垂直多関節ロボットの製作 T19R014 笹野 博昭
垂直多関節ロボットとは?? 垂直多関節ロボットとは産業用ロボットの一種で、単に産業用ロボットと言えばこのタイプを指す。 軸数が4軸、5軸、6軸のものがある。 軸数が多いほど汎用性が高い。 …(Wikiped) 右に6軸の垂直多関節ロボット(MSE社のRV-1A)の写真を示す。
目的 垂直多関節ロボットの制御方の学習。 H8マイコンでのサーボモータコントロールの学習。
達成条件 垂直多関節ロボットが、初期値からある座標に移動し、その点にある対象物を掴んで、他の座標まで移動する。
垂直多関節ロボットの制御方法 各軸座標系 ベース座標系 各軸座標系 ベース座標系 各関節の角度指定する。 原点(0,0,0)を設定し、座標(x,y,z)を入力すると、その座標まで逆運動学を利用して移動する。
順運動学と逆運動学(その1) 順運動の式。 順運動学は、各関節の角度から現在の先端の座標を求めるものである。 逆運動学は、現在の座標から各関節の角度を求めるものである。
順運動学と逆運動学(その2) 以下の式を利用した。
ハンド部分の制御 回路図は以下のようになります。 モータドライバ: BA6238A(ローム株式会社)を用いた。モータの正逆転、on/off、モータに加わる直流電圧の制御が可能。
プログラムのフローチャート メイン
実演 対象物2つを、目標座標まで移動させる。 上からのイメージ図
結果と考察 今回の達成条件を、達成することが出来た。 制作した垂直多関節ロボットは、バックラッシュが大きかった。原因はサーボモータ内の歯車のがたつきと、制御回路にヒステリシス特性(電気的あそび)を持たしているためと考えられる。 それを解決するには、サーボモータ内の電子回路を使わず直接ポテンショメータの値を、H8マイコンに取り込み制御する方法が考えられる。