JPS63156678A - Grasped object tilt correction method - Google Patents
Grasped object tilt correction methodInfo
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- JPS63156678A JPS63156678A JP30295486A JP30295486A JPS63156678A JP S63156678 A JPS63156678 A JP S63156678A JP 30295486 A JP30295486 A JP 30295486A JP 30295486 A JP30295486 A JP 30295486A JP S63156678 A JPS63156678 A JP S63156678A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
この発明は、組立作業に用いられる組立対象物間の相対
位置を高精度に位置決めするロボットにおいて、このロ
ボットの把持する物体の倒れに対処するために、物体を
把持するハンドに物体の倒れを検出する力センサを備え
、物体の倒れによって生ずる力センサの出力を最小とな
るようにXY方向に微動するアクチュエータを制御して
把持物体の倒れを修正するものである。Detailed Description of the Invention [Summary] The present invention is a robot that is used in assembly work to determine the relative position of objects to be assembled with high precision. The hand that grips the object is equipped with a force sensor that detects the falling of the object, and the actuator that moves slightly in the X and Y directions is corrected to minimize the output of the force sensor caused by the falling of the object. be.
この発明は工業用ロボットに係り、特にロボットが把持
した物体の倒れを修正する把持物体の倒れ修正方式に関
するものである。The present invention relates to industrial robots, and particularly to a method for correcting the inclination of an object gripped by a robot.
ロボットは、産業の分野で広く用いられている。Robots are widely used in the industrial field.
このロボットの作業内容は、高精度高速化の一途をたど
っている。これに伴い、まずロボットは位置決め精度を
向上するさせるために種々の方法が採用されている。し
かし組立作業では、位置決めM度を向上させるだけでは
高精度の組立は困難な場合が多い。特にロボットが把持
した物体の倒れを効率よく修正できる把握物体の倒れ修
正方式が必要とされている。The work performed by these robots continues to become more accurate and faster. Along with this, various methods have been adopted to improve the positioning accuracy of robots. However, in assembly work, it is often difficult to assemble with high precision simply by improving the positioning degree M. In particular, there is a need for a method for correcting the inclination of a grasped object that can efficiently correct the inclination of an object grasped by a robot.
ロボットにおける高精度の相対位置決めを解決するもの
として、コンプライアンス機構によりアームに対してハ
ンドを変位可能として組立対象物間の相対位置の位置ず
れを吸収する手首構造が提案されている。しかしこれも
相対位置ずれの吸収位置ずれの吸収能力を上げようとし
てコンブランアンスを大きくすれば、ハメ合い作業の挿
入方向の力も弱められるという問題があり、これに対処
するために、特開昭59−59389号のロボットが提
案されている。As a solution to high-precision relative positioning in robots, a wrist structure has been proposed in which the hand can be displaced with respect to the arm using a compliance mechanism to absorb relative positional deviations between objects to be assembled. However, this also has the problem that if the combination is increased in an attempt to increase the ability to absorb relative positional deviations, the force in the insertion direction during fitting work will also be weakened. A robot of No. 59-59389 has been proposed.
このロボットは、コンプライアンス機構を備えており、
嵌合物を搬送する時に、コンプライアンスを大きくして
円滑な位置制御が達成できるようにコンブイアンスを可
変としたものであり高精度の位置決めを可能としたもの
である。This robot is equipped with a compliance mechanism,
When conveying a fitted object, the compliance is made variable so that smooth position control can be achieved by increasing the compliance, and high precision positioning is possible.
上記したように従来のロボットは、位置決めを高精度に
行うことを可能とするものの、把持された物体がハンド
内で倒れた状態である場合、高精度位置決めが不可能と
なるという問題がある。As described above, conventional robots are capable of highly accurate positioning, but there is a problem in that highly accurate positioning becomes impossible if the gripped object falls down within the hand.
この発明では、上記した従来の状況から把持した物体の
倒れを修正して、しかも位置決めを高精度に行える把持
物体の倒れ修正方式を提供することを目的とするもので
ある。It is an object of the present invention to provide a method for correcting the inclination of a grasped object, which corrects the inclination of a grasped object from the above-mentioned conventional situation and also enables highly accurate positioning.
この発明は、第1図の原理図に示すように、粗駆動され
るアーム1と、このアーム1に連結された微動するアク
チュエータ2とアクチュエータに付設された力センサ5
と力センサの他端に連結されたハンド3とこれらを制御
する制御システム6とでロボットを構成する。As shown in the principle diagram of FIG. 1, this invention consists of an arm 1 that is coarsely driven, an actuator 2 that makes fine movements connected to this arm 1, and a force sensor 5 attached to the actuator.
The robot consists of a hand 3 connected to the other end of the force sensor, and a control system 6 for controlling these.
ハンド3を駆動して把持した物体4を少し倒しこの倒れ
によって生ずる微小力を力センサ5によって検出し、こ
の検出値が所要の値まで小さくなるように制御システム
6が微動アクチュエータ2を制御して、物体の傾きを修
正する。The hand 3 is driven to slightly lower the gripped object 4, and the force sensor 5 detects the minute force generated by this fall, and the control system 6 controls the fine movement actuator 2 so that this detected value is reduced to a required value. , correct the tilt of the object.
第2図は本発明による把持物体の倒れ修正方式を説明す
るための一実施例の模式図である。微動駆動されるアー
ム1は、主軸1−1にアーム1−2を介して軸支されて
おり、アーム1−2.1は図示した矢印方向にそれぞれ
回動する。したがって、アーム1の先端Aは水平面上に
駆動される。この先端Aに支柱1−3が回動可能に軸支
され、この支柱1−3に微動駆動されるアクチュエータ
となるコンプライアンス機構(以後VACOMと記す)
2が連結されている。このVACOM 2に力センサ5
を介してハンド3が連結された構造である。FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment for explaining a tilt correction method for a gripped object according to the present invention. The arm 1 that is finely driven is pivotally supported by the main shaft 1-1 via the arm 1-2, and the arms 1-2.1 rotate in the directions shown by the arrows. Therefore, the tip A of the arm 1 is driven onto a horizontal plane. A compliance mechanism (hereinafter referred to as VACOM) that serves as an actuator with a pillar 1-3 rotatably supported on this tip A and micro-driven by this pillar 1-3.
2 are connected. This VACOM 2 has a force sensor 5
It has a structure in which the hand 3 is connected via.
このVACOM 2は特開昭59−59389に使用さ
れたものであり、簡単に述べると、VACOMは固定部
に対して可動部がX及びY方向への変形のし易さを数段
階に変化できるものであり、この変形し難い、即ち剛性
の高いモードというのは、ある変位状態から変形し雛い
ということである。即ち、この剛性の高いモードで所定
の変位を生ゼさせるのには、電圧をVACOMの内蔵す
る平面直流電動機に印加するのである。This VACOM 2 was used in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-59389, and to put it simply, in VACOM, the ease with which the movable part deforms in the X and Y directions relative to the fixed part can be changed in several stages. A mode that is difficult to deform, that is, a mode with high rigidity, means that it is difficult to deform from a certain displacement state. That is, to generate a predetermined displacement in this highly rigid mode, a voltage is applied to the planar DC motor built into the VACOM.
つまり、VACOMのX電極、Y電極に電圧を印加する
と、X、Y方向の2自由度を持った微動(X。In other words, when a voltage is applied to the X and Y electrodes of the VACOM, there is a slight movement (X) with two degrees of freedom in the X and Y directions.
Y方向の可動範囲±1.0mm)駆動のアクチュエータ
として動作することとなる。例えば、電圧を±10Vと
して12ビツトで分割したA/D変換器によって入力す
ると、約1μmの微動制御ができる。It operates as an actuator with a movable range of ±1.0 mm in the Y direction. For example, if a voltage of ±10V is input through an A/D converter divided by 12 bits, fine movement control of about 1 μm can be achieved.
このVACOM 2に連結された力センサ5は、第3図
に示す構造をもっており、厚さ0.1mm、幅10mm
。The force sensor 5 connected to this VACOM 2 has a structure shown in FIG. 3, and has a thickness of 0.1 mm and a width of 10 mm.
.
長さ14mmのステンレス製の平行ばね板5−1.5−
2とで構成されている。この2対の平行ばね板5−1.
5−2はXおよびY方向に加えられる力をたわみによっ
て互いに干渉されることなく、2自由度で力を受け、力
の検出が可能となる。Parallel spring plate made of stainless steel with a length of 14 mm 5-1.5-
It is composed of 2. These two pairs of parallel spring plates 5-1.
5-2 receives forces in two degrees of freedom without interference from forces applied in the X and Y directions due to deflection, making it possible to detect forces.
この4枚の平行ばね板5−1 、5−2の表面に、それ
ぞれ2枚づつの抵抗箔歪ゲージ5−3.5−4が貼付さ
れている。従って、抵抗箔歪ゲージ5−3及び5−4で
4端子ブリッジ回路を構成し、平行ばね板のたわみに比
例した4端子ブリッジ回路の出力電圧でX、Y方向の平
行ばねに加えられる力を測定する。Two resistance foil strain gauges 5-3 and 5-4 are attached to the surfaces of the four parallel spring plates 5-1 and 5-2, respectively. Therefore, a four-terminal bridge circuit is constructed with the resistance foil strain gauges 5-3 and 5-4, and the force applied to the parallel springs in the Measure.
例えば、起立させる物体4を生卵とした場合、ハンド3
にかかる力の検出分解能は100mg重であった。For example, if the object 4 to be raised is a raw egg, the hand 3
The detection resolution of the force applied was 100 mg force.
上記した機構部分を制御するのが、制御システム6であ
り、制御システム6は、上記した力センサ5に発生した
4端子ブリッジ回路の出力を増幅する増幅器6−1.6
−2と、増幅器の出力からノイズ成分を除去する低域フ
ィルタ(LPF)6−3.6−4と、LPFの出力を1
2ビツトのデジタル値に変換するへ/口変換器6−5と
処理装置(CPU)6−6とキーボード6−7と表示装
置(CRT)6−8と12ビツトのデジタル値をアナロ
グ値に変換するD/A変換W6−9とで構成されている
。The control system 6 controls the above-described mechanical parts, and the control system 6 includes an amplifier 6-1.6 that amplifies the output of the four-terminal bridge circuit generated in the force sensor 5.
-2, a low pass filter (LPF) 6-3.6-4 that removes noise components from the output of the amplifier, and a
Converter 6-5, processing unit (CPU) 6-6, keyboard 6-7, display device (CRT) 6-8 and 12-bit digital value to analog value. and a D/A converter W6-9.
なお、本発明の動作を第4図のフローチャートを用いて
説明する。なお物体を生卵として説明を行う。まず、■
の工程で、ロボットは生卵を把持する。次ぎに所定の位
置へアームを移動する■。Note that the operation of the present invention will be explained using the flowchart shown in FIG. The explanation will be based on the assumption that the object is a raw egg. First, ■
In the process, the robot grasps a raw egg. Next, move the arm to the specified position ■.
生卵の移動が終了すると、■の工程でハンドを把持状態
より1.0mm未満広げ、生卵を自由状態にする。若し
、生卵が倒れるとハンドの指に力が加わる。この力を■
の工程で検出する。When the movement of the raw egg is completed, in step (2), spread the hand less than 1.0 mm from the grasped state to free the raw egg. If the raw egg falls over, force will be applied to the fingers of the hand. This power ■
It is detected in the process of
次ぎに■の工程で制御システム6は、上記した検出した
力が粗動範囲の力即ち、例えば±4g重以下か否やの検
知する。若し以下でないと、■の工程でアーム1を移動
するように粗動制御をする。Next, in step (2), the control system 6 detects whether the above-mentioned detected force is within the coarse movement range, that is, for example, ±4 g force or less. If it is not below, coarse movement control is performed to move the arm 1 in step (2).
■の力検出と■粗動範囲の力検出を繰り返し行う。Repeat ① force detection and ② force detection in coarse movement range.
結果粗動範囲の力以下となると、■の工程で力が微動範
囲即ち、100n+g重以下か否やの検知を行う。若し
、100mg m以下でないと、■の工程でアクチュエ
ータ2を駆動して微動制御をする。これは力が100m
g重以下になるまで繰り返される。若し繰り返し行った
後に力が100mg m以下となると倒れの修正が完了
したこととなる。If the result is that the force is below the coarse movement range, it is detected in step (2) whether the force is below the fine movement range, that is, 100n+g force. If it is not 100 mg m or less, the actuator 2 is driven in step (2) to perform fine movement control. This has a force of 100m
Repeat until the weight is below g. If the force becomes less than 100 mg m after repeated attempts, the correction of the fall has been completed.
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、力
センサを付設すると云う簡単な構成で、把持物体の倒れ
の修正が行え、ロボットの位置制御を高精度に行う上で
きわめて有効な効果を発揮する。As is clear from the above description, according to the present invention, the tilting of a grasped object can be corrected with a simple configuration of attaching a force sensor, which is extremely effective in controlling the position of a robot with high precision. demonstrate.
第1図は本発明の把持物体の倒れ修正方式を示す原理図
、
第2図は本発明による把持物体の倒れ修正方式を説明す
るための一実施例の模式図、
第3図は本発明の力センサの構造を示す斜視図、第4図
は本発明の詳細な説明するためのフローチャートを示す
。
図において、1はアーム、2はVACOM 、3はハン
ド、4は物体、5は力センサ、6は制御シスイセ狸大
番狸十 #tJ量 術 −
第1図
f易g脂力t’Lヤルjネ■釧祖の
第3図
手承知ル1ψ作を9すdvまため/171]−チャート
第4図FIG. 1 is a principle diagram showing the method for correcting the tilt of a gripped object according to the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment for explaining the method for correcting the tilt of a gripped object according to the present invention. FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the structure of the force sensor, and FIG. 4 shows a flowchart for explaining the present invention in detail. In the figure, 1 is the arm, 2 is the VACOM, 3 is the hand, 4 is the object, 5 is the force sensor, and 6 is the control system
Bantanuki ten #tJ quantity technique - Fig. 1 f easy g fat power t'L yar j ne ■Kenso's Fig. 3 hand knowledge le 1 ψ work 9s dv Matame / 171] - Chart Fig. 4
Claims (1)
されてXY方向に微動制御されるアクチュエータ(2)
と、該アクチュエータ(2)に連結され物体(4)を把
持するハンド(3)とを具備するロボットにおいて、前
記アクチュエータ(2)とハンド(3)との間に該ハン
ド(3)のXY方向にかかる力を検出する力センサ(5
)を備え、前記ハンド(3)の把持幅を広くして物体の
倒れによって生ずる前記力センサ(5)の微小出力を最
小とするように前記アクチュエータ(2)を制御して把
持物体の倒れを修正することを特徴とする把持物体の倒
れ修正方式。An arm (1) that is subject to coarse movement control, and an actuator (2) that is connected to the arm (1) and that is subject to fine movement control in the XY directions.
and a hand (3) that is connected to the actuator (2) and grips an object (4), in which the hand (3) is connected in the XY direction between the actuator (2) and the hand (3). A force sensor (5) that detects the force applied to
), the actuator (2) is controlled so as to widen the grasping width of the hand (3) and minimize the minute output of the force sensor (5) caused by the falling of the object, thereby preventing the object from falling. A method for correcting the inclination of a grasped object.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30295486A JPS63156678A (en) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | Grasped object tilt correction method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30295486A JPS63156678A (en) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | Grasped object tilt correction method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63156678A true JPS63156678A (en) | 1988-06-29 |
Family
ID=17915147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30295486A Pending JPS63156678A (en) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | Grasped object tilt correction method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63156678A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011162058A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-29 | 株式会社セイコーアイ・インフォテック | Image forming apparatus |
-
1986
- 1986-12-18 JP JP30295486A patent/JPS63156678A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011162058A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-29 | 株式会社セイコーアイ・インフォテック | Image forming apparatus |
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