Compensating control of a flexible robot arm.

摘要

フレキシブルロボットアームの運動特性は, リンクが弾性変形するため, 剛体ロボットアームに比べて, はるかに複雑である. このため, エンドエフェクタの位置決め制御も複雑な問題となる. この問題を要約すると, 結局, 以下の問題に分割される. (1) リンクの弾性振動をどう抑制するか. (2) ジョイントの位置決め精度をどう確保するか. (3) リンクの弾性変位によって生じる位置決め誤差をどう補償するか. 問題 (1) については, 多数の提案があり, 問題は解決されつつある. 問題 (2) は, 剛体ロボットアームの問題と類似するが, フレキシブルロボットアームでは, ジョイントの位置決めがリンクの振動抑制と干渉するため, それをどう解決するかが重要な問題となる. 問題 (3) は, フレキシブルロボットアームの作業に対して重要な意味を持つが, これを解決する適切な方法は, まだ提案されていない. 本論文では, ジョイント位置決め, リンク振動抑制, およびリンク弾性変位による位置決め誤差の補償という3つの制御機能を有機的に統合した階層構造制御系を提案する. そして, 補償制御について, その収束性を論じ, 重力による静的な条件下の誤差に対して, 収束条件を与える. 提案した制御系の有効性は, 2リンクフレキシブルロボットアームを用いた実験により示す. リンク弾性変位の測定は, 半導体レーザとPSDを用いた変位センサにより行う. このセンサは, 本研究において, 新たに考案し, 開発したものである.