JP2977626B2 - Work evaluation device - Google Patents

Work evaluation device

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JP2977626B2
JP2977626B2 JP3054264A JP5426491A JP2977626B2 JP 2977626 B2 JP2977626 B2 JP 2977626B2 JP 3054264 A JP3054264 A JP 3054264A JP 5426491 A JP5426491 A JP 5426491A JP 2977626 B2 JP2977626 B2 JP 2977626B2
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evaluation
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信彦 恩田
英俊 野吾
彰彦 矢吹
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、作業評価装置に関し、
特にロボットや自動機(以下ロボットで代表)などの作
業評価装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a work evaluation device,
In particular, the present invention relates to a work evaluation device such as a robot or an automatic machine (hereinafter, represented by a robot).

【0002】一般に、ロボットによる作業は、繰返し安
定性といった面で人手による作業よりも優れており、特
に、安定した位置精度を要求される精密機器(例えば電
子部品)の組立や検査に重宝される。しかし、人間には
きわめて微妙で高度な感覚調整機能が備わっており、こ
の点でロボットの性能限界が指摘される。
In general, robot operations are superior to manual operations in terms of repetitive stability, and are particularly useful for assembling and inspecting precision equipment (eg, electronic components) that require stable positional accuracy. . However, humans have extremely sensitive and sophisticated sensory adjustment functions, which point to the limitations of robot performance.

【0003】[0003]

【従来の技術】図9は従来のロボット構成図であり、1
0は組立品、11は組立品10に取り付けるための部
品、12は部品11を把持するハンド、13はハンドを
旋回させたり上下させたりするロボット本体である。ロ
ボット本体13とハンド12との間には力センサ14が
取り付けられており、この力センサ14は、ハンド12
に加えられる外力を検出し電気信号S1に変換して出力
する。制御装置15は、信号S1とコンピュータ16か
らの力目標値S2とを比較して力制御量S3を演算する演
算部15aと、力制御量S3をサーボ信号S4に変換する
サーボ制御部15bとを備え、サーボ制御部15bから
の信号S4によってロボット本体14のサーボモータ
(図示せず)を駆動すると共に、サーボモータの回転角
をフィードバックして上記サーボ信号S4をコントロー
ルする。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a block diagram of a conventional robot.
Reference numeral 0 denotes an assembly, reference numeral 11 denotes a component to be attached to the assembly 10, reference numeral 12 denotes a hand for gripping the component 11, and reference numeral 13 denotes a robot main body for turning and moving the hand up and down. A force sensor 14 is attached between the robot body 13 and the hand 12, and the force sensor 14
Detecting an external force applied to and outputs into an electric signal S 1. Controller 15 converts the arithmetic unit 15a for calculating the force control quantity S 3 is compared with the force target value S 2 from the signals S 1 and the computer 16, the force control quantity S 3 to the servo signal S 4 Servo and a control unit 15b, to drive the servo motor of the robot body 14 (not shown) by a signal S 4 from the servo control unit 15b, controls the servo signal S 4 by feeding back the rotation angle of the servo motor .

【0004】図10は上記ロボットによる作業の一例を
示す図で、ハンド12に把持された部品11(例えばペ
グ)を、組立体10の孔10aに挿入する作業である。
こうした作業は電子機器等の組立分野でよく見られる作
業形態である。
FIG. 10 is a view showing an example of the operation by the robot, in which a part 11 (for example, a peg) held by a hand 12 is inserted into a hole 10 a of an assembly 10.
Such work is a work form often seen in the field of assembly of electronic devices and the like.

【0005】部品11の挿入完了は、力センサ14から
の信号S1が所定の検出レベルに到達したときをもって
判定する。すなわち、孔10aの底に部品11が当たる
と部品11に大きな外力(ハンド12の下降力の反力に
相当)が作用するからで、この外力レベルを検出するこ
とにより、部品11の挿入完了を判定できる。
[0005] Completion of the insertion of the component 11 is determined when the signal S 1 from the force sensor 14 reaches a predetermined detection level. That is, when the component 11 hits the bottom of the hole 10a, a large external force (corresponding to the reaction force of the descending force of the hand 12) acts on the component 11, and the completion of the insertion of the component 11 is detected by detecting this external force level. Can be determined.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のロボットにあっては、挿入完了判定用の検出レベ
ルしか具備していないため、例えば部品11の横断面積
と孔10aの開口面積がほぼ等しい場合で部品11が
ごく僅かに傾いたり部品11の外壁面や孔10aの内
壁面の仕上げが荒かったり壁面に微小な突起があった
りした場合に作業を中断できないという問題点があっ
た。
However, such a conventional robot has only a detection level for judging the completion of insertion. For example, when the cross-sectional area of the component 11 is substantially equal to the opening area of the hole 10a. Therefore, there is a problem that the work cannot be interrupted when the component 11 is very slightly inclined, when the outer wall surface of the component 11 or the inner wall surface of the hole 10a is rough, or when the wall surface has minute projections.

【0007】すなわち、図11(a)は上記の場合の
力信号S1と検出レベルの関係を示すグラフ、図11
(b)は上記の場合の力信号S1と検出レベルの関係
を示すグラフである。これらのグラフにおいて、信号S
1が急激に立ち上がっている点(イ)(ロ)が部品11
の挿入完了点である。
FIG. 11A is a graph showing the relationship between the force signal S 1 and the detection level in the above case.
(B) is a graph showing the force signals S 1 and the detection level of the relationship between the above case. In these graphs, the signal S
The point ( 1 ) and the point (B) where the 1 rises rapidly are the parts 11
Is the insertion completion point.

【0008】(ハ)は挿入の途中で部品11が突起に引
っかかったときの信号S1レベルで、部品11の下降を
止めようとする力に相当する。このような力は突起の程
度にもよるが一般に挿入完了時点の外力よりもかなり小
さいので、挿入完了判定用の検出レベルでは判定できな
い。
(C) is a signal S 1 level when the component 11 is hooked on the protrusion during insertion, and corresponds to a force for stopping the lowering of the component 11. Although such a force depends on the degree of the protrusion, it is generally much smaller than the external force at the time of completion of insertion, and therefore cannot be determined at the detection level for determining completion of insertion.

【0009】また、(ニ)は壁面仕上げの荒さに伴う信
号S1のレベルで、これも一般には挿入完了時点の外力
よりもかなり小さく、同様にして判定できない。そこで
本発明は、ハンドに作用する力の大きさを評価すること
により、ハンド作業途中の異常をも判定し得る作業評価
装置を提供することを目的としている。
[0009] (d) at the level of the signals S 1 due to the roughness of the wall surface finish, which also is generally much smaller than the external force of the insertion completion can not be determined in the same manner. Accordingly, an object of the present invention is to provide a work evaluation device that can determine an abnormality during hand work by evaluating the magnitude of a force acting on the hand.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の作業評価装置は、所定の作業時に、
部品を把持するハンドに作用する外力を検出する外力検
出手段と、前記検出された外力を表す信号から信号レベ
ルの平均、振動波形、及びインパルス波形を抽出する抽
出手段と、前記信号レベルの平均、前記振動波形の振
幅、及び前記インパルス波形の振幅について時系列変化
パターンと所定の基準値とを比較分析し、その分析結果
に基づいてハンド作業の異常及び部品形状の異常を判
定、評価する評価手段と、前記評価結果に基づいて、前
記ハンド作業の継続及び中断を制御する制御手段と、を
備えたことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a work evaluation apparatus, comprising:
An external force detecting means for detecting an external force acting on the hand holding the component, and a signal level based on the signal representing the detected external force.
Extraction means for extracting the average of the vibration level and the impulse waveform, and the average of the signal level and the vibration of the vibration waveform.
An evaluation means for comparing and analyzing the time series change pattern and a predetermined reference value for the width and the amplitude of the impulse waveform, and judging and evaluating an abnormal hand operation and an abnormal part shape based on the analysis result; And control means for controlling the continuation and interruption of the hand work based on the result.

【0011】[0011]

【作用】任意の孔に部品を挿入するような作業をハンド
で行う場合、その挿入途中の様々な経過情報は全て外力
となってハンドに伝えられる。すなわち、この外力を分
析することにより、作業途中に発生する様々な異常、例
えば、突起(前記)は外力信号の突出から検出でき、
また、表面仕上げの荒さ(前記)は外力信号の直流成
分の増加から検出できるため、この検出結果に基づいて
ハンド作業の継続及び中断を適切に制御することができ
る。
When a hand inserts a part into an arbitrary hole by a hand, various pieces of progress information during the insertion are all transmitted to the hand as external force. In other words, by analyzing this external force, various abnormalities that occur during the work , such as
For example, the protrusion (described above) can be detected from the protrusion of the external force signal,
The roughness of the surface finish (described above) depends on the DC component of the external force signal.
Minute increase, and based on this detection result
The continuation and interruption of hand work can be controlled appropriately.
You.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。第1実施例 図1、図2は本発明に係る作業評価装置の第1実施例を
示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment FIGS. 1 and 2 are views showing a first embodiment of a work evaluation device according to the present invention.

【0013】図1において、20は部品、21はハンド
であり、ハンド21は力センサ(外力検出手段)22を
介してロボット本体23に取り付けられている。ロボッ
ト本体23は、サーボ信号によって駆動されるサーボモ
ータ(図示略)を備え、このサーボモータでハンド21
を昇降したり位置決めしたりすることができる。
In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a component, 21 denotes a hand, and the hand 21 is attached to a robot body 23 via a force sensor (external force detecting means) 22. The robot body 23 includes a servomotor (not shown) driven by a servo signal.
Can be moved up and down and positioned.

【0014】評価装置24は、ロボット本体23からの
位置データ信号Saすなわちサーボモータの回転角信号
と力センサ22からの力信号Sbなどを取込み、これら
の信号から所定の成分抽出・評価処理(後述)を実行
し、ハンド21による作業の完了や異常状態を判定する
ための信号Sc、Sd、Seを生成してコンピュータ
(制御手段)25に出力する。
The evaluation device 24 receives the position data signal Sa from the robot body 23 , that is, the rotation angle signal of the servomotor, the force signal Sb from the force sensor 22, and the like, and extracts and evaluates predetermined components from these signals (described later). ) is executed, the signal Sc for determining the completion or abnormal state of the work by the hand 21, Sd, and generates a Se computer
(Control means) Output to 25.

【0015】コンピュータ25は、ハンド21の目標位
置や昇降力など作業に必要な制御量を演算処理すると共
に、評価装置24からの信号Sc、Sd、Seに従って
作業の終了処理や異常検出時の中断処理などを実行し、
各々の処理値を制御装置26に与え、この制御装置26
を介してロボット本体23をコントロールする。
The computer 25 computes control amounts necessary for the work, such as the target position of the hand 21 and the lifting / lowering force, and also terminates the work or interrupts when an abnormality is detected according to the signals Sc, Sd, Se from the evaluation device 24. Perform processing, etc.,
Each processing value is given to the controller 26, and the controller 26
The robot body 23 is controlled via the.

【0016】ここで、評価装置24は、4つの抽出回路
(抽出手段)24a〜24d及び3つの評価回路(評価
手段)24e〜24gを備える。4つの抽出回路は、力
信号Sbに含まれる特定の信号成分を抽出するもので、
第1の抽出回路24aは直流成分SDC (信号レベルの平
均)を抽出し、第2の抽出回路24bはきわめて低い周
波数域(例えば数Hzオーダ)の交流成分SLAC (信号
レベルの平均)を抽出し、第3の抽出回路24cはそれ
よりも高い周波数域(例えば数十Hzオーダ)の交流成
分SHAC (振動波形)を抽出し、第4の抽出回路24d
はインパルス成分SPLS (インパルス波形)を抽出す
る。3つの評価回路は、各々の抽出成分を分析・評価
し、作業異常に相当する特異な信号状態が発見されたと
きに、それぞれから過大摩擦力の発生を表す信号Sc、
表面仕上げの不良検出を表す信号Sd及び突起の検出を
表す信号Seを出力する。
Here, the evaluation device 24 includes four extraction circuits (extraction means) 24a to 24d and three evaluation circuits (evaluation means) 24e to 24g. The four extraction circuits extract a specific signal component included in the force signal Sb.
The first extraction circuit 24a has a DC component S DC (signal level flat).
Extracting the average), a second extraction circuit 24b is AC component S LAC (signal very low frequency range (for example, several Hz order)
Mean levels) extracts the third extraction circuit 24c extracts the higher frequency range than (eg AC component S HAC (vibration waveform of several tens Hz order)), the fourth extraction circuit 24d
Extracts an impulse component SPLS (impulse waveform) . The three evaluation circuits analyze and evaluate each extracted component, and when a unique signal state corresponding to a work abnormality is found, a signal Sc representing the occurrence of an excessive frictional force from each of them,
A signal Sd indicating the detection of a defect in the surface finish and a signal Se indicating the detection of the protrusion are output.

【0017】図2はハンド21の位置Saと力信号Sb
の関係を示すグラフである。時点t 0はハンド21の下
降開始点、時点t1は部品20を所定の孔に挿入し始め
た点、時点t2は孔の底に到達した点(すなわち作業終
了点)である。挿入直後からハンド21に加わる外力が
増え始め、作業終了点で急激に立ち上がってピークを迎
える。
FIG. 2 shows the position Sa of the hand 21 and the force signal Sb.
6 is a graph showing the relationship of. Time t 0Is below the hand 21
Fall start point, time t1Starts inserting the part 20 into the hole
Point, time tTwoIs the point where the bottom of the hole is reached (ie
End point). External force applied to the hand 21 immediately after insertion
It starts to increase, rises sharply at the end of work, and peaks
I can.

【0018】ここで、図の波形にはいくつかの特異な信
号状態が観測される。すなわち(1)信号の平均レベル
(信号レベルの平均)が時点t1以降で高めになってい
る点、(2)その高めの信号レベルが小刻みに振動して
いる点、(3)信号途中に先鋭なインパルス波形が観測
される点である。ここで、信号の平均レベルとは、一般
に移動平均と呼ばれるもので、具体的には、所定の単位
時間における信号レベルの平均である。したがって、例
えば、単位時間を数百msとすることにより数Hzオー
ダの低い周波数域の交流成分S LAC を抽出することがで
き、単位時間をより長くすることにより直流成分S DC
抽出することができる。また、ここで、振動していると
は、図2の(2)に示されるように、信号レベルが上下
に変動していることをいう。したがって、振動波形と
は、信号レベルが上下に変動している波形のことをい
う。
Here, several peculiar signal states are observed in the waveform of FIG. That is, (1) the average level of the signal
Point (average of signal level) is set to increase at time t 1 later, (2) that the signal level of the increase is vibrating little by little, are observed sharp impulse waveform (3) signal halfway Is a point. Here, the average level of the signal
Is called a moving average.
Average of signal level over time. So the example
For example, by setting the unit time to several hundred ms, several Hz
It is possible to extract the AC component S LAC in the low frequency range
Can, the DC component S DC by a longer time unit
Can be extracted. Also, if it is vibrating here
Means that the signal level rises and falls as shown in (2) of FIG.
It means that it fluctuates. Therefore, the vibration waveform
Is a waveform in which the signal level fluctuates up and down.
U.

【0019】これら特異な信号状態は(1)部品の挿入
摩擦が大きい(2)部品の表面仕上げまたは部品挿入孔
の内壁面の仕上げが荒い(3)部品の表面や部品挿入孔
の内壁面に突起がある、ことを代表的な原因としてい
る。
These unusual signal states are as follows: (1) the insertion friction of the component is large; (2) the surface finish of the component or the inner wall surface of the component insertion hole is rough; (3) the surface of the component or the inner wall surface of the component insertion hole. A typical cause is that there is a protrusion.

【0020】そこで、第1の評価回路24eは、力信号
Sbの直流成分SDC及び交流成分SLAC 、すなわち力信
号Sbの信号レベルの平均、を評価し、上記特異な信号
状態のうちの(1)を判定する[判定信号Sc]。
[0020] Therefore, the first evaluation circuit 24e, the DC component of the force signal Sb S DC and AC components S LAC, i.e. LSE
The average of the signal level of the signal Sb is evaluated , and (1) of the above-mentioned unique signal state is determined [determination signal Sc].

【0021】また、第2の評価回路24fは、力信号S
bの交流成分SHAC 、すなわち力信号Sbの振動波形、
の振幅を評価し、上記特異な信号状態のうちの(2)を
判定する[判定信号Sd]。
The second evaluation circuit 24f outputs the force signal S
b AC component S HAC , that is, the vibration waveform of the force signal Sb,
Is evaluated to determine (2) of the above-mentioned unique signal states [judgment signal Sd].

【0022】さらに、第3の評価回路24gは、力信号
Sbのインパルス成分SPLS 、すなわち力信号Sbのイ
ンパルス波形、の振幅を評価し、上記特異な信号状態の
うちの(3)を判定する[判定信号Se]。以上の構成
を備えたことにより、本実施例によれば、ハンド21に
加えられる反力の状態から各種の異常作業を検出して、
それぞれの異常を示す信号Sc、Sd、Seを出力でき
る。したがって、異常発生時にはコンピュータ25によ
って作業を中断でき、所要の処置を講ずることができ
る。
Further, the third evaluation circuit 24g outputs an impulse component S PLS of the force signal Sb, that is, an input signal Sb of the force signal Sb.
The amplitude of the impulse waveform is evaluated to determine (3) among the above-mentioned unique signal states [judgment signal Se]. With the above configuration, according to the present embodiment, various abnormal operations are detected from the state of the reaction force applied to the hand 21, and
Signals Sc, Sd and Se indicating respective abnormalities can be output. Therefore, when an abnormality occurs, the work can be interrupted by the computer 25 and necessary measures can be taken.

【0023】図3において、ロボット本体23からの位
置データSa及び力センサ22からの力信号Sbは、力
指令回路30に入力される。力指令回路30は、入力さ
れた力信号Sbを時間の経過(すなわち位置データSa
の変化)に合わせてパターン展開する記憶回路30a
と、現在の力信号Sbと記憶回路30a内の信号パター
ンとを比較してハンド21による作業の進み程度を評価
する評価回路30bと、該評価結果に応じて作業の進捗
段階に適した力指令値を選択して制御装置26に出力す
る指令値発生回路30cと、を備える。なお、指令値発
生回路30cには、複数の異なる指令値が予めコンピュ
ータによって書き込まれている。
In FIG. 3, the position data Sa from the robot body 23 and the force signal Sb from the force sensor 22 are input to a force command circuit 30. The force command circuit 30 outputs the input force signal Sb with the passage of time (that is, the position data Sa).
Circuit 30a that develops a pattern in accordance with
An evaluation circuit 30b for comparing the current force signal Sb with a signal pattern in the storage circuit 30a to evaluate the degree of progress of the work by the hand 21, and a force command suitable for the progress stage of the work according to the evaluation result. A command value generation circuit 30c for selecting a value and outputting the selected value to the control device 26. A plurality of different command values are previously written in the command value generating circuit 30c by a computer.

【0024】図4(a)は、ある種のハンド作業を実行
したときの力信号Sbの変化を示すグラフである。ハン
ド位置の変化に伴って力信号が増大してピーク(ホ)を
迎えた後、反転減少し(ヘ)、再び増大してリミット
(ト)している。こうした力信号の変化は、例えばコネ
クタとプラグの嵌合作業に見ることができる。
FIG. 4A is a graph showing a change in the force signal Sb when a certain hand operation is performed. After the force signal increases with the change of the hand position and reaches a peak (e), it reverses and decreases (f), and then increases again to limit (g). Such a change in the force signal can be seen, for example, in the mating operation of the connector and the plug.

【0025】すなわち、多くのコネクタでは、嵌合の信
頼性を上げる狙いから、嵌合の途中でコネクタのレセプ
タクル自身によってプラグを引き込むようにさせてい
る。
That is, in many connectors, the plug is pulled in by the receptacle itself of the connector during the fitting in order to increase the reliability of the fitting.

【0026】したがって、嵌合の初期段階ではプラグの
押し付力に大きな力を要するが、中期段階では殆どゼロ
に近い力でよく、また、終期段階では初期段階よりも小
さな押し付け力でよい。
Therefore, a large force is required for the pressing force of the plug in the initial stage of the fitting, but it may be almost zero in the middle stage, and may be smaller in the final stage than in the initial stage.

【0027】ところで、前述の従来例では、力信号が所
定の検出レベルを越えたときに作業完了を判定してい
る。図4(a)の制御目標値はこの検出レベルに対応す
る大きさであり、プラグに加えられる力は最大でこの制
御目標値のレベルまでに達する。
In the above-described conventional example, the completion of the operation is determined when the force signal exceeds a predetermined detection level. The control target value in FIG. 4A has a magnitude corresponding to the detection level, and the force applied to the plug reaches the level of the control target value at the maximum.

【0028】しかし、図4(a)からも明らかなよう
に、プラグの嵌合作業は力信号が急激に立ち上がる点
(P)で実質的に完了しており、それ以上の力印加は無
駄であるばかりか、プラグやコネクタに対して無用なス
トレスを与えることにもなるので、信頼性の面で好まし
くない。これを改善するには、検出レベル(図4(a)
の制御目標値)をPに一致させることが考えられるが、
こうすると、嵌合初期の力信号ピークが検出レベルを越
えてしまうので、作業完了を誤判定してしまう。
However, as is apparent from FIG. 4 (a), the plug fitting operation is substantially completed at the point (P) at which the force signal rises sharply, and any further force application is useless. Not only that, but also unnecessary stress is applied to the plug and the connector, which is not preferable in terms of reliability. To improve this, the detection level (Fig. 4 (a)
It is conceivable that the control target value of
In this case, the force signal peak in the initial stage of the fitting exceeds the detection level, so that the completion of the work is erroneously determined.

【0029】そこで、本第2実施例では、作業の段階に
応じて最適な制御目標値を設定し、無用な力(図4
(a)F参照)の印加を排除する。すなわち、記憶回路
30aには作業の進捗に伴って、力信号の経時的な変化
パターンが記憶されるので、この信号パターンと現在の
力信号とを照合することにより、どの作業段階(初期、
中期あるいは終期)にあるかを判定することができる。
Therefore, in the second embodiment, an optimum control target value is set in accordance with the operation stage, and unnecessary force (FIG. 4) is set.
(A) Refer to F). That is, since the temporal change pattern of the force signal is stored in the storage circuit 30a with the progress of the work, the work pattern (initial,
Middle or end).

【0030】したがって、予め作業段階ごとの制御目標
値を設定しておけば、この目標値の中から最適な目標値
を選択することができ、例えば、図4(b)に示すよう
に、比較的大きな嵌合力を要する作業の初期段階では大
きな制御目標値(第1の目標値)を与えてハンド21の
押圧力を大きくできる一方、比較的小さな嵌合力で済む
作業終了段階では小さな制御目標値(第2の目標値)を
与えてハンド21の押圧力を小さいものとすることがで
きる。
Therefore, if a control target value for each work stage is set in advance, an optimum target value can be selected from the target values. For example, as shown in FIG. In the initial stage of the work requiring a relatively large fitting force, a large control target value (first target value) can be given to increase the pressing force of the hand 21, while at the end of the work requiring a relatively small fitting force, a small control target value is set. By giving the (second target value), the pressing force of the hand 21 can be reduced.

【0031】その結果、作業完了の誤判定を防止しつ
つ、無用な力の付与を回避でき、信頼性の改善を図るこ
とができる。第3実施例 図5〜図8は本発明に係る作業評価装置の第3実施例を
示す図であり、微妙な力加減が要求されるキーボード押
下試験用ロボットに適用した例である。
As a result, it is possible to avoid applying unnecessary force while preventing erroneous determination of work completion, and to improve reliability. Third Embodiment FIGS. 5 to 8 are views showing a third embodiment of the work evaluation device according to the present invention, which is an example applied to a keyboard depression test robot requiring delicate force adjustment.

【0032】図5において、40は試験対象のキーボー
ド、41は力センサ42を介してロボット本体43に取
り付けられたロッドである。ロッド41の先端位置を表
す位置データSa、ロッド41先端に加えられる力の大
きさ(及び方向)を表す力信号Sb、キーボード40の
キースイッチ信号Skは何れも評価部50に入力され
る。
In FIG. 5, reference numeral 40 denotes a keyboard to be tested; 41, a rod attached to a robot body 43 via a force sensor 42; Position data Sa indicating the tip position of the rod 41, a force signal Sb indicating the magnitude (and direction) of the force applied to the tip of the rod 41, and a key switch signal Sk of the keyboard 40 are all input to the evaluation unit 50.

【0033】評価部50は、キースイッチの操作力パタ
ーンを複数の項目ごとに分析し、その分析結果を総合評
価することにより、キースイッチの押下フィーリングを
よりきめ細かく判定しようとするもので、そのための構
成要素として以下のものを備える。
The evaluation unit 50 analyzes the operation force pattern of the key switch for each of a plurality of items, and comprehensively evaluates the analysis result to determine the feeling of pressing the key switch more finely. The following are provided as components.

【0034】すなわち、ロッド41の動きに対応して力
信号Sbの変化パターンを記憶する記憶回路51、この
パターン信号の所定部分(A、B、C、D、E、Fの各
部分、詳細は後述)を切り出すウインドウ回路52、A
部分の押下力を評価する第1評価回路53、B部分の押
下力を評価する第2評価回路54、C部分の押下力を評
価する第3評価回路55、D部分の押下力を評価する第
4評価回路56、E、F部分の波形を評価する第5評価
回路57、E部分の押下力落差を評価する第6評価回路
58、F部分の押下力落差を評価する第7評価回路5
9、A部分とB部分の押下力の差(A−B)を評価する
第8評価回路60、C部分とD部分の押下力の差(C−
D)を評価する第9評価回路61、これら各評価回路の
評価結果を集めてキーボード押下特性の総合的な判定を
下す判定回路62を備える。
That is, a storage circuit 51 for storing a change pattern of the force signal Sb in accordance with the movement of the rod 41, a predetermined portion (A, B, C, D, E, F of this pattern signal, Window circuit 52, A, which cuts out (described later)
A first evaluation circuit 53 that evaluates the pressing force of the portion, a second evaluation circuit 54 that evaluates the pressing force of the portion B, a third evaluation circuit 55 that evaluates the pressing force of the portion C, and a third evaluation circuit that evaluates the pressing force of the portion D. A fourth evaluation circuit 56, a fifth evaluation circuit 57 for evaluating the waveforms of the E and F portions, a sixth evaluation circuit 58 for evaluating the pressing force drop of the E portion, and a seventh evaluation circuit 5 for evaluating the pressing force drop of the F portion
9, an eighth evaluation circuit 60 for evaluating the difference (A-B) between the pressing force of the part A and the part B, and the difference (C-
A ninth evaluation circuit 61 for evaluating D), and a judgment circuit 62 for collecting evaluation results of these evaluation circuits and making a comprehensive judgment on keyboard pressing characteristics.

【0035】ここで、キーボード押下試験方法として従
来から図6に示すものが知られている。図は代表的なス
イッチ特性を表すもので、ロッド位置の下降に伴ってス
イッチ押下力が増大し、ある点(P1)でスイッチがオ
フ(OFF)から(ON)へと変化(押下力のステップ的変
化)している。また、ロッド位置の上昇に伴って押下力
が減少し、別のある点P2でスイッチがオンからオフへ
と変化している。スイッチの操作フィーリングは一般に
(1)オン/オフの明確さ(2)キータッチの適度な軽
さによって表現される。(1)はオン←→オフ変化時の
ステップ波形の傾きに依存する。傾斜が緩やかだとオン
/オフ変化が体感しずらい。一方、(2)はロッドの下
降リミット及び上昇リミット付近における押下力の変化
特性に依存する。このことを図7によって説明する。図
7(a)はキータッチが軽く感じられる特性図であり、
これに対して図7(b)は重く感じられる特性図であ
る。2つの図を見比べると、ロッドの上昇リミット付近
の点PA、PBの開き幅、及び下降リミット付近の点
C、PDの開き幅が、図7(a)ではほぼ理想的なゼロ
なのに対し、重く感じられる図7(b)では相当に大き
くなっている。
FIG. 6 shows a conventional keyboard press test method. The figure shows typical switch characteristics. The switch pressing force increases as the rod position decreases, and at a certain point (P 1 ), the switch changes from OFF (OFF) to (ON) (pressing force Step change). Furthermore, with increasing rod position pressing force is reduced, the switch at the point P 2 with another has changed from ON to OFF. The operation feeling of the switch is generally expressed by (1) clarity of ON / OFF and (2) moderate lightness of key touch. (1) depends on the slope of the step waveform at the time of the ON-> OFF change. If the slope is gentle, the on / off change is difficult to sense. On the other hand, (2) depends on the change characteristic of the pressing force in the vicinity of the lower limit and the upper limit of the rod. This will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a characteristic diagram in which a key touch is felt lightly.
On the other hand, FIG. 7B is a characteristic diagram that feels heavy. Comparing the two figures, the opening widths of the points P A and P B near the rising limit of the rod and the opening widths of the points P C and P D near the lowering limit are almost ideal zero in FIG. On the other hand, in FIG. 7B, which is felt heavy, it is considerably large.

【0036】キースイッチの押下フィーリングをよりき
め細かく判定しようとすると、上記の2つのチェックポ
イント、すなわちオン/オフの明確さとキータッチの軽
快さを定常的に判定しなければならない。ところが、図
6の従来例によると、破線で示す唯一の測定領域を開き
その領域内にオフ→オン変化点P1が存在していれば、
検査合格とするものであり、実際に体感される操作フィ
ーリングとは程遠いものであった。
In order to more precisely determine the feeling of pressing the key switch, it is necessary to constantly determine the above two check points, that is, clearness of ON / OFF and lightness of key touch. However, according to the conventional example of FIG. 6, if the only measurement area indicated by the broken line is opened and the off → on change point P 1 exists in that area,
The test passed the test, and was far from the actual operational feeling.

【0037】これに対して本第3実施例では、図8に示
すように、押下力の信号パターンをA、B、C、D、
E、Fの各部分(図ではE、Fを除き切出し中心を示し
ている)で切り出すことができ、これら各部分の押下特
性を評価することができる。
On the other hand, in the third embodiment, as shown in FIG. 8, the signal patterns of the pressing force are A, B, C, D,
It is possible to cut out portions E and F (the cutout center is shown except for E and F in the figure), and it is possible to evaluate the pressing characteristics of these portions.

【0038】したがって、従来の評価項目に加えて、
E、F部分の傾きからオン/オフの明確さを判定でき、
A、B間及びC、D間の離隔幅からキータッチの軽快さ
を判定することができる。
Therefore, in addition to the conventional evaluation items,
The on / off clarity can be determined from the inclination of the E and F portions,
The lightness of key touch can be determined from the separation width between A and B and between C and D.

【0039】その結果、キースイッチの押下フィーリン
グを、実際に体感される操作フィーリングに対応してよ
りきめ細かく、且つ定常的に判定することができ、検査
精度を格段に向上することができる。
As a result, the pressing feeling of the key switch can be determined more finely and constantly in accordance with the operation feeling actually experienced, and the inspection accuracy can be remarkably improved.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、ハンドに作用する外力
を検出し、該外力の大きさと所定の基準値とを比較して
ハンド作業の評価を行うと共に、前記外力を分析し、そ
の分析結果に基づいてハンド作業の評価を行うようにし
たので、ハンド作業途中の異常をも判定し得る作業評価
装置を提供することができる。
According to the present invention, the external force acting on the hand is detected, the magnitude of the external force is compared with a predetermined reference value, the hand operation is evaluated, and the external force is analyzed. Since the evaluation of the hand work is performed based on the result, it is possible to provide a work evaluation device capable of determining an abnormality during the hand work.

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

【図1】第1実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.

【図2】第1実施例の力信号波形図である。FIG. 2 is a force signal waveform diagram of the first embodiment.

【図3】第2実施例の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a second embodiment.

【図4】第2実施例を適用しない場合の力信号波形図及
び適用した場合の力信号波形図である。
FIG. 4 is a force signal waveform diagram when the second embodiment is not applied and a force signal waveform diagram when the second embodiment is applied.

【図5】第3実施例の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a third embodiment.

【図6】オン/オフの明解さを説明するための力信号波
形図である。
FIG. 6 is a force signal waveform diagram for explaining the clarity of on / off.

【図7】キータッチの軽快さを説明するための力信号波
形図である。
FIG. 7 is a force signal waveform diagram for explaining lightness of key touch.

【図8】第3実施例の力信号波形図である。FIG. 8 is a force signal waveform diagram of the third embodiment.

【図9】従来例の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional example.

【図10】従来例の要部構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a main part of a conventional example.

【図11】従来例の力信号波形図である。FIG. 11 is a force signal waveform diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21:ハンド 24:評価装置 30:力指令回路 50:評価部 21: Hand 24: Evaluation device 30: Force command circuit 50: Evaluation unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−160492(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B25J 13/08 B05B 19/18 B23P 19/02 ────────────────────────────────────────────────── (5) References JP-A-2-160492 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B25J 13/08 B05B 19/18 B23P 19 / 02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定の作業時に、部品を把持するハンドに
作用する外力を検出する外力検出手段と、 前記検出された外力を表す信号から信号レベルの平均、
振動波形、及びインパルス波形を抽出する抽出手段と、前記信号レベルの平均、前記振動波形の振幅、及び前記
インパルス波形の振幅について 時系列変化パターンと所
定の基準値とを比較分析し、その分析結果に基づいてハ
ンド作業の異常及び部品形状の異常を判定、評価する評
価手段と、 前記評価結果に基づいて、前記ハンド作業の継続及び中
断を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする作業評価装置。
An external force detecting means for detecting an external force acting on a hand gripping a component during a predetermined operation ; an average of signal levels from a signal representing the detected external force ;
Extracting means for extracting a vibration waveform and an impulse waveform ; an average of the signal levels; an amplitude of the vibration waveform;
An evaluation means for comparing and analyzing the time-series change pattern and a predetermined reference value for the amplitude of the impulse waveform, and determining and evaluating an abnormality in the hand work and an abnormality in the part shape based on the analysis result, based on the evaluation result Control means for controlling continuation and interruption of the hand work.
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