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2022 年度 実績報告書

人と協働する産業用ロボットの安全と高速高精度を両立する位置決め制御系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02160
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

岩崎 誠  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10232662)

研究分担者 前田 佳弘  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70769869)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードメカトロニクス / モーションコントロール
研究実績の概要

〔負荷軸角度・トルクセンサフィードバックによる制御性能の向上と垂直多関節ロボット制御への展開〕
2022年度では,21年度に開発・解析した負荷軸角度およびトルクセンサフィードバックによる柔軟ロボットの「安全性と高速高精度を両立する運動制御アルゴリズムを,供試ロボットに対する数値シミュレーションおよび実機実験によって以下のように検証した。
1.ロボット制御系設計においては,21年度に引き続き,安全性と高速高精度を両立する運動制御として,「ロボットと人との衝突に対する衝撃力モデル作成と緩和制御系の検証」を,ロボットと環境との接触および衝突に対する「安全性」をロボットアーム側からみたバックドライバビリティ性能の向上と関連付け,上記トルクセンサフィードバックと併せて外乱の推定と補償,さらにロボットアーム側のインピーダンス制御による衝撃力の緩和を数値シミュレーションと実機により検証し,提案制御アルゴリズムの有効性を実証した。
2.衝撃力の事前解析および評価に際しては,ヘルツの接触応力式に基づき,人のインピーダンスモデルを用いた衝撃力の定式化を行い,衝撃力の緩和制御により,センサおよび推定器による衝突時点の検出,衝突後のインピーダンス制御への切り替えとアーム食い込み動作の回避,安全な距離へのアーム離脱を,それぞれ数値シミュレーションおよび実機により検証し,提案制御アルゴリズムの有効性を実証した。
3.以上の実機実験検証に当たっては,研究室に現有および本補助金で整備した水平2軸および垂直4軸柔軟ロボットを対象に,CCDレーザ変位計を用いたロボット先端の位置決め性能評価(検出精度50μm)を実施した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 13件、 招待講演 8件)

  • [国際共同研究] University of Adger(ノルウェー)

    • 国名
      ノルウェー
    • 外国機関名
      University of Adger
  • [国際共同研究] Southeast University/China University of Geoscience/Qingdao University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Southeast University/China University of Geoscience/Qingdao University
  • [雑誌論文] Disturbance Rejection for Stewart Platform Based on Integration of Equivalent-Input-Disturbance and Sliding-Mode Control Methods2023

    • 著者名/発表者名
      Zhou Yujian、She Jinhua、Wang Feng、Iwasaki Makoto
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: early access ページ: 1~11

    • DOI

      10.1109/TMECH.2023.3237135

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient Autonomous Feedback Controller Parameter Design Considering Robust Stability for Galvanometer Scanner2022

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Eitaro、Maeda Yoshihiro、Iwasaki Makoto
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Industry Applications

      巻: 142 ページ: 290~298

    • DOI

      10.1541/ieejias.142.290

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contact Force Estimation and Sensorless Force Control in Piezoelectric Bending Actuators2022

    • 著者名/発表者名
      Sakuragi Yuya、Seki Kenta、Iwasaki Makoto
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 11 ページ: 555~561

    • DOI

      10.1541/ieejjia.21006154

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Motion Trajectory Tracking and Sway Reduction for Double-Pendulum Overhead Cranes Using Improved Adaptive Control Without Velocity Feedback2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao Bingqing、Ouyang Huimin、Iwasaki Makoto
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 27 ページ: 3648~3659

    • DOI

      10.1109/TMECH.2021.3126665

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observer-Based Adaptive Fuzzy Event-Triggered Control for Mechatronic Systems With Inaccurate Signal Transmission and Motion Constraints2022

    • 著者名/発表者名
      Yang Tong、Zhang Xinlin、Fang Yongchun、Sun Ning、Iwasaki Makoto
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 27 ページ: 5208~5221

    • DOI

      10.1109/TMECH.2022.3175969

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Finite-Time Command Filtered Backstepping Control for Dual-Motor Servo Systems With LuGre Friction2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Baofang、Iwasaki Makoto、Yu Jinpeng
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Informatics

      巻: early access ページ: 1~10

    • DOI

      10.1109/TII.2022.3182341

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fast and Precise Positioning With Coupling Torque Compensation for a Flexible Lightweight Two-Link Manipulator With Elastic Joints2022

    • 著者名/発表者名
      Trung Tran Vu、Iwasaki Makoto
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: early access ページ: 1~12

    • DOI

      10.1109/TMECH.2022.3213538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Empirical Transfer Function Estimation with Differential Filtering and Its Application to Fine Positioning Control of Galvano Scanner2022

    • 著者名/発表者名
      Maeda Yoshihiro、Iwasaki Makoto
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: early access ページ: 1~10

    • DOI

      10.1109/TIE.2022.3217616

    • 査読あり
  • [学会発表] Design and Verification of Full-Closed Control System for Testbed of Asteroid Flyby Observation System2022

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hayashi, Kenta Seki, Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparisons of Vision-Based Target Tracking Methods for Asteroid Flyby Problem2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuko Miyata, Ssumu Hara, Kenji Hayashi, Kenta Seki, Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection and Control of Wrinkles During Web Transportation Based on Image Processing2022

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Horiba, Kenta Seki, Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparisons of FRF Identification Methods Suitable for Linear Model-Based Feedforward Control of Galvano Scanner2022

    • 著者名/発表者名
      Asuka Obusu, Yoshihiro Maeda, Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Temperature Dependency for Displacement Estimation in Piezoelectric Stack Actuators2022

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Mikuriya, Kenta Seki, Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      International Workshop on Advanced Motion Control (AMC-2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] High Trajectory Tracking Performance of Industrial Robots by Iterative Learning Control (Keynote Speech)2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Control and Robotics Engineering
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GA-Based Practical System Identification and Auto-Tuning for Industrial Robots (Keynote Speech)2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Information Technology and Education Technology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High Trajectory Tracking of Multi-Axis Robot by Iterative Learning Control (Keynote Speech)2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      The IEEE 13th International Conference on Mechanical and Intelligent Manufacturing Technologies (ICMIMT 2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High Trajectory Tracking Performance of Industrial Robots by Iterative Learning Control (Keynote Speech)2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Conference on Intelligent Robot Systems (ACIRS 2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Motion Control for Industrial Positioning Devices with Strain Wave Gearing: Basics, Applications, and Beyond (Keynote Speech)2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      The 34th Chinese Control and Decision Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GA-Based Optimization in Mechatronic Systems: System Identification and Controller Design (Keynote Speech)2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Control and Computer Vision
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GA-Based Practical System Identification and Auto-Tuning for Multi-Axis Industrial Robots (Keynote Speech)2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      The 1st International Electronic Conference on Machines and Applications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GA-Based Optimization in Mechatronic Systems: System Identification and Controller Design (Keynote Speech)2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Iwasaki
    • 学会等名
      2022 8th International Conference on Mechanical Engineering and Automation Science
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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