JP2019181639A - Robot hand, robot hand control method, article assembling method using robot hand, program, and recording medium - Google Patents

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岩田 益光
Masumitsu Iwata
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Abstract

To provide a robot hand capable of stably gripping a wide variety of workpieces by using a simple and inexpensive mechanism.SOLUTION: A robot hand comprising a plurality of finger parts brings the finger parts closer to an object in a state in which at least one of the finger parts can be turned, and locks a support mechanism for rotatably supporting the finger parts by a lock mechanism after the finger part brought closer to the object is brought contact with the object.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明はロボットハンドに関する。   The present invention relates to a robot hand.

近年、多品種少量生産の製品の自動組立にロボットハンドが利用されている。このような多品種少量生産の製品の組立では、扱うワークが多品種、複雑形状、柔軟物と多種多様である場合が多い。しかし多種多様なワークが存在すると、各ワークの形状等により、ロボットハンドの指部の所定の接触位置で、各ワークを接触させて把持させることが困難となる。そのため接触位置がズレたまま把持してしまうと、把持が不安定な状態となり、ワークの搬送時にワークの脱落や、組付時の不具合が発生し、生産性の低下を招くためロボットハンドの把持安定性の向上が求められている。   In recent years, robot hands have been used for automatic assembly of products of high-mix low-volume production. In the assembly of such a product of high-mix low-volume production, there are many cases where the work handled is various, such as a high-mix, complex shape, and flexible material. However, when there are a wide variety of workpieces, it is difficult to bring the workpieces into contact with each other at a predetermined contact position of the finger part of the robot hand depending on the shape of each workpiece. For this reason, if the contact position is misaligned and gripped, gripping becomes unstable, causing the workpiece to drop off during transfer of the workpiece, or to cause problems during assembly, leading to reduced productivity. There is a need for improved stability.

特許文献1に記載のロボットハンドは、ロボットハンドに2節以上のリンク機構からなる指機構を設け、少なくとも1節以上のリンク部材が、指先方向の軸を中心に自転する機構を有することで、多種多様なワークに対応した安定把持を実現している。   The robot hand described in Patent Document 1 is provided with a finger mechanism including a link mechanism having two or more nodes in the robot hand, and at least one link member having a mechanism that rotates about an axis in the fingertip direction. Realizes stable gripping for a wide variety of workpieces.

特開2006−43843号公報JP 2006-43843 A

しかしながら特許文献1に記載のロボットハンドでは、ワークの把持状態を確認するために指先に感圧センサを設け、さらに把持したワークの姿勢を確認するためにカメラを利用している。これら感圧センサやカメラにより検知した把持状態に基づいて、指部材を自転させるための制御を実行するには、大掛かりな処理装置が必要となり、さらにカメラ等構成部品が増えることで、ロボットハンドのサイズやコスト増大を招く。   However, in the robot hand described in Patent Document 1, a pressure-sensitive sensor is provided at the fingertip to confirm the gripping state of the workpiece, and a camera is used to confirm the posture of the gripped workpiece. Based on the gripping state detected by these pressure-sensitive sensors and cameras, a large-scale processing device is required to perform control for rotating the finger member, and the number of components such as cameras increases, so that the robot hand Increases size and cost.

本発明は上記課題に鑑み、簡便で安価な機構を用いて多種多様なワークを安定的に把持することが可能なロボットハンドを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a robot hand that can stably hold a wide variety of workpieces using a simple and inexpensive mechanism.

上述した課題を解決するために本発明は、複数の指部を備え、前記指部により対象物を把持するロボットハンドであっ前記指部をお互いに接近または離間させる駆動機構と、前記指部のうち少なくとも1つの指部を回転可能に支持する支持機構と、前記指部のうち少なくとも1つの指部を回転できない状態にするロック機構前記駆動機構と前記支持機構と前記ロック機構とを制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記駆動機構により、前記指部のうち少なくとも1つの指部が回転できる状態で、該指部を前記対象物に接近させ、
接近させた該指部が前記対象物と接触した後、前記ロック機構により前記支持機構をロックすることを特徴とするロボットハンドを採用した。
In order to solve the above-described problems, the present invention is a robot hand that includes a plurality of finger parts and grips an object with the finger parts, and a driving mechanism that moves the finger parts closer to or away from each other. A support mechanism for rotatably supporting at least one of the fingers, a lock mechanism for preventing rotation of at least one of the fingers, and a control for controlling the drive mechanism, the support mechanism, and the lock mechanism The control device causes the finger to approach the object in a state in which at least one of the fingers can be rotated by the drive mechanism,
A robot hand is used in which the support mechanism is locked by the lock mechanism after the finger portion approached comes into contact with the object.

本発明によれば、指部の回転をロックできるロック機構を指部に用い、回転が自由に行える状態でワークと指部を接触させることで、指部をワークの形状に倣わせ、指部の回転をロック機構によりロックする。これにより簡便で安価な機構でワークと指部との接触位置のズレを低減し、多種多様なワークを安定して把持することができる。   According to the present invention, a locking mechanism capable of locking the rotation of the finger portion is used for the finger portion, and the finger portion is made to follow the shape of the workpiece by contacting the workpiece and the finger portion in a state where the rotation can be freely performed. Is locked by a locking mechanism. As a result, the displacement of the contact position between the workpiece and the finger portion can be reduced with a simple and inexpensive mechanism, and a wide variety of workpieces can be stably held.

本発明の第1の実施形態におけるロボットシステム100の概略図である。1 is a schematic diagram of a robot system 100 according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態におけるロボットハンド本体300の詳細図である。It is a detailed view of the robot hand main body 300 in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態におけるロボットハンド制御装置500のブロック図である。It is a block diagram of robot hand control device 500 in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における指部制御基板520のブロック図である。It is a block diagram of finger part control board 520 in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における把持動作のフローチャートである。It is a flowchart of the holding | grip operation | movement in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における把持完了を検出するフローチャートである。It is a flowchart which detects the completion of holding | grip in the 1st Embodiment of this invention. 図5、図6におけるフローチャートの各ステップにおける状態図である。FIG. 7 is a state diagram in each step of the flowcharts in FIGS. 5 and 6. 本発明の第2の実施形態における指部306aの概略図である。It is the schematic of the finger part 306a in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における接触面を変更するフローチャートである。It is a flowchart which changes the contact surface in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における指部306aの変形例を表した図である。It is a figure showing the modification of the finger part 306a in the 2nd Embodiment of this invention.

以下、添付図面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、以下に示す実施形態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。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is merely an example, and for example, a detailed configuration can be appropriately changed by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Moreover, the numerical value taken up by this embodiment is a reference numerical value, Comprising: This invention is not limited.

(第1の実施形態)
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、本発明のロボット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た図である。
(First embodiment)
Hereinafter, the configuration and grip control in the first embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a robot system of the present embodiment using the robot apparatus of the present invention.

図1において、本実施形態のロボットシステム100は、ロボットアーム本体200、ロボットハンド本体300、ロボットシステム全体を制御するシステム制御装置400、外部入力装置800で構成される。組付対象物であるワークW1は、ワーク載置台S1上に載置され、被組付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。   In FIG. 1, a robot system 100 according to this embodiment includes a robot arm main body 200, a robot hand main body 300, a system control device 400 that controls the entire robot system, and an external input device 800. The workpiece W1 that is the assembly target is placed on the workpiece mounting table S1, and the workpiece W2 that is the assembly target is fixed on the workpiece 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、組付けることにより、物品、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に対する組付操作は、ロボットアーム本体200とロボットハンド本体300を用いて組付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に嵌合させるという操作によって行われる。   By manipulating and assembling the workpiece W1 and the workpiece W2 by the robot system 100, an article or a part thereof can be manufactured. For example, in the assembling operation for the workpieces W1 and W2, the workpiece W1 as an assembling target is gripped and moved using the robot arm main body 200 and the robot hand main body 300, and the workpiece W1 is fitted to the workpiece W2. It is done by the operation.

ロボットアーム本体200は、本実施形態では多関節のロボットアームであり、ロボットアーム本体200の根元は基台900に固定されている。ロボットアーム本体200の先端には、把持装置であるロボットハンド本体300が装着されている。このロボットハンド本体300を用いてワークW1に対して動作を行う。また、ロボットアーム本体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のモータ、およびモータの回転角度を検出する位置検出手段としてのエンコーダがそれぞれ設けられている。なお、エンコーダの設置位置および出力方式は問わない。   The robot arm body 200 is an articulated robot arm in this embodiment, and the base of the robot arm body 200 is fixed to the base 900. At the tip of the robot arm body 200, a robot hand body 300 as a gripping device is attached. The robot hand body 300 is used to perform an operation on the workpiece W1. Each joint of the robot arm body 200 is provided with a motor as a drive source for driving each of the joints and an encoder as a position detection unit for detecting the rotation angle of the motor. In addition, the installation position and output system of an encoder are not ask | required.

ロボットハンド本体300はモータと開閉機構により複数の指部を開閉し、ワークW1の把持ないし解放を行うハンドであり、ワークW1をロボットアーム本体200に対して相対変位させないように把持できる。詳細は後述する。   The robot hand body 300 is a hand that opens and closes a plurality of fingers by a motor and an opening / closing mechanism to grip or release the workpiece W1, and can grip the workpiece W1 without being displaced relative to the robot arm body 200. Details will be described later.

また本実施形態において、ロボットハンド300はモータ駆動で指を動作させるが、空気圧駆動のようなエアグリッパであっても良い。さらに、ロボットハンド本体300は、ワークW1をロボットアーム本体200に対して相対変位させないように把持できれば良いため吸着機構であっても良い。   In this embodiment, the robot hand 300 moves the finger by motor driving, but may be an air gripper such as pneumatic driving. Furthermore, the robot hand body 300 may be a suction mechanism as long as it can grip the workpiece W1 so as not to be displaced relative to the robot arm body 200.

システム制御装置400内には、ロボットアーム本体200を制御するロボットアーム制御装置600、ロボットハンド本体300を制御するロボットハンド制御装置500を備えている。なお、本実施形態ではロボットアーム本体200とロボットハンド本体300の制御を別々の制御装置を用いて実行しているが、1つの制御装置を用い統合して制御しても良い。   The system controller 400 includes a robot arm controller 600 that controls the robot arm body 200 and a robot hand controller 500 that controls the robot hand body 300. In the present embodiment, the robot arm main body 200 and the robot hand main body 300 are controlled using separate control devices, but may be integrated and controlled using a single control device.

図1に示すようにロボットハンド制御装置500とロボットアーム制御装置600は、それぞれマイクロプロセッサなどから成るCPU501、601から構成される。さらに各CPUにバス接続されたROM502、602、RAM502、603、汎用信号インターフェイス504、604で構成されている。そしてロボットハンド本体300およびロボットアーム本体200のそれぞれに設けられた不図示のモータを、モータドライバ505、605を介して制御する。   As shown in FIG. 1, the robot hand control device 500 and the robot arm control device 600 are composed of CPUs 501 and 601 each composed of a microprocessor or the like. Furthermore, ROMs 502 and 602, RAMs 502 and 603, and general-purpose signal interfaces 504 and 604 are connected to each CPU by buses. Then, motors (not shown) provided in the robot hand main body 300 and the robot arm main body 200 are controlled via motor drivers 505 and 605, respectively.

ROM502、602には、各種動作に応じてロボットハンド本体300およびロボットアーム本体200に対応する駆動部を制御するための制御プログラムや、それらの制御に必要なデータ等が格納されている。これらロボットシステムを制御する上で必要なデータ、設定値、制御プログラム等をRAM503、603で展開する。   The ROMs 502 and 602 store control programs for controlling the drive units corresponding to the robot hand main body 300 and the robot arm main body 200 according to various operations, data necessary for the control, and the like. The RAM 503 and 603 develop data, setting values, control programs, and the like necessary for controlling these robot systems.

また汎用入出力インターフェイスI/O504、604にはティーチングペンダント等の外部入力装置800が接続されている。これによりユーザーが直接ロボットシステム100を動作させることができる。   The general-purpose input / output interfaces I / O 504 and 604 are connected to an external input device 800 such as a teaching pendant. As a result, the user can directly operate the robot system 100.

汎用入出力インターフェイスI/O504、604はそれぞれロボットハンド本体300、ロボットアーム本体200と送受信可能に接続されている。そのためロボットハンド制御装置500とロボットアーム制御装置600とは直接通信可能となっている。これにより上述したロボットハンド本体300およびロボットアーム本体200の各エンコーダ及び力センサ700が検出した値をもとにフィードバック制御を行うことが可能となっている。   The general-purpose input / output interfaces I / O 504 and 604 are connected to the robot hand main body 300 and the robot arm main body 200 so as to be able to transmit and receive. Therefore, the robot hand control device 500 and the robot arm control device 600 can directly communicate with each other. Thus, feedback control can be performed based on the values detected by the encoders and the force sensor 700 of the robot hand body 300 and the robot arm body 200 described above.

ワークW1は、ワークW2が組付く組付部(凸部)を有する。本実施形態では、凸部は円筒状のピンを想定する。また、ワークW2は、ワークW1が組付くための組付部(凹部)を有する。本実施形態では凹部は筒形の穴を想定する。   The workpiece W1 has an assembly portion (convex portion) to which the workpiece W2 is assembled. In this embodiment, the convex part assumes a cylindrical pin. Moreover, the workpiece | work W2 has an assembly | attachment part (concave part) for the workpiece | work W1 to assemble | attach. In the present embodiment, the recess is assumed to be a cylindrical hole.

本実施形態におけるロボットハンド本体300の斜視図を図2に示す。ロボットハンド本体300は、掌部301、ロボットアーム本体200との装着部302、指部306、307、308、各指部306、307、308の動きを規制する規制部309から成る。   FIG. 2 is a perspective view of the robot hand body 300 in the present embodiment. The robot hand main body 300 includes a palm portion 301, a mounting portion 302 with the robot arm main body 200, finger portions 306, 307, 308, and a restriction portion 309 that restricts the movement of the finger portions 306, 307, 308.

掌部301内部には各指部306、307、308をお互いに点Cを中心として接近または離間する方向となる矢印A方向へ駆動させるための駆動源となるモータ310が設けられている。また各指部306、307、308はガイドレール305上に設置されており、モータ310と不図示のラック&ピニオンから成る伝達機構により接続されている。   Inside the palm 301, there is provided a motor 310 serving as a drive source for driving the finger portions 306, 307, 308 in the direction of arrow A, which is a direction toward or away from the point C. The finger portions 306, 307, and 308 are installed on the guide rail 305, and are connected to the motor 310 by a transmission mechanism including a rack and pinion (not shown).

これによりモータ310を駆動させることで、各指部306、307、308がそれぞれガイドレール305上を移動し、各指部306、307、308が開閉することによりワークW1を把持及び開放する。   Thus, by driving the motor 310, the finger portions 306, 307, and 308 move on the guide rail 305, and the finger portions 306, 307, and 308 open and close, thereby gripping and releasing the workpiece W1.

上記で説明したモータ310とラック&ピニオンから成る伝達機構とを合わせた駆動機構は、各指部をお互いに接近または離間させる駆動機構の一例である。例えば各指部にモータを設け、モータの駆動をリンク機構により伝達し開閉動作を行う指部でも良い。またカム機構を介して各指部306、307、308を開閉させても良い。   The drive mechanism that combines the motor 310 and the transmission mechanism composed of the rack and pinion described above is an example of a drive mechanism that causes the fingers to approach or separate from each other. For example, a motor may be provided for each finger part, and the finger part that transmits and drives the motor by a link mechanism to perform an opening / closing operation may be used. Further, the finger portions 306, 307, and 308 may be opened and closed via a cam mechanism.

また指部306、307、308には、それぞれ回転軸O1、O2、O3を中心に矢印B方向へ指部306、307、308を回転させる駆動源としてのモータ304と、モータ304の回転をロックするソレノイド303がそれぞれ配設されている。 本実施形態ではモータ304は、指部306、307、308を回転させる駆動源として用いているが、同時にモータ304の回転軸により指部306、307、307を回転可能に支持する支持機構としても作用する。   In addition, the fingers 306, 307, and 308 lock the rotation of the motor 304 as a driving source that rotates the fingers 306, 307, and 308 in the direction of arrow B around the rotation axes O1, O2, and O3, respectively. Solenoids 303 are disposed respectively. In this embodiment, the motor 304 is used as a drive source for rotating the finger portions 306, 307, 308. However, at the same time, the motor 304 may be a support mechanism that rotatably supports the finger portions 306, 307, 307 by the rotation shaft of the motor 304. Works.

さらにロック機構としてソレノイド303を用いている。このソレノイド303に電流を供給することで指部306、307、308が自由に回転できない状態とすることができ、電流の供給を停止することで指部306、307、308が自由に回転できる状態にすることができる。   Further, a solenoid 303 is used as a locking mechanism. By supplying a current to the solenoid 303, the fingers 306, 307, 308 can be freely rotated, and by stopping the current supply, the fingers 306, 307, 308 can be freely rotated. Can be.

またソレノイド303によりモータ304をロックしていない状態で、指部306、307、308に外力が働くと、モータ304の駆動軸により受動的に指部306、307、308が回転できるように構成されているものとする。   When the external force is applied to the finger portions 306, 307, and 308 while the motor 304 is not locked by the solenoid 303, the finger portions 306, 307, and 308 can be passively rotated by the drive shaft of the motor 304. It shall be.

なお、本実施形態ではロック機構をソレノイド303としたが、シュークラッチで構成しても良い。また、指部306、307、308を自転させる必要が無ければ、上記の支持機構としてモータ304ではなく、軸受等の機構によりただ単に指部306、307、308を回転可能に支持する支持機構を用いてもよい。この場合、軸受等の支持機構による指部306、307、308の受動的な回転をシュークラッチ等のロック機構により回転をロックする。   In this embodiment, the locking mechanism is the solenoid 303, but it may be a shoe clutch. If it is not necessary to rotate the finger portions 306, 307, and 308, a support mechanism that simply supports the finger portions 306, 307, and 308 rotatably by a mechanism such as a bearing instead of the motor 304 as the above-described support mechanism. It may be used. In this case, passive rotation of the fingers 306, 307, and 308 by a support mechanism such as a bearing is locked by a lock mechanism such as a shoe clutch.

次に本実施形態におけるロボットハンド制御装置500の詳細なブロック図を図3に示す。指令値生成器506からの各指部の位置目標値及び速度目標値は、各ブロックを経て各指部をお互いに接近または離間させるためのモータ310に出力される。また、モータ310にはエンコーダ311が設けられており、モータ310の回転軸の回転角度を検出することで各指部を所定の位置に配置させることができる。   Next, a detailed block diagram of the robot hand control device 500 in this embodiment is shown in FIG. The position target value and the speed target value of each finger from the command value generator 506 are output to the motor 310 for approaching or separating each finger through each block. The motor 310 is provided with an encoder 311. By detecting the rotation angle of the rotation shaft of the motor 310, each finger can be placed at a predetermined position.

また、指部306、307、308には回転を制御するための指部制御基板520がそれぞれ設けられている。詳細は後述する。   The finger units 306, 307, and 308 are provided with finger unit control boards 520 for controlling the rotation. Details will be described later.

同図において、指令値生成器506から出力された位置目標値は、エンコーダ311より取得した位置と、指令値生成器からの位置目標値との偏差を算出して位置制御ブロック507へ入力される。   In the figure, the position target value output from the command value generator 506 is input to the position control block 507 by calculating the deviation between the position acquired from the encoder 311 and the position target value from the command value generator. .

位置制御ブロック507は、偏差から比例、積分、微分により出力値を決定する所謂PID制御器(Proportional Integral Differential Controller)である。2ミリ秒周期で実行されており、位置制御ブロック504で使用する比例係数、積分係数、微分係数は、予め設定された係数値を使用する。   The position control block 507 is a so-called PID controller (Proportional Integral Differential Controller) that determines an output value from a deviation by proportionality, integration, and differentiation. The proportional coefficient, integral coefficient, and differential coefficient used in the position control block 504 use preset coefficient values.

位置制御ブロック507からの出力は切り替えブロック508を介して速度制御ブロック510への入力となる速度目標値に切り換えられる。切り替えブロック508は、速度制御を実行する際の速度目標値と位置制御ブロック507からの出力値を切り替えるスイッチである。   The output from the position control block 507 is switched to a speed target value to be input to the speed control block 510 via the switching block 508. A switching block 508 is a switch that switches between a speed target value when executing speed control and an output value from the position control block 507.

速度目標値と、エンコーダ311より取得した位置と、エンコーダ311より取得した前回の位置と、の差分によりモータ310の回転軸の回転速度を微分ブロック509で算出した速度との偏差を速度制御ブロック510へ入力する。   A speed control block 510 calculates a deviation between the speed target value, the position acquired from the encoder 311 and the previous position acquired from the encoder 311 from the speed calculated by the differential block 509 for the rotational speed of the rotating shaft of the motor 310. To enter.

速度制御ブロック510は、位置制御ブロック507と同様のPID制御処理を0.5ミリ秒周期で実行し、モータ310の回転軸の回転速度を制御する。速度制御ブロック510で使用される比例係数、積分係数、微分係数は、予め設定された係数値が用いられる。   The speed control block 510 executes a PID control process similar to that of the position control block 507 at a cycle of 0.5 milliseconds to control the rotational speed of the rotating shaft of the motor 310. As the proportional coefficient, integral coefficient, and differential coefficient used in the speed control block 510, preset coefficient values are used.

速度制御ブロック510からの出力は切り替えブロック511を介して電流制御ブロック512への入力となる電流目標値に設定される。切り替えブロック511は、電流制御を実行する際の電流目標値と速度制御ブロック510からの出力値を切り替えるスイッチである。   The output from the speed control block 510 is set to a current target value that becomes an input to the current control block 512 via the switching block 511. The switching block 511 is a switch that switches between a current target value when executing current control and an output value from the speed control block 510.

電流目標値と、電流検出部514より検出したモータ310に流れる電流と、をADコンバータ513によりアナログ/デジタル変換し、両者の偏差を電流制御ブロック512へ入力する。   The current target value and the current flowing through the motor 310 detected by the current detection unit 514 are analog / digital converted by the AD converter 513, and the deviation between the two is input to the current control block 512.

電流制御ブロック512は、位置制御ブロック507、速度制御ブロック510と同様のPID処理を実行し、0.1ミリ秒周期にて実行されており、モータ310に流れる電流を制御する。   The current control block 512 executes PID processing similar to that of the position control block 507 and the speed control block 510 and is executed at a period of 0.1 millisecond, and controls the current flowing through the motor 310.

電流制御ブロック512で使用する比例係数、積分係数、微分係数は、予め設定された係数値が用いられる。電流制御ブロック512の出力値は、インバータ515でモータ310へPWM(Pulse Width Modulation)出力されてモータ駆動を行う。   As the proportional coefficient, integral coefficient, and differential coefficient used in the current control block 512, preset coefficient values are used. The output value of the current control block 512 is output to the motor 310 by the inverter 515 as PWM (Pulse Width Modulation) to drive the motor.

なお、本実施形態におけるモータ310の制御は、PID制御を利用したフィードバック制御であるが、フィードフォワード制御、オブザーバを利用した制御方法を併用してもよい。   In addition, although control of the motor 310 in this embodiment is feedback control using PID control, you may use together the control method using feedforward control and an observer.

図4に本実施形態における各指部306、307、308それぞれに設けられる指部制御基板520の詳細なブロック図を示す。   FIG. 4 shows a detailed block diagram of the finger part control board 520 provided in each of the finger parts 306, 307, and 308 in the present embodiment.

指部制御基板520には、演算器522、モータ304及びソレノイド303を駆動するための電力を供給する電源回路521を有する。   The finger control board 520 includes a power supply circuit 521 that supplies power for driving the calculator 522, the motor 304, and the solenoid 303.

さらに、指令生成器506との通信により、指令生成器506からの値を授受する通信ドライバ523、各指部の回転を担う各モータ304を駆動するモータ駆動回路525、回転拘束を行う各ソレノイド303を駆動するソレノイド駆動回路524を有する。   Furthermore, by communication with the command generator 506, a communication driver 523 that exchanges values from the command generator 506, a motor drive circuit 525 that drives each motor 304 responsible for rotation of each finger, and each solenoid 303 that performs rotation restraint. A solenoid drive circuit 524 for driving the motor.

各モータ304には、各モータ304の回転軸の回転角度を検出するエンコーダ341がそれぞれ設けられている。これにより、各指部306、307、308の回転角度を検出することができ、演算器522にフィードバックすることで所望の把持位置となるよう各指部の回転を制御することができる。また、各指部制御基板520にはモータ304の駆動配線に流れる電流を検出する電流検出部526を備えている。   Each motor 304 is provided with an encoder 341 that detects the rotation angle of the rotation shaft of each motor 304. Thereby, the rotation angle of each finger part 306,307,308 can be detected, and it can control rotation of each finger part so that it may become a desired holding position by feeding back to the calculator 522. Each finger control board 520 is provided with a current detection unit 526 that detects a current flowing in the drive wiring of the motor 304.

同図において指令生成器506では、対象物となる把持ワークに対応した各指部306、307、308の把持位置を目標値とする位置指令値または、速度指令値を、通信ドライバ523を介して演算器522に送信する。   In the figure, a command generator 506 sends a position command value or a speed command value with a gripping position of each finger part 306, 307, 308 corresponding to a gripping work as an object as a target value via a communication driver 523. Transmit to the calculator 522.

演算器522は、指令生成器506との通信を介して受信した各指部の指令値に基づいてモータ304及びソレノイド303を駆動するための制御値をモータ駆動回路525及びソレノイド駆動回路524へ出力する。この際、モータ駆動回路525へ出力される制御値は、エンコーダ341及び電流検出部526にて検出した、各指部の位置及びモータ304に流れる電流値を加味した制御値をモータ駆動回路525へ出力する。   The arithmetic unit 522 outputs a control value for driving the motor 304 and the solenoid 303 to the motor driving circuit 525 and the solenoid driving circuit 524 based on the command value of each finger received through communication with the command generator 506. To do. At this time, the control value output to the motor drive circuit 525 is the control value detected by the encoder 341 and the current detection unit 526 in consideration of the position of each finger and the current value flowing through the motor 304 to the motor drive circuit 525. Output.

本実施形態において、指部制御基板520は、各指部306、307、308に各々配設されており、指令生成器506と、各指部306、307、308に配設された指部制御基板520とはバス接続される。   In this embodiment, the finger part control board 520 is disposed on each finger part 306, 307, 308, respectively, and the command generator 506 and the finger part control disposed on each finger part 306, 307, 308 are provided. The board 520 is connected by a bus.

指令生成器506は、生成した指令値情報を各指部制御基板520へそれぞれ送信した後、指令実行コマンドを各指部制御基板520へ一斉送信することで各指部制御基板520が同期して制御を実行する。   The command generator 506 transmits the generated command value information to each finger control board 520 and then transmits the command execution command to each finger control board 520 so that each finger control board 520 is synchronized. Execute control.

指令生成器506は送信した指令実行コマンドの応答として、各指部制御基板520からのモータ回転軸の角度情報、モータから検出された電流情報、状態及びエラー、アラーム情報等を演算器522及び通信ドライバ523を介して受信する。指令生成器506と各指部制御基板520との通信は2ミリ秒周期で行われ把持動作を実行する。   As a response to the transmitted command execution command, the command generator 506 transmits the angle information of the motor rotation shaft from each finger control board 520, current information detected from the motor, status and error, alarm information, etc. to the calculator 522 and the communication Receive via the driver 523. Communication between the command generator 506 and each finger control board 520 is performed at a cycle of 2 milliseconds to execute a gripping operation.

以上図3および図4を用いて説明した構成により、各指部306、307、308をお互いに接近または離間させ、各指部を回転させたり、ロック機構を用いて回転をロックすることができる。以下では本実施形態におけるロボットハンド本体300を用いた把持動作について詳述する。   With the configuration described above with reference to FIGS. 3 and 4, the fingers 306, 307, and 308 can be moved closer to or away from each other, and the fingers can be rotated, or the rotation can be locked using a lock mechanism. . Hereinafter, a gripping operation using the robot hand body 300 in this embodiment will be described in detail.

図5、図6は本実施形態におけるロボットハンド本体300を用いた把持動作に関するフローチャートである。図7は図5、図6の各ステップにおける状態図である。図7では図2の座標系におけるxy平面をZ軸プラス方向から見た図である。   5 and 6 are flowcharts relating to a gripping operation using the robot hand body 300 in the present embodiment. FIG. 7 is a state diagram in each step of FIGS. FIG. 7 is a view of the xy plane in the coordinate system of FIG. 2 as viewed from the plus direction of the Z axis.

図5より、まずS301の処理にてモータ310を駆動することにより各指部306、307、308をロボットハンド本体300の外周方向に移動させ、ワークW1が各指部間に配置可能な位置まで開放する(図7(a))。   As shown in FIG. 5, first, the fingers 310, 307, and 308 are moved in the outer peripheral direction of the robot hand body 300 by driving the motor 310 in the process of S301, until the work W1 can be placed between the fingers. Open (FIG. 7A).

続いてS302の処理にてロボットハンド本体300をワークW1が把持可能な位置まで移動する(図7(b))。本実施形態ではロボットハンド本体300はロボットアーム本体200のエンドエフェクタとして設置されており、ロボットアーム本体200の動作によってワークW1の上空まで移動する。   Subsequently, in the process of S302, the robot hand body 300 is moved to a position where the workpiece W1 can be gripped (FIG. 7B). In this embodiment, the robot hand main body 300 is installed as an end effector of the robot arm main body 200, and moves to the sky of the workpiece W1 by the operation of the robot arm main body 200.

次にS303の処理にて、モータ310を駆動することにより各指部306、307、308をロボットハンド本体300の内周方向へ移動させ、各指部がワークW1に近接するまで閉じる動作を行う(図7(c))。   Next, in the process of S303, by driving the motor 310, each finger part 306, 307, 308 is moved in the inner peripheral direction of the robot hand body 300, and the operation of closing until each finger part comes close to the workpiece W1 is performed. (FIG. 7 (c)).

ここでワークW1に近接する位置は、あらかじめ位置を設定しておき、モータ310に配設されたエンコーダ311により検出して制御することで設定した位置まで各指部を移動させている。なお、モータ310の駆動電流値を電流検出部514で検出し、あらかじめ設定されたモータ駆動電流閾値とモータ駆動電流値の検出値の比較によって、各指部を所定の位置に移動させる方法を用いてもよい。   Here, the position close to the workpiece W1 is set in advance, and each finger part is moved to the set position by detecting and controlling by the encoder 311 provided in the motor 310. A method is used in which the current detection unit 514 detects the drive current value of the motor 310 and moves each finger to a predetermined position by comparing a preset motor drive current threshold value with a detected value of the motor drive current value. May be.

次にS304の処理にて各指部が点Cを中心として互いに接近する動作を停止し、S305の処理にて指部306、307のソレノイド303による各指部のモータ304のロックをOFFにし、回転自由とする(図7(d))。   Next, in the process of S304, the operation in which the finger parts approach each other around the point C is stopped, and in the process of S305, the lock of the motor 304 of each finger part by the solenoid 303 of the finger parts 306 and 307 is turned off. The rotation is free (FIG. 7D).

本実施形態では回転自由とする指部は指部306、307の2指とし、1指(指部308)はソレノイド303により回転拘束状態を保持する。   In this embodiment, the finger portions that are free to rotate are two fingers of the finger portions 306 and 307, and one finger (finger portion 308) holds the rotation restrained state by the solenoid 303.

続いてS306処理にて、回転自由となった指部306、307と回転拘束された指部308を、再度閉じる方向に速度制御により一定速度で移動させワークW1を把持する(図7(e))。   Subsequently, in step S306, the fingers 306 and 307 that have become freely rotatable and the finger 308 that is rotationally restricted are moved at a constant speed by speed control in the closing direction again to grip the workpiece W1 (FIG. 7E). ).

その際、回転拘束された指部308の接触面に合わせて、ワークW1が倣い、回転自由な指部306、307がワークW1の倣い動作に合わせて回転する(図7(f))。これにより各指部の平面となる所定の位置でワークW1を接触させることができる。   At that time, the workpiece W1 follows the contact surface of the rotation-constrained finger 308, and the freely rotatable fingers 306 and 307 rotate according to the copying operation of the workpiece W1 (FIG. 7F). Thereby, the workpiece | work W1 can be made to contact in the predetermined position used as the plane of each finger part.

次にS307の処理にて把持が完了したか判定する。図6はS307の処理をより詳しく表したフローチャートである。   Next, it is determined whether the gripping is completed in the process of S307. FIG. 6 is a flowchart showing the process of S307 in more detail.

図6より、S401の処理にてワークW1の把持完了まで各指部306、307、308の移動速度をVrに設定する。各指部306、307、308の移動速度は、把持するワークの形状や柔軟性に応じて適宜設定する。   From FIG. 6, the moving speed of each finger part 306, 307, 308 is set to Vr until the gripping of the workpiece W1 is completed in the process of S401. The moving speed of each finger part 306, 307, 308 is appropriately set according to the shape and flexibility of the workpiece to be gripped.

続いて、S402の処理にてワークW1の把持完了を検出するモータ310の駆動電流閾値Ithを設定する。本実施形態では、一定速度で各指部を移動させて把持するワークと接触した際に、モータ310でトルクが発生するため、必要となる駆動電流が大きくなることを検出することで把持完了とした。モータ310の駆動電流閾値Ithは、把持するワークの柔軟性に応じて適宜設定する。   Subsequently, a drive current threshold Ith of the motor 310 that detects completion of gripping of the workpiece W1 is set in the process of S402. In this embodiment, since the torque is generated by the motor 310 when the finger is moved at a constant speed and comes into contact with the workpiece to be gripped, the gripping is completed by detecting that the required driving current increases. did. The drive current threshold Ith of the motor 310 is appropriately set according to the flexibility of the workpiece to be gripped.

次にS403の処理にてエンコーダ311で取得したモータ310の回転角度より、各指部306、307、308の位置Pmを算出し、S404の処理で、前回の制御周期で取得した各指部の位置Poldから、現在の各指部の速度Vmを算出する。   Next, the position Pm of each finger part 306, 307, 308 is calculated from the rotation angle of the motor 310 acquired by the encoder 311 in the process of S403, and in the process of S404, the position Pm of each finger part acquired in the previous control cycle is calculated. The current velocity Vm of each finger is calculated from the position Pold.

次にS405で、S401の処理で設定した各指部の移動速度VrとS404の処理で算出した各指部の速度Vmにより速度制御が実行される。   Next, in S405, speed control is executed based on the moving speed Vr of each finger set in the process of S401 and the speed Vm of each finger calculated in the process of S404.

次にS406の処理で各指部の位置Pmを記憶した後にS407処理にて、S405における速度制御時のモータ310の駆動電流Imを取得する。   Next, after storing the position Pm of each finger in the process of S406, the drive current Im of the motor 310 during the speed control in S405 is acquired in the process of S407.

そしてS408の処理で、予め設定されている把持完了を検出する駆動電流閾値Ithと、モータ310の駆動電流値が比較判定される。   In step S408, the driving current threshold Ith for detecting completion of gripping set in advance is compared with the driving current value of the motor 310.

ここで、モータ310の駆動電流値Imが把持完了を検出する駆動電流閾値Ithを超過しない場合は、S408:NOとなり、S403の処理直前まで戻り、S403の処理からS408の処理までを再度続行する。   Here, if the drive current value Im of the motor 310 does not exceed the drive current threshold Ith for detecting gripping completion, S408: NO, returns to immediately before the process of S403, and continues from the process of S403 to the process of S408 again. .

駆動電流値Imが駆動電流閾値Ithを超過した場合は、S408:YESとなり、把持完了としてS308に進む。   If the drive current value Im exceeds the drive current threshold value Ith, S408: YES, and the process proceeds to S308 as gripping completion.

図5に戻り、S307:NOであれば、S306の直前まで戻り、各指部306、307、308の移動を継続して実行する。   Returning to FIG. 5, if S307 is NO, the process returns to immediately before S306, and the movement of each finger unit 306, 307, 308 is continued.

S308:YESにて把持完了を検出した場合には、S308の処理にて各指部306、307、308の移動を停止させる。各指部の移動停止は、移動速度Vr=0とした速度制御、または把持完了時の各指部の位置を位置目標値とした位置制御にて行う。   S308: If the completion of gripping is detected in YES, the movement of each finger unit 306, 307, 308 is stopped in the process of S308. The movement of each finger is stopped by speed control with the moving speed Vr = 0, or position control with the position of each finger at the completion of gripping as the position target value.

S309の処理にてソレノイド303により、指部306、307の回転を拘束することでワークW1の把持が完了する(図7(g))。   In the process of S309, the grip of the workpiece W1 is completed by restricting the rotation of the finger portions 306 and 307 by the solenoid 303 (FIG. 7 (g)).

以上本実施形態によれば、ワークを把持する際に、ワークと接触する一部の指部において回転が自由な状態でワークと接触させ、ワークの形状に合わせて回転が自由な状態の指部が回転し、どのワークでも所定の接触位置で接触させることができる。   As described above, according to the present embodiment, when gripping a workpiece, the finger portion in contact with the workpiece is brought into contact with the workpiece in a freely rotating state, and the finger portion in a freely rotating state according to the shape of the workpiece. Rotates, and any workpiece can be brought into contact at a predetermined contact position.

また、少なくとも1つの指部(上記では指部308)を回転が自由にできない状態で接触させることで、指部308を基準としてワークが倣うため、把持する際にワークの把持の中心位置が大きくズレることを低減できる。   Further, since the workpiece follows the finger 308 as a reference by bringing at least one finger (in the above, the finger 308) into contact with the finger 308 in a state where the rotation cannot be freely performed, the gripping center position of the workpiece is large. Misalignment can be reduced.

さらにこの把持状態で、ロック機構により指部の回転を拘束することで安定した把持状態を持続させることができ、簡便で安価な機構でワークと指部との接触位置のズレを低減し、多種多様なワークを安定して把持することができる。   Furthermore, in this gripping state, a stable gripping state can be maintained by restricting the rotation of the finger part by the lock mechanism, and the displacement of the contact position between the workpiece and the finger part can be reduced with a simple and inexpensive mechanism. Various workpieces can be gripped stably.

(第2の実施形態)
上述の第1の実施形態では、指部306、307、308の回転をワークと接触する際にワークと指部を倣わせ、指部の所定の位置で接触させるために使用したがこれに限らない。例えば、各指部に異なる接触面を複数種類設け、把持するワークに合わせて接触面を選択可能にすることもできる。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the rotation of the finger portions 306, 307, and 308 is used to follow the workpiece and the finger portion when contacting the workpiece, and the finger portion 306, 307, 308 is contacted at a predetermined position of the finger portion. Absent. For example, a plurality of different contact surfaces can be provided for each finger, and the contact surfaces can be selected according to the workpiece to be gripped.

以下では、第1の実施形態とは異なるハードウェアや制御系の構成の部分について図示し説明する。また、第1の実施形態と同様の部分については上記と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。   In the following, the hardware and control system components different from those of the first embodiment will be illustrated and described. The same parts and operations as those of the first embodiment can be performed and the detailed description thereof will be omitted.

本実施形態では、図1に示す第1の実施形態と同様に、ロボットシステム100を用い、同様のロボットハンド本体300を用いる。第1の実施形態と異なる部分は指部306、307、308である。   In this embodiment, similarly to the first embodiment shown in FIG. 1, the robot system 100 is used and the same robot hand body 300 is used. Differences from the first embodiment are the finger portions 306, 307, and 308.

図8に本実施形態で使用される指部306aを示す。本実施形態における他の指部も図8と同様の構成を持つものとする。   FIG. 8 shows a finger part 306a used in this embodiment. It is assumed that the other finger portions in this embodiment have the same configuration as that in FIG.

図8の接触面701はワークを把持する第一の接触面、接触面702は接触面701とは異なる第二の接触面である。第一の接触面701及び第二の接触面702の面形状は、第一の接触面701を使用して把持する第一のワーク、第二の接触面702を使用して把持する第二のワークに適した形状となっている。   A contact surface 701 in FIG. 8 is a first contact surface that grips a workpiece, and a contact surface 702 is a second contact surface different from the contact surface 701. The surface shapes of the first contact surface 701 and the second contact surface 702 are the first workpiece to be gripped using the first contact surface 701, and the second shape to be gripped using the second contact surface 702. The shape is suitable for the workpiece.

この指部をモータ304で回転軸Sを中心に矢印B方向へ回転させることで、接触面701、702を選択することができる。また、ソレノイド303を用いて回転拘束することで任意の接触面でワークに接触させることができる。   The contact surfaces 701 and 702 can be selected by rotating this finger portion around the rotation axis S in the direction of arrow B by the motor 304. Moreover, it can be made to contact a workpiece | work by arbitrary contact surfaces by carrying out rotation restraint using the solenoid 303. FIG.

本実施形態では、図8の指部を3指使用するが、ワークの形状に応じて、1指又は2指を図8の指部としてもよい。ワークの把持動作は実施形態1と同様の制御を行う。   In the present embodiment, three fingers of FIG. 8 are used, but one or two fingers may be used as the fingers of FIG. 8 depending on the shape of the workpiece. The workpiece gripping operation is controlled in the same manner as in the first embodiment.

図9は指部の接触面を変更させる際のフローチャートである。前提条件として、本実施形態のロボットハンド本体300の各指部は各ソレノイド303により回転拘束されているものとする。   FIG. 9 is a flowchart when changing the contact surface of the finger. As a precondition, it is assumed that each finger portion of the robot hand body 300 of this embodiment is rotationally restricted by each solenoid 303.

図9より、まずS501の処理にて、各指部の回転を自由または拘束するクラッチとして機能するソレノイド303を駆動して、各指部を回転自由とする。   From FIG. 9, first, in the process of S501, the solenoid 303 functioning as a clutch that freely or restrains the rotation of each finger is driven to make each finger free to rotate.

続いて、S502の処理にて、各指部を回転させて第二の接触面702でワークを把持できるよう、各指部を適切な位置へ回転させる。本実施形態における各指部の回転移動は、モータにより行っているが、モータを設けずアクチュエータのみの場合は作業者による手動で各指部を回転させてもよい。各指部の回転角度は、各指部が適切な回転位置となるように予めゲージ等を各指部に設けてもよい。また第1の実施形態のようにエンコーダを設けても良い。   Subsequently, in the process of S502, each finger unit is rotated to an appropriate position so that each finger unit can be rotated and the workpiece can be gripped by the second contact surface 702. In the present embodiment, each finger unit is rotationally moved by a motor. However, in the case of using only an actuator without providing a motor, each finger unit may be manually rotated by an operator. As for the rotation angle of each finger part, a gauge or the like may be provided on each finger part in advance so that each finger part has an appropriate rotation position. An encoder may be provided as in the first embodiment.

続いてS503の処理にて、クラッチとして機能するソレノイド303により各指部の回転を拘束して固定する。これにより、第二のワークに対応した第二の接触面702に変更し、把持することができる。   Subsequently, in the process of S503, the rotation of each finger is restricted and fixed by the solenoid 303 functioning as a clutch. Thereby, it can change to the 2nd contact surface 702 corresponding to a 2nd workpiece | work, and can be gripped.

以上本実施形態によれば、多様なワークによって接触面を変更することができる。よって組立製品の変更または、ワークを自動組立中に変更する際に、ロボットハンド全体を交換することなく多種のワークの把持を実現でき、ロボットハンド全体を交換することによる教示位置の変動等を回避できるとともに、生産性の向上を図ることができる。   As mentioned above, according to this embodiment, a contact surface can be changed with various workpieces. Therefore, when changing the assembly product or changing the workpiece during automatic assembly, it is possible to grip a variety of workpieces without changing the entire robot hand, and avoiding fluctuations in the teaching position due to the replacement of the entire robot hand. In addition, productivity can be improved.

(変形例)
本実施形態の変形例を図10に示す。図10は図8の座標系のxy平面をZ軸プラス方向から見た図である。
(Modification)
A modification of this embodiment is shown in FIG. FIG. 10 is a view of the xy plane of the coordinate system of FIG. 8 as seen from the plus direction of the Z axis.

図10(a)は接触面701aが平面で構成される接触面であり、702aは鋭角な凹部を形成した変形例である。   FIG. 10 (a) is a contact surface in which the contact surface 701a is a flat surface, and 702a is a modification in which an acute concave portion is formed.

図10(b)は接触面701bが平面構成される接触面であり、702bは曲面の凸部を形成した変形例である。   FIG. 10B is a contact surface in which the contact surface 701b is planar, and 702b is a modification in which curved convex portions are formed.

図10(c)は接触面701cが平面構成される接触面であり、702cは曲面の凹部を形成している。   FIG. 10C is a contact surface in which the contact surface 701c is planar, and 702c forms a curved concave portion.

図10(d)は形状の異なる接触面を701d、702d、703dの3面設けた変形例であり、図10(e)は形状の異なる接触面を701e、702e、703e。704eの4面設けた変形例である。   FIG. 10D shows a modification in which three contact surfaces 701d, 702d, and 703d having different shapes are provided, and FIG. 10E shows contact surfaces 701e, 702e, and 703e having different shapes. This is a modification in which four surfaces 704e are provided.

なお、本変形例はこれらに限定されるものではなく、把持対象となるワークの数に合わせて、多種多様な形状の接触面を設けて良い。   In addition, this modification is not limited to these, You may provide the contact surface of various shapes according to the number of the workpiece | work used as the holding object.

(その他の実施形態)
また上記実施形態では、ロボットアーム本体200が多い関節ロボットアームである場合を説明したが、関節の数はこれに限定されるものではない。ロボットアーム本体200の形式として、垂直多軸構成を示したが、パラレルリンク型など異なる形式のロボットアーム本体200の関節においても上記と同等の構成を実施することができる。
(Other embodiments)
Moreover, although the case where the robot arm main body 200 is a joint robot arm is described in the above embodiment, the number of joints is not limited to this. Although the vertical multi-axis configuration is shown as the type of the robot arm main body 200, a configuration equivalent to the above can also be implemented in the joint of the robot arm main body 200 of a different type such as a parallel link type.

また、指部の設置数についても、上記実施形態で示した設置個数に限定されるものではなく、例えば2本でも良いし4本以上設置しても良い。   Also, the number of finger units installed is not limited to the number shown in the above embodiment, and may be two, for example, or four or more.

また、上記実施形態では把持完了の検出をモータの電流値により検出したが、これに限れることはなく、例えば指部の先端に力検出手段となる力センサを設けてもよい。この場合ワークを把持した際に指部に生じる反力の値が力センサで検出され、その反力の値があらかじめ設定した閾値を超えれば把持完了とする。   In the above-described embodiment, the detection of completion of gripping is detected by the current value of the motor. However, the present invention is not limited to this. In this case, the value of the reaction force generated at the finger when the workpiece is gripped is detected by the force sensor, and the gripping is completed when the value of the reaction force exceeds a preset threshold value.

以上述べた第1の実施形態、第2の実施形態の処理手順は具体的にはロボットハンド制御装置500により実行されるものである。従って上述した機能を実行可能なソフトウェアのプログラムを記録した記録媒体をロボットハンド制御装置500に供給し、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。   The processing procedures of the first embodiment and the second embodiment described above are specifically executed by the robot hand control device 500. Therefore, it can be configured to be achieved by supplying a recording medium recording a software program capable of executing the above-described functions to the robot hand control device 500, and reading and executing the program stored in the recording medium by the CPU 501. . 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.

また各実施形態では、コンピュータで読み取り可能な記録媒体がROM或いはRAMであり、ROM或いはRAM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、記録ディスク等を用いてもよい。   In each embodiment, the case where the computer-readable recording medium is ROM or RAM and the program is stored in ROM or RAM has been described. However, the present invention is not limited to such a form. 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 may be used as a recording medium for supplying the program.

100 ロボットシステム
200 ロボットアーム本体
300 ロボットハンド本体
301 掌部
302 装着部
303 ソレノイド
304、310 モータ
305 ガイドレール
306、307、308 指部
309 規制部
311、341 エンコーダ
400 システム制御装置
500 ロボットハンド制御装置
600 ロボットアーム制御装置
506 指令値生成器
507 位置制御ブロック
508、511 切り換えブロック
509 微分ブロック
510 速度制御ブロック
512 電流制御ブロック
514、526 電流検出部
520 指部制御基板
521 電源回路
522 演算器
523 通信ドライバ
524 ソレノイド駆動回路
525 モータ駆動回路
701 第一の接触面
702 第二の接触面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Robot system 200 Robot arm main body 300 Robot hand main body 301 Palm part 302 Mounting part 303 Solenoid 304, 310 Motor 305 Guide rail 306, 307, 308 Finger part 309 Restriction part 311, 341 Encoder 400 System control apparatus 500 Robot hand control apparatus 600 Robot arm controller 506 Command value generator 507 Position control block 508,511 switching block 509 Differentiation block 510 Speed control block 512 Current control block 514,526 Current detection unit 520 Finger control board 521 Power supply circuit 522 Calculator 523 Communication driver 524 Solenoid drive circuit 525 Motor drive circuit 701 First contact surface 702 Second contact surface

Claims (13)

複数の指部を備え、前記指部により対象物を把持するロボットハンドであって、
前記指部をお互いに接近または離間させる駆動機構と、
前記指部のうち少なくとも1つの指部を回転可能に支持する支持機構と、
前記指部のうち少なくとも1つの指部を回転できない状態にするロック機構と、
前記駆動機構と前記支持機構と前記ロック機構とを制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記駆動機構により、前記指部のうち少なくとも1つの指部が回転できる状態で、該指部を前記対象物に接近させ、
接近させた該指部が前記対象物と接触した後、前記ロック機構により前記支持機構をロックすることを特徴とするロボットハンド。
A robot hand that includes a plurality of fingers and grips an object with the fingers,
A drive mechanism for moving the fingers close to or away from each other;
A support mechanism for rotatably supporting at least one of the fingers;
A locking mechanism that disables rotation of at least one of the fingers;
A control device for controlling the drive mechanism, the support mechanism, and the lock mechanism;
The controller is
With the drive mechanism, in a state where at least one of the fingers can rotate, the fingers are brought close to the object,
A robot hand, wherein the support mechanism is locked by the lock mechanism after the finger portion approached comes into contact with the object.
請求項1に記載のロボットハンドにおいて、
前記制御装置は、
前記ロック機構により、前記指部のうち少なくとも1つの指部を回転できない状態にし、かつ他の前記指部は回転できる状態で、前記指部を前記対象物に接近させ、
全ての前記指部が前記対象物に接触した後に前記ロック機構により前記支持機構をロックするよう制御することを特徴とするロボットハンド。
The robot hand according to claim 1, wherein
The controller is
With the locking mechanism, at least one finger part of the finger parts cannot be rotated, and the other finger parts can be rotated, and the finger parts are brought close to the object,
A robot hand that controls to lock the support mechanism by the lock mechanism after all the finger parts contact the object.
請求項1または請求項2に記載のロボットハンドにおいて、
前記支持機構は、前記指部を回転させる駆動源を備え、
前記制御装置は、
前記駆動源に流れる電流の値を検出する電流検出部を有し、
前記電流検出部で所定の値が検出されると、前記ロック機構により前記支持機構をロックすることを特徴とするロボットハンド。
In the robot hand according to claim 1 or 2,
The support mechanism includes a drive source for rotating the finger part,
The controller is
A current detection unit for detecting a value of a current flowing through the drive source;
A robot hand that locks the support mechanism by the lock mechanism when a predetermined value is detected by the current detection unit.
請求項1または請求項2に記載のロボットハンドにおいて、
前記指部と前記対象物とが接触した際に、前記指部に生じる反力を検出する力検出手段を有し、
前記制御装置は、
前記力検出手段で所定の値が検出されると、前記ロック機構により前記支持機構をロックすることを特徴とするロボットハンド。
In the robot hand according to claim 1 or 2,
A force detecting means for detecting a reaction force generated in the finger portion when the finger portion and the object are in contact with each other;
The controller is
A robot hand that locks the support mechanism by the lock mechanism when a predetermined value is detected by the force detection means.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のロボットハンドにおいて、
前記指部は複数種類の接触面を有し、
前記駆動源により、前記対象物と接触させる前記接触面を選択可能であることを特徴とするロボットハンド。
In the robot hand according to any one of claims 1 to 4,
The finger portion has a plurality of types of contact surfaces,
The robot hand characterized in that the contact surface to be brought into contact with the object can be selected by the drive source.
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のロボットハンドをロボットアームに備えたロボット装置。   A robot apparatus comprising the robot arm according to any one of claims 1 to 5 in a robot arm. 複数の指部を備え、前記指部により対象物を把持するロボットハンドの制御方法であって、
前記ロボットハンドは、
前記指部をお互いに接近または離間させる駆動機構と、
前記指部のうち少なくとも1つの指部を回転可能に支持する支持機構と、
前記支持機構をロックし、前記指部のうち少なくとも1つの指部を回転できない状態にするロック機構と、を有し、
前記駆動機構により、前記指部のうち少なくとも1つの指部が回転できる状態で、該指部を前記対象物に接近させる接近工程と、
接近させた該指部を前記対象物と接触させる接触工程と、
該指部の前記支持機構を前記ロック機構によりロックするロック工程と、を有することを特徴とする制御方法。
A method for controlling a robot hand comprising a plurality of fingers and gripping an object by the fingers,
The robot hand is
A drive mechanism for moving the fingers close to or away from each other;
A support mechanism for rotatably supporting at least one of the fingers;
A lock mechanism that locks the support mechanism and renders at least one of the fingers unable to rotate,
An approaching step of causing the finger to approach the object in a state where at least one of the fingers can be rotated by the drive mechanism;
A contact step of bringing the finger part approached into contact with the object;
And a locking step of locking the supporting mechanism of the finger portion by the locking mechanism.
請求項7に記載の制御方法において、
前記接近工程は、前記ロック機構により、前記指部のうち少なくとも1つの指部を回転できない状態にし、かつ他の前記指部は回転できる状態で、前記指部を前記対象物に接近させ、
前記ロック工程は、全ての前記指部が前記対象物に接触した後、回転できる状態で前記対象物に接近させられた前記指部の前記支持機構をロックすることを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 7,
In the approaching step, at least one finger part among the finger parts cannot be rotated by the lock mechanism, and the other finger parts can be rotated, and the finger parts are brought close to the object,
The control method is characterized in that the locking step locks the support mechanism of the finger portion that is brought close to the object in a state where it can rotate after all the finger parts contact the object.
請求項8に記載の制御方法において、
前記支持機構は、前記指部を回転させる駆動源を備え、
前記ロボットハンドは前記駆動源に流れる電流の値を検出する電流検出部を有し、
前記ロック工程は、前記電流検出部で所定の値が検出されると、前記ロック機構により前記支持機構をロックすることを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 8, wherein
The support mechanism includes a drive source for rotating the finger part,
The robot hand includes a current detection unit that detects a value of a current flowing through the drive source,
The control method characterized in that the locking step locks the support mechanism by the lock mechanism when a predetermined value is detected by the current detection unit.
請求項8に記載の制御方法において、
前記ロボットハンドは、前記指部と前記対象物とが接触した際に、前記指部に生じる反力を検出する力検出手段を有し、
前記ロック工程は、前記力検出手段で所定の値が検出されると、前記ロック機構により前記支持機構をロックすることを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 8, wherein
The robot hand has force detection means for detecting a reaction force generated in the finger part when the finger part and the object come into contact with each other.
The control method characterized in that the locking step locks the support mechanism by the lock mechanism when a predetermined value is detected by the force detection means.
複数の指部を備え、前記指部により対象物を把持するロボットハンドを用いた物品の組立方法であって、
前記ロボットハンドは、
前記指部をお互いに接近または離間させる駆動機構と、
前記指部のうち少なくとも1つの指部を回転可能に支持する支持機構と、
前記支持機構をロックし、前記指部のうち少なくとも1つの指部を回転できない状態にするロック機構と、を有し、
前記駆動機構により、前記指部のうち少なくとも1つの指部が回転できる状態で、該指部を前記対象物に接近させる接近工程と、
接近させた該指部を前記対象物と接触させる接触工程と、
該指部の前記支持機構を前記ロック機構によりロックするロック工程と、
把持した前記対象物を別の対象物へ組み付ける組付工程と、を有することを特徴とする物品の組立方法。
A method of assembling an article using a robot hand that includes a plurality of fingers and grips an object with the fingers,
The robot hand is
A drive mechanism for moving the fingers close to or away from each other;
A support mechanism for rotatably supporting at least one of the fingers;
A lock mechanism that locks the support mechanism and renders at least one of the fingers unable to rotate,
An approaching step of causing the finger to approach the object in a state where at least one of the fingers can be rotated by the drive mechanism;
A contact step of bringing the finger part approached into contact with the object;
A locking step of locking the support mechanism of the finger by the lock mechanism;
An assembling method for assembling the grasped object to another object.
請求項7から請求項11のいずれか1項に記載の制御方法または物品の組立方法を実行可能な制御プログラム。   A control program capable of executing the control method or the article assembly method according to any one of claims 7 to 11. 請求項12に記載の制御プログラムをコンピュータで読み取り可能な記録媒体。   A recording medium capable of reading the control program according to claim 12 by a computer.
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