汎用ハンドによる組立作業の実現性向上のためのアライメント戦略と把持形態の総合計画

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K21485
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: 土橋 宏規 和歌山大学, システム工学部, 講師 (50634490)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 汎用ハンド / 平行スティック指 / アライメント / 許容運動集合 / 凸多面錐理論 / シミュレータ / アーム・ハンドシステム

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，製造業における工業製品の組立作業において，平行なスティック指を複数本有する低自由度機構の汎用的なロボットハンド（以下，汎用ハンド）により，冶具などを用いずに非整列状態で作業台面上に供給された多種多様な形状の部品を，アライメント（整列）操作によってその初期位置・姿勢の不確かさを吸収して精確に把持し，組立作業を実現できるようなアライメント操作戦略，および把持形態を総合的に計画するための手法を構築することを目的としている．

アライメント操作を行う際，指と対象部品との接触位置によっては部品がぐらついてしまう恐れがあり，そのような場合にはアライメント操作が失敗してしまう可能性がある．このような状況を回避するため，部品がぐらつかずに確実にアライメントできるような操作戦略を見出すことが必要となる．

平成29年度には，前年度に提案した手法を用いて作業台面上での対象部品のぐらつきにくさの定量的評価を計算機上で行えるようにするための第一ステップとして，二本以上の指と対象部品とが接触する際の運動学的拘束条件下での部品の許容運動集合を，凸多面錘理論における高速解法を利用して算出するアルゴリズムを実装した，許容運動集合算出シミュレータを構築した．また，例題に対するシミュレーションを行うことで，シミュレータの動作ならびに計算結果の妥当性の確認を行った．さらに，実機実験の実施に向けて，産業用の垂直多関節型6自由度ロボットアームと汎用ハンドの試作機から構成されるアーム・ハンドシステムの構築を行った．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究課題の計画は，課題採択時の所属機関在籍時に行ったものであり，その内容は当時の所属機関における研究環境を考慮して決定したものであったが，当初予定していた研究期間の最終年度である平成29年度より現在の所属機関に移籍し，研究環境が大きく変化したため，研究計画時に前提としていた研究環境を一から整備する必要が生じた．このため，当初の予定よりも達成度が「やや遅れている」状況にある．

Strategy for Future Research Activity

平成30年度には，平成29年度に構築した許容運動集合算出シミュレータをモジュールとする，部品のぐらつきにくさの定量的評価手法を実装したシミュレータを構築し，これを利用して実現性の高いアライメント操作戦略の計画を行う．さらに，平成29年度に構築したアーム・ハンドシステムを用いた実機実験を行い，提案手法の有効性を検証する．

Causes of Carryover

平成29年度には，所属機関の変更に伴う研究環境の整備に時間を要したため，本研究の進捗に応じて導入する予定であった計算機，ソフトウェア，実験機器等の購入が遅れることとなった．このため，次年度使用額が発生することとなった．

平成30年度には，本研究の進捗状況に則して，研究遂行に必要となる設備の導入費用に充てる．