大学校及び設置科 関東職業能力開発大学校 附属千葉職業能力開発短期大学校制御技術科
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 機械工作、電子回路、制御機器(電源、モータドライバ、センサ)と配線
課題に取り組む推奨段階 1年次の訓練修了後
課題によって養成する知識、技能・技術

グループによるものづくりの過程の体験です。振り子の運動学、マイクロコンピュータによるフィードバック制御プログラミングの実践力を身につける。

製作の目的と概要

 制御技術科では、動きのある機械の製作と制御ができることを訓練目標の1つとしています。本課題は天井走行クレーンの揺れ止め制御の模型の製作課題です。
 直進走行レール上を移動するテーブルに自由回転軸を設け、これに振り子を取り付けます。振り子が右に振れるとその角度に応じた速度でテーブルを移動させることで振れ角を減少させることができます。このような制御装置を製作することにより、直動テーブル、モータ、角度センサ、マイクロコンピュータなどの要素を組み合わせた実機の製作技能とフィードバック制御理論の具現化を体験します。

成果

 平成19年度は5名の学生グループで取り組みました。テーブル駆動はパルスモータとタイミングプーリ/ベルトを用い、角度センサには磁気式ポテンショメータを採用しました。また、脱輪防止のため、レール両端にはフォトマイクロセンサを2重に設けています。写真1に外観を示します。
 総合制作実習は専門課程の1年目の訓練をベースに2年次から開始するため、製作に必要な要素技術の訓練が不十分であり、前期はその補完訓練に当てています。写真2はマイクロコンピュータとフィードバック理論の学習のために製作したDCモータ速度制御装置です。4月から夏休みまでに製作しました。
 振り子の制振装置は11月までに試作を行い、年内で改良を加えて完成となりました。ここまでの過程で、グループによるものづくりの実際における調査研究、試作、改善サイクルを体験することができました。
 1月、2月はこれまでの応用として振り子の倒立制御装置の製作(写真3)に取りかかり、次年度への取り組み課題を提案することで総合制作課題のまとめとしています。
振り子の制振制御(H19)の画像1
写真1 振り子の制振装置外観
振り子の制振制御(H19)の画像2
写真2 モータの速度制御実習装置
振り子の制振制御(H19)の画像3
写真3 倒立振り子の制御装置