바카라 사이트 주소2 No.7
인간 협력 로봇으로 능숙한 수바카라 사이트 주소 자동화에 도전
~파라미터 조정 없는 힘 제어 개발~

2023년 1월 10일

배경 및 과제

근년、생산 현장에 많은 사람 협동 로봇이 도입되었습니다。인간 협력 로봇、안전을 위해 울타리로 격리할 필요 없음、사람과 같은 공간을 공유하면서 함께 바카라 사이트 주소할 수 있도록 설계된 로봇입니다。
우리의 인간 협력 로봇 MOTOMAN-HC 시리즈는、로봇 조작에 익숙하지 않아도 쉽게 조작할 수 있는 다이렉트 티치 기능이 붙어 있기 때문에、종래의 산업용 로봇보다 도입이 용이합니다。또、핸드 캐리 유형은、밀어 넣을 수 있는 트롤리에 MOTOMAN-HC10DTP를 탑재하고 있기 때문에、필요할 때 필요한 위치로 쉽게 이전할 수 있습니다。
이번、국립 대학 법인 규슈 대학과 공동으로、인협동 로봇 사용、맞춤、연마、버리 제거 등의 접촉 바카라 사이트 주소을 쉽게 실현할 수 있는 방법을 검토、교묘한 수바카라 사이트 주소 자동화에 도전하는 동안의 노력을 소개합니다。

1.힘 제어에서의 파라미터 조정의 현상과 과제

力制御機能MotoFitによるはめ合い作業の様子
그림 1 힘 제어 기능 MotoFit에 의한 맞물림 바카라 사이트 주소의 모습

맞춤、연마、버리 제거 등의 바카라 사이트 주소은 능숙한 힘 가감을 필요로 합니다、사람의 손에 의존하고 있습니다。이러한 바카라 사이트 주소을 로봇에서 자동화하려면、사람의 손을 대체하는 로봇 암으로 대상물(이하、바카라 사이트 주소)을 만지면서 숙련된 힘 가감을 재현해야 합니다。거기에서、로봇 팔의 손목에 힘 센서※1설치、센서 피드백으로 힘 제어를 구성하여、바카라 사이트 주소 자동화 가능。당사에서는、MotoFit이라는 명칭으로 이 힘 제어 기능을 제품화하고 있습니다(그림 1)。

力制御パラメータ調整機能の画面(PC上のソフトウエア)
바카라 사이트 주소 2 힘 제어 파라미터 조정 기능 화면 (PC의 소프트웨어)

로봇이 취급하는 바카라 사이트 주소은、금속、수지、고무 등 다양한 소재가 있습니다、바카라 사이트 주소당 힘 제어 매개변수를 조정하여、안정적이고 양호한 (택트 타임이 짧은) 동작을 실현합니다 (그림 2)。그러나、이 매개변수 조정을 포함한 힘 제어 기능은、지금까지 산업용 로봇을 사용한 경험이 적은 사용자에게는 조정이 어렵다는 과제가 있습니다。

2.힘 제어에서 매개변수 조정이 없는 도전

人協働ロボットHC10の特長
바카라 사이트 주소 3 사람 협동 로봇 HC10의 특징

근년、당사가 제품화한 사람 협동 로봇 MOTOMAN-HC 시리즈에서는、산업용 로봇을 사용한 경험이 적은 사용자도 비교적 쉽게 티칭할 수 있습니다。티칭 바카라 사이트 주소은、사람이 직접 로봇의 암을 잡고 힘을 가하면서 암의 위치 자세를 변경하여 실시합니다。이를 직접 티치 기능이라고 합니다。자세한、안전 울타리 없이※2사람과 로봇의 협업 바카라 사이트 주소 가능。이것은、그림 3과 같이、각 관절에 제공된 토크 센서(이하、관절 토크 센서) 신호

에 따라、사람과 로봇 암의 접촉으로 인한 외력 감지、로봇을 멈추면 안전을 보장하기 때문입니다。
현재 상황、이 관절 토크 센서를 안전 기능을 위한 외력 감지 및 직접 티치 기능에 사용할 뿐만 아니라、관절 토크 센서로 검출한 토크를 바탕으로 암의 선단이 받는 힘(외력fext )를 계산하여、팔 손목에 힘 센서를 새로 설치하지 않고、1에서 설명한 힘 제어가 가능합니다(바카라 사이트 주소 4)。

力制御の構成比較 바카라 사이트 주소 4 힘 제어의 구성 비교

그러나、위에서 설명한 것처럼、인간 협력 로봇 사용자는、전통적인 산업용 로봇의 조작 및 티칭에 익숙하지 않은 경우가 많습니다、다양한 바카라 사이트 주소에 따라 힘 제어 매개변수를 사용자가 조정하는 것은 어렵다고 생각됩니다。거기에서、기본 파라미터 그대로(조정리스)로 다양한 워크에 대해 양호한 응답을 실현할 수 있는 힘 제어의 개발을 국립대학법인 규슈대학과의 제휴(공동연구)에 의해 진행하고 있습니다。

※1 힘 센서
힘과 모멘트를 감지하는 센서.
※2 안전 울타리 없이
HC 시리즈는 안전 기능으로 안전 울타리 없는 시스템 구축이 가능하지만、모든 경우에 위험 평가를 수행해야 합니다。

바카라 사이트 주소 내용 및 특징

1. 기존의 힘 제어 및 과제

인간 협력 로봇、6 자유도를 가진 수직 다관절형 로봇。다자유도의 로봇 동작 제어(암의 각 관절의 액추에이터(모터) 토크를 조작)、손끝이 공작물에 주는 힘을 제어하는 ​​것은 복잡하기 때문에、편의상、1 자유도의 로봇 동작으로 제한하여 힘 제어에 대해 설명합니다。1 자유도의 모식도 (그림 5)에 대해、맞춤 바카라 사이트 주소의 사진을 예로 보충합니다。로봇이 손으로 파지한 워크(삽입측)는 모식도의 '로봇'에 포함됨、대에 고정된 워크(피삽입측)는 「환경」에 해당합니다(그림 6)。

  • 自由度ロボットの模式図

    바카라 사이트 주소 5 1 자유도 로봇의 개략도

  • 力制御機能MotoFitによるはめ合い作業の様子

    그림 6 힘 제어 기능 MotoFit에 의한 맞물림 바카라 사이트 주소의 모습

힘 제어에는 다양한 방식이 있습니다만、기존의 힘 제어 방식으로 임피던스 제어 및 어드미턴스 제어가 있습니다。임피던스 제어 및 어드미턴스 제어에서는、둘 다 로봇이、외력fext 로 이동하는 방법, 관성Md , 점성Dd , 강성Kd 의 특성 파라미터로 표현되는 다음 공식

特性パラメータで表される次式

이 되도록 제어합니다. 여기서fref 은 목표력(힘 지령),xref 은 목표 위치(위치 지령)입니다.

① 임피던스 제어의 장점과 단점

바카라 사이트 주소 7과 같이 임피던스 제어는、위치 편차xref –x 에 대해 로봇 팔이 어떤 힘을 낼지 결정、이런 힘을 생성하도록 제어하는 ​​방법입니다。딱딱한 환경과의 접촉에 상대적으로 안정하다는 장점이 있습니다、마찰력ffrc 의 영향을 받기 쉽습니다、힘의 정상 편차가 발생하는 등 예상대로 움직이지 않을 수 있습니다。

インピーダンス制御のブロック図
바카라 사이트 주소 7 임피던스 제어의 블록 다이어그램

② 어드미턴스 제어의 장점과 단점

바카라 사이트 주소 8과 같이 어드미턴스 제어、힘 편차fref –fext 로봇 암이 어떤 위치로 움직이는지 결정、이러한 위치로 이동하도록 제어하는 ​​방법입니다。위치 제어 기반 임피던스 제어라고도 합니다。위치 제어 루프가 외란을 억제하기 때문에、마찰의 영향을 받기 어렵다는 장점이 있습니다、딱딱한 환경과의 접촉으로 진동할 수 있습니다。

アドミッタンス制御のブロック図
바카라 사이트 주소 8 어드미턴스 제어의 블록 다이어그램

2. 개발할 힘 제어

상기 ①과 ②에 나타내는 양자의 특성으로부터、임피던스 제어는 단단한 환경과의 접촉에 유리합니다、어드미턴스 제어는 부드러운 환경과의 접촉에서 유리할 수 있습니다。거기에서、이 어드미턴스 제어와 임피던스 제어를 직렬로 연결하여、양쪽의 이점을 활용할 수 있는 어드미턴스 임피던스 제어를 제안했습니다(바카라 사이트 주소 9)。본 제어 법칙에서는、먼저 환경에 작용한 외력fext 을 입력으로、어드미턴스 제어로 손끝 위치 보정량Δx 을 계산합니다. 그 후, 위치 지령xref 및 보정량Δx 의 합을 평형점으로 한 임피던스 제어에 의해、발생해야 할 힘fm 을 계산합니다.

アドミッタンス・インピーダンス制御のブロック図
바카라 사이트 주소 9 어드미턴스 임피던스 제어의 블록 다이어그램

이런 제어로、딱딱한 환경과의 접촉시에 어드미턴스 제어로 진동적인 거동이 있어도 후단의 임피던스 제어의 작용에 의해 저감할 수 있습니다、부드러운 환경과 접촉할 때 임피던스 제어에서 마찰로 인한 오류가 있더라도 어드미턴스 제어로 수정할 수 있습니다。결과、부드러운 것부터 딱딱한 것까지、다양한 강성의 바카라 사이트 주소을 처리할 수 있습니다。

성과

다양한 강성 환경과 접촉했을 때의 일축 시뮬레이션 결과를 바카라 사이트 주소 10에 나타냅니다。이 시뮬레이션에서는、임피던스 제어 및 어드미턴스 제어의 각각의 특성 파라미터(관성Md , 점성Dd , 강성Kd )가 환경에 관계없이 고정되어 있습니다。부드러운 환경(강성ke =10)과의 접촉에서、임피던스 제어(파란색)는 마찰의 영향을 받아 큰 편차를 야기하고 있습니다만、제안법(적색)에서는 편차가 작다、빨리 수렴하는 중。딱딱한 환경(강성ke =3200)과의 접촉에서、어드미턴스 제어(녹색)는 진동적이지만、제안법(적색)에서는 편차가 작다、빨리 수렴하는 중。이렇게、모든 강성 환경에 대해、동일한 매개 변수 설정을 유지하면서 기존 제어보다 좋은 결과 (진동 소, 고 응답, 편차 소)를 얻을 수 있음을 확인했습니다。

環境合成keを変えた場合のシミュレーション結果
바카라 사이트 주소 10 환경 합성ke 변경 시 시뮬레이션 결과

향후 전망

1 자유도의 로봇 동작에서 힘 제어에 관한 제안 방법을 새로 개발했습니다。향후、다축(다자유도의 로봇 동작)으로 확장、관절 토크 센서가 있는 인공 로봇에 장착하여 검증을 진행、인간 협력 로봇、힘 제어 파라미터를 조정하지 않고 다양한 강성 환경과의 빠르고 안정적인 접촉을 목표로 합니다。자세한、다축의 경우、예를 들어, 곡면에 대한 모방 동작에서、면에 수직인 방향과 수평한 방향으로 제어 특성을 변경하는 등、보다 자유도가 높은 설계 가능、제안 방법에 따라、보다 정교하고 복잡한 접촉 바카라 사이트 주소을 실현합니다。
이 기술을 실현함으로써、인간 협동 로봇으로 할 수 있는 바카라 사이트 주소의 폭을 넓혀、생산성 향상에 기여하겠습니다。
앞으로도、바카라 이기의 바카라 사이트 주소 진화를 기대해 주세요。

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