狙い

• ・機械加工の精度がだんだん変化していき、あるとき許容値を満たさなくなる、といったことはないでしょうか？　工作機械の精度は、熱変形や、経年変化が原因で、変わっていきます。精度を長い期間にわたって保証するための精度の計測法・制御法について研究しています。
• ・また、産業用ロボットは工作機械に比べ、人間が手動でロボットを動かし、その動作を覚えさせるティーチング作業が必要であり時間と手間がかかること、また「絶対的」位置決め精度が数10～数100倍悪いというのが一般的です。
• ・我々の新しい誤差補正技術により、上記の問題を解決し、ロボットの精度を可動領域全体で保証することで、ロボットの応用をさらに広げられると考えています。

研究内容

• ・金属等を加工して機械部品などを生み出す「工作機械」は、三次元空間を自由に動きます。この軌跡の精度が，加工精度を決定しますが，運動軌跡を直接にマイクロメーター オーダーの精度で3次元計測する技術は，今のところありません。そのための新しい計測技術を研究しています。

• ＜事例＞
• １．工作機械の誤差原因を診断するための加工試験法
• ２．工作機械の運動精度の測定と誤差原因の診断
• ３．産業用ロボットの位置決め精度と補正方法
• ４．ロボットを使った切削

各技術の詳細は以下の動画をご参照ください。

アピールポイント

• ・工作機械の精度を何年にもわたって保証する技術
• ・機械の運動をマイクロメートルオーダーの精度で測定、制御する独自技術
• ・ 産業用ロボットの「絶対的」位置決め精度を保証する技術

想定される市場・製品・産業分野

• ・工作機械やロボットのメーカー
• ・工作機械やロボットのユーザー

特許

• ・特許第6147022号，工作機械の空間精度測定方法および空間精度測定装置
• ・特許第6803043号，工作機械の幾何誤差測定方法
• ・特開2020-066083，ロボットの運動精度測定方法及び位置補正方法
• ・特願2021-083751，ロボットの制御装置及び制御方法

論文

• ・Soichi Ibaraki, Nikolas Alexander Theissen, Andreas Archenti, Md. Moktadir Alam, “Evaluation of Kinematic and Compliance Calibration of Serial Articulated Industrial Manipulators,” International Journal of Automation Technology, 15(5), pp. 567-580, Sep. 2021
• ・Md. Moktadir Alam, Soichi Ibaraki, Koki Fukuda, “Kinematic Modeling of Six-Axis Industrial Robot and its Parameter Identification: A Tutorial,” International Journal of Automation Technology, 15(5), pp. 599-610, Sep. 2021
• ・成松 宏一郎, 茨木 創一, 入野 成弘：深層学習による工作機械の熱変位推定におけるセンサの故障に対するロバスト性の向上，精密工学会誌，87(8), pp. 698-703, Aug. 2021
• ・S. Ibaraki, K. Fukuda, M. M. Alam, S. Morita, H. Usuki, N. Otsuki, H. Yoshioka, “Novel six-axis robot kinematic model with axis-to-axis crosstalk,” CIRP Annals,70 (1), pp. 411-414, July 2021.
• ・Soichi Ibaraki, Eita Yanai, “Identification of Rotary Axis Location Errors under Spindle Rotation by using a Laser Barrier Tool Measurement System — Experimental Comparison with R-Test,” Transactions of the Institute of Systems, Control and Information Engineers, 34(3), pp. 81-88, Mar 2021.
• ・Soichi Ibaraki, Rin Okumura, “A machining test to evaluate thermal influence on the kinematics of a five-axis machine tool,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, 163, 103702, Apr 2021.
• ・Soichi Ibaraki, Rin Okumura, “Machining Tests to Evaluate Machine Tool Thermal Displacement in Z-Direction: Proposal to ISO 10791-10,” International Journal of Automation Technology, 14(3), pp. 380-385, 2020
• ・Makoto Fujishima, Koichiro Narimatsu, Naruhiro Irino, Masahiko Mori, Soichi Ibaraki, “Adaptive thermal displacement compensation method based on deep learning,” CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 25(1), pp. 22-25, 2019.
• ・Soichi Ibaraki, Hiroki Inui, Cefu Hong, Shizuo Nishikawa, Masahiro Shimoike, “On-machine identification of rotary axis location errors under thermal influence by spindle rotation,” Precision Engineering, 55, pp. 42-47, 2019.
• ・Soichi Ibaraki, Ibuki Yoshida, Tetsushi Asano, “A machining test to identify rotary axis geometric errors on a five-axis machine tool with a swiveling rotary table for turning operations,” Precision Engineering, 55, pp. 22-32, 2019

研究者からのメッセージ

• ・３次元空間を自由に動く機械の運動を、３次元測定するための技術と、数学モデルと数値最適化の手法を使って誤差原因診断や制御を行うことを得意としています。
• ・工作機械やロボットのメーカと共に、ユーザとも多くの共同研究の実績があります。機械の精度に関して課題があれば、ぜひ情報交換させてください。

研究者HP

https://mecdes.hiroshima-u.ac.jp/

https://mecdes.hiroshima-u.ac.jp/~ibaraki.h0523/

上述の内容に関心のある方は、以下の窓口にお問い合わせください。