回転する金型に金属板を押し付けて成形するスピニング加工をロボットにより行う際に、発生する振動を抑制する制御を研究し、軽量なロボットによる大サイズの加工を実現する

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本研究では,回転する金型に金属板を押し付けて成形するスピニング加工をロボットにより行う際に発生する振動を抑制する制御方法を研究し,軽量なロボットによる大サイズの製品の加工を実現することを目指す.スピニング加工では従来XYステージ型の直線機構によってローラ工具を駆動しているが,これをより動作範囲の大きなアーム型のロボットに置き換えても実用的な加工が可能かどうかを明らかにする.アーム型ロボットを用いてスピニング加工実験を行い,振動抑制制御の効果を確認した.6軸のロボットアーム(三菱重工PA-10-6C)を用い,スピニング加工用ローラ工具をロボットアームの先端に装着した.ロボット手首部の6軸力覚センサでローラ工具先端の加工力を検出した.制御用パソコンからARCNET経由でロボットアームを位置制御・速度制御した.また円錐形状の金型を簡易旋盤で回転させた.まず,振動整定時の速度符号に応じて位置目標値を偏移させることにより振動エネルギーを吸収する振動抑制制御側をC言語で開発し制御用パソコンに実装した.自由空間内での運動において振動抑制の効果を確認し次いで本制御側を適用して実際にアルミ板のスピニング加工を行った.ローラ工具における加工力の変動やロボット各関節の振動などのデータを収集し,本制御側を用いた場合と用いない場合を比較した.ローラ送り速度,金型回転数などの加工パラメータを変化させ,それらが加工中の振動や成形結果の良否に及ぼす影響を調べた.ローラ送り速度を上げると,フランジ部分にしわが発生しやすくなる.また振動抑制制御側を適用すると加工中の振動が減少する.以上の結果を国際会議論文3件にまとめ発表した.