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작업공간과 3D CAD를 기반으로 하는 JS-10 매니플레이터의 운동과 힘의 통합제어
Unified Motion and Force Control of JS-10 Robot Manipulator Based on Operational Space and 3D CAD 원문보기

한국동력기계공학회지 = Journal of the korean society for power system engineering, v.16 no.3, 2012년, pp.57 - 63  

안두성 (부경대학교 기계자동차공학과)

초록
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본 논문은 작업공간상에서 로봇 운동과 힘의 통합제어를 구현할 수 있는 플랫폼의 구현에 초점을 두고 있다. 조립 또는 디버링 같은 접촉작업에서의 매니플레이터 효율성 제고나 친 인간 환경에서의 휴머노이드 로봇의 안정성을 위해서는 종래의 PID 제어나 관절공간상에서의 CTM(Computed Torque Method) 제어보다는 작업공간상에서의 운동과 힘의 통합제어를 실시해야 한다. 이것을 위해서는 작업공간상에서의 엔드이펙트(end-effector, E-E)에 대한 동역학식과 자코비안(jacobian)을 도출해야 하며 이를 위해서는 각종 동적파라미터의 정확한 동정이 중요하다. 본 논문에서는 3D CAD 모델링, MATLAB, 동역학 시뮬레이터를 활용하여 로봇 모델링, 동역학식과 동적 파라미터 추출, 운동과 힘의 실시간 통합제어 시뮬레이션등을 쉽고 일관되게 진행할 수 있는 플랫폼을 구현하였고 적용예로써 JS-10로봇을 택해서 그 효용성을 입증하였다.

주제어

#작업공간   #운동과 힘의 통합제어   #매니플레이터   #3차원 캐드  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • The goal in this section is to develop modeling and identification techniques for JS-10 Kawasaki industrial robot. In order to reconstruct 3D CAD modeling, all the dimensions of each rigid links were measured based on our lab robot.
  • Then the simulation model of a robot constructed by 3D CAD such as Solidworks or 3D MAX is implemented in real-time dynamic simulation environment. This paper focuses on the development of robotic platform which can do 3D modeling, parameter identification, and real-time simulation of unified motion and force control consistently.

가설 설정

  • Link centers of gravity values are given in Table 2. The term of rx , ry and rz refer to x, y and z coordinates of the center of gravity in the coordinates frame attached to the link. The moment of inertia about the center of gravity for each link is shown in Table 3.
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참고문헌 (10)

  1. M. Spong, 1996, "Motion control of robot manipulators", In Handbook of Control. CRC Press, pp. 1339-1350. 

  2. T. Yoshikawa and O. Khatib, 2008, "Compliant motion control for humanoid robot in contact with the environment and humans", IEEE Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems Acropolis Convention Center, pp. 211-218. 

  3. P. Neto, N. Mendes, J. N. Piers and A. P. Moriera, 2010, "3D-Based robot programming: the role of fuzzy-PI force control in unstructured environments", IEEE Int. Conf. on Automation Science and Engineering, pp. 362-367. 

  4. A. R. Chowdhury, B. Prasal, V. Kumar, R. Kumar and S. K. Panda, 2011, "Design, modeling and open-loop control of a BCF mode bio-mimetic robotic fish", Int. Siberian Conf. on Control and Communications, pp. 87-92. 

  5. J. Craig, 2005, "Introduction to robotic: Mechanics and control", Prentice hall, pp. 69-75. 

  6. O. Khatib, 1987, "A unified approach for motion and force control of robot manipulators: The operational space formulation", IEEE J. Robot. Automat, vol. RA-3, no. 1, pp. 43-53. 

  7. T. M. Lim, 2005, "Unified force and motion control using an open system real-time architecture on a 7 DOF PA-10 robot", Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics, pp. 1523-1528. 

  8. D. S. Ahn, and K. H. Park, 2011, "Unified control for contact force and motion of industrial manipulator in operational space", Proc. of KSPSE 2011 Spring Conference, pp. 36-41. 

  9. Simlab co., LTD, www.simstudio.co.kr 

  10. B. Armstrong, O. Khatib and J. Burdick, 1986, "The explicit dynamic model and inertial parameters of the PUMA 560 arm", IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp. 510-518. 

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