2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a cooperative assembly system with three industrial manipulators using wire suspension structure
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17K06272
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
大隅 久 中央大学, 理工学部, 教授 (00203779)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相山 康道 筑波大学, システム情報系, 教授 (60272374)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | パラレルワイヤ懸垂系 / 協調制御システム / 位置・姿勢制御 / 組立作業 / コンプライアンス / 冗長自由度制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3台の位置制御される産業用マニピュレータの協調により，円柱形状物体の丸穴への挿入，引き抜きを実現するためのシステムを開発した。位置制御される複数のマニピュレータを協調に利用するため，マニピュレータ手先と懸垂物の間に2本ずつワイヤを導入し，物体が6本のワイヤで懸垂される系を構成した。このシステムの力学的特性を考慮し，懸垂される円柱形物体の丸穴への挿入，引き抜きのための技術開発を行った。2018年度までに，挿入，引き抜きに必要な目標軌道への追従のため，位置・姿勢制御アルゴリズムを開発した。本システムは12個の運動学的冗長自由度を有し，これを利用したワイヤの弛みの回避と，特定のワイヤへの荷重の集中を回避する手法を開発した。次に，対象物の挿入時に発生する対象物と穴との接触を検出し，穴位置の誤差を推定する手法を確立した。2019年度は最終年度として，対象物の丸穴からの引き抜きを検討した。その際，引き抜き途中の引っ掛かりは，引き抜きを行う複数のワイヤ間の長さの誤差に起因するという前提を置いた。その結果，直径が短く細長い円柱，及びクリアランスが小さい場合ほど引っ掛かりが発生せず引き抜きが容易である一方，逆の場合には，引っ掛かり発生の可能性が高いことが示された。ただしいずれの場合にも，対象物と穴側面の接触点での反力が摩擦円錐内に入るという現象は発生せず，物体の変形が無ければ，有限な値の張力で引き抜きが可能であることが示された。また，引き抜きの過程では，ワイヤ懸垂系のコンプライアンスの利用よりも，常に円柱の上面が穴の中心軸に垂直となるよう，フィードバックを掛けることが重要であることが明らかとなった。開発したシステムを利用した実験では，直径165mm，長さ210mmの対象物の引き抜きが容易に達成された。
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