産業用ロボットアームの動力学モデル同定に基づくセンサレス力制御

摘要

本研究は，一般的な産業用ロボットアームにおいて力覚センサを用いずにコンプライアンス制御を実現する．ロボットの動力学モデルの物理パラメータを高精度に推定しておき，動作に必要な駆動トルクの推定値と，実際のトルク指令値との差分から外力を推定する．ロボット手先と対象物との間に仮想的なバネ―マス―ダンパモデルであるコンプライアンスモデルを導入し，推定した外力と目標反力との差分に応じた手先位置補正量を目標軌道に加えることで，位置制御ベースの力制御を構築している．さらに後に詳述する力順応制御により目標反力への高精度な追従を行っている．本報告では，提案手法を産業用ロボットアームに適用し，突き当て動作実験を行い，その有効性を検証した．