ロボット制御の基礎と適切な位置・速度制御/力制御への応用 <オンラインセミナー>
~ マニピュレータ制御の基礎、ロボット用センサ・アクチュエータの特徴・仕組み、ロボットマニピュレータの機構、制御法と動力学 ~
・AIとの統合で重要性を増している、高性能化を実現するマニピュレータ(ロボットアーム)の構造や適切な制御技術を修得する講座
・産業現場でこれまで以上に高い位置決め精度、動作スピード、作業領域の確保が要求されているロボットマニピュレータの位置制御、速度制御、力制御および動力学を修得し、高精度な製品開発に活かそう!
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講師の言葉
近年、ロボットの更なる社会進出が望まれています。産業現場でのロボットマニピュレータ(ロボットアーム)では、これまで以上に高い位置決め精度、動作スピード、作業領域の確保などが要求されています。また、近年、注目されている人工知能(AI)との統合においても、人間型ロボットの手・脚の制御においても、これらのことは重要となります。
そこで、本セミナーでは、上述した要求を実現するための基礎知識として、ロボット用アクチュエータやセンサの仕組み、マニピュレータの構造、ロボットマニピュレータの位置制御法、速度制御法、力制御法などを解説していきます。一般にこれらの習得には、高度な数学・力学の知識を必要とする場合がありますが、本セミナーでは本質は損なわず、高校レベルの数学と力学をベースに解説します。
セミナー詳細
開催日時 |
- 2025年10月22日(水) 10:30 ~ 17:30
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開催場所 |
オンラインセミナー |
カテゴリー |
オンラインセミナー、電気・機械・メカトロ・設備 |
受講対象者 |
・ロボット工学の基礎および制御技術を学びたい技術者の方
・産業機械、産業ロボット関連の技術者の方
・ロボットマニピュレータの位置制御、速度制御、力制御について学びたい技術者の方
・数学や物理が科学技術にどのように利用されているかを知りたい方 |
予備知識 |
・高校で習う数学と物理。特に数学では三角関数、微分積分、行列・ベクトル
・物理では力学(速度、加速度、力など) |
修得知識 |
・ロボットで用いられる基本的なセンサ・アクチュエータの仕組み
・マニピュレータ(ロボットアーム)の位置制御、速度制御、力制御の基本的な方法など |
プログラム |
1.ロボットの世界を知る
(1).ロボットから見る社会情勢
(2).ロボットの過去→現在
(3).ロボットの現在→未来
(4).ロボットは様々な工学技術の集合体
(5).ロボットの種類と特徴(移動ロボット、人間型ロボット、ロボットマニピュレータなど)
(6).マニピュレータ制御に必要な主な基礎知識(物理の復習、慣性モーメント、閉ループ制御、開ループ制御、セミ閉ループ制御など)
2.ロボットマニピュレータの機構
(1).ロボット用センサの特徴と仕組み
a.角度センサ
b.角速度センサ
c.力センサ
d.A/D変換
(2).ロボット用のアクチュエータの特徴と仕組み
a.電磁駆動アクチュエータ
b.D/A変換
c.センサとアクチュエータの信号処理
d.遊星歯車・ハーモニックイドライブ
e.油空圧駆動アクチュエータ
f.超音波アクチュエータ
3.アクチュエータの制御
(1).直動システムの位置制御の例(ON-OFF制御)
(2).P制御
a.P制御の物理的解釈
b.P制御の特徴と欠点
(3).PD制御
a.ダンパ
b.PD制御の物理的解釈
c.PD制御の特徴
d.PD制御を用いたモータの角度制御
4.ロボットマニピュレータの機構
(1).手先自由度と関節自由度
a.並進の自由度
b.回転の自由度
c.並進と回転が組み合わさった自由度
d.手先と関節の自由度の概念
(2).冗長性
a.マニピュレータの冗長関節と可動範囲
b.人間の関節自由度と冗長性
c.冗長マニピュレータの短所と長所
d.生物における冗長関節の事例
(3).マニピュレータの運動学
a.運動学により分かること
b.順運動学の計算(2リンク2関節マニピュレータの例)
c.逆運動学の計算(2リンク2関節マニピュレータの例)
d.冗長マニピュレータと運動学
5.ロボットマニピュレータの基本的な位置制御
(1).産業用ロボットのテーチング
a.オンラインティ―チング
b.ダイレクトティーチング
c.オフラインティ―チング
(2).PTP制御とCP制御
a.PTP制御
b.CP制御
(3).関節座標系PD制御
a.ロボットの関節角PD制御の例
b.PTP制御の運動
c.PTP制御を使った軌道制御
6.ロボットマニピュレータの速度制御と力制御
(1).手先速度と関節角速度
a.順運動学の時間微分
b.手先速度と関節角速度の関係式
(2).ヤコビ行列と特異姿勢
a.ヤコビ行列の定義と意味
b.ヤコビ行列の逆行列
c.マニピュレータの特異姿勢
(3).力制御への拡張
a.ヤコビ行列を用いた手先力と関節トルクの関係式
b.マニピュレータの手先力制御
(4).カメラを用いた精密な位置制御(作業座標系制御)
a.力制御の物理的な意味と位置制御への拡張
b.位置と力のハイブリッド制御
7.ロボットマニピュレータの高性能化を目指すための工夫
(1).インピーダンス制御
a.関節柔軟性の重要性
b.インピーダンス制御の概念
c.電気インピーダンスと機械インピーダンス
(2)PID制御
a.PD制御の欠点
b.PD制御を拡張したPID制御の概念と特徴
(3).重力補償
a.1リンクマニピュレータの重力補償の例
b.位置エネルギーからの重力補償の導出法
c.2リンクマニピュレータの重力補償の例
8.移動ロボットへの拡張
(1).人工ポテンシャル法
a.マニピュレータ制御における人工ポテンシャル法との関連
b.人工ポテンシャル法を用いた移動ロボットの制御
9.ロボットの動力学と軌道制御
(1).動力学と静力学
a.バネの単振動
b.静力学と動力学の違い
(2).ロボットマニピュレータの静力学
a.ラグランジュの運動方程式
b.2リンクマニピュレータの運動方程式の例
(3).計算トルク法による軌道制御
a.順動力学と逆動力学
b.計算トルク法の概念
c.適応制御とは
9.その他
(1).講師の研究紹介
a.パラレルワイヤ駆動ロボット
b.受動歩行
c.筋骨格システム
d.その他の研究紹介
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キーワード |
ロボットマニピュレータ ロボット用センサ ロボット用アクチュエータ 順運動学と逆運動学 手先速度と関節角速度 位置制御 速度制御と力制御 インピーダンス制御 移動ロボット 軌道制御 計算トルク法 マニピュレータの運動方程式
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タグ |
アクチュエータ、コントローラ、センサ、ロボット、機械、機械要素、工作機、制御 |
受講料 |
一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
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会場 |
オンラインセミナー
本セミナーは、Web会議システムを使用したオンラインセミナーとして開催します。
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