- 操作感覚を組み合わせる 操作力、停止後のドリフト、リバウンド、応答遅延、エンドエフェクターの慣性、人間工学. これらの措置をオペレータフィードバックと共に記録することにより,機器状態の比較と改善の評価を支援する。
- オペレータフィードバックを測定可能な原因に関連付ける:操作力に対する重さ,ジャークスタートに対する破壊力と抵抗変化,バランシング圧力誤差に対する上下ドリフト,空気圧縮性とエンドエフェクタ慣性に対するリバウンド,圧力遷移と応答遅延に対する不均一負荷スイッチング。
- バランシング圧力調整は重要なチェックである。圧力誤差0.02 MPaの場合,約37Nの追加操作力が発生する。 オペレータフィードバックと共に圧力を記録する。
- 結果をクロスチェック プッシュプルフォースゲージ 圧力・変位・角度センサー 応答取得 主観評価. A‐D評価,FMEA,操作感試験記録を組み合わせて評価を追跡可能にした。
作成:Jiangsu AUREK Intelligent Technology Co., Ltd.(AUREK技術研究グループ)・文書区分:技術研究と方法・版:V1.0 / 2026。 また,解析手法,評価手法を公式,作業例,例データで説明した。プロジェクトパラメータは,プロトタイプ測定,顧客運転条件,安全要求から決定する。 全PDFはダウンロード可能。
00 抽象
ハンドリング,組立,積み込み,取り出しの際,オペレータは直接作業品を押し,引っ張り,位置付け,解放する。 力,滑らかさ,安定性を評価するために,動作力,起動力,一定速度力,停止後ドリフト,リバウンド,応答遅延,ジョイント減衰,エンドエフェクタ慣性,ツール重量,給気圧安定性,無負荷/負荷圧力切替ロジック,人間工学的要因を記録した。 これらは共に操作感を記述し,操作条件の比較の基礎を与える。
本手法は,AUREKエア式搬送マニピュレータープロトタイプARK-S01と現場コミッション経験を用いて,設計,コミッションおよび受入れ評価を支援する。 ディジタルプッシュプルフォースゲージ,圧力,変位,角度センサ,応答時間取得,主観評価を用いて荷重,作業半径,工具状態を比較した。 機械モデルは原因を説明し,テスト記録とFMEAは診断と再テストを組織化する。 パラメータ,計算および例データはこの方法を説明し,プロトタイプ測定,顧客の運転条件および安全要求に適合する必要がある。 単一の試験では,装置の寿命にわたる性能を確立できない。
01 はじめに
自動車部品,機械加工,箱・板取扱い,熱加工品移動,組立,積載・卸荷に用いられる空気式産業用マニピュレータを紹介した。 これらの支援は,操作者が工作物を押し,引っ張り,位置付け,解放する間に重量を補償する,操作者制御を維持しながら重力を補償する,にまとめられる。 評価は効率,位置決め精度,疲労,現場安全性,定格容量に及ぼす運転の影響を検討する必要がある。
運動段階別にサイトフィードバックを組織化し,高い押し力,ジャッキースタート,放出後の上下運動,停止後のリバウンド,不均一な負荷/無負荷スイッチングを示した。 これらの観察結果を測定可能な量に関連付け,適切な検査と診断法を選択する。
| オペレータフィードバック | 物理量・工学的原因 |
|---|---|
| 重いか押しづらい | 操作力過大,バランス圧力不足 |
| ジャッキースタート | 起動力が大きすぎるか走行抵抗が変動している |
| 上下ドリフト | 気圧偏差 |
| 停止後のリバウンド | 空気圧縮性とエンドエフェクター慣性 |
| 不均一負荷切替 | 不均一な圧力遷移または応答遅延 |
表 1 · オペレータフィードバックと関連物理量を示した。
まず,主観的フィードバックを定量的,繰り返し可能な測定値に変換し,次に機械的,空気力学的,制御的,人間工学的要因の影響を分析した。 試験条件を一致させるために,試作機,工具,荷重を比較した。 その結果,シリンダ選定,回路調整,工具重量低減,ジョイント減衰,ハンドル設計に関する情報が得られた。
02 装置の範囲と操作感の定義
標記マニピュレータのエンドツールを開発した。 シリンダトルクは荷重トルクとほぼ均衡し,オペレータは比較的少ない労力で作業物を上げ,移動,位置決め,解放できる。 アーム構造,主/中間/前部ジョイント,空気バランス回路,制御弁,操作ハンドル,エンドツールを含む。 完全自動制御はこの研究の外である。
2.1 操作感覚の工学的定義
特定の荷重,半径,ストローク,供給圧力および工具条件下における操作感覚は,組み合わせた操作感覚を記述する。 操作力 応答安定性 運動継続性 位置保持性 オペレータの快適性 起動 揚げ上げ 移動 停止 位置決め 握り 解放の過程で 人間工学的指標を用いて,指定条件下での完全な運動シーケンスを評価する。
2.2 操作感覚の要素
機械的,安定性,応答性,動的,人間工学的測定を別々に記録し,オペレータの評価と比較してチェックする。 これにより,装置状態を識別し,省力化,運動連続性,位置決め快適性を区別した。 次の表で各措置の工学的意義を説明した。
| カテゴリ | 測度 | 工学的重要性 |
|---|---|---|
| メカニカル | 起動力,定速力,ピーク動作力 | 操作力を評価し,ジャミングを検出する |
| 安定性 | 停止後のドリフト,リバウンド,圧力変動 | 位置決めと保持安定性の評価 |
| 応答 | ボタン応答遅延、圧力蓄積時間、動作遅延 | 空気力学と制御応答の評価 |
| ダイナミクス | エンドエフェクタ慣性,関節減衰,オーバーシュート | 過剰な動作自由度や重いハンドリングを評価 |
| 人間工学 | 握り高さ、握り角度、ボタン位置、両手姿勢 | 持続運転中の疲労評価 |
| 主観的評価 | 努力,滑らかさ,安定性,疲労評価 | 客観的測定とのクロスチェック |
表2 運転感覚対策とその工学的意義
03 因子 操作感に影響を与えます
主な影響は,空気バランシング,機械構造,工具重量とエンドエフェクタ慣性,空気制御と無負荷/負荷スイッチング,人間工学である。 これらの要因を特定の運動に対して診断し,一つのパラメータを調整することで他の原因を検討しないようにする。
3.1 空気バランス
空気支援はシリンダと負荷トルクをほぼバランスさせる。 低いバランシング圧力は上昇力を必要とするが,過剰圧力は上昇ドリフトを生じる。 非負荷圧力設定,負荷圧力設定,供給安定性,レギュレータ感度,シリンダ摩擦とシール抵抗,エアレシーバとリターンバルブのバッファリング効果をチェックした。 非負荷/負荷スイッチング中の不均一な圧力遷移は突然の上下動を引き起こす。スイッチング行動を テストの優先事項にしました
3.2 機械構造
起動,運動,停止時の機械構造のチェックを行った。 連結抵抗,軸受およびピンバシング摩擦,ローラ状態およびブレーキ抵抗は起動及び一定速度動作力に影響を及ぼす。 アームの剛性,接続隙間,アームの長さおよび半径の異なるモーメントは,力レベルと位置間の一貫性に影響を及ぼす。 難しいスタートやジャッキ運動は,特にジョイント潤滑,軸受汚染,ブレーキ隙間に注意を要する。
3.3 工具重量とエンドエフェクタ慣性
工具重量,重心オフセットおよび慣性はアーム自体がよくバランスしている場合でもハンドリングに影響を与える。 工具/工作物質量と回転慣性の組合せを評価した。 真空カップ,メカニカルジョイント,膨張軸は異なる負荷分布を生じる。 旋盤工具は0°,45°,90°および他の関連角度で重心チェックを必要とする。 空気ホース,真空ホースおよびケーブルは,移動および帰還中に抵抗を加える。
3.4 空気制御・負荷圧スイッチング
ボタン操作からシリンダ運動までの空気圧制御を評価した。 負荷に対する弁の流量容量,スロットル設定,ホース長と曲げ,および弁応答に及ぼす湿気,油,汚染物の影響をチェックした。 無負荷/負荷圧力スイッチングはキーチェックである :負荷・解荷中の過剰な圧力差や不適切な論理は突然の上昇,沈下,衝撃を引き起こす。 圧力遷移と検証ロジックを考慮し,応答と安定性試験に含めるべきである。
3.5 人間工学的要因
力測定と共に人間工学的チェックを行う。 肘の位置に対するハンドルの高さ,自然なグリップ中のボタンの到達距離,意図しないアクチュエーションに対する保護,両手安全論理,視界障害,手首と肩の繰り返し負荷を評価した。 オペレータの身長,距離,経験を記録して 評価の違いを説明する
04 定量的評価指標
操作力,起動力,一定速度力,停止後のドリフト,リバウンド,応答遅延,圧力変動を別々に記録し,それぞれの条件に関連した主観評価を行った。 次の表では,記号,単位および一貫した取得と比較のための推奨機器を列挙した。
| 測定 | 記号 | ユニット | 推奨楽器 | 説明 |
|---|---|---|---|---|
| 起動力 | F start | N | プッシュプルフォースゲージ | 起動時の最大作動力 |
| 定速力 | F cv | N | プッシュプルフォースゲージ | 一定速度運動時の平均作動力 |
| ピーク作動力 | F peak | N | プッシュプルフォースゲージ | アクションサイクル中の最大力 |
| 停止後のドリフト | D stop | mm | 変位センサ/レーザー距離計 | 放った後の指定された時間内の移動 |
| リバウンド変位 | R | mm | 変位センサ/ビデオ解析 | 停止後の最大逆方向変位 |
| 応答遅延 | t d | ms | データ収集システム | ボタン操作からモーション応答までの時間 |
| 圧力変動 | ΔP | MPa | 圧力計 | 移動・切替時の圧力変化 |
| 等価慣性 | J eq | kg·m² | 計算/テストベース同定 | エンドエフェクタの動的負荷を記述する |
| ジョイントダンピング | B j | ニュートン・メートル・秒/ラジアン | 角度センサ+力試験 | 水平回転の滑らかさを反映 |
| 主観評価 | Q | ポイント | 評価形式 | 推奨するスケールは1–5または1–10 |
表3 定量的操作感測度
4.1 操作力・起動力
操作力はハンドルにかかるプッシュプル力である。 デジタルフォースゲージにより時間の経過を記録し,始動力,一定速度力,ピーク力を抽出した。 力と変動の低下は一般に努力を減らすが,制御された位置決めのために十分な抵抗を保持する必要がある。 起動力は静摩擦,ブレーキ抵抗,シリンダ破断摩擦,負荷不均衡を含む。
ここでは,Fstartは始動力(N),F(t)は操作力時間履歴,t0はオペレータが力をかけ始める瞬間,tvはエンドエフェクタ速度が指定したしきい値に達する時間である。 高い起動力が起動困難やジャークを引き起こす。 定速力は定常運動中の平均絶対作用力であり,その変動係数は滑らかさを記述する。
ここでは,Fcvは一定速度作動力(N),σFは定常運動中の作動力の標準偏差,CVFは力変化係数(無次元)である。 Fcvは持続運転力が減少すると減少し,CVFはジャーク運動,スティックスリップ,抵抗変化とともに増加した。
4.2 停止・リバウンド後のドリフト
ストップドリフトはオペレータが放出した後の一定時間内の作業品の位置変化を測定し,バランス圧力,空気密度,ブレーキ状態,重心安定性の荷重中心を反映し,リバウンド量は停止後短時間に発生する最大逆方向変位を測定する。
ここでは,Dstopは停止後のドリフト(mm),Tは観測時間(3s,5sまたは10sであり,計画に固定されている)であり,Rは最大リバウンド変位(mm)である。 過剰な停止ドリフトは位置決め,組立および配置の安全性に影響し,リバウンドはガス圧縮性,スロットル設定,アーム弾性,装置慣性およびオペレータの突然の停止行動に関係する。 また,その大きさが大きすぎると,作業物が位置決め面に衝突し,組立精度に影響を与える。 プロトタイプを比較するとき,同じ観測期間を用い,ドリフトとリバウンドを一緒に記録する。
4.3応答遅延,圧力変動と主観評価の相関
応答遅延はボタン操作から動作応答までの時間である。d = tresponse − tbutton あなたは あなたは 私たちを 助けてくれた 揚力,降力,握力,解放力,荷重移行,荷重移行を分別して測定し,同時に圧力変動ΔPを記録した。 その結果,運転者の運動性能に対する評価は,1–5の範囲で行われ,5が最も良好であった。 主観的評価を用いて,操作経験と客観的測定値を比較した。. 評価法は一貫した関係を支持する。
05力学モデルと計算法
次の簡単な力学モデルで機構と大きさの順序を説明した。 プロトタイプ測定を用いて効率,摩擦,慣性パラメータを正確に決定した。 これらのモデルは詳細なサイズ計算を直接置き換えることはできない。
5.1 シリンダー出力とトルクバランス
シリンダの理論的有効出力力はFc=P·A·ηで表せ,出力力は圧力,圧力面積及び総合効率に比例することを示した。 主回転基準点を参照として,簡単なモーメントバランス関係を確立した。
こちらLc 円筒モーメントアームは円筒モーメントアーム(m)で,Wは工作物と装置の総重量W=mg(N)で,LはL=L=L=L=L,L=L=L=Lである。w 荷重の重心からピボットまでの水平距離(m)f 関節摩擦トルク(Nm)ですi 追加慣性トルク(N·m)です これらの関係は, 荷重や半径 工具の重心のオフセット 関節摩擦が大きくなると 必要なバランス圧力や動作力が増加します. これらの効果は,大きな半径と重い工具を用いた重いハンドリングを説明する。
5.2 操作力・圧力誤差
オペレータがハンドルに感じる力は,システムの不均衡モーメント,摩擦モーメント,慣性モーメントの総合値をハンドルの等価モーメントアームで割ると,Fop=ΔM/L hで近似的に得られる。 空気圧偏差がモーメント不均衡を生じる場合,圧力偏差による付加的作動力は次の式で表される。
ここではΔPは圧力調整偏差(Pa),Lhは有効ハンドルモーメントアーム(m)である。 圧力誤差が大きいほど,あるいはハンドルモーメントアームが短いほど,オペレータが必要とする力が増加し,小さな圧力誤差でも上昇ドリフトや重みが生じる。
5.3 等価慣性と合計得点
等価回転慣性を用いて動的負荷を近似する:Jeq = Jarm + Σ mi·ri². 工具質量,重心オフセット,アーム長が大きいほど慣性,起動・停止力,オーバーシュート,リバウンドが増加する。 工具の重量を減らし,重心を内側に移動させることにより,動的操作性を改善できる。. 個々の測定値を組み合わせて全体スコアを作成し、構成を比較します。
ここで、SF, SD, SR, ST, SJ, SE 操作力,ドリフト,リバウンド,応答遅延,関節の滑らかさ,人間工学に対するスコアである。 重みを選択 wi 安全を快適より優先させるためです 重荷重に対するドリフトとリバウンド,精密組立に対する位置安定性,頻繁なハンドリングに対する操作力と疲労に対して重量を与える。
06テスト計画と手順
プロトタイプコミッショニング,ツール比較,工場受け入れ評価,現場再テスト,故障診断のために,の繰り返し可能で文書化され,比較可能なテストプロセスを使用した。 推奨する装置は,データ出力を持つディジタルプッシュプル力計,圧力変換器0–1.0 MPa,変位センサまたはレーザ距離計,角度エンコーダ,応答試験のために少なくとも50 Hzまたは100 Hzをサンプリングするデータ取得モジュールである。 ビデオとオペレータ評価フォームを追加。 ストップウォッチは予備チェックを支援し,同期取得は力,圧力,変位,時間を整合させ,詳細な評価を行う。
試験は無負荷運転,異なる荷重比と作動半径,負荷と無負荷状態間の遷移を含むべきである。 下表は推奨最小被覆率を示した。
| 条件 ID | 負荷条件 | 作業半径 | 高さ | 工具条件 | 説明 |
|---|---|---|---|---|---|
| A1 | アンロード | 最小半径 | ミッドハイ | アンロードツール | 基本抵抗を測定 |
| A2 | アンロード | 最大半径 | ミッドハイ | アンロードツール | 距離の効果を測定 |
| B1 | 定格負荷の25% | 中間半径 | ミッドハイ | ノーマルグリップ | 軽荷物取扱 |
| B2 | 定格負荷の50% | 中間半径 | ミッドハイ | ノーマルグリップ | 典型的な運転条件 |
| B3 | 定格負荷の75% | 最大半径 | ミッドハイ | ノーマルグリップ | 重荷重条件 |
| B4 | 定格荷重に近い | 最大半径 | ハイ・ローポジション | ノーマルグリップ | 近極限参照条件 |
| C1 | 負荷から無負荷への遷移 | 中間半径 | 配置位置 | リリース | 測定スイッチングインパクト |
| C2 | 無負荷から負荷への遷移 | ピックアップ場所 | ピックアップ高さ | グリップ | 試験負荷応答 |
表4 運転感覚試験条件
07 作業例
モデルの使用例を示した。 方法を説明し,特定の製品を選択する基礎ではない。工学的パラメータは試作測定と設計図から得られる。
7.1 入力例とバランス圧力
次の搬送条件を想定します。ワーク質量m1=80 kg、治具質量m2=18 kg、総質量m=98 kg、主支点から荷重重心までの距離Lw=1.8 m、シリンダーの有効モーメントアームLc=0.28 m、シリンダー内径D=125 mm、総合効率η=0.85、等価関節摩擦トルクMf=45 N·mです。計算は次のとおりです。
負荷分散圧力は工業用圧縮空気の運転範囲内で約 0.61 MPa である。 同じ負荷で測定した動作力がかなり大きい場合は,工具重心,ジョイント摩擦,シリンダ効率,圧力変動,無負荷/負荷圧力設定,ハンドルモーメントアームを確認した。 個々の測定値をモデルと比較することにより,追加動作力の源を見出すことができる。
7.2 圧力誤差が操作感に及ぼす影響を調べた。
圧力調整精度の重要性を説明するために,圧力調整誤差ΔP=0.02 MPaを仮定し,シリンダパラメータは上記と同じで,有効ハンドルモーメントアームLh=1.6mをとり,圧力誤差によるシリンダトルク誤差と追加動作力は次の通りである。
計算例の条件では、圧力偏差0.02 MPaは、約37 Nの追加の押し引き力に相当し、上向きのドリフトや操作の重さとして感じられる可能性があります。したがって、圧力データは作業者の意見と併せて記録する必要があります。
08 例記録と評価
記録と評価について,工学プロトタイプARK-S01の試験例を用いて説明した。 条件ごとの10繰り返し後の代表的な値を表に示し,法を説明する例データを構成した。 プロトタイプの状態,工具,空気供給およびオペレータの違いが結果に影響し,現場評価は別々の測定を必要とする。
8.1 操作力試験
| 荷重/kg | 半径/mm | 気圧 | 始動力/N | 定速力 | ピークフォース | 力変動係数 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1800 | 0.50 | 21.8 | 11.5 | 27.4 | 0.08 |
| 40 | 1800 | 0.56 | 30.6 | 17.9 | 37.2 | 0.10 |
| 80 | 1800 | 0.61 | 38.4 | 22.6 | 46.1 | 0.12 |
| 80 | 2500 | 0.63 | 47.2 | 28.9 | 57.8 | 0.15 |
表5 操作力データの例:ARK-S01、治具G01、作業者OP-03、10回の繰返しの平均。
例として,起動及び一定速度力は負荷及び半径とともに増加し,トルクバランスモデルと一致した。 2500 mm半径では,力変動係数は0.12から0.15に上昇し,より大きな距離では運動滑らかさが減少することを示した。
8.2 ドリフト、リバウンド、応答遅延
| 荷重/kg | 半径/mm | 高さ | 5 sドリフト/mm | 最大リバウンド/mm | 初期評価 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1800 | 1000 | 1.4 | 2.1 | グレードA |
| 80 | 1800 | 1000 | 3.3 | 5.2 | グレードA-B |
| 80 | 2500 | 1500 | 6.9 | 9.4 | グレードB |
表6 ドリフトと戻り変位データの例:観察時間5 s、試作機ARK-S01。
実験結果は,荷重と半径によりドリフトとリバウンドが増加することを示した。 緩衝装置、速度制限、ストロークを評価し 再テストする 約119–224msの例の応答遅延は,説明的評価で受け入れられるものとして記録した。 無負荷/負荷スイッチングは最も長い遅延とわずかなインパクトを持ち,圧力遷移論理の評価を支援する。
8.3 主観評価と客観データの相関
| 評価項目 | 参照条件(80 kg,1800 mm) | 大半径条件 80 kg , 2500 mm ) |
|---|---|---|
| 起動の容易さ | 4.3 | 3.4 |
| 滑らかさ | 4.2 | 3.5 |
| 停止安定性 | 4.4 | 3.3 |
| 応答品質 | 4.1 | 3.6 |
| ポジショニングコンフォート | 4.2 | 3.2 |
| 運転疲労 | 4.0 | 3.1 |
表7 主観評価例:5 点数尺度,オペレータOP− 03
大半径例は操作力,ドリフト,リバウンドが高く,主観評価が低い。 負荷質量/起動力r≈0.97,半径/一定速度力r≈0.95,圧力変動/ドリフトr≈0.88,起動力/起動容易度r≈−0.93,及びエンドエフェクタ慣性/オーバーシュートr≈0.90の相関を示した。 客観的測定値と運転者評価値との間の一致を支持する物理的機構と一致する安定な関係が得られた。. これらの係数は解析法を示し,より大きな試料と現場測定から応用特有の相関を決定した。
8.4 格付け方法
| グレード | 説明 | 評価ガイドライン |
|---|---|---|
| A | 操作性,自然な応答,安定した停止 | 改善目標 |
| B | 運転は良好であるが,いくつかの対策を要する。 | 評価条件内での一般的な取扱いに適している。 |
| C | 運動は可能だが,著しい努力を要するか,ドリフトを示す。 | 使用前に調整し再テスト |
| D | 著しい起動力、ドリフト、衝撃 | 出荷前に修正 |
表8 提案した操作感度:AUREK 産業標準とは異なる研究基準
09 FMEAリスク分析
ドリフト,リバウンド,負荷スイッチング衝撃,意図しないボタンアクチュエーションは操作体験と人,機器,作業品の安全性に影響を及ぼす。 次の表では,故障モードと効果分析(FMEA)を用いてこれらのリスクを組織化した。 セブリティ(S),発生(O),検出(D),リスク優先度数(RPN=S×O×D)は研究例値である。 プロジェクト評価は実際の故障データ,使用頻度,プロトタイプテストを用いて調整する必要がある。
| 故障モード | 可能性のある原因 | 操作感や安全性に及ぼす影響を調べた。 | S | O | D | RPN | 推奨アクション |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 過剰起動力 | ジョイント潤滑不良,軸受汚染,ブレーキ抵抗 | 起動が困難かつジャッキーで疲労が増加 | 6 | 5 | 4 | 120 | 関節抵抗をチェックし,潤滑,ブレーキ隙間を最適化する |
| 大定速力変動 | 供給圧力の変動,バルブスティックスリップ,シリンダ摩擦 | 運動不順や位置不安定 | 6 | 4 | 5 | 120 | 圧力記録を追加し,減圧弁,圧縮空気供給品質を確認 |
| 停止後の上下ドリフト | 不適切な無負荷/負荷圧力設定 | 加工品オフセットと安全リスク | 8 | 4 | 4 | 128 | 圧力調整基準の確立と停止ドリフト試験の追加 |
| 停止時の過剰なリバウンド | 高いエンドエフェクタ慣性,不十分なショートリングまたはアーム弾性 | 配置衝撃または組立不整合 | 7 | 4 | 5 | 140 | ショートリングを最適化し,装置慣性を低減し,バッファリングを増加させた。 |
| 過剰応答遅延 | 長いホース,バルブ通路の小型化,空気供給の不十分 | 操作遅延とサイクル時間の遅延 | 5 | 5 | 4 | 100 | ホース長とバルブサイズの最適化 |
| 無負荷/負荷スイッチングインパクト | 過剰な圧力差や不適切な制御論理 | 突然の上下動 | 9 | 3 | 4 | 108 | スイッチングロジックを検証し,圧力遷移を改善した |
| 過剰工具自重 | 冗長な工具構造や不適切な材料選定 | 重荷重・高慣性 | 6 | 6 | 5 | 180 | 工具重量を減らし,重心をフランジに近づける。 |
| 空気/真空ホース抵抗 | 不適切なパイプラインレイアウト | 水平力過大,不均一な回転運動 | 5 | 6 | 3 | 90 | ケーブルキャリアや回転ユニオンを使用し,ホースの配線を改善した。 |
| 手のひらの位置が不適切 | 高さ、角度、距離がオペレータに合わない | 手首・肩の疲労 | 5 | 5 | 4 | 100 | 人間工学的基準に基づくハンドル位置の再設計 |
| 意図せずにボタンを押す | ボタンレイアウトが不明瞭か、アクチュエーション保護が不十分 | 意図しない工具の動きと安全リスク | 9 | 2 | 4 | 72 | 2ボタンリリース、分離コントロール、明確なラベル |
| 供給空気の湿度や汚染 | ろ過・排水不良 | 弁応答が遅いか不安定な運動 | 6 | 5 | 4 | 120 | フィルタレギュレータの検査を増やし,凝縮水排出間隔を設定する。 |
| 関節減衰不足 | 減衰設計不十分,慣性大 | 水平回転制御不良とオーバーシュート | 6 | 4 | 5 | 120 | 調整可能な減衰を追加または減衰マッチングを最適化 |
表9 AUREK 評価スコアを用いた操作感FMEAの例
本例のRPNランクでは,過剰工具重量(180),停止後過剰リバウンド(140)及び停止後ドリフト(128)が,設計およびコミッショニングチェックで優先される。 各故障モード,修正措置,再テスト結果を一緒に記録し,解決を追跡した。 実際の評価はプロジェクトの優先順位を決定する。
10 設計・運転改善
設計とコマンドアップ対策は,空気圧システム,機械構造,ツール,人間工学に関するものである。 次の表にチェックと改善基準を示し,具体的な対策と設定はプロトタイプデータと顧客の運転条件に依存する。
| 面積 | 最適化基準 |
|---|---|
| 空気圧システム | 適切なレギュレータ範囲と感度を設定し,圧力を校正する。 圧力変動を緩和するために,空気受容器と止水弁のサイズを決めた。 ホース圧力損失を低減し,バルブ容量を需要に合わせ,負荷切替時のクッションと圧力変化を制御する。 |
| 機械構造 | また,ブレーキ制御のための制御システムを開発した。 アームの剛性を改善し,限界位置での持続運転を避ける。 ドリフトとオーバーシュートを制御するために,減衰を大半径条件に合わせた。 |
| アタッチメント方式 | 工具重量とフランジからの重心オフセットを減らす。 不要なオーバハングを除去し,空気/真空ホースの配線を改善した。 また,高慣性工具に対しては,重心の変化をチェックし,クッションや速度制限を与える。 |
| 人間工学 | 手首の屈曲を最小限に抑えるために,手首の高さを肘の位置に合わせた。 ボタンを自然な手の届く範囲に保持し,意図しない操作からリリースコントロールを保護する。 多用途ステーションにおけるオペレータの身長差を考慮し,試験中の高さ,到達距離,経験を記録する。 |
表10 設計領域別改善基準
プロトタイプ開発,現場コミュニケーションおよび顧客受け入れに対して,負荷,ツール,条件別にデータを整理した一貫した運転感覚試験記録を使用した。 累積記録は,評価重み,格付けしきい値,FMEAパラメータの検討を支援し,さらに設計比較と品質一貫性評価を支援する。
11 結論
操作感覚評価の実施点は次の通りである。
(1)操作力,起動力,一定速度力,ドリフト,リバウンド,応答遅延,圧力安定性,ジョイント減衰,エンドエフェクタ慣性,人間工学は,量化可能な技術計量の集合であるを形成し,評価は操作条件を同定する必要がある。 (2)フォースゲージ,圧力,変位,角度センサ,応答取得,主観評価を組み合わせて評価記録を形成し,客観的なテストは状態を同定し,主観的な評価は経験を記述する。 ( 3 ) 空気バランス圧力は 重要なチェック点です 不適切な無負荷または負荷圧力は上昇運動,沈下,起動力の増加またはドリフトを引き起こす。 圧力,荷重,半径,動作力をコミッショニング,受領時に一緒に記録する。
(4) 工具設計は重量,重心,慣性,ホース抵抗,回転時の動的挙動,グリップ保持を考慮する必要がある。 (5) 操作感と安全性を共に評価する。特に,ドリフト,リバウンド,負荷スイッチングインパクト,意図しないボタンアクチュエーションについて述べた。 6)試験条件,測定,再試験の一貫した記録を保持し,装置の比較とその後の改善を支援する。
12 レファレンステスト記録
PDF付録では,操作感覚記録の例を示した。 これらを複製し,試作機,工具,運転条件に適合させる。
1–5の評価尺度を使用し、5を最高点とします。各項目の判定基準を定めます。始動の容易さ:1=明らかに力が必要、3=許容可能、5=軽く自然。動作の滑らかさ:1=明らかな引っ掛かり、3=時折変動、5=連続して滑らか。停止安定性:1=明らかなドリフト、3=軽微なドリフト、5=安定停止。応答:1=明らかな遅れ、3=許容可能、5=速やか。位置決めの快適さ:1=位置合わせが困難、3=実施可能、5=容易。疲労:1=顕著、3=中程度、5=軽度。全サンプルの記録はPDFに収録しており、複製して対象の運転条件に応じた記録を作成できます。
