本研究室で使用している工作機械を紹介します.
図1 ミニ卓上フライス盤(右)と卓上バンドソー(木材片はフライス盤でのドリル作業の際の捨て板)
図2 インターネットで注文して届いた部品類(ジュラコン板,アルミ板等)(Φ10mm以上の穴あけは専用の切削工具がないと難しいので,注文の際に加工指定します.)
図3 製作中の実験装置(穴あけ,タップ作業,組み立て等)
図4 製作中の実験装置(穴あけ,タップ作業,組み立て等)
図5 製作中の実験装置(穴あけ,タップ作業,組み立て等)
図6 製作中の実験装置(要所ゝ組み立てながら穴の位置を決めていきます.特に,モータ軸とプーリーシャフトのアライメントに注意します.穴が合わない場合,やすりやフライス作業でボルト穴を広げます.)
図7 製作中の実験装置(要所ゝ組み立てながら穴の位置を決めていきます.)
図8 製作中の実験装置(駆動部の配線をして試運転しました.)
図9 製作中の実験装置(台車部を取り付けました.)
図10 製作中の実験装置(台車部を取り付けました.)
図11 製作中の実験装置(自走式台車系)
図12 製作中の実験装置(自走式台車系)
図13 製作中の実験装置(自走式台車系)
図14 製作中の実験装置(自走式台車系.駆動部の配線をして試運転しました.)
図15 製作中の実験装置(自走式台車系.駆動部の配線をして試運転しました.)
図16 製作中の実験装置(タワー型クレーン)
図17 製作中の実験装置(タワー型クレーン,洋裁用の文鎮(文化型文鎮)2個をバランサーとして使用.)
ちなみに,ボルト穴をあけた部材をねじ穴をあける部材に重ね,ねじ穴の下穴の中心を決める工具として,模型飛行機のエンジンマウントの穴の中心を決めるデッドセンターというものがあります.
図18 製作中の実験装置(タワー型クレーン.駆動部の配線をして試運転しました.)
図19 製作中の実験装置(タワー型クレーン.駆動部の配線をして試運転しました.)
図20 製作した実験装置(振動台.駆動部の配線をして試運転しました.)
図21 製作した実験装置(振動台.駆動部の配線をして試運転しました.)
図22 製作した実験装置(振動台.駆動部の配線をして試運転しました.)
図23 製作した実験装置(振動台+1自由度構造系.配線をして試運転しました.)
図24 製作した実験装置(振動台+1自由度構造系.配線をして試運転しました.)
図25 製作した実験装置(2自由度構造系.配線をして試運転しました.)
図26 製作した実験装置(倒立振子系.配線をして試運転しました.)
図27 製作した実験装置(倒立振子系.配線をして試運転しました.)
台車駆動用にツカサ電工ギヤドDCモータTG-47C,24V(3.6W)を,タコジェネレータの代わりにツカサ電工DCモータTG-70A,24Vを使用しました.
図28 製作した実験装置(倒立振子系.配線をして試運転しました.)
図29 製作した実験装置(並列二重倒立振子系,タコジェネレータ付)
図30 製作した実験装置(並列二重倒立振子系,タコジェネレータ付,駆動部)
台車駆動用にツカサ電工ギヤドDCモータTG-85E,24V(8W)を,タコジェネレータの代わりにツカサ電工DCモータTG-70A,24Vを使用しました.TG-85E後部のモータシャフト(φ3mm)を延長し,カップリングを取り付けています.
図31 延長したギヤドDCモータ(スリーピースTP-3640C,24V)のモータシャフト
モーターシャフト(φ2.5mm)を延長するため,モータシャフトにφ1.2mmの穴をあけ(深さ4mm程度),M1.4×4mmのステンレス製六角穴付きボルトを打ち込みました.その際,ボルトの先端をやすりで少し削ってテーパをつけ,ボルト固定用の接着材(小径ねじ永久固定用)を使用しました.穴あけでは,モータ内部に切りくずが入らないように,セロテープなどですきまをシールドし,ボルトの打ち込みでは,ギヤ部を外し,モータシャフトの軸受部にスラスト荷重がかからないように工夫します.図30のモータにも同様の細工をしました.
図32 製作中の実験装置(倒立振子)
図33 製作した実験装置(倒立振子系.配線して試運転しました.)
台車駆動用に研究室にあったギヤドDCモータ(ツカサ電工TG-77A-BM-25-HA, 24V,26W)を再利用したものです.
モータドライバはスリーピースTPDR-26,電源はコーセルLGA240A-24-H,240Wを使用しました.
並列三重倒立振子(L1=0.08m,L2=0.18m,L3=0.5m)を安定化できました (動画(WMVファイル)制御中のカチカチという音はモータギヤヘッド中のギヤの歯面同士がぶつかる音で,あまり心地よいものではありません) .
図34 製作した実験装置(倒立振子系,駆動部)
DCモータ(ツカサ電工TG-70A)をタコジェネレータとして使用しましたが,このようなギヤを介したモータ角速度信号は,ギヤのバックラッシュのため劣化しており,ポテンショメータ電圧の近似微分と比較して,制御性能の改善はわずかでした.
図35 ジュラコン板へのめねじの設定
ジュラコンにタップでねじ穴を切ることはできますが,材質が弱いので,タップ作業が失敗しやすく,また,分解・組立を繰り返す箇所には向きません.そこで,M3(L=12mm,外径Φ6mm)のスペーサを5.95キリの穴(Φ5.95のドリルで加工した穴)に打ち込み,M3のめねじを設定しました.
図36 製作中の実験装置(共吊りクレーン系)
図36-1 製作した実験装置(共吊りクレーン系) 配線して試運転しました.(2012.3.16)
図37-1 製作中の実験装置(フレキシブルビーム系)
図37-2 実験装置(フレキシブルビーム系) 配線して試運転しました.駆動部にはスリーピースTP-3850A-CE-18-H10-24(駆動用ギヤドDCモータ),スリーピースTP-2846A-24(DCタコジェネレータの代用品),ツカサ電工TCP-S30-650(DCモータドライバ)を使用しました.
図37-2 実験装置(フレキシブルビーム系) 配線して試運転しました.ビーム振動の計測には,秋月電子通商 3軸加速度センサモジュールKXM52-1050を使用しました.
図38 製作中の実験装置(3次元天井クレーン系) フレームは40mm×40mmのアルミフレーム(ユキ技研,F44M)を使用しました.
図39 実験装置(3次元天井クレーン系) 配線して試運転しました.駆動系に使用したDCモータは,スリーピースTP-3640C-KM-18-S10-24(X,
Y軸),JAPAN ROBOTECH RDO-29B50G54A(Z軸,,荷の巻上げ用)で,ドライバはいずれもツカサ電工TCP-S30-650です.X,
Y軸では,DCタコジェネレータの代用品として,スリーピースTP-2846A-24を用いました.
図40 実験装置(3次元天井クレーン系) 配線して試運転しました. 振子角の測定にはポテンショメータ 緑測器CP-2UN(2個)を使用しました.
図41 製作中の実験装置(ジブクレーン)
図42 製作中の実験装置(ジブクレーン)
図43 製作中の実験装置(ジブクレーン)
図44 製作した実験装置(構造系+回転型AMD(RTAC)) 配線して試運転しました.
図45 製作した実験装置(構造系+回転型AMD(RTAC)) 駆動部にはツカサ電工TG-47-FU-23-KB,
24V(駆動用ギヤドDCモータ),ツカサ電工TCP-S30-300(モータドライバ),スリーピースTP-2846A-24(DCタコジェネレータ)を使用しました.
図46 製作した実験装置(構造系+回転型AMD(RTAC)) 回転質量の角度計測には,日本電産サーボ10回転式ポテンショメータMF10,5Kを,構造系の振動の計測には,秋月電子通商3軸加速度センサモジュールKXM52-1050を使用しました.