JPH0679672A - Manipulator - Google Patents

Manipulator

Info

Publication number
JPH0679672A
JPH0679672A JP23062792A JP23062792A JPH0679672A JP H0679672 A JPH0679672 A JP H0679672A JP 23062792 A JP23062792 A JP 23062792A JP 23062792 A JP23062792 A JP 23062792A JP H0679672 A JPH0679672 A JP H0679672A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance
arm
manipulator
circular hole
distance sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP23062792A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3192766B2 (en
Inventor
Yasushi Fukuda
靖 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP23062792A priority Critical patent/JP3192766B2/en
Publication of JPH0679672A publication Critical patent/JPH0679672A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3192766B2 publication Critical patent/JP3192766B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a manipulator which can quickly determine the position and distance of the part to be processed. CONSTITUTION:A distance sensor 19 is installed on an arm 13a having a gripper 18 and moved for scanning a rectangular paralleopiped 24 as object to be processed, and thereby the position and distance of the gripper 18 relative to the parallelopiped 24 are calculated. so that the confronting distance to the parallelopiped 24 can be sensed continuously by the distance sensor 19 in the scanning direction, and judging which position the obtained distance corresponds to, can easily and quickly be made from the motion control signal of the distance sensor 19 to make scanning motions. On the basis of the result from judgement, a column 26 held by the gripper 18 can be inserted accurately in a circular hole 25a provided in the parallelopiped 24, and there is no risk of generating any dead angle region for the part to be processed because the distance sensor 19 is installed on the arm 13a and confronting the parallelopiped 24 at all times.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、所定の組立作業や保守
作業などを行わせるためのマニピュレータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manipulator for performing predetermined assembly work and maintenance work.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知の通り、マニピュレータにそのアー
ム先端部のグリッパ等によって所定の組立作業や保守作
業などを行わせるため、グリッパ等を作業領域内に移動
し、作業を行おうとする対象との相対的な位置関係や、
その形状を確認してから所定の作業を行う場合がある。
2. Description of the Related Art As is well known, in order to cause a manipulator to perform a predetermined assembling work or maintenance work by a gripper or the like at the tip of its arm, the manipulator is moved into a work area to be operated. The relative position,
A predetermined work may be performed after confirming the shape.

【0003】このような場合、マニピュレータ、特にグ
リッパ等と対象とするものとの相対的な位置関係や、対
象とするものの形状などの情報は視覚センサから得られ
る画像信号を処理することによって行われている。
In such a case, the information such as the relative positional relationship between the manipulator, particularly the gripper and the target object, and the shape of the target object is obtained by processing the image signal obtained from the visual sensor. ing.

【0004】以下、従来の技術について図8を参照して
説明する。図8は視覚センサ部の斜視図である。
A conventional technique will be described below with reference to FIG. FIG. 8 is a perspective view of the visual sensor unit.

【0005】図8において、1は視覚センサ部で基台2
上に光源3が配置されている。4は光源3の放射光から
スリット光を形成するスリットであり、5は揺動可能に
設けられた鏡で、この揺動する鏡5で反射されたスリッ
ト光が、例えば対象物の直方体6の対象部である円孔7
a,7bに投射される。また直方体6で反射された光が
イメージセンサ8に入射し、反射光が入射して得られた
イメージセンサ8からの投光パターンの画像信号が図示
しない信号処理部で処理され、直方体6の円孔7aまで
の距離や形状の認識がなされるようになっていた。
In FIG. 8, reference numeral 1 is a visual sensor unit which is a base 2
The light source 3 is arranged above. Reference numeral 4 is a slit for forming slit light from the light emitted from the light source 3, 5 is a mirror provided so as to be swingable, and the slit light reflected by the swinging mirror 5 is, for example, a rectangular parallelepiped 6 of an object. Round hole 7 which is the target part
It is projected on a and 7b. Further, the light reflected by the rectangular parallelepiped 6 is incident on the image sensor 8, and the image signal of the light projection pattern from the image sensor 8 obtained by the incident reflected light is processed by a signal processing unit (not shown), and the circle of the rectangular parallelepiped 6 is processed. The distance to the hole 7a and the shape have been recognized.

【0006】そして直方体6の円孔7aが所定のもので
あると判断された場合、得られた画像信号からの位置デ
ータや距離データ等をもとに、円孔7aに対する所定作
業が図示しないマニピュレータによって行われる。
When it is determined that the circular hole 7a of the rectangular parallelepiped 6 is a predetermined one, the manipulator (not shown) performs a predetermined work on the circular hole 7a based on the position data and the distance data from the obtained image signal. Done by

【0007】しかしながら、所定作業の対象部である円
孔7aの形状や位置及び距離等のデータを得るには、揺
動する鏡5で反射されたスリット光による対象物の直方
体6全体を走査しての投光パターンが必要である。そし
て投光パターンの画像信号を信号処理部で処理し、直方
体6の円孔7aの形状や位置及び距離等を求めるのは、
複雑な画像信号の処理であるため非常に時間を要するも
のであった。
However, in order to obtain the data such as the shape, position and distance of the circular hole 7a which is the target portion of the predetermined work, the entire rectangular parallelepiped 6 of the target object is scanned by the slit light reflected by the swinging mirror 5. All the light projection patterns are required. Then, the image signal of the light projection pattern is processed by the signal processing unit to obtain the shape, position, distance and the like of the circular hole 7a of the rectangular parallelepiped 6.
Since it is a complicated image signal processing, it takes a very long time.

【0008】また、同じ対象物の直方体6の対象部であ
る円孔7bについては、直方体6と鏡5及びイメージセ
ンサ8の位置関係から死角領域が発生し、その死角領域
に入っているためにスリット光が投射されずイメージセ
ンサ8で捉えることができない。
Further, with respect to the circular hole 7b, which is the object portion of the rectangular parallelepiped 6 of the same object, a blind spot region is generated due to the positional relationship between the rectangular parallelepiped 6 and the mirror 5 and the image sensor 8. The slit light is not projected and cannot be captured by the image sensor 8.

【0009】このため、スリット光が円孔7bに投射さ
れ、その反射光がイメージセンサ8で捉えることができ
る位置関係となるように視覚センサ部1をマニピュレー
タの動作とは別に制御して移動させる、あるいは別の視
覚センサ部を用いることによって、マニピュレータによ
る円孔7aにおけると同様の所定作業が円孔7bに対し
ても行われる。
For this reason, the slit light is projected on the circular hole 7b, and the visual sensor 1 is controlled and moved separately from the operation of the manipulator so that the reflected light has a positional relationship that can be captured by the image sensor 8. Alternatively, by using another visual sensor unit, the same predetermined work as in the circular hole 7a by the manipulator is performed on the circular hole 7b.

【0010】このような状況から、死角領域の発生に対
応して視覚センサ部1にマニピュレータとは別の駆動部
を設けて移動させたり、視覚センサ部を複数設ける等す
ることの必要もなく、また複雑な画像信号等の処理を要
さず、簡単に対象部である円孔7a,7bの形状や位置
及び距離等のデータを得て短時間に制御操作して、マニ
ピュレータによる所定作業が実行されるようにすること
が要求されている。
From such a situation, it is not necessary to provide a drive unit other than the manipulator in the visual sensor unit 1 to move the visual sensor unit 1 in response to the occurrence of a blind spot, or to provide a plurality of visual sensor units. Further, it is possible to easily obtain data such as the shape and position of the circular holes 7a and 7b, which are the target portions, the distance, etc. without performing complicated image signal processing, and control the operation in a short time to execute a predetermined work by the manipulator. Required to be done.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の視
覚センサ部を用いたものでは死角領域の発生に対する対
応を要すると共に、投光パターンの画像信号を処理して
対象とするものの位置及び距離等を求めるので処理に時
間を要する。このような状況に鑑みて本発明はなされた
もので、その目的とするところは対象部の位置及び距離
を求めるのに際し死角領域が発生することもなく、短時
間のうちに求めることができるようにしたマニピュレー
タを提供することにある。
As described above, in the conventional visual sensor unit, it is necessary to deal with the occurrence of the blind spot area, and the position and distance of the target subject by processing the image signal of the light projection pattern. It takes time to process because it asks. The present invention has been made in view of such a situation, and its object is to obtain the position and distance of the target portion in a short time without generating a blind spot area. It is to provide the manipulator which was made.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のマニピュレータ
は、複数の自由度を有するアームの作業端部によって所
定の対象部に対する作業を行うようにしたマニピュレー
タにおいて、作業端部に距離センサを設け、該距離セン
サを対象部に対し少なくとも1方向のスキャン動作を行
わせることによって作業端部の対象部に対する位置及び
距離を算出するようにしたことを特徴とするものであ
る。
A manipulator of the present invention is a manipulator configured to perform work on a predetermined target portion by a working end of an arm having a plurality of degrees of freedom, and a distance sensor is provided at the working end. The position and distance of the working end with respect to the target portion are calculated by causing the distance sensor to perform a scanning operation in at least one direction on the target portion.

【0013】[0013]

【作用】上記のように構成されたマニピュレータは、作
業端部に距離センサを設け、該距離センサを対象部に対
し少なくとも1方向のスキャン動作を行わせることによ
って作業端部の対象部に対する位置及び距離を算出する
ようなっているので、スキャン動作を行うことによって
スキャン方向に沿って、作業端部と対向する対象部との
距離が距離センサによって連続して得られ、また得られ
た距離がどの位置に対応するものであるかは、スキャン
動作による距離センサの移動量を知ることによって短時
間の内に判明する。この判明した位置及び距離の情報に
基づき所定の対象部であるか否かが判断されて、作業端
部による作業が実行される。このとき距離センサは作業
端部に設けられ対象部に常に対向しているため、対象部
の位置及び距離を求めるのに際し死角領域が発生するこ
ともなく、また距離センサからの信号および距離センサ
の移動量から算出するものであるから、複雑な信号処理
を伴わず短時間のうちに位置及び距離が求められ、作業
を行うことができる。
In the manipulator constructed as described above, a distance sensor is provided at the working end, and the distance sensor is caused to perform a scanning operation in at least one direction with respect to the position of the working end with respect to the target. Since the distance is calculated, the distance between the working end and the facing target portion is continuously obtained by the distance sensor along the scanning direction by performing the scanning operation. Whether it corresponds to the position can be determined within a short time by knowing the movement amount of the distance sensor due to the scanning operation. Based on the information on the determined position and distance, it is determined whether or not the target portion is a predetermined target portion, and the work by the work end portion is executed. At this time, since the distance sensor is provided at the working end and always faces the target portion, a blind spot region does not occur when determining the position and distance of the target portion, and the signal from the distance sensor and the distance sensor Since it is calculated from the movement amount, the position and distance can be obtained in a short time without complicated signal processing, and the work can be performed.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図1乃至図7を
参照して説明する。図1はマニピュレータの斜視図であ
り、図2は制御装置のブロック図であり、図3は制御装
置における制御動作のシーケンスであり、図4はスキャ
ン動作を説明するための図であり、図5はx方向スキャ
ン動作時のx方向位置−距離情報出力図であり、図6は
y方向スキャン動作時のy方向位置−距離情報出力図で
あり、図7は軸合わせ動作を説明するための図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a perspective view of a manipulator, FIG. 2 is a block diagram of a control device, FIG. 3 is a sequence of control operations in the control device, FIG. 4 is a diagram for explaining a scan operation, and FIG. 6 is an x-direction position-distance information output diagram at the time of x-direction scanning operation, FIG. 6 is a y-direction position-distance information output diagram at the time of y-direction scanning operation, and FIG. 7 is a diagram for explaining the axis alignment operation. Is.

【0015】図1及び図2において、マニピュレータ1
1は支持ベース12上に6自由度を有するようにアーム
部13と関節部14を備えて構成されている。アーム部
13の各アーム13a,13b,…,13fは、制御装
置15の駆動制御部16に制御された駆動装置17によ
り、関節部14の各関節14a,14b,…,14fを
図中に一点鎖線で示すそれぞれの回動軸を中心に回動さ
せることで位置姿勢が変えられるようになっている。こ
れにより最先端部のアーム13aが所要の位置姿勢を取
ることができる。
In FIG. 1 and FIG. 2, the manipulator 1
1 has an arm portion 13 and a joint portion 14 on a support base 12 so as to have six degrees of freedom. Each of the arms 13a, 13b, ..., 13f of the arm unit 13 has one joint 14a, 14b, ..., 14f of the joint unit 14 in the figure by the drive unit 17 controlled by the drive control unit 16 of the control unit 15. The position and orientation can be changed by rotating about each rotation axis indicated by a chain line. This allows the arm 13a at the most distal end to take a desired position / posture.

【0016】また、最先端部のアーム13aには所定の
作業を行うことができるようにグリッパ18が設けら
れ、さらに最先端部のアーム13aには距離センサ19
と力覚センサ20が取り付けられている。そして距離セ
ンサ19は対向しているものとの間隔に対応した距離信
号を制御装置15の入力信号として出力するようになっ
ている。
Further, a gripper 18 is provided on the most distal arm 13a so that a predetermined work can be performed, and a distance sensor 19 is provided on the most distal arm 13a.
And a force sensor 20 are attached. The distance sensor 19 outputs a distance signal corresponding to the distance between the distance sensor 19 and the facing sensor as an input signal of the control device 15.

【0017】制御装置15では、設定部21に設定され
た条件に応じて駆動制御部16から制御信号が出され、
これにより駆動装置17が作動し各アーム13a,13
b,…,13fが所定の動きをする。この所定回動した
各アーム13a,13b,…,13fの制御信号から得
られる最先端部のアーム13a、すなわち距離センサ1
9の移動方向及び移動距離の移動信号と、距離センサ1
9からの対向しているものとの間の距離に対応した距離
信号とが演算部22に入力されて、グリッパ18あるい
はこれに保持されたものの位置及びそれと対向している
ものとの距離が算出されるようになっている。
In the control device 15, the drive control unit 16 outputs a control signal according to the condition set in the setting unit 21,
As a result, the drive device 17 operates and each arm 13a, 13
b, ..., 13f perform predetermined movements. The arm 13a at the most distal end obtained from the control signals of the arms 13a, 13b, ...
9, the movement signal of the movement direction and the movement distance of 9, and the distance sensor 1
The distance signal corresponding to the distance from the object 9 from the object is input to the calculation unit 22, and the position of the gripper 18 or the object held by the gripper 18 and the distance to the object facing the gripper 18 are calculated. It is supposed to be done.

【0018】そして、演算部22での演算結果について
も、設定されている条件にしたがって駆動制御部16に
入力されるようになっていて、演算結果に対応した駆動
装置17の動きの制御が行えるようになっている。なお
距離センサ19が対向しているものの認識を精度よく行
わなければならない等、必要に応じ測定部分・方向を変
え、複数箇所での位置及び距離が算出される。
The calculation result of the calculation unit 22 is also input to the drive control unit 16 according to the set conditions, and the movement of the drive unit 17 corresponding to the calculation result can be controlled. It is like this. It should be noted that the position and distance at a plurality of locations are calculated by changing the measurement portion and direction as necessary, for example, the distance sensor 19 must be recognized with high accuracy.

【0019】さらに、演算部22での演算結果は比較・
判断部23にも入力されるようになっていて、設定部2
1に設定された値との比較および一致状況等、及び対向
しているものが所定の対象であるか否かの判断もなされ
る。
Further, the calculation results in the calculation unit 22 are compared and
It is also input to the judgment unit 23, and the setting unit 2
The comparison with the value set to 1, the coincidence status, and the like, and whether or not the opposing object is a predetermined target are also determined.

【0020】一方、力覚センサ20からの荷重信号も演
算部22に入力するようになっていて、力覚センサ20
に働く荷重が設定された条件を満足するよう、例えば荷
重が小さくなるように駆動制御部16によって駆動装置
17が制御されるようになっている。
On the other hand, the load signal from the force sensor 20 is also input to the arithmetic unit 22.
The drive device 17 is controlled by the drive control unit 16 so that the load acting on the load satisfies the set condition, for example, the load is reduced.

【0021】次に、上記のように構成されたものの動作
について図3乃至図7により説明する。ここでは所定の
作業として、例えば対象物である直方体24に穿設され
た対象部の円孔25a,25bに円柱体26を挿入する
作業を取り上げて説明する。
Next, the operation of the one configured as above will be described with reference to FIGS. Here, as a predetermined work, for example, a work of inserting the cylindrical body 26 into the circular holes 25a and 25b of the target portion formed in the rectangular parallelepiped 24 which is the target will be described.

【0022】先ず、グリッパ18にはマニピュレータ1
1に実行させる作業内容に応じて円柱体26が把持され
る。そして最先端部のアーム13aが、対象部の円孔2
5aを距離センサ19で感知できる予め定められた作業
領域内に位置するよう移動する。
First, the manipulator 1 is attached to the gripper 18.
The columnar body 26 is gripped according to the content of the work to be performed by 1. And the arm 13a at the most distal end is connected to the circular hole 2 of the target portion.
5a is moved so as to be located within a predetermined work area that can be sensed by the distance sensor 19.

【0023】そして、図3に示すステップS1で、グリ
ッパ18と距離センサ19とがオフセットされているの
を考慮して設定されたアーム先端の座標系H(図1に示
す)が、そのxH 方向に対象部の円孔25aを含むよう
に最先端部のアーム13aを位置させ、この最先端部の
アーム13aを座標系HのxH 方向に移動させる。
Then, in step S1 shown in FIG. 3, the coordinate system H of the arm tip (shown in FIG. 1) set in consideration of the offset between the gripper 18 and the distance sensor 19 is x H. The arm 13a at the most distal portion is positioned so as to include the circular hole 25a of the target portion in the direction, and the arm 13a at the most distal portion is moved in the x H direction of the coordinate system H.

【0024】ステップS2で、距離センサ19の検出軸
で対象部の円孔25aを捉えるようにしながら直方体2
4との距離を測定し、このマニピュレータ11の手首姿
勢一定とするxH 方向の測定動作により、駆動制御部1
6及び距離センサ19からの各信号に基づいて演算部2
2の演算結果として、図5に示すような距離センサ19
での距離情報が検出される。
In step S2, the rectangular parallelepiped 2 is formed while the circular axis 25a of the target portion is captured by the detection axis of the distance sensor 19.
The distance between the drive controller 1 and the manipulator 11 is measured by measuring the distance from the manipulator 11 in the x H direction while keeping the wrist posture constant.
6 and the calculation unit 2 based on each signal from the distance sensor 19.
As the calculation result of 2, the distance sensor 19 as shown in FIG.
The distance information at is detected.

【0025】そして出力結果より、距離情報の増大する
点Aと減少する点Bが同定される。これらの点A,B
は、直方体24に穿設された対象部の円孔25aのxH
方向のエッジに対応するものである。
From the output result, the point A where the distance information increases and the point B where the distance information decreases are identified. These points A, B
Is x H of the circular hole 25a of the target portion formed in the rectangular parallelepiped 24.
It corresponds to the edge of the direction.

【0026】さらにステップS3で、演算部22によっ
て点A,Bの中点Cが算出される。
Further, in step S3, the midpoint C of the points A and B is calculated by the calculation unit 22.

【0027】ステップS4で、算出結果に基づき駆動制
御部16によって駆動装置17を駆動してアーム13a
を移動させ、距離センサ19の検出軸が中点Cを通るよ
うに位置させる。
In step S4, the drive control unit 16 drives the drive unit 17 to drive the arm 13a based on the calculation result.
Is moved so that the detection axis of the distance sensor 19 passes through the midpoint C.

【0028】そしてステップS5で、距離センサ19の
検出軸が中点Cを含んだ座標系HのyH 方向を移動する
ようにアーム13aを移動させる。
Then, in step S5, the arm 13a is moved so that the detection axis of the distance sensor 19 moves in the y H direction of the coordinate system H including the midpoint C.

【0029】次にステップS6で、直方体24との距離
を測定し、このマニピュレータ11の手首姿勢一定とす
るyH 方向の測定動作により、駆動制御部16及び距離
センサ19からの各信号に基づいて演算部22の演算結
果として、図6に示すような距離センサ19での距離情
報が検出される。そして出力結果より、距離情報の増大
する点Dと減少する点Eが同定される。これらの点D,
Eは、対象部の円孔25aのyH 方向のエッジに対応す
るものである。
Next, in step S6, the distance from the rectangular parallelepiped 24 is measured, and by the measurement operation in the y H direction in which the wrist posture of the manipulator 11 is kept constant, based on the respective signals from the drive control section 16 and the distance sensor 19. As the calculation result of the calculation unit 22, the distance information from the distance sensor 19 as shown in FIG. 6 is detected. Then, from the output result, the point D where the distance information increases and the point E where the distance information decreases are identified. These points D,
E corresponds to the edge in the y H direction of the circular hole 25a of the target portion.

【0030】さらにステップS7で、演算部22によっ
て点D,Eの中点Fが算出される。
Further, in step S7, the midpoint F of the points D and E is calculated by the arithmetic unit 22.

【0031】またステップS8で、算出結果に基づき駆
動制御部16によって駆動装置17を駆動してアーム1
3aを移動させ、距離センサ19の検出軸が中点Fを通
るように位置させる。
In step S8, the drive controller 17 drives the drive unit 17 based on the calculation result to drive the arm 1
3a is moved so that the detection axis of the distance sensor 19 passes through the midpoint F.

【0032】ステップS9で、このときのアーム先端位
置を点Pとし、点Pに座標系Iを設定する。そして演算
部22で座標系Iを基準にして、座標系HでのxH 方向
及びyH 方向のスキャン動作時の距離情報を用い、円孔
25aが穿設されている直方体24のxI ,yI ,zI
による上面Gの方程式を算出する。なお、それぞれ1回
のスキャン動作で得られたxH 方向及びyH 方向の距離
情報や、算出された直方体24の上面Gの方程式から円
孔25aが特定されない場合には、さらにスキャン動作
を測定部分・方向を変えて実施し、比較・判断部23で
設定されたものとの比較および一致状況等が判断され
る。
In step S9, the arm tip position at this time is set to point P, and the coordinate system I is set to point P. Then, with reference to the coordinate system I in the calculation unit 22, using the distance information at the time of the scanning operation in the x H direction and the y H direction in the coordinate system H, x I of the rectangular parallelepiped 24 having the circular hole 25a, y I , z I
Calculate the equation for the upper surface G by When the circular hole 25a is not specified from the distance information in the x H direction and the y H direction obtained by one scanning operation or the calculated equation of the upper surface G of the rectangular parallelepiped 24, the scanning operation is further measured. The comparison / judgment unit 23 makes a comparison with the one set by the comparison / judgment unit 23 and judges the coincidence status.

【0033】続いて、ステップS10で、上面Gを基準
に、点Fを通り円孔25aが穿設された方向、すなわち
上面Gに垂直な線上で距離Lの点Qを算出する。そして
点QにzJ 軸が点Fを通り上面Gに垂直な線に一致する
ように座標系Jを設定する。
Then, in step S10, a point Q having a distance L is calculated on the basis of the upper surface G in the direction in which the circular hole 25a is formed through the point F, that is, on a line perpendicular to the upper surface G. Then, the coordinate system J is set so that the z J axis passes through the point F and is perpendicular to the upper surface G at the point Q.

【0034】次に、ステップS11で、点Pから点Qに
移動するように、最先端のアーム13aの手首姿勢を考
慮するように駆動制御部16で制御しながら駆動装置1
7を動作させ、アーム先端の座標系Hが座標系Jに一致
するようにする。これによってグリッパ18に把持され
た円柱体26の中心軸と座標系JのzJ 軸が一致する。
Next, in step S11, the drive unit 1 is controlled while being controlled by the drive control unit 16 so as to move from the point P to the point Q so as to consider the wrist posture of the most advanced arm 13a.
7 is operated so that the coordinate system H of the arm tip coincides with the coordinate system J. As a result, the central axis of the cylindrical body 26 held by the gripper 18 and the z J axis of the coordinate system J coincide.

【0035】このようにした後、ステップS12で、z
J 軸の負の方向、すなわち直方体24の上面Gに近付く
方向にアーム13aを駆動し、円柱体26の円孔25a
への挿入を開始する。挿入の際、円柱体26と円孔25
aとの間に作用するxJ 方向及びyJ 方向の荷重FX
Y を、力覚センサ20で検出し、この検出値を演算部
22に入力する。
After this, in step S12, z
The arm 13a is driven in the negative direction of the J- axis, that is, in the direction of approaching the upper surface G of the rectangular parallelepiped 24, and the circular hole 25a of the cylindrical body 26 is driven.
To insert into. When inserting, the cylinder 26 and the circular hole 25
a load F X in the x J direction and the y J direction acting between a and
F Y is detected by the force sensor 20 and the detected value is input to the calculation unit 22.

【0036】そして、予め設定したxJ 方向及びyJ
向の設定力FaX ,FaY と粘性減衰係数CX ,CY
用いて、アーム13aの先端速度Vを、 F>Faの時には、 V=C(F−Fa) F≦Faの時には、 V=0 により求める。ここで、iはxまたはyである。
[0036] Then, a preset x J-direction and y J direction setting force Fa X, Fa Y and viscous damping coefficient C X, using a C Y, the tip speed V i of the arm 13a, F i> Fa i when, when the V i = C i (F i -Fa i) F i ≦ Fa i is determined by V i = 0. Here, i is x or y.

【0037】この値を用いて各関節14a,14b,
…,14fの動作速度を演算部22で算出し、算出結果
をもとに駆動制御部16で駆動装置17を制御してアー
ム13aのグリッパ18に把持された円柱体26の円孔
25aへの挿入を行う。
Using this value, each joint 14a, 14b,
The operating speed of 14f is calculated by the calculation unit 22, and the drive control unit 16 controls the drive unit 17 based on the calculation result to move the circular hole 25a of the cylindrical body 26 held by the gripper 18 of the arm 13a into the circular hole 25a. Insert.

【0038】一方、対象物である直方体24に穿設され
た対象部の円孔25bに円柱体26を挿入する作業につ
いては、対象物である直方体24及びマニピュレータ1
1の支持ベース12の位置はそのままに、マニピュレー
タ11の各アーム13a,13b,…,13fの位置を
変えるように駆動し、先端部のアーム13aに設けられ
た距離センサ19により対象部の円孔25bを捉えるよ
うにして、円孔25aに対すると同様の操作を行えばよ
い。
On the other hand, regarding the work of inserting the cylindrical body 26 into the circular hole 25b of the target portion formed in the rectangular parallelepiped 24 which is the object, the rectangular parallelepiped 24 which is the object and the manipulator 1 are inserted.
, 13f of the manipulator 11 is changed while the position of the support base 12 of No. 1 is kept unchanged, and the distance sensor 19 provided on the arm 13a at the tip end of the manipulator 11 causes a circular hole of the target portion. The same operation as for the circular hole 25a may be performed so as to catch 25b.

【0039】このように本実施例では、マニピュレータ
11の先端部のアーム13aに作業を行うグリッパ18
と共に、作業の対象部までの距離を測定する距離センサ
19を設けており、マニピュレータ11をアーム先端に
設定された座標系Hでスキャン動作させることで、距離
センサ19により得られる値の変化から対象部の円孔2
5aの位置を知ることができ、また円孔25aの中心軸
とグリッパ18に把持された円柱体26の中心軸との傾
きのずれを知ることができる。
As described above, in this embodiment, the gripper 18 for working the arm 13a at the tip of the manipulator 11 is used.
Along with this, a distance sensor 19 for measuring the distance to the target portion of the work is provided, and by scanning the manipulator 11 with the coordinate system H set at the tip of the arm, the change in the value obtained by the distance sensor 19 causes the object to change. Circular hole 2
It is possible to know the position of 5a and the deviation of the inclination between the central axis of the circular hole 25a and the central axis of the cylindrical body 26 gripped by the gripper 18.

【0040】そして、これら明らかになった位置やずれ
等をもとにして円孔25aに対する円柱体26の位置を
修正することで、円柱体26を円孔25aへ挿入する作
業が円滑に行える。また挿入作業時に行われる円柱体2
6と円孔25aの相対的な位置の確認やずれの確認が、
画像信号の処理のように複雑な処理を要さないので、簡
単かつ短時間に処理を実行することができる。
Then, by correcting the position of the cylindrical body 26 with respect to the circular hole 25a on the basis of these clarified positions and deviations, the work of inserting the cylindrical body 26 into the circular hole 25a can be carried out smoothly. In addition, the cylindrical body 2 that is performed during the insertion work
6 and the confirmation of the relative position between the circular hole 25a,
Since complicated processing such as image signal processing is not required, the processing can be executed easily and in a short time.

【0041】また、円孔25aとは穿設された面が異な
る円孔25bについては、アーム13aに設けられた作
業を実行するグリッパ18を円孔25bの近傍に配置す
ることで、自ずと距離センサ19もその近傍に配置され
ることになり、死角領域が発生することもなく円孔25
aの場合と同様に短時間の位置確認等の後、円滑に円柱
体26の挿入作業が実行できる。
For the circular hole 25b having a surface different from that of the circular hole 25a, the gripper 18 for performing the work provided on the arm 13a is arranged in the vicinity of the circular hole 25b, so that the distance sensor is automatically operated. 19 is also arranged in the vicinity of the circular hole 25, and a blind spot region does not occur.
Similar to the case of a, after the position confirmation for a short time and the like, the insertion work of the cylindrical body 26 can be smoothly executed.

【0042】尚、上記の実施例においては、スキャン動
作をマニピュレータ11の手首姿勢一定状態で行ったが
変化させるようにして行ってもよく、また対象部の円孔
25aに円柱体26を挿入するという単純形状のものを
例にして説明したが、より複雑な形状を対象とする作業
に適用してもよく、さらに先端部のアーム13aに複数
の距離センサ19を設けることでスキャン動作回数を減
らすようにしてもよい等、要旨を逸脱しない範囲内で適
宜変更して実施し得るものである。
In the above embodiment, the scanning operation is performed while the wrist posture of the manipulator 11 is constant, but it may be changed, and the cylindrical body 26 is inserted into the circular hole 25a of the target portion. However, the number of scan operations can be reduced by providing a plurality of distance sensors 19 on the arm 13a at the distal end. It may be carried out by appropriately changing it within a range not departing from the gist.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、作業端部に距離センサを設け、該距離センサを対象
部に対し少なくとも1方向のスキャン動作を行わせるこ
とによって作業端部の対象部に対する位置及び距離を算
出するような構成としたことにより、対象部の位置及び
距離を求めるのに際し死角領域が発生することもなく、
複雑な信号処理を伴わず短時間のうちに求められ、作業
を行うことができる効果が得られる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the working end portion is provided with the distance sensor, and the distance sensor is caused to scan the target portion in at least one direction. With the configuration that calculates the position and distance to the target portion, no blind spot region occurs when calculating the position and distance of the target portion,
The effect is obtained in a short time without complicated signal processing, and the work can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のマニピュレータを示す斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a manipulator according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記における制御装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a control device in the above.

【図3】上記における制御装置における制御動作のシー
ケンスである。
FIG. 3 is a sequence of control operations in the control device described above.

【図4】上記におけるスキャン動作を説明するための図
である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a scan operation in the above.

【図5】上記におけるx方向スキャン動作時のx方向位
置−距離情報出力図である。
FIG. 5 is an x-direction position-distance information output diagram during the x-direction scanning operation described above.

【図6】上記におけるy方向スキャン動作時のy方向位
置−距離情報出力図である。
FIG. 6 is a y-direction position-distance information output diagram during the y-direction scanning operation described above.

【図7】上記における軸合わせ動作を説明するための図
である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the axis alignment operation in the above.

【図8】従来技術における視覚センサ部の斜視図であ
る。
FIG. 8 is a perspective view of a visual sensor unit in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13…アーム部 13a…アーム 14…関節部 15…制御装置 18…グリッパ 19…距離センサ 24…直方体 25a,25b…円孔 26…円柱体 13 ... Arm part 13a ... Arm 14 ... Joint part 15 ... Control device 18 ... Gripper 19 ... Distance sensor 24 ... Rectangular parallelepiped 25a, 25b ... Circular hole 26 ... Cylindrical body

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の自由度を有するアームの作業端部
によって所定の対象部に対する作業を行うようにしたマ
ニピュレータにおいて、前記作業端部に距離センサを設
け、該距離センサを前記対象部に対し少なくとも1方向
のスキャン動作を行わせることによって前記作業端部の
前記対象部に対する位置及び距離を算出するようにした
ことを特徴とするマニピュレータ。
1. A manipulator configured to perform a work on a predetermined target portion by a work end portion of an arm having a plurality of degrees of freedom, wherein a distance sensor is provided at the work end portion, and the distance sensor is attached to the target portion. A manipulator, wherein a position and a distance of the working end portion with respect to the target portion are calculated by performing a scanning operation in at least one direction.
JP23062792A 1992-08-31 1992-08-31 manipulator Expired - Fee Related JP3192766B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23062792A JP3192766B2 (en) 1992-08-31 1992-08-31 manipulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23062792A JP3192766B2 (en) 1992-08-31 1992-08-31 manipulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0679672A true JPH0679672A (en) 1994-03-22
JP3192766B2 JP3192766B2 (en) 2001-07-30

Family

ID=16910748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23062792A Expired - Fee Related JP3192766B2 (en) 1992-08-31 1992-08-31 manipulator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3192766B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10168134B2 (en) 2002-02-14 2019-01-01 Faro Technologies, Inc. Portable coordinate measurement machine having a handle that includes electronics

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000068492A (en) 1998-08-25 2000-03-03 Nec Corp Solid-state image pickup device and manufacture of the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10168134B2 (en) 2002-02-14 2019-01-01 Faro Technologies, Inc. Portable coordinate measurement machine having a handle that includes electronics

Also Published As

Publication number Publication date
JP3192766B2 (en) 2001-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2710850B2 (en) Work holding device, work and its storage case
EP0812662B1 (en) Composite sensor robot system
EP1190818B1 (en) Position-orientation recognition device
EP1215017B1 (en) Robot teaching apparatus
EP0489919B1 (en) Calibration system of visual sensor
US5983166A (en) Structure measurement system
JP4015161B2 (en) Industrial robot controller
JP2651251B2 (en) Mechanism error correction method for SCARA robot
JP3754402B2 (en) Industrial robot control method and control apparatus
JP3802339B2 (en) Axis adjustment method for rangefinder
JP2001050741A (en) Calibration method and apparatus for robot
JP3636343B2 (en) Two-dimensional axis adjustment method of distance measuring device
US6727986B1 (en) Method and device for measuring a folding angle of a sheet in a folding machine
JP2787891B2 (en) Automatic teaching device for laser robot
JPS6332306A (en) Non-contact three-dimensional automatic dimension measuring method
JPH09183087A (en) Working robot device
JPH0679672A (en) Manipulator
JPH05111886A (en) Indication of calibration point of robot manipulator and calibration work
JP3511551B2 (en) Robot arm state detection method and detection system
JPH08118272A (en) Calibration of robot
JPH09280834A (en) Shape measuring device
JP2000326082A (en) Laser beam machine
JP3562096B2 (en) Position detection method
KR100326000B1 (en) Position inspecting apparatus for agv(automated guided vehicle) and method thereof
JP2502533B2 (en) Welding robot with sensor

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090525

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees