天田財団_助成研究成果報告書2024
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𝜀𝜀𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶=3𝑇𝑇32+𝑇𝑇12+𝑇𝑇2224𝑇𝑇3𝐹𝐹𝑝𝑝1,𝑛𝑛=𝑛𝑛𝐹𝐹𝑇𝑇4𝑇𝑇3(4)に基づいて生成される速度パルスである.速度■で距離■の直線を移動する場合,速度パルスは■■■■■■の時間幅を持つ.■■■フィルタには積分器が含まれているため,速度パルスが■■■フィルタを通過することで台形の速度プロファイルが生成される.加えて,図■に示すように,各ドライブに対して■つの■■■フィルタを使用することで,躍度の微分であるスナップを制限した滑らかな動作プロファイルの生成が実現できる. ・■粗動軸指令の生成粗動軸指令は,エンドエフェクタの速度指令パルスを直接■■■フィルタリングすることによって生成される.そのため,単純な■■■■■■■■■■■■■■(■ ■)動作中は,微動軸が使用されることはない.これは,長い■ ■位置決め指令を補間する場合,ストロークが小さい微動軸は全体的なデュアルドライブでの協調動作に有意な影響を与えることができないためである.一方で,連続的な(停止しない)位置決め動作を実行する場合,つまり輪郭運動では,粗動軸による指令補間動作により補間誤差を考慮する必要がある■■.図2に示すように,この補間誤差は■■■フィルタによる指令補間法によって発生する.図2に示すように,この■■■フィルタによる補間誤差は,粗動軸が現在のブロックから次のブロックへと送り方向を変えようとする際に,連続する■ ■動作指令セグメントの接続点(コーナ部)で発生する.提案する■つの■■■フィルタを用いた軌跡生成では,粗動軸の補間誤差ε■■■■■■は,経路形状,フィルタ時定数,および指令速度より次式で計算できる6,9,10).ここで,θはコーナ角度,■■■■と■■■ は連続する つの直線区間の接線速度を示す.式ff ■より,コーナの形状は固定であるため,補間誤差は接線速度■によってのみ制御できることが分かる.つまり,送り速度を下げることで誤差は小さくなり,その補間誤差ε■■■■■■と許容誤差ε■■■■■との関係式は次の式で表わされる.ここで,αは速度オーバライド係数でありα≦■で定義される.ここで,指令送り速度を下げることで全体的な動作時間が長くなり,その結果,生産性の低下が生じる.提案法では,これら補間時に生じる誤差を補正し,生産性を向上するために微動軸を活用する. ・ 微動軸指令の生成前節の通り,微動軸は粗動軸での補間誤差を最小にするために用いられる.この微動軸の速度パルス指令は次のように生成される.コーナリング誤差は,■■■フィルタによって生成された粗動軸軌跡によって生じる残留距離と加算距離によって発生する.これらの残留距離と加算距離を減少させるため,微動軸の速度パルスを新たに生成する.図3に微動軸の指令パルスと■■■フィルタリング後の速度プロファイルを示す.図3ff■■に示すように,コーナ部では粗動駆動速度を打ち消すように微動駆動速度を発生させる.この結果,コーナリング時に生じるコーナ誤差は,微動機構を用いることで粗動機構のみの場合と比較して小さくなる.図3ff■■に微動駆動の指令パルスとフィルタリング後の速度波形を示す.粗動駆動と逆の動作を発生させるために,微動軸の指令パルスは階段状に生成する.ここで,階段状の指令パルスの高さと幅は,各駆動のフィルタ時定数と粗動軸の指令パルスの振幅によって決定される.図3に示すn段目の速度■■■■■は以下の式で決定する.また,コーナリング動作終了時には,微動軸は元の位置図2■■■フィルタを用いた補間誤差図3コーナ誤差を補償する微動軸指令− 435 −√𝐹𝐹𝑝𝑝,12+𝐹𝐹𝑝𝑝,22−2𝐹𝐹𝑝𝑝,1𝐹𝐹𝑝𝑝,2cos𝜃𝜃(2)𝛼𝛼=𝜀𝜀𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝜀𝜀𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶(3),𝑛𝑛=1…𝑁𝑁,with𝑁𝑁=𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐(𝑇𝑇4𝑇𝑇3)−2

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