波動歯車装置を内在する位置決め装置の共振フィルタによる機構振動抑制

摘要

各種産業用ロボットには小型·高トルクで高精度な位置決め装置が要求されるため，アーム関節駆動部には減速機を内在した駆動装置が多く用いられている。波動歯車装置はノンバックラッシ，小型でありながら一段で高減速比を持つことから，産業用ロボットのみならず多様な産業ドライブシステムに供されている。波動歯車装置を内在するアクチュエータを駆動する場合，モータ軸角度情報のみで負荷軸を制御するセミクロユズドループ制御系を構築する場合が多い。しかし，セミクローズドループ制御であるため，波動歯車装置の構造に起囲して入出力角度間の伝達誤差が生じ，出力側には周期誤差が現れる。特に，周期誤差が機構共振周波数と一致すると，負荷軸には振動が励起され，位置決め精度を劣化させる要因となる。以上の背景に対して，本研究では，波動歯車装置を内在するセミクローズドループ位置決め制御系を制御対象に，共振フィルタを用いてフィードバック（以下，FB）制御伝達特性を周波数整形することで，機構振動抑制を行う。なお，実機には本手法の応答解析及び補償評価をするために，負荷側にも評価用エンコーダを設置している。本手法の有効性は，実機実験により検証される。