日本ロボット学会誌

DSPによる多関節マニピュレータの動的制御のための実時間計算

吉川恒夫, 中村仁彦, 横小路泰義

1988 年 6 巻 3 号 p. 175-183
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.175

ジャーナルフリー

抄録を表示する抄録を非表示にする

本論文では, ロボットマニピュレータの動的制御のための実時間計算を低コストで行なうためにディジタルシグナルプロセッサ (DSP) を用いることを提案する.これまでにもDSPをロボットの制御に用いる例はあったが, それらは運動学や動力学といったロボットの制御計算の主要部分に対してDSPを用いたものではなかった.
一般にDSPの多くは浮動小数点ではなく固定小数点で演算を行う.したがって固定小数点表現を得るために, それぞれの単位の物理量をスケーリングするのが普通である.しかしながら, このようなスケーリング法はロボットマニピュレータの計算の場合には十分とは言えない.なぜならば, それぞれのリンクの物理量の数値の大きさがマニピュレータの動作に応じて大きく変化するため固定小数点による計算結果に大きな誤差を含む可能性があるからである.本論文では, この大きな計算誤差を避けるために, ロボットマニピュレータの再帰的な計算方式に着目した新たなスケーリング法を提案する.
また, 16ビットマイコンをホストコンピュータとし, DSPとしてTMS 32010を用いて実際にコントロールシステムを構成した.最後に, 一般の6自由度マニピュレータの運動学と動力学の統合化計算がDSPにより3.74msecで実行でき, 同様の計算が16ビットマイコンでは68.9msec要することを確認した.そして軌道計算やフィードバック補償も含めた動的制御のための総計算時間が, 一般の6自由度マニピュレータではDSPとマイコンによる本システムを用いた場合14.71msecであり, マイコンのみを用いると80msec以上を要することが分かった.

抄録全体を表示

PDF形式でダウンロード (2748K)
障害物の影響を考慮したマニピュレータの可操作度

古荘純次, 臼井広幸, 佐野明人

1988 年 6 巻 3 号 p. 184-192
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.184

ジャーナルフリー

抄録を表示する抄録を非表示にする

マニピュレータの制御あるいは作業計画に際して, 手先効果器の操作性能を定量的に表す尺度があれば有用である.本報告では, 障害物のある環境下におけるマニピュレータの能力を運動学的な見地から評価する一つの方法を提案する.
マニピュレータに接近した障害物は, マニピュレータの運動に多くの拘束を与える.本報告では, 二つの場合を扱う.一つは, 障害物を避けるために関節速度ベクトルが等式拘束を満たさねばならない場合である.他の一つは, 障害物に接近する速度が制限される場合である.各々の場合に対して, 著者らは可操作性楕円体および可操作度を導いた.最後に一つの例として, 8自由度を持つマニピュレータを用いて行った実験およびシミュレーションを示す.この実験では, 狭いスリットを通して手先効果器を差し込み, 本報告で提案した可操作度を大きな値に保ちながら関節角速度が制御される.

抄録全体を表示

PDF形式でダウンロード (4386K)
教示-再生型アーク溶接ロボットを用いた計算機援用溶接システムとそのオフライン作業教示法

前川仁, 牧野吉延, 気賀智也, 飯島亨, 仲田周次

1988 年 6 巻 3 号 p. 193-204
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.193

ジャーナルフリー

抄録を表示する抄録を非表示にする

従来のアーク溶接ロボットの人手による教示作業の煩雑さは, 溶接対象物 (ワーク) の形状に依存しており, その教示データの適用性はターゲットロボットのみに限定されている.このような方法では, CAD情報は十分に活用されておらず, ロボットを個別に用いて柔軟性のある生産システムを構築するのは困難である.
本論文において著者らは, パーソナルコンピュータと従来型の教示-再生アーク溶接ロポットからなるコンパクトな計算機援用溶接システムを提案し, 簡潔なロボット言語によるオフラインプログラムの概念を示す.溶接ソースプログラムでは, 溶接すべき箇所は, ロボットの型やワーク位置の双方を意識せずにワークモデル上で指示される.
本システムでは, 溶接情報の処理はタスクレベル, ツールレベル, ロボットレベル, マシンコードレベルの4層に分割された.各々のレベルに於て必要な情報は外部ファイルから得られる.タスクレベルでは溶接シースプログラムが解析され, 溶接箇所がワークモデルから抽出される.ツールレベルでは, 各溶接線上及び各溶接線間での溶接トーチの動作が, ワークモデルとトーチモデルの両者を参照して, ワークモデル上で算出される.このレベルの動作データはロボットから独立している.ロボットレベルでは, 要求されたトーチ角度を実現するようなロボットアームの角度が, ロボットの可動範囲を考慮して算出される.マシンコードレベルでは, ロボットアームの角度データと溶接条件が結び付けられてロボットコードに変換され, 通信回線を通してロボット制御装置に送られる.
これらの解は各々のレベルで, ディスプレイモニタ上のトーチあるいはロボット画像で確認することができる.本方法により生成されたロボットコードの妥当性は, 実際のロボットの動作によって確認された.

抄録全体を表示

PDF形式でダウンロード (5500K)
走査型吸盤の基礎的研究

池田喜一, 矢野智昭

1988 年 6 巻 3 号 p. 205-212
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.205

ジャーナルフリー

抄録を表示する抄録を非表示にする

本報告は, 壁面歩行ロボット用の吸着要素として特別に開発された走査型吸盤について論じている.
負圧式吸盤を利用した壁面歩行ロポットは, 従来対象壁面の材質, 凹凸などにあまり左右されずに移動できる反面, 亀裂や溝があると本質的に機能しないという欠点を有していた.
本研究で提案する走査型吸盤は, このような問題に対応するため複数の小吸盤を設け, 1台の真空ポンプと順次接続する事によって吸着力を発生する仕組みになっている.これは単一吸盤の吸引時の圧力低下時定数T₁が漏れによる吸盤内の圧力上昇時定数T₂に比ベ著しく小さいという吸盤特性を利用したもので, 次のような利点を有している.
(1) 走査型吸盤内の吸盤ユニットのいくつかが亀裂や溝の上にあっても, 残りの吸盤ユニットで吸着力を発生することができる.
(2) 漏れの生じている吸盤ユニットと真空ポンプとのポートは一周期のほとんどの位相において遮断されるため, 漏れ吸盤ユニットに対するエネルギーロスはきわめて少ない.
(3) したがって, 軽量・小型の真空ポンプを使用することができるため, 走査型吸盤は自立型ロポットを開発する上で有効である.
ここでは, このような走査型吸盤の基本特性を明らかにするためのシミュレーションおよび試作した走査型吸盤による基礎実験について報告する.

抄録全体を表示

PDF形式でダウンロード (4105K)
「脳神経系情報処理とロボット」特集について

和田充雄

1988 年 6 巻 3 号 p. 213
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.213

ジャーナルフリー

PDF形式でダウンロード (173K)
ニューロエソロジーとロボット

梅谷陽二

1988 年 6 巻 3 号 p. 214-215
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.214

ジャーナルフリー

PDF形式でダウンロード (244K)
行動するロボット

中野馨

1988 年 6 巻 3 号 p. 216-221
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.216

ジャーナルフリー

PDF形式でダウンロード (4644K)
随意運動制御における適応と学習II

川人光男, 宇野洋二, 鈴木良次

1988 年 6 巻 3 号 p. 222-230
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.222

ジャーナルフリー

PDF形式でダウンロード (2536K)
学習的な視覚情報処理を行なうロボット

大森隆司

1988 年 6 巻 3 号 p. 231-234
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.231

ジャーナルフリー

PDF形式でダウンロード (2564K)
筋運動制御機構をもつロボット

赤沢堅造, 藤井克彦

1988 年 6 巻 3 号 p. 235-239
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.235

ジャーナルフリー

PDF形式でダウンロード (2539K)
昆虫のセンシングと行動

下沢楯夫

1988 年 6 巻 3 号 p. 240-244
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.240

ジャーナルフリー

PDF形式でダウンロード (4587K)
脳神経研究へのロボット技術の応用

井出英人

1988 年 6 巻 3 号 p. 245-250
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.245

ジャーナルフリー

PDF形式でダウンロード (5686K)
センサフュージョンシステム

―感覚情報の統合メカニズム―

石川正俊

1988 年 6 巻 3 号 p. 251-255
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.251

ジャーナルフリー

PDF形式でダウンロード (2438K)
サイバネティックマシン

―生物の特長をそなえた機械の開発―

谷江和雄, 横井一仁

1988 年 6 巻 3 号 p. 256-260
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.256

ジャーナルフリー

PDF形式でダウンロード (2435K)
情報とノイズ

寺野寿郎

1988 年 6 巻 3 号 p. 261-266
発行日: 1988/06/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.6.261

ジャーナルフリー

PDF形式でダウンロード (6256K)

J-STAGEへの登録はこちら（無料）