JP2015099524A - 協調搬送ロボットシステム - Google Patents
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Abstract
Description
Δfi=Mid2x/dt2+Didx/dt+Kidx/dt
ここで、xは変位量、dx/dtはxの時間差分、d2x/dt2はdx/dtの時間差分である。Miはインピーダンスモデルの仮想的な慣性、Diは仮想的な粘性、Kiは仮想的な弾性を示すインピーダンスモデルパラメータ(以下、単にパラメータとも云う)である。
Δx=(Δfi−Mcd2Δx/dt2−DcdΔx/dt)/Kc
ここで、Δxは位置補正量、dΔx/dtはΔxの時間差分、d2Δx/dt2はdΔx/dtの時間差分である。Mcはコンプライアンスモデル65の仮想的な慣性、Dcは仮想的な粘性、Kcは仮想的な弾性を示すコンプライアンスモデルパラメータ(以下、単にパラメータとも云う)である。
y(t)=1−exp(−x(t)/T)
ここでx(t)は移動指令値の時系列データ、y(t)は実際の速度の時系列データ、Tは時定数である。観測された指令値と実際の値から時定数Tを同定し、データベースに保存しておく。あるいは、インピーダンスモデルやコンプライアンスモデルと同様に,2次系モデルを仮定してもよい。ラプラス領域の変数sを用いた伝達関数形式で表現した時の2次系モデルGは
G=1/(Ms2+Ds+K)
で表される。ここでM、D、Kは2次系の応答モデルのパラメータである。
6a、6b 移動部
10,10a、10b 位置誤差吸収機構
101 天板
102 ベアリング
103 リニアガイド(X軸)
104 モータ(X軸)
105 ラックピニオン機構(X軸)
105a ピニオン
105b ラック
106 モータ(Y軸)
107 リニアガイド(Y軸)
108 ラックピニオン機構(Y軸)
108a ピニオン
108b ラック
109 ゴニオステージ(X軸回転)
110 ゴニオステージ(Y軸回転)
111 ゴニオステージ回転中心
112 変位伝達歯車
113 変位計測センサ(Z軸回転)
114 変位計測センサ(X軸回転)
115 変位計測センサ(Y軸回転)
120 歯車
130 部材
130a ボス
140 部材
150 部材
160 部材
Claims (6)
- 移動部および前記移動部を制御する移動制御部をそれぞれ備えた第1および第2ロボットと、
前記第1および第2ロボット上にそれぞれ設けられた第1および第2位置誤差吸収機構であって、各位置誤差吸収機構は、搬送物が載置され固定される天板と、この天板を水平方向に回転移動させるとともに回転移動の変位量を検出する受動要素部と、前記天板を水平方向に並進移動させるとともに並進移動の変位量を検出する能動要素部とを備えた第1および第2位置誤差吸収機構と、
前記受動要素部で検出された変位量から外力を推定するインピーダンスモデルと、
前記能動要素部で検出された変位量に基づいて動力学モデルを用いて推定した外力および前記インピーダンスモデルにより推定された外力に基づいて前記第1および第2ロボットにそれぞれ作用する外力を推定する外力推定部と、
前記外力推定部で推定した外力に対し、前記推定した外力がゼロとなる前記第1および第2ロボットの位置補正量を算出するコンプライアンスモデルと、
前記コンプライアンスモデルによって算出された前記位置補正量に基づいて前記第1および第2ロボットの移動指令を算出する移動指令算出部と、
を備え、前記第1および第2ロボットの移動制御部はそれぞれ、前記移動指令算出部によって算出された前記移動指令に基づいて前記移動部を制御する協調搬送ロボットシステム。 - 前記第1および第2ロボット間の距離および方向を計測する相互センシング部と、
前記第1および第2ロボットの移動制御量の積分値および前記移動制御部からの位置情報に基づいて自己位置を推定および算出するオドメトリ算出部と、
前記オドメトリ算出部によって算出された自己位置と、前記相互センシング部によって算出された前記第1および第2ロボット間の距離および方向とに基づいて前記第1および第2ロボット間の相互距離を推定する相互距離評価部と、
を備え、
前記移動指令算出部は、前記位置補正量と、前記相互距離評価部で推定された相互距離とに基づいて前記第1および第2ロボットの移動指令を算出する請求項1記載の協調搬送ロボットシステム。 - 前記移動指令と前記第1および第2ロボットの実際の移動量から応答性を近似する移動制御応答性モデルを更に備え、
前記移動指令算出部は、前記移動制御応答性モデルで算出された移動量の予測値を用いて前記移動指令を修正する請求項1または2記載の協調搬送ロボットシステム。 - 前記移動制御応答性モデルは、前記第1および第2ロボット自身の自己移動制御応答性モデルであり、前記自己移動制御応答性モデルは、前記搬送物を搭載し同定用の移動指令値を前記第1および第2ロボットのうちの一方に与えたときの応答信号を測定することによって得られる請求項1乃至3のいずれかに記載の協調搬送ロボットシステム。
- 前記移動制御応答性モデルは、前記第1および第2ロボットのうちの一方のロボットに対する他方のロボットの他者移動制御応答性モデルであり、前記他者移動制御応答性モデルは、前記他方のロボットの移動指令値および前記一方のロボットの自己位置の時系列データから求められる請求項1乃至3のいずれかに記載の協調搬送ロボットシステム。
- 前記位置誤差吸収機構は、
前記天板の下方に設けられた第1部材と、
前記天板に対して前記天板の中心の周りに前記第1部材を回転可能にする第1回転機構と、
前記第1部材の下方に設けられた第2部材と、
前記第2部材の下方に設けられた第3部材と、
前記第2部材に対して前記第1部材を水平方向において第1方向に並進移動させる第1並進移動機構と、
前記第2部材に対して前記第3部材を水平方向において前記第1方向に直交する第2方向に並進移動させる第2並進移動機構と、
前記第3部材に固定された第4部材と、
前記第4部材と嵌合し対向配置された一組の第1ゴニオステージであって、上方に設けられた第1回転軸の周りに前記第4部材を円弧回転させる一組の第1ゴニオステージと、
前記一組の第1ゴニオステージに固定された第5部材と、
前記位置誤差吸収機構が設けられたロボット上に設けられ、前記第5部材と嵌合し、前記一組の第1ゴニオステージが配置された方向と直交する方向に対向配置された一組の第2ゴニオステージであって、上方に設けられ前記第1回転軸と一点が交わる第2回転軸の周りに前記第5部材を円弧回転させる一組の第2ゴニオステージと、
を備えている請求項1乃至5のいずれかに記載の協調搬送ロボットシステム。
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