新産業基盤技術としてのモーションコントロール
新産業基盤技術としてのモーションコントロールに関する協同研究委員会編

目次

1. まえがき3

1.1 背景3― 移動体分野 ―52

1.2 委員会活動報告

3

4.1 車輪型倒立振子のモデリング52

1.3 本報告書の構成

3

4.2 ハイブリッドシステムに基づくドライバ

2. 次世代の産業機器・民生機器におけるモーションコントロール技術

4モデル化と制御4102.4 加速度センサフィードバックによる

2.6 半導体露光装置の制御技術

28

モデリングと振動抑制制御

31

HDD のヘッド位置決め制御

36

3. モーションコントロールの新しい周辺関連技術

40

3.1 ディジタル制御での演算時間遅れを考慮した限定極配置法
3.2 波動システムのモーションコントロール

40
45

3.3 モーションコントロールシステムへ適用可能な光ネットワーク技術

Sample : DO NOT PRINT

60

技術― ロボティクス分野 ―49

65

5.1 リハビリ支援ロボットを用いた運動療法
5.2 脚拡張外骨格の提案と考察
6. あとがき24

2.7 ロボットアームのグレーボックス
2.8

電気自動車の開発と制御のためのモーションコントロール
20

2.5 簡易調整を考慮した負荷加速度フィードバックによるサーボの振動抑制制御

56

5. 新産業創出のためのモーションコントロール

NC 工作機械のサーボ調整ツールについて 15
振動抑制制御制御システム設計
4.3 可変駆動ユニットシステムを有する

2.2 波動歯車装置を内在する位置決め機構の2.3

技術

運転行動モデルを用いた自律走行車の2.1 エラー予測型トラッキング制御系の開発と今後

4. 新産業創出のためのモーションコントロール

65
7276

新産業基盤技術としてのモーションコントロールに関する協同研究委員会委員
駒 田諭 ( 三 重 大 学 ))境 野翔(埼玉大学))

残 間 忠 直(千葉大学)

幹事補佐

久 保 亮 吾( 慶 應 義 塾 大 学 )柴 田 昌 明(成蹊大学)

委

浅 野 洋 介( 木更津工業高等専門学校 )島 田

熱 海 武 憲( H G S T ジ ャ パ ン )下 野 誠 通( 横 浜 国 立 大 学 )池 田 英 俊(三菱電機)

鈴 木 達 也( 名 古 屋 大 学 )石 井 千 春(法政大学)

関委 員 長藤 本 康 孝( 横 浜 国 立 大 学 )幹

名 取 賢 二(千葉大学

弓 場 井 一 裕(三重大学事員

員明( 芝 浦 工 業 大 学 )健 太( 名 古 屋 工 業 大 学 )悟(香川大学)伊 藤 正 英( 愛 知 県 立 大 学 )高 橋

岩 崎誠( 名 古 屋 工 業 大 学 )高 橋 太 郎( ト ヨ タ 自 動 車 )内 村裕( 芝 浦 工 業 大 学 )辻埼玉大学))

野 崎 貴 裕( 横 浜 国 立 大 学 )ン)

橋 本 誠 司(群馬世 訓(Sogang University)

早 川 聡 一 郎(三重林 田 宣 宏(ニソ恵 木オ

守(大 明 準 治(大 石俊 明(ー浦 川 禎 之(呉ニムロ東芝)

東海大学大大コ学)学)ン)

平 田 光 男( 宇 都 宮 大 学 )潔( 長 岡 技 術 科 学 大 学 )大 内 茂 人()藤 本 博 志(東京大学洋 一(東京大学

大 西 公 平( 慶 應 義 塾 大 学 )堀

置 田肇( フ ァ ナ ッ ク )真 鍋 舜 治(小 椋優())))

南 方 英 明( 千 葉 工 業 大 学 )小 田 尚 樹( 千 歳 科 学 技 術 大 学 )村 上 俊 之( 慶 應 義 塾 大 学 )桂 誠 一 郎( 慶 應 義 塾 大 学 )元 井 直 樹(神戸大学)

加 藤敦( 住 友 重 機 械 工 業 )矢 代 大 祐(三重大学)

加 藤 義 樹( 三 菱 重 工 業 )吉 浦 泰 史(安川電機)

金 子 健 二(産業技術総合研究所)

劉江 桁(富士電機)

加 来 靖 彦(安川電機)

上 條 芳 武(Sample : DO NOT PRINT

委IHI)

執筆

河 村 篤 男( 横 浜 国 立 大 学 )協力者

東芝電気学会技術報告 第1352号 3

動向調査：モーションコントロール技術を核とした技術分

1.

まえがき

野で，現在は本格的な実用に至っていないが，将来，重要な産業に発展する技術分野の動向調査

1.1 背景以上の項目について，委員会では産業界および学界それ現在，モーションコントロール技術は，工作機械，産業ぞれの視点からバランスよく調査することを特に重視し，用ロボット，ステージ装置，マテリアルハンドリングシス活動を行った。

テム，エレベータ，ディスク装置，車両駆動システム，圧

1.3 本報告書の構成

延機，印刷機，フィルム成形機などの様々な産業機器・民生機器に広く用いられている。これらの機器においては，

2 章では，次世代の産業機器・民生機器におけるモーショモーションコントロールの性能が装置自体の性能に大きくンコントロール技術について報告している。制御性能の高関わっているため，次世代の高性能な装置開発において，性能化とともに，パラメータ調整機構の自動化や簡易化がより高度なモーションコントロール技術の開発が重要な役大きな話題の一つとなっている。
3 章では，モーションコントロールの新しい周辺関連技術割を担っている。
また，新しいセンサ，新しい計測技術，新しいパワーデバイス，新しいアクチュエータ，新しい設計技術，新しい素材等の登場に伴い，モーションコントロール技術に対すを紹介している。特に新しい制御系設計技術について報告している。
4 章および 5 章では，新産業創出のためのモーションコンる新しい課題が生じ，これを解決することにより，より高トロール技術について解説を行っている。特に 4 章では移度な装置性能が達成可能となる。

動ロボットや自律運転ロボット，電気自動車などの移動体

一方，モーションコントロール技術を核とした技術分野で，現在は本格的な実用に至っていないが，将来，重要な産業に発展すると思われる技術分野が存在する。これらの技術分野として，たとえば，人間支援技術や医療・福祉支援技術が挙げられる。これらの機器では，これまでの産業機器・民生機器とは異なり，機械が人と直接接触するような状況や，機械の周辺環境を単純にはモデル化できないような状況が発生するため，従来とは異なる新しいモーションコントロール技術が必要とされる。
以上のような状況に鑑み，電気学会産業応用部門産業計測制御技術委員会のもとに，2012 年 8 月から 2014 年 7 月まで「新産業基盤技術としてのモーションコントロール協同研究委員会」を設置し，2 年間にわたり技術動向調査を行った。2013 年 1 月からは新たに発足したメカトロニクス制御技術委員会傘下の協同研究委員会として活動を行った。

1.2 委員会活動報告
本協同研究委員会では，2 年間にわたり 12 回の委員会，9回の見学会を開催し，また，2013 年産業応用部門大会においてシンポジウムを企画・開催した。それらの活動を通して，委員会では主に以下の項目について調査を行った。
(1) 次世代の産業機器・民生機器におけるモーションコントロール技術の課題調査：産業界および学界の視点から，次世代の高機能・高性能な産業機器・民生機器におけるモーションコントロール技術の課題およびニーズ・シーズの調査(2) モーションコントロール技術に影響を与える新しい周辺関連技術の動向調査：モーションコントロール技術に新しい課題を供する新しいセンサ，計測技術，パワーデバ
イス，アクチュエータ，設計技術，素材等の周辺関連技術の調査(3) 新産業創出のためのモーションコントロール技術のSample : DO NOT PRINT

分野，5 章ではリハビリ支援ロボットや身体拡張ロボットなどのロボティクス分野について紹介している。