現在の産業用溶接は、そのほとんどが産業用ロボットによって行われています。 アーク溶接の分野では、溶接ロボット＋変位計＋工具固定具で構成される従来の溶接ワークステーションでは、小ロットでカスタマイズされた柔軟な自動生産という現在の需要に対応できなくなってきています。 複数のロボットで構成される協調溶接システムは、より大きな稼働能力、より広い作業スペース、より柔軟なシステム構造と組織を持ち、従来の溶接ワークステーションの欠点を克服することができます。
2台のワークハンドリングロボットと1台の溶接ロボットからなる典型的なマルチロボット溶接システムでは、2台のハンドリングロボットの書き込み動作を制御することが、高品質な溶接を実現するための重要な鍵となります。 解決すべき課題は、2ロボット協調のための運動軌道計画、2ロボット協調システムのモデリング、2ロボット協調のための位置・力協調制御などである。
東南大学自動化学部の研究者たちは、このような問題に取り組んでいます。 研究者たちは、オブジェクト指向の軌道計画法を用い、検証のためのシミュレーション・プラットフォームを構築しました。 デュアルロボットに対して数学的モデリングを行い、エンドマッピングの関係を決定し、位置ベースのインピーダンス制御法を用いてデュアルロボットの協働時の位置/力関係を調整した。
本システムの有効性を検証するため、2台のExton社製汎用6関節ロボットを制御対象として、クランプとスプライシングの協働動作を行った。 2台のロボットの軌道を計画するために、ベース座標系における2台のロボットの相対的な位置を決定した。 実験では、2台のロボットの先端にそれぞれカスタマイズしたマーカーを設置し、それぞれのマーカーに3つの反射マーカーを設置し、円の中心にあるマーカーから他の2つのマーカーの中心までの距離を100mmとしました。 光学式3Dモーションキャプチャシステム「NOKOV」を用いて、2組のワークのマーカー位置を特定し、ロボット先端のワークの位置を決定することで、2つのロボットベース座標系の相対位置を測定しています。
サブミリメートルの位置精度を持つNOKOV光学式モーションキャプチャステムは、ターゲットの6自由度データをリアルタイムで正確に取得し、研究プロジェクトの円滑な運営を実現することができます。
参考文献。[1] チェン M. インピーダンスモデルに基づくデュアルロボットのピアツーピア協調制御に関する研究 [D]. 東南大学,2018．
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