Naohiro Ohtsuki, Hirotaka Yoshioka
    • 学会等名
      18th International Conference on Precision Engineering (ICPE2020)

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公開日: 2021-12-27  

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