多関節ロボットアームにおける関節駆動モータのモデル規範形適応制御

金沢大学工学部研究課題/領域番号:58750178, 研究期間(年度):1983出典：研究課題「多関節ロボットアームにおける関節駆動モータのモデル規範形適応制御」課題番号58750178（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-58750178/）を加工して作

自動組立のためのインテリジェント部品自動供給システム

総合的部品管理・供給システム開発研究の一環として多品種少量生産システムに弾力的に対応できるような高集積度とフレキシビリティを有するパ-ツフィーダやマガジン群に関する開発を行うとともに,これらのシステムから必要な部品をキットとして,あるいはオンラインで,プログラマブルに取り出すことができる部品供給システム(いわゆるパ-ツフィーディングセンタ)の開発とその最適運用に関する研究開発を行ってきた.この結果 1.部品給送ロボットにおける汎用グリッパの設計,試作を行った. 各種の形状,寸法を有する部品に柔軟に対応できるハンド(グリッパ)部分の開発が必要であり,3本爪をリンク機構によって駆動し,簡単な構造でしかも柔軟部品等にも適応できる汎用性のあるグリッパを開発・試作した.また,必要に応じて圧電による力フィーバックを行い,給送時における異常検出等の機能を付加させることを試みた. 2.画像処理装置による部品の形状・姿勢の判別装置の開発を試みた. 部品供給装置では通常のパターン認識と異なり,いくつかの制約条件を考慮して処理することが可能であり,画像処理装置を用いた高速化と高精度化に主眼を置いた認識システムの開発を行った. 3.部品給送ロボットを用いたパ-ツフィーデイングセンタ構想の総合的評価を行った. 開発した部品給送ロボットおよびフィーダを用いて実際に供給実験を行い,その信頼性向上および高速化への改善を行うとともに,トラブルが起きた場合の自動復帰など,実用化への問題点について検討した.The nature of assembly tasks is such that it is difficult to automate them economically unless the tasks have unusual characteristics such as size, or weight, or temperature, chemical or radiation hazards. Beginning in the clothing and shoe industries and then spreading to the electronic industry in the early 1980s, it was recognized that flexible assembly systems with automated job movement to assembly, inspection, and test stations, and often also linked to automated job identification systems, resulted in significant improvement in work flow and control in assembly systems producing a variety of different jobs, even though many individual tasks are still performed by human operators. Some flexible assembly systems enable jobs to move between any pair of work stations, whereas others, such as those introduced in the mid-1980s by the automobile industry to replace the traditional assembly line, generally have a series structure, but with paralleling of work stations and some feedback loops so that jobs can be readily reprocessed if they do not meet required quality standards.研究課題/領域番号:08650313, 研究期間(年度):1996–1997出典：「自動組立のためのインテリジェント部品自動供給システム」研究成果報告書　課題番号08650313(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）)　　　本文データは著者版報告書より作

振動解析によるロボット運動の状態分析と異常診断技術の開発

平成2年度において、研究の主要構成要素としての実験用ロボットの試作を行い、そのロボットを具体的にマイクロプロセッサを用いて駆動し、当初考えていたのと大差ないロボット運動を確認することができた。その一方で、駆動時にロボット用力覚センサに発生するであろうと思われる振動波形の様子をシミュレーションし、振動解析のためのアルゴリズムの検討を行ってきた。 平成3年度においては、ロボット用力覚センサの使用法を含め、その情報をマイクロプロセッサ中に取り込めるようなシステムを構築した。その結果、ロボット用力覚センサに発生する振動波形はロボット運動に伴う非線形系における非定常過程であることがわかった。このためこれまでにも研究されている周波数分析のような一般的な振動解析手法ではその物理的意味があいまいになり、ロボット運動の状態分析を行うことは困難であることがわかった。これに対し本研究ではこうした非定常過程である振動波形に対する異常診断手法として、振動波形の遂次的振幅分布をX^2適合度検定して正常と異常の判断を行う手法を確立した。 平成4年度においては、本研究で開発した異常診断手法の適用範囲を明らかにするために、さまざまな状況の異常を想定して本研究の手法を試みると同時に、ロボットの姿勢変化によるアーム系の複雑な動特性の変化が異常診断手法にどのような影響を与えるかについて調ベた。他方、アーム系の動特性がその姿勢により変化するとそれだけ正常と異常の判断規準があまくなるため、各アームの重量バランスをとることにより、ロボットの姿勢変化により、アーム系の動特性が変化しないようなロボットアーム系の構造を提案し、異常診断手法の信頼性の向上をはかることができた。In 1990, experimental robot that is the main apparatus in this study is developed so as to analyze the vibration of robot, and is controlled by a micro computer. Meanwhile the vibration of arm that is generated in the motion of robot is simulated by computer, and the algorithm that detects the fault of robot motion is investigated.In 1991, the vibration of robot arm is processing by a micro computer. Then it is found that the vibration of arm is a non-stationary signal through a non-linear dynamics of robot. And it is also found that the general vibration analysis method like the FET-method cannot analyze the state of robot motion. Therefore, IN THIS STUDY, THE STATISTICAL X^2 test of the vibration amplitude distribution is newly proposed to detect the fault of robot motion.In 1992, the statistical X^2 test of the vibration amplitude distribution is applied to the various faults of robot motion and the reliability of this method is investigated. The dynamics of robot is very complex so as to arm\u27s complex configuration of robot. Then new construction of robot that does not change the dynamics of robot due to arm\u27s configuration of robot.研究課題/領域番号:02555049, 研究期間(年度):1990–1992出典：「振動解析によるロボット運動の状態分析と異常診断技術の開発」研究成果報告書　課題番号02555049(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）)　　　本文データは著者版報告書より作

多関節ロボットアームの最短時間制御による関節屈伸動作の最適化

金沢大学工学部研究課題/領域番号:57750197, 研究期間(年度):1982出典：研究課題「多関節ロボットアームの最短時間制御による関節屈伸動作の最適化」課題番号57750197（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-57750197/）を加工して作

リアルタイム制御も可能な5軸マシニングセンタのための新しいNC制御技術の開発

本研究はパルス列をモータドライバへ与えるこれまでのNC制御方式を採用しながらも,モータ駆動時の負荷系からのセンサ信号をオンラインでフィードバック可能な制御方式を提案した. 提案する制御系は電圧値のようなアナログ信号をパルス列であるディジタル信号に変換する回路をループ内に含ませることになるため,本質的に非線型な制御系となるが,フィードバック系を構成して剛性の低い負荷系に生じる振動を抑制する事例をもとに,センサ信号をオンラインでフィードバック可能な制御系の設計指針を詳細に検討した. さらに本研究では従来のNC制御の現実を踏まえ,パルス列を与えて機械の運動を制御するこれまでのNC制御技術を採用しつつもNC言語によらない新しい多軸制御用パルス列の発生を試みた.多関節ロボットはヤコビ行列に代表されるように,そのアーム姿勢によりベース座標系からながめた手先座標系が常に変化するため希望とする運動を生成するためにはより複雑なパルス列の生成を必要とする産業機械であり,本研究で提案する多軸制御用の新しいNCコントローラの性能をより詳しく評価した.また,より複雑な加工面形状への対応,ツールの姿勢を含めた軌道の生成だけではなくツールの移動速度も重要視される昨今の工作機械や産業用ロボットの趨勢を踏まえた時にはこれまでの教示方法ではおのずと限界があり,こうした問題に対して解決している事例を中心にパルス列生成の手法を求めたが,その基本的な考え方はすべての多軸の産業機械にあてはめて考えることができるものである.A controller for driving multi-axis machine was combined with a Jacobian matrix, V-F transformer, and forward kinematics. Different from previous ones, this NC controller for driving multi-axis machine can generate a pulse series in real time so that the machining velocity and shape can be changed in real time to meet machining requirements. A simulation of machining a circle by using the new NC controller for 5-axis control machining center demonstrated its effectiveness. For machining pieces with complicated shapes, multi-axis machines, such as 5-axis control machining centers, are widely used because orientation of the tool is usually required during machining. For example, in order to obtain a tool path accurately, tool orientation is required to keep in the direction of normal line of a cured machining trace. In addition to tool orientation, the motional trace of the tool tip and its velocity must be controlled at a desired value under machining cured surface. In the case of machining a work with complicated shape, it is difficult to generate the tool path accurately according to the interpolation of line and curve by using a conventional NC controller. To solve these questions, an NC controlling method is proposed. In this method, the corresponding pulse series for movement and motional velocity of a driving axis can be generated in real time with computer software to obtain a desired tool path. Just like control a multi-joint robot, a 5-axis machining center can be controlled by building coordinate system and calculating its Jacobian matrix.研究課題/領域番号:14550098, 研究期間(年度):2002–2004出典：「リアルタイム制御も可能な5軸マシニングセンタのための新しいNC制御技術の開発」研究成果報告書　課題番号14550098 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）)　　　本文データは著者版報告書より作

Autonomous : Semi-autonomous Navigation System of a Wheelchair by Active Ultrasonic Beacons

金沢大学工学

再帰性反射マークを広範囲で検出するためのカメラ用リング照明の設計

金沢大学理工研究域機械工学系従来，屋内移動ロボットの位置検出や物体認識などを容易にするためにマークが使用されているが，広角カメラの視野の端の方まで検出するのは難しい．そこで，本研究では，再帰性反射マークと，赤外LED付魚眼カメラを用いて，広視野の反射マーク検出システムを開発している．本報告では，反射光量分布シミュレーションを行い，広視野で明るい反射光を得るためのLEDの配置について検討し，試作により評価した.出版者照会後に全文公