JP2023140173A - Method of using force sensor, force sensor using program and force sensor - Google Patents

Method of using force sensor, force sensor using program and force sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2023140173A
JP2023140173A JP2022046073A JP2022046073A JP2023140173A JP 2023140173 A JP2023140173 A JP 2023140173A JP 2022046073 A JP2022046073 A JP 2022046073A JP 2022046073 A JP2022046073 A JP 2022046073A JP 2023140173 A JP2023140173 A JP 2023140173A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
force sensor
force
zero point
sensor
point output
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
JP2022046073A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7171102B1 (en
Inventor
和廣 岡田
Kazuhiro Okada
美穂 関根
Miho Sekine
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.)
Tri Force Management Corp
Original Assignee
Tri Force Management Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tri Force Management Corp filed Critical Tri Force Management Corp
Priority to JP2022046073A priority Critical patent/JP7171102B1/en
Priority to JP2022170176A priority patent/JP7417312B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7171102B1 publication Critical patent/JP7171102B1/en
Publication of JP2023140173A publication Critical patent/JP2023140173A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To make it possible to properly use a force sensor mounted on a robot without calibrating zero-point temperature characteristics.SOLUTION: A method of using a force sensor according to an embodiment is a method of using a force sensor 5 provided on a robot 1, where the robot 1 comprises a robot body 2 including a robot arm 3, an end effector 4 for performing work of the robot 1 on a workpiece W, a force sensor 5 for detecting at least force acting in an axial direction, and a controller 10 for controlling the robot arm 3. The controller 10 acquires a zero-point output at a work position where the robot is about to work, from a zero-point output database 121 that associates the work position with the sensor output of the force sensor 5 when slight force acts on the work position of the workpiece W, calculates a target value of the sensor output of the force sensor 5 based on the acquired zero-point output and force to be applied to the workpiece W, and controls the robot arm 3 based on the calculated target value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、力覚センサの使用方法、力覚センサ使用プログラムおよび力覚センサに関し、より詳しくは、ロボットに取り付けられ、少なくとも軸方向に作用した力を検出する力覚センサを使用するための方法、当該方法をコンピュータに実行させるプログラム、および当該力覚センサに関する。 The present invention relates to a method for using a force sensor, a program for using a force sensor, and a force sensor, and more particularly, a method for using a force sensor that is attached to a robot and detects force acting at least in an axial direction. , a program for causing a computer to execute the method, and the force sensor.

従来、所定の軸方向に作用した力（以下、単に「力」ともいう。）および所定の軸周りに作用したモーメント（トルク）を電気信号として出力する力覚センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。力覚センサに力またはモーメントが加えられると、力覚センサの起歪体が弾性変形して歪みが生じ、変位する。その変位の大きさを、電気信号として検出することにより、加えられた力またはモーメントの大きさが計測される。 Conventionally, force sensors are known that output a force acting in a predetermined axial direction (hereinafter also simply referred to as "force") and a moment (torque) acting around a predetermined axis as electrical signals (for example, (See Patent Document 1). When force or moment is applied to the force sensor, the strain body of the force sensor is elastically deformed, causing distortion and displacement. By detecting the magnitude of the displacement as an electrical signal, the magnitude of the applied force or moment can be measured.

このような力覚センサは、産業用ロボットを初めとして、協働ロボット、生活支援ロボット、医療用ロボットおよびサービスロボット等、各種ロボットの制御に幅広く利用されている。 Such force sensors are widely used to control various robots such as industrial robots, collaborative robots, life support robots, medical robots, and service robots.

ところで、力覚センサは、製品として出荷される際に、感度、零点出力、他軸感度、感度温度特性および零点温度特性（零点出力の温度特性）の校正が必要とされる。力覚センサの零点出力は、力覚センサに何も負荷を与えない状態における出力をいい、零点温度特性は零点出力の温度変動をいう。 By the way, when a force sensor is shipped as a product, the sensitivity, zero point output, other axis sensitivity, sensitivity temperature characteristic, and zero point temperature characteristic (temperature characteristic of zero point output) need to be calibrated. The zero point output of a force sensor refers to the output when no load is applied to the force sensor, and the zero point temperature characteristic refers to the temperature fluctuation of the zero point output.

感度、零点出力および他軸感度は、室温等、所定の温度において行えばよいため、比較的簡単に校正できる。また、感度温度特性は、静電容量型および歪ゲージ型のいずれの力覚センサについても感度が温度によって変動しないため、実際上、校正が不要である。 Sensitivity, zero point output, and other axis sensitivities can be calibrated relatively easily because they can be calibrated at a predetermined temperature such as room temperature. In addition, the sensitivity temperature characteristics of both capacitance type and strain gauge type force sensors do not vary with temperature, so calibration is not actually necessary.

これに対して、零点温度特性は零点出力の温度変動を無視できないことから、その校正は、力覚センサを恒温槽に入れ、所定の温度範囲（たとえば－１０～６０℃）における複数の温度について零点出力を測定し、各温度の零点出力が一定になるように補正係数を求めることによって行われる。さらに、校正後に再度、温度を変えながら零点出力を測定し、零点出力が温度に対して一定になっていることを確認する。このとき、もし零点温度特性が仕様の範囲に入っていなければ、補正係数を再度求めなければならない。 On the other hand, since the zero-point temperature characteristic cannot ignore temperature fluctuations in the zero-point output, its calibration is performed by placing the force sensor in a thermostatic chamber and measuring multiple temperatures within a predetermined temperature range (for example, -10 to 60 degrees Celsius). This is done by measuring the zero point output and finding a correction coefficient so that the zero point output at each temperature is constant. Furthermore, after calibration, measure the zero point output again while changing the temperature to confirm that the zero point output is constant with respect to temperature. At this time, if the zero point temperature characteristic is not within the specification range, the correction coefficient must be determined again.

特許第６２１４０７２号公報Patent No. 6214072

上記のように、零点温度特性を校正するには、恒温槽などの設備が必要になる上、補正係数を求めるのに長い時間を要することから、力覚センサのコストが増加する要因の一つとなっている。 As mentioned above, calibrating the zero point temperature characteristics requires equipment such as a constant temperature chamber, and it takes a long time to find the correction coefficient, which is one of the factors that increases the cost of force sensors. It has become.

そこで、本発明は、零点温度特性の校正を行わずとも、ロボットに取り付けられた力覚センサを適切に使用可能とする、力覚センサの使用方法、力覚センサ使用プログラムおよび力覚センサを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a method for using a force sensor, a program for using a force sensor, and a force sensor that enable appropriate use of a force sensor attached to a robot without calibrating the zero point temperature characteristic. The purpose is to

本発明に係る力覚センサの使用方法は、
ロボットに設けられる力覚センサの使用方法であって、
前記ロボットは、
ロボットアームを含むロボット本体と、
前記ロボットアームの先端に設けられ、前記ロボットの対象物に対する作業を行うエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタと前記ロボットアームの間に設けられ、少なくとも軸方向に作用した力を検出する力覚センサと、
前記力覚センサのセンサ出力に基づいて前記ロボットアームを制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記対象物の作業位置にわずかな力が作用したときの前記力覚センサのセンサ出力を前記作業位置に対応付けた零点出力データベースから、これから作業しようとする作業位置における零点出力を取得し、前記取得した零点出力と前記対象物に加えようとする力とに基づいて前記力覚センサのセンサ出力の目標値を算出し、前記算出された目標値に基づいて前記ロボットアームを制御する。 The method of using the force sensor according to the present invention is as follows:
A method of using a force sensor provided in a robot, the method comprising:
The robot is
A robot body including a robot arm,
an end effector that is provided at the tip of the robot arm and performs work on the target object of the robot;
a force sensor that is provided between the end effector and the robot arm and detects a force acting at least in an axial direction;
a controller that controls the robot arm based on the sensor output of the force sensor,
The controller calculates the zero point output at the work position at which the work is to be performed from a zero point output database in which the sensor output of the force sensor is associated with the work position when a slight force is applied to the work position of the object. and calculating a target value of the sensor output of the force sensor based on the acquired zero point output and the force to be applied to the object, and controlling the robot arm based on the calculated target value. do.

また、前記力覚センサの使用方法において、
前記零点出力データベースは、当該零点出力データベースが作成されたときの前記力覚センサの温度と対応付けられていてもよい。 Furthermore, in the method of using the force sensor,
The zero point output database may be associated with the temperature of the force sensor when the zero point output database was created.

また、前記力覚センサの使用方法において、
前記力覚センサの前記温度は、前記力覚センサ、前記ロボット本体または前記コントローラに設けられた温度センサにより計測されてもよい。 Furthermore, in the method of using the force sensor,
The temperature of the force sensor may be measured by a temperature sensor provided in the force sensor, the robot body, or the controller.

また、前記力覚センサの使用方法において、
前記コントローラは、前記力覚センサの現在温度と、前記零点出力データベースに対応付けられた温度との間の温度差が所定値以内の場合に、前記零点出力データベースから零点出力を取得するようにしてもよい。 Furthermore, in the method of using the force sensor,
The controller is configured to obtain a zero point output from the zero point output database when a temperature difference between the current temperature of the force sensor and a temperature associated with the zero point output database is within a predetermined value. Good too.

また、前記力覚センサの使用方法において、
前記コントローラは、前記温度差が前記所定値よりも大きい場合、新たな零点出力データベースを作成するようにしてもよい。 Furthermore, in the method of using the force sensor,
The controller may create a new zero point output database when the temperature difference is larger than the predetermined value.

また、前記力覚センサの使用方法において、
前記コントローラは、前記力覚センサの現在温度と、互いに異なる前記力覚センサの温度の下で作成された複数の前記零点出力データベースとに基づいて、前記これから作業しようとする作業位置における零点出力を推定し、前記推定された零点出力と、前記対象物に加えようとする力とに基づいて前記力覚センサのセンサ出力の目標値を算出するようにしてもよい。 Furthermore, in the method of using the force sensor,
The controller calculates the zero point output at the work position to be worked on based on the current temperature of the force sensor and the plurality of zero point output databases created under mutually different temperatures of the force sensor. The target value of the sensor output of the force sensor may be calculated based on the estimated zero point output and the force to be applied to the object.

また、前記力覚センサの使用方法において、
前記コントローラは、前記ロボットの稼働時間が所定の時間を経過するごとに、あるいは所定の時刻に達するごとに、前記零点出力データベースを作成するようにしてもよい。 Furthermore, in the method of using the force sensor,
The controller may create the zero point output database every time the operating time of the robot passes a predetermined time or reaches a predetermined time.

また、前記力覚センサの使用方法において、
前記コントローラは、前記零点出力データベースを作成するデータベース作成部を有し、
前記データベース作成部は、前記力覚センサの定格荷重に応じた力が前記対象物の作業位置に作用するように前記ロボットアームを制御し、前記対象物に前記力が作用したときの前記力覚センサのセンサ出力を零点出力として前記作業位置に対応付けることを、前記対象物の所定範囲における複数の作業位置について行うようにしてもよい。 Furthermore, in the method of using the force sensor,
The controller includes a database creation unit that creates the zero point output database,
The database creation unit controls the robot arm so that a force corresponding to the rated load of the force sensor acts on the work position of the object, and controls the force sense when the force acts on the object. Correlating the sensor output of the sensor as a zero point output with the work position may be performed for a plurality of work positions within a predetermined range of the object.

また、前記力覚センサの使用方法において、
前記力覚センサの定格荷重に応じた力は、前記力覚センサの定格荷重の所定割合の大きさであるようにしてもよい。 Furthermore, in the method of using the force sensor,
The force corresponding to the rated load of the force sensor may be a predetermined proportion of the rated load of the force sensor.

また、前記力覚センサの使用方法において、
前記所定割合は１／１００以下であるようにしてもよい。 Furthermore, in the method of using the force sensor,
The predetermined ratio may be 1/100 or less.

また、前記力覚センサの使用方法において、
前記コントローラは、前記目標値を算出する目標値算出部を有し、
前記目標値算出部は、前記これから作業しようとする作業位置における零点出力の電圧と、前記対象物に作用させようとする力に対応する電圧との差を前記目標値として算出するようにしてもよい。 Furthermore, in the method of using the force sensor,
The controller includes a target value calculation unit that calculates the target value,
The target value calculation unit may calculate, as the target value, a difference between a zero point output voltage at the work position where the work is to be performed and a voltage corresponding to a force to be applied to the object. good.

また、前記力覚センサの使用方法において、
前記コントローラは、前記ロボットアームを制御するロボット制御部を有し、
前記ロボット制御部は、前記力覚センサのセンサ出力が前記目標値に一致するように前記ロボットアームを制御するようにしてもよい。 Furthermore, in the method of using the force sensor,
The controller includes a robot control section that controls the robot arm,
The robot control unit may control the robot arm so that a sensor output of the force sensor matches the target value.

本発明に係る力覚センサ使用プログラムは、
前記力覚センサの使用方法をコンピュータに実行させる。 The force sensor usage program according to the present invention is
A computer is caused to execute the method for using the force sensor.

本発明に係る力覚センサは、
ロボットに取り付けられ、少なくとも軸方向に作用した力を検出する力覚センサであって、
前記ロボットを制御するコントローラが零点出力データベースを作成するために、前記力覚センサの温度を検出する温度センサを備え、前記零点出力データベースは、わずかな力が対象物の作業位置に作用したときの前記力覚センサのセンサ出力を前記作業位置に対応付けたものである、力覚センサ。 The force sensor according to the present invention includes:
A force sensor that is attached to a robot and detects force acting at least in an axial direction,
A controller that controls the robot includes a temperature sensor that detects the temperature of the force sensor in order to create a zero-point output database, and the zero-point output database includes a temperature sensor that detects the temperature of the force sensor. A force sensor in which a sensor output of the force sensor is associated with the work position.

また、前記力覚センサにおいて、
前記わずかな力は、前記力覚センサの定格荷重の１／１００以下であるようにしてもよい。 Further, in the force sensor,
The slight force may be 1/100 or less of the rated load of the force sensor.

本発明によれば、零点温度特性の校正を行わずとも、ロボットに取り付けられた力覚センサを適切に使用可能とする、力覚センサの使用方法、力覚センサ使用プログラムおよび力覚センサを提供することができる。 According to the present invention, there is provided a method for using a force sensor, a program for using a force sensor, and a force sensor that enable appropriate use of a force sensor attached to a robot without calibrating zero point temperature characteristics. can do.

実施形態における力覚センサの使用方法が適用されるロボットの一例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an example of a robot to which a method of using a force sensor according to an embodiment is applied. 図１のロボットがワーク（作業対象物）の表面をグラインダーで研磨する様子を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing how the robot of FIG. 1 grinds the surface of a workpiece (object to be worked on) with a grinder. 実施形態に係る力覚センサの機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a force sensor according to an embodiment. 実施形態に係るロボットのコントローラの機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a controller of a robot according to an embodiment. 実施形態に係る零点出力データベースの一例を示す図である。It is a figure showing an example of a zero point output database concerning an embodiment. 実施形態に係る零点出力データベースの作成方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for explaining the creation method of the zero point output database concerning an embodiment. ワーク表面と作業位置との関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between a workpiece surface and a working position. 図６に示す方法で作成された零点出力データベースの一例を示す図である。7 is a diagram showing an example of a zero point output database created by the method shown in FIG. 6. FIG. 実施形態に係る力覚センサの使用方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for explaining how to use the force sensor according to the embodiment. 互いに異なる力覚センサの温度の下で作成された複数の零点出力データベースの一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a plurality of zero point output databases created under different temperatures of force sensors. 別の実施形態に係る力覚センサの使用方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for explaining how to use a force sensor according to another embodiment.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

＜力覚センサが設けられたロボット＞
まず、図１～図５を参照して、実施形態に係る力覚センサの使用方法が適用されるロボットについて説明する。以下では、産業用ロボットを例にとって説明する。ただし、これに限らず、本実施形態に係る力覚センサの使用方法は、産業用ロボット、協働ロボット、生活支援ロボット、医療用ロボットおよびサービスロボット等の各種ロボットに適用可能である。 <Robot equipped with a force sensor>
First, a robot to which a method of using a force sensor according to an embodiment is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In the following, an explanation will be given using an industrial robot as an example. However, the method of using the force sensor according to the present embodiment is not limited to this, and is applicable to various robots such as industrial robots, collaborative robots, life support robots, medical robots, and service robots.

ロボット１は、図１に示すように、ロボット本体２と、ロボットアーム３と、エンドエフェクタ４と、力覚センサ５と、コントローラ１０とを備えている。 As shown in FIG. 1, the robot 1 includes a robot body 2, a robot arm 3, an end effector 4, a force sensor 5, and a controller 10.

ロボット本体２は、ロボットアーム３を含んでいる。ロボットアーム３は、多関節アーム構造を有している。 The robot body 2 includes a robot arm 3. The robot arm 3 has a multi-joint arm structure.

エンドエフェクタ４は、ロボットアーム３の先端に設けられ、ロボット１のワーク（対象物）Ｗに対する作業を行うためのものである。本実施形態では、図２に示すように、エンドエフェクタ４はグラインダーであり、ロボット１はグラインダーによりワークＷの表面を研磨するものとして構成されている。図２では、ＸＹＺ直交座標系において、平板状のワークＷがＸＹ平面内に置かれている。なお、エンドエフェクタ４は、グラインダーに限定されず、グリッパー、ツールチェンジャー等であってもよい。 The end effector 4 is provided at the tip of the robot arm 3 and is used to perform work on a work (object) W of the robot 1. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the end effector 4 is a grinder, and the robot 1 is configured to use the grinder to polish the surface of the workpiece W. In FIG. 2, a flat workpiece W is placed in the XY plane in the XYZ orthogonal coordinate system. Note that the end effector 4 is not limited to a grinder, and may be a gripper, a tool changer, or the like.

力覚センサ５は、ロボットアーム３の先端に取り付けられている。より詳しくは、図２に示すように、力覚センサ５は、ロボットアーム３とエンドエフェクタ４との間に設けられている。力覚センサ５は、図示しない電気ケーブルを介して、コントローラ１０に電気的に接続されている。なお、力覚センサ５とコントローラ１０が無線により通信可能に接続されてもよい。 The force sensor 5 is attached to the tip of the robot arm 3. More specifically, as shown in FIG. 2, the force sensor 5 is provided between the robot arm 3 and the end effector 4. The force sensor 5 is electrically connected to the controller 10 via an electric cable (not shown). Note that the force sensor 5 and the controller 10 may be connected to be able to communicate wirelessly.

力覚センサ５は、製品として出荷される際に零点出力の校正がなされている。すなわち、ロボット１に取り付けられる前に、力覚センサ５は、室温等の所定温度における零点出力が比較的広い範囲に収まるように校正されている。たとえば、力覚センサ５の定格荷重が１００Ｎであって定格荷重における感度が２．５Ｖである場合、力覚センサ５はセンサ出力が２．５Ｖ±０．３Ｖの範囲内に収まるように校正されている。 The force sensor 5 has its zero point output calibrated before being shipped as a product. That is, before being attached to the robot 1, the force sensor 5 is calibrated so that the zero point output at a predetermined temperature such as room temperature falls within a relatively wide range. For example, if the rated load of the force sensor 5 is 100N and the sensitivity at the rated load is 2.5V, the force sensor 5 is calibrated so that the sensor output falls within the range of 2.5V±0.3V. ing.

コントローラ１０は、力覚センサ５から出力され、検出値を示す電気信号（センサ出力）に基づいてロボットアーム３を制御する。センサ出力は、一般的には、検出対象の力の成分値からなるベクトル量である。力覚センサ５が力に加えてモーメントを検出する場合は、センサ出力にモーメントの成分値が含まれる。なお、コントローラ１０は、エンドエフェクタ４を制御するように構成されてもよい。 The controller 10 controls the robot arm 3 based on an electrical signal (sensor output) output from the force sensor 5 and indicating a detected value. The sensor output is generally a vector quantity consisting of component values of the force to be detected. When the force sensor 5 detects a moment in addition to force, the moment component value is included in the sensor output. Note that the controller 10 may be configured to control the end effector 4.

本実施形態では、コントローラ１０は、図１に示すように、ロボット本体２とは別体に構成されている。なお、コントローラ１０の配置は、コントローラ１０は、ロボット本体２に内蔵されていてもよい。 In this embodiment, the controller 10 is configured separately from the robot body 2, as shown in FIG. Note that the controller 10 may be placed inside the robot body 2.

ここで、力覚センサ５についてさらに詳しく説明する。 Here, the force sensor 5 will be explained in more detail.

力覚センサ５の中心点Ｏを原点とするＸＹＺ三次元座標系を定義したときに、力覚センサ５は、少なくとも軸方向に作用した力、すなわち、Ｘ軸方向の力Ｆｘ、Ｙ軸方向の力ＦｙおよびＺ軸方向の力Ｆｚのうち少なくとも一つを検出可能に構成されている。 When an XYZ three-dimensional coordinate system with the center point O of the force sensor 5 as the origin is defined, the force sensor 5 is capable of handling at least forces acting in the axial direction, that is, a force Fx in the X-axis direction and a force Fx in the Y-axis direction. It is configured to be able to detect at least one of the force Fy and the force Fz in the Z-axis direction.

なお、力覚センサ５は、軸方向に作用した力に加え、軸周りに作用したモーメント（Ｘ軸周りのモーメントＭｘ、Ｙ軸周りのモーメントＭｙおよびＺ軸周りのモーメントＭｚのうち少なくとも一つ）を検出可能に構成されてもよい。 In addition to the force acting in the axial direction, the force sensor 5 detects a moment acting around the axis (at least one of a moment Mx around the X axis, a moment My around the Y axis, and a moment Mz around the Z axis). may be configured to be detectable.

力覚センサ５の構造的な構成は特に限定されない。たとえば、力覚センサ５は、図示しないが、力またはモーメントを受ける受力体と、受力体等を支持する支持体と、受力体および支持体に接続された起歪体と、検出回路（後述の処理部５１に対応する。）と、検出素子（後述の検出素子５２に対応する。）とを備える。 The structural configuration of the force sensor 5 is not particularly limited. For example, although not shown, the force sensor 5 includes a force-receiving body that receives a force or moment, a support that supports the force-receiving body, a strain body connected to the force-receiving body and the support, and a detection circuit. (corresponding to a processing section 51 described later) and a detection element (corresponding to a detection element 52 described later).

エンドエフェクタ４は力覚センサ５の受力体にボルト等で着脱可能に取り付けられ、支持体はロボットアーム３にボルト等で着脱可能に取り付けられる。起歪体は、受力体に作用した力またはモーメントによって弾性変形可能に構成される。起歪体は、環状部材、複数の弧状部材、または複数の梁部材などで構成される。 The end effector 4 is removably attached to the force receiving body of the force sensor 5 with bolts or the like, and the support body is removably attached to the robot arm 3 with bolts or the like. The strain-generating body is configured to be elastically deformable by force or moment applied to the force-receiving body. The strain body is composed of an annular member, a plurality of arc members, a plurality of beam members, or the like.

機能面から見ると、力覚センサ５は、図３に示すように、処理部５１と、検出素子５２と、温度センサ５３と、通信部５４とを備えている。 From a functional standpoint, the force sensor 5 includes a processing section 51, a detection element 52, a temperature sensor 53, and a communication section 54, as shown in FIG.

処理部５１は、検出素子５２や温度センサ５３により検出された検出値を電気的に処理した後、通信部５４を介してコントローラ１０に出力する。処理部５１は、たとえば、検出値を電圧変換するＣ／Ｖ変換器（図示せず）と、アナログの電圧値をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）とを有する。 The processing section 51 electrically processes the detection values detected by the detection element 52 and the temperature sensor 53, and then outputs the detected values to the controller 10 via the communication section 54. The processing unit 51 includes, for example, a C/V converter (not shown) that converts a detected value into a voltage, and an A/D converter (not shown) that converts an analog voltage value into a digital value.

検出素子５２は、起歪体の弾性変形により生じた起歪体の変位を検出する。この検出素子５２は、静電容量型であってもよいし、歪みゲージ型であってもよい。静電容量型の場合、検出素子５２は、起歪体に固定された第１の電極（変位電極）と、第１の電極に対向するように受力体または支持体に設けられた第２の電極（固定電極）とを有する。歪みゲージ型の場合、検出素子５２は、起歪体に設けられた複数の歪みゲージを有する。いずれのタイプであれ、力覚センサ５の受力体が力またはモーメントを受けると、起歪体が弾性変形して歪みを生じ、変位する。この起歪体の変位が検出素子５２により検出されて検出値が出力される。 The detection element 52 detects displacement of the strain body caused by elastic deformation of the strain body. This detection element 52 may be of a capacitance type or a strain gauge type. In the case of a capacitive type, the detection element 52 includes a first electrode (displacement electrode) fixed to a strain body, and a second electrode provided on a force receiving body or support body so as to face the first electrode. electrode (fixed electrode). In the case of a strain gauge type, the detection element 52 has a plurality of strain gauges provided on the strain body. Regardless of the type, when the force-receiving body of the force sensor 5 receives a force or a moment, the strain-generating body elastically deforms to produce strain and is displaced. The displacement of this strain body is detected by the detection element 52 and a detected value is output.

温度センサ５３は、力覚センサ５の温度を検出するためのセンサであり、たとえばサーミスタを含む。力覚センサ５に温度センサが設けられることで、力覚センサの温度を正確に測定することができる。なお、これに限らず、ロボット本体２（たとえばロボットアーム３の先端部分）、またはコントローラ１０等に温度センサを設け、当該温度センサの検出値に基づいて力覚センサ５の温度を推定してもよい。この場合、力覚センサ５に温度センサ５３が設けられなくてもよい。 The temperature sensor 53 is a sensor for detecting the temperature of the force sensor 5, and includes, for example, a thermistor. By providing the temperature sensor in the force sensor 5, the temperature of the force sensor can be accurately measured. Note that the present invention is not limited to this, and a temperature sensor may be provided in the robot body 2 (for example, the tip of the robot arm 3) or the controller 10, and the temperature of the force sensor 5 may be estimated based on the detected value of the temperature sensor. good. In this case, the force sensor 5 does not need to be provided with the temperature sensor 53.

通信部５４は、検出素子５２や温度センサ５３で検出された値に基づく情報を力覚センサ５がコントローラ１０に送信するためのインターフェースであり、たとえばＲＳ４２２規格に基づくものである。なお、通信部５４の通信規格は、これに限られず、他の規格であってもよい。また、通信部５４は、ローカル５Ｇ、２．４ＧＨｚワイヤレス接続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等により、力覚センサ５とコントローラ１０を無線接続するものであってもよい。 The communication unit 54 is an interface through which the force sensor 5 transmits information based on the values detected by the detection element 52 and the temperature sensor 53 to the controller 10, and is based on, for example, the RS422 standard. Note that the communication standard of the communication unit 54 is not limited to this, and may be other standards. Further, the communication unit 54 may wirelessly connect the force sensor 5 and the controller 10 using local 5G, 2.4 GHz wireless connection, Bluetooth (registered trademark), or the like.

次に、コントローラ１０について、さらに詳しく説明する。 Next, the controller 10 will be explained in more detail.

力覚センサ５から出力された電気信号（センサ出力）は、上述した電気ケーブルを介してコントローラ１０に送信される。コントローラ１０は、力覚センサ５から受信した電気信号に基づいてロボット１の制御を行い、ロボットアーム３およびエンドエフェクタ４の動作を制御する。ロボット１の制御では、力覚センサ５の検出素子５２から出力される検出値に基づいて算出される成分値が参照される。成分値は、力覚センサ５に作用した力を示す値であり、軸成分毎に算出される。なお、力覚センサ５が力だけでなくモーメントを検出する場合は、モーメントを示す成分値も算出される。 The electrical signal (sensor output) output from the force sensor 5 is transmitted to the controller 10 via the above-mentioned electrical cable. The controller 10 controls the robot 1 based on electrical signals received from the force sensor 5, and controls the operations of the robot arm 3 and end effector 4. In controlling the robot 1, component values calculated based on detection values output from the detection element 52 of the force sensor 5 are referred to. The component value is a value indicating the force acting on the force sensor 5, and is calculated for each axis component. Note that when the force sensor 5 detects not only force but also moment, a component value indicating the moment is also calculated.

コントローラ１０は、図４に示すように、処理部１１と、記憶部１２と、通信部１３とを備えている。本実施形態では、処理部１１は、マイコン等のプロセッサから構成され、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することで所定の機能を実現する。 The controller 10 includes a processing section 11, a storage section 12, and a communication section 13, as shown in FIG. In this embodiment, the processing unit 11 is composed of a processor such as a microcomputer, and implements a predetermined function by executing a program stored in the storage unit 12.

処理部１１は、各種情報を入力する情報入力部１１１と、力覚センサ５のセンサ出力に基づく制御を行うロボット制御部１１２と、零点出力データベース１２１を作成するデータベース作成部１１３と、ロボットアーム３を制御するための目標値を算出する目標値算出部１１４とを有する。 The processing unit 11 includes an information input unit 111 that inputs various information, a robot control unit 112 that performs control based on the sensor output of the force sensor 5, a database creation unit 113 that creates a zero point output database 121, and a robot arm 3. and a target value calculation unit 114 that calculates a target value for controlling.

処理部１１の各部はコントローラ１０内のプロセッサが所定のプログラムを実行することにより、ソフトウェアによる処理がハードウェア資源を用いて具体的に実現されるものであってもよいし、あるいは、コントローラ１０に実装されているハードウェア自身により実現されるものであってもよい。 Each part of the processing unit 11 may be implemented by a processor in the controller 10 executing a predetermined program, so that software processing may be concretely realized using hardware resources, or the controller 10 may be It may also be realized by the implemented hardware itself.

記憶部１２は、零点出力などが格納された零点出力データベース１２１を記憶している。ここでいう「零点出力」は、エンドエフェクタ４とともにロボットアーム３に取り付けられた力覚センサ５に対して、エンドエフェクタ４による負荷やロボットアーム３の姿勢による負荷以外の負荷（外的負荷）が加えられていないとみなせる状態における力覚センサ５のセンサ出力のことであり、力覚センサが製品として出荷されるときの零点出力（すなわち、背景技術で説明した零点出力）とは異なる。以下の「零点出力」も同様の意味である。 The storage unit 12 stores a zero point output database 121 in which zero point outputs and the like are stored. The "zero point output" here refers to a load (external load) on the force sensor 5 attached to the robot arm 3 together with the end effector 4 other than the load caused by the end effector 4 or the load due to the posture of the robot arm 3. This is the sensor output of the force sensor 5 in a state where it can be considered that no force is being applied, and is different from the zero point output when the force sensor is shipped as a product (that is, the zero point output described in the background art). The following "zero point output" has the same meaning.

なお、記憶部１２には、処理部１１で実行されるプログラムやデータが記憶されてもよい。記憶部１２は、ハードディスク（ＨＤＤ）、不揮発性の半導体メモリなどにより構成されている。 Note that the storage unit 12 may store programs and data to be executed by the processing unit 11. The storage unit 12 includes a hard disk (HDD), a nonvolatile semiconductor memory, and the like.

通信部１３は、力覚センサ５が送信した情報を受信するためのインターフェースであり、たとえばＲＳ４２２規格に基づくものである。なお、通信部１３の通信規格は、これに限られず、他の規格であってもよい。また、通信部１３は、ローカル５Ｇ、２．４ＧＨｚワイヤレス接続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等により、力覚センサ５とコントローラ１０を無線接続するものであってもよい。 The communication unit 13 is an interface for receiving information transmitted by the force sensor 5, and is based on, for example, the RS422 standard. Note that the communication standard of the communication unit 13 is not limited to this, and may be other standards. Further, the communication unit 13 may wirelessly connect the force sensor 5 and the controller 10 using local 5G, 2.4 GHz wireless connection, Bluetooth (registered trademark), or the like.

ここで、零点出力データベース１２１について説明する。 Here, the zero point output database 121 will be explained.

零点出力データベース１２１は、力覚センサ５の使用時において、ロボットアーム３を制御するための目標値を算出するために参照するデータベースである。この零点出力データベース１２１は、対象物（ワークＷ）の作業位置にわずかな力またはモーメントが作用したときの力覚センサ５のセンサ出力（すなわち、零点出力）を当該作業位置に対応付けたデータベースである。 The zero point output database 121 is a database that is referred to in order to calculate a target value for controlling the robot arm 3 when the force sensor 5 is used. The zero point output database 121 is a database that associates the sensor output (i.e., zero point output) of the force sensor 5 when a slight force or moment is applied to the working position of the object (work W) with the working position. be.

ここで、「わずかな力またはモーメント」とは、エンドエフェクタ４とともにロボットアーム３に取り付けられた力覚センサ５に対する外的負荷を無視できる程度の小さい力またはモーメントである。具体的には、「わずかな力またはモーメント」は、力覚センサ５の定格荷重に比べて十分に小さい力またはモーメントであり、たとえば、力覚センサ５の定格荷重の１／１００以下の大きさであり、好ましくは、１／１０００以上１／１００以下の大きさである。 Here, the "slight force or moment" is a force or moment so small that the external load on the force sensor 5 attached to the robot arm 3 together with the end effector 4 can be ignored. Specifically, a "slight force or moment" is a force or moment that is sufficiently small compared to the rated load of the force sensor 5, for example, a magnitude that is 1/100 or less of the rated load of the force sensor 5. The size is preferably 1/1000 or more and 1/100 or less.

図５は、零点出力データベース１２１の一例を示している。この例では、ワークＷにおける作業位置を示すＸＹＺ座標（作業位置の座標）と、当該作業位置における零点出力（センサ出力）と、零点出力を検出したときの力覚センサ５の温度とが対応付けられている。図５に示すように、零点出力は、一般的には、Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｍｘ、ＭｙおよびＭｚの各成分値からなるベクトル量である。零点出力データベース１２１には、力覚センサ５が出力した各成分の電圧値が記憶されている。 FIG. 5 shows an example of the zero point output database 121. In this example, the XYZ coordinates (coordinates of the work position) indicating the work position on the workpiece W, the zero point output (sensor output) at the work position, and the temperature of the force sensor 5 when the zero point output is detected are associated. It is being As shown in FIG. 5, the zero point output is generally a vector quantity consisting of component values of Fx, Fy, Fz, Mx, My, and Mz. The zero point output database 121 stores voltage values of each component output by the force sensor 5.

本実施形態では図２に示すようにワークＷがＸＹ平面内にあるため、零点出力データベース１２１において、作業位置のＺ座標は省略可能である。また、本実施形態ではＺ軸方向の力Ｆｚのみに基づいてロボット１を制御するため、零点出力はＦｚのみでもよい。 In this embodiment, since the workpiece W is in the XY plane as shown in FIG. 2, the Z coordinate of the work position can be omitted in the zero point output database 121. Further, in this embodiment, since the robot 1 is controlled based only on the force Fz in the Z-axis direction, the zero point output may be only Fz.

図５の例では、零点出力データベース１２１は、当該零点出力データベース１２１が作成されたときの力覚センサ５の温度と対応付けられている。なお、作業位置ごとの温度が格納されているが、これに限られず、所定の作業位置の温度（たとえばＴ１）のみが零点出力データベース１２１に格納されてもよい。力覚センサ５の温度が零点出力データベース１２１に対応付けられていることは必須ではない。 In the example of FIG. 5, the zero point output database 121 is associated with the temperature of the force sensor 5 at the time the zero point output database 121 was created. Note that although the temperature for each work position is stored, the present invention is not limited to this, and only the temperature (for example, T 1 ) of a predetermined work position may be stored in the zero point output database 121. It is not essential that the temperature of the force sensor 5 be associated with the zero point output database 121.

なお、零点出力データベース１２１は、コントローラ１０の記憶部１２に記憶される場合に限られず、コントローラ１０と通信可能に接続された外部の情報処理装置の記憶部に記憶されてもよい。外部の情報処理装置は、たとえば、ロボットが稼働する工場内のサーバ、インターネットを介して接続されたクラウドサーバ等である。 Note that the zero point output database 121 is not limited to being stored in the storage unit 12 of the controller 10, but may be stored in the storage unit of an external information processing device that is communicatively connected to the controller 10. The external information processing device is, for example, a server in a factory where the robot operates, a cloud server connected via the Internet, or the like.

次に、処理部１１の各機能部の詳細について説明する。 Next, details of each functional section of the processing section 11 will be explained.

情報入力部１１１は、力覚センサ５から受信した電気信号もしくは電気信号が示す検出値などの各種情報を入力する。 The information input unit 111 inputs various information such as an electrical signal received from the force sensor 5 or a detected value indicated by the electrical signal.

ロボット制御部１１２は、情報入力部１１１が入力したセンサ出力（成分値）に基づいてロボットアーム３を制御する。より詳しくは、ロボット制御部１１２は、力覚センサ５のセンサ出力が、目標値算出部１１４により算出された目標値に一致するようにロボットアーム３を制御する。なお、ロボット制御部１１２がエンドエフェクタ４を制御してもよい。 The robot control unit 112 controls the robot arm 3 based on the sensor output (component value) input by the information input unit 111. More specifically, the robot control unit 112 controls the robot arm 3 so that the sensor output of the force sensor 5 matches the target value calculated by the target value calculation unit 114. Note that the robot control unit 112 may control the end effector 4.

データベース作成部１１３は、力覚センサ５の定格荷重に応じた力またはモーメントがワークＷの作業位置に作用するようにロボットアーム３を制御し、ワークＷに力またはモーメントが作用したときの力覚センサ５のセンサ出力を零点出力として作業位置（座標）に対応付けることを、ワークＷの所定範囲（加工範囲、作業範囲）における複数の作業位置について行うことにより、零点出力データベース１２１を作成する。作成方法の具体例については、のちほど図６および図７を参照して説明する。 The database creation unit 113 controls the robot arm 3 so that a force or moment corresponding to the rated load of the force sensor 5 acts on the work position of the workpiece W, and generates a force sense when the force or moment acts on the workpiece W. The zero point output database 121 is created by associating the sensor output of the sensor 5 with the working position (coordinates) as the zero point output for a plurality of working positions in a predetermined range (processing range, working range) of the workpiece W. A specific example of the creation method will be described later with reference to FIGS. 6 and 7.

目標値算出部１１４は、零点出力データベース１２１から、これから作業しようとする作業位置における零点出力を取得する。そして、目標値算出部１１４は、取得した零点出力と、ワークＷに加えようとする力またはモーメントとに基づいて、力覚センサ５のセンサ出力の目標値を算出する。たとえば、目標値算出部１１４は、これから作業しようとする作業位置における零点出力の電圧と、ワークＷに作用させようとする力またはモーメントに対応する電圧との差を目標値として算出する。ロボット制御部１１２は、力覚センサ５のセンサ出力が、このように算出された目標値に一致するようにロボットアーム３を制御する。 The target value calculation unit 114 acquires the zero point output at the work position to be worked from now from the zero point output database 121. Then, the target value calculation unit 114 calculates the target value of the sensor output of the force sensor 5 based on the acquired zero point output and the force or moment to be applied to the workpiece W. For example, the target value calculation unit 114 calculates the difference between the voltage of the zero point output at the work position where the work is to be performed and the voltage corresponding to the force or moment to be applied to the work W as the target value. The robot control unit 112 controls the robot arm 3 so that the sensor output of the force sensor 5 matches the target value calculated in this way.

上記のように、コントローラ１０は、零点出力データベース１２１から、これから作業しようとする作業位置における零点出力を取得し、取得した零点出力とワークＷに加えようとする力またはモーメントとに基づいて力覚センサ５のセンサ出力の目標値を算出し、算出された目標値に基づいてロボットアーム３を制御するように構成されている。 As described above, the controller 10 acquires the zero point output at the work position where the work is to be performed from the zero point output database 121, and generates a force sense based on the acquired zero point output and the force or moment to be applied to the work W. The robot arm 3 is configured to calculate a target value of the sensor output of the sensor 5 and control the robot arm 3 based on the calculated target value.

＜零点出力データベースの作成方法＞
次に、図６～図８を参照して、零点出力データベース１２１の作成方法の一例について説明する。 <How to create a zero point output database>
Next, an example of a method for creating the zero point output database 121 will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

ステップＳ１：コントローラ１０の処理部１１が、作業位置（測定位置）を初期化する。具体的には、作業位置を示すインデックスｉを１とする。本例では、ワークＷ上の作業位置は図７に示すようにＰ１～Ｐ９からなり、作業位置ＰｉはＰ１に初期化される。各作業位置Ｐ１～Ｐ９は作業範囲（加工範囲）Ａに含まれている。 Step S1: The processing unit 11 of the controller 10 initializes the work position (measurement position). Specifically, the index i indicating the work position is set to 1. In this example, the working positions on the workpiece W consist of P1 to P9 as shown in FIG. 7, and the working position Pi is initialized to P1. Each of the working positions P1 to P9 is included in a working range (processing range) A.

ステップＳ２：コントローラ１０の処理部１１が、作業位置が最後の位置に到達済みであるかどうかを判定する。本例では、作業位置がＰ９に到達済みであるかどうかが判定される。具体的には、インデックスｉが作業位置の数Ｎ以下であるかどうかを判定する。判定の結果、作業位置が最後の位置に到達済み場合（Ｓ２：Ｎｏ）、零点出力データベース１２１がすでに完成しているので作成フローを終了する。他方、作業位置が最後の位置に到達していない場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３に進む。 Step S2: The processing unit 11 of the controller 10 determines whether the working position has reached the final position. In this example, it is determined whether the work position has reached P9. Specifically, it is determined whether the index i is less than or equal to the number N of work positions. As a result of the determination, if the work position has already reached the last position (S2: No), the creation flow ends because the zero point output database 121 has already been completed. On the other hand, if the work position has not reached the final position (S2: Yes), the process advances to step S3.

ステップＳ３：コントローラ１０の処理部１１（情報入力部１１１）が、力覚センサ５の温度を取得する。力覚センサ５の温度は、力覚センサ５の温度センサ５３で測定される。なお、ロボット本体２またはコントローラ１０等に設けられた温度センサで取得された温度から力覚センサ５の温度を推定してもよい。 Step S3: The processing unit 11 (information input unit 111) of the controller 10 acquires the temperature of the force sensor 5. The temperature of the force sensor 5 is measured by a temperature sensor 53 of the force sensor 5. Note that the temperature of the force sensor 5 may be estimated from the temperature acquired by a temperature sensor provided in the robot body 2, the controller 10, or the like.

ステップＳ４：コントローラ１０の処理部１１が、ステップＳ３で取得された温度と前回取得された温度との差が所定値（例えば５℃）以内であるかどうかを判定する。判定の結果、温度差が所定値以内にない場合（Ｓ４：Ｎｏ）、ステップＳ１に戻り、最初の作業位置Ｐ１から零点出力データベース１２１の作成をやり直す。他方、温度差が所定値以内の場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５に進む。なお、本ステップを初めて行う場合（すなわち、ｉ＝１の場合）、判定は行わずにステップＳ５に進む。 Step S4: The processing unit 11 of the controller 10 determines whether the difference between the temperature acquired in step S3 and the previously acquired temperature is within a predetermined value (for example, 5° C.). As a result of the determination, if the temperature difference is not within the predetermined value (S4: No), the process returns to step S1 and the zero point output database 121 is created again from the first working position P1. On the other hand, if the temperature difference is within the predetermined value (S4: Yes), the process proceeds to step S5. Note that when this step is performed for the first time (that is, when i=1), the process proceeds to step S5 without making any determination.

ステップＳ５：コントローラ１０の処理部１１（ロボット制御部１１２）が、ワークＷにおけるｉ番目の作業位置（すなわち、Ｐｉ）に力覚センサ５の定格荷重に応じた力またはモーメントが作用するようにロボットアーム３を制御する。ここで、力覚センサ５の定格荷重に応じた力またはモーメントは、定格荷重に比べて十分に小さく、力覚センサ５の定格荷重の所定割合の大きさである。この割合は、たとえば、１／１００以下であり、好ましくは、１／１０００以上１／１００以下である。このように、力覚センサ５の定格荷重に比べて十分に小さい力またはモーメントをワークＷの作業位置Ｐｉに作用させることで、エンドエフェクタ４による負荷やロボットアーム３の姿勢による負荷以外の負荷（外的負荷）が加えられていないとみなせる状態における力覚センサ５のセンサ出力（すなわち、本実施形態でいう零点出力）を取得することができる。 Step S5: The processing unit 11 (robot control unit 112) of the controller 10 controls the robot so that a force or moment corresponding to the rated load of the force sensor 5 acts on the i-th work position (i.e., Pi) on the workpiece W. Control arm 3. Here, the force or moment corresponding to the rated load of the force sensor 5 is sufficiently smaller than the rated load, and is a predetermined proportion of the rated load of the force sensor 5. This ratio is, for example, 1/100 or less, preferably 1/1000 or more and 1/100 or less. In this way, by applying a force or moment that is sufficiently smaller than the rated load of the force sensor 5 to the work position Pi of the workpiece W, loads other than the load caused by the end effector 4 and the load caused by the posture of the robot arm 3 ( It is possible to obtain the sensor output of the force sensor 5 in a state where it can be considered that no external load is applied (that is, the zero point output in this embodiment).

ステップＳ６：コントローラ１０の処理部１１（情報入力部１１１）が、ステップＳ５でロボットアーム３が制御された状態における、力覚センサ５のセンサ出力を取得する。 Step S6: The processing unit 11 (information input unit 111) of the controller 10 acquires the sensor output of the force sensor 5 in the state where the robot arm 3 is controlled in Step S5.

ステップＳ７：コントローラ１０の処理部１１が、ステップＳ６で取得されたセンサ出力を作業位置Ｐｉに対応に対応付けて記憶部１２に記憶させる。 Step S7: The processing unit 11 of the controller 10 stores the sensor output acquired in step S6 in the storage unit 12 in association with the work position Pi.

ステップＳ８：作業位置を示すインデックスｉを１つ増やす。 Step S8: Increment the index i indicating the work position by one.

ステップＳ８の後、ステップＳ１に進み、次の作業位置についてステップＳ２～Ｓ７の処理を行う。すべての作業位置について上記処理を行うことで、ワークＷの作業範囲Ａに係る零点出力データベース１２１が作成される。 After step S8, the process advances to step S1, and steps S2 to S7 are performed for the next work position. By performing the above processing for all the work positions, the zero point output database 121 related to the work range A of the workpiece W is created.

図８は、上記方法によって作成された零点出力データベース１２１の一例を示している。ワークＷの表面を平面としたため、作業位置の座標はＸ座標とＹ座標のみである。零点出力（センサ出力）は、Ｚ軸方向の力Ｆｚのみであり、力覚センサ５が出力した電圧値である。 FIG. 8 shows an example of the zero point output database 121 created by the above method. Since the surface of the work W is flat, the coordinates of the work position are only the X and Y coordinates. The zero point output (sensor output) is only the force Fz in the Z-axis direction, and is the voltage value output by the force sensor 5.

なお、図８に示すように、各作業位置で測定された力覚センサ５の温度を作業位置に関連付けて記憶してもよい。 Note that, as shown in FIG. 8, the temperature of the force sensor 5 measured at each work position may be stored in association with the work position.

なお、上記の方法では、作業位置の数は９つ（Ｐ１～Ｐ９）であったが、これに限られるものではない。また、ワークＷの所定範囲を連続的にスイープして、力覚センサ５から作業範囲Ａ内の各点における零点出力を取得してもよい。この場合、エンドエフェクタ４がワークＷの表面をなぞるようにロボットアーム３が制御される。 Note that in the above method, the number of working positions is nine (P1 to P9), but the number is not limited to this. Alternatively, a predetermined range of the work W may be continuously swept to obtain the zero point output at each point within the work range A from the force sensor 5. In this case, the robot arm 3 is controlled so that the end effector 4 traces the surface of the workpiece W.

また、クリーンルームなど温度が制御された環境にロボット１が設置されている場合は、ステップＳ３およびＳ４を省略してもよい。 Furthermore, if the robot 1 is installed in a temperature-controlled environment such as a clean room, steps S3 and S4 may be omitted.

＜力覚センサの使用方法＞
次に、図９に示すように、零点出力データベース１２１に基づいて力覚センサ５を使用する方法について説明する。 <How to use the force sensor>
Next, as shown in FIG. 9, a method of using the force sensor 5 will be described based on the zero point output database 121.

ステップＳ１１：コントローラ１０の処理部１１（情報入力部１１１）が、力覚センサ５の温度（現在温度）を取得する。力覚センサ５の温度の取得方法は前述のステップＳ３と同様であるので詳しい説明は省略する。 Step S11: The processing unit 11 (information input unit 111) of the controller 10 acquires the temperature of the force sensor 5 (current temperature). The method for acquiring the temperature of the force sensor 5 is the same as that in step S3 described above, so a detailed explanation will be omitted.

ステップＳ１２：コントローラ１０の処理部１１が、ステップＳ１１で取得された現在温度と、零点出力データベース１２１の温度との差が所定値（例えば５℃）以内であるかどうかを判定する。零点出力データベース１２１の温度とは、零点出力データベース１２１が作成されたときの力覚センサ５の温度のことである。図８の例で言えば、たとえば温度Ｔ１であるが、温度Ｔ１～Ｔ９の平均値などの統計量であってもよい。 Step S12: The processing unit 11 of the controller 10 determines whether the difference between the current temperature acquired in step S11 and the temperature in the zero point output database 121 is within a predetermined value (for example, 5° C.). The temperature of the zero point output database 121 is the temperature of the force sensor 5 when the zero point output database 121 was created. In the example of FIG. 8, for example, it is the temperature T 1 , but it may be a statistical amount such as the average value of the temperatures T 1 to T 9 .

判定の結果、温度差が所定値以内にない場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、ステップＳ１に戻り、零点出力データベース１２１の作成をやり直す。他方、温度差が所定値以内の場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３に進む。 As a result of the determination, if the temperature difference is not within the predetermined value (S12: No), the process returns to step S1 and the zero point output database 121 is created again. On the other hand, if the temperature difference is within the predetermined value (S12: Yes), the process proceeds to step S13.

ステップＳ１３：コントローラ１０の処理部１１が、零点出力データベース１２１から、これから作業しようとする作業位置における零点出力を取得する。たとえば、これから作業しようとする作業位置が図７の作業位置Ｐ５の場合、処理部１１は零点出力データベース１２１から作業位置Ｐ５に対応付けられた零点出力（Ｆｚ１１）を読み出す。 Step S13: The processing unit 11 of the controller 10 acquires the zero point output at the work position to be worked on from the zero point output database 121. For example, if the work position to be worked on is work position P5 in FIG.

ステップＳ１４：コントローラ１０の処理部１１（目標値算出部１１４）が、ステップＳ１３で取得した零点出力と、ワークＷに加えようとする力またはモーメントとに基づいて、力覚センサ５のセンサ出力の目標値を算出する。たとえば、これから作業しようとする作業位置Ｐ５に所望のＺ軸方向の力Ｆｚを加えるために、目標値算出部１１４は、ステップＳ１３で読み出した零点出力Ｆｚ１１を示す第１の電圧と、所望の力Ｆｚに対応する第２の電圧との差を目標値として算出する。第２の電圧は力覚センサ５の感度から算出される。 Step S14: The processing unit 11 (target value calculation unit 114) of the controller 10 adjusts the sensor output of the force sensor 5 based on the zero point output acquired in step S13 and the force or moment to be applied to the workpiece W. Calculate the target value. For example, in order to apply a desired force Fz in the Z-axis direction to the work position P5 at which work is to be performed, the target value calculation unit 114 uses the first voltage indicating the zero point output Fz 11 read out in step S13 and the desired force Fz. The difference between the force Fz and the second voltage corresponding to the force Fz is calculated as a target value. The second voltage is calculated from the sensitivity of the force sensor 5.

たとえば、力覚センサ５の定格荷重が±１００Ｎであって定格荷重における感度が±２．５Ｖであり、ステップＳ１３で読み出された零点出力が２．６Ｖの場合を考える。－１０Ｎの力をワークＷに作用させたいときは、ステップＳ１４で算出される目標値は、２．３５Ｖ（＝２．６－１０／１００×２．５）となる。 For example, consider a case where the rated load of the force sensor 5 is ±100N, the sensitivity at the rated load is ±2.5V, and the zero point output read in step S13 is 2.6V. When it is desired to apply a force of -10N to the workpiece W, the target value calculated in step S14 is 2.35V (=2.6-10/100×2.5).

ステップＳ１５：コントローラ１０の処理部１１（ロボット制御部１１２）が、ステップＳ１４で算出された目標値に基づいてロボットアーム３を制御する。具体的には、ロボット制御部１１２は、力覚センサ５のセンサ出力がステップＳ１４で算出された目標値に一致するようにロボットアーム３を制御する。 Step S15: The processing unit 11 (robot control unit 112) of the controller 10 controls the robot arm 3 based on the target value calculated in step S14. Specifically, the robot control unit 112 controls the robot arm 3 so that the sensor output of the force sensor 5 matches the target value calculated in step S14.

上記のようにしてロボットアーム３を制御することで、所望の力またはモーメントをワークＷの作業位置に作用させることができる。 By controlling the robot arm 3 as described above, a desired force or moment can be applied to the workpiece W at the working position.

ワークＷの所定範囲Ａについて作業する場合は、作業位置を変えながらステップＳ１１～Ｓ１５を実行する。ロボット１が温度制御された環境に設置されている場合、二巡目以降についてはステップＳ１１およびＳ１２を省略してもよい。 When working on a predetermined range A of the workpiece W, steps S11 to S15 are executed while changing the working position. If the robot 1 is installed in a temperature-controlled environment, steps S11 and S12 may be omitted for the second and subsequent rounds.

なお、上記の説明では、簡単のために、Ｚ軸方向の力Ｆｚのみをワークに作用させる場合について説明したが、他の軸方向の力またはモーメントを作用させる場合についても、上記と同様の方法で力覚センサ５を使用してロボット１を適切に制御することが可能である。すなわち、６軸成分のうち任意の複数の成分をワークに作用させることも可能である。この場合、ワークに作用させようとする複数の成分の零点出力を零点出力データベース１２１からそれぞれ読み出し、成分ごとに目標値を算出し、各成分のセンサ出力が当該成分の目標値にそれぞれ一致するようにロボットアーム３を制御すればよい。 In addition, in the above explanation, for the sake of simplicity, the case where only the force Fz in the Z-axis direction is applied to the workpiece was explained, but the same method as above can also be used when applying force or moment in other axial directions. It is possible to appropriately control the robot 1 using the force sensor 5. That is, it is also possible to cause any plurality of components among the six-axis components to act on the workpiece. In this case, the zero point outputs of multiple components to be applied to the workpiece are read from the zero point output database 121, a target value is calculated for each component, and the sensor output of each component is adjusted to match the target value of the component. The robot arm 3 may be controlled accordingly.

これにより、ロボット１はワークの研磨作業に限られず、ねじ締め、溶接、裁断等の作業にも対応可能である。たとえば、エンドエフェクタにワークを吸着させて移動させる作業や、エンドエフェクタ（グリッパー）でピンを掴み、ワークに設けられた孔に当該ピンを挿入する作業などを行うことができる。 As a result, the robot 1 is not limited to polishing workpieces, but can also perform tasks such as screw tightening, welding, and cutting. For example, it is possible to perform operations such as attracting and moving a workpiece to an end effector, grasping a pin with an end effector (gripper), and inserting the pin into a hole provided in the workpiece.

以上説明したように、本実施形態に係る力覚センサ５の使用方法によれば、エンドエフェクタ４とともにロボットアーム３に取り付けられた力覚センサ５のセンサ出力の計測結果に基づいて作成された零点出力データベース１２１を参照して、力覚センサ５のセンサ出力の目標値を算出する。これにより、力覚センサ５の零点温度特性が校正されていなくても、力覚センサ５を適切に使用することができ、ロボット１をその用途に応じて適切に制御することができる。 As explained above, according to the method of using the force sensor 5 according to the present embodiment, the zero point is created based on the measurement results of the sensor output of the force sensor 5 attached to the robot arm 3 together with the end effector 4. With reference to the output database 121, a target value of the sensor output of the force sensor 5 is calculated. Thereby, even if the zero point temperature characteristic of the force sensor 5 is not calibrated, the force sensor 5 can be used appropriately, and the robot 1 can be appropriately controlled according to its use.

さらに、本実施形態に係る力覚センサ５の使用方法によれば、力覚センサ５の温度変動により零点出力が変化した場合であっても、零点出力データベース１２１を作成し直すことで、力覚センサ５の適正な使用を維持することができる。 Furthermore, according to the method of using the force sensor 5 according to the present embodiment, even if the zero point output changes due to temperature fluctuations of the force sensor 5, the zero point output database 121 can be re-created. Proper use of the sensor 5 can be maintained.

また、本実施形態によれば、恒温槽などの設備や長時間にわたる測定が必要な零点温度特性の校正を行う必要がないため、力覚センサ５のコストを低減することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, there is no need to calibrate the zero point temperature characteristics, which requires equipment such as a constant temperature bath or measurement over a long period of time, so the cost of the force sensor 5 can be reduced.

＜力覚センサの使用方法に係る別の実施形態＞
上記の使用方法では、ステップＳ１２の判定の結果、温度差が所定値以内にない場合、零点出力データベースを作成し直したが、ワークＷに対する作業が一旦停止するため作業効率が低下してしまう。そこで、事前に温度の異なる複数の零点出力データベースを用意しておく。たとえば、図１０に示すように、力覚センサ５の温度Ｔａ、ＴｂおよびＴｃにおいて作成された零点出力データベース１２１ａ、１２１ｂおよび１２１ｃを記憶部１２に記憶しておく。温度Ｔａと温度Ｔｂの差、および温度Ｔｂと温度Ｔｃの差は、たとえば１０℃である。そして、力覚センサ５の現在温度と、零点出力データベース１２１ａ、１２１ｂおよび１２１ｃとに基づいて零点出力を推定する。かかる実施形態について、図１１を参照して詳しく説明する。 <Another embodiment of how to use force sensor>
In the above usage method, if the temperature difference is not within the predetermined value as a result of the determination in step S12, the zero point output database is re-created, but the work on the workpiece W is temporarily stopped, resulting in a decrease in work efficiency. Therefore, multiple zero point output databases with different temperatures are prepared in advance. For example, as shown in FIG. 10, zero point output databases 121a, 121b, and 121c created at temperatures Ta , Tb , and Tc of the force sensor 5 are stored in the storage unit 12. The difference between temperature T a and temperature T b and between temperature T b and temperature T c is, for example, 10°C. Then, the zero point output is estimated based on the current temperature of the force sensor 5 and the zero point output databases 121a, 121b, and 121c. Such an embodiment will be described in detail with reference to FIG. 11.

ステップＳ２１：コントローラ１０の処理部１１（情報入力部１１１）が、力覚センサ５の温度（現在温度）を取得する。 Step S21: The processing unit 11 (information input unit 111) of the controller 10 acquires the temperature of the force sensor 5 (current temperature).

ステップＳ２２：コントローラ１０の処理部１１が、ステップＳ２１で取得された力覚センサ５の現在温度と、複数の零点出力データベース１２１ａ、１２１ｂおよび１２１ｃとに基づいて、これから作業しようとする作業位置における零点出力を推定する。零点出力の推定は、補間、外挿、内挿などの処理によって行う。これから作業しようとする作業位置が図７の作業位置Ｐ５であって、ステップＳ２１で取得された温度が温度Ｔａと温度Ｔｂの間にある場合、処理部１１は零点出力データベース１２１ａおよび１２１ｂから作業位置Ｐ５に対応付けられた零点出力Ｆｚ１１ａおよびＦｚ１１ｂをそれぞれ読み出す。そして、ステップＳ２１で取得された温度と、読み出された２つの零点出力とを用いて内挿処理により、当該温度における零点出力を推定する。 Step S22: The processing unit 11 of the controller 10 determines the zero point at the work position to be worked on based on the current temperature of the force sensor 5 acquired in step S21 and the plurality of zero point output databases 121a, 121b, and 121c. Estimate the output. The zero point output is estimated by processing such as interpolation, extrapolation, and interpolation. If the work position to be worked on is work position P5 in FIG. 7 and the temperature acquired in step S21 is between temperature T a and temperature T b , the processing unit 11 uses the zero point output databases 121 a and 121 b. The zero point outputs Fz 11a and Fz 11b associated with the work position P5 are respectively read out. Then, the zero point output at the temperature is estimated by interpolation using the temperature acquired in step S21 and the two read zero point outputs.

ステップＳ２３：コントローラ１０の処理部１１（目標値算出部１１４）が、ステップＳ２２で推定された零点出力と、ワークＷに加えようとする力またはモーメントとに基づいて、力覚センサのセンサ出力の目標値を算出する。具体的な目標値の算出方法は、前述のステップＳ１４で説明した方法と同様である。 Step S23: The processing unit 11 (target value calculation unit 114) of the controller 10 adjusts the sensor output of the force sensor based on the zero point output estimated in step S22 and the force or moment to be applied to the workpiece W. Calculate the target value. A specific method for calculating the target value is the same as the method described in step S14 above.

ステップＳ２４：コントローラ１０の処理部１１（ロボット制御部１１２）が、ステップＳ２３で算出された目標値に基づいてロボットアーム３を制御する。具体的なロボットアーム３の制御方法は、前述のステップＳ１５で説明した方法と同様である。 Step S24: The processing unit 11 (robot control unit 112) of the controller 10 controls the robot arm 3 based on the target value calculated in step S23. The specific method of controlling the robot arm 3 is the same as the method described in step S15 above.

ワークＷの所定範囲Ａについて作業する場合は、作業位置を変えながらステップＳ２１～Ｓ２４を実行する。ロボット１が温度制御された環境に設置されている場合、二巡目以降についてはステップＳ２１を省略してもよい。 When working on a predetermined range A of the workpiece W, steps S21 to S24 are executed while changing the working position. If the robot 1 is installed in a temperature-controlled environment, step S21 may be omitted from the second round onwards.

上記のように、推定された零点出力に基づいてロボットアーム３を制御することで、零点出力データベースを作成し直すために作業が中断する事態を回避することができる。 As described above, by controlling the robot arm 3 based on the estimated zero point output, it is possible to avoid a situation where the work is interrupted to recreate the zero point output database.

なお、上記の実施形態では、温度センサを用いて力覚センサ５の温度を測定もしくは推定し、所定の温度変化があった場合に零点出力データベース１２１を作成し直した。これに限られず、コントローラ１０（データベース作成部１１３）は、温度変化以外のトリガーに基づいて零点出力データベース１２１を新たに作成してもよい。たとえば、ロボット１の稼働時間が所定の時間（たとえば１時間）を経過するごとに、あるいは所定の時刻（たとえば９時、１１時、１３時、１５時、１７時）に達するごとに、零点出力データベース１２１を新たに作成してもよい。これにより、温度センサを用いることなく、零点出力データベース１２１を更新することができる。 In the above embodiment, the temperature of the force sensor 5 is measured or estimated using a temperature sensor, and the zero point output database 121 is re-created when a predetermined temperature change occurs. The present invention is not limited to this, and the controller 10 (database creation unit 113) may newly create the zero point output database 121 based on a trigger other than a temperature change. For example, each time the operating time of the robot 1 passes a predetermined time (for example, 1 hour) or each time the robot 1 reaches a predetermined time (for example, 9:00, 11:00, 13:00, 15:00, 17:00), the zero point output A new database 121 may be created. Thereby, the zero point output database 121 can be updated without using a temperature sensor.

具体的には、ロボット１の稼働時間が所定の時間を経過するごとに零点出力データベース１２１を新たに作成する場合、図６のフローチャートにおけるステップＳ３では、コントローラ１０の処理部１１がロボット１の稼働時間を取得する。たとえば、処理部１１は、ロボット１が稼働し始める際に記憶部１２にそのときの時刻を記憶しておき、当該時刻と現在時刻との差から稼働時間を算出する。その後、ステップＳ４では、処理部１１が、ステップＳ３で取得した稼働時間に基づき、所定の時間が経過したか否かを判定する。図９のフローチャートの場合においても同様である。すなわち、ステップＳ１１において処理部１１がロボット１の稼働時間を取得し、ステップＳ１２において処理部１１が、稼働時間に基づき所定の時間が経過したか否かを判定すればよい。 Specifically, when the zero point output database 121 is newly created every time the operating time of the robot 1 passes a predetermined time, in step S3 in the flowchart of FIG. Get the time. For example, when the robot 1 starts operating, the processing unit 11 stores the time at that time in the storage unit 12, and calculates the operating time from the difference between the time and the current time. Thereafter, in step S4, the processing unit 11 determines whether a predetermined time has elapsed based on the operating time acquired in step S3. The same applies to the flowchart in FIG. That is, in step S11, the processing unit 11 acquires the operating time of the robot 1, and in step S12, the processing unit 11 may determine whether a predetermined time has elapsed based on the operating time.

また、所定の時刻に達した際に零点出力データベース１２１を新たに作成する場合、図６のフローチャートにおけるステップＳ３では、コントローラ１０の処理部１１が、コントローラ１０の内部または外部の時計から現在時刻を取得する。その後、ステップＳ４では、処理部１１が、ステップＳ３で取得した現在時刻に基づき、所定の時刻に達したか否かを判定する。図９のフローチャートの場合においても同様である。すなわち、ステップＳ１１において処理部１１が現在時刻を取得し、ステップＳ１２において処理部１１が現在時刻に基づき所定の時刻に達したか否かを判定すればよい。 Furthermore, when the zero point output database 121 is newly created when a predetermined time is reached, in step S3 in the flowchart of FIG. get. Thereafter, in step S4, the processing unit 11 determines whether a predetermined time has been reached based on the current time obtained in step S3. The same applies to the flowchart in FIG. That is, in step S11, the processing unit 11 acquires the current time, and in step S12, the processing unit 11 may determine whether a predetermined time has been reached based on the current time.

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。 Based on the above description, those skilled in the art may be able to envision additional effects and various modifications of the present invention, but aspects of the present invention are not limited to the embodiments described above. Various additions, changes, and partial deletions are possible without departing from the conceptual idea and gist of the present invention derived from the content defined in the claims and equivalents thereof.

１ ロボット
２ ロボット本体
３ ロボットアーム
４ エンドエフェクタ
５ 力覚センサ
５１ 処理部
５２ 検出素子
５３ 温度センサ
５４ 通信部
１０ コントローラ
１１ 処理部
１１１ 情報入力部
１１２ ロボット制御部
１１３ データベース作成部
１１４ 目標値算出部
１２ 記憶部
１２１ 零点出力データベース
１３ 通信部
Ａ 作業範囲
Ｐ１～Ｐ９ 作業位置
Ｗ ワーク（対象物） 1 Robot 2 Robot body 3 Robot arm 4 End effector 5 Force sensor 51 Processing unit 52 Detection element 53 Temperature sensor 54 Communication unit 10 Controller 11 Processing unit 111 Information input unit 112 Robot control unit 113 Database creation unit 114 Target value calculation unit 12 Storage section 121 Zero point output database 13 Communication section A Working range P1 to P9 Working position W Work (object)

Claims (15)

ロボットに設けられる力覚センサの使用方法であって、
前記ロボットは、
ロボットアームを含むロボット本体と、
前記ロボットアームの先端に設けられ、前記ロボットの対象物に対する作業を行うエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタと前記ロボットアームの間に設けられ、少なくとも軸方向に作用した力を検出する力覚センサと、
前記力覚センサのセンサ出力に基づいて前記ロボットアームを制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記対象物の作業位置にわずかな力が作用したときの前記力覚センサのセンサ出力を前記作業位置に対応付けた零点出力データベースから、これから作業しようとする作業位置における零点出力を取得し、前記取得した零点出力と前記対象物に加えようとする力とに基づいて前記力覚センサのセンサ出力の目標値を算出し、前記算出された目標値に基づいて前記ロボットアームを制御する、力覚センサの使用方法。 A method of using a force sensor provided in a robot, the method comprising:
The robot is
A robot body including a robot arm,
an end effector that is provided at the tip of the robot arm and performs work on the target object of the robot;
a force sensor that is provided between the end effector and the robot arm and detects a force acting at least in an axial direction;
a controller that controls the robot arm based on the sensor output of the force sensor,
The controller calculates the zero point output at the work position at which the work is to be performed from a zero point output database in which the sensor output of the force sensor is associated with the work position when a slight force is applied to the work position of the object. and calculating a target value of the sensor output of the force sensor based on the acquired zero point output and the force to be applied to the object, and controlling the robot arm based on the calculated target value. How to use a force sensor. 前記零点出力データベースは、当該零点出力データベースが作成されたときの前記力覚センサの温度と対応付けられている、請求項１に記載の力覚センサの使用方法。 2. The method of using a force sensor according to claim 1, wherein the zero point output database is associated with the temperature of the force sensor at the time the zero point output database was created. 前記力覚センサの前記温度は、前記力覚センサ、前記ロボット本体または前記コントローラに設けられた温度センサにより計測される、請求項２に記載の力覚センサの使用方法。 3. The method of using a force sensor according to claim 2, wherein the temperature of the force sensor is measured by a temperature sensor provided in the force sensor, the robot body, or the controller. 前記コントローラは、前記力覚センサの現在温度と、前記零点出力データベースに対応付けられた温度との間の温度差が所定値以内の場合に、前記零点出力データベースから零点出力を取得する、請求項２または３に記載の力覚センサの使用方法。 The controller obtains the zero point output from the zero point output database when a temperature difference between the current temperature of the force sensor and a temperature associated with the zero point output database is within a predetermined value. 3. A method of using the force sensor according to 2 or 3. 前記コントローラは、前記温度差が前記所定値よりも大きい場合、新たな零点出力データベースを作成する、請求項４に記載の力覚センサの使用方法。 5. The method of using a force sensor according to claim 4, wherein the controller creates a new zero point output database when the temperature difference is larger than the predetermined value. 前記コントローラは、前記力覚センサの現在温度と、互いに異なる前記力覚センサの温度の下で作成された複数の前記零点出力データベースとに基づいて、前記これから作業しようとする作業位置における零点出力を推定し、前記推定された零点出力と、前記対象物に加えようとする力とに基づいて前記力覚センサのセンサ出力の目標値を算出する、請求項２または３に記載の力覚センサの使用方法。 The controller calculates the zero point output at the work position to be worked on based on the current temperature of the force sensor and the plurality of zero point output databases created under mutually different temperatures of the force sensor. The force sensor according to claim 2 or 3, wherein a target value of the sensor output of the force sensor is calculated based on the estimated zero point output and the force to be applied to the object. how to use. 前記コントローラは、前記ロボットの稼働時間が所定の時間を経過するごとに、あるいは所定の時刻に達するごとに、前記零点出力データベースを作成する、請求項１に記載の力覚センサの使用方法。 2. The method of using a force sensor according to claim 1, wherein the controller creates the zero point output database every time the operating time of the robot passes a predetermined time or reaches a predetermined time. 前記コントローラは、前記零点出力データベースを作成するデータベース作成部を有し、
前記データベース作成部は、前記力覚センサの定格荷重に応じた力が前記対象物の作業位置に作用するように前記ロボットアームを制御し、前記対象物に前記力が作用したときの前記力覚センサのセンサ出力を零点出力として前記作業位置に対応付けることを、前記対象物の所定範囲における複数の作業位置について行う、請求項１～７のいずれかに記載の力覚センサの使用方法。 The controller includes a database creation unit that creates the zero point output database,
The database creation unit controls the robot arm so that a force corresponding to the rated load of the force sensor acts on the work position of the object, and controls the force sense when the force acts on the object. 8. The method of using a force sensor according to claim 1, wherein the step of associating the sensor output of the sensor with the work position as a zero point output is performed for a plurality of work positions within a predetermined range of the object. 前記力覚センサの定格荷重に応じた力は、前記力覚センサの定格荷重の所定割合の大きさである、請求項８に記載の力覚センサの使用方法。 9. The method of using a force sensor according to claim 8, wherein the force corresponding to the rated load of the force sensor is a predetermined proportion of the rated load of the force sensor. 前記所定割合は１／１００以下である、請求項９に記載の力覚センサの使用方法。 The method of using a force sensor according to claim 9, wherein the predetermined ratio is 1/100 or less. 前記コントローラは、前記目標値を算出する目標値算出部を有し、
前記目標値算出部は、前記これから作業しようとする作業位置における零点出力の電圧と、前記対象物に作用させようとする力に対応する電圧との差を前記目標値として算出する、請求項１～１０のいずれかに記載の力覚センサの使用方法。 The controller includes a target value calculation unit that calculates the target value,
1 . The target value calculation unit calculates, as the target value, a difference between a zero point output voltage at the work position where the work is to be performed and a voltage corresponding to a force to be applied to the object. A method of using the force sensor according to any one of items 1 to 10. 前記コントローラは、前記ロボットアームを制御するロボット制御部を有し、
前記ロボット制御部は、前記力覚センサのセンサ出力が前記目標値に一致するように前記ロボットアームを制御する、請求項１～１１のいずれかに記載の力覚センサの使用方法。 The controller includes a robot control section that controls the robot arm,
12. The method of using a force sensor according to claim 1, wherein the robot control unit controls the robot arm so that a sensor output of the force sensor matches the target value. 請求項１～１２のいずれかに記載の方法をコンピュータに実行させる力覚センサ使用プログラム。 A force sensor usage program that causes a computer to execute the method according to any one of claims 1 to 12. ロボットに取り付けられ、少なくとも軸方向に作用した力を検出する力覚センサであって、
前記ロボットを制御するコントローラが零点出力データベースを作成するために、前記力覚センサの温度を検出する温度センサを備え、前記零点出力データベースは、わずかな力が対象物の作業位置に作用したときの前記力覚センサのセンサ出力を前記作業位置に対応付けたものである、力覚センサ。 A force sensor that is attached to a robot and detects force acting at least in an axial direction,
A controller that controls the robot includes a temperature sensor that detects the temperature of the force sensor in order to create a zero-point output database, and the zero-point output database includes a temperature sensor that detects the temperature of the force sensor. A force sensor in which a sensor output of the force sensor is associated with the work position. 前記わずかな力は、前記力覚センサの定格荷重の１／１００以下である、請求項１４に記載の力覚センサ。 The force sensor according to claim 14, wherein the slight force is 1/100 or less of the rated load of the force sensor.
JP2022046073A 2022-03-22 2022-03-22 Method of using force sensor, program for using force sensor and force sensor Active JP7171102B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022046073A JP7171102B1 (en) 2022-03-22 2022-03-22 Method of using force sensor, program for using force sensor and force sensor
JP2022170176A JP7417312B2 (en) 2022-03-22 2022-10-24 How to use a force sensor, force sensor usage program, and force sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022046073A JP7171102B1 (en) 2022-03-22 2022-03-22 Method of using force sensor, program for using force sensor and force sensor

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022170176A Division JP7417312B2 (en) 2022-03-22 2022-10-24 How to use a force sensor, force sensor usage program, and force sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7171102B1 JP7171102B1 (en) 2022-11-15
JP2023140173A true JP2023140173A (en) 2023-10-04

Family

ID=84045984

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022046073A Active JP7171102B1 (en) 2022-03-22 2022-03-22 Method of using force sensor, program for using force sensor and force sensor
JP2022170176A Active JP7417312B2 (en) 2022-03-22 2022-10-24 How to use a force sensor, force sensor usage program, and force sensor

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022170176A Active JP7417312B2 (en) 2022-03-22 2022-10-24 How to use a force sensor, force sensor usage program, and force sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP7171102B1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02203228A (en) * 1989-02-01 1990-08-13 Ricoh Co Ltd Force sensor with temperature compensation
US5576727A (en) * 1993-07-16 1996-11-19 Immersion Human Interface Corporation Electromechanical human-computer interface with force feedback
JP2015085496A (en) * 2013-11-01 2015-05-07 セイコーエプソン株式会社 Robot, robot system and control device
JP2015182165A (en) * 2014-03-24 2015-10-22 セイコーエプソン株式会社 Robot, robot system and robot control device
JP2016221653A (en) * 2015-06-03 2016-12-28 セイコーエプソン株式会社 Robot control device and robot system
EP3435183A1 (en) * 2017-07-26 2019-01-30 ABB Schweiz AG Method for controlling a robot arm and robot system with a robot arm
JP2019219263A (en) * 2018-06-19 2019-12-26 日本精工株式会社 Force sensor
US20200070369A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and method for calculating at least one parameter for measuring external force

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02203228A (en) * 1989-02-01 1990-08-13 Ricoh Co Ltd Force sensor with temperature compensation
US5576727A (en) * 1993-07-16 1996-11-19 Immersion Human Interface Corporation Electromechanical human-computer interface with force feedback
JP2015085496A (en) * 2013-11-01 2015-05-07 セイコーエプソン株式会社 Robot, robot system and control device
JP2015182165A (en) * 2014-03-24 2015-10-22 セイコーエプソン株式会社 Robot, robot system and robot control device
JP2016221653A (en) * 2015-06-03 2016-12-28 セイコーエプソン株式会社 Robot control device and robot system
EP3435183A1 (en) * 2017-07-26 2019-01-30 ABB Schweiz AG Method for controlling a robot arm and robot system with a robot arm
JP2019219263A (en) * 2018-06-19 2019-12-26 日本精工株式会社 Force sensor
US20200070369A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and method for calculating at least one parameter for measuring external force

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023140265A (en) 2023-10-04
JP7171102B1 (en) 2022-11-15
JP7417312B2 (en) 2024-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6223640B2 (en) Calibration apparatus and robot system using the same
CN108748159B (en) Self-calibration method for tool coordinate system of mechanical arm
CN107433590B (en) Gravity compensation method based on mechanical arm load mass and sensor null shift online identification
US6382012B2 (en) Method for calibrating force sensor mounted on robot, and robot
US20150127141A1 (en) Robot, control device, robot system and robot control method
US9563601B2 (en) Force sensor correcting method
JP5618066B2 (en) Force control robot calibration apparatus and method
EP1845427A2 (en) Controller
JP2515594B2 (en) Robot force control method and device
CN110385715B (en) Installation mode determination device, installation mode determination program, and recording medium
CN107796276B (en) Device and method for estimating absolute positioning accuracy of industrial robot
CN113211493B (en) Calibration method and calibration system
JP5962371B2 (en) Robot system and sensor inspection apparatus and method
CN112720460A (en) Robot control method, device, computer readable storage medium and robot
JP7417312B2 (en) How to use a force sensor, force sensor usage program, and force sensor
CN109397259B (en) Method for determining an absolute position of a robot device and robot device
CN109311163B (en) Method for correcting motion control command of robot and related equipment thereof
Sharifzadeh et al. On human–robot interaction of a 3-DOF decoupled parallel mechanism based on the design and construction of a novel and low-cost 3-DOF force sensor
JP2018020430A (en) Robot device, robot control method, article manufacturing method, program, and recording medium
WO2015145638A1 (en) Robot system, and device and method for testing sensor
JP7127897B1 (en) How to calibrate the force sensor
US20220120630A1 (en) Detection device and sensor calibration method
CN108284456A (en) Gravitational compensation method in sensor load external force measurement based on dimensionality reduction parsing
JP5942720B2 (en) State determination method, robot, control device, and program
CN115674171A (en) Robot pose measuring and compensating method and system, control device and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220323

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220323

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220422

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220511

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220729

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220809

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: 20220927

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221026

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7171102

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150