| 研究概要 |
本研究は、ロボットの組立作業への応用を進めるためには、ロボットアームの力制御技術の確立が必要であるとの認識のもとに、力制御に適した機構をもつロボットアームの試作、制御アルゴリズムの確立、および組立作業解析に基づく作業計画とその実施のための視覚利用方式の確立を目的としたものである。得られた成果の概要は以下の通りである。
1.組立作業用力制御ロボットシステムの設計試作。以下の特徴をもつアームを開発した。(1)腕部は力の制御性に優れかつ手先での高剛性を確立するために直交3軸形であり、各軸には低摩擦の直接駆動の直動形モータを用いている。(2)手首部は直接駆動の回転3軸形であり、コンパクトな構造となっている。
2.力制御アルゴリズムの確立。従来、我々が提案していた動的ハイブリッド制御の考え方を、対象物の形状が未知の場合および複数ロボットの場合にも適用できるように拡張した。またインピーダンス制御方式を利用して,位置制御モードと力制御モードをなめらかに切り替え可能とする一つの制御アルゴリズムを提案した。
3.組立作業の解析と計画手法の確立。組立作業の計画の自動生成のための方法論として、対象物とその環境間の接触状態の変化表す接触状態遷移ネットワークの各パスに遷移の困難度を表す評価関数を与え、その総和を最小にすることによって最適な組立手順を決定する方法を提案した。また各接触状態間を移動するための時間軌道を決定する方法を提案した。
4.実験による検証。1.で開発したロボットシステムを用いて、2.で提案した新しい力制御アルゴリズムの有効性を、実験的に検証した。
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