テーマはモバイルマニピュレーターキャリブレーション技術。テーマは特殊ロボット機構。テーマは特殊ロボット制御システム。テーマはロボットビジョン。概要:中国の飛行機と衛星の組み立てには、現在でも依然として主に人工組み立てが採用されている。組み立て技術の古さやロボットの絶対位置決め精度の低さなどの問題は、飛行機や衛星の高精度・高性能という要求を十分に満たしておらず、産業用ロボットの航空製造業における発展を妨げている。このためロボットのフレキシブルオートメーション組み立ての過程でマニピュレーターの絶対位置決め精度のキャリブレーション技術をいかに高めるかが、学術界と工業界の幅広い関心の焦点となっている。カギとなる技術を詳細に分析し、マニピュレーターの絶対位置決め精度キャリブレーション技術の未来の発展に向けた構想と展望を行った。キーワード:マニピュレーター;絶対位置決め精度;キャリブレーション;幾何学パラメーター;非幾何学パラメーター;不確かさロボットの精度には主に、繰り返し位置決め精度と絶対位置決め精度があり、ロボットの総合的性能を評価する重要な指標の一つとなっている[1]。現在、中国内外で開発されている産業用ロボットの繰り返し位置決め精度は比較的高く、0.01mmに達することができる[2-3]。ロボットは、機械加工誤差や組み立て誤差、部品の摩耗、末端負荷の変化、温度の影響の共同の作用を受けることから、絶対位置決め精度は比較的低い[4-5]。これは測定ロボットの応用やマニピュレーターによる衛星の高精度組み立て、飛行機の組み立てに不利な影響を与える。マニピュレーターの狭い空間での運動が不精確であると、末端の組み立て部品と周囲の高精密部品がぶつかり、高精密部品の損壊を招き、不必要な損失をもたらすことになる。産業用ロボットの絶え間ない応用と発展に伴い、運動の精度に対してはますます高い要求がなされるようになっている。このためマニピュレーターの絶対位置決め精度のさらなる研究は、産業用ロボットの発展にとって非常に重要な意義を持つ。絶対位置決め精度の向上には主に、誤差予防法とパラメーターキャリブレーション法の2種類の手段がある[1]。誤差予防法は主に、加工精度や組み立て精度、制御システムの精度を高めることによってロボットの位置決め精度を保証するものである。この方法は生産コストが比較的高い上、ロボットの長時間の運動は機械構造に摩耗をもたらすことから、誤差の産出は避けることができず、実際にはあまり応用されていない。パラメーターキャリブレーション法は主に、進んだ測定技術を通じてロボットの実際の運動学パラメーターを同定し、コントローラーのパラメーターを修正するか、制御アルゴリズムを加えることによって、絶対位置決め精度を高める。パラメーターキャリブレーション法は操作が簡単で、実現しやすく、位置決め誤差をオンラインで補償できることから、国内外の研究者の幅広い関心を集め[6]、絶対位置決め精度の誤差に影響する要素[7-11]、キャリブレーション測定[12]、絶対位置決め精度誤差補償[13]などの面で一連の成果が上がっている。重要となると強調した。最後に、キャリブレーション技術の未来の発展傾向を展望し、今後のキャリブレーション技術の研究に参考を提供した。キャリブレーション方法の分類と特性キャリブレーション方法は、外部の測定設備が必要かどうかで、開ループキャリブレーションと閉ループキャリブレーションの2種類に大別される。開ループキャリブレーションの方法は主に、外部の測定設備を利用して、マニピュレーターの末端アクチュエーターの現在の位置を測定し、理論値と比較して誤差値を獲得し、誤差修正モデルに代入して運動学パラメーター誤差を得て、最後に補償を通じてキャリブレーションを実現する。開ループキャリブレーションは、精度の高い外部設備を必要とし、価格も高く、専門人員の操作が必要なため、使用が制限されてきた。閉ループキャリブレーションは、オートキャリブレーションとも呼ばれ、学者らは現在、物理的拘束とビジョンを主に利用して、ロボットの閉ループキャリブレーションを実現している。物理的な拘束を加えたオートキャリブレーションの中心的な発想は、ロボット末端のアクチュエーターの接触平面を通じて拘束方程式を立て、拘束方程式に基づいて誤差モデルを構築し、運動学パラメーターの解を求めるというものである。視覚に基づくキャリブレーションの基本的な発想は、マニピュレーターの末端に冗長センサーを取り付け、センサーの情報に基づいて運動学パラメーターの解を求めるというものである。表1では、上述の方法の特性をまとめた。外部計器は測定精度が高く、測定ノイズが比較的小さく、末端アクチュエーターの位置と姿勢座標を測定できる。コストが低く、外部センサーの情報に依存せず、操作が簡単である。コストが低く、測定方法が簡単で、実現が容易である。外部測定設備とロボットのベース座標系との間の関係をキャリブレーションする必要がある上、外部測定設備は価格が高く、専門人員による操作が必要である。測定設備は環境因子の影響を受けやすく、測定結果が不精確となり、キャリブレーション結果に影響を与える。キャリブレーション結果の精度は、加工の円球と穴、プローブと平面または円柱面との配合精度にかかる。視覚センサーとロボットの間の変換関係を確定しなければならず、変換誤差が存在する。許可を得て日本語訳・転載したものである。記事提供:同方知網(北京)。