産業用多関節ロボットの高速位置決め制御に関する研究

工业关节机器人高速定位控制研究

• 批准号: 11750405
• 负责人: 前田 貴信
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Sasebo National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750405/
• 关键词: 位置決め制御; 速度制限; トルク飽和; 位置同期制御; 軌跡重視位置決め制御; 位置同期輪郭制御

ロボットによる組立加工や搬送作業等に用いられる位置決め制御の中で,特に作業範囲内の障害物や狭い場所での作業のように,ロボットが移動する経路を指定する場合を軌跡重視位置決め制御という.通常は軌跡を重視しながら位置制御を行うと動作速度が低下するため,ロボットを最大速度で制御することが多い位置決め制御にとっては,両者を同時に実現することは困難である.本研究では,高速な軌跡重視位置決め制御を実現するために,位置同期による輪郭制御の概念を位置決め制御に導入した方法を確立する.位置同期軌跡制御は,作業空間の各座標軸上の移動距離を同期させることによって,塗装や溶接作業のようにロボットが移動した軌跡も制御する方法であり,この手法を位置決め制御に応用して速度制限やトルク飽和による誤差を減少させる.さらに,ロボットの各関節モータで生じるトルクをリアルタイムで推定し,その値が十分に低い場合には速度を上げて作業時間の短縮することで,高速化も実現する.以上の2つの手法を組み合わせることで,位置決め制御の高速化と高精度化を両立させることが可能となる.提案する手法について有用性を検証するために,数値解析ソフトウェアMATLABを用いてシミュレーション解析を行った.解析には多関節ロボットの厳密なモデルが必要となるため,実際のロボットの速度・トルク特性を測定し,モデルを作成した.シミュレーションの結果,速度制限によって生じる軌跡誤差を最大で3分の1まで減少することが確認できた.よって,本手法を用いることで,速度制限を回避するために速度を低下させることないので,結果として時間短縮となりかつ精度よく軌跡制御を行えるといえる.しかしながら,トルク飽和に関しては飽和の大きさに依存され,必ずしも十分な制御性能を得ることができない.そのため本手法単独で制御性能を向上させるには限界がある.

Position determination for use in assembly, processing, transportation, etc., control in the middle, especially in the work area, obstacles in the narrow area, work in the middle, movement in the path, specified in the case, track attention position determination. Usually, the trajectory is important, the position is controlled, the movement speed is low, the maximum speed is controlled, the position is controlled, the movement speed is difficult, and the movement speed is difficult. In this study, the concept of position determination and control was established. Position synchronization trajectory control, the movement distance on each coordinate axis of the working space is synchronized, and the method for controlling the movement trajectory of the coating and welding operation is used to reduce the error of position determination, speed control and saturation. In addition, the joint of the engine is generated, the speed is increased, the operation time is shortened, and the speed is increased. The above two methods are combined, the position is determined, the speed is increased, the precision is increased, and the possibility is increased. The proposed method is useful for evaluating and evaluating the performance of MATLAB software. Analysis of multi-joint vibration and vibration characteristics is necessary, and the actual vibration and vibration characteristics are measured. As a result, the maximum trajectory error caused by the speed limit is 3 minutes and the maximum trajectory error is 1 minute. The speed limit is avoided, and the speed is lowered. As a result, the time is shortened, and the accuracy is reduced. The saturation of the system is dependent on the control of the system. This method is unique in its ability to control the environment.