補正曲面を用いたマニピュレータの力学的キャリブレーション

(1). 幾何学的キャリブレーションにおいて,局所正方形領域内の補正曲面に用いる誤差関数として,新たに機構の特性を考慮した非線形関数を提案し,その導出法を示した.つぎに誤差関数を求めるための較正点位置の補正後誤差に与える影響を調べたところ,昨年度提案した2重線織曲面では,較正点位置変化による誤差の変動が大きく,角点近傍で最良となるのに対して,今年度提案した機構の特性を考慮した非線形曲面では,較正点位置変化による誤差の変動が小さいことがわかった.(2). 2重線織曲面による手先位置誤差の直接補償法を,力学的キャリブレーションに適用できるように拡張した.すなわち基準負荷による手先位置変化から新たに構成した線織曲面に,使用時手先負荷の基準負荷に対する比を乗じて求めた力学的補正曲面と,無負荷時の誤差から求めた幾何学的補正用曲面との和を補正曲面とする手法を提案した.(3). 機構の弾性をモータ軸のコンプライアンスに等価変換し,コンプライアンスおよび手先負荷を力学的誤差関数の係数とする補正曲面と,(1).で述べた機構の特性を考慮した非線形関数により求めた幾何学的補正曲面との和を補正曲面とする手法を提案した.(4). 上記各手法の有効性を確認するために,2自由度平行四辺形形マニピュレータの計算機キャリブレーションを行ったところ,領域が狭い場合には,2重線織曲面が優れており,領域が広くなるにつれ機構の特性を考慮した手法が有利になって行くことがわかった.そして200mm四方の正方形領域を対象とした場合,2重線織曲面では1/7程度,機構の特性を考慮した補正曲面では1/20程度に誤差を低減できることがわかった.(5). 二つのリニアエンコーダを用いた2次元座標測定装置を製作し,2自由度平行四辺形形マニピュレータを対象とした手先位置誤差の直接補償を行い,提案した各補償法の有効性を実験的に検証した.

(1). 幾何学的キャリブレーションにおいて,局所正方形領域内の補正曲面に用いる誤差関数として,新たに機構の特性を考慮した非線形関数を提案し,その導出法を示した.つぎに誤差関数を求めるための較正点位置の補正後誤差に与える影響を調べたところ,昨年度提案した2重線織曲面では,較正点位置変化による誤差の変動が大きく,角点近傍で最良となるのに対して,今年度提案した機構の特性を考慮した非線形曲面では,較正点位置変化による誤差の変動が小さいことがわかった.(2). 2重線織曲面による手先位置誤差の直接補償法を,力学的キャリブレーションに適用できるように拡張した.すなわち基準負荷による手先位置変化から新たに構成した線織曲面に,使用時手先負荷の基準負荷に対する比を乗じて求めた力学的補正曲面と,無負荷時の誤差から求めた幾何学的補正用曲面との和を補正曲面とする手法を提案した.(3). 機構の弾性をモータ軸のコンプライアンスに等価変換し,コンプライアンスおよび手先負荷を力学的誤差関数の係数とする補正曲面と,(1).で述べた機構の特性を考慮した非線形関数により求めた幾何学的補正曲面との和を補正曲面とする手法を提案した.(4). 上記各手法の有効性を確認するために,2自由度平行四辺形形マニピュレータの計算機キャリブレーションを行ったところ,領域が狭い場合には,2重線織曲面が優れており,領域が広くなるにつれ機構の特性を考慮した手法が有利になって行くことがわかった.そして200mm四方の正方形領域を対象とした場合,2重線織曲面では1/7程度,機構の特性を考慮した補正曲面では1/20程度に誤差を低減できることがわかった.(5). 二つのリニアエンコーダを用いた2次元座標測定装置を製作し,2自由度平行四辺形形マニピュレータを対象とした手先位置誤差の直接補償を行い,提案した各補償法の有効性を実験的に検証した.