パラレル機構を用いた高速・高精度三次元測定機の研究

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本年度は、実験装置の改良、ジョイント部の再設計、運動学パラメータの同定を行った。1. 測定の高速化を目的とした制御系の改良昨年度試作した実験装置はモータの出力不足のため、高速な運動が困難であった。そこで、今年度は以下のような改良を行った。・ モータ制御回路を新たに製作し出力の強化を図った。・ モータ制御および測定のソフトウェアのアルゴリズムを再検討した。その結果、従来の三次元測定機と同等またはそれ以上の速度でプロープを動かすことができるようになった。また、指令値に対してもよく追従するようになった。2. ジョイント部の再設計以前試作した球面磁気軸受けは剛性の面で問題があったため、昨年度試作した実験装置には搭載せず、ベアリングを用いたジョイントを採用していた。しかし、昨年度の実験でジョイント部のがたが測定精度に与える影響が無視できないことがわかったため、球面磁気軸受けの改良を行った。その結果、特異点付近では不安定になるが、実用範囲内では問題なく動作するジョイントを製作することができた。また、ベアリングを用いたジョイントに比べて、非常にがたの少ないものとなった。3. 運動学パラメータを求めるための同定法の確立機構を組みあげた状態で他の測定機で運動学パラメータを測定するためには、パラレル機構よりも大きな可動範囲を持ち目的とする精度と同等かそれ以上の測定制度を持つ測定機が必要となる。そこで、試作した測定機で値が既知のアーティファクトを実際に測定することで、設計値と実際の値との差を求める方法について検討した。その結果、統計学の誤差行列を導入することで、パラメータを効率よく求めることができることが分かった。また、上記の改良された球面磁気軸受けを用いた場合には、他の測定機で球間距離が容易に実測できるためより高精度なパラメータ同定が可能となる。