2019年9月24日（火）
東京大学工学部4年 茶田智来
2019年9月3日（火）から7日（土）にかけて早稲田大学で開催された日本ロボット学会第37回学術講演会のセッションレポートをお届けします．
今回レポートするのは，4日目に開催された「産業用ロボット・自動化システム」というセッションの後半です．まずは，発表の内容を簡単にご紹介します．
1件目は長岡技術科学大学の「産業用ロボット基本3軸の軸間干渉力と慣性変動を考慮した制振制御」です．6軸産業用ロボットの姿勢が変化した際の振動抑制の性能を，慣性乗積時変オブザーバを用いることで向上させることを目指している研究です．
2件目は東京大学による「搬送時振動からのオンライン周期推定を用いたクレーンの振動抑制」です．クレーンによる物体搬送中にその周期をリアルタイムで推定し，それをもとにフィードフォワード制御で振動を抑制する手法を提案しています．
3件目は長岡技術科学大学から「ドリフトフリー瞬時状態オブザーバの一検討」です．加速度センサのドリフトの影響を受けない，帯域が広い瞬時状態オブザーバを提案しています．
4件目は産総研の「ロボットによるスピニング加工の研究―三次元形状の多サイクル異形スピニング加工―」です．従来のスピニング加工の技術では実現できなかった様々な三次元形状を，3D-CADモデルに基づくローラ接触位置の計算や工具位置の計算によって可能にする手法を開発しました．
5件目は大阪工業大学「鏡面物体におけるロボットハンドリングのベンチマークとメトリクスの手法の提案」です．複数の三次元センサを用いて鏡面物体の認識・計測を行った研究です．
6件目は東京農工大学「三次元ボールミルの運動解析」です．粉砕機として広く用いられている三次元ボールミルの運動を解析し，最適な運動条件や装置の改良点を見出すことを目的とした研究です．
最後に金沢工業大学の「ロボットの階層化・規格化を利用した柔軟な開発手法の提案」．ロボットの構成を階層化することで，その開発をより容易にする手法を提案しています．
ここでは，上記7つの発表の中で私が特に興味をそそられた2つの発表について詳しく紹介します．
1つ目は，「ロボットによるスピニング加工の研究―三次元形状の多サイクル異形スピニング加工―」です．スピニング加工とは，塑性加工の一種で，金属素材を回転させながら加工ローラを押し付けて成型する加工方法のことです．当初は，スピニング加工で作れるのは円形の製品だけでした．その後，研究が進み，ローラを素材の回転の半径方向に前進・後退させることで異形形状の製品を作る同期スピニングという手法が開発されました．ここで紹介する研究では，この同期スピニングをさらに発展させ，板材から角筒形状を成型するなどの三次元形状のスピニング加工が実現されました．この研究のポイントは，「3D-CADモデルに基づくローラ接触位置の計算」と「多サイクル加工における工具位置の計算」の2つです．
「3D-CADモデルに基づくローラ接触位置の計算」
三次元モデルをポリゴンデータで表現すると，表面上のたくさんの点座標からなる点群データが得られます．この点群データを基に，ローラ接触位置を計算します．
「多サイクル加工における工具位置の計算」
1回だけのパスでは複雑な形状をつくることができないため，多サイクル加工をすることになります．ワークの主軸方向と半径方向からなる仮想的な2次元平面上で設定し，成型品と素材の間をパスにそって線形補間することで，ひとつひとつのパスを生成します．
2つ目は，「三次元ボールミルの運動解析」です．様々な分野で需要が高まっている微粒子材料．その製造の過程で欠かせないのが，原料を粉砕する粉砕機です．この研究は，代表的な粉砕機のひとつである三次元ボールミルの運動解析を行ったものです．三次元ボールミルとは，円筒形の容器に粉末材料と硬い球を入れ，固定された水平軸回りとその軸に直交する軸回りに容器を回すことで粉末材料をより小さくすりつぶす機械です．この研究では，主にボールミルの臨界状態に着目しています．臨界状態とは，ボールミルの容器と内容物が一体となって回転している（共回りしている）状態のことです．臨界状態が生じる最小の回転数のことを臨界回転数といいます．回転軸がひとつのみのボールミルの臨界回転数を求める方法を適用し，三次元ボール内の球についての運動方程式を立てることで，臨界回転数を解析的に求めています．しかし，その結果は実験結果とは大きく異なっており，今後は三次元ボールミルに適用できる臨界回転数の導出方法について考察したいとのことでした．
以上で，「産業用ロボット・自動化システム」後半のセッションレポートを終わります．私はこのほかにも「産業ロボット・自動化システム」の前半，オーガナイズドセッション「遊びとロボット」の前半と後半，「屋外作業ロボット」，「フレキシブルロボット」のセッションレポートもしています．そちらもぜひご覧ください．
3I2_産業用ロボット・自動化システム(2/2)
3I2-01 産業用ロボット基本3軸の軸間干渉力と慣性変動を考慮した制振制御
○松井 洸（長岡技科学大），大石 潔（長岡技科学大），横倉 勇希（長岡技科学大），宮崎 敏昌（長岡技科学大）
3I2-02 搬送時振動からのオンライン周期推定を用いたクレーンの振動抑制
○佐藤 裕実子（東京大学），吉元 俊輔（東京大学），山本 晃生（東京大学）
3I2-03 ドリフトフリー瞬時状態オブザーバの一検討
○篠崎 泰雅（長岡技科大），鈴木 駿介（長岡技科大），川合 勇輔（長岡技科大），横倉 勇希（長岡技科大），大石 潔（長岡技科大），宮崎 敏昌（長岡技科大）
3I2-04 ロボットによるスピニング加工の研究
○荒井 裕彦（産総研）
3I2-05 鏡面物体のロボットハンドリングにおけるベンチマークとメトリクスの手法の提案
○細見 直矢（大阪工業大学），野田 哲男（大阪工業大学）
3I2-06 三次元ボールミルの運動解析
○奥野 真成（東京農工大学），和田 正義（東京農工大学）
3I2-07 ロボット要素の階層化・規格化を利用した柔軟な開発手法の提案
○中塚 好紀（金沢工大），土居 隆宏（金沢工大）
