JP2012250334A - Robot, and method for controlling robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アーム部の先端に着脱可能に設けられたハンド部を用いて対象物を把持する
ロボット、およびロボットの制御方法に関する。
The present invention relates to a robot that grips an object using a hand unit that is detachably provided at the tip of an arm unit, and a method for controlling the robot.
ロボット技術の進歩によって、製造現場の様々な工程でロボットが使用されるようにな
っている。たとえば、塗装や溶接などの工程では、塗装ロボットや溶接ロボットが広く使
用されている。また近年では、いわゆるコンプライアンス制御技術が進歩して対象物を壊
さないように適度な力で把持することが可能となり、その結果、部品の搬送や、部品の組
み付けなどにもロボットが使用されるようになってきた。もちろん、現状では人間の手の
ようにあらゆる対象物を自在に把持することは困難であるが、対象物を把持する部分(ハ
ンド部)を換装すれば、ほとんどの対象物を把持することが可能である。
Advances in robot technology have led to the use of robots in various processes at the manufacturing site. For example, painting robots and welding robots are widely used in processes such as painting and welding. Also, in recent years, so-called compliance control technology has advanced and it has become possible to grip the object with an appropriate force so as not to break the object, and as a result, robots will be used for parts transportation and parts assembly. It has become. Of course, it is difficult to grab any object like a human hand at present, but it is possible to grasp most objects by replacing the part (hand part) that grasps the object. It is.
また、このように対象物を把持するロボットでは、把持した対象物の全ての重量がロボ
ットのアーム部にかかるので、アーム部に加わる荷重を検出することによって対象物の重
量を検出することができる。そこで、アーム部に荷重を検出するセンサー(いわゆるロー
ドセル)を搭載し、検出した荷重が適正な範囲内にあるか否かに基づいて、対象物の良否
を判定する技術が提案されている(特許文献1)。
Further, in the robot that grips the target object in this way, since the entire weight of the gripped target object is applied to the arm part of the robot, the weight of the target object can be detected by detecting the load applied to the arm part. . Therefore, a technique has been proposed in which a sensor (so-called load cell) for detecting a load is mounted on the arm portion and the quality of the object is determined based on whether or not the detected load is within an appropriate range (patent) Reference 1).
しかし、上記の提案の技術では、実際には対象物とハンド部とを合わせた重量が検出さ
れるので、ハンド部が換装されると検出される荷重の値が変化し、その結果、対象物の良
否を正確に判定することができなくなるという問題があった。もちろん、ハンド部を換装
するたびに、良否を判定するための基準値を変更すれば、こうした問題を回避することが
できるが、ハンド部の換装のたびに基準値を変更するのでは煩雑である。
However, since the weight of the object and the hand part is actually detected in the proposed technique, the detected load value changes when the hand part is replaced. There was a problem that it was impossible to accurately determine the quality of the product. Of course, this problem can be avoided by changing the reference value for judging pass / fail every time the hand part is replaced, but it is cumbersome to change the reference value every time the hand part is replaced. .
この発明は、従来の技術が有する上述した課題の少なくとも一部を解決するためになさ
れたものであり、把持した対象物の良否を、正確に且つ簡単に判定することが可能な技術
を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems of the conventional technology, and provides a technology capable of accurately and easily determining the quality of a grasped object. For the purpose.
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明のロボットは次の構成を採用
した。すなわち、
アーム部と、前記アーム部の先端に着脱可能に取り付けられて対象物を把持するハンド
部と、前記アーム部および前記ハンド部の動作を制御する制御部と備えるロボットであっ
て、
前記ハンド部には、前記ハンド部の重量に関するハンド情報を記憶しているハンド情報
記憶手段が設けられており、
前記アーム部には、前記アーム部が前記ハンド部から受ける荷重を検出する荷重検出手
段が設けられており、
前記制御部には、
前記ハンド情報記憶手段から前記ハンド情報を読み出すハンド情報読出手段と、
前記検出した荷重の中での前記対象物による荷重の成分を、前記検出した荷重と前記
読み出したハンド情報とに基づいて決定する決定手段と、
前記決定した前記対象物による荷重の成分に基づいて前記対象物の良否を判定する良
否判定手段と
が設けられていることを特徴とする。
In order to solve at least a part of the problems described above, the robot of the present invention employs the following configuration. That is,
A robot comprising: an arm unit; a hand unit that is detachably attached to a tip of the arm unit; and a control unit that controls an operation of the arm unit and the hand unit;
The hand part is provided with hand information storage means for storing hand information relating to the weight of the hand part,
The arm part is provided with a load detection means for detecting a load that the arm part receives from the hand part,
In the control unit,
Hand information reading means for reading the hand information from the hand information storage means;
Determining means for determining a component of a load by the object in the detected load based on the detected load and the read hand information;
And a pass / fail judgment means for judging pass / fail of the object based on the determined component of the load by the object.
このような構成を有する本発明のロボットにおいては、ハンド部の重量に関する情報を
ハンド情報としてハンド部に記憶しておく。そして、対象物を把持したハンド部からアー
ム部が受ける荷重を検出する。こうして検出した荷重は、ハンド部が把持した対象物の重
量による荷重と、ハンド部の重量による荷重とが含まれている。そこで、検出した荷重の
中での対象物による荷重の成分を、ハンド部から読み出したハンド情報に基づいて決定し
、得られた対象物の荷重の成分に基づいて、対象物の良否を判定する。
In the robot of the present invention having such a configuration, information on the weight of the hand unit is stored in the hand unit as hand information. And the load which an arm part receives from the hand part which hold | gripped the target object is detected. The load detected in this way includes a load due to the weight of the object gripped by the hand portion and a load due to the weight of the hand portion. Therefore, the load component due to the object in the detected load is determined based on the hand information read from the hand unit, and the quality of the object is determined based on the obtained load component of the object. .
こうすれば、アーム部にかかる荷重の中からハンド部による影響を排除して、対象物に
よる荷重の成分を決定することができる。その結果、ハンド部が換装された場合でも、対
象物の良否を精度良く判定することが可能となる。また、ハンド部の重量に関するハンド
情報は、ハンド部のハンド情報記憶手段に記憶されているので、ハンド部が換装されると
、自動的にハンド情報も変更される。このため、ハンド部で把持した対象物の良否を、正
確に且つ簡単に判定することが可能となる。
If it carries out like this, the influence by a hand part can be excluded from the load concerning an arm part, and the component of the load by a target object can be determined. As a result, even when the hand unit is replaced, it is possible to accurately determine the quality of the object. Moreover, since the hand information regarding the weight of the hand unit is stored in the hand information storage means of the hand unit, the hand information is automatically changed when the hand unit is replaced. For this reason, it is possible to accurately and easily determine the quality of the object held by the hand unit.
また、上述した本発明のロボットにおいては、次のようにしても良い。先ず、ハンド部
の重心位置に関する情報も、ハンド情報として記憶しておく。また、対象物を把持したハ
ンド部からアーム部が受ける荷重を検出する際には、アーム部が受ける偶力荷重も検出し
ておく。こうして検出した偶力荷重には、対象物による偶力荷重と、ハンド部による偶力
荷重とが含まれている。また、ハンド部による偶力荷重は、ハンド情報として記憶されて
いるハンド部の重量、およびハンド部の重心位置に関する情報に基づいて求めることがで
きる。そこで、検出した偶力荷重の中での対象物による偶力荷重の成分を、ハンド部から
読み出したハンド情報に基づいて決定する。そして、対象物による荷重の成分と、対象物
による偶力荷重の成分とに基づいて、対象物の良否を判定する。
Further, the above-described robot of the present invention may be configured as follows. First, information relating to the gravity center position of the hand unit is also stored as hand information. In addition, when detecting the load received by the arm unit from the hand unit holding the object, the couple load received by the arm unit is also detected. The couple load detected in this way includes a couple load by the object and a couple load by the hand portion. Moreover, the couple load by a hand part can be calculated | required based on the information regarding the weight of the hand part memorize | stored as hand information, and the gravity center position of a hand part. Therefore, the component of the couple load by the object in the detected couple load is determined based on the hand information read from the hand unit. And the quality of a target object is determined based on the component of the load by a target object, and the component of the couple load by a target object.
こうすれば、対象物の重量だけでなく重心位置も考慮して良否を判定することができる
。このため、正しい対象物と形状は異なるにも拘わらず偶然に重量が同じであった場合に
も、把持した対象物の良否を正しく判定することが可能となる。また、把持した対象物の
向きが違っている場合や、対象物を正しく把持できていない場合にも重心位置が変わるの
で、これらの事態が発生したことを検出することも可能となる。尚、ハンド情報として記
憶しておく「重心位置に関する情報」としては、重心位置そのものであっても良いが、上
述したようにハンド部の重心位置は、ハンド部の重量とともに偶力荷重を求めるために用
いられる。そこで、ハンド部がアーム部に及ぼす偶力荷重の値を、「重心位置に関する情
報」として記憶しておいても良い。
In this way, it is possible to determine pass / fail by considering not only the weight of the object but also the position of the center of gravity. For this reason, it is possible to correctly determine the quality of the grasped object even when the weight is accidentally the same even though the shape is different from the correct object. Further, since the position of the center of gravity changes even when the orientation of the grasped object is different or when the object cannot be grasped correctly, it is possible to detect that these situations have occurred. The “center of gravity position information” stored as hand information may be the center of gravity position itself. However, as described above, the center of gravity position of the hand portion is for determining the couple load along with the weight of the hand portion. Used for. Therefore, the value of the couple load that the hand portion exerts on the arm portion may be stored as “information relating to the position of the center of gravity”.
また、上述した本発明のロボットにおいては、対象物を把持する際にアーム部が重力方
法あるいは(重力方向を基準として)水平方向に対して成す角度を検出し、検出した角度
とハンド情報とに基づいて対象物による偶力荷重の成分を求めることによって、対象物の
良否を判定するようにしても良い。尚、アーム部が重力方向あるいは水平方向に対して成
す角度は、水準器などを内蔵したセンサーによって直接検出しても良いが、アーム部の動
作を制御するための制御情報から算出することによって、間接的に検出しても良い。
In the above-described robot according to the present invention, when the object is gripped, the arm portion detects the gravitational method or the angle formed with respect to the horizontal direction (based on the gravitational direction), and the detected angle and hand information are used. The quality of the object may be determined by obtaining the component of the couple load by the object based on the above. The angle formed by the arm part with respect to the gravity direction or the horizontal direction may be detected directly by a sensor with a built-in level or the like, but by calculating from control information for controlling the operation of the arm part, It may be detected indirectly.
アーム部に装着されるハンド部によっては、対象物を把持する角度が異なる場合が起こ
り得る。あるいは、ハンド部を換装しない場合でも、対象物に応じて把持する角度が異な
る場合が起こり得る。このような場合でも、アーム部が重力方向あるいは水平方向に対し
て成す角度を検出してやれば、対象物による偶力荷重を正しく検出することができるので
、対象物の良否を精度良く判定することが可能となる。
Depending on the hand unit attached to the arm unit, the angle at which the object is gripped may be different. Alternatively, even when the hand part is not replaced, the gripping angle may vary depending on the object. Even in such a case, if the angle formed by the arm portion with respect to the gravitational direction or the horizontal direction is detected, the couple load due to the object can be detected correctly, so that the quality of the object can be accurately determined. It becomes possible.
また、上述した本発明は、以下のようなロボットの制御方法に関する発明としても把握
することができる。すなわち、上記本発明のロボットに対応する本発明の制御方法は、
アーム部と、前記アーム部の先端に着脱可能に取り付けられて対象物を把持するハンド
部とを備えるロボットの制御方法であって、
前記ハンド部の重量に関するハンド情報を前記ハンド部から読み出す読出工程と、
前記アーム部が前記ハンド部から受ける荷重を検出する検出工程と、
前記アーム部が受ける荷重の中での前記対象物による荷重の成分を、前記アーム部が受
ける荷重と前記ハンド情報とに基づいて決定する決定工程と、
前記決定した前記対象物による荷重の成分に基づいて前記対象物の良否を判定する判
定工程と
を備えることを特徴とする。
The above-described present invention can also be grasped as an invention relating to the following robot control method. That is, the control method of the present invention corresponding to the robot of the present invention is as follows.
A robot control method comprising: an arm unit; and a hand unit that is detachably attached to a tip of the arm unit and grips an object,
A reading step of reading out hand information regarding the weight of the hand unit from the hand unit;
A detection step of detecting a load that the arm portion receives from the hand portion;
A determination step of determining a component of a load by the object in a load received by the arm unit based on a load received by the arm unit and the hand information;
And a determination step of determining pass / fail of the target object based on the determined component of the load by the target object.
このような方法によってロボットを制御してやれば、アーム部が受ける荷重の中からハ
ンド部による影響を排除して、対象物による荷重の成分を決定することができる。また、
ハンド部が換装されると、読み出すハンド情報も自動的に変更される。このため、ハンド
部が換装されたことによる影響を受けることなく、対象物の良否を精度良く判定すること
が可能となる。
If the robot is controlled by such a method, the influence of the hand part can be eliminated from the load received by the arm part, and the component of the load by the object can be determined. Also,
When the hand unit is replaced, the hand information to be read is automatically changed. For this reason, it becomes possible to determine the quality of the object with high accuracy without being affected by the replacement of the hand unit.
また、上述した本発明の制御方法においては次のようにしても良い。先ず、ハンド部か
らハンド情報を読み出す際には、ハンド部の重心位置に関する情報も読み出しておく。ま
た、アーム部がハンド部から受ける荷重を検出する際には、アーム部が受ける偶力荷重も
検出しておく。そして、アーム部が受ける荷重の中での対象物による荷重の成分を決定す
る際には、アーム部が受ける偶力荷重とハンド情報とに基づいて、対象物による偶力荷重
の成分も決定する。こうして決定した対象物による荷重の成分と、対象物による偶力荷重
の成分とに基づいて、対象物の良否を判定するようにしてもよい。
Further, the control method of the present invention described above may be as follows. First, when hand information is read from the hand part, information on the center of gravity of the hand part is also read. Moreover, when detecting the load which an arm part receives from a hand part, the couple force load which an arm part receives is also detected. Then, when determining the component of the load by the object in the load received by the arm unit, the component of the couple load by the object is also determined based on the couple load received by the arm unit and the hand information. . You may make it determine the quality of a target object based on the component of the load by the target object determined in this way, and the component of the couple load by a target object.
このようにしてロボットを制御してやれば、把持した対象物の重量だけでなく重心位置
も考慮して良否を判定することができるので、対象物の良否を精度良く判定することが可
能となる。また、把持した対象物の向きが違っていることや、対象物を正しく把持できて
いないことも検出することも可能となる。
If the robot is controlled in this way, it is possible to determine whether the object is good or not because it is possible to determine not only the weight of the grasped object but also the position of the center of gravity. It is also possible to detect that the orientation of the gripped object is different and that the object cannot be gripped correctly.
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
A.本実施例のロボットの構造:
B.対象物判定処理:
C.変形例:
Hereinafter, in order to clarify the contents of the present invention described above, examples will be described in the following order.
A. The structure of the robot of this embodiment:
B. Object judgment processing:
C. Variations:
A.本実施例のロボットの構造 :
図1は、本実施例のロボット100の大まかな構造を示す説明図である。図1(a)に
示されるように、本実施例のロボット100は、対象物Wを把持するハンド部110と、
ハンド部110を支えるとともにハンド部110を移動させるアーム部120と、アーム
部120を支える本体部130などから構成されている。アーム部120には複数の関節
が設けられており、関節の部分でアーム部120を屈曲させたり回転させたりすることに
よって、ハンド部110を移動させることができる。また、本体部130には制御部13
2が内蔵されており、ハンド部110が対象物Wを把持する動作や、アーム部120がハ
ンド部110を移動させる動作は制御部132によって制御されている。このためロボッ
ト100は、たとえばA地点にある対象物Wを把持してB地点に搬送するといった動作を
行うことができる。
A. Robot structure of this embodiment:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a rough structure of the
The
2, the operation in which the
また、アーム部120の先端側(ハンド部110が取り付けられている側)には、荷重
や偶力荷重を検出するセンサー(ロードセル122)が設けられている。対象物Wを搬送
する際には、対象物Wおよびハンド部110の全ての重量がアーム部120に加わるので
、ロードセル122で荷重を検出することで、対象物Wおよびハンド部110の重量を検
出することができる。
Further, a sensor (load cell 122) for detecting a load or a couple load is provided on the distal end side (the side on which the
更に、本実施例のロボット100は、ハンド部110にメモリー112が搭載されてお
り、このメモリー112には、ハンド部110の重量に関する情報が記憶されている。こ
のため、ロードセル122で検出された荷重から、メモリー112に記憶されているハン
ド部110の重量を減算することによって、把持した対象物Wの重量を検出することが可
能となる。尚、本実施例においては、ロードセル122が本発明における「荷重検出手段
」に対応する。
Further, in the
また、本実施例のメモリー112には、ハンド部110の重量だけでなく、ハンド部1
10の重心位置も記憶されている。このため、詳細には後述するが、ハンド部110が対
象物Wを把持していない状態でロードセル122に及ぼす偶力荷重を求めることができる
。その結果、ロードセル122で検出された偶力荷重の中から、ハンド部110による偶
力荷重を減算することによって、対象物Wによる偶力荷重の大きさを検出することも可能
となっている。尚、本実施例では、メモリー112に記憶されているハンド部110の重
量および重心位置が、本発明における「ハンド情報」に対応し、メモリー112が本発明
における「ハンド情報記憶手段」に対応する。
Further, the
Ten centroid positions are also stored. For this reason, although mentioned later in detail, the couple load which acts on
更に、ハンド部110はアーム部120の先端部分(本実施例ではロードセル122)
に対して着脱可能となっており、把持しようとする対象物Wに応じてハンド部110を換
装することで、様々な対象物Wを把持することが可能となる。図1(b)には、アーム部
120に対して様々なハンド部110a〜110cを換装する様子が例示されている。
Further, the
It is possible to grip various objects W by replacing the
また、これらハンド部110a〜110cにはメモリー112が搭載されており、それ
ぞれのハンド部110a〜110cの重量および重心位置が記憶されている。このため本
実施例のロボット100は、ハンド部110a〜110cを換装した場合でも、対象物W
による荷重や偶力荷重の大きさを検出することによって、対象物Wの良否を判定すること
が可能となる。以下では、本実施例のロボット100が、把持した対象物Wの良否を判定
するために行う対象物判定処理について説明する。
Moreover, the
It is possible to determine the quality of the object W by detecting the magnitude of the load or the couple load. Below, the object determination process which the
B.対象物判定処理 :
図2は、対象物判定処理のフローチャートである。この処理は、ロボット100の本体
部130に内蔵された制御部132によって行われる処理である。対象物判定処理では、
先ず始めに、ハンド部110が換装されているか否か、すなわち前回に対象物Wの良否を
判定した後にハンド部110が換装されたか否かを判断する(ステップS100)。この
判断は、種々の方法によって行うことができる。たとえば、ハンド部110に固有の識別
番号をメモリー112に記憶しておく。そして、この識別番号を検出して、識別番号が変
更されていればハンド部110が換装されたものと判断することができる。あるいは、ハ
ンド部110が脱着されると制御部132の内部のメモリーにフラグが設定されるように
しておき、このフラグが設定されていればハンド部110が換装されたものと判断するこ
ともできる。
B. Object judgment processing:
FIG. 2 is a flowchart of the object determination process. This process is a process performed by the
First, it is determined whether or not the
その結果、ハンド部110が換装されていた場合は(ステップS100:yes)、ハ
ンド部110のメモリー112に記憶されているデータを読み出すことによって、ハンド
情報を取得する(ステップS102)。尚、ハンド情報としては、ハンド部110の重量
を含む情報であれば種々の情報とすることができるが、ここでは、ハンド情報が、ハンド
部110の重量および重心位置であるものとする。ハンド部110の重心位置の表し方に
ついては後述する。一方、ハンド部110が換装されていなかった場合は(ステップS1
00:no)、ハンド情報を読み出す処理(ステップS102)は行わない。
As a result, when the
00: no), the process of reading the hand information (step S102) is not performed.
続いて、対象物Wを把持する動作を行う(ステップS104)。すなわち、アーム部1
20を駆動することによってハンド部110を対象物Wの位置まで移動させた後、ハンド
部110によって対象物Wを把持する動作を行う。この動作については一般的な動作であ
るため説明は省略する。そして、把持した対象物Wをゆっくりと持ち上げて、そのときに
ロードセル122にかかる荷重および偶力荷重を検出する(ステップS106)。
Subsequently, an operation of gripping the object W is performed (step S104). That is, the arm part 1
After the
図3は、対象物Wをゆっくりと持ち上げたときにロードセル122で検出される荷重お
よび偶力荷重についての説明図である。図3(a)には、対象物Wおよびハンド部110
についての重量および重心位置が示されている。対象物Wの重量Gwおよびハンド部11
0の重量Gtは、それぞれの重心位置に作用する。また、ここではハンド部110が対象
物Wを真横から把持するものとして、対象物Wの重心位置およびハンド部110の重心位
置を、ハンド部110の取付面から水平方向の距離で表すものとする。すなわち、対象物
Wの重心位置はハンド部110の取付面からLwの位置にあり、ハンド部110の重心位
置はLtの位置にある。尚、重心位置は、ロードセル122の原点からの距離によって表
すこともできるが、説明の便宜上、ここではハンド部110の取付面からの距離によって
表示するものとする。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a load and a couple load detected by the
The weight and center of gravity position for is shown. The weight Gw of the object W and the hand part 11
A weight Gt of 0 acts on each center of gravity. Further, here, the
このとき、ロードセル122に作用する荷重および偶力荷重が、図3(b)および図3
(c)に示されている。すなわち、図3(b)に示されるように、ロードセル122には
、対象物Wの重量Gwとハンド部110の重量Gtとを加えた荷重(Gw+Gt)が作用
する。また、ハンド部110のロードセル122への取付面を中心に考えると、対象物W
の重心位置はロードセル122へ0の取付面からLwの距離にあるから、対象物Wは、反
時計回りに(Gw・Lw)の偶力荷重を作用させる。ハンド部110についても同様に、
ハンド部110の重心位置はロードセル122への取付面からLtの距離にあるから、ハ
ンド部110はロードセル122への取付面に対して、反時計回りに(Gt・Lt)の偶
力荷重を作用させる。その結果、図3(c)に示されるように、ハンド部110のロード
セル122への取付面には、反時計回りに(Gw・Lw+Gt・Lt)の偶力荷重が作用
する。結局、図2に示した対象物判定処理のステップS106では、図3(b)に示した
下向き方向の荷重(Gw+Gt)と、図3(c)に示した反時計回りの偶力荷重(Gw・
Lw+Gt・Lt)とが検出されることになる。
At this time, the load acting on the
It is shown in (c). That is, as shown in FIG. 3B, a load (Gw + Gt) obtained by adding the weight Gw of the object W and the weight Gt of the
Is located at a distance of Lw from the 0 attachment surface to the
Since the center of gravity of the
Lw + Gt · Lt) is detected.
続いて、ロードセル122で得られた荷重および偶力荷重を、先にステップS102で
取得しておいたハンド情報を用いて修正することで、対象物Wによる成分(対象物による
荷重および偶力荷重)を取得する(ステップS108)。図3(b)から明らかなように
、対象物Wによる荷重は、ロードセル122で検出した荷重(Gw+Gt)から、ハンド
情報として取得したハンド部110の重量Gtを減算することで求めることができる。ま
た、図3(c)から明らかなように、対象物Wによる偶力荷重は、ロードセル122で検
出した偶力荷重(Gw・Lw+Gt・Lt)から、ハンド部110による偶力荷重(Gt
・Lt)を減算することで求めることが可能であり、ハンド部110による偶力荷重は、
ハンド情報として取得したハンド部110の重心位置を示す距離Ltとハンド部110の
重量Gtとを乗算することで求めることができる。
Subsequently, by correcting the load and the couple load obtained in the
(Lt) can be obtained by subtracting, and the couple load by the
It can be obtained by multiplying the distance Lt indicating the gravity center position of the
そして、こうして算出された対象物Wの荷重が、適正な荷重の範囲内にあるか否かを判
断する(ステップS110)。その結果、得られた荷重が、適正な荷重の範囲内になかっ
た場合は(ステップS110:no)、把持した対象物Wは正しくない(たとえば、その
対象物Wが製造不良であるか、あるいは全く別の種類の対象物Wであるかなど)と判定す
る(ステップS116)。
And it is judged whether the load of the target object W calculated in this way exists in the range of an appropriate load (step S110). As a result, when the obtained load is not within the range of the appropriate load (step S110: no), the grasped object W is not correct (for example, the object W is defective in production, or It is determined that the object W is a completely different type of object W (step S116).
一方、ステップS108で算出した対象物Wの荷重が、適正な荷重の範囲内にあった場
合は(ステップS110:yes)、今度は、ステップS108で算出した対象物Wによ
る偶力荷重が、適正な偶力荷重の範囲内にあるか否かを判断する(ステップS112)。
その結果、算出した偶力荷重が適切な偶力荷重の範囲内に無かった場合は(ステップS1
12:no)、把持した対象物Wは正しくないと判定する(ステップS116)。たとえ
ば、正しい対象物Wと偶然に同じ重量であるが、形状は同じではなかったために重心位置
が違っている場合が考えられる。あるいは、正しい対象物Wであるが、対象物Wの置かれ
た向きが違っていたり、対象物Wが傾いたりした場合も、把持した対象物Wは正しくない
と判定する(ステップS116)。
On the other hand, if the load of the object W calculated in step S108 is within the range of the appropriate load (step S110: yes), then the couple load by the object W calculated in step S108 is appropriate. It is determined whether it is within the range of a strong couple load (step S112).
As a result, if the calculated couple load does not fall within the appropriate couple load range (step S1).
12: no), it is determined that the grasped object W is not correct (step S116). For example, it is conceivable that the weight of the object W coincides with that of the correct object W, but the position of the center of gravity is different because the shape is not the same. Or although it is the correct target W, when the direction in which the target W is placed is different or the target W is tilted, it is determined that the gripped target W is not correct (step S116).
これに対して、ステップS108で算出した対象物Wによる偶力荷重が、適正な偶力荷
重の範囲内にあった場合は(ステップS112:yes)、把持した対象物Wが正しい対
象物Wであると判定して(ステップS114)、図2に示す対象物判定処理を終了する。
尚、ハンド情報を読み出す処理や、ロードセル122で検出した荷重から対象物Wによる
荷重を求める処理、更には、求めた対象物Wの荷重に基づいて対象物Wの良否を判定する
処理は、制御部132が上述の対象物判定処理を実行する際に行われる。従って、本実施
例の制御部132は、本発明における「ハンド情報読出手段」、「決定手段」、および「
良否判定手段」に対応する。
On the other hand, when the couple load by the object W calculated in step S108 is within the range of the appropriate couple load (step S112: yes), the grasped object W is the correct object W. It is determined that there is an object (step S114), and the object determination process shown in FIG.
In addition, the process which reads the hand information, the process which calculates | requires the load by the target object W from the load detected with the
This corresponds to “good / bad determination means”.
以上に説明したように、本実施例のロボット100は、装着されているハンド部110
のハンド情報を読み出して、ロードセル122で検出した荷重を、ハンド情報を用いて修
正することによって、対象物Wの重量を算出する。このため、たとえハンド部110が換
装された場合でも、対象物Wの重量を正確に求めることができるので、対象物Wの良否を
正しく判定することが可能となる。また、本実施例のロボット100は、ロードセル12
2で検出した偶力荷重を、ハンド情報を用いて修正することによって、装着されているハ
ンド部110に拘わらず、対象物Wによる偶力荷重も正確に求めることができる。その結
果、対象物Wの重量だけでなく、対象物Wによる偶力荷重によっても対象物Wの良否を判
定することができるので、精度良く良否を判定することが可能となる。
As described above, the
The weight of the object W is calculated by reading the hand information and correcting the load detected by the
By correcting the couple load detected in 2 using the hand information, the couple load by the object W can be accurately obtained regardless of the attached
尚、以上の説明では、説明の便宜上、ハンド部110が対象物Wを真横から把持するも
のとして説明した。しかしロードセル122は、互いに直交する三軸方向(X軸方向、Y
軸方向、Z軸方向)の荷重と、この三軸回りの偶力荷重とを検出することが可能であるた
め、必ずしも真横から対象物Wを把持する必要はなく、斜め方向から把持する場合に拡張
することができる。以下では、ハンド部110が対象物Wを斜め方向から把持する場合に
ついて、変形例として説明する。
In the above description, for convenience of description, the
(Axial direction, Z-axis direction) and couple loads around these three axes can be detected. Therefore, it is not always necessary to grip the object W from the side. Can be extended. Below, the case where the
C.変形例 :
図4は、対象物Wを斜め方向から把持するように拡張した変形例を示した説明図である
。図4(a)には、対象物Wを斜め方向から把持する場合の、対象物Wの重量および重心
位置と、ハンド部110の重量および重心位置とが示されている。すなわち、対象物Wの
重量はGwで、対象物Wの重心位置は、ハンド部110のロードセル122への取付面か
らLwの位置にあり、ハンド部110の重量はGtで、重心位置はロードセル122への
取付面からLtの位置にあるものとする。
C. Modified example:
FIG. 4 is an explanatory view showing a modified example in which the object W is extended so as to be gripped from an oblique direction. FIG. 4A shows the weight and centroid position of the object W and the weight and centroid position of the
また、図4(b)には、ロードセル122が検出する三軸(X軸、Y軸、Z軸)の荷重
、およびこれら三軸回りの偶力荷重が示されている。図4(b)では、アーム部120の
中心軸に沿った方向をZ軸とし、Z軸の直角で紙面の手前側に向かう方向をX軸とし、Z
軸およびX軸に直角な方向をY軸としている。ロードセル122で検出したZ軸方向の荷
重Fzと、Y軸方向の荷重Fyと、X軸方向の荷重Fx(図4(b)では非表示)とをベ
クトル的に合成した荷重の大きさは、対象物Wの重量Gwとハンド部110の重量Gtと
を合計した値と一致する筈である。従って、ロードセル122で検出した三軸の荷重をベ
クトル的に合成した値から、ハンド情報として読み出したハンド部110の重量Gtを減
算すれば、対象物Wを斜め方向から把持する場合でも、対象物Wの重量Gwを求めること
ができる。
FIG. 4B shows the loads on the three axes (X axis, Y axis, and Z axis) detected by the
A direction perpendicular to the axis and the X axis is taken as a Y axis. The magnitude of the load obtained by vector-composing the load Fz in the Z-axis direction detected by the
また、ロードセル122で検出されるX軸回りの偶力荷重Mxは、対象物Wによる偶力
荷重と、ハンド部110による偶力荷重とを加算した値となる筈である。ここで、アーム
部120が水平方向に対した成す角度θが分かれば、ハンド情報として記憶されているハ
ンド部110の重量Gtや、ハンド部110の重心位置Ltから、ハンド部110による
偶力荷重は、(Gt・Lt・cosθ)として求めることができる。尚、アーム部120
の成す角度θは、水平方向に対して成す角度ではなく、垂直方向(重力方向)に対して成
す角度を用いることもできる。この場合、ハンド部110による偶力荷重は、(Gt・L
t・sinθ)となる。
Further, the couple load Mx around the X axis detected by the
The angle θ is not an angle formed with respect to the horizontal direction, but an angle formed with respect to the vertical direction (gravity direction) may be used. In this case, the couple load by the
t · sin θ).
そして、本実施例のロボット100では、アーム部120に設けられた複数の関節の動
きは制御部132によって制御されており、各関節の角度が決まると、対象物Wを把持す
る時のアーム部120の角度θは決定される。従って、制御部132は、各関節の角度か
ら、アーム部120の角度θを求めることができる。従って、これらの情報からハンド部
110による偶力荷重(Gt・Lt・cosθ)を算出して、ロードセル122で検出し
た偶力荷重Mxから減算してやれば、対象物Wによる偶力荷重を求めることができる。
In the
尚、アーム部120の角度θは、制御部132が算出するものとして説明したが、セン
サーによってアーム部120の角度θを直接検出するようにしても良い。また、アーム部
120が対象物Wを把持する角度が決まっている場合には、アーム部120の角度θを予
め計測あるいは算出しておくこともできる。そして、アーム部120の角度θが予め決ま
っている場合には、ハンド部110の重心位置を示す距離Ltの代わりに、ハンド部11
0による偶力荷重(Gt・Lt・cosθ)を、ハンド情報としてメモリー112に記憶
しておいてもよい。尚、変形例においては、制御部132がアーム部120の角度を検出
していることから、制御部132が本発明における「角度検出手段」に対応する。
The angle θ of the
The couple load (Gt · Lt · cos θ) due to 0 may be stored in the
このように、対象物Wを斜め方向から把持する変形例の場合でも、ロードセル122で
検出した荷重および偶力荷重をハンド情報に基づいて修正することによって、対象物Wの
重量や、対象物Wによる偶力荷重を求めることができる。このため、たとえハンド部11
0が換装された場合でも、対象物Wの重量や対象物Wによる偶力荷重に基づいて、対象物
Wの良否を精度良く判定することが可能となる。
As described above, even in the case of the modification example in which the object W is grasped from the oblique direction, the weight of the object W or the object W is corrected by correcting the load and the couple load detected by the
Even when 0 is replaced, it is possible to accurately determine the quality of the object W based on the weight of the object W and the couple load by the object W.
以上、本実施例および変形例のロボットについて説明したが、本発明は上記の実施例あ
るいは変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で
実施することが可能である。
Although the robots of the present embodiment and the modified examples have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments or modified examples, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. .
たとえば、上述した変形例では、斜め方向から対象物Wを把持するものとして説明した
が、図5に示すように、上方から対象物Wを把持するようにしても良い。この場合も、ロ
ードセル122で検出した荷重は、対象物Wの重量Gwとハンド部110の重量Gtとを
合計した値となる筈である。従って、ロードセル122で検出した荷重から、ハンド情報
として記憶されているハンド部110の重量を減算すれば、対象物Wの重量を求めること
ができる。また、対象物Wの重心およびハンド部110の重心が、ロードセル122のZ
軸上にある場合を除いて、ロードセル122にはX軸回りあるいはY軸回りの偶力荷重が
現れる。従って、ハンド部110の重心位置を、Z軸からX軸方向への距離、あるいはY
軸方向への距離によって記述してハンド情報として記憶しておけば、ハンド情報から、ハ
ンド部110による偶力荷重を算出することが可能となり、ロードセル122で検出した
偶力荷重から、ハンド部110による偶力荷重を減算することで、対象物Wによる偶力荷
重を求めることができる。その結果、ハンド部110を換装した場合でも、対象物Wの重
量、あるいは対象物Wによる偶力荷重に基づいて、対象物Wの良否を精度良く判定するこ
とが可能となる。
For example, in the above-described modification example, the object W is grasped from the oblique direction. However, as illustrated in FIG. 5, the object W may be grasped from above. Also in this case, the load detected by the
Except for the case of being on the axis, a couple load around the X axis or the Y axis appears in the
If described by the distance in the axial direction and stored as hand information, the couple load by the
100…ロボット、 110…ハンド部、 112…メモリー、
120…アーム部、 122…ロードセル、 130…本体部、
132…制御部、 W…対象物
100 ... Robot, 110 ... Hand part, 112 ... Memory,
120 ... arm part, 122 ... load cell, 130 ... main body part,
132: Control unit, W: Object
Claims (5)
部と、前記アーム部および前記ハンド部の動作を制御する制御部と備えるロボットであっ
て、
前記ハンド部には、前記ハンド部の重量に関するハンド情報を記憶しているハンド情報
記憶手段が設けられており、
前記アーム部には、前記アーム部が前記ハンド部から受ける荷重を検出する荷重検出手
段が設けられており、
前記制御部には、
前記ハンド情報記憶手段から前記ハンド情報を読み出すハンド情報読出手段と、
前記検出した荷重の中での前記対象物による荷重の成分を、前記検出した荷重と前記
読み出したハンド情報とに基づいて決定する決定手段と、
前記決定した前記対象物による荷重の成分に基づいて前記対象物の良否を判定する良
否判定手段と
が設けられていることを特徴とするロボット。 A robot comprising: an arm unit; a hand unit that is detachably attached to a tip of the arm unit; and a control unit that controls an operation of the arm unit and the hand unit;
The hand part is provided with hand information storage means for storing hand information relating to the weight of the hand part,
The arm part is provided with a load detection means for detecting a load that the arm part receives from the hand part,
In the control unit,
Hand information reading means for reading the hand information from the hand information storage means;
Determining means for determining a component of a load by the object in the detected load based on the detected load and the read hand information;
A robot for determining whether or not the object is acceptable based on the determined load component of the object.
前記ハンド情報記憶手段は、前記ハンド情報として、前記ハンド部の重心位置に関する
情報も記憶している手段であり、
前記荷重検出手段は、前記荷重に加えて、前記ハンド部から受ける偶力荷重も検出する
手段であり、
前記決定手段は、前記検出した偶力荷重の中での前記対象物による偶力荷重の成分を、
前記検出した偶力荷重と前記ハンド情報とに基づいて決定する手段であり、
前記良否判定手段は、前記対象物による荷重の成分と、前記対象物による偶力荷重の成
分とに基づいて前記対象物の良否を判定する手段である
ことを特徴とするロボット。 The robot according to claim 1,
The hand information storage means is means for storing information on the center of gravity of the hand unit as the hand information,
The load detection means is means for detecting a couple load received from the hand portion in addition to the load,
The determining means includes a component of a couple load by the object in the detected couple load,
Means for determining based on the detected couple load and the hand information;
The robot is characterized in that the pass / fail judgment means is a means for judging pass / fail of the object based on a component of a load by the object and a component of a couple load by the object.
前記対象物を把持する前記アーム部が重力方向あるいは水平方向に対して成す角度を検
出する角度検出手段を備え、
前記決定手段は、前記対象物による偶力荷重の成分を、前記検出した偶力荷重と前記ハ
ンド情報と前記アーム部の角度とに基づいて決定する手段である
ことを特徴とするロボット。 The robot according to claim 2,
An angle detection means for detecting an angle formed by the arm portion holding the object with respect to a gravity direction or a horizontal direction;
The determination means is means for determining a component of a couple load due to the object based on the detected couple load, the hand information, and an angle of the arm unit.
部とを備えるロボットの制御方法であって、
前記ハンド部の重量に関するハンド情報を前記ハンド部から読み出す読出工程と、
前記アーム部が前記ハンド部から受ける荷重を検出する検出工程と、
前記アーム部が受ける荷重の中での前記対象物による荷重の成分を、前記アーム部が受
ける荷重と前記ハンド情報とに基づいて決定する決定工程と、
前記決定した前記対象物による荷重の成分に基づいて前記対象物の良否を判定する判
定工程と
を備えることを特徴とする制御方法。 A robot control method comprising: an arm unit; and a hand unit that is detachably attached to a tip of the arm unit and grips an object,
A reading step of reading out hand information regarding the weight of the hand unit from the hand unit;
A detection step of detecting a load that the arm portion receives from the hand portion;
A determination step of determining a component of a load by the object in a load received by the arm unit based on a load received by the arm unit and the hand information;
And a determination step of determining pass / fail of the target object based on the determined load component of the target object.
前記読出工程は、前記ハンド部の重心位置に関する情報も前記ハンド情報として読み出
す工程であり、
前記検出工程は、前記荷重に加えて、前記アーム部が前記ハンド部から受ける偶力荷重
も検出する工程であり、
前記決定工程は、前記アーム部が受ける偶力荷重の中での前記対象物による偶力荷重の
成分を、前記アーム部が受ける偶力荷重と前記ハンド情報とに基づいて決定する工程であ
り、
前記判定工程は、前記対象物による荷重の成分と、前記対象物による偶力荷重の成分と
に基づいて前記対象物の良否を判定する工程である
ことを特徴とする制御方法。 The control method according to claim 4, comprising:
The reading step is a step of reading information on the center of gravity of the hand part as the hand information,
The detection step is a step of detecting a couple load received by the arm unit from the hand unit in addition to the load,
The determining step is a step of determining a component of the couple load by the object in the couple load received by the arm unit based on the couple load received by the arm unit and the hand information.
The determination step is a step of determining pass / fail of the object based on a component of a load by the object and a component of a couple load by the object.
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