インピーダンス制御

インピーダンス制御とは、ロボットの位置と力の関係を「ばね・ダンパー・質量」の仮想モデルで表現し、外力に対して柔軟に応答させる制御方式です。

接触時の力を制御しながら、動作の柔らかさを調整できます。

協働ロボットにおいては、人やワークに触れた際の衝撃を抑制する中核技術です。

■基本原理

インピーダンス制御では、以下の関係を制御します。

・位置変位

・速度

・加速度

・外力

これらを仮想的な「質量（M）・粘性（B）・剛性（K）」モデルで演算し、接触時の力応答を決定します。

簡単に言えば、ロボットの“硬さ”や“柔らかさ”を数値で設定する制御です。

■位置制御・力制御との違い

・位置制御　→ 指定位置を厳密に追従

・力制御　→ 接触力を一定に維持

・インピーダンス制御　→ 力と位置の関係を同時に調整

組立やバリ取り、研磨工程などで特に有効です。

■主な用途

・圧入作業

・嵌合（はめあい）工程

・研磨

・バリ取り

・協働作業

・人との直接接触作業

微妙な位置ズレや個体差を吸収しながら安定した作業が可能になります。

■設計時の重要ポイント（プロ視点）

検討すべき要素は以下です。

・仮想剛性（K値）

・粘性係数（B値）

・可搬質量

・接触対象の硬さ

・安全基準（ISO/TS 15066）

特に重要なのは、剛性設定と安全基準の整合性です。

剛性が高すぎると衝撃増大、低すぎると精度低下を招きます。

■協働ロボットでの役割

協働用途では、

・接触時の衝撃緩和

・安全停止制御補助

・作業者との共存

を実現します。

“やさしさ調整機能”とも呼ばれる重要な安全制御技術です。