自律型マイクロロボットによる小径複雑曲がり穴加工に関する基礎研究

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機械加工では,穴は一般にドリルで加工されるため,加工形状は直穴になる.逆に言えば,このことは直穴しか加工できないことを示している.したがって,直穴が最適ではない場合でも,直穴を駆使せざるを得ないのが現状である.これに対し,長く複雑で径の小さい曲がり穴を加工する新技術が確立できれば,従来では,加工不可能であった形状を創成できるようになり,高い付加価値をもった製品を生み出すことが可能になる.そこで,このような形状の加工を実現するために,本研究では,放電加工機能をもつ管内自走マイクロロボットを製作し,そのロボットに,自らが走行する管路自体を形成させつつ被加主物の内部を自在に運動させることにより,長距離かつ複雑で小径の曲がり穴の創成を可能にするシステムの構築を目指し,その基礎的な研究を行うことを目的としている.本年度の研究により,以下に示す成果を得た.1.研究開発状況と関連技術の動向調査放電加工,管内自走ロボット,マイクロロボットなどの研究開発状況,また,アクチュエータ,微小な機構や部品の設計・製作に加え,制御,測定などの関連技術に関する最新動向を調査した.2.曲がり穴加工マイクロロボットを構成する3要素の基礎技術開発開発目標とするロボットは,自律的放電加工機構,管内自走機構,方向制御機構から構成されるが,この3機構について,基本的な設計を確立し,基礎的な開発を行った.その結果,ロボットの実現に向けた基盤的知見を得た.3.ロボット位置・姿勢計測システムの開発のための基礎研究加工中のロボットは曲がり穴の底部に存在するため,その位置や姿勢を把握することが困難である.そこで,被加工物内における放電位置を特定することによって,ロボットの位置や姿勢を計測する装置について,基礎的な研究開発を行い,計測可能性が十分にあることを示した.