直交型産業用ロボットの高速位置決めに伴う制振制御

産業用ロボットを高速に動かすとロボットの剛性が相対的に低下し振動が発生する。柔軟ロボットアームにおける振動を抑制するために,その振動の発生メカニズムの解明と簡単かつ有効な制御則の導出が望まれる.本研究では,このような問題を考え、次のような新しい知見が得られた.1)柔軟アームをもつ直交型産業用ロボットに対し、ロボットの手先アームの根元におけるせん断力を計測し、それを直接フィードバックしてアームに発生される振動を抑制するという新しい出力フィードバック制御法を提案した。2)せん断力直接フィードバック閉ループ系全体の指数安定性を作用素理論的観点から証明を与えた。これに関する理論的な研究結果はオリジナリティを多く含んでおり,今後この分野における研究開発にインパクトを与えるであろうと思われる.3)せん断力センサが市販されていないので、歪みゲージを組み合わせてせん断力が検出できるセンサを考察した。その性能も評価し、十分に利用できることを確認した。4)XYロボット実験装置を試作し、位置決め制御と軌道制御実験を通して、本研究で提案された制御方法は優れた振動抑制効果があることを実証した。以上1)-4)で示したように、本研究では直交型柔軟ロボットアームに対し、簡単かつ有効な制御則の提案と、制御系の閉ループ安定性に関する理論的研究という二点で新しい研究結果が得られた.これらの研究成果の一部分はすでに学会誌や研究会で発表している.

産業用ロボットを高速に動かすとロボットの剛性が相対的に低下し振動が発生する。柔軟ロボットアームにおける振動を抑制するために,その振動の発生メカニズムの解明と簡単かつ有効な制御則の導出が望まれる.本研究では,このような問題を考え、次のような新しい知見が得られた.1)柔軟アームをもつ直交型産業用ロボットに対し、ロボットの手先アームの根元におけるせん断力を計測し、それを直接フィードバックしてアームに発生される振動を抑制するという新しい出力フィードバック制御法を提案した。2)せん断力直接フィードバック閉ループ系全体の指数安定性を作用素理論的観点から証明を与えた。これに関する理論的な研究結果はオリジナリティを多く含んでおり,今後この分野における研究開発にインパクトを与えるであろうと思われる.3)せん断力センサが市販されていないので、歪みゲージを組み合わせてせん断力が検出できるセンサを考察した。その性能も評価し、十分に利用できることを確認した。4)XYロボット実験装置を試作し、位置決め制御と軌道制御実験を通して、本研究で提案された制御方法は優れた振動抑制効果があることを実証した。以上1)-4)で示したように、本研究では直交型柔軟ロボットアームに対し、簡単かつ有効な制御則の提案と、制御系の閉ループ安定性に関する理論的研究という二点で新しい研究結果が得られた.これらの研究成果の一部分はすでに学会誌や研究会で発表している.