贰-02：空気圧アクチュエータの高精度位置决め制御技术 - 徳島大学研究支援?産官学連携センター

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徳岛大学シーズ＜E-02＞：機械

空気圧アクチュエータの高精度位置决め制御技术
― 協働ロボットへの適用で接触時の安全性担保とナノメートルオーダーの精密作業を両立 ―

教授

大学院社会产业理工学研究部　理工学域　机械科学系　知能机械学分野

キーワード	空気圧アクチュエータ、精密位置决め制御、协働ロボット、产业応用
研究室鲍搁尝

研究の概要

＜ロボット等の精密作业用途への展开には、任意の高精度位置决め制御がボトルネック＞
　空気圧アクチュエータは高出力/重量比や高速稼动の特性を活かして食品、自动车业界などの生产现场で主に终端での位置决めによるワーク移动の制御机器として用いられている。一方で、空気圧アクチュエータは空気の弾性と停止?移动时の摩擦係数の非线形性といった课题により任意の位置决め制御は困难とされ、精密位置决めが要求されるロボット等の产业用途への展开は限定的な状况といえる（図1）。

＜技术课题：「空気の弾性」、「摩擦係数の非线形性」を回避する新たな位置决め制御技术の提案＞
　本研究では、位置偏差の时间积分に基づく従来法と异なり、位置偏差の状态に着目した制御手法による高精度位置决め技术を提案している。これにより精密位置决めの障壁であったスティック?スリップ现象を抑制し、その结果、汎用空気圧アクチュエータで、直动式：&辫濒耻蝉尘苍;5ナノメートル（図2、3）、回転式：&辫濒耻蝉尘苍;1/10,000度未満の位置决め精度を実现している。

想定される用途と製品化?事业化イメージ

＜空気圧制御の本质的特长：高出力/重量や高速稼动を活かしロボット等の高荷重?精密作业分野への展开＞
　本技术は补偿入力のため作业に応じた切换が可能で、协働ロボット等への応用に际しては、翱贵贵时は空気の弾性によるロボットハンドの接触时の安全性が、翱狈时はハイゲイン化による精密作业が可能となる。さらに、本技术は、物理量を选ばないため、速度や力制御に适用でき、动作媒体にも制约がなく油圧?电动アクチュエータの运动制御にも适用できる。