JP4080992B2 - パラレルメカニズム機械の制御方法および制御装置 - Google Patents
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Description
第2ステップで求めた荷重と、機構パラメータならびにエンドエフェクタの位置指令値および姿勢指令値とから、各ストラット軸方向荷重および各アクチュエータ軸方向荷重を求める第3ステップと、第3ステップで求めた各ストラット軸方向荷重につき、各第1ユニバーサルジョイントおよび/または各第2ユニバーサルジョイントの構成要素の回転軸のいずれかと方向が同一の軸を含む軸座標系を規定する各ユニバーサルジョイント軸の各方向に分解する第4ステップと、第3ステップで求めた、各ストラット軸方向荷重および各アクチュエータ軸方向荷重と、各方向における各ストラット、各アクチュエータ、またはエンドエフェクタのうち少なくともいずれかのコンプライアンスとから、各ストラット、各アクチュエータ、またはエンドエフェクタのうち少なくともいずれかの弾性変形量を求めるとともに、各ユニバーサルジョイント軸の各方向におけるコンプライアンスと、第4ステップにおいて分解された各ストラット軸方向荷重とから、各第1ユニバーサルジョイントおよび/または各第2ユニバーサルジョイントの弾性変形量である各第1弾性変形量および/または各第2弾性変形量を求める第5ステップと、第5ステップで求めた各弾性変形量、ならびに各第1弾性変形量および/または各第2弾性変形量を、各アクチュエータ軸方向および各ストラット軸方向の角度を考慮して各アクチュエータ軸方向に換算する第6ステップと、第1ステップで求めた各アクチュエータ指令値を、第6ステップで求めた、換算された各弾性変形量、ならびに換算された各第1弾性変形量および/または換算された各第2弾性変形量を加味して更新する第7ステップとを有することを特徴とするものである。
算出するためのストラット軸方向荷重の分解をしない。
2 第1ユニバーサルジョイント
3 サーボモータ(アクチュエータ)
4 ボールねじ(ストラット)
5 第2ユニバーサルジョイント
6 エンドエフェクタ
7 テーブル
Claims (8)
- 外部に固定されるベースと、第1ユニバーサルジョイントを介してベースに接続される複数のストラットと、各ストラットを駆動するアクチュエータと、第2ユニバーサルジョイントを介して各ストラットと接続するエンドエフェクタと、アクチュエータ指令値を与えて各アクチュエータを制御する制御装置を備えたパラレルメカニズム機械の制御方法であって、
パラレルメカニズム機械における所定の機構パラメータに基づいて、エンドエフェクタの位置指令値および姿勢指令値に対する各アクチュエータ指令値を求める第1ステップと、
各ストラット、各アクチュエータ、各第1ユニバーサルジョイント、各第2ユニバーサルジョイント、またはエンドエフェクタのうち少なくともいずれかの自重による荷重を求める第2ステップと、
第2ステップで求めた荷重と、機構パラメータならびにエンドエフェクタの位置指令値および姿勢指令値とから、各ストラット軸方向荷重および各アクチュエータ軸方向荷重を求める第3ステップと、
第3ステップで求めた各ストラット軸方向荷重につき、各第1ユニバーサルジョイントおよび/または各第2ユニバーサルジョイントの構成要素の回転軸のいずれかと方向が同一の軸を含む軸座標系を規定する各ユニバーサルジョイント軸の各方向に分解する第4ステップと、
第3ステップで求めた、各ストラット軸方向荷重および各アクチュエータ軸方向荷重と、各方向における各ストラット、各アクチュエータ、またはエンドエフェクタのうち少なくともいずれかのコンプライアンスとから、各ストラット、各アクチュエータ、またはエンドエフェクタのうち少なくともいずれかの弾性変形量を求めるとともに、
各ユニバーサルジョイント軸の各方向におけるコンプライアンスと、第4ステップにおいて分解された各ストラット軸方向荷重とから、各第1ユニバーサルジョイントおよび/または各第2ユニバーサルジョイントの弾性変形量である各第1弾性変形量および/または各第2弾性変形量を求める第5ステップと、
第5ステップで求めた各弾性変形量、ならびに各第1弾性変形量および/または各第2弾性変形量を、各アクチュエータ軸方向および各ストラット軸方向の角度を考慮して各アクチュエータ軸方向に換算する第6ステップと、
第1ステップで求めた各アクチュエータ指令値を、第6ステップで求めた、換算された各弾性変形量、ならびに換算された各第1弾性変形量および/または換算された各第2弾性変形量を加味して更新する第7ステップと
を有することを特徴とするパラレルメカニズム機械の制御方法。 - 第2ステップにおいて、各ストラット、各アクチュエータ、または各第2ユニバーサルジョイントのうち少なくともいずれかの自重による荷重を、各ストラット軸方向荷重と各ストラット軸直角方向荷重とに分解し、求めた各ストラット軸直角方向荷重を各第1ユニバーサルジョイントの回転中心周りのモーメント荷重として、エンドエフェクタに働く荷重に加味する
ことを特徴とする請求項1に記載のパラレルメカニズム機械の制御方法。 - 第4ステップにおいて、各ユニバーサルジョイント軸を、第1ユニバーサルジョイントについてはベースに固定し、第2ユニバーサルジョイントについてはエンドエフェクタに固定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のパラレルメカニズム機械の制御方法。 - 第6ステップにおいて、各第1弾性変形量および/または各第2弾性変形量の変形方向に沿った各第1弾性変形量ベクトルおよび/または各第2弾性変形量ベクトルと、各アクチュエータ軸に沿った各アクチュエータ軸ベクトルの位置関係に基づいて、各第1弾性変形量および/または各第2弾性変形量を各アクチュエータ軸方向に近似する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のパラレルメカニズム機械の制御方法。 - 外部に固定されるベースと、第1ユニバーサルジョイントを介してベースに接続される複数のストラットと、各ストラットを駆動するアクチュエータと、第2ユニバーサルジョイントを介して各ストラットと接続するエンドエフェクタとを備えるパラレルメカニズム機械を、アクチュエータ指令値を与えることで制御する制御装置であって、
パラレルメカニズム機械における所定の機構パラメータに基づいて、エンドエフェクタの位置指令値および姿勢指令値に対する各アクチュエータ指令値を求めるアクチュエータ指令値演算部と、
各ストラット、各アクチュエータ、各第1ユニバーサルジョイント、各第2ユニバーサルジョイント、またはエンドエフェクタのうち少なくともいずれかの自重による荷重を求める荷重演算部と、
荷重演算部で求めた荷重と、機構パラメータならびにエンドエフェクタの位置指令値および姿勢指令値とから、各ストラット軸方向荷重および各アクチュエータ軸方向荷重を求める軸方向荷重演算部と、
軸方向荷重演算部で求めた各ストラット軸方向荷重につき、各第1ユニバーサルジョイントおよび/または各第2ユニバーサルジョイントの構成要素の回転軸のいずれかと方向が同一の軸を含む軸座標系を規定する各ユニバーサルジョイント軸の各方向に分解する分解演算部と、
軸方向荷重演算部で求めた、各ストラット軸方向荷重および各アクチュエータ軸方向荷重と、各方向における各ストラット、各アクチュエータ、またはエンドエフェクタのうち少なくともいずれかのコンプライアンスとから、各ストラット、各アクチュエータ、またはエンドエフェクタのうち少なくともいずれかの弾性変形量を求めるとともに、
各ユニバーサルジョイント軸の各方向におけるコンプライアンスと、分解演算部において分解された各ストラット軸方向荷重とから、各第1ユニバーサルジョイントおよび/または各第2ユニバーサルジョイントの弾性変形量である各第1弾性変形量および/または各第2弾性変形量を求める弾性変形量演算部と、
弾性変形量演算部で求めた各弾性変形量、ならびに各第1弾性変形量および/または各第2弾性変形量を、アクチュエータ軸方向およびストラット軸方向の角度を考慮して各アクチュエータ軸方向に換算する換算演算部と、
アクチュエータ指令値演算部で求めた各アクチュエータ指令値を、換算演算部で求めた、換算された各弾性変形量、ならびに換算された各第1弾性変形量および/または換算された各第2弾性変形量を加味して更新する更新演算部と
を有することを特徴とするパラレルメカニズム機械の制御装置。 - 荷重演算部において、各ストラット、各アクチュエータ、または各第2ユニバーサルジョイントのうち少なくともいずれかの自重による荷重を、各ストラット軸方向荷重と各ストラット軸直角方向荷重とに分解し、求めた各ストラット軸直角方向荷重を各第1ユニバーサルジョイントの回転中心周りのモーメント荷重として、エンドエフェクタに働く荷重に加味する
ことを特徴とする請求項5に記載のパラレルメカニズム機械の制御装置。 - 分解演算部において、各ユニバーサルジョイント軸を、第1ユニバーサルジョイントについてはベースに固定し、第2ユニバーサルジョイントについてはエンドエフェクタに固定する
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載のパラレルメカニズム機械の制御装置。 - 換算演算部において、各第1弾性変形量および/または各第2弾性変形量の変形方向に沿った各第1弾性変形量ベクトルおよび/または各第2弾性変形量ベクトルと、各アクチュエータ軸に沿った各アクチュエータ軸ベクトルの位置関係に基づいて、各第1弾性変形量および/または各第2弾性変形量を各アクチュエータ軸方向に近似する
ことを特徴とする請求項5ないし請求項7のいずれかに記載のパラレルメカニズム機械の制御装置。
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