産業用ロボットの垂直多関節ロボットアームについて

質問

産業用ロボットについて教えてください。

・自動車工場の溶接ロボット(6軸垂直多関節アーム)の制御のサンプリング周期はどのくらいなのでしょうか？

・昔、トヨタの工場見学に行った時、溶接ロボットが意外に高速に動いていたのですが、ロボットの制御系はアームの動力学(順動力学問題、逆動力学問題)を考慮して設計されているのでしょうか？

・ロボット工学の専門書でよく知られている川崎氏の本を見ると、修正Denavit-Hartenberg記法、ヤコビ行列、逆運動学問題などについて書かれていますが、溶接ロボットなどの垂直多関節ロボットアームを制御するためには、それらは必要でしょうか？

・制御系は何が使われているのでしょうか？
PID制御でしょうか？

ご教授頂ければ幸いです、勉強させて頂きたいです。

回答No.4

lumiheart · ベストアンサー

回答２です

＞ティーチングによって、ギヤモータの角度を記録して、それ通りに動かしているんですよね？

だからぁ
ティーチング作業する時に三角関数は要らないんだって！
三角関数が要るのはロボットＯＳの内部演算ダケ

ティーチングだけでなく、普通にロボットの動作プログラミングにも三角関数は不要
単純にＸ－Ｙ－Ｚ直行座標系でプログラミング出来る
左から右へ直線を引くのに三角関数は要らない
ただ　Ｘ１２３、Ｙ３４５、Ｚ５６７、等と、直交座標を書くだけ
でも、恐らく内部ＯＳ演算は複雑な三角関数を駆使してる事でしょう

但し、ＯＳ内部演算は最高レベルの企業秘密だから非公開

よーするに
「修正Denavit-Hartenberg記法、ヤコビ行列、逆運動学問題など」
を使ってるかも知れませんが、それを確認する手段は無い
また、学術論文に無い理論で動かしてるかも知れませんが
例えばミノフスキー理論とかＡＴフィールドとか
それらも確認する手段は無い

ただ、特許公報を丹念に調べればそれなりに近い情報は見つかるかも
https://www.itmedia.co.jp/enterprise/articles/0906/14/news002.html

お礼

私が知りたかったのは内部演算のことでした。開発者がロボットアームを設計するときの話です。特許公報ですね、調べてみます。

回答No.3

hahaha8635

古いやつなら　何もしてない
PID制御とかしてませんよ

そもそも　外力や重いものを運べば脱調します
リアルタイム制御なんてしてない
ただでさえ高いのに　それ以上コストをかけてどうするの？

こんなんで十分
https://www.amazon.co.jp/%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%83%9E%E3%83%BC%E3%83%88-%E3%83%91%E3%83%AC%E3%82%BF%E3%82%A4%E3%82%B8%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%AD%E3%83%9C%E3%83%83%E3%83%88-%E3%83%AD%E3%83%9C%E3%83%83%E3%83%88%E3%82%A2%E3%83%BC%E3%83%A0-DIY%E3%82%AD%E3%83%83%E3%83%88-Arduino/dp/B0179BTLVQ

デジタルサーボなので20msです
http://www.robotsfx.com/robot/robohow/RoboHow110/RoboHow110.html

サーボの仕組み
https://www.youtube.com/playlist?list=PLz5P-EyPEYH2mqpArf-4bALVUzN4G01Ao

ステッピングモータの仕組み
https://toshiba.semicon-storage.com/jp/semiconductor/knowledge/e-learning/stepping-motor.html

とか基礎的なとこの情報が欠如してるので難しく考えてるんだと思います

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞古いやつなら　何もしてない
＞PID制御とかしてませんよ

下記のような産業ロボットもPID制御とかしていないのでしょうか？ティーチング通りの軌道に高精度で動かすのに必要ではないのでしょうか？ティーチング通りに精密に動かすにはアーム関節の角度制御、つまりギヤモータの角度制御が必要だと思うのですが。。。
https://premium.ipros.jp/kuka/product/detail/2000184612/

補足

サーボモータの制御にはPID制御が使われていると書かれていますが。。。

https://www.j-techno.co.jp/seminar/seminar-29158/

回答No.2

lumiheart

基本的にカタログで公開されてる情報以上は企業秘密で公開されてません
サーボモータ
https://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/servo/pmerit/index.html#pageUnit03
「速度周波数応答 3.5 kHZ」と記載されてます
https://www.e-mechatronics.com/product/servo/sgmx/feature/motion/
「速度周波数応答は従来の3.1kHzから3.5kHzになりました」
「エンコーダ分解能26ビット　6700万パルス/rev」　と記載されてます
https://www.fujielectric.co.jp/products/servo/alpha7/overview/features/#nav
「速度周波数応答3.2kHzで超高速制御を実現」

詳細マニュアルにはもう少し詳細な所まで開示されてますが、
秘密保持契約で公開禁止となっております
ユーザー登録すれば必要な資料をダウンロードできます

ロボットの操作、プログラミングに三角関数も複雑な計算も不要！
https://www.e-mechatronics.com/mailmgzn/backnumber/202012_2/mame.html

そもそも貴殿が机の上に置いてあるコップを口に運ぶときに
右手肩をsinθ=12度、cosθ=34度に曲げて、肱角度、、手首角度、、、
　なんて考えて手を動かさないでしょ

お礼

＞そもそも貴殿が机の上に置いてあるコップを口に運ぶときに右手肩をsinθ=12度、cosθ=34度に曲げて、肱角度、、手首角度、、なんて考えて手を動かさないでしょ

あれ、でも、自動車工場の溶接ロボット（垂直多関節6軸アーム）はティーチングによって、ギヤモータの角度を記録して、それ通りに動かしているんですよね？ということは角度制御しているのではないですか？

回答No.1

TIGANS

そも、フィードバック制御が必要なのでしょうか？
設定した軌道を、設定どおり動かすだけなら
そんなに細かなサンプリングは必要ないのではないかと思いますが。