JP2018075681A - Control method for holding device, holding device, robot device, and manufacturing method for component - Google Patents

Control method for holding device, holding device, robot device, and manufacturing method for component Download PDF

Info

Publication number
JP2018075681A
JP2018075681A JP2016219936A JP2016219936A JP2018075681A JP 2018075681 A JP2018075681 A JP 2018075681A JP 2016219936 A JP2016219936 A JP 2016219936A JP 2016219936 A JP2016219936 A JP 2016219936A JP 2018075681 A JP2018075681 A JP 2018075681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gripping
force
control
correction amount
correction
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
JP2016219936A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6983501B2 (en
JP2018075681A5 (en
Inventor
新吾 天野
Shingo Amano
新吾 天野
勇 大熊
Isamu Okuma
勇 大熊
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2016219936A priority Critical patent/JP6983501B2/en
Priority to EP17188539.5A priority patent/EP3321043A3/en
Priority to US15/693,970 priority patent/US10688658B2/en
Priority to CN201710819631.XA priority patent/CN108068109B/en
Publication of JP2018075681A publication Critical patent/JP2018075681A/en
Publication of JP2018075681A5 publication Critical patent/JP2018075681A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6983501B2 publication Critical patent/JP6983501B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance positioning accuracy of a position of holding an object to be held, by correcting deflections of holding parts on the basis of holding forces of the holding parts, in accordance with relative attitudes of the holding parts.SOLUTION: A control method of a holding device comprises: calculating a correction amount (ΔXref) for correcting a holding position when multiple fingers 3401 to 3403 of a hand 300 hold an object to be held to correspond to holding forces detected, for example, by force sensors 341, 342, as well as to relative attitudes that the fingers 3401 to 3403 can take, on the basis of correction coefficients (a, b) for correcting the holding position when the respective fingers 3401 to 3403 hold the object to be held; and controlling motors 311 to 313, which drive to relatively displace the respective fingers 3401 to 3403 on the basis of the calculated correction amount (ΔXref).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、把持装置の複数の把持部の相対変位を制御し、前記把持部によって対象物を把持する把持装置の制御方法、把持装置、ロボット装置、および部品の製造方法に関する。   The present invention relates to a gripping device control method, a gripping device, a robot device, and a component manufacturing method for controlling relative displacement of a plurality of gripping portions of a gripping device and gripping an object by the gripping portion.

近年、従来人手で行われていたカメラやプリンタなどの工業製品の組立工程を、産業用ロボットで自動化する要求が高まっている。これらの製品を構成する部品は、小型の精密部品が多く、形状、材質など多岐に渡っている。この種の製品や部品の製造ラインでは多関節アームによるロボットアームとロボットハンドのような把持装置を組合せたシステムが利用されている。特に最近では、多能工化、多品種少量生産による段取替の要求から、これらのロボットアーム、ロボットハンドには、形状や大きさの異なるワークを扱える汎用性が要求されるようになってきた。また、ワークを組み立てる際には、把持装置としてのハンドは、把持対象物としてのワークを安定して目標把持位置に位置決めする必要がある。   In recent years, there has been an increasing demand to automate the assembly process of industrial products such as cameras and printers that have been performed manually by an industrial robot. The parts that make up these products are many small precision parts, and have a wide variety of shapes and materials. In this type of product and component production line, a system that combines a robot arm with a multi-joint arm and a gripping device such as a robot hand is used. Particularly recently, due to the demand for multi-purpose engineering and setup change due to high-mix low-volume production, these robot arms and robot hands are required to be versatile enough to handle workpieces of different shapes and sizes. It was. Further, when assembling the workpiece, the hand as the gripping device needs to stably position the workpiece as the gripping object at the target gripping position.

ワークの特定部位をロボットハンドの基準位置、例えばハンドの中心軸などに対して位置決めするために、カメラなどの視覚系を用いる場合もある。また、ハンドに搭載された力センサの値によって、位置制御する指と力制御する指を設定可能とすることにより、ワーク形状などに応じて把持力と把持位置を制御する手法が提案されている(例えば下記の特許文献1)。   A visual system such as a camera may be used to position a specific part of the workpiece with respect to the reference position of the robot hand, for example, the center axis of the hand. In addition, a method for controlling a gripping force and a gripping position according to a work shape or the like by making it possible to set a finger for position control and a finger for force control by the value of a force sensor mounted on the hand has been proposed. (For example, the following patent document 1).

また、ハンドの指1本を1つのマニピュレータと見なすと、通常、この種のロボットハンドは2本以上のマニピュレータから構成される。一般に、この種のハンドの駆動機構では、マニピュレータの先端に力を発生させると各関節の減速機、リンクなどのバネ要素により撓みが発生し、マニピュレータ先端の位置決め精度に誤差が生じる。そこで、ハンドの把持力を検出する力センサの出力と、ワークやマニピュレータの剛性情報を用いて撓み補正を行う手法が提案されている(例えば下記の特許文献2)。   If one finger of the hand is regarded as one manipulator, this type of robot hand is usually composed of two or more manipulators. Generally, in this type of hand drive mechanism, when a force is generated at the tip of the manipulator, bending is generated by a spring element such as a speed reducer or a link of each joint, and an error occurs in the positioning accuracy of the manipulator tip. In view of this, a technique has been proposed in which the deflection is corrected using the output of a force sensor that detects the gripping force of the hand and the rigidity information of the workpiece or manipulator (for example, Patent Document 2 below).

特開2010−69584号公報JP 2010-69584 A 特開2013−255981号公報JP2013-255981A

特許文献1に記載された力制御および位置制御では、把持制御では、ワークやハンドの指の撓みに起因する把持位置誤差を考慮していない。特許文献2に記載された把持制御は、1本のマニピュレータを単位とした撓み補正であって、この構成を複数指のロボットハンドに適用する場合には全ての指に力センサを搭載することになる。このような構成では、コスト、小型化および軽量化が難しくなることが予想される。   In the force control and position control described in Patent Document 1, gripping control does not consider gripping position errors due to bending of a workpiece or a finger of a hand. The grip control described in Patent Document 2 is a deflection correction in units of one manipulator, and when this configuration is applied to a multi-finger robot hand, force sensors are mounted on all fingers. Become. Such a configuration is expected to make it difficult to reduce cost, size, and weight.

また、ロボットハンドのような把持装置が把持部として開閉する複数の指を有している場合、把持対象物のワークの形状や寸法などの把持条件に応じて、各指が相対変位する相対姿勢が異なるハンドを用意することが考えられる。また、あるいはそのような姿勢の調整を可能にするロボットハンドの構成も考えられる他、動的に相対変位する姿勢を変更可能なロボットハンドの構成も考えられる。このような構成では、特許文献2のように各指の把持力を用いる構成では制御装置が動的に実行する制御負荷が増大する可能性がある。   In addition, when a gripping device such as a robot hand has a plurality of fingers that open and close as a gripping unit, the relative posture in which each finger is relatively displaced according to gripping conditions such as the shape and dimensions of the workpiece of the gripping target It is possible to prepare different hands. In addition, a configuration of a robot hand that enables such a posture adjustment is conceivable, and a configuration of a robot hand that can dynamically change the posture of relative displacement is also conceivable. In such a configuration, the control load that is dynamically executed by the control device may increase in the configuration using the gripping force of each finger as in Patent Document 2.

本発明の課題は、把持部の相対姿勢に対応して把持力に基づき把持部の撓みを補正し、把持対象物の把持位置の位置決め精度を向上できるようにすることにある。   An object of the present invention is to make it possible to improve the positioning accuracy of the gripping position of the gripping object by correcting the bending of the gripping part based on the gripping force corresponding to the relative posture of the gripping part.

上記課題を解決するため、例えば本発明の制御方法においては、複数の把持部が把持対象物を把持する把持力に応じて、複数の前記把持部の相対変位量を制御し、前記把持対象物の把持位置を制御する把持装置の制御方法において、前記把持力と、複数の前記把持部の相対姿勢に対応し前記把持力に応じて前記把持位置を補正するための補正係数と、に基づき、前記把持位置を補正する補正量を計算する補正量計算工程と、前記補正量に基づいて、前記把持部を相対変位させる駆動源を制御する駆動制御工程と、を含む構成を採用した。   In order to solve the above problems, for example, in the control method of the present invention, the relative displacement amounts of the plurality of gripping units are controlled according to the gripping force with which the plurality of gripping units grip the gripping target, and the gripping target In the control method of the gripping device for controlling the gripping position, based on the gripping force and a correction coefficient for correcting the gripping position according to the gripping force corresponding to the relative postures of the plurality of gripping units, A configuration including a correction amount calculation step of calculating a correction amount for correcting the gripping position and a drive control step of controlling a drive source that relatively displaces the gripping portion based on the correction amount is adopted.

上記構成によれば、把持部の相対姿勢に対応して把持力に基づき把持部の撓みを補正し、把持対象物の把持位置の位置決め精度を向上することができる。   According to the above configuration, it is possible to correct the deflection of the gripping part based on the gripping force corresponding to the relative posture of the gripping part and improve the positioning accuracy of the gripping position of the gripping object.

本発明を採用可能なロボットシステムの概略構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed schematic structure of the robot system which can employ | adopt this invention. 本発明を採用可能な把持装置としてハンドの概略構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed schematic structure of the hand as a holding | grip apparatus which can employ | adopt this invention. 図1の装置の制御系の概略を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the outline of the control system of the apparatus of FIG. 図3の補正計算部の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the correction | amendment calculation part of FIG. 本発明の実施形態1に係るワーク種類の一例とその把持方法を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the workpiece | work kind which concerns on Embodiment 1 of this invention, and its holding | grip method. 本発明の実施形態1に係る把持指令テーブルの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the holding | grip command table which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係る補正係数テーブルの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the correction coefficient table which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係るハンド制御装置において、ハンドの指先位置の撓み補正する処理手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the process sequence which correct | amends the bending of the fingertip position of a hand in the hand control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係る撓み補正を含む把持制御手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the holding | grip control procedure containing the bending correction which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係るモータ制御部のブロック線図である。It is a block diagram of the motor control part which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2に係るワークの一例とその把持方法を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the workpiece | work which concerns on Embodiment 2 of this invention, and its holding | grip method. 本発明の実施形態2に係る把持指令テーブルの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the holding | grip command table which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係る撓み補正を含む把持制御手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the holding | grip control procedure containing the bending correction which concerns on Embodiment 2 of this invention.

以下、添付図面に示す実施例を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す実施例はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to embodiments shown in the accompanying drawings. The following embodiment is merely an example, and for example, a detailed configuration can be appropriately changed by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. Moreover, the numerical value taken up by this embodiment is a reference numerical value, Comprising: This invention is not limited.

<実施形態1>
本実施形態では、複数の把持部が把持対象物を把持する把持力に応じて、複数の前記把持部の相対変位量を制御し、前記把持対象物の把持位置を制御する把持装置の構成、および制御方法を示す。以下の実施形態では、把持装置および把持部は、ロボットハンド(以下ハンドという)およびその指に相当する。
<Embodiment 1>
In the present embodiment, a configuration of a gripping device that controls a relative displacement amount of the plurality of gripping units according to a gripping force by which a plurality of gripping units grips a gripping target, and controls a gripping position of the gripping target; And control method. In the following embodiments, the gripping device and the gripping unit correspond to a robot hand (hereinafter referred to as a hand) and its fingers.

ハンドの複数の指による把持力は、それらの相対変位を制御する駆動源の駆動力(例えば駆動電力、電流あるいはサーボ制御情報など)によって制御装置(例えば後述のCPU501)が計算によって求める構成でもよい。しかしながら、本実施形態では、ハンドの指に配置した力センサで実測する。これによって、より把持状況に即した制御が可能になる。力センサにはロードセル、歪ゲージや光学的に検出部の変形量を測定する方式の力検出デバイスを利用してよい。また、本実施形態では、上述の従来構成(特許文献2)のように全てのハンドの指に力センサを配置する必要はなく、対象物の把持に用いられる指の少なくとも1つに配置されていればよい。   The gripping force by a plurality of fingers of the hand may be calculated by a control device (for example, a CPU 501 described later) by calculation based on the driving force (for example, driving power, current or servo control information) of a driving source that controls the relative displacement of the fingers. . However, in this embodiment, actual measurement is performed with a force sensor arranged on the finger of the hand. As a result, it is possible to perform control in accordance with the gripping state. The force sensor may be a load cell, a strain gauge, or a force detection device that optically measures the amount of deformation of the detection unit. Further, in the present embodiment, it is not necessary to arrange force sensors on the fingers of all the hands as in the above-described conventional configuration (Patent Document 2), and it is arranged on at least one of the fingers used for grasping the object. Just do it.

本実施形態の把持装置の把持制御においては、把持力と、複数の把持部の相対姿勢に対応し、把持力に応じて対象物の把持位置を補正するための補正係数と、に基づき、把持対象物の把持位置を補正する補正量を計算する(補正量計算工程)。そして、計算した補正量に基づいて、把持部を相対変位させる駆動源を制御する(駆動制御工程)。上記の補正係数は、制御装置(例えば後述のCPU501)が把持パターン、特に各指の相対姿勢に対応して動的に演算により取得することも考えられる。しかし、本実施形態では、予め各指の相対姿勢に対応した値を予め記憶装置(ROM502やRAM503など)に格納しておく。   In the grip control of the gripping device of the present embodiment, gripping is performed based on the gripping force and a correction coefficient for correcting the gripping position of the object according to the gripping force corresponding to the relative postures of the plurality of gripping units. A correction amount for correcting the gripping position of the object is calculated (correction amount calculation step). Then, based on the calculated correction amount, a drive source that relatively displaces the gripper is controlled (drive control step). It is also conceivable that the above-described correction coefficient is dynamically obtained by a control device (for example, a CPU 501 described later) dynamically according to the grip pattern, particularly the relative posture of each finger. However, in this embodiment, a value corresponding to the relative posture of each finger is stored in advance in a storage device (ROM 502, RAM 503, etc.).

上記のように、ハンドの各指の相対変位に関しては、把持対象物のワークの形状や寸法などの把持条件に応じて、ハンドの各指が相対変位する時の相対姿勢が異なるハンドを用意することが考えられる。あるいはそのような姿勢の調整を可能にするロボットハンドの構成も考えられる他、動的に相対変位する姿勢を変更可能なロボットハンドの構成も考えられる。いずれの場合でも、把持対象物の把持位置を補正するための補正係数を、実施する可能性のある把持パターン、特に各指の相対姿勢ごとに関連づけて予め記憶装置(ROM502やRAM503など)に格納しておくことにより、把持位置の補正が可能となる。   As described above, with respect to the relative displacement of each finger of the hand, a hand having a different relative posture when each finger of the hand is relatively displaced is prepared according to the gripping conditions such as the shape and dimensions of the workpiece of the gripping object. It is possible. Alternatively, a configuration of a robot hand that enables such a posture adjustment is conceivable, and a configuration of a robot hand that can dynamically change the posture of relative displacement is also conceivable. In any case, a correction coefficient for correcting the grip position of the grip target is stored in advance in a storage device (ROM 502, RAM 503, etc.) in association with a grip pattern that may be implemented, particularly for each finger relative posture. By doing so, the gripping position can be corrected.

以下では、把持パターン、特に各指の相対姿勢を変更する姿勢制御部、特に後述の関節J4、J5のような旋回機構をハンドに配置する構成を例示する。そして、制御装置(例えば後述のCPU501)は、姿勢制御装置、特に旋回機構によって各指の相対姿勢を変更している場合には、その相対姿勢に対応する補正係数を選択して把持対象物の把持位置を補正する制御を行う。   Hereinafter, a configuration in which a gripping pattern, in particular, a posture control unit that changes the relative posture of each finger, particularly a turning mechanism such as joints J4 and J5 described later is arranged in the hand will be exemplified. When the relative posture of each finger is changed by the posture control device, particularly the turning mechanism, the control device (for example, CPU 501 described later) selects a correction coefficient corresponding to the relative posture and selects the gripping target object. Control to correct the gripping position is performed.

以下、添付図面を参照して、本実施形態1における構成および把持制御につき説明する。図1は、本発明のハンド制御装置を用いた本実施形態のロボットシステムの概略構成を示している。   Hereinafter, the configuration and grip control in the first embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a robot system of this embodiment using the hand control device of the present invention.

[ロボットシステム]
本実施形態のロボットシステム100は、アーム本体200、ハンド300、アーム制御装置400、ハンド制御装置500を備える。組立用部品であるワークW1は、ワーク載置台S1上に載置され、被組立対象物であるワークW2は、ワーク固定台S2上に固定されている。
[Robot system]
The robot system 100 of this embodiment includes an arm main body 200, a hand 300, an arm control device 400, and a hand control device 500. The work W1 that is an assembly part is placed on the work placing table S1, and the work W2 that is an assembly target is fixed on the work fixing base S2.

ロボットシステム100によってワークW1、ワークW2を操作し、組み立てることにより、工業製品、ないしはその部品を製造することができる。例えば、このワークW1、W2に対する組み立て操作は、アーム本体200とハンド300を用いて把持対象物としてのワークW1を把持し、移動させ、さらにワークW1をワークW2の組付部に嵌合させる、といった操作によって行われる。   By manipulating and assembling the workpieces W1 and W2 by the robot system 100, industrial products or parts thereof can be manufactured. For example, the assembly operation for the workpieces W1 and W2 is performed by gripping and moving the workpiece W1 as a gripping object using the arm body 200 and the hand 300, and further fitting the workpiece W1 to the assembly portion of the workpiece W2. It is performed by such operations.

アーム本体200は、本実施形態では多関節のロボットアームであり、アーム本体200の根元は基台600に固定され、アーム本体200の先端には、エンドエフェクタとして把持装置であるハンド300が装着される。このハンド300を介してワークW1に対して動作を行う。また、アーム本体200の各関節には、これらの関節を各々駆動する駆動源としてモータ(不図示)、およびモータの回転角度を検知する検知器としてエンコーダ(不図示)がそれぞれ設けられる。   The arm main body 200 is an articulated robot arm in this embodiment, and the base of the arm main body 200 is fixed to the base 600, and a hand 300 as a gripping device is attached to the tip of the arm main body 200 as an end effector. The An operation is performed on the workpiece W1 through the hand 300. Each joint of the arm body 200 is provided with a motor (not shown) as a drive source for driving the joints, and an encoder (not shown) as a detector for detecting the rotation angle of the motor.

アーム制御装置400は、組立で用いるハンド300の移動先であるアーム先端の目標位置姿勢に対して、アーム本体200の各関節の取るべき角度を計算し、各関節のモータ(不図示)を制御するサーボ回路(不図示)に対して指令値を出力する。アーム制御装置400は、ハンド制御装置500と接続され、ハンド300に対して把持指令を出力する。この把持指令は例えば番号、即ち数値表現のデータで出力することができる。アーム制御装置400の詳細は不図示であるが、後述のハンド制御装置500の500〜505で示す構成と同様、CPU、ROM、RAM、汎用信号インターフェイス、モータドライバなどから構成することができる。このうち、汎用信号インターフェイスはアーム本体200の各部のセンサなどと通信するために、また、モータドライバは、アーム本体200の各関節を駆動するモータの制御に用いられる。   The arm control device 400 calculates an angle to be taken by each joint of the arm main body 200 with respect to a target position / posture of the arm tip to which the hand 300 used in assembly is moved, and controls a motor (not shown) of each joint. A command value is output to a servo circuit (not shown). The arm control device 400 is connected to the hand control device 500 and outputs a grip command to the hand 300. This gripping command can be output as, for example, a number, that is, numerical expression data. Although details of the arm control device 400 are not shown, the arm control device 400 can be configured by a CPU, ROM, RAM, a general-purpose signal interface, a motor driver, and the like, similar to the configuration indicated by 500 to 505 of the hand control device 500 described later. Among them, the general-purpose signal interface communicates with sensors and the like of each part of the arm body 200, and the motor driver is used to control a motor that drives each joint of the arm body 200.

図2は、本実施形態1におけるハンド300の概略構成を示している。ハンド300は、把持部として、3本の指(フィンガ)指3401〜3403(第1指〜第3指)を有する。   FIG. 2 shows a schematic configuration of the hand 300 according to the first embodiment. The hand 300 has three fingers (finger) fingers 3401 to 3403 (first to third fingers) as a gripping portion.

これらの指3401〜3403は、リンク351、352、353と、回転駆動される関節J1〜J5によって互いに相対変位するよう制御され、これにより把持の対象物(後述の各ワーク)を把持、または把持開放するように動作する。この構成では、関節J1〜J5は5つあり、従って、このハンド300の指(3401〜3403)は全体で5自由度のこれら関節J1〜J5によって駆動される。   These fingers 3401 to 3403 are controlled so as to be displaced relative to each other by the links 351, 352, and 353 and the joints J1 to J5 that are rotationally driven, thereby grasping or grasping an object to be grasped (each work described later). Operates to open. In this configuration, there are five joints J1 to J5. Therefore, the fingers (3401 to 3403) of the hand 300 are driven by these joints J1 to J5 having a total of 5 degrees of freedom.

ハンド300の各指(3401〜3403)駆動伝達系の一部を構成するリンク351〜353は、例えば図示のような、いわゆる平行四節リンク機構である。この構成により、各指(3401〜3403)は互いに例えば平行姿勢を保持したまま開閉することができる。   The links 351 to 353 constituting a part of each finger (3401 to 3403) drive transmission system of the hand 300 are so-called parallel four-bar linkage mechanisms as shown in the figure, for example. With this configuration, the fingers (3401 to 3403) can be opened and closed while maintaining a parallel posture, for example.

各指(3401〜3403)の相対変位を制御するためのリンク351、352、353は、それぞれ関節J1、J2、J3によって駆動される。   Links 351, 352, and 353 for controlling the relative displacement of each finger (3401 to 3403) are driven by joints J1, J2, and J3, respectively.

また、本実施形態では、3本の指のうち、2本の指3402、3403(第2指と第3指)はそれぞれ1自由度の関節J4、J5によって旋回駆動できるよう構成されている。これにより、指3401(第1指)に対する、指3402、3403(第2指と第3指)の旋回姿勢を制御することができる。これにより、例えば後述の図5に示すように多様なワークの形状に応じて、指3401〜3403の把持形態を変更することができる。   In the present embodiment, two fingers 3402 and 3403 (second finger and third finger) out of the three fingers are configured to be driven to rotate by joints J4 and J5 having one degree of freedom, respectively. Accordingly, the turning posture of the fingers 3402 and 3403 (second finger and third finger) with respect to the finger 3401 (first finger) can be controlled. Accordingly, for example, as shown in FIG. 5 described later, the gripping form of the fingers 3401 to 3403 can be changed according to various workpiece shapes.

上記の指3401〜3403の駆動機構は、アーム本体200の先端に装着されるハンド300の基部36上に支持される。図2に示したxyz座標系は、基部36の中心軸361が通る、例えば基部36の上面上の1点などを原点としたハンド座標系である。   The driving mechanism for the fingers 3401 to 3403 is supported on the base 36 of the hand 300 attached to the tip of the arm body 200. The xyz coordinate system shown in FIG. 2 is a hand coordinate system in which the center axis 361 of the base portion 36 passes, for example, one point on the upper surface of the base portion 36 as an origin.

図2において、指3402、3403の関節J4、J5を結ぶよう、直線で簡略図示した支持部363は、例えばハンド座標系(xyz)のy軸と平行に基部36の中心軸361上に支持される。また、指3401の関節J1は、便宜上、L字型で図示した支持部362を介して、基部36上で関節J4、J5と同じ高さに支持される。   In FIG. 2, the support portion 363, which is simply illustrated by a straight line so as to connect the joints J <b> 4 and J <b> 5 of the fingers 3402 and 3403, is supported on the central axis 361 of the base portion 36 in parallel with the y axis of the hand coordinate system (xyz), for example. The For convenience, the joint J1 of the finger 3401 is supported at the same height as the joints J4 and J5 on the base portion 36 via a support portion 362 illustrated in an L shape.

関節J4、J5は互いに独立に動作させても良いが、本実施形態では関節J4、J5は互いに逆回転で同一の駆動量ずつ駆動される。これにより、本実施形態では、常時、指3401(第1指)に対して、指3402、3403(第2指と第3指)が対称的な旋回姿勢を取るよう制御される。本実施形態では、関節J4、J5による指3402、3403の旋回角度は、便宜上、上記y軸と平行な関節J4、J5の支持部363に対する角度を用いて表現する。   The joints J4 and J5 may be operated independently of each other, but in the present embodiment, the joints J4 and J5 are driven in reverse rotation with each other by the same drive amount. Thereby, in this embodiment, it is controlled so that the fingers 3402 and 3403 (second finger and third finger) always take a symmetrical turning posture with respect to the finger 3401 (first finger). In the present embodiment, the turning angle of the fingers 3402 and 3403 by the joints J4 and J5 is expressed using the angle of the joints J4 and J5 parallel to the y axis with respect to the support portion 363 for convenience.

例えば、図2の図示は、関節J4、J5が支持部363(ないしは上記y軸)に対してそれぞれ90°をなす時の3指対向配置を示している。また、関節J4、J5を図2の状態から、同図の矢印の方向にそれぞれ90°だけ回転させた状態の角度は、以下では0°と表現する。また、関節J4、J5を図2の状態から、同図の矢印の方向にそれぞれ60°だけ回転させた状態の角度は、以下では30°と表現する。本実施形態では、例えば後述の図5などに関しては、関節J4、J5の回転角度について、上記のような数値表現を行うことがある。   For example, the illustration of FIG. 2 shows a three-finger facing arrangement when the joints J4 and J5 are each 90 ° with respect to the support portion 363 (or the y-axis). Further, the angle when the joints J4 and J5 are rotated from the state of FIG. 2 by 90 ° in the direction of the arrow in the drawing is expressed as 0 ° below. Further, the angle when the joints J4 and J5 are rotated from the state of FIG. 2 by 60 ° in the direction of the arrow in the drawing is expressed as 30 ° below. In the present embodiment, for example, with reference to FIG. 5 described later, the numerical values as described above may be expressed for the rotation angles of the joints J4 and J5.

また、図2において、ハンド300の関節J1〜J5には、各関節を各々駆動する駆動手段としてモータ311〜315が設けられる。指のリンクは、モータ311〜315に直結した各々減速機321〜325を介して駆動される。減速機321〜325、力センサ341、342、各指のリンクは、把持方向に対してバネ性(弾性)を有しており、後述の撓み補正にて指先位置が補正される。また、モータ311〜315にはモータの各々の回転角度を検知するエンコーダ331〜335が設けられる。   In FIG. 2, motors 311 to 315 are provided at the joints J1 to J5 of the hand 300 as driving means for driving the joints. The finger links are driven via speed reducers 321 to 325 directly connected to motors 311 to 315, respectively. The speed reducers 321 to 325, the force sensors 341 and 342, and the link of each finger have a spring property (elasticity) in the gripping direction, and the fingertip position is corrected by bending correction described later. In addition, the motors 311 to 315 are provided with encoders 331 to 335 that detect the rotation angles of the motors.

制御装置、例えば後述のCPU501は、エンコーダ331〜335の出力値を用いて、上記の各関節J1〜J5の回転角度を計算することができる。その場合、制御装置、例えば後述のCPU501は、減速機321〜325の減速比を用いてエンコーダ331〜335の出力値を各関節J1〜J5の回転角度に変換することができる。   A control device, for example, a CPU 501 described later, can calculate the rotation angles of the joints J1 to J5 using the output values of the encoders 331 to 335. In that case, a control device, for example, a CPU 501 described later, can convert the output values of the encoders 331 to 335 into the rotation angles of the joints J1 to J5 using the reduction ratios of the speed reducers 321 to 325.

本実施形態では、指3401と3402(第1指、第2指)の先端にそれぞれ力センサ341、342を設けてあり、これらの指に加わる把持力を検出することができる。ただし、本実施形態では、力センサは少なくとも把持対象物の把持に用いられる1本の指に配置されていればよい。本実施形態で指3401と3402に力センサ341、342を設けているのは、後述の対象物を把持する時の各指の相対姿勢の異なる複数の把持パターンによって、複数指の1部、少なくとも1本の指の力センサで把持力を検出できるようにするためである。ただし、ワークの形態、ハンド300の実行可能な把持態様(後述の把持パターン)の仕様に応じて、括弧書きで図2中に示したように指3403にも力センサ343を配置するような構成であってもよい。これにより、ワークの形態などに応じて、ハンド300の実行可能な把持態様(後述の把持パターン)を拡張できる可能性がある。   In this embodiment, force sensors 341 and 342 are provided at the tips of fingers 3401 and 3402 (first finger and second finger), respectively, and the gripping force applied to these fingers can be detected. However, in this embodiment, the force sensor should just be arrange | positioned at one finger | toe used for the holding | grip of the holding object at least. In the present embodiment, the force sensors 341 and 342 are provided on the fingers 3401 and 3402 because at least one part of the plurality of fingers is included depending on a plurality of grip patterns in which the relative postures of the fingers differ when gripping an object described later. This is because the gripping force can be detected by a single finger force sensor. However, the configuration in which the force sensor 343 is also arranged on the finger 3403 as shown in FIG. 2 in parentheses according to the specifications of the form of the work and the gripping mode that can be executed by the hand 300 (a gripping pattern described later). It may be. Accordingly, there is a possibility that the gripping mode (a gripping pattern described later) that can be executed by the hand 300 can be expanded according to the form of the workpiece.

ハンド制御装置500は、図1に示すように、マイクロプロセッサなどから成るCPU501と、このCPU501にバス接続されたROM502、RAM503、汎用信号インターフェイス504、モータドライバ505などから構成される。ROM502には、ハンド300を制御するプログラム(後述の撓み補正を行なうためのプログラムを含む)が格納される。   As shown in FIG. 1, the hand control device 500 includes a CPU 501 including a microprocessor and the like, and a ROM 502, a RAM 503, a general-purpose signal interface 504, a motor driver 505, and the like connected to the CPU 501 by a bus. The ROM 502 stores a program for controlling the hand 300 (including a program for performing deflection correction described later).

後述の把持指令テーブル511、および、ハンド300の各指の相対姿勢を変更した場合の、特定の相対姿勢ごとに補正係数を格納した補正係数テーブル512は、例えばRAM503の記憶領域に配置することができる。あるいは装置の実装仕様などによって、これらのテーブルメモリがROM化可能である場合には、これらのテーブル(511、512)はROM502の記憶領域に配置してもよい。   A gripping command table 511, which will be described later, and a correction coefficient table 512 storing correction coefficients for each specific relative posture when the relative posture of each finger of the hand 300 is changed may be arranged in a storage area of the RAM 503, for example. it can. Alternatively, these tables (511, 512) may be arranged in the storage area of the ROM 502 if these table memories can be ROMized according to the mounting specifications of the apparatus.

さらに、RAM503はCPU501による演算実行時の一時記憶用のメモリや必要に応じて設定されるレジスタ領域としても使用される。汎用信号インターフェイス504は、アーム制御装置400などに対する入出力装置として機能する。モータドライバ505は、CPU501で計算されたモータ電流指令値に基づいて、ハンド300の各指の開閉(相対変位)、旋回を制御する5軸のモータ311、312、313、314、315へそれぞれ電流制御した上で電流を供給する。   Further, the RAM 503 is also used as a temporary storage memory when the CPU 501 executes an operation and as a register area set as necessary. The general-purpose signal interface 504 functions as an input / output device for the arm control device 400 and the like. Based on the motor current command value calculated by the CPU 501, the motor driver 505 supplies current to the 5-axis motors 311, 312, 313, 314, 315 that controls the opening / closing (relative displacement) and turning of each finger of the hand 300. Supply current with control.

なお、本実施形態では、アーム制御装置400と、ハンド制御装置500を別体の制御装置として示しているが、これらの制御装置はロボット装置の実装によっては一体をなしていてもよい。即ち、アーム本体200およびハンド300を制御する共通の制御装置が1つ配置され、本実施形態においてアーム制御装置400およびハンド制御装置500がそれぞれ実行する制御として説明する制御をこの共通の制御装置で実行する構成であってもよい。この構成は、ハンドの制御装置がロボットアームの制御も行い、また逆にロボットアームの制御装置がハンドの制御も行う構成、と考えることができる。   In this embodiment, the arm control device 400 and the hand control device 500 are shown as separate control devices, but these control devices may be integrated depending on the implementation of the robot apparatus. That is, one common control device for controlling the arm main body 200 and the hand 300 is arranged, and in this embodiment, the control described as the control executed by the arm control device 400 and the hand control device 500 is performed by this common control device. It may be configured to execute. This configuration can be considered as a configuration in which the hand control device also controls the robot arm, and conversely, the robot arm control device also controls the hand.

図6は、本実施形態に係る把持指令テーブルの構成の一例を示している。同図の把持指令テーブル511は、主にハンド全体設定6001、と、各関節の制御パラメータ6002の各フィールドから成り、把持指令の番号毎に把持パターン、モード、および制御パラメータを格納したレコードが配列される(6003)。ハンド全体設定6001の部分には、把持指令の番号毎に把持パターン、把持モードが格納される。制御パラメータ6002の部分には、ハンド300の各関節J1、J2、J3、J4、J5の位置指令値、力指令値の項目を格納する。   FIG. 6 shows an example of the configuration of the grip command table according to the present embodiment. The grip command table 511 in FIG. 11 mainly includes fields for the entire hand setting 6001 and the control parameters 6002 for each joint, and records storing grip patterns, modes, and control parameters for each grip command number are arranged. (6003). In the hand whole setting 6001 portion, a grip pattern and a grip mode are stored for each grip command number. The control parameter 6002 stores items of position command values and force command values of the joints J1, J2, J3, J4, and J5 of the hand 300.

なお、後述の数式などにおいてサフィックス表記となっている部分については、本明細書の数式を除く文中や、各図中においては、判読性を考慮し、錯誤の可能性の少ないものについては、必ずしもサフィックス表記を用いないものとする。   Note that the suffix notation in the mathematical formulas and the like described later is not necessarily in the sentence excluding the mathematical formulas in this specification or in each figure, considering the legibility and having little possibility of error. Suffix notation shall not be used.

図6において、把持パターンは、ハンド300の関節J1〜J5を位置制御(P)するか、力制御(F)するかを示す記述したデータである。本実施形態では、位置制御する関節をP、力制御する関節をFとし、記号(P、F)の順番を各モータ番号に対応させるものとする。そして、本実施形態では、把持パターンは以下の3種類が設定される。つまり、[PPPPP(すべての関節を位置制御)]、[FPPPP(関節J1のみ力制御、残りの関節J2、J3、J4、J5は位置制御)]、[PFPPP(関節J2のみ力制御、残りの関節J1、J3、J4、J5は位置制御))]の3種類である。特に、把持パターンが[FPPPP]の場合は3指での把持に、また、[PFPPP]の場合は2指での把持に適用される。   In FIG. 6, the grip pattern is data describing whether position control (P) or force control (F) of the joints J1 to J5 of the hand 300 is performed. In this embodiment, the joint for position control is P, the joint for force control is F, and the order of symbols (P, F) is made to correspond to each motor number. In the present embodiment, the following three types of grip patterns are set. That is, [PPPPP (position control of all joints)], [FPPPP (force control only for joint J1, and remaining joints J2, J3, J4, J5 are position control)], [PFPPP (force control only for joint J2, remaining control) There are three types of joints J1, J3, J4, and J5: position control))]. In particular, when the grip pattern is [FPPPP], it is applied to gripping with three fingers, and when it is [PFPPP], it is applied to gripping with two fingers.

また、本実施形態では、把持モードのフィールドには外形把持と内形把持のいずれかを示すデータが設定される。外形把持とは、ハンド300の複数の指によってワークを外側から把持する把持モード、内形把持とはワークを内側から把持する把持モードである(図5参照)。   In this embodiment, data indicating either outer shape gripping or inner shape gripping is set in the gripping mode field. The external gripping is a gripping mode in which a workpiece is gripped from the outside by a plurality of fingers of the hand 300, and the internal gripping is a gripping mode in which the workpiece is gripped from the inside (see FIG. 5).

なお、上記の把持パターンや、把持モード(外形把持/内形把持)は、ハンド300の各指によって把持対象物たるワークを把持する把持力の方向情報と考えてもよい。   Note that the above-described gripping pattern and gripping mode (outer shape gripping / inner shape gripping) may be considered as direction information of gripping force for gripping a workpiece as a gripping object by each finger of the hand 300.

また、各関節J1、J2、J3、J4、J5の位置指令値、力指令値のフィールドには、把持パターンでPが設定された関節では駆動源のモータの位置指令値が、把持パターンでFが設定された関節ではモータは力指令値が設定される。各モータの位置指令値は、各指を開閉(相対変位)される関節J1、J2、J3の場合は、把持ストロークに対応した値が設定される(単位mm)。関節J4、J5の場合は把持するときの角度に対応した値が設定される(単位deg)。また、各関節の力指令値は、各指の先端に発生させる把持力に対応した値が設定される(単位N)。本実施形態では、関節J1、J2のみが力指令値を設定して力制御できるような仕様となっている。   Further, in the position command value and force command value fields of the joints J1, J2, J3, J4, and J5, the position command value of the motor of the driving source is F in the grip pattern in the joint for which P is set in the grip pattern. The force command value is set for the motor at the joint for which is set. The position command value of each motor is set to a value corresponding to the gripping stroke (unit: mm) in the case of joints J1, J2, J3 that open and close (relative displacement) each finger. In the case of the joints J4 and J5, a value corresponding to the angle at which the joint is held is set (unit deg). The force command value for each joint is set to a value corresponding to the gripping force generated at the tip of each finger (unit N). In the present embodiment, the specifications are such that only the joints J1 and J2 can perform force control by setting a force command value.

図6において、位置制御される指、および力制御される指には、位置指令値および力指令値の補正前の初期値Xrefが格納される。ここで、図6において、指令番号(1)([PPPPP])は、全ての関節をワークのサイズや細部の形状に応じて位置制御する場合に相当し、位置指令値の初期値Xrefは全て0になっている。また、例えば指令番号(2)([FPPPP]:関節J1のみ力制御)は、関節J4、J5を30°(deg)設定とする(図5のワークW1aの3指等配把持に対応)把持制御である。この指令番号(2)([FPPPP]:関節J1のみ力制御)の把持制御では、関節J1の力指令値の初期値Xrefが10(N)、他の2指の関節の位置指令値の初期値Xrefが0(mm)になっている。   In FIG. 6, the position command value and the initial value Xref before correction of the force command value are stored in the finger whose position is controlled and the finger whose force is controlled. Here, in FIG. 6, the command number (1) ([PPPPP]) corresponds to the case where the positions of all the joints are controlled according to the size of the workpiece and the shape of the details, and the initial values Xref of the position command values are all 0. Further, for example, command number (2) ([FPPPP]: force control only for joint J1) sets joints J4 and J5 to 30 ° (deg) (corresponding to three fingers equally gripping work W1a in FIG. 5). Control. In the grip control of the command number (2) ([FPPPP]: force control only for the joint J1), the initial value Xref of the force command value of the joint J1 is 10 (N), and the initial position command values of the other two finger joints. The value Xref is 0 (mm).

図6の把持指令テーブルには、ハンド300の制御仕様に応じて、選択可能な把持指令に対応する制御パラメータを把持指令の番号に関連づけて種々配置しておくことができる。   In the grip command table of FIG. 6, various control parameters corresponding to selectable grip commands can be arranged in association with the grip command numbers in accordance with the control specifications of the hand 300.

図7は、本実施形態に係る補正係数テーブルの構成の一例を示している。補正係数テーブル512は、把持パターン(7001)、把持モード(7002)、関節J4、J5の位置指令値(7003)各々の設定組合せに応じて補正係数a2、b2、a3、b3(7004)を格納する。   FIG. 7 shows an example of the configuration of the correction coefficient table according to the present embodiment. The correction coefficient table 512 stores correction coefficients a2, b2, a3, and b3 (7004) according to the combination of each of the grip pattern (7001), the grip mode (7002), and the position command values (7003) of the joints J4 and J5. To do.

本実施例では、1指を力制御し、他の2指または1指を位置制御するものとし、図7の補正係数テーブル512は、後述の式(例えば式(2)〜(4))によって補正量(ΔX)を算出するための補正係数a2、b2、a3、b3を格納する。この補正係数aまたはbの1つめのサフィックスは第1指〜第3指の番号に対応する。   In this embodiment, it is assumed that one finger is subjected to force control and the other two fingers or one finger is subjected to position control, and the correction coefficient table 512 in FIG. 7 is expressed by an expression (for example, expressions (2) to (4)) described later. The correction coefficients a2, b2, a3, b3 for calculating the correction amount (ΔX) are stored. The first suffix of the correction coefficient a or b corresponds to the first to third finger numbers.

また、図7の補正係数テーブル512に設定される補正係数a2、b2、a3、b3の数値a21〜a24、b21〜b24、a31〜a36、b31〜b36(実際は数値)は、校正(実験)によって予め求めておく。これらの補正係数aまたはbの2つめのサフィックスは、便宜上、表の配置順に応じで漸増するよう定めたデータ番号に相当する。   Further, the numerical values a21 to a24, b21 to b24, a31 to a36, and b31 to b36 (actual values) of the correction coefficients a2, b2, a3, and b3 set in the correction coefficient table 512 of FIG. Find in advance. The second suffix of these correction coefficients a or b corresponds to a data number determined to increase gradually according to the arrangement order of the table for convenience.

補正係数a2、b2、a3、b3の数値a21〜a24、b21〜b24、a31〜a36、b31〜b36(実際は数値)を取得する校正方法としては、把持パターン、把持モード、関節J4、J5の位置指令値の各場合に応じて補正係数を分けておく。そして、各場合分けに応じて、組立で使用する範囲の把持力内で何点か基準ワークを用いて撓み量を実測しておき、最小二乗法などでそのとき生じた撓み量を打消すような補正量となるように補正係数a2、b2、a3、b3を求めることにより算出する。   As calibration methods for obtaining the correction coefficients a2, b2, a3, b3 numerical values a21 to a24, b21 to b24, a31 to a36, b31 to b36 (actually numerical values), the gripping pattern, the gripping mode, the positions of the joints J4 and J5 The correction coefficient is divided according to each case of the command value. Then, according to each case, measure the amount of deflection using the reference workpiece within the gripping force in the range used for assembly, and cancel the amount of deflection caused by the least square method. The correction coefficients a2, b2, a3, and b3 are calculated so as to obtain a correct correction amount.

図3は、ハンド制御装置500の制御機能(制御工程)の概略構成を擬似的なブロック図の形態で示したものである。ハンド制御装置500の制御機能(制御工程)は補正量計算部520(補正量計算工程)を含む。また、補正量計算部520(補正量計算工程)で取得した補正量に応じて把持部(各指)を相対変位させる駆動源を制御する駆動制御機能(駆動制御工程)として、指令値生成部530、モータ制御部541〜545、モータドライバ505を含む。   FIG. 3 shows a schematic configuration of a control function (control process) of the hand control device 500 in the form of a pseudo block diagram. The control function (control process) of the hand control device 500 includes a correction amount calculation unit 520 (correction amount calculation process). In addition, as a drive control function (drive control process) that controls a drive source that relatively displaces the gripping part (each finger) according to the correction amount acquired by the correction amount calculation unit 520 (correction amount calculation step), a command value generation unit 530, motor control units 541 to 545, and a motor driver 505 are included.

補正量計算部520は、ハンド300がワークW1を力制御で把持する場合、後述する撓み補正方法に従い、位置制御する指の補正量を計算する。指令値生成部530は、把持指令と把持指令テーブル511に基づいて、各モータ311〜315への制御モード(位置制御、あるいは、力制御)と各モータ311〜315への指令値を各モータ制御部541〜545に送信する。なお、各モータ311〜315への指令値は、各モータ311〜315への制御モードが位置制御の場合は位置指令値に、各モータ311〜315への制御モードが力制御の場合は力指令値になる。   When the hand 300 grips the workpiece W1 by force control, the correction amount calculation unit 520 calculates the correction amount of the finger whose position is controlled according to a deflection correction method described later. Based on the grip command and grip command table 511, the command value generation unit 530 controls the control mode (position control or force control) for each motor 311 to 315 and the command value to each motor 311 to 315 for each motor control. To the units 541 to 545. The command values for the motors 311 to 315 are position command values when the control mode for the motors 311 to 315 is position control, and force commands when the control mode for the motors 311 to 315 is force control. Value.

なお、本実施形態では、便宜上、関節J1、J2のそれぞれのモータ311、312のみ位置制御と力制御のどちらかが選択でき、関節J3、J4、J5のそれぞれのモータ313〜315は位置制御のみ可能な仕様であるものとする。また、指令値生成部530は、ハンド300がワークW1を力制御で把持する場合、補正量計算部520で計算された補正量に基づき、位置指令値を補正した上で各モータ制御部541〜545に送信する。   In the present embodiment, for convenience, only position control or force control can be selected for only the motors 311 and 312 of the joints J1 and J2, and the motors 313 to 315 of the joints J3, J4 and J5 can only be position control. It shall be a possible specification. In addition, when the hand 300 grips the workpiece W1 by force control, the command value generation unit 530 corrects the position command value based on the correction amount calculated by the correction amount calculation unit 520, and then sets each motor control unit 541-541. To 545.

各モータのモータ制御部541〜545は、指令値生成部530から渡された制御モードに応じてモータドライバ505へ各モータ311〜315の電流指令値を渡す。モータ制御部541〜545の機能は、同一でありここではこれら各モータ制御部の構成を示すため、関節J1のモータ制御部541の構成を図10に示す。   The motor control units 541 to 545 of each motor pass the current command values of the motors 311 to 315 to the motor driver 505 according to the control mode passed from the command value generation unit 530. Since the functions of the motor control units 541 to 545 are the same, and the configuration of each of these motor control units is shown here, the configuration of the motor control unit 541 of the joint J1 is shown in FIG.

図10において、モータ311への制御モードが位置制御の場合は、位置指令値とエンコーダ331からの値に基づき、位置制御部546でフィードバック制御を行い、電流指令値を出力する。モータ311への制御モードが力制御の場合は、力指令値と力センサ341からの値に基づき、力制御部547でフィードバック制御を行い、電流指令値を出力する。制御モード切替部548は、アナログスイッチやマルチプレクサから構成され、モータ311への制御モードに基づいて、位置制御部546、あるいは、力制御部547の電流指令値を選択してモータドライバ505へ出力する。   In FIG. 10, when the control mode for the motor 311 is position control, the position control unit 546 performs feedback control based on the position command value and the value from the encoder 331, and outputs a current command value. When the control mode for the motor 311 is force control, the force control unit 547 performs feedback control based on the force command value and the value from the force sensor 341, and outputs a current command value. The control mode switching unit 548 includes an analog switch and a multiplexer, and selects a current command value of the position control unit 546 or the force control unit 547 based on a control mode for the motor 311 and outputs the current command value to the motor driver 505. .

図4は、本実施形態に係る補正計算部(補正量計算工程)の機能構成を示している。図4において、補正量計算部520は、補正係数選択部521と補正量演算部522から構成される。補正係数選択部521は、アーム制御装置400から送信された把持指令の番号と把持指令テーブル511(図6)に基づいて、把持指令の番号に対応する把持パターン、把持モード、関節J4、J5の位置指令値の初期値(Xref)を抽出する。   FIG. 4 shows a functional configuration of the correction calculation unit (correction amount calculation step) according to the present embodiment. In FIG. 4, the correction amount calculation unit 520 includes a correction coefficient selection unit 521 and a correction amount calculation unit 522. Based on the grip command number and grip command table 511 (FIG. 6) transmitted from the arm control device 400, the correction coefficient selection unit 521 determines the grip pattern, grip mode, and joints J4 and J5 corresponding to the grip command number. An initial value (Xref) of the position command value is extracted.

次に、抽出した把持パターン、把持モード、関節J4、J5の位置指令値と、補正係数テーブル512に基づいて、対応する補正係数を選択する。補正量演算部522は、補正係数選択部521で選択された補正係数と、把持指令テーブル511の力指令値と位置指令値に基づいて、位置制御する指の撓み補正量(ΔXref)を演算する。   Next, a corresponding correction coefficient is selected based on the extracted gripping pattern, gripping mode, position command values of the joints J4 and J5, and the correction coefficient table 512. The correction amount calculation unit 522 calculates the deflection correction amount (ΔXref) of the finger whose position is to be controlled based on the correction coefficient selected by the correction coefficient selection unit 521, the force command value and the position command value in the grip command table 511. .

ここで、図1のワークW1は、ワークW2と嵌合するための組付部(凹部)を有するものとする。また、ワークW2はワークW1と嵌合するための組付部(凸部)を有する。そして、図1のロボット装置は、ハンド300でワークW1を把持して、その状態でアーム本体200によりワークW1をW2と両者の組付部が整合する位置まで搬送し、両者を嵌合(組付)させる。   Here, the work W1 of FIG. 1 has an assembly part (concave part) for fitting with the work W2. Moreover, the workpiece | work W2 has an assembly | attachment part (convex part) for fitting with the workpiece | work W1. The robot apparatus of FIG. 1 grips the workpiece W1 with the hand 300, and in that state, the arm body 200 transports the workpiece W1 to a position where the assembly portion of W2 and both is aligned, and the two are fitted (assembled). Append)

ここで、図5は、本実施形態に係るワーク種類の一例を示した説明図である。本実施形態では、ハンド300で把持するワークW1は、3種類の形状(5001:ワークW1a、ワークW1b、ワークW1c)があるものとする。図5では、ワーク種類(5001)ごとに、その把持形態(5002)、把持パターン(5003)、制御形態(5004)を示している。   Here, FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a work type according to the present embodiment. In the present embodiment, it is assumed that the workpiece W1 gripped by the hand 300 has three types of shapes (5001: workpiece W1a, workpiece W1b, workpiece W1c). FIG. 5 shows a gripping form (5002), a gripping pattern (5003), and a control form (5004) for each work type (5001).

なお、制御形態(5004)の簡略図示において、図中水平の1点鎖線が図2のy軸の方向に、垂直の1点鎖線が図2のX軸の方向に相当している。また、把持制御形態(5004)の図示では、各ワーク種類に応じて、力制御される指(3401または3402)と位置制御される指(3402と3403)を破線の有無で区別している。   In the simplified illustration of the control mode (5004), the horizontal one-dot chain line in the figure corresponds to the y-axis direction in FIG. 2, and the vertical one-dot chain line corresponds to the X-axis direction in FIG. In the drawing of the grip control form (5004), the force-controlled finger (3401 or 3402) and the position-controlled finger (3402 and 3403) are distinguished by the presence or absence of a broken line according to each work type.

ここで、ワークW1aは、円筒や球形の把持対象物で、円形断面を有する物体であり、ハンド300の把持形態(5002)は3指等配(関節J4、J5が共に30°)で、ハンド300の把持モードを外形把持として把持する。ワークW1aは3指把持なので、把持パターン(5003)は[FPPPP]が選択される。ワークW1bは、矩形物体でハンド300の把持形態を3指対向(関節J4、J5が共に90°)で、把持モードを外形把持で把持する。ワークW1bは3指把持なので、把持パターンは[FPPPP]が選択される。   Here, the workpiece W1a is a cylindrical or spherical object to be gripped and is an object having a circular cross section, and the gripping form (5002) of the hand 300 is three fingers equally distributed (both joints J4 and J5 are 30 °). The gripping mode of 300 is gripped as external gripping. Since the workpiece W1a is gripped by three fingers, [FPPPP] is selected as the gripping pattern (5003). The workpiece W1b is a rectangular object, and grips the gripping mode of the hand 300 with three fingers facing each other (joint J4 and J5 are both 90 °), and grips the gripping mode with external gripping. Since the workpiece W1b is gripped by three fingers, [FPPPP] is selected as the gripping pattern.

また、ワークW1cは、矩形物体でハンド300の把持形態を2指対向(関節J4、J5が共に0°)で、把持モードを内形把持で把持する。ワークW1cは2指把持なので、把持パターンは[PFPPP]が選択される。   In addition, the workpiece W1c is a rectangular object, and the gripping mode of the hand 300 is opposed to two fingers (joints J4 and J5 are both 0 °), and the gripping mode is gripped with an internal gripping. Since the workpiece W1c is gripped by two fingers, [PFPPP] is selected as the gripping pattern.

ここで、本実施形態において、例えばハンド制御装置500によって行うワークW1を把持する際の指位置の撓み補正によって、把持位置を補正する制御について説明する。本実施形態では、位置の補正は把持方向のみに行うものとする。   Here, in this embodiment, for example, control for correcting the gripping position by correcting the deflection of the finger position when gripping the workpiece W1 performed by the hand control device 500 will be described. In this embodiment, position correction is performed only in the gripping direction.

本実施形態における把持制御は、概略、図8のフローチャートのような制御によって構成される。図8の把持制御は、例えばハンド制御装置500のCPU501によって実行可能な制御プログラムとして記述することができる。その場合、この制御プログラムは、例えばROM502(あるいはHDDや各種フラッシュメモリのような外部記憶装置)に格納しておくことができる。   The grip control in the present embodiment is roughly configured by control as shown in the flowchart of FIG. The grip control in FIG. 8 can be described as a control program that can be executed by the CPU 501 of the hand control device 500, for example. In this case, this control program can be stored in, for example, the ROM 502 (or an external storage device such as an HDD or various flash memories).

図8の把持制御において、ハンド制御装置500は、まず補正量計算部520で把持力である力指令値から撓み補正量を計算する(ステップS10)。位置補正する指(第i指)の補正量ΔXrefi(i=2,3)を下記の数式によって示すような補正演算によって計算する。   In the grip control of FIG. 8, the hand control device 500 first calculates a deflection correction amount from a force command value that is a grip force by the correction amount calculation unit 520 (step S10). The correction amount ΔXrefi (i = 2, 3) of the finger (i-th finger) whose position is to be corrected is calculated by a correction operation as shown by the following mathematical formula.

次に、指令値生成部530で補正量ΔXrefi(i=2,3)に基づき補正した位置指令値X’refiを例えば下記の式(1)のような演算によって算出され、各モータ制御部541〜545に渡される(ステップS20)。   Next, the position command value X′refi corrected by the command value generation unit 530 based on the correction amount ΔXrefi (i = 2, 3) is calculated by, for example, the following equation (1), and each motor control unit 541 is calculated. To 545 (step S20).

Figure 2018075681
Figure 2018075681

ただし、上式(1)において、Xrefiは位置補正する指(i)の補正前の位置指令値である。この位置指令値Xrefiは図6中に図示した指令値(の初期値)に相当する。   However, in the above equation (1), Xrefi is a position command value before correction of the finger (i) whose position is corrected. This position command value Xrefi corresponds to the command value (initial value) illustrated in FIG.

続いて、各モータ制御部541〜545は、上記の指令値X’refiに基づき、ハンド300を動作させる(ステップS30)。   Subsequently, the motor control units 541 to 545 operate the hand 300 based on the command value X′refi (step S30).

ここで、ステップS10について、図9を参照してより詳しく説明する。まず、補正係数選択部521が図7の補正係数テーブル512を参照して補正係数を選択する(ステップS11)。例えば、図7の補正係数テーブル512の場合、ワークW1aを把持する時は、補正係数a2、b2、a3、b3として、それぞれa21、b21、a31、b31(実際は数値)が選択される。   Here, step S10 will be described in more detail with reference to FIG. First, the correction coefficient selection unit 521 selects a correction coefficient with reference to the correction coefficient table 512 of FIG. 7 (step S11). For example, in the case of the correction coefficient table 512 of FIG. 7, when gripping the workpiece W1a, a21, b21, a31, and b31 (actually numerical values) are selected as the correction coefficients a2, b2, a3, and b3, respectively.

同様に、ワークW1bを把持する場合、補正係数a2、b2、a3、b3として、それぞれa22、b22、a32、b32(実際は数値)が選択され、ワークW1cを把持する場合、補正係数a3、b3として、a36、b36(実際は数値)が選択される。   Similarly, when gripping the workpiece W1b, a22, b22, a32, b32 (actually numerical values) are selected as the correction coefficients a2, b2, a3, b3, respectively, and when gripping the workpiece W1c, the correction coefficients a3, b3 are selected. , A36, b36 (actually numerical values) are selected.

次に、補正量演算部522で補正係数と把持力から補正量が演算される(ステップS12)。例えば、ワークW1aを把持する場合、補正量ΔXref2,ΔXref3は例えば下式(2)で演算する。   Next, the correction amount is calculated from the correction coefficient and the gripping force in the correction amount calculation unit 522 (step S12). For example, when gripping the workpiece W1a, the correction amounts ΔXref2, ΔXref3 are calculated by, for example, the following equation (2).

Figure 2018075681
Figure 2018075681

ここで、指3401(第1指)に生じさせる把持力は、Fref1とする。なお、位置指令の初期値やその補正量であるXref、ΔXrefは、各指を把持(閉方向)に移動させる時のその移動方向に沿った変位量であるものとする。そしてこれらの位置指令値によって各指を相対変位させる時の相対変位量が決定されることになる。   Here, the gripping force generated on the finger 3401 (first finger) is assumed to be Fref1. It is assumed that the initial value of the position command and the correction amounts Xref and ΔXref are the displacement amounts along the moving direction when each finger is moved in the gripping (closing direction). The relative displacement amount when each finger is relatively displaced is determined by these position command values.

また、ワークW1bを把持する場合、補正量ΔXref2,ΔXref3は例えば下式(3)で演算する。   Further, when gripping the workpiece W1b, the correction amounts ΔXref2 and ΔXref3 are calculated by the following equation (3), for example.

Figure 2018075681
Figure 2018075681

同様に、ワークW1cを把持する場合は、補正量Xref3は数式4で演算する。   Similarly, when gripping the workpiece W1c, the correction amount Xref3 is calculated by Equation 4.

Figure 2018075681
Figure 2018075681

この時、指3402(第2指)に生じさせる把持力がFref2である。   At this time, the gripping force generated on the finger 3402 (second finger) is Fref2.

上記の把持制御において、ワークW1aとワークW1bは同じ3指把持であるが、関節J4、J5の角度が異なる。そのため、同じ把持力でワークW1aとワークW1bを持っても、指2、3に生じる撓みは異なる。このため、上記のように補正係数テーブル512から異なる補正係数(a2、b2、a3、b3)を読み出して用いる。これにより、各指(各把持部)の相対姿勢に応じて適切な把持位置補正を行うことができる。   In the above grip control, the workpiece W1a and the workpiece W1b are the same three-finger grip, but the angles of the joints J4 and J5 are different. For this reason, even if the workpiece W1a and the workpiece W1b are held with the same gripping force, the bending generated in the fingers 2, 3 is different. Therefore, different correction coefficients (a2, b2, a3, b3) are read from the correction coefficient table 512 and used as described above. Thereby, appropriate gripping position correction can be performed according to the relative posture of each finger (each gripping part).

本実施形態のハンド制御装置500によれば、上記のような撓み補正を含む把持制御を行うことができる。このため、図5のように関節J4、J5が異なる把持形態に対しても高精度な把持位置補正を行うことができ、ワークの位置決め精度を大きく向上させることができる。また、力検出のための力センサは、実際に把持に作用する指の少なくとも1本に配置されていればよく、例えば全指に力センサを配置する必要がなく、ハードウェア構成が簡単安価で済む。また、例えば全指の力制御状態に応じて位置制御量を決定するような複雑な制御過程を必要とせず、高速かつ応答性の良いハンド制御が可能である。   According to the hand control device 500 of the present embodiment, it is possible to perform grip control including the above-described deflection correction. For this reason, as shown in FIG. 5, even with respect to gripping forms having different joints J4 and J5, highly accurate gripping position correction can be performed, and the positioning accuracy of the workpiece can be greatly improved. In addition, the force sensor for detecting force may be disposed on at least one finger that actually acts on gripping. For example, it is not necessary to dispose force sensors on all fingers, and the hardware configuration is simple and inexpensive. That's it. Further, for example, it is possible to perform hand control with high speed and high responsiveness without requiring a complicated control process in which the position control amount is determined according to the force control state of all fingers.

なお、外形把持と内形把持については、一般的に減速機321〜325にはバックラッシュがあるので、同じ把持力を所持させても指先の撓み量に違いが生じる可能性がある。しかしながら、本実施形態のハンド制御装置500によれば、外形把持と内形把持のような把持モードの違いに応じて異なる補正係数を補正係数テーブル512に格納するようにしている。このため、ハンド300の関節J1〜J5にバックラッシュがあっても、高精度な把持位置補正を行うことができ、ワークの位置決め精度を向上させることができる。ここで、例えば、把持力10Nにて把持する場合、指先先端換算の各指の駆動系の剛性係数を50N/mmとすると、指先の撓み量は10N/(50N/mm)=0.2mm程度のオーダで生じる。本実施形態の撓み補正を用いることで、ワーク位置決め精度は0.2mm程度向上させることができる。   As for the external grip and the internal grip, the speed reducers 321 to 325 generally have backlash, so that even if the same gripping force is held, there is a possibility that a difference occurs in the amount of bending of the fingertip. However, according to the hand control device 500 of the present embodiment, different correction coefficients are stored in the correction coefficient table 512 according to the difference in gripping mode such as outer gripping and inner gripping. For this reason, even if there is a backlash in the joints J1 to J5 of the hand 300, highly accurate gripping position correction can be performed, and the positioning accuracy of the workpiece can be improved. Here, for example, when gripping with a gripping force of 10 N, if the stiffness coefficient of the drive system of each finger converted to the tip of the fingertip is 50 N / mm, the deflection amount of the fingertip is about 10 N / (50 N / mm) = 0.2 mm Occurs on the order of By using the deflection correction of this embodiment, the workpiece positioning accuracy can be improved by about 0.2 mm.

以上説明したように、本実施形態によれば、把持力による指位置の撓みをハンド300で補正し、高精度な把持位置補正を行うことができ、ワークの位置決め精度を向上させることができる。本実施形態によれば、補正係数テーブル512を適宜作成しておくことにより、ハンドの機械的仕様に応じて高精度な把持位置補正を行うことができる。例えば、細かいワークに対応するため先端を細長くしてあるハンド、ワーク保護のためハンドの先端が大きな弾性を持つハンドの場合でも、構成に応じて適切かつ高精度な把持位置補正が可能である。このことは、トルクを付加すると軸が捩れやすい波動歯車を減速機に用いたハンドなどにおいても、構成に応じて適切かつ高精度な把持位置補正が可能であることを意味する。また、同様の作用効果は、指先の把持力を検知するためにセンサ自身がその力で撓む必要がある力センサが搭載されているハンドに対しても期待できる。   As described above, according to the present embodiment, the deflection of the finger position due to the gripping force can be corrected by the hand 300, the highly accurate gripping position correction can be performed, and the workpiece positioning accuracy can be improved. According to the present embodiment, by appropriately creating the correction coefficient table 512, it is possible to perform highly accurate gripping position correction according to the mechanical specifications of the hand. For example, even in the case of a hand having a long and narrow tip for handling a fine work and a hand having a large elasticity for protecting the work, the gripping position can be corrected appropriately and accurately depending on the configuration. This means that the gripping position can be corrected appropriately and with high accuracy according to the configuration even in a hand or the like using a wave gear that is easily twisted when the torque is applied to the speed reducer. A similar effect can also be expected for a hand equipped with a force sensor that requires the sensor to bend by that force in order to detect the gripping force of the fingertip.

また、実際の製品ないし部品の製造ラインでは、組立工程のサイクルタイムを短縮するために組立時のハンドの把持力の指令初期値(各Xref)を変更するような事態も予想される。本実施形態によれば、このような変更が生じた場合でも、ワークの位置決め精度を劣化させずにワークを把持することができ、アームの位置調整なしに組立を行うことができる。   Further, in an actual product or part production line, it is expected that the command initial value (each Xref) of the gripping force of the hand at the time of assembly is changed in order to shorten the cycle time of the assembly process. According to the present embodiment, even when such a change occurs, the workpiece can be gripped without deteriorating the positioning accuracy of the workpiece, and assembly can be performed without adjusting the position of the arm.

また、上記の実施形態で示したハンドをロボットアームに用いて、対象物であるワークを把持して、工業製品ないしはその部品を組み立てる製造ラインを構成することができる。その場合、本実施形態によれば、ワークの把持位置精度を大きく向上でき、高速かつ精度の高い製品ないし部品の組み立て作業を自動的に実行することができる。   Moreover, the hand shown in said embodiment can be used for a robot arm, the workpiece which is a target object can be hold | gripped, and the manufacturing line which assembles an industrial product or its components can be comprised. In this case, according to the present embodiment, the workpiece gripping position accuracy can be greatly improved, and a high-speed and high-precision product or component assembly operation can be automatically executed.

<実施形態2>
上述の実施形態1では、ワーク(W1)の剛性(ないしは弾性)などの条件を考慮しておらず、ワーク(W1)が把持力によって変形せず、ワーク寸法についてばらつきがなく決まった寸法であることを前提としていた。しかしながら、本発明は、把持対象物たるワークが把持装置たるハンドの把持力によって変形し、ワーク寸法についてばらつきが生じる可能性がある場合において実施できるものである。
<Embodiment 2>
In the first embodiment described above, conditions such as the rigidity (or elasticity) of the workpiece (W1) are not taken into account, and the workpiece (W1) is not deformed by the gripping force, and the workpiece dimensions are determined with no variation. It was assumed that. However, the present invention can be implemented in the case where a workpiece as a gripping object is deformed by a gripping force of a hand as a gripping device and there is a possibility that variations in workpiece dimensions may occur.

本実施形態2では、把持対象物たるワークの剛性係数を用いて、把持位置の補正を行う把持制御を例示する。本実施形態2は、例えばワークの剛性係数を既知であって、ワークの把持方向の寸法には公差の範囲でばらつきが含まれ、ワークを所定把持位置(例えばハンドの中心位置など)で位置決めしたい場合に、実施することができる。   The second embodiment exemplifies gripping control for correcting the gripping position using the stiffness coefficient of the workpiece that is the gripping object. In the second embodiment, for example, the stiffness coefficient of the workpiece is known, the dimension in the gripping direction of the workpiece includes variation within a tolerance range, and the workpiece is to be positioned at a predetermined gripping position (for example, the center position of the hand). In some cases.

図11は、図5と同様の様式によって、本実施形態2に係るワークの一例を示している。以下では、実施形態2として、図11に示すようなワークW1dの組立を行う場合の把持制御について説明する。以下では、ハードウェアや制御系の構成について、異なる部分について図示し、また説明するものとし、実施形態1と同様の部分については上述同様の構成ならびに作用が可能であるものとし、その詳細な説明は省略するものとする。   FIG. 11 shows an example of a workpiece according to the second embodiment in the same manner as in FIG. Hereinafter, as a second embodiment, grip control in the case of assembling the workpiece W1d as illustrated in FIG. 11 will be described. In the following, regarding the configuration of the hardware and the control system, different portions will be shown and described, and the same configuration and operation as those described above will be possible for the same portions as the first embodiment, and detailed description thereof will be given. Shall be omitted.

また、以下では、実施形態1と同一ないし同等の部材や制御機能については、同一ないし類似の参照符号表記を用いる。特にハンド300の関節や力センサなどの配置に係るハードウェア構成は、実施形態1の図2に示したものと同等であるものとする。   In the following description, the same or similar reference symbols are used for the same or equivalent members and control functions as in the first embodiment. In particular, the hardware configuration relating to the arrangement of the joints and force sensors of the hand 300 is the same as that shown in FIG.

ワークW1dは、実施形態1の図1のワークW1と同様に、ワークW2が組付くための組付部(凹部)を有するものとする。ワークW1dは、例えば、矩形断面の物体(ワーク種類:5001)で、ハンド300の把持形態(5002)は2指対向(関節J4、J5が共に0°)、把持パターン(5003)は外形把持とする。把持制御形態(5004)に示すように、ワークW1dは2指把持であり、制御パターンは[PFPPP]が選択される。また、ワークW1dは、2指および3指で把持する方向の寸法にばらつきがあるものとする。また、ワークW1dは、剛体ではなくバネ性を有し、本実施形態では10N/mmの剛性係数を有するものとする。   The workpiece W1d has an assembly portion (concave portion) for assembling the workpiece W2 in the same manner as the workpiece W1 of FIG. The workpiece W1d is, for example, an object having a rectangular cross section (work type: 5001), the gripping form (5002) of the hand 300 is opposed to two fingers (joint J4 and J5 are both 0 °), and the gripping pattern (5003) is external gripping. To do. As shown in the grip control form (5004), the workpiece W1d is gripping with two fingers, and [PFPPP] is selected as the control pattern. Also, it is assumed that the workpiece W1d has variations in dimensions in the direction of gripping with two fingers and three fingers. The workpiece W1d is not a rigid body but has a spring property, and in this embodiment, has a stiffness coefficient of 10 N / mm.

本実施形態では、実施形態1と同様に、ロボットシステム100を用い、ロボットシステム100は、アーム本体200、ハンド300、アーム制御装置400、ハンド制御装置500を備えるものとする。同様に、組立用部品であるワークW1dは、ワーク載置台S1上に載置され、被組立対象物であるワークW2は、ワーク固定台S2上に固定されている。同様に、ワークW1dとワークW2の組立は、アーム本体200とハンド300を用いてワークW1dを移動させることにより、ワークW1dをワークW2の組付部に嵌合させることで行う。   In this embodiment, similarly to the first embodiment, the robot system 100 is used, and the robot system 100 includes an arm main body 200, a hand 300, an arm control device 400, and a hand control device 500. Similarly, the workpiece W1d, which is an assembly component, is placed on the workpiece mounting table S1, and the workpiece W2, which is an assembly target object, is fixed on the workpiece fixing table S2. Similarly, the workpiece W1d and the workpiece W2 are assembled by moving the workpiece W1d using the arm main body 200 and the hand 300 to fit the workpiece W1d to the assembly portion of the workpiece W2.

実施形態1と差異がある部分は、ハンド制御装置500とワークW1dである。以下に、実施形態1と差異があるハンド制御装置500とワークW1dについて説明する。ハンド制御装置500は、実施形態1と同様に、図1に示すCPU501、ROM502、RAM503、汎用信号インターフェイス504、モータドライバ505などから構成される。実施形態1と差異がある部分は、ROM502とRAM503に格納される情報である。ROM502には、後述する第二の実施形態における撓み補正を実現するハンド300の制御プログラムが格納される。また、RAM503には、把持指令テーブル511’、補正係数テーブル512を格納する。   The differences from the first embodiment are the hand control device 500 and the workpiece W1d. Below, the hand control apparatus 500 and workpiece | work W1d which are different from Embodiment 1 are demonstrated. As in the first embodiment, the hand control device 500 includes the CPU 501, ROM 502, RAM 503, general-purpose signal interface 504, motor driver 505, and the like shown in FIG. A part different from the first embodiment is information stored in the ROM 502 and the RAM 503. The ROM 502 stores a control program for the hand 300 that realizes the deflection correction in the second embodiment to be described later. The RAM 503 stores a grip command table 511 ′ and a correction coefficient table 512.

本実施形態では、把持指令テーブル511’は図12に示すように例えば構成する。図12は、実施形態1の図6(把持指令テーブル511)と同等の形式で、把持指令テーブル511’の内容を示している。ここでは把持指令テーブル511’の各関節の制御パラメータ6002のフィールド、特に最右端のフィールドとして、図6の把持指令テーブル511の内容に加え、ワーク情報としてワークW1dの剛性係数のフィールド追加した構成となっている。上記の通り、図12では、この剛性係数のフィールドには、把持指令番号(2)に相当する把持制御で把持されるワーク(W1d)の剛性係数(単位N/mm)として、上記の10(N/mm)が格納されている。特に、把持指令番号(2)の把持制御は、関節J1、J3〜J5をそれぞれ0mm,50mm,0deg,0degに位置制御し、J2を10Nにて外形把持するものとなっている。   In the present embodiment, the grip command table 511 'is configured as shown in FIG. FIG. 12 shows the contents of the grip command table 511 ′ in the same format as FIG. 6 (grip command table 511) of the first embodiment. Here, as a field of the control parameter 6002 of each joint of the grip command table 511 ′, particularly the rightmost field, in addition to the content of the grip command table 511 of FIG. 6, a field of rigidity coefficient of the work W1d is added as work information. It has become. As described above, in FIG. 12, in the field of the stiffness coefficient, the stiffness coefficient (unit N / mm) of the workpiece (W1d) gripped by the grip control corresponding to the grip command number (2) is 10 ( N / mm) is stored. In particular, in the grip control of the grip command number (2), the positions of the joints J1, J3 to J5 are controlled to 0 mm, 50 mm, 0 deg, and 0 deg, respectively, and J2 is gripped by 10N.

ハンド制御装置500の制御要素は、実施形態1の図3のものと同様に、補正量計算部520、指令値生成部530、モータ制御部541〜545、モータドライバ505からなる。実施形態1と差異がある部分は、補正量計算部520である。本実施形態2の補正量計算部520は、ハンド300がワークW1dを力制御で把持する場合、後述の演算によって、位置制御する指の補正量を取得する。   The control elements of the hand control device 500 include a correction amount calculation unit 520, a command value generation unit 530, motor control units 541 to 545, and a motor driver 505, as in the case of FIG. A portion different from the first embodiment is a correction amount calculation unit 520. When the hand 300 grips the workpiece W1d by force control, the correction amount calculation unit 520 of the second embodiment acquires the correction amount of the finger whose position is to be controlled by calculation described later.

補正量計算部520は、実施形態1の図4と同様に、補正係数選択部521と補正量演算部522から構成される。補正係数選択部521は、実施形態1と同様である。本実施形態において、実施形態1と差異がある部分は、補正量演算部522である。本実施形態の補正量演算部522は、補正係数選択部521で選択された補正係数と、把持指令テーブル511’の力指令値、位置指令値、および、ワークW1dの剛性係数と、力センサ341、342の力現在値に基づいて、位置制御する指の補正量を演算する。   The correction amount calculation unit 520 includes a correction coefficient selection unit 521 and a correction amount calculation unit 522 as in FIG. 4 of the first embodiment. The correction coefficient selection unit 521 is the same as that in the first embodiment. In the present embodiment, a portion different from the first embodiment is a correction amount calculation unit 522. The correction amount calculation unit 522 of the present embodiment includes the correction coefficient selected by the correction coefficient selection unit 521, the force command value of the grip command table 511 ′, the position command value, the stiffness coefficient of the workpiece W1d, and the force sensor 341. , 342, the correction amount of the finger whose position is to be controlled is calculated based on the current force value.

ここで、本実施形態におけるハンド制御装置500の、ワークW1dを把持する際の把持位置制御について説明する。前提条件として、位置の補正は、把持方向のみに行うものとし、ワークW1dの位置決めは、ワークの把持方向の中心位置で行うものとする。   Here, gripping position control when gripping the workpiece W1d of the hand control device 500 in the present embodiment will be described. As a precondition, the position correction is performed only in the gripping direction, and the workpiece W1d is positioned at the center position in the gripping direction of the workpiece.

上述したハンド制御装置500により撓み補正を行う手順は、実施形態1の図8と同様である。ただし、図8のステップS10の演算は、実施形態1の場合と異なっており、以下では、図13を参照してこのステップS10の演算につき説明する。   The procedure for performing the deflection correction by the hand control device 500 described above is the same as that in FIG. 8 of the first embodiment. However, the calculation in step S10 in FIG. 8 is different from that in the first embodiment. Hereinafter, the calculation in step S10 will be described with reference to FIG.

図13において、まず、補正係数選択部521で補正係数テーブル512に基づいて補正係数が選択される(ステップS13)。例えば、ワークW1dを把持する場合、補正係数a3、b3として、それぞれa35、b35(実際は数値)が選択される。   In FIG. 13, first, the correction coefficient selection unit 521 selects a correction coefficient based on the correction coefficient table 512 (step S13). For example, when gripping the workpiece W1d, a35 and b35 (actually numerical values) are selected as the correction coefficients a3 and b3, respectively.

ここで、図12のようにハンド300の指3402、3403でワークW1d把持する場合、ワークの剛性の関与は各指3402、3403がワークW1dと接触してこれを把持した前と後で異なる。従って、本実施形態のようにワークの剛性を考慮した把持制御では、ステップS14のように各指3402、3403がワークW1dと接触してこれを把持した把持状態か否かを判定する。そして、把持状態が成立する前は剛性情報を用いた補正制御(位置制御)を行い、把持状態が成立した後では、剛性情報を用いずワークの実寸法を用いた補正制御(位置制御)を行う。   Here, as shown in FIG. 12, when the work W1d is gripped by the fingers 3402 and 3403 of the hand 300, the involvement of the rigidity of the work is different from before and after each finger 3402 and 3403 is in contact with and grips the work W1d. Therefore, in the grip control considering the rigidity of the workpiece as in the present embodiment, it is determined whether or not the fingers 3402 and 3403 are in contact with the workpiece W1d and are gripped as in step S14. Then, before the gripping state is established, correction control (position control) using rigidity information is performed, and after the gripping state is established, correction control (position control) using the actual dimensions of the workpiece is performed without using the rigidity information. Do.

ステップS14のワークW1dの把持前か否かの判定は、例えば補正量演算部522で力センサ342の出力値、即ち把持力の変化を監視することによって行うことができる。例えば、把持前は力センサ342には外力が加わっていないが、各指3402、3403がワークW1dと接触した時点で力センサ342は外力に応じた検出値を出力し始める。ワークW1dの把持前か否かの判定はこのような力センサ342の出力変化を介して検出することができる。ただし、ワークW1dの把持前か否かの判定は、例えば指の駆動源である各モータ311〜315の駆動量(モータ312の駆動電流値など)の変化や、エンコーダを介して検出した各指3402、3403の(相対)変位量の変化を介して検出してもよい。   Whether or not the workpiece W1d is before gripping in step S14 can be determined, for example, by monitoring the output value of the force sensor 342, that is, the change in gripping force, by the correction amount calculation unit 522. For example, an external force is not applied to the force sensor 342 before gripping, but the force sensor 342 starts to output a detection value corresponding to the external force when each finger 3402, 3403 comes into contact with the workpiece W1d. The determination as to whether or not the workpiece W1d is before being gripped can be detected through such an output change of the force sensor 342. However, whether or not the workpiece W1d is before gripping is determined by, for example, changes in the driving amounts (such as the driving current value of the motor 312) of the motors 311 to 315, which are the driving sources of the fingers, It may be detected via a change in the (relative) displacement amount of 3402, 3403.

ステップS14において、力センサ342の出力変化を介してワークW1dの把持前か否かの判定を行う場合は、次のような演算を行う。例えば、力センサ342の現在の検出値をF2とすると、ステップS14は式(5)の不等式に示すような判定を行うことにより実現される。   In step S14, when it is determined whether or not the workpiece W1d is before gripping via the output change of the force sensor 342, the following calculation is performed. For example, if the current detection value of the force sensor 342 is F2, step S14 is realized by making a determination as shown by the inequality of equation (5).

Figure 2018075681
Figure 2018075681

ただし、上式(5)中のεは力センサ342の最小力分解能に相当する。数式5を満たす場合は、把持前であると判定しステップS15に進み、数式5を満たさない場合は把持状態が成立したと判定し、ステップS16に進む。   However, ε in the above equation (5) corresponds to the minimum force resolution of the force sensor 342. If Expression 5 is satisfied, it is determined that it is before gripping, and the process proceeds to Step S15. If Expression 5 is not satisfied, it is determined that a gripping state is established, and the process proceeds to Step S16.

ステップS14で式(5)の条件を満たし、ステップS15に進んだ場合は、ハンド300はワークW1dを把持する前の状態である。この場合、補正量演算部522で補正係数a3、b3と、さらに把持指令テーブル511’のワーク剛性係数、把持力である力指令値(Fref)から補正量を演算する。この場合のワークW1dの把持では、補正量は例えば下式(6)で演算する。   When the condition of Expression (5) is satisfied in step S14 and the process proceeds to step S15, the hand 300 is in a state before gripping the workpiece W1d. In this case, the correction amount calculation unit 522 calculates the correction amount from the correction coefficients a3 and b3, the work stiffness coefficient of the gripping command table 511 ', and the force command value (Fref) that is the gripping force. In gripping the workpiece W1d in this case, the correction amount is calculated by the following equation (6), for example.

Figure 2018075681
Figure 2018075681

ここで、位置補正する指3403(第3指)の補正量がΔXref3、指3402(第2指)に生じさせる把持力がFref2、指ワークの剛性係数がKwであるものとする。上式(6)により、ハンド制御装置500はワークの撓みFref2/(2Kw)を考慮した撓み補正を含む位置制御を行うことができる。これにより、ハンド300はワークW1d把持する直前の状態でワーク1dの把持方向の中心位置で位置決めすることができる。   Here, it is assumed that the correction amount of the finger 3403 (third finger) for position correction is ΔXref3, the gripping force generated on the finger 3402 (second finger) is Fref2, and the stiffness coefficient of the finger work is Kw. By the above equation (6), the hand control device 500 can perform position control including deflection correction in consideration of workpiece deflection Fref2 / (2Kw). Thereby, the hand 300 can be positioned at the center position in the gripping direction of the workpiece 1d immediately before gripping the workpiece W1d.

一方、ステップS14で式(5)の条件を満たさず、把持後であると判定しステップS16に進んだ場合は、補正量演算部522で補正係数a3、b3と、力センサ342の現在の出力値(力覚値)から補正量を演算する。この場合のワークW1dの把持では、例えば補正量は下式(7)で演算する。   On the other hand, if it is determined in step S14 that the condition of the expression (5) is not satisfied and it is after gripping and the process proceeds to step S16, the correction amount calculation unit 522 uses the correction coefficients a3 and b3 and the current output of the force sensor 342. The correction amount is calculated from the value (force value). In gripping the workpiece W1d in this case, for example, the correction amount is calculated by the following equation (7).

Figure 2018075681
Figure 2018075681

ここで、位置補正する指3403(第3指)の補正量がΔXref3、力センサ342の出力値がF2、指3402(第2指)の位置情報の現在値がX2、指3403(第3指)の位置情報の現在値がX3であるものとする。なお、指3402、3403の位置情報の現在値(X2、X3)は、エンコーダ332、333の値と減速機322、323の減速比などから計算することができる。   Here, the correction amount of the finger 3403 (third finger) for position correction is ΔXref3, the output value of the force sensor 342 is F2, the current value of the position information of the finger 3402 (second finger) is X2, and the finger 3403 (third finger). ) Of the position information is X3. The current values (X2, X3) of the position information of the fingers 3402, 3403 can be calculated from the values of the encoders 332, 333, the reduction ratios of the speed reducers 322, 323, and the like.

上式(7)により、エンコーダ332、333の値から実際のワークW1dの幅のずれ(X2−X3)/2を推定し、同ワークを把持すべき把持位置を補正することができる。これにより、ワークW1dの寸法について公差がある場合においても、ハンド300はワークW1dを把持した状態でワークの把持方向の中心位置で位置決めすることができる。   By the above equation (7), the actual deviation (X2-X3) / 2 of the width of the workpiece W1d can be estimated from the values of the encoders 332 and 333, and the gripping position where the workpiece should be gripped can be corrected. Thereby, even when there is a tolerance for the dimension of the workpiece W1d, the hand 300 can be positioned at the center position in the gripping direction of the workpiece while gripping the workpiece W1d.

本実施形態によれば、例えば、把持力10Nにて把持する場合、指先先端換算の指駆動部の剛性係数を50N/mmとすると、指先の撓み量は10N/(50N/mm)=0.2mmとなる。また、ワークW1dの把持方向のばらつきを±0.06mmとすると、本実施形態の撓み補正を用いることで、ワーク位置決め精度は0.23mm(=0.2mm+0.06/2)程度、向上させることができる。   According to the present embodiment, for example, when gripping with a gripping force of 10 N, if the stiffness coefficient of the finger driving unit converted to the tip of the fingertip is 50 N / mm, the deflection amount of the fingertip is 10 N / (50 N / mm) = 0. 2 mm. Further, if the variation in the gripping direction of the workpiece W1d is ± 0.06 mm, the workpiece positioning accuracy is improved by about 0.23 mm (= 0.2 mm + 0.06 / 2) by using the deflection correction of this embodiment. Can do.

以上説明したように、本実施形態の把持制御によれば、ワークの剛性情報を用いて把持位置を補正するための補正演算を行うことができる。このため、ワークが把持力によって変形し、ワーク寸法にばらつきが生じる可能性がある場合でも、把持力による指の撓みをハンドの指先位置で補正することができ、高精度な把持位置制御が可能であり、ワーク位置決め精度を向上させることができる。   As described above, according to the grip control of the present embodiment, it is possible to perform a correction calculation for correcting the grip position using the rigidity information of the workpiece. For this reason, even when the workpiece is deformed by the gripping force and the workpiece dimensions may vary, the deflection of the finger due to the gripping force can be corrected at the fingertip position of the hand, enabling highly accurate gripping position control. Thus, the workpiece positioning accuracy can be improved.

なお、以上述べた実施形態1および実施形態2の撓み補正における制御手順は例えばハンド制御装置500により実行される。従って上述した機能を実現するソフトウェアのプログラムを記録した記録媒体をハンド制御装置500に供給し、ハンド制御装置500のCPU501が記録媒体に格納されたプログラムを読み出し実行することによって達成されるよう構成することができる。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、プログラム自体およびそのプログラムを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。ただし、アーム制御装置400がハンド300の制御も行うように構成されている場合には、上述の把持制御は、アーム制御装置400側で実施してもよい。その場合には、上述の把持制御を行うための制御プログラムは、アーム制御装置400の制御プログラムの一部として実装することも可能である。   Note that the control procedure in the deflection correction of the first and second embodiments described above is executed by the hand control device 500, for example. Accordingly, the recording medium storing the software program for realizing the above-described functions is supplied to the hand control device 500, and the CPU 501 of the hand control device 500 is configured to be read and executed. be able to. In this case, the program itself read from the recording medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the program itself and the recording medium on which the program is recorded constitute the present invention. However, when the arm control device 400 is configured to also control the hand 300, the above-described grip control may be performed on the arm control device 400 side. In that case, the control program for performing the above-described grip control can be implemented as a part of the control program of the arm control device 400.

また、上述の各実施形態では、コンピュータで読み取り可能な記録媒体がROM502或いはRAM503であり、ROM502或いはRAM503にプログラムが格納される場合について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。本発明を実施するためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、プログラムを供給するための記録媒体としては、HDD、外部記憶装置、記録ディスクなどを用いることができる。   In each of the above-described embodiments, the case where the computer-readable recording medium is the ROM 502 or the RAM 503 and the program is stored in the ROM 502 or the RAM 503 has been described. However, the present invention is limited to such a form. is not. The program for carrying out the present invention may be recorded on any recording medium as long as it is a computer-readable recording medium. For example, an HDD, an external storage device, a recording disk, or the like can be used as a recording medium for supplying the program.

本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給しそのシステムまたは装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。   The present invention provides a process of supplying a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and reading or executing the program by one or more processors in the computer of the system or apparatus But it is feasible. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

100…ロボットシステム、200…アーム本体、300…ハンド、3401〜3402…指(第1指〜第3指)、311〜315…モータ、321〜325…減速機、331〜335…エンコーダ、341、342…力センサ、351〜353…リンク、400…アーム制御装置、500…ハンド制御装置、501…CPU、502…ROM(記録媒体)、503…RAM(記録媒体)、504…汎用信号インターフェイス、505…モータドライバ、511、511’…把持指令テーブル、512…補正係数テーブル、520…補正量計算部、521…補正係数選択部、522…補正量演算部、530…指令値生成部、541〜545…モータ制御部、546…位置制御部、547…力制御部、548…制御モード切替部、600…基台、J1、J2、J3、J4、J5…関節、S1…ワーク載置台、S2…ワーク固定台、W1、W2…ワーク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Robot system, 200 ... Arm main body, 300 ... Hand, 3401-3402 ... Finger (1st finger-3rd finger), 311-315 ... Motor, 321-325 ... Reduction gear, 331-335 ... Encoder, 341, 342 ... Force sensor, 351 to 353 ... Link, 400 ... Arm controller, 500 ... Hand controller, 501 ... CPU, 502 ... ROM (recording medium), 503 ... RAM (recording medium), 504 ... General-purpose signal interface, 505 ... Motor driver, 511, 511 '... Grasping command table, 512 ... Correction coefficient table, 520 ... Correction amount calculation unit, 521 ... Correction coefficient selection unit, 522 ... Correction amount calculation unit, 530 ... Command value generation unit, 541-545 ... motor control unit, 546 ... position control unit, 547 ... force control unit, 548 ... control mode switching unit, 600 ... base J1, J2, J3, J4, J5 ... joint, S1 ... work rest, S2 ... work fixing table, W1, W2 ... workpiece.

Claims (17)

複数の把持部が把持対象物を把持する把持力に応じて、複数の前記把持部の相対変位量を制御し、前記把持対象物の把持位置を制御する把持装置の制御方法において、
前記把持力と、複数の前記把持部の相対姿勢に対応し前記把持力に応じて前記把持位置を補正するための補正係数と、に基づき、前記把持位置を補正する補正量を計算する補正量計算工程と、
前記補正量に基づいて、前記把持部を相対変位させる駆動源を制御する駆動制御工程と、
を含む把持装置の制御方法。
In a control method of a gripping device that controls a relative displacement amount of the plurality of gripping units according to a gripping force by which a plurality of gripping units grip a gripping target, and controls a gripping position of the gripping target,
A correction amount for calculating a correction amount for correcting the gripping position based on the gripping force and a correction coefficient for correcting the gripping position according to the gripping force corresponding to the relative postures of the plurality of gripping units. Calculation process;
A drive control step of controlling a drive source for relatively displacing the gripping portion based on the correction amount;
A method for controlling a gripping device including:
請求項1に記載の把持装置の制御方法において、複数の前記把持部の相対姿勢を特定の相対姿勢に変更し、前記補正量計算工程において、記憶装置に格納された前記特定の相対姿勢に対応する補正係数を読み出して、前記把持力と、前記記憶装置から読み出した前記補正係数と、に基づき、前記把持位置を補正する補正量を計算する把持装置の制御方法。   The control method of the gripping device according to claim 1, wherein the relative postures of the plurality of gripping units are changed to a specific relative posture, and the correction amount calculation step corresponds to the specific relative posture stored in the storage device. A method for controlling a gripping device, which reads a correction coefficient to be calculated and calculates a correction amount for correcting the gripping position based on the gripping force and the correction coefficient read from the storage device. 請求項2に記載の把持装置の制御方法において、前記把持装置が、前記把持部を旋回させる旋回機構を備え、前記把持対象物を把持させる際の複数の前記把持部の相対姿勢を特定の相対姿勢に変更し、前記補正量計算工程において、記憶装置に格納された前記特定の相対姿勢に対応する補正係数を読み出して、前記把持力と、前記記憶装置から読み出した前記補正係数と、に基づき、前記把持位置を補正する補正量を計算する把持装置の制御方法。   The control method of the gripping device according to claim 2, wherein the gripping device includes a turning mechanism for turning the gripping portion, and the relative postures of the plurality of gripping portions when gripping the gripping object are specified relative to each other. In the correction amount calculation step, the correction coefficient corresponding to the specific relative attitude stored in the storage device is read out, and based on the gripping force and the correction coefficient read out from the storage device. A method for controlling a gripping device that calculates a correction amount for correcting the gripping position. 請求項1から3のいずれか1項に記載の把持装置の制御方法において、前記把持装置に前記把持力を検出する力センサが設けられ、複数の前記把持部の1部を前記力センサにより検出された前記把持力に応じて力制御し、他の前記把持部を位置制御して前記把持対象物を把持する把持装置の制御方法。   4. The gripping device control method according to claim 1, wherein the gripping device is provided with a force sensor that detects the gripping force, and a part of the plurality of gripping portions is detected by the force sensor. 5. A method for controlling a gripping device that grips the gripping object by performing force control according to the gripping force that has been performed and controlling the position of another gripping portion. 請求項1から4のいずれか1項に記載の把持装置の制御方法において、前記補正量計算工程において、前記把持力と、前記補正係数に加え、複数の前記把持部によって前記把持対象物を把持する把持力の方向情報と、に基づき前記補正量を計算する把持装置の制御方法。   5. The gripping device control method according to claim 1, wherein, in the correction amount calculation step, in addition to the gripping force and the correction coefficient, the gripping object is gripped by a plurality of gripping units. A gripping device control method for calculating the correction amount based on direction information of gripping force to be performed. 請求項5に記載の把持装置の制御方法において、前記把持力の方向情報が、前記把持部によって前記把持対象物を外形把持するか、または内形把持するかを区別する情報を含む把持装置の制御方法。   The gripping device control method according to claim 5, wherein the direction information of the gripping force includes information for distinguishing whether the gripping object grips the gripping object by an external shape or an internal shape. Control method. 請求項1から6のいずれか1項に記載の把持装置の制御方法において、前記補正量計算工程において、前記把持力と、前記補正係数に加え、前記把持対象物の剛性情報と、に基づき前記補正量を計算する把持装置の制御方法。   The gripping apparatus control method according to any one of claims 1 to 6, wherein, in the correction amount calculation step, based on the gripping force and rigidity information of the gripping object in addition to the correction coefficient. A method of controlling a gripping device that calculates a correction amount. 請求項7に記載の把持装置の制御方法において、前記把持力、または前記駆動源の駆動量の変化を介して複数の前記把持部によって前記把持対象物を把持した把持状態を検出した後、前記補正量計算工程、および前記駆動制御工程を実行する把持装置の制御方法。   The method of controlling a gripping device according to claim 7, wherein after detecting a gripping state in which the gripping object is gripped by a plurality of the gripping units via a change in the gripping force or the driving amount of the drive source, A correction amount calculation step, and a gripping device control method for executing the drive control step. 請求項1から8のいずれか1項に記載の各工程を前記把持装置に実行させるための制御プログラム。   The control program for making the said holding | gripping apparatus perform each process of any one of Claim 1 to 8. 請求項9に記載の制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium storing the control program according to claim 9. 複数の把持部が把持対象物を把持する把持力に応じて、複数の前記把持部の相対変位量を制御し、複数の前記把持部によって把持している前記把持対象物の把持位置を制御する把持装置において、
前記把持力と、複数の前記把持部の相対姿勢に対応し前記把持力に応じて前記把持位置を補正するための補正係数と、に基づき、前記把持位置を補正する補正量を計算し、計算した前記補正量に基づいて、前記把持位置が目標把持位置となるよう、前記把持部を相対変位させる駆動源を制御する制御装置を備えた把持装置。
The relative displacement amounts of the plurality of gripping units are controlled according to the gripping force with which the plurality of gripping units grip the gripping object, and the gripping positions of the gripping objects gripped by the plurality of gripping units are controlled. In the gripping device,
A correction amount for correcting the gripping position is calculated based on the gripping force and a correction coefficient for correcting the gripping position according to the gripping force corresponding to the relative postures of the plurality of gripping units, and calculating A gripping device provided with a control device that controls a drive source for relatively displacing the gripping portion so that the gripping position becomes a target gripping position based on the correction amount.
把持対象物を把持する複数の把持部と、前記複数の把持部を相対変位させる駆動源と、複数の前記把持部が把持対象物を把持する把持力を検出する力センサと、前記力センサが検出した前記把持力に応じて、前記駆動源を介して複数の前記把持部の相対変位量を制御する制御装置と、を備えた把持装置において、
前記制御装置は、前記力センサが検出した前記把持力と、複数の前記把持部の相対姿勢に対応し前記把持力に応じて前記把持対象物の把持位置を補正するための補正係数と、に基づき、前記把持位置を補正する補正量を計算し、計算した前記補正量に基づいて、前記駆動源を制御する把持装置。
A plurality of gripping units for gripping a gripping object; a drive source for relatively displacing the plurality of gripping parts; a force sensor for detecting a gripping force by which the plurality of gripping parts grip the gripping object; and the force sensor In a gripping device comprising: a control device that controls a relative displacement amount of the plurality of gripping portions via the drive source according to the detected gripping force;
The control device includes the gripping force detected by the force sensor and a correction coefficient for correcting a gripping position of the gripping object according to the gripping force corresponding to a relative posture of the plurality of gripping units. A gripping device that calculates a correction amount for correcting the gripping position and controls the drive source based on the calculated correction amount.
請求項12に記載の把持装置において、前記把持対象物を把持する際の複数の前記把持部の相対姿勢を変更する姿勢制御部と、前記把持部の特定の相対姿勢ごとに対応する補正係数を格納した記憶装置と、を備え、前記制御装置は、前記姿勢制御部を介して、複数の前記把持部の相対姿勢を特定の相対姿勢に変更し、当該の特定の相対姿勢に対応する補正係数を前記記憶装置から読み出して、前記把持力と、前記記憶装置から読み出した前記補正係数と、に基づき、前記把持位置を補正する補正量を計算する把持装置。   The gripping device according to claim 12, wherein a posture control unit that changes a relative posture of the plurality of gripping units when gripping the gripping object, and a correction coefficient corresponding to each specific relative posture of the gripping unit. A storage device stored therein, and the control device changes a relative posture of the plurality of gripping units to a specific relative posture via the posture control unit, and a correction coefficient corresponding to the specific relative posture A gripping device that calculates a correction amount for correcting the gripping position based on the gripping force and the correction coefficient read from the storage device. 請求項13に記載の把持装置において、前記姿勢制御部が、前記把持部を旋回させる旋回機構を備え、前記制御装置は、前記姿勢制御部の前記旋回機構を介して、複数の前記把持部で前記把持対象物を把持させる際の複数の前記把持部の相対姿勢を特定の相対姿勢に変更し、当該の特定の相対姿勢に対応する補正係数を前記記憶装置から読み出し、前記把持力と、前記記憶装置から読み出した前記補正係数と、に基づき、前記把持位置を補正する補正量を計算する把持装置。   The gripping device according to claim 13, wherein the posture control unit includes a turning mechanism for turning the gripping unit, and the control device includes a plurality of gripping units via the turning mechanism of the posture control unit. The relative postures of the plurality of gripping portions when gripping the gripping object are changed to a specific relative posture, a correction coefficient corresponding to the specific relative posture is read from the storage device, the gripping force, and the A gripping device that calculates a correction amount for correcting the gripping position based on the correction coefficient read from the storage device. 請求項12から14のいずれか1項に記載の把持装置を備えたロボットアームを含むロボット装置。   The robot apparatus containing the robot arm provided with the holding | grip apparatus of any one of Claim 12 to 14. 請求項15に記載のロボット装置において、前記制御装置が、前記ロボットアームの位置姿勢を制御するロボット装置。   The robot apparatus according to claim 15, wherein the control apparatus controls a position and orientation of the robot arm. 請求項15または16に記載のロボット装置の前記ロボットアームが備える前記把持装置によって前記対象物を把持して部品を組み立てる部品の製造方法。   The manufacturing method of the components which hold | grips the target object with the said holding device with which the said robot arm of the robot apparatus of Claim 15 or 16 is assembled, and assemble components.
JP2016219936A 2016-11-10 2016-11-10 Gripping device control method, program, recording medium, gripping device, robot device, and manufacturing method of parts Active JP6983501B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016219936A JP6983501B2 (en) 2016-11-10 2016-11-10 Gripping device control method, program, recording medium, gripping device, robot device, and manufacturing method of parts
EP17188539.5A EP3321043A3 (en) 2016-11-10 2017-08-30 Method of controlling holding apparatus, holding apparatus, and robot apparatus
US15/693,970 US10688658B2 (en) 2016-11-10 2017-09-01 Method of controlling holding apparatus, holding apparatus, and robot apparatus
CN201710819631.XA CN108068109B (en) 2016-11-10 2017-09-13 Method for controlling a holding device, holding device and robot device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016219936A JP6983501B2 (en) 2016-11-10 2016-11-10 Gripping device control method, program, recording medium, gripping device, robot device, and manufacturing method of parts

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2018075681A true JP2018075681A (en) 2018-05-17
JP2018075681A5 JP2018075681A5 (en) 2019-12-19
JP6983501B2 JP6983501B2 (en) 2021-12-17

Family

ID=62148733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016219936A Active JP6983501B2 (en) 2016-11-10 2016-11-10 Gripping device control method, program, recording medium, gripping device, robot device, and manufacturing method of parts

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6983501B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021088042A (en) * 2019-12-06 2021-06-10 株式会社不二越 Robot control device, gripping system and robot hand control method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58885U (en) * 1981-06-24 1983-01-06 株式会社日立製作所 Object gripping mechanism
JP2009291871A (en) * 2008-06-04 2009-12-17 Mitsubishi Electric Corp Gripping hand for robot
JP2014046449A (en) * 2012-09-04 2014-03-17 Canon Inc Robot hand control method, robot hand control device and robot device
JP2015166121A (en) * 2014-03-04 2015-09-24 セイコーエプソン株式会社 Holding method for robot hand, robot, and clamping workpiece
JP2015214003A (en) * 2014-05-13 2015-12-03 キヤノン株式会社 Robot hand and robot device
JP2016140956A (en) * 2015-02-03 2016-08-08 キヤノン株式会社 Robot hand control method and robot device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58885U (en) * 1981-06-24 1983-01-06 株式会社日立製作所 Object gripping mechanism
JP2009291871A (en) * 2008-06-04 2009-12-17 Mitsubishi Electric Corp Gripping hand for robot
JP2014046449A (en) * 2012-09-04 2014-03-17 Canon Inc Robot hand control method, robot hand control device and robot device
JP2015166121A (en) * 2014-03-04 2015-09-24 セイコーエプソン株式会社 Holding method for robot hand, robot, and clamping workpiece
JP2015214003A (en) * 2014-05-13 2015-12-03 キヤノン株式会社 Robot hand and robot device
JP2016140956A (en) * 2015-02-03 2016-08-08 キヤノン株式会社 Robot hand control method and robot device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021088042A (en) * 2019-12-06 2021-06-10 株式会社不二越 Robot control device, gripping system and robot hand control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6983501B2 (en) 2021-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108068109B (en) Method for controlling a holding device, holding device and robot device
JP7086531B2 (en) Robot hand, robot device, robot hand control method, article manufacturing method, control program and recording medium
JP5528095B2 (en) Robot system, control apparatus and method thereof
US9969088B2 (en) Force sensor correcting method
US7445260B2 (en) Gripping type hand
JP6755724B2 (en) Control methods, robot systems, and article manufacturing methods
JP4625110B2 (en) Grasp type hand
JP6598495B2 (en) ROBOT DEVICE, CONTROL PROGRAM, RECORDING MEDIUM, ROBOT DEVICE CONTROL METHOD, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD
JP6153316B2 (en) Robot system and control method of robot system
JP2021098268A (en) Drive device, robot device, product manufacturing method, control method, control program, and recording medium
JP6739954B2 (en) Robot device, article manufacturing method, and control method
EP3542969A1 (en) Working-position correcting method and working robot
KR20170091705A (en) Robot system and end-effector deformation detection method
JP5282874B2 (en) Manipulator system
EP2404712A1 (en) A dual arm robot and a method for controlling a dual arm robot
JP2015089575A (en) Robot, control device, robot system and control method
JP5672173B2 (en) 6-axis robot offset detection method
JPWO2018092236A1 (en) Work robot and work position correction method
JP6039382B2 (en) Robot system and control method of robot system
JP6983501B2 (en) Gripping device control method, program, recording medium, gripping device, robot device, and manufacturing method of parts
JP2015085499A (en) Robot, robot system, control device and control method
US20160375580A1 (en) Robot system and robot control method
JP5433304B2 (en) Robot control apparatus and method
JP6896824B2 (en) Robot devices, robot systems, control methods for robot devices, manufacturing methods for articles using robot devices, information processing devices, information processing methods, control programs and recording media
JP6516546B2 (en) Control method of robot device, robot device, and method of manufacturing article

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191107

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191107

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20200206

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20200207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210302

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211026

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211124

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6983501

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151