Highly dynamic physical interaction for robotics: design and control of an active remote center of compliance

要約

ロボットのインタラクション制御は、アクティブなアプローチが選択されるかパッシブなアプローチが選択されるかに応じて、低ダイナミクスまたは低柔軟性に制限されることがよくあります。
この研究では、アクティブおよびパッシブ相互作用制御の利点を組み合わせたハイブリッド制御スキームを導入します。
これを達成するために、我々は、相互作用の力を直接制御するために使用できるパッシブ要素とアクティブ要素に基づいた、新しいアクティブ リモート コンプライアンス センター (ARCC) の設計を提案します。
純粋にロボットベースのインタラクションスキームと動的比較するためのサロゲートモデルを導入します。
比較検証では、ARCC はインタラクション ダイナミクスを大幅に改善し、モーション帯域幅が最大 31 倍増加しました。
さらに、制御アプローチとロボット コントローラーへの統合についても紹介します。
最後に、ペグインホール、トップハット レール アセンブリ、輪郭追従問題などのさまざまな産業ベンチマークで ARCC を分析し、最先端技術と比較して、ダイナミックさと柔軟性を強調します。
提案されたシステムは、アプリケーションが繊細な操作と組み合わせて短いサイクル時間を必要とする場合に特に適しています。

要約(オリジナル)

Robot interaction control is often limited to low dynamics or low flexibility, depending on whether an active or passive approach is chosen. In this work, we introduce a hybrid control scheme that combines the advantages of active and passive interaction control. To accomplish this, we propose the design of a novel Active Remote Center of Compliance (ARCC), which is based on a passive and active element which can be used to directly control the interaction forces. We introduce surrogate models for a dynamic comparison against purely robot-based interaction schemes. In a comparative validation, ARCC drastically improves the interaction dynamics, leading to an increase in the motion bandwidth of up to 31 times. We introduce further our control approach as well as the integration in the robot controller. Finally, we analyze ARCC on different industrial benchmarks like peg-in-hole, top-hat rail assembly and contour following problems and compare it against the state of the art, to highlight the dynamic and flexibility. The proposed system is especially suited if the application requires a low cycle time combined with a sensitive manipulation.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google