特殊マニピュレータシステム

導入の背景

　国内のある実験施設で、人間が作業するには安全衛生上危険な場所での機器のメンテナンスが必要となりました。
　メンテナンスのためには、人間の代わりに作業を行う遠隔操作可能なマニピュレータを使用することになりましたが、この環境条件に適合するマニピュレータは市販されていませんでした。
　そこで産業用ロボットをベースに
    1. モータ、エンコーダ等の部品を交換
    2. 制御装置（制御盤）を新規に製作
    3. 制御ソフトを新規に製作
してニーズを満たすことのできる特殊マニピュレータを開発することになりました。
　弊社は1980年代よりロボット制御、モーションシミュレータ等のソフトを開発しており、モーション制御に関するノウハウ、経験を評価され、この業務の遂行を委託されました。

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システムの概要とポイント

1. システムの要件

　お客様から提起された主要な要件は

• 遠隔操作が可能なこと
• 自動運転、手動運転ともに可能なこと
• 危険な場所なので、特に安全性には配慮すること

2. 実現した主なシステムの機能

• 台車とマニピュレータの遠隔操作（手動運転、自動運転）
• マニピュレータ手先位置の直線動作、PTP（Point To Point）動作を行う位置・姿勢制御
• 関節座標、ベース座標、手先座標を用いた手動操作と位置教示
  (注)自動運転はこの教示内容に基づき動作します。
• 計画・監視系のコンピュータとの高速通信（動作指示受信／監視用状態データ送信）
• ハンド等手先ツールとの同期運転
• 異常検出、インターロック（安全性）

3. 開発したシステムの構成と説明

　本システムは

• 施設内を移動する台車
• 作業を行うマニピュレータ
• 遠隔操作・状態モニタのためのノートPC

　で構成されます。

　マニピュレータには手先部とベース部にそれぞれ監視カメラが設置され作業対象物とマニピュレータとの位置関係が確認できます。マニピュレータの先端には作業内容に合わせ５種類の手先ツールが用意されます。また、本システムの上位には、計画と全体監視をおこなうコンピュータが接続され、緊急時には非常停止が行われます。台車はこのコンピュータの指示で動作させることも可能です。

4. 設計上のポイント

　設計上特に気を使った点は安全性の確保です。安全性の確保のため、きめ細かなインターロックおよび異常検出を可能とし、操作ノートＰＣからも計画・監視系コンピュータからも異常停止をできるようにしました。

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システムの応用

　このシステムは人が入るには狭すぎたり、小さすぎるような場所、粉塵の多い職場、高温多湿などの場所で応用できます。

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