2026/03/07 更新

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タジマ シンゴ
田島 真吾
TAJIMA SHINGO
所属
学部 理工学部 専任講師
職名
専任講師
外部リンク

研究キーワード

  • 機械システムの性能を最大限に活用する軌跡生成法

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 加工学、生産工学  / 加工学および生産工学関連

学歴

  • オレゴン州立大学   工学部   Collaborative Robotics and Intelligent Systems Institute

    2014年9月 - 2019年6月

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    国・地域: アメリカ合衆国

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  • 名古屋大学   工学研究科   電子情報システム専攻

    2007年4月 - 2009年3月

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    国・地域: 日本国

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  • 岐阜大学   工学部   人間情報システム工学科

    2005年4月 - 2007年3月

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    国・地域: 日本国

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  • 岐阜工業高等専門学校

    2000年4月 - 2005年3月

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    国・地域: 日本国

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経歴

  • 明治大学   理工学部   専任講師

    2024年4月 - 現在

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    国・地域:日本国

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  • 東京工業大学   科学技術創成研究院   助教

    2019年7月 - 2024年3月

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    国・地域:日本国

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  • 名古屋大学   技術職員

    2012年9月 - 2014年8月

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    国・地域:日本国

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  • 株式会社ルネサスデザイン

    2009年4月 - 2012年4月

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    国・地域:日本国

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所属学協会

  • 日本機械学会

    2019年1月 - 現在

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  • 精密工学会

    2017年8月 - 現在

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委員歴

  • 日本機械学会   RC295研究分科会  

    2022年4月 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 精密工学会   校閲委員会委員  

    2022年4月 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 精密工学会   2022年度精密工学会春季大会学術講演会 実行委員  

    2021年10月 - 2022年3月   

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    団体区分:学協会

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  • 精密工学会   広報・情報部会委員  

    2020年4月 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 日本機械学会   RC288研究分科会  

    2020年4月 - 2022年3月   

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    団体区分:学協会

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  • 精密工学会   総合生産システム専門委員会  

    2019年9月 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 日本機械学会   RC279研究分科会  

    2019年7月 - 2020年3月   

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    団体区分:学協会

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論文

  • Machine-Learning-Based Model Parameter Identification for Cutting Force Estimation 査読

    Junichi Kouguchi, Shingo Tajima, Hayato Yoshioka

    International Journal of Automation Technology   18 ( 1 )   26 - 38   2024年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Fuji Technology Press Ltd.  

    Recently, there has been an increased demand for precise monitoring of the milling process using machine tools through a simple and cost-effective method. Accurate estimation of cutting forces is highly effective for this monitoring, and one approach is the modeling of tool spindles and tables of a machine tool. To model machine structures, well-known methods involving the use of impulse hammer response or structural analysis exist. However, the complex modeling is hard to achieve when using the impulse response. Moreover, it is often considerably difficult to achieve the modeling with structural analysis because the preparation of the accurate model and highly complicated calculations are required. Therefore, in this study, we propose a new monitoring method to identify model parameters of the machine structure and estimate cutting forces. First, a simplified assumed structure is prepared based on locations where sensors can be mounted. Next, measurement data during actual milling process are collected through the acceleration sensors mounted on the tool spindle and the dynamometer for the cutting force attached to the table. Subsequently, model parameters are identified from these data using machine learning. A 3-axis NC milling machine was used to evaluate the application range of the model parameters by changing cutting conditions, milling direction, cutting tools, and materials. The model parameters identified using the proposed method were equivalent to those using the impulse response. Furthermore, even in cases where the impulse response was difficult to identify, suitable model parameters were identified using machine learning. Finally, we confirmed that the proposed method can accurately achieve in-process monitoring of cutting forces in the X, Y, and Z directions.

    DOI: 10.20965/ijat.2024.p0026

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  • Posture Optimization in Robot Machining with Kinematic Redundancy for High-Precision Positioning 査読

    Shingo Tajima, Satoshi Iwamoto, Hayato Yoshioka

    International Journal of Automation Technology   17 ( 5 )   494 - 503   2023年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Fuji Technology Press Ltd.  

    Vertically articulated industrial robots are suitable for machining purposes owing to their advantages over multi-axis machine tools, such as larger workspace, easier installation, and lower cost. However, the rigidity and positioning accuracy of industrial robots are inferior to those of machine tools, which renders it difficult to maintain the robot posture required for machining operations. This study focuses on improving the accuracy of robot machining based on posture optimization by exploiting the kinematic redundancy of a six-axis vertically articulated robot. To decrease positioning errors caused by static and dynamic external forces during machining, this study proposes a path generation method for a redundant joint that simultaneously considers the static and dynamic rigidity of the machining robot. The relationships between the static and dynamic mechanical characteristics of the machining robot and the redundant angle are illustrated using two maps: a static stiffness map and a natural frequency map. Using these two maps in the proposed path generation method, the redundant angle that can be selected for the robot posture with arbitrary mechanical characteristics is selected. Experimental results confirm that the proposed path generation method can control the priority of reducing static positioning error and vibration amplitude by changing the weight coefficients. In addition, the proposed method can improve positioning accuracy compared with conventional trajectory generation methods for redundant robots.

    DOI: 10.20965/ijat.2023.p0494

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  • Real-time trajectory generation for dual-stage feed drive systems 査読

    Shingo Tajima, Burak Sencer

    CIRP Annals   72 ( 1 )   317 - 320   2023年

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.cirp.2023.04.070

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  • Online interpolation of 5-axis machining toolpaths with global blending

    Shingo Tajima, Burak Sencer

    International Journal of Machine Tools and Manufacture   175   103862 - 103862   2022年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2022.103862

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  • Kinematic Tool-Path Smoothing for 6-Axis Industrial Machining Robots

    Shingo Tajima, Satoshi Iwamoto, Hayato Yoshioka

    International Journal of Automation Technology   15 ( 5 )   621 - 630   2021年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Fuji Technology Press Ltd.  

    The demands for machining by industrial robots have been increasing owing to their low installation cost and high flexibility. A novel trajectory generation algorithm for high-speed and high-accuracy machining by industrial robots is proposed in this paper. Linear interpolation in the workspace and smooth trajectory generation at the corners are important in industrial machining robots. Because industrial robots are composed of rotational joints, the joint space has a nonlinear relationship with the workspace. Therefore, linear interpolation in the joint space, which has been widely used in conventional machine tools, does not guarantee linear interpolation in the actual machining workspace. This results in the degradation of the machining surface. The proposed trajectory generation algorithm based on the decoupled approach can achieve linear interpolation in the workspace by separating the position commands into Cartesian coordinates and the orientation commands into spherical coordinates. In addition, a novel corner smoothing method that generates a smooth and continuous trajectory from discrete commands is proposed in this paper. The proposed kinematic local corner smoothing generates a smooth trajectory by using a 3-segmented constant jerk profile at the corners in the joint space. The sharp corners can thereby be replaced by smooth curves. The resulting cornering error is controlled by varying the cornering duration. The simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed kinematic smoothing algorithm in achieving linear tool motion in straight sections and in generating smooth trajectories at corner sections within the user-defined tolerance.

    DOI: 10.20965/ijat.2021.p0621

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  • ハイパースペクトルデータを用いためっき加工状態の認識および加工面の定量的評価 査読

    日本機械学会論文集   86 ( 20-00232 )   1 - 18   2020年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本機械学会  

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  • Detection of P300 brain waves using a Magneto-Impedance sensor 査読 国際誌

    International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems   7 ( 5 )   1 - 4   2020年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Sciendo  

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  • ファイバレーザを用いた鉄系材料に対する面取り

    酒田屋 翔, 吉岡 勇人, 田島 真吾, 新野 秀憲

    86 ( 892 )   20 - 00207   2020年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/transjsme.20-00207

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  • Real-time trajectory generation for 5-axis machine tools with singularity avoidance 査読

    Shingo Tajima, Burak Sencer

    CIRP Annals   69 ( 1 )   349 - 352   2020年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.cirp.2020.04.050

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  • Accurate real-time interpolation of 5-axis tool-paths with local corner smoothing 査読

    Burak Sencer,International Journal of Machine Tools and Manufacture   142   1 - 15   2019年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier  

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講演・口頭発表等

  • アーム動作範囲を考慮した自立走行搬送ロボットの停止位置決定法

    2023年度精密工学会秋季大会学術講演会  2023年9月 

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    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国・地域:日本国  

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  • 変位予測に基づく軌跡補正によるロボット切削加工の高精度化

    2023年度精密工学会秋季大会学術講演会  2023年9月 

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    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国・地域:日本国  

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  • Displacement compensation of machining robot based on trajectory control for high accuracy 国際会議

    Leading Edge Manufacturing/Material and Processing  2023年6月 

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    記述言語:日本語  

    開催地:ニュージャージー   国・地域:アメリカ合衆国  

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  • Identification and grouping defects for complement in measuring of workpiece with 3D scanner 国際会議

    Leading Edge Manufacturing/Material and Processing  2023年6月 

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    記述言語:日本語  

    開催地:ニュージャージー   国・地域:アメリカ合衆国  

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  • Real-time interpolation of complex machining toolpaths with drive limits and vibration avoidance

    The 19th International Conference on Precision Engineering  2022年11月 

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    記述言語:日本語  

    開催地:奈良   国・地域:日本国  

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  • Real-Time Command Generator for Dual-Stage Processing Machine

    The 37th Annual Meeting of the American Society for Precision Engineering  2022年10月 

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    記述言語:日本語  

    開催地:ワシントン   国・地域:アメリカ合衆国  

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  • Trajectory Generation for Dual-Drive Servo Systems for Laser Processing with Local Corner Smoothing

    2022 International Symposium on Flexible Automation  2022年7月 

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    記述言語:日本語  

    開催地:横浜   国・地域:日本国  

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  • Fine pattern fabrication on a 3D surface using fast tool servo for milling process

    The 10th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century  2021年11月 

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    記述言語:日本語  

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  • Tool path control for singularity avoidance of 5-axis machine tool by combining circular arc and cubit spline

    The 10th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century  2021年11月 

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    記述言語:日本語  

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  • Kinematic smoothing for singularity avoidance in 5-axis machining

    18th International Conference on Precision Engineering  2020年11月 

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    記述言語:日本語  

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  • Smooth path blending for 5-axis machining

    JSME 2020 Conference on Leading Edge Manufacturing/Materials and Processing  2020年6月 

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    記述言語:日本語  

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  • Real‐time Interpolation of 5‐axis Tool‐paths with Accurate Local Corner Smoothing 国際会議

    8th International Conference on Virtual Machining  2019年4月 

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    記述言語:日本語  

    開催地:バンクーバー   国・地域:カナダ  

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受賞

  • 論文表彰

    2020年5月   公益財団法人マザック財団  

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    受賞区分:出版社・新聞社・財団等の賞  受賞国・地域:日本国

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  • Blackhall Machine Tool and Gage Award

    2019年6月   American Society of Mechanical Engineers  

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    受賞国・地域:アメリカ合衆国

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 駆動機能およびセンシング機能を具備したアクティブ主軸による加工プロセス制御

    2023年4月

    基盤研究(B) 

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    担当区分:研究分担者 

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  • 多自由度システムを用いた切削加工支援による薄肉工作物の高精度加工

    2023年4月

    日本学術振興会  若手研究 

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    担当区分:研究代表者 

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  • マイクロ流体に基づく断熱・小型リアクターの開発と平板状SOFC搭載による高効率化

    2023年4月

    日本学術振興会  基盤研究(B) 

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    担当区分:研究分担者 

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  • スプライン曲線を指令とする多軸工作機械の振動抑制を目的とした軌跡生成法

    2022年7月 - 2023年6月

    公益財団法人工作機械技術振興財団  試験助成A

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • デュアルドライブシステムの軌跡最適化によるレーザ加工の高速高精度化

    2021年12月 - 2024年3月

    公益財団法人天田財団  奨励研究助成(若手研究者枠)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 既存生産設備と協働可能な多能工自走ロボットによるダイナミック生産ラインの実現

    2021年10月 - 2024年3月

    国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構  5G等の活用による製造業のダイナミック・ケイパビリティ強化に向けた研究開発

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    担当区分:研究代表者  資金種別:産学連携による資金

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  • Decoupled Approachによる5軸制御工作機械の特異点回避

    2021年4月 - 2022年3月

    公益財団法人マザック財団  研究開発助成

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 運動学的冗長性を持つ多自由度システムの最適運動化による高速高精度な軌跡制御

    2020年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  若手研究

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 超精密ハイブリッドマシニングシステム

    2019年7月 - 2021年6月

    公益財団法人工作機械技術振興財団  第1次プロジェクト研究

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    担当区分:研究分担者  資金種別:産学連携による資金

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社会貢献活動

  • RC295研究分科会シンポジウム

    役割:講師

    2023年10月

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    種別:その他

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  • IMS専門委員会5軸小委員会

    役割:講師

    2021年9月

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    種別:講演会

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  • 東京都医工連携HUB機構

    役割:講師

    2020年9月

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    種別:セミナー・ワークショップ

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