推力定数変動を考慮した反力推定オブザーバによる高精度カ覚センシングとカ覚制御

摘要

労働者人口の減少に対応すべく，ロボットを利用した生産工程の自動化が進められている。その中でも近年，熟練技術者による高精度研磨作業に代表される「匠の技術」を口ボットにより再現する試みがある。これには，複雑な表面形状に滑らかに追従しながら微小な段差を検出し，高精度にカ覚を制御する必要がある。しかし，複雑曲面に追従可能な産業用多関節ロボットでは，減速機のバックラッシやアームのたわみにより，精密な位置決め制御やカ覚制御が難しく，その制御精度では高精度研磨作業の実現は困難である。一方で，直動型リニアアクチュエータの一種であるVCM (ボイスコイルモータ）は，短ストロークかつ高推力の動作が可能であり，高分解能リニアェンコーダを実装することで，運動方向は一方向に制限されるものの，高精度な位置決め制御やカ覚制御への応用が期待される。そこで本研究では，多関節ロボットの自由度の高さ，可動領域の広さと，VCMを駆動源とするVCMステージによる高精度なカ覚制御を組み合わせたハイブリッドアクチュエータにより，高精度カ覚制御の広域曲面への適用を提案する。