JP6513367B2 - Mass measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、物品の速度が変化している間にその物品の質量を検出する質量測定装置に関する。   The present invention relates to a mass measuring device for detecting the mass of an article while the speed of the article is changing.

ばね秤や電子秤では、重力加速度以外の加速度の影響を排除するため、物品を静止させた状態でその質量を測定することを前提としている。しかし、最近では、ロボットハンドで物品を持ち上げて移動させる機会が増え、それに伴い、物品を持ち上げた際に、その質量を検出して、後処理に利用したいという要求がある。   In a spring balance and an electronic balance, in order to eliminate the influence of acceleration other than gravity acceleration, it is premised that the mass is measured in a state in which the article is at rest. However, recently, there is an increasing opportunity to lift and move an article with a robot hand, and accordingly, when the article is lifted, there is a demand to detect its mass and use it for post-processing.

この要求に応えるために、本件出願人は、下記特許文献に開示されるような一連の質量測定装置を開発してきた。この質量測定装置は、物品の速度が変化する間に、その物品に作用する力と加速度から物品の質量を測定しようとするものである。   In order to meet this need, the applicant has developed a series of mass measuring devices as disclosed in the following patent documents. This mass measuring device is intended to measure the mass of an article from the force and acceleration acting on the article while the speed of the article changes.

この質量測定装置10の基本構成は、図1に示すように、物品Qに作用する力を検出する力センサ1と、物品Qを持ち上げるロボットハンド2と、物品Qを加速しながら移動させるロボットアーム3と、物品Qに作用する加速度を検出する加速度センサ4を備える。   The basic configuration of the mass measuring device 10 is, as shown in FIG. 1, a force sensor 1 for detecting a force acting on an article Q, a robot hand 2 for lifting the article Q, and a robot arm for moving the article Q while accelerating it. 3 and an acceleration sensor 4 for detecting an acceleration acting on the article Q.

力センサ1は、ロボットハンド2とロボットアーム3との間に設けられ、加速度センサ4は、ロボットハンド2に隣接するように設けられる。こうした構成の質量測定装置10をばね−質量系で表すと、図2のような、2自由度モデルで表すことができる。   The force sensor 1 is provided between the robot hand 2 and the robot arm 3, and the acceleration sensor 4 is provided adjacent to the robot hand 2. The mass measuring device 10 having such a configuration can be represented by a two-degree-of-freedom model as shown in FIG.

このモデルに基づいて、加速中に物品の質量を測定する原理について以下に説明する。
図2において、mは物品Qの質量、M1は力センサ1の質量、M2は加速度センサ4の質量である。また、k1は力センサ1のばね定数、k2は加速度センサ4のばね定数である。x1は力センサ1の変位量、x2は加速度センサ4の変位量である。
これらの変位量は、X,Y,Zの3軸に分解して計算すべきであるが、何れの軸で計算しても、結果は同じになるので、ここでは、合成した変位量で表している。
Based on this model, the principle of measuring the mass of the article during acceleration is described below.
In FIG. 2, m is the mass of the article Q, M 1 is the mass of the force sensor 1, and M 2 is the mass of the acceleration sensor 4. Further, k 1 is a spring constant of the force sensor 1 and k 2 is a spring constant of the acceleration sensor 4. x 1 is the displacement of the force sensor 1, and x 2 is the displacement of the acceleration sensor 4.
These displacements should be calculated by dividing them into three axes of X, Y and Z. However, since the result is the same regardless of which axis they are calculated, here, they are expressed by the synthesized displacements. ing.

このモデルにおいて、物品Qに加速度が作用するときの運動方程式は、
(m+M1)d2x1/dt2=−k1(x1−y)+k2(x1−x2) (1)
M2d2x2/dt2=−k2(x2−x1) (2)
として表される。また(1)式を変形すると、
m=[−k1(x1−y)+k2(x1−x2)]/(d2x1/dt2)−M1 (3)
となる。さらに、加速度センサ4の剛性が大きいことを考慮すると、
d2x1/dt2≒d2x2/dt2 (4)
として近似できる。それゆえ、(3)及び(4)式より、
m=[−k1(x1−y)+k2(x1−x2)]/(d2x2/dt2)−M1 (5)
が導き出される。また、(2)式を変形すると、
d2x2/dt2=−k2(x2−x1)/M2 (6)
となるので、(5)、(6)式より、
m=[−k1(x1−y)/−k2(x2−x1)]M2+M2−M1 (7)
が導き出される。
In this model, the equation of motion when acceleration acts on the article Q is
(M + M1) d2x1 / dt2 = -k1 (x1-y) + k2 (x1-x2) (1)
M2d2x2 / dt2 = -k2 (x2-x1) (2)
It is represented as Also, if equation (1) is modified,
m = [-k1 (x1-y) + k2 (x1-x2)] / (d2x1 / dt2) -M1 (3)
It becomes. Furthermore, considering that the rigidity of the acceleration sensor 4 is large,
d2x1 / dt2 d d2x2 / dt2 (4)
It can be approximated as Therefore, from equations (3) and (4),
m = [-k1 (x1-y) + k2 (x1-x2)] / (d2x2 / dt2) -M1 (5)
Is derived. Also, if equation (2) is transformed,
d2x2 / dt2 = -k2 (x2-x1) / M2 (6)
(5) and (6),
m = [-k1 (x1-y) /-k2 (x2-x1)] M2 + M2-M1 (7)
Is derived.

ここで、−k1(x1−y)は力センサ1の出力、−k2(x2−x1)は加速度センサ4の出力であるが、これらの出力は、質量との関連付けがなされていないから、ロボットハンド2が何も持たずに加速したときの各センサの出力を零点として求め、次に質量が既知である分銅をロボットハンド2に持たせて加速したときのこれらの出力からスパン係数を求めておく必要がある。   Here, -k1 (x1-y) is the output of force sensor 1, -k2 (x2-x1) is the output of acceleration sensor 4, but these outputs are not related to the mass, so robot The output of each sensor when the hand 2 accelerates without having anything is determined as a zero point, and then the span coefficient is calculated from these outputs when a weight having a known mass is given to the robot hand 2 and accelerated. You need to

図3は、零点を求めるために、ロボットハンド2を無負荷状態で上下に加速させたときの力センサ1と加速度センサ4の各出力データの変化を示したグラフである。この図において、力センサ1の出力データのピーク値をFmz、加速度センサ4の出力データのピーク値をFazとしたとき、(7)式より、
0=M2・C・(Fmz/Faz)+M2−M1 (8)
となる。但し、Fazは0でない場合を想定し、Cは換算係数としている。
FIG. 3 is a graph showing changes in output data of the force sensor 1 and the acceleration sensor 4 when the robot hand 2 is accelerated up and down in a no-load state to obtain a zero point. In this figure, when the peak value of the output data of the force sensor 1 is Fmz and the peak value of the output data of the acceleration sensor 4 is Faz, according to equation (7),
0 = M2 · C · (Fmz / Faz) + M2-M1 (8)
It becomes. However, it is assumed that Faz is not 0 and C is a conversion factor.

図4は、質量msの分銅をロボットハンド2に持たせて上下に加速させたときの力センサ1と加速度センサ4の各出力データの変化を示したグラフである。この図において、力センサ1の出力データのピーク値をFms、加速度センサ4の出力データのピーク値をFasとしたとき、(7)式より、
ms=M2・C・(Fms/Fas)+ M2−M1 (9)
となる。そして、(8)、(9)式より、
C=ms/M2{(Fms/Fas)−(Fmz/Faz)} (10)
が導き出される。また、(10)式より、M2は定数であるからスパン係数をSと置くと、
S=C・M2=ms/{(Fms/Fas)−(Fmz/Faz)} (11)
となる。
FIG. 4 is a graph showing changes in output data of the force sensor 1 and the acceleration sensor 4 when a weight of mass ms is held on the robot hand 2 and accelerated vertically. In this figure, when the peak value of the output data of the force sensor 1 is Fms and the peak value of the output data of the acceleration sensor 4 is Fas, according to equation (7),
ms = M2 · C · (Fms / Fas) + M2-M1 (9)
It becomes. And from (8), (9) formula,
C = ms / M2 {(Fms / Fas)-(Fmz / Faz)} (10)
Is derived. Moreover, since M2 is a constant according to equation (10), if the span coefficient is S,
S = C · M2 = ms / {(Fms / Fas)-(Fmz / Faz)} (11)
It becomes.

図5は、質量mの物品Qをロボットハンド2に持たせて上下に加速させたときの力センサ1と加速度センサ4の各出力データの変化を示したグラフである。この図において、力センサ1の出力データのピーク値をFm、加速度センサ4の出力データのピーク値をFaとしたとき、(11)式より、
m=S{(Fm/Fa)−(Fmz/Faz)} (12)
となる。したがって、スパン係数Sと無負荷時の力センサ1の出力(Fmz)と、加速度センサ4の出力(Faz)を求めて、ロボットハンド2が物品Qを加速させているときの力センサ1の出力(Fm)と、加速度センサ4の出力(Fa)とを検出すれば、その物品Qの質量mを測定することができる。
FIG. 5 is a graph showing changes in output data of the force sensor 1 and the acceleration sensor 4 when the robot hand 2 is caused to have an article Q of a mass m and accelerated vertically. In this figure, when the peak value of the output data of the force sensor 1 is Fm and the peak value of the output data of the acceleration sensor 4 is Fa, according to equation (11),
m = S {(Fm / Fa)-(Fmz / Faz)} (12)
It becomes. Therefore, the span coefficient S, the output (Fmz) of the force sensor 1 at no load, and the output (Faz) of the acceleration sensor 4 are obtained, and the output of the force sensor 1 when the robot hand 2 accelerates the article Q If (Fm) and the output (Fa) of the acceleration sensor 4 are detected, the mass m of the article Q can be measured.

ここで、各センサの出力データのピーク値を採用しているのは、力センサと加速度センサの周波数特性に差があり、それに起因して各出力データに位相のズレが生じるから、その影響を最小限に抑えるための措置である。   Here, the peak value of the output data of each sensor is adopted because there is a difference between the frequency characteristics of the force sensor and the acceleration sensor, which causes a phase shift in each output data. It is a measure to minimize it.

特開2013−079931号公報JP, 2013-079931, A 特開2013−174503号公報JP, 2013-174503, A 特開2013−174570号公報JP, 2013-174570, A 特開2013−185846号公報JP, 2013-185846, A 特開2013−185847号公報JP, 2013-185847, A 特開2013−185848号公報JP, 2013-185848, A 特開2013−195200号公報JP, 2013-195200, A

前記(12)式から判るように、スパン係数Sと零点(Fmz/Faz)を事前に求めておけば、ロボットハンドが新たな未知質量mの物品Qを移動させているときでも、力センサ1の出力(Fm)と加速度センサ4の出力(Fa)とを検出して(12)式に代入すれば、その物品Qの質量mを求めることができる。   As can be understood from the equation (12), if the span coefficient S and the zero point (Fmz / Faz) are obtained in advance, the force sensor 1 is moved even when the robot hand moves the article Q of a new unknown mass m. The mass m of the article Q can be obtained by detecting the output (Fm) of and the output (Fa) of the acceleration sensor 4 and substituting them into the equation (12).

ところが、零点は、時間経過とともにずれることがある。例えば、ロボットハンドに付着物が堆積すると、それによって零点がずれる。また、スパン係数は、ロボットハンドの種類によって大きく変化する。例えば、ロボットハンドには、物品を掴んで持ち上げるフィンガータイプと、蛇腹状のゴム製吸着パッドで物品を吸着保持するタイプがある。後者の吸着パッドを使用して物品を持ち上げると、吸着パッドが伸縮して物品を振動させ、それによって各センサの振動特性が変化する。そのため、フィンガータイプを使用した場合と、吸着パッドを使用した場合とでは、それぞれのスパン係数が異なる。   However, the zero may shift as time passes. For example, when deposits are deposited on the robot hand, the zero point is thereby offset. In addition, the span coefficient largely changes depending on the type of robot hand. For example, there are two types of robot hands: a finger type for gripping and lifting an article, and a type in which the article is adsorbed and held by a bellows-like rubber suction pad. When the latter suction pads are used to lift the articles, the suction pads expand and contract causing the articles to vibrate, thereby changing the vibration characteristics of each sensor. Therefore, each span coefficient differs between the case of using the finger type and the case of using the suction pad.

スパン係数がずれる要因には、他にもある。例えば、スパン係数を求めるときの加速度と実際に物品を搬送しながら測定するときの加速度とが異なれば、スパン係数がずれる。さらに吸着パッドを用いる場合は、例え同じ加速度で移動させても、吸着パッドの吸引力に差があると、その振動特性が変化し、それによってスパン係数もずれてくる。
また、物品によってもスパン係数がずれることがある。例えば、物品が袋詰め商品や瓶詰め商品であると、それを持ち上げて移動させる際に内容物が動いて各センサに振動が加わるため、質量が同じであっても、固形物について求めたスパン係数と袋詰め商品について求めたスパン係数とは一致しない。
したがって、そうした違いを考慮せずに、質量を測定してしまうと、測定誤差が生じてしまう。
There are other factors that cause the span factor to shift. For example, if the acceleration for obtaining the span coefficient is different from the acceleration for actually measuring while transporting the article, the span coefficient is deviated. Furthermore, when using a suction pad, even if it moves with the same acceleration, if there is a difference in the suction force of the suction pad, its vibration characteristics change, and the span coefficient also shifts accordingly.
In addition, the span coefficient may be deviated depending on the item. For example, if the article is a bag-packed product or a bottle-packed product, the content moves when it is lifted and moved, and vibration is applied to each sensor, so the span coefficient determined for the solid even if the mass is the same And the span coefficient found for bagged products do not match.
Therefore, if the mass is measured without considering the difference, a measurement error occurs.

本発明は、こうしたロボットに組み込まれる質量測定装置に特有な問題を解決せんとするもので、運転中の測定誤差を最小限に抑えることのできる新たな質量測定装置を提供することを課題とする。   The present invention is intended to solve the problems unique to mass measuring devices incorporated into such robots, and it is an object of the present invention to provide a new mass measuring device capable of minimizing measurement errors during operation. .

第1発明に係る質量測定装置は、
物品を把持する把持機構と、
前記把持機構を移動させる移動機構と、
前記把持機構と前記移動機構との間に設けられて、速度が変化している間の前記物品に作用する力を検出する力センサと、
同じく速度が変化している間の前記物品に作用する加速度を検出する加速度センサと、
質量が既知である第2物品の質量(m2)を設定登録する設定手段と、
前記移動機構と前記把持機構とが、前記把持機構が何も持たない状態でその速度を変えながら移動しているときの前記各センサの出力を第1出力(Fmz,Faz)として記憶させる第1出力検出手段と、
前記各機構が、前記第2物品をその速度を変えながら移動させているときの前記各センサの出力を第2出力(Fms,Fas)として記憶させる第2出力検出手段と、
記憶された第1出力(Fmz,Faz)と第2出力(Fms,Fas)、ならびに、登録された前記第2物品の質量m2、ならびに、測定対象となる物品の速度を変えながら移動させたときに検出される前記各センサの出力(Fm、Fa)とに基づいて当該物品の質量を演算する演算手段と、
を備え、
前記把持機構は、第1位置において持ち上げた測定対象となる物品を速度を変えながら計量して第2位置に運んだ後、当該物品を手放して前記第2位置から前記第1位置へ速度を変えながら戻る動作を繰り返し、
前記第1出力検出手段は、前記把持機構が何も持たない状態で前記第2位置から前記第1位置へ速度を変えながら戻るときの前記各センサの出力を検出し、検出した出力に基づいて前記第1出力を記憶更新させる、ように構成する。
The mass measuring device according to the first invention is
A gripping mechanism for gripping an article;
A moving mechanism for moving the gripping mechanism;
A force sensor provided between the gripping mechanism and the moving mechanism for detecting a force acting on the article while the speed is changing;
An acceleration sensor for detecting an acceleration acting on the article while the speed is also changing;
Setting means for setting and registering the mass (m2) of the second article whose mass is known;
A first output (Fmz, Faz) is stored as the first output (Fmz, Faz) when the movement mechanism and the holding mechanism move while changing the speed of the holding mechanism without any movement. Output detection means;
Second output detection means for storing, as a second output (Fms, Fas), an output of each sensor when each mechanism is moving the second article while changing its speed;
When moved while changing the stored first output (Fmz, Faz) and second output (Fms, Fas), the mass m2 of the registered second article, and the speed of the article to be measured Calculating means for calculating the mass of the article based on the outputs (Fm, Fa) of the respective sensors detected in
Equipped with
The gripping mechanism measures the speed of the article to be measured lifted at the first position, changes the speed, transports it to the second position, then releases the article to change the speed from the second position to the first position. While repeating the operation,
The first output detection means detects the output of each of the sensors when returning from the second position to the first position while changing the speed in a state in which the gripping mechanism has nothing, based on the detected output. The first output is configured to be stored and updated.

ここでの第1物品は、質量がゼロのものでも良い。質量がゼロということは、把持機構に何も持たせずに、無負荷状態で移動させることを意味する。この場合には、設定手段でゼロを登録する。各センサからは、同じタイミングの出力を入力する必要があるが、各センサの出力には、位相のずれがあるため、各出力のピーク値を検出してその影響を排除する。したがって、第1出力としては、各出力のピーク値(Fmz、Faz)を検出し、それを登録する。これに代えて、あるいは、それと共に各出力の比(Fmz/Faz)を登録しても良い。同様に第2出力も各出力のピーク値(Fms、Fas)を登録する。 なお、以下の説明では、第1出力(Fmz、Faz又はそれらの比Fmz/Faz)と第2出力(Fms,Fas)、ならびに、第1物品の質量m1と第2物品の質量m2を、スパン係数を求めるための基礎データと言うことがある。   The first article here may be of zero mass. The fact that the mass is zero means that the gripping mechanism is moved under no load condition. In this case, zero is registered by the setting means. Although it is necessary to input the output of the same timing from each sensor, since the output of each sensor has a phase shift, the peak value of each output is detected and the influence is eliminated. Therefore, as the first output, the peak value (Fmz, Faz) of each output is detected and registered. Alternatively, or together with this, the ratio (Fmz / Faz) of each output may be registered. Similarly, the second output also registers the peak value (Fms, Fas) of each output. In the following description, the first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz) and the second output (Fms, Fas), and the mass m1 of the first article and the mass m2 of the second article, span It may be said to be the basic data for determining the coefficient.

新たな物品を扱う場合や途中で物品の種類が切り替わる場合は、その都度基礎データを取り直す必要がある。基礎データを取り直す場合は、対象とされた物品群の中から質量の異なる物品を2個選び、一方を第1物品、他方を第2物品として、それぞれの質量を精密天秤等で測定し、それらの値を設定手段で設定登録する。両物品の質量に殆ど差がないときは、第1物品の質量をゼロとして設定登録し、第2物品だけを使用する。ただし、把持機構として吸着パッドを使用するときは、吸着パッドが何も吸着せずに移動すると、物品を実際に吸着しているときの測定条件と異なるので、この場合には、測定する物品の中で質量が最小のものを第1物品とし、質量が最大のものを第2物品として選択する。それが難しいときは、物品1個を第1物品とし、物品2個を合わせたものを第2物品として登録する。   When dealing with a new article or when the article type changes during the process, it is necessary to re-obtain basic data each time. When the basic data is to be recaptured, two articles of different weights are selected from the group of articles targeted, one of which is the first article and the other of which is the second article, their respective masses are measured by a precision balance or the like, The setting value is registered by setting means. When there is almost no difference in the mass of the two articles, the mass of the first article is set as zero and registered, and only the second article is used. However, when using a suction pad as a gripping mechanism, if the suction pad moves without adsorbing anything, it differs from the measurement conditions when the article is actually adsorbed, so in this case, Among them, the one with the smallest mass is selected as the first article, and the one with the largest mass is selected as the second article. When that is difficult, one article is taken as a first article, and a combination of two articles is registered as a second article.

移動機構と把持機構を操作して、まず第1物品を把持してその速度を変えながら移動させる。その間に各センサの出力が逐次入力されるから、第1出力検出手段が各出力のピーク値を検出し、それを第1出力(Fmz,Faz)として登録する。
続いて次の第2物品を把持してその速度を変えながら移動させる。その間に各センサの出力が逐次入力されるから、第2出力検出手段が各出力のピーク値を検出し、それを第2出力(Fms,Fas)として登録する。
以上で第1出力(Fmz,Faz)と第1物品の質量(ゼロまたはm1)、ならびに、第2出力(Fms,Fas)と第2物品の質量m2の基礎データが設定登録されたから、これらの値を利用してスパン係数Sを算出することができる。
By operating the moving mechanism and the gripping mechanism, first, the first article is gripped and moved while changing its speed. Since the output of each sensor is sequentially input during that time, the first output detection means detects the peak value of each output and registers it as the first output (Fmz, Faz).
Subsequently, the next second article is gripped and moved while changing its speed. Since the output of each sensor is sequentially input during that time, the second output detection means detects the peak value of each output and registers it as the second output (Fms, Fas).
Since basic data of the first output (Fmz, Faz) and the mass of the first article (zero or m1), and the second output (Fms, Fas) and the mass m2 of the second article have been set and registered, The span coefficient S can be calculated using the value.

この場合において、第1物品を測定するときの移動機構等の動作モードと、第2物品を測定するときの動作モードとを一致させておく。さらに通常運転に移行した場合の動作モードにも一致させておく。同じ物品であっても、測定時の動作モードが変わると、基礎データがずれるから、同じ動作モードで移動させるのである。   In this case, the operation mode of the moving mechanism or the like when measuring the first article and the operation mode when measuring the second article are made to coincide with each other. Furthermore, it is made to correspond also with the operation mode at the time of shifting to normal operation. Even if it is the same article, if the operation mode at the time of measurement changes, the basic data will be shifted, so it is moved in the same operation mode.

以上の説明では、第1物品を移動させるときと、第2物品を移動させるときに、それぞれ移動機構や把持機構を運転操作したが、これを1回操作すれば、最初に第1物品を移動させ、それが済むと、続いて第2物品を移動させるようにしても良い。
また、物品の質量は、それを加速しながら移動させる最初の工程で測定するから、その後の動作が毎回異なっていても問題はない。したがって、最初の工程で第1出力を取得すれば、後工程でそれを通常の物品として処理しても良い。第2物品も同様である。この場合の処理とは、例えば、求めた質量が正常であれば、梱包容器等にそのまま収納し、軽量や過量等の不良品であれば、それをライン外へ排除するような処理である。
In the above description, when moving the first article and moving the second article, the moving mechanism and the gripping mechanism are operated and operated, but if this is operated once, the first article is moved first After that, the second article may be moved subsequently.
In addition, since the mass of the article is measured in the first step of moving it while accelerating it, there is no problem even if the subsequent operation is different each time. Therefore, if the first output is obtained in the first step, it may be treated as a normal article in the later step. The same applies to the second item. The process in this case is, for example, a process in which if the determined mass is normal, it is stored as it is in a packaging container or the like, and if it is a defective product such as light weight or excess, it is excluded out of the line.

以上の操作では、最初に第1物品を加速させて第1出力(Fmz,Faz)を登録し、次に第2物品を同じ工程を移動させて第2出力(Fms、Fas)を登録したが、第1物品が質量ゼロの場合、すなわち、把持機構に何も持たせずに第1出力を求める場合は、把持機構を1回往復動作させるだけで済ませることもできる。例えば、最初に第2物品を把持し、加速しながら移動させて梱包容器等に収納する。続いて、無負荷状態で元の位置に同じ加速モードで戻るように動作させる。そして、第2物品を加速しながら移動させる最初の工程で第2出力(Fms、Fas)を取得し、続いて、無負荷状態で元の位置に戻る後工程で第1出力(Fmz、Faz)を取得する。こうすれば、1回の往復動作で第1出力、第2出力の取得が可能になる。
こうした動作を複数回繰り返し、得られた複数回の第1出力、第2出力をそれぞれ平均してから基礎データやスパン係数を求めても良い。こうすれば測定誤差をさらに減らすことができる。
In the above operation, first, the first article is accelerated to register the first output (Fmz, Faz), and then the second article is moved in the same process to register the second output (Fms, Fas). When the first article has a mass of zero, that is, when the first output is obtained without holding the gripping mechanism, the gripping mechanism can be reciprocated only once. For example, the second article is gripped first, moved while accelerating, and stored in a packing container or the like. Subsequently, it is operated to return to the original position in the same acceleration mode under no load condition. Then, the second output (Fms, Fas) is acquired in the first step of moving the second article while accelerating, and subsequently, the first output (Fmz, Faz) in the subsequent step of returning to the original position under no load condition. To get This makes it possible to acquire the first output and the second output in one reciprocating operation.
Such operation may be repeated a plurality of times, and the obtained first output and second output may be averaged to obtain basic data and span coefficients. This will further reduce the measurement error.

第2発明は、
前記第1出力検出手段を、前記把持機構が何も持たない状態で第2位置から第1位置へ速度を変えながら戻る際の前記各センサの出力を新たな前記第1出力として記憶更新させる場合に、複数回の前記第1出力の平均値により、記憶更新させる、ように構成する。
The second invention is
In the case where the output of each sensor at the time of returning from the second position while changing the speed from the second position to the first position is stored as a new first output when the first output detection means does not have any holding mechanism , Storing and updating the average value of the plurality of times of the first output.

第3発明は、
前記把持部を、前記無負荷状態において前記第1出力を検出する際に、同じ位置に同じ動作モードで戻るように動作させられる、ように構成する。
The third invention is
The gripping portion is configured to be operated to return to the same position in the same operation mode when detecting the first output in the no-load state.

以上は、種類の異なる物品を扱う場合や、種類の異なる把持機構を使う場合に、あるいは、測定時の動作モードが異なる場合に行う操作であるから、それによってスパン係数のずれを抑え、測定誤差を可及的に小さくすることができる。しかし、物品の種類が替わる度に、スパン係数を求めるための基礎データを取り直すのは、煩わしい操作となる。
次の第4発明は、そうした煩わしさを解消するもので、
前記第1出力(Fmz,Faz)と第2出力(Fms,Fas)、ならびに、第2物品の質量m2、あるいは、それらから算出されるスパン係数と前記第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)を測定対象の物品の種類に対応させて記憶した第1テーブルと、
測定対象の物品の種類を指定する物品指定手段と、
指定された測定対象の物品の種類に対応する前記第1出力(Fmz,Faz)と前記第2出力(Fms,Fas)、ならびに、前記第2物品の質量m2、あるいは、前記スパン係数Sと第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)を前記第1テーブルから読み出す読出手段を備え、
前記演算手段は、読み出されたこれらのデータと、指定された測定対象の物品を把持して移動させるときの各センサの出力とに基づいて、前記物品の質量を算出する、ように構成する。
The above is the operation performed when handling different types of articles, when using different types of gripping mechanisms, or when the operation mode at the time of measurement is different. Can be made as small as possible. However, every time the type of article changes, it is a bothersome operation to recover the basic data for obtaining the span coefficient.
The following fourth invention is to eliminate such troublesomeness,
The first output (Fmz, Faz) and the second output (Fms, Fas), the mass m2 of the second article, or the span coefficient calculated therefrom, and the first output (Fmz, Faz or their ratio A first table in which Fmz / Faz) is stored in correspondence with the type of article to be measured;
An article designation unit for designating the type of article to be measured;
The first output (Fmz, Faz) and the second output (Fms, Fas) corresponding to the designated type of the article to be measured, and the mass m2 of the second article, or the span coefficient S and the first A reading means for reading one output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz) from the first table;
The calculation means is configured to calculate the mass of the article based on the read out data and the output of each sensor when holding and moving the designated measurement object. .

ここで、スパン係数とは、第1出力(Fmz、Faz又はそれらの比Fmz/Faz)と第2出力(Fms,Fas)、ならびに、第1物品の質量m1と第2物品の質量m2を前述の(11)式に代入して得られる係数Sを云う。 ただし、(11)式のmsは、(ms=m2−m1)である。 また、物品の種類とは、同じ条件で基礎デーやを求めても、それぞれの基礎データやスパン係数がずれてしまうような物品を「種類が異なる物品」としている。例えば、物品を持ち上げる際に物品自体が振動して、各センサの振動特性を変化させるような袋詰め商品と物品自体は振動しない固形物とは、求めた基礎データや、それに基づいて算出したスパン係数がそれぞれ異なってくるから、これらは種類が異なる物品として扱う。   Here, the span coefficient refers to the first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz) and the second output (Fms, Fas), as well as the mass m1 of the first article and the mass m2 of the second article. The coefficient S is obtained by substituting it into equation (11) of However, ms in equation (11) is (ms = m2-m1). In addition, with regard to types of articles, articles whose basic data and span coefficients are shifted even if basic data and conditions are obtained under the same conditions are regarded as "articles of different types". For example, when the article is lifted, the article itself vibrates, and the bagged goods that change the vibration characteristics of the respective sensors and the solid that the article itself does not vibrate have the calculated basic data or the span calculated based thereon Since the coefficients are different, they are treated as articles of different types.

こうした種類の異なる物品毎に取得した基礎データ、あるいは、それに基づいて算出したスパン係数Sと第1出力を、物品の種類に対応させて第1テーブルに記憶しておき、物品指定手段で物品の種類が指定されれば、それに対応する基礎データ、あるいは、スパン係数と第1出力が第1テーブルから読み出され、それらが演算手段にセットされる。したがって、種類の違う物品に切り替わっても、その物品を指定するだけで、それに対応する基礎データやスパン係数等が自動的に設定されるから、通常運転に直ちに移行することができる。   The basic data acquired for each type of different articles, or the span coefficient S calculated based on the basic data and the first output are stored in the first table in correspondence with the types of articles, and the article designation unit If the type is specified, the corresponding basic data or span coefficient and the first output are read from the first table and set in the calculation means. Therefore, even if the item is switched to another type, simply by designating the item, the basic data, span coefficient, etc. corresponding to it are automatically set, and it is possible to immediately shift to normal operation.

ところで、移動機構や把持機構は、セットされた制御プログラムの下で動作するが、その制御プログラムが途中で変更されることがある。特に、測定時の動作モード、すなわち物品を把持した状態で加速したり減速したりする動作が変更されると、スパン係数がずれてしまう。そうした場合も基礎データの取り直しが必要になるが、それを失念すると、測定誤差が生じる。
次の第5発明は、それを防止するもので、
測定時の動作モードの変更を検出するモード検出手段と、
動作モードの変更が検出されると、前記第1出力(Fmz,Faz)と前記第2出力(Fms,Fas)、ならびに、前記第2物品の質量m2の取り直しを警告する警告手段を、さらに備えたことを特徴とする。
By the way, although the moving mechanism and the gripping mechanism operate under the set control program, the control program may be changed halfway. In particular, if the operation mode at the time of measurement, that is, the operation of accelerating or decelerating while holding the article is changed, the span coefficient is shifted. In such a case as well, it is necessary to recover the basic data, but if you forget it, measurement errors will occur.
The following fifth invention is to prevent it,
Mode detection means for detecting a change in operation mode at the time of measurement;
The apparatus further comprises warning means for warning of the resumption of the mass m2 of the second article, the first output (Fmz, Faz) and the second output (Fms, Fas) when a change in operation mode is detected. It is characterized by

制御プログラムの変更が行われた後に、基礎データの取り直しを行わずに運転が再開されると、モード検出手段が働いて、測定時の動作モードが変更されたか否かをチェックする。例えば、物品を把持した後、それを加速しながら持ち上げるときの動作ブログラムが変更されれば、それは測定時の動作モードの変更になるから、その工程の動作プログラムの新旧を比較し、両者が異なっていれば、動作モードが変更されたと判断する。判断すると、移動機構等の動作を停止しておく。   If the operation is resumed without changing the basic data after the change of the control program, the mode detection means operates to check whether the operation mode at the time of measurement has been changed. For example, if the action program for lifting an article while holding it is accelerated after grasping the article, it will change the operation mode at the time of measurement, so compare the new and old of the operation program of that process, and both If it is different, it is determined that the operation mode has been changed. If it judges, operation | movement of a movement mechanism etc. will be stopped.

こうして動作モードの変更が検出されると、警告手段は、スパン係数を求めるための基礎データの取り直しを警告する。その警告は、例えば、表示部にメッセージを表示したり警告音を鳴らしたりして警告する。オペレータがそれを確認すると、基礎データの取り直しを行う。その操作は、前述の通りである。   Thus, when a change in the operation mode is detected, the warning means warns that the basic data should be recovered to obtain the span coefficient. The warning is given by, for example, displaying a message on the display unit or sounding a warning. When the operator confirms it, the basic data is reworked. The operation is as described above.

ところで、測定時の動作モードが変わる度に基礎データを取り直すのは、煩わしい操作となる。次の第6発明は、そうした煩わしい操作を解消するもので、
測定時の動作モードが変わる度に取得した前記第1テーブルを各動作モードに対応させて記憶した第2テーブルと、
前記動作モードを指定するモード指定手段と、
指定された動作モードに対応する第1テーブルの記憶内容を前記第2テーブルから読み出して表示する表示部を備えことを特徴とする。
Incidentally, it is a bothersome operation to retrieve basic data every time the operation mode at the time of measurement changes. The following sixth invention is to eliminate such troublesome operation,
A second table storing the first table acquired each time the operation mode at the time of measurement changes in correspondence with each operation mode;
A mode designating means for designating the operation mode;
A display unit is provided for reading out and displaying the stored contents of a first table corresponding to a designated operation mode from the second table.

測定時の動作モードが変更されると、変更された動作モードの下で、基礎データの取り直しが行われる。そのときに取得した基礎データ、あるいは、スパン係数と第1出力は、その物品の種類に対応させて第1テーブルに記憶される。同時にその第1テーブルが、変更された動作モードに対応させて、すなわち、その動作モードと紐付けにされて第2テーブルに記憶される。そして、その動作モードがモード指定手段で指定されると、指定された動作モードの下で登録された第1テーブルの記憶内容が読み出されて表示部に表示される。表示された物品が複数種類ある場合は、前述の物品指定手段を使ってその中の一つを指定する。すると、前述の読出手段が、指定された物品の基礎データ、あるいは、スパン係数Sと第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)を第2テーブルの中の第1テーブルから読み出し、それを演算手段にセットする。 したがって、変更された動作モードの下で基礎データの取り直しが行われた後は、動作モードを指定するだけで、それに対応する第1テーブルの記憶内容が表示され、その中から物品を指定すれば、その物品の基礎データ、あるいは、スパン係数と第1出力が自動的にセットされるから、爾後の運転が極めて楽になる。   When the operation mode at the time of measurement is changed, basic data is read again under the changed operation mode. The basic data acquired at that time, or the span coefficient and the first output are stored in the first table in correspondence with the type of the article. At the same time, the first table is stored in the second table in association with the changed operation mode, that is, linked to the operation mode. Then, when the operation mode is designated by the mode designation unit, the stored content of the first table registered under the designated operation mode is read and displayed on the display unit. When there are a plurality of types of displayed items, one of them is specified using the above-mentioned item specifying means. Then, the aforementioned reading means reads the basic data of the designated article, or the span coefficient S and the first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz) from the first table in the second table, Set it to the calculation means. Therefore, after basic data is reworked under the changed operation mode, only by designating the operation mode, the stored contents of the corresponding first table are displayed, and an item is designated from among them. Since the basic data of the article or the span factor and the first output are automatically set, the subsequent operation becomes extremely easy.

ところで、物品が粉体物の袋詰め商品等である場合は、把持機構がそれを繰り返し把持する過程で付着物が把持機構に堆積することがある。そうした堆積物は、第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)の値を狂わすので、時間経過とともに測定誤差が拡大してくる。
そうした堆積物による影響を除去するために、
前記把持機構が物品を手放して速度を変えながら移動するときに取得した各センサの第1出力でもって、前記第1テーブルに記憶された第1出力を更新する。
By the way, in the case where the article is a bagged product or the like of a powdery substance, the adhering matter may be deposited on the gripping mechanism while the gripping mechanism repeatedly grips it. Such deposits overwhelm the value of the first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz), and the measurement error becomes larger as time passes.
In order to eliminate the effects of such deposits,
The first output stored in the first table is updated with the first output of each sensor acquired when the gripping mechanism moves the article while releasing it and changing the speed.

把持機構が物品を手放すと、無負荷状態になるから、その状態で把持機構が速度を変えながら移動するときの各センサの第1出力を取得し、その第1出力でもって旧い第1出力を更新すれば、把持機構に付着物が堆積していても、それによる影響を無くすことができる。   When the gripping mechanism releases the article, it is in a no-load state, and in that state, the gripping mechanism moves to change the speed, acquires the first output of each sensor, and uses the first output to obtain the old first output. By updating, even if deposits are deposited on the gripping mechanism, the influence of the deposits can be eliminated.

本発明によれば、種類の異なる物品を扱う場合でも、また、タイプの異なる種々の把持機構を使用する場合でも、さらに測定時の動作モードの変更や、把持機構に付着物が堆積して第1出力がシフトするようなことがあっても、測定誤差を最小限に抑えて、より正確な質量を測定することができる。   According to the present invention, even when handling different types of articles, or when using different types of gripping mechanisms, changes in the operation mode at the time of measurement, or deposits on the gripping mechanisms, Even if one output is shifted, the measurement error can be minimized and more accurate mass can be measured.

本発明に係る質量測定装置の測定原理を説明するための概略構成図。The schematic block diagram for demonstrating the measurement principle of the mass measuring device which concerns on this invention. 図1の質量測定装置をばね−質量系で表した2自由度モデルを表す図。The figure showing the 2 degrees of freedom model which expressed the mass measurement apparatus of FIG. 1 with a spring-mass system. 把持機構に何も把持させないときの各センサの出力を示すグラフ。The graph which shows the output of each sensor when nothing is made to hold a holding mechanism. 既知分銅を把持機構に把持させたときの各センサの出力を示すグラフ。The graph which shows the output of each sensor when making a holding mechanism hold a known weight. 質量mの物品を把持機構に把持させたときの各センサの出力を示すグラフ。The graph which shows the output of each sensor when making the holding | grip mechanism hold | maintain the goods of mass m. 本発明の一実施形態に係る質量測定装置の概略構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram of the mass measuring device which concerns on one Embodiment of this invention. 上記実施形態で使用する把持機構の一例を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows an example of the holding | grip mechanism used by the said embodiment. 第1実施形態の構成ブロック図。The block diagram of 1st Embodiment. 各センサの出力信号を処理する信号処理回路の概略構成図。The schematic block diagram of the signal processing circuit which processes the output signal of each sensor. 第2実施形態の主要部の構成ブロック図。The block diagram of the principal part of a 2nd embodiment. 第1テーブルの記憶内容の一例を示す表。The table showing an example of the memory contents of the 1st table. 第1テーブルの変形例の一例を示す表。The table showing an example of the modification of the 1st table. 第3実施形態の主要部の構成ブロック図。The block diagram of the principal part of a 3rd embodiment. 第4実施形態の主要部の構成ブロック図。The block diagram of the principal part of a 4th embodiment. 第2テーブルの一例を示す表。A table showing an example of a second table. 第5実施形態の主要部の構成ブロック図。The block diagram of the principal part of a 5th embodiment. 上記実施形態の基本動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the basic motion of the said embodiment.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the technical scope of the present invention.

(1)質量測定装置の基本構成
図6は、本発明の実施形態に係る質量測定装置100の概略構成図を示す。この図において、質量測定装置100は、ロボットアームとしての移動機構11と、移動中の物品Qに作用する力を検出する力センサ13と、物品Qに作用する加速度を検出する加速度センサ14と、物品Qを把持する把持機構12とを備えている。
(1) Basic Configuration of Mass Measurement Device FIG. 6 shows a schematic configuration diagram of a mass measurement device 100 according to an embodiment of the present invention. In this figure, the mass measuring apparatus 100 includes a moving mechanism 11 as a robot arm, a force sensor 13 for detecting a force acting on an article Q in motion, and an acceleration sensor 14 for detecting an acceleration acting on the article Q. And a gripping mechanism 12 for gripping the article Q.

移動機構11は、把持機構12を3次元的に移動させるロボットアームであり、その先端ベース部15には力センサ13の一端が固定されている。この移動機構11としては、例えば、水平多関節ロボットや垂直多関節ロボット、あるいは、パラレルリンクロボット等が採用可能である。   The moving mechanism 11 is a robot arm that moves the gripping mechanism 12 in a three-dimensional manner, and one end of a force sensor 13 is fixed to the distal end base portion 15 thereof. As the moving mechanism 11, for example, a horizontal articulated robot, a vertical articulated robot, a parallel link robot, or the like can be adopted.

力センサ13には、例えば、歪みゲージ式ロードセルが採用される。歪ゲージ式ロードセルは、物品Qの負荷によって自由端側が固定端側に対して相対的に変位し、その変位量によって自由端側に負荷される力を検出する。また、加速度センサ14と把持機構12とが力センサ13の自由端側に設けられている。   For example, a strain gauge type load cell is adopted as the force sensor 13. In the strain gauge type load cell, the free end is displaced relative to the fixed end by the load of the article Q, and the displacement amount detects the force applied to the free end. Further, an acceleration sensor 14 and a gripping mechanism 12 are provided on the free end side of the force sensor 13.

加速度センサ14としては、例えば、歪みゲージ式ロードセルの他、MEMS型の小型加速度センサ、及び一般的な市販の加速度センサのいずれかが適宜採用される。   As the acceleration sensor 14, for example, in addition to a strain gauge type load cell, any of a MEMS type small acceleration sensor and a general commercially available acceleration sensor may be appropriately employed.

把持機構12は、物品Qを把持するロボットハンドである。図6の把持機構12は、フィンガータイプの一例を示すが、これに代えて、図7に示すような負圧で物品Qを吸着保持するエアー吸着タイプを採用することができる。図6のフィンガータイプは、物品Qが固形物である場合に適し、図7のエアー吸着タイプは、例えば、袋詰め商品のように、形状が一定しないものに適する。   The gripping mechanism 12 is a robot hand that grips the article Q. Although the holding mechanism 12 of FIG. 6 shows an example of a finger type, it can replace with this and can adopt an air adsorption type which carries out adsorption holding of the article Q by negative pressure as shown in FIG. The finger type of FIG. 6 is suitable when the article Q is a solid, and the air adsorption type of FIG. 7 is suitable for the non-uniform shape, for example, a bagged product.

図7は、エアー吸着タイプの概略構成図を示したものである。このタイプは、アルミニウム製の箱Bにシリコンゴム製の蛇腹状の吸着パッドPを取り付けて、吸着パッドPと箱B内とを連通させたものである。このアルミニウム製の箱B内を負圧に保持することにより、各吸着パッドPで物品Qを吸着保持する。また、多数の吸着パッドPで複数の物品Qを同時に把持する場合もあるので、吸着パッドの数、形状、配置等は、物品Qの種類に応じて適宜変更される。したがって、物品Qの種類に応じて把持機構12も複数種類用意され、これらを物品Qの種類に応じて使い分けている。   FIG. 7 shows a schematic configuration diagram of the air adsorption type. In this type, a bellows-like suction pad P made of silicon rubber is attached to a box B made of aluminum, and the suction pad P and the inside of the box B are communicated. By holding the inside of the aluminum box B at a negative pressure, the articles Q are adsorbed and held by the respective suction pads P. In addition, since the plurality of articles Q may be simultaneously gripped by a large number of suction pads P, the number, shape, arrangement, and the like of the suction pads are appropriately changed according to the type of the article Q. Therefore, a plurality of types of gripping mechanisms 12 are prepared according to the type of the article Q, and these are used properly according to the type of the article Q.

(2)制御系の基本構成
<第1実施形態>
図8は、第1実施形態に係る質量測定装置100の制御系の構成ブロック図である。この図において、記憶部40と制御部50とを有する制御基板60には、移動機構11、把持機構12、力センサ13、加速度センサ14、操作部20及び表示部30が電気的に接続されている。
(2) Basic Configuration of Control System <First Embodiment>
FIG. 8 is a block diagram of a control system of the mass measuring device 100 according to the first embodiment. In this figure, the movement mechanism 11, the holding mechanism 12, the force sensor 13, the acceleration sensor 14, the operation unit 20, and the display unit 30 are electrically connected to the control substrate 60 having the storage unit 40 and the control unit 50. There is.

操作部20は、キーボードやタッチパネル等で構成され、それを操作して制御プログラムを起動させれば、移動機構11や把持機構12を種々の動作モードで動かすことができる。また、測定した各物品の質量を外部メモリに出力するポート等も備えている。
この操作部20には、第1物品と第2物品の各質量(m1、m2)を設定登録する設定手段21と運転キー22が備えられている。
設定手段21は、スパン係数を算出するときに、第1物品の質量(m1)と第2物品の質量(m2)を記憶部40に設定登録するもので、これらの質量(m1、m2)を入力するキーと、入力された数値を記憶部40に登録させる確定キーとを備えている。
運転キー22は、移動機構11や把持機構12を動作させるもので、これが操作されると、第1物品や第2物品が通常物品に対する動作モードと同じ動作モードで搬送される。この動作モードは、例えば「把持機構12で物品Qを把持し、それをA地点まで50%能力で加速しながら持ち上げて水平方向に移動し、B地点に到達すると、そこから40%能力で減速しながら下降して物品Qを梱包容器に収納する。」という連続した動作である。
The operation unit 20 is configured of a keyboard, a touch panel, and the like, and can operate the moving mechanism 11 and the holding mechanism 12 in various operation modes if the control program is activated to operate the operation program. Moreover, the port etc. which output the mass of each measured goods to an external memory are also provided.
The operation unit 20 is provided with setting means 21 for setting and registering each mass (m1, m2) of the first article and the second article and an operation key 22.
The setting means 21 sets and registers the mass (m1) of the first article and the mass (m2) of the second article in the storage unit 40 when calculating the span coefficient, and sets these masses (m1, m2) A key to be input and a confirmation key for registering the input numerical value in the storage unit 40 are provided.
The operation key 22 operates the moving mechanism 11 and the holding mechanism 12. When the operation key 22 is operated, the first article or the second article is conveyed in the same operation mode as the operation mode for the normal article. In this operation mode, for example, “grasp mechanism 12 grips article Q, lifts it horizontally while accelerating it at 50% ability to point A, moves horizontally, and when it reaches point B, decelerates from there by 40% ability While moving down to store the article Q in the packing container.

表示部30は、質量測定装置100の動作状況や、前記各質量(m1、m2)を入力する欄や、操作ガイドを表示する機器である。その操作ガイドにしたがって、第1物品の質量(m1)と第2物品の質量(m2)を表示された欄に入力し、確定キーを押すと、それらが記憶部40に設定登録される。また、測定時の動作モードが変更されると、基礎データの取り直しを促すメッセージ等が表示される。   The display unit 30 is a device for displaying an operation state of the mass measuring apparatus 100, a field for inputting the respective masses (m1, m2), and an operation guide. According to the operation guide, the mass (m1) of the first article and the mass (m2) of the second article are input in the displayed column, and when the enter key is pressed, they are set and registered in the storage unit 40. In addition, when the operation mode at the time of measurement is changed, a message or the like prompting to re-acquire basic data is displayed.

記憶部40には、移動機構11や把持機構12を所定の動作モードで動かすための制御プログラムや、基礎データを求めるときの操作ガイド、さらには第1物品と第2物品の各質量(m1、m2)や、各センサ20、21から取り込んだ第1出力(Fmz,Faz又はその出力Fmz/Faz)、第2出力(Fms,Fas)が基礎データとして記憶されている。また、この基礎データ、あるいは、それに基づいて算出したスパン係数Sと第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)を第2物品の種類に対応させて記憶した後述の第1テーブル41と第2テーブル42が記憶されている。   The storage unit 40 includes a control program for moving the moving mechanism 11 and the gripping mechanism 12 in a predetermined operation mode, an operation guide for obtaining basic data, and the respective masses of the first and second articles (m1,. m2), the first output (Fmz, Faz or its output Fmz / Faz) and the second output (Fms, Fas) fetched from the respective sensors 20, 21 are stored as basic data. Further, a first table 41 described later which stores the basic data or the span coefficient S calculated based thereon and the first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz) in association with the type of the second article And the second table 42 are stored.

制御部50は、マイクロコンピュータで構成され、記憶部40に記憶された種々のプログラムを読み出して実行することにより、移動機構11や把持機構12を所定の動作モードで動作させる。また、これらの動きと同期して力センサ13と加速度センサ14の各出力を順次入力し、それらが図示しないDSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)に入力されてフィルタリング処理される。さらに記憶部40に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、後述の第1出力検出手段51、第2出力検出手段52、スパン係数算出手段53、演算手段54、読出手段55、モード検出手段56、更新手段57等の各機能が実現されるようになっている。   The control unit 50 is constituted by a microcomputer, and operates the moving mechanism 11 and the gripping mechanism 12 in a predetermined operation mode by reading out and executing various programs stored in the storage unit 40. Also, the outputs of the force sensor 13 and the acceleration sensor 14 are sequentially input in synchronization with these movements, and they are input to a DSP (digital signal processor) (not shown) for filtering processing. Furthermore, by reading and executing the program stored in the storage unit 40, a first output detecting unit 51, a second output detecting unit 52, a span coefficient calculating unit 53, an operating unit 54, a reading unit 55, and a mode detecting unit are described later. Each function such as 56, updating means 57 etc. is realized.

運転キー22が操作されると、移動機構11と把持機構12が動作して第1物品を把持し、それを持ち上げながら加速して移動させるが、第1出力検出手段51は、その間に逐次入力された各センサ13、14の出力のピーク値を検出し、それを第1出力(Fmz,Faz)として記憶部40に記憶する。   When the operation key 22 is operated, the moving mechanism 11 and the holding mechanism 12 operate to hold the first article and accelerate and move it while lifting it, but the first output detection means 51 sequentially inputs The peak value of the output of each of the detected sensors 13 and 14 is detected and stored in the storage unit 40 as a first output (Fmz, Faz).

同じく運転キー22が操作されると、各機構11、12が動作して第2物品を把持し、それを持ち上げながら加速して移動させるが、第2出力検出手段52は、その間に入力された各センサ13、14の出力のピーク値を検出し、それを第2出力(Fms,Fas)として記憶部40に記憶する。   Similarly, when the operation key 22 is operated, the mechanisms 11 and 12 operate to grip the second article and accelerate it to move it while lifting it, but the second output detection means 52 is input between them The peak value of the output of each sensor 13, 14 is detected and stored in the storage unit 40 as the second output (Fms, Fas).

スパン係数算出手段53は、記憶された基礎データ、すなわち、第1出力(Fmz,Faz又はそれらの出力の比Fmz/Faz)と第2出力(Fms,Fas)、ならびに、第1物品の質量m1と第2物品の質量m2を前記(11)式に代入してスパン係数Sを算出し、これを記憶部40に記憶する。   The span factor calculation means 53 stores the stored basic data, that is, the first output (Fmz, Faz or the ratio of those outputs Fmz / Faz) and the second output (Fms, Fas), and the mass m1 of the first article And the mass m2 of the second article is substituted into the equation (11) to calculate the span coefficient S, and this is stored in the storage unit 40.

演算手段54は、算出したスパン係数Sと記憶された第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)、ならびに、物品Qの速度を変えながら移動させたときに検出した各センサ13、14の出力(Fm、Fa)に基づいて物品Qの質量を算出する。このときの各センサ13、14の出力(Fm、Fa)もそれぞれのピーク値を採用する。   The calculating means 54 calculates the span coefficient S and the stored first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz), and each sensor 13 detected when moving while changing the speed of the article Q, The mass of the article Q is calculated based on the 14 outputs (Fm, Fa). The peak values of the outputs (Fm, Fa) of the respective sensors 13, 14 at this time are adopted.

図9は、力センサ20及び加速度センサ21の出力を処理する信号処理回路図の一例を示したものである。図9において、力センサ20と加速度センサ21には、それぞれ増幅器22a、22bを介してA/D変換器23a、23bがそれぞれ接続されている。A/D変換器23a、23bは、入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換し、それを制御部50に入力する。   FIG. 9 shows an example of a signal processing circuit diagram for processing the outputs of the force sensor 20 and the acceleration sensor 21. As shown in FIG. In FIG. 9, A / D converters 23a and 23b are connected to the force sensor 20 and the acceleration sensor 21 via amplifiers 22a and 22b, respectively. The A / D converters 23 a and 23 b convert the input analog signal into a digital signal and input it to the control unit 50.

制御部50は、DSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)において、入力された出力に基づいてフィルタリング処理を実行する。例えば、各センサ13、14の出力に含まれるノイズ周波数成分をローパスフィルタにより除去する。続いて、ノイズ成分の除去された一連の出力から、それぞれのピーク値を第1出力検出手段51と第2出力検出手段52がそれぞれ検出する。   The control unit 50 performs a filtering process in the DSP (digital signal processor) based on the input output. For example, noise frequency components included in the outputs of the sensors 13 and 14 are removed by a low pass filter. Subsequently, the first output detection means 51 and the second output detection means 52 respectively detect the respective peak values from the series of outputs from which the noise component has been removed.

<第2実施形態>
図10は、第2実施形態の主要部の構成ブロック図を示す。この図10において、記憶部40には、図11に示すような第1テーブル41が記憶されている。
第1テーブル41は、物品の種類別に(No.1〜N0.3の番号で特定)、第1物品の質量m1と第2物品の質量m2、ならびに、第1出力(Fmz、Faz)と第2出力(Fms、Fas)、それらの値から算出されたスパン係数Sと第1出力の比(Fmz/Faz)を記憶したものである。このケースでは、把持機構12としてエアー吸着タイプAを使用している。
また、把持機構12の種類が異なると、前記基礎データ、あるいは、それに基づいて算出されるスパン係数が異なるから、そうした場合に対応させて、図12に示すように、把持機構12の種類(タイプA,タイプB、タイプC)に対応させることもある。
Second Embodiment
FIG. 10 shows a configuration block diagram of the main part of the second embodiment. In FIG. 10, the storage unit 40 stores a first table 41 as shown in FIG.
The first table 41 includes the mass m1 of the first article and the mass m2 of the second article, and the first outputs (Fmz, Faz) and the first according to the type of article (specified by the numbers No. 1 to N0.3). It stores two outputs (Fms, Fas), a span coefficient S calculated from those values, and a ratio of the first output (Fmz / Faz). In this case, an air suction type A is used as the gripping mechanism 12.
Also, if the type of the gripping mechanism 12 is different, the basic data or the span coefficient calculated based on the basis data is different. Therefore, as shown in FIG. 12, the type of the gripping mechanism 12 (type It may correspond to A, Type B, Type C).

第1テーブル41に基礎データ(Fmz、Faz、Fms、Fas、質量m1、質量m2)を登録するときは、質量測定装置100を設定モードに切り替える。すると、表示部30に入力画面が表示されるから、その画面の所定の欄に、把持機構12の種類と物品の種類を入力する。例えば、把持機構12については、タイプA等と入力し、物品については、番号等を入力する。
次に、その物品群の中から選んだ第1物品の質量m1を入力画面の所定の欄に入力して確定キーを押す。すると、入力された質量m1が第1テーブル41の所定の欄に登録される。続いて第2物品の質量m2を所定の欄に入力して確定キーを押す。すると、同様に第1テーブル41の所定の欄に登録される。
When basic data (Fmz, Faz, Fms, Fas, mass m1, mass m2) is registered in the first table 41, the mass measuring apparatus 100 is switched to the setting mode. Then, since the input screen is displayed on the display unit 30, the type of the gripping mechanism 12 and the type of the article are input in predetermined columns of the screen. For example, type A etc. is input for the gripping mechanism 12, and a number etc. is input for the article.
Next, the mass m1 of the first article selected from the article group is input to a predetermined field of the input screen, and the enter key is pressed. Then, the input mass m1 is registered in a predetermined column of the first table 41. Subsequently, the mass m2 of the second article is input in a predetermined field, and the enter key is pressed. Then, it is similarly registered in a predetermined field of the first table 41.

次に、運転キー22が操作されると、設定された制御プログラムが実行されて移動機構11と把持機構12が動作して、まず第1物品を把持し、それを持ち上げて加速しながら移動させる。その間に各センサ13、14の出力が制御部50に逐次入力されるから、第1出力検出手段51が各出力のピーク値を検出し、それを第1出力(Fmz,Faz)として第1テーブル41に記憶する。
続いて試運転キー22が操作されると、同様に移動機構11と把持機構12が動作して次の第2物品を、その速度を変えながら移動させる。その間に各センサ13、14の出力が逐次入力されるから、第2出力検出手段52が各出力のピーク値を検出し、それを第2出力(Fms,Fas)として第1テーブル41に記憶する。
Next, when the operation key 22 is operated, the set control program is executed to operate the moving mechanism 11 and the gripping mechanism 12 to first grip the first article, lift it and move it while accelerating. . Since the outputs of the sensors 13 and 14 are sequentially input to the control unit 50 during that time, the first output detection means 51 detects the peak value of each output and uses it as the first output (Fmz, Faz) as the first table. Store in 41
Subsequently, when the test operation key 22 is operated, the moving mechanism 11 and the gripping mechanism 12 similarly operate to move the next second article while changing its speed. Since the outputs of the sensors 13 and 14 are sequentially input during that time, the second output detection means 52 detects the peak value of each output and stores it as the second output (Fms, Fas) in the first table 41. .

物品指定手段23は、表示部30に表示された第1テーブル41の記憶内容から測定対象となった物品の種類を指定するもので、操作部20に設けられ、それを操作して第2物品の種類を指定すれば、読出手段55が働いて指定された物品の基礎データ、あるいは、スパン係数Sと第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)を第1テーブル41から読み出す。物品の指定は、例えば、表示された商品名や番号等をタッチすることによって指定することができる。   The article designation unit 23 designates the type of article to be measured from the stored contents of the first table 41 displayed on the display unit 30, and is provided in the operation unit 20, and operates the second article to operate it. If the type of is specified, the reading means 55 operates to read out the basic data of the specified article or the span coefficient S and the first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz) from the first table 41. The designation of the article can be designated, for example, by touching the displayed article name, number or the like.

こうして読み出された基礎データ、あるいは、スパン係数Sと第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)は、演算手段54にセットされるから、測定対象となった物品を把持して移動させたときの各センサ13、14の出力(Fm、Fa)が求まると、演算手段54は、セットされた基礎データ、あるいは、スパン係数Sと第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)、ならびに、前記出力(Fm、Fa)とに基づいて前記物品の質量を算出する。   Since the basic data read out in this way, or the span coefficient S and the first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz) are set in the computing means 54, the article to be measured is gripped When the outputs (Fm, Fa) of the respective sensors 13, 14 when moved are obtained, the computing means 54 sets the basic data set or the span coefficient S and the first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz Calculate the mass of the article based on / Faz) and the output (Fm, Fa).

<第3実施形態>
図13は、第3実施形態の主要部の構成ブロック図を示す。この図13において、記憶部40には、移動機構11と把持機構12を所定の動作パターンで動作させる制御プログラムが複数記憶されている。そして、操作部20が操作されて制御プログラムが読み出されると、読み出された制御プログラムがセットされ、図示しない運転開始キーが操作されると、セットされた制御プログラムに基づいて移動機構11と把持機構12が動作する。その際、セットされた制御プログラムが途中で変更されると、モード検出手段56が測定時の動作モードが変更されたか否かをチェックし、変更されていれば、警告手段31に対して基礎データの取り直しを警告するよう指示する。
Third Embodiment
FIG. 13 shows a configuration block diagram of the main part of the third embodiment. In FIG. 13, the storage unit 40 stores a plurality of control programs for operating the moving mechanism 11 and the gripping mechanism 12 in a predetermined operation pattern. Then, when the operation unit 20 is operated and the control program is read, the read control program is set, and when the operation start key (not shown) is operated, the moving mechanism 11 and the grip are held based on the set control program. The mechanism 12 operates. At this time, if the set control program is changed halfway, the mode detection means 56 checks whether the operation mode at the time of measurement has been changed, and if it has been changed, basic data for the warning means 31 Instruct them to warn you to

警告手段31は、表示部30に設けられており、モード検出手段56の指示に基づいて基礎データの取り直しを警告する。その警告は、例えば、表示部30にメッセージを表示したり警告音を鳴らしたりして警告する。この警告が表示されると、オペレータは、新たな動作モードの下で基礎データの取り直しを行う。   The warning means 31 is provided in the display unit 30, and warns of the resumption of basic data based on the instruction of the mode detection means 56. The warning is displayed, for example, by displaying a message on the display unit 30 or by making a warning sound. When this warning is displayed, the operator performs basic data recovery under the new operation mode.

<第4実施形態>
図14は、第4実施形態の主要部の構成ブロック図を示す。この図14において、記憶部40には、図15に示すような第2テーブル42が記憶されている。この第2テーブル42は、測定時の動作モードが変わる度に取得した第1テーブルを各動作モードに対応させて記憶したものである。
Fourth Embodiment
FIG. 14 shows a configuration block diagram of the main part of the fourth embodiment. In FIG. 14, the storage unit 40 stores a second table 42 as shown in FIG. 15. The second table 42 stores the first table acquired each time the operation mode at the time of measurement changes in association with each operation mode.

例えば、図11に示す第1テーブル41が、オリジナルな動作モードの下で取得された物品毎の基礎データ、あるいは、スパン係数と第1出力だとすると、図15の第2テーブルは、その動作モードがモード1に変更され、そのモード1の下で、基礎データ、あるいは、スパン係数や第1出力を改めて取り直したものを、動作モード1に対応させて記憶したものである。同様にモード2、モード3も、そのモード2、3の下で基礎データ等を取り直したものを、それぞれの動作モード2、3に対応させて記憶したものである。   For example, assuming that the first table 41 shown in FIG. 11 is the basic data for each item acquired under the original operation mode, or the span coefficient and the first output, the second table in FIG. The mode is changed to mode 1, and under the mode 1, basic data or one obtained by retaking the span coefficient and the first output again is stored in association with the operation mode 1. Similarly, in modes 2 and 3 as well, the basic data etc. are recaptured under modes 2 and 3 and stored in correspondence to the respective operation modes 2 and 3.

モード指定手段24は、これらの動作モードの一つを指定するもので、例えば、表示部30に表示された第2テーブルの動作モード番号をタッチすることによって指定する。すると、指定された動作モードの下で登録された第1テーブル41が前述の読出手段55で読み出されて表示部30に表示される。   The mode designation unit 24 designates one of these operation modes, and for example, designates the operation mode number of the second table displayed on the display unit 30 by touching. Then, the first table 41 registered under the designated operation mode is read by the reading means 55 described above and displayed on the display unit 30.

第1テーブル41が表示されると、物品指定手段23で測定対象となった物品を指定する。例えば、表示部30に表示された物品の中から指定された物品をタッチすることによって指定する。すると、読出手段55が指定された物品の基礎データ、あるいは、スパン係数Sと第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)を第1テーブル41から読み出して演算手段54にセットする。
一方、モード指定手段36で動作モードが指定されると、それに対応する制御プログラムが記憶部40から読み出されて、移動機構11と把持機構12にセットされ、運転開始キーの操作によってそれらが所定の動作モードで駆動される。
When the first table 41 is displayed, the article designation unit 23 designates an article to be measured. For example, the user designates by touching an item designated from among the items displayed on the display unit 30. Then, the reading means 55 reads out the basic data of the designated article or the span coefficient S and the first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz) from the first table 41 and sets them in the calculating means 54.
On the other hand, when the operation mode is designated by the mode designation means 36, the corresponding control program is read from the storage unit 40 and is set in the moving mechanism 11 and the gripping mechanism 12 and is operated by the operation start key. It is driven in the operation mode of

<第5実施形態>
図16は、第5実施形態の主要部の構成ブロック図を示す。この図16において、更新手段57は、記憶部40に記憶された第1テーブル41の第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz、以下、この比を零点と云う。)を更新するもので、特に通常運転において、例えば、把持機構12が物品Qを持ち上げ、それを加速しながら移動させて梱包容器に運び入れた後、再び新たな物品Qを取りに行く動作を繰り返す場合、把持した物品Qを梱包容器に運び入れて元の位置に戻るときは、把持機構12は無負荷になる。その状態で各センサ13、14の出力を逐次入力し、それらのピーク値を零点として検出し、その零点でもって第1テーブル41の旧い零点を記憶更新するのである。
Fifth Embodiment
FIG. 16 shows a configuration block diagram of the main part of the fifth embodiment. In FIG. 16, the updating means 57 updates the first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz, hereinafter this ratio is referred to as a zero point) of the first table 41 stored in the storage unit 40. In particular, in normal operation, for example, when the gripping mechanism 12 lifts the article Q, moves it while accelerating it to carry it into the packaging container, and then repeats the operation of picking up the new article Q again. When carrying the article Q into the packaging container and returning to the original position, the gripping mechanism 12 is unloaded. In this state, the outputs of the sensors 13, 14 are sequentially input, their peak values are detected as zeros, and old zeros of the first table 41 are stored and updated with the zeros.

この更新手段57は、把持機構12が無負荷になる度に零点を検出して記憶更新しても良いし、複数回に1回の割合で更新しても良い。また、複数回の零点の平均値を求めてから、旧い零点を更新しても良い。   This updating means 57 may detect and update the zero point every time the gripping mechanism 12 is unloaded, or may update it once in a plurality of times. Alternatively, the old zero may be updated after obtaining the average value of the plurality of zeros.

次に、この質量測定装置100の基本動作を図17のフローチャートに基づいて説明する。   Next, the basic operation of the mass measuring device 100 will be described based on the flowchart of FIG.

この質量測定装置100は、既設のロボットに後から組み込むことができるので、このロボットには、既に物品を把持して移動させる幾つかの動作モードが、モード1、モード2等として登録されているとする。こうしたロボットに組み込まれた質量測定装置100を運転するときは、まず第2テーブル42を表示部30に表示させ(ステップS1)、その中から運転する動作モードを選択する(ステップS2)。   Since this mass measuring apparatus 100 can be incorporated into an existing robot later, several operation modes for gripping and moving an article have already been registered as mode 1, mode 2, etc. in this robot I assume. When operating the mass measuring apparatus 100 incorporated in such a robot, first, the second table 42 is displayed on the display unit 30 (step S1), and the operation mode to be operated is selected from them (step S2).

すると、選択された動作モードに対応する第1テーブル41の内容が表示部30に表示される(ステップS3)。しかし、最初は、何も登録されていないから、第1テーブル41の物品の種類欄に、これから登録する物品の商品名や番号を入力して物品を指定する。
次に、登録する物品群の中から質量の異なる物品を2個選び、その中の一つを第1物品残りを第2物品として、それぞれの質量を精密天秤等で測定する。続いて、設定手段21を使って各物品の質量(m1、m2)を入力し、その都度、確定キーを押す(ステップS4)。すると、各物品の質量が第1テーブル41に順次登録される(ステップS5)。
Then, the content of the first table 41 corresponding to the selected operation mode is displayed on the display unit 30 (step S3). However, since nothing is registered at first, the item name and the number of the item to be registered are entered in the item type column of the first table 41 to specify the item.
Next, two articles having different weights are selected from the group of articles to be registered, and one of them is used as the second article as the first article residue, and the respective masses are measured by a precision balance or the like. Subsequently, the mass (m1, m2) of each article is input using the setting means 21, and each time the enter key is pressed (step S4). Then, the mass of each article is sequentially registered in the first table 41 (step S5).

次に運転キー33を操作すると(ステップS6)、把持機構12が第1物品を把持し、移動機構11がそれを通常物品と同じ動作モードで速度を変えながら搬送する。その間に各センサ13、14の出力が逐次入力されるから、第1出力検出手段51は、入力された各出力のピーク値を検出し、それを第1出力(Fmz,Faz)として記憶部40に登録する(ステップS7)。続いて、第2物品が把持され、第1物品と同じ動作モードで速度を変えながら搬送する。その間に各センサ13、14の出力が逐次入力されるから、第2出力検出手段52が、入力された各出力のピーク値を検出し、それを第2出力(Fms,Fas)として記憶部40に登録する(ステップS8)。   Next, when the operation key 33 is operated (step S6), the gripping mechanism 12 grips the first article, and the moving mechanism 11 transports it while changing the speed in the same operation mode as the ordinary article. Since the output of each sensor 13 and 14 is sequentially input during that time, the first output detection means 51 detects the peak value of each input that is input, and stores it as the first output (Fmz, Faz) as the storage unit 40. (Step S7). Subsequently, the second article is gripped and conveyed while changing the speed in the same operation mode as the first article. Since the output of each sensor 13 and 14 is sequentially input during that time, the second output detection means 52 detects the peak value of each input that is input, and stores it as the second output (Fms, Fas) in the storage unit 40. (Step S8).

以上の基礎データの登録が済むと、スパン係数算出手段53が動作して、登録された第1出力(Fmz,Faz又はそれらの出力の比Fmz/Faz)と第2出力(Fms,Fas)、ならびに、第1物品の質量m1と第2物品の質量m2を前記(11)式に代入してスパン係数Sを求め、これを記憶部40に登録する(ステップS9)。   After the above basic data is registered, the span coefficient calculation means 53 operates to register the registered first output (Fmz, Faz or the ratio of those outputs Fmz / Faz) and the second output (Fms, Fas), Also, the span coefficient S is determined by substituting the mass m1 of the first article and the mass m2 of the second article into the equation (11), and this is registered in the storage unit 40 (step S9).

これで第1テーブル41と第2テーブル42のデータ登録が完了するが、動作モードが別なモードに切り替えられて、前述と同じ手順でスパン係数を求めると、同様にして第1テーブル41と第2テーブル42のデータ登録が行われる。こうして、第1、第2テーブル41、42のデータ登録が完了すると、通常運転に移行することができる。   Although the data registration of the first table 41 and the second table 42 is now completed, when the operation mode is switched to another mode and the span coefficient is determined in the same procedure as described above, the first table 41 and the 2 Data registration of the table 42 is performed. Thus, when the data registration of the first and second tables 41 and 42 is completed, it is possible to shift to the normal operation.

通常運転では、まず操作部20を操作して、第2テーブル42を表示部30に表示させ(ステップS10)、その中から運転する動作モードを選択する(ステップS11)。すると、該当する動作モードの制御プログラムが読み出されて移動機構11や把持機構12にセットされる(ステップS12)。   In the normal operation, first, the operation unit 20 is operated to display the second table 42 on the display unit 30 (step S10), and an operation mode to be operated is selected from among them (step S11). Then, the control program of the corresponding operation mode is read and set in the moving mechanism 11 or the gripping mechanism 12 (step S12).

次に第1テーブル41を表示部30に表示させ(ステップS13)、測定すべき物品の種類を物品指定手段23で指定する(ステップS14)。すると、該当する物品の基礎データ、あるいは、スパン係数と第1出力が読み出されて演算手段54にセットされる(ステップS15)。そして、運転キーが操作されると(ステップS16)、移動機構11と把持機構12が所定の動作モードで駆動制御されて、物品をその速度を変えながら移動させる(ステップS17)。その間に各センサの出力が入力されて各ピーク値が検出され、それらが記憶部40に記憶される。すると、演算手段54は、記憶した基礎データ、あるいは、スパン係数Sと第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)、ならびに、物品Qの速度を変えながら移動させたときに検出した各センサ13、14の出力(Fm、Fa)とに基づいて物品の質量を算出する。算出された質量は、記憶部40に記憶されるとともに、後工程の処理に利用される(ステップS18)。こうして記憶された各物品の質量は、外部に出力され利用される。   Next, the first table 41 is displayed on the display unit 30 (step S13), and the type of article to be measured is designated by the article designation unit 23 (step S14). Then, the basic data of the corresponding article, or the span coefficient and the first output are read out and set in the calculation means 54 (step S15). Then, when the operation key is operated (step S16), the moving mechanism 11 and the gripping mechanism 12 are drive-controlled in a predetermined operation mode, and the article is moved while changing its speed (step S17). During that time, the output of each sensor is input, each peak value is detected, and they are stored in the storage unit 40. Then, the computing means 54 detects the stored basic data, or the span coefficient S and the first output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz), as well as when moving the article Q while changing the speed The mass of the article is calculated based on the outputs (Fm, Fa) of the sensors 13 and 14. The calculated mass is stored in the storage unit 40 and used for the processing of the post process (step S18). The mass of each item thus stored is output and used outside.

こうした処理は、物品がなくなるまで続けられ(ステップS17〜ステップS19)、物品が所定位置に送られて来なくなれば、それで一連の作業が終了する。
なお、ロボットには、カメラを搭載して物品の位置を確かめながら物品を掴むタイプと所定位置に送られてくる物品を機械的に掴むタイプとがあるが、何れの場合でも適用可能である。
Such processing is continued until the articles are exhausted (steps S17 to S19), and when the articles are not sent to the predetermined position, the series of operations is finished.
There are two types of robots, a type in which a camera is mounted and a product is grasped while checking the position of the product, and a type in which an article sent to a predetermined position is mechanically gripped, although either type is applicable.

以上のように、本発明によれば、ロボットハンドで物品を移動しながらその物品の質量をより正確に測定することができるので、産業用ロボットを使用する分野において広く利用可能である。   As described above, according to the present invention, since the mass of an article can be measured more accurately while moving the article with a robot hand, the present invention can be widely used in the field of using industrial robots.

11 移動機構
12 把持機構
13 力センサ
14 加速度センサ
20 操作部
21 設定手段
22 運転キー
23 物品指定手段
24 モード指定手段
30 表示部
31 警告手段
40 記憶部
41 第1テーブル
50 制御部
51 第1出力検出手段
52 第2出力検出手段
53 スパン係数算出手段
54 演算手段
55 読出手段
56 モード検出手段
57 更新手段
Q 物品
11 moving mechanism 12 gripping mechanism 13 force sensor 14 acceleration sensor 20 operation unit 21 setting means 22 operation key 23 article specifying means 24 mode specifying means 30 display unit 31 warning means 40 storage unit 41 first table 50 control unit 51 first output detection Means 52 second output detection means 53 span coefficient calculation means 54 operation means 55 readout means 56 mode detection means 57 update means Q article

Claims (6)

物品を把持する把持機構と、
前記把持機構を移動させる移動機構と、
前記把持機構と前記移動機構との間に設けられて、速度が変化している間の前記物品に作用する力を検出する力センサと、
同じく速度が変化している間の前記物品に作用する加速度を検出する加速度センサと、
質量が既知である第2物品の質量(m2)を設定登録する設定手段と、
前記移動機構と前記把持機構とが、前記把持機構が何も持たない状態でその速度を変えながら移動しているときの前記各センサの出力を第1出力(Fmz,Faz)として記憶させる第1出力検出手段と、
前記各機構が、前記第2物品をその速度を変えながら移動させているときの前記各センサの出力を第2出力(Fms,Fas)として記憶させる第2出力検出手段と、
記憶された第1出力(Fmz,Faz)と第2出力(Fms,Fas)、ならびに、登録された前記第2物品の質量m2、ならびに、測定対象となる物品の速度を変えながら移動させたときに検出される前記各センサの出力(Fm、Fa)とに基づいて当該物品の質量を演算する演算手段と、
を備え、
前記把持機構は、第1位置において持ち上げた測定対象となる物品を速度を変えながら計量して第2位置に運んだ後、当該物品を手放して前記第2位置から前記第1位置へ速度を変えながら戻る動作を繰り返し、
前記第1出力検出手段は、前記把持機構が何も持たない状態で前記第2位置から前記第1位置へ速度を変えながら戻るときの前記各センサの出力を検出し、検出した出力に基づいて前記第1出力を記憶更新させる、質量測定装置。
A gripping mechanism for gripping an article;
A moving mechanism for moving the gripping mechanism;
A force sensor provided between the gripping mechanism and the moving mechanism for detecting a force acting on the article while the speed is changing;
An acceleration sensor for detecting an acceleration acting on the article while the speed is also changing;
Setting means for setting and registering the mass (m2) of the second article whose mass is known;
A first output (Fmz, Faz) is stored as the first output (Fmz, Faz) when the movement mechanism and the holding mechanism move while changing the speed of the holding mechanism without any movement. Output detection means;
Second output detection means for storing, as a second output (Fms, Fas), an output of each sensor when each mechanism is moving the second article while changing its speed;
When moved while changing the stored first output (Fmz, Faz) and second output (Fms, Fas), the mass m2 of the registered second article, and the speed of the article to be measured Calculating means for calculating the mass of the article based on the outputs (Fm, Fa) of the respective sensors detected in
Equipped with
The gripping mechanism measures the speed of the article to be measured lifted at the first position, changes the speed, transports it to the second position, then releases the article to change the speed from the second position to the first position. While repeating the operation,
The first output detection means detects the output of each of the sensors when returning from the second position to the first position while changing the speed in a state in which the gripping mechanism has nothing, based on the detected output. A mass measuring device for storing and updating the first output.
前記第1出力検出手段は、前記把持機構が何も持たない状態で第2位置から第1位置へ速度を変えながら戻る際の前記各センサの出力を新たな前記第1出力として記憶更新させる場合に、複数回の前記第1出力の平均値により、記憶更新させる、請求項1に記載の質量測定装置。   In the case where the first output detection means stores and updates the outputs of the respective sensors at the time of returning from the second position to the first position while changing the speed in the state where the grip mechanism has nothing, as the new first output The mass measuring device according to claim 1, wherein the memory is updated by averaging the plurality of times of the first output. 前記把持機構は、前記何も持たない状態において前記第1出力を検出する際に、同じ位置に同じ動作モードで戻るように動作させられる、請求項1又は2に記載の質量測定装置。 The mass measuring device according to claim 1 or 2, wherein the gripping mechanism is operated to return to the same position in the same operation mode when detecting the first output in the state of having nothing . 前記第1出力(Fmz,Faz)と第2出力(Fms,Fas)、ならびに、第2物品の質量m2、あるいは、それらから算出されるスパン係数と前記第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)を測定対象の物品の種類に対応させて記憶した第1テーブルと、
測定対象の物品の種類を指定する物品指定手段と、
指定された測定対象の物品の種類に対応する前記第1出力(Fmz,Faz)と前記第2出力(Fms,Fas)、ならびに、前記第2物品の質量m2、あるいは、前記スパン係数Sと第1出力(Fmz,Faz又はそれらの比Fmz/Faz)を前記第1テーブルから読み出す読出手段を備え、
前記演算手段は、読み出されたこれらのデータと、指定された測定対象の物品を把持して移動させるときの各センサの出力とに基づいて、前記物品の質量を算出することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の質量測定装置。
The first output (Fmz, Faz) and the second output (Fms, Fas), the mass m2 of the second article, or the span coefficient calculated therefrom, and the first output (Fmz, Faz or their ratio A first table in which Fmz / Faz) is stored in correspondence with the type of article to be measured;
An article designation unit for designating the type of article to be measured;
The first output (Fmz, Faz) and the second output (Fms, Fas) corresponding to the designated type of the article to be measured, and the mass m2 of the second article, or the span coefficient S and the first A reading means for reading one output (Fmz, Faz or their ratio Fmz / Faz) from the first table;
The computing means is characterized in that the mass of the article is calculated based on the read out data and the output of each sensor when gripping and moving the designated article to be measured. The mass measuring device according to any one of claims 1 to 3.
測定時の動作モードの変更を検出するモード検出手段と、
動作モードの変更が検出されると、前記第1出力(Fmz,Faz)と前記第2出力(Fms,Fas)、ならびに、前記第2物品の質量m2の取り直しを警告する警告手段を、さらに備えてなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の質量測定装置。
Mode detection means for detecting a change in operation mode at the time of measurement;
The apparatus further comprises warning means for warning of the resumption of the mass m2 of the second article, the first output (Fmz, Faz) and the second output (Fms, Fas) when a change in operation mode is detected. The mass measuring apparatus of any one of Claims 1-4.
測定時の動作モードが変わる度に取得した前記第1テーブルを各動作モードに対応させて記憶した第2テーブルと、
前記動作モードを指定するモード指定手段と、
指定された動作モードに対応する前記第1テーブルの記憶内容を前記第2テーブルから読み出して表示する表示部を、さらに備えてなる、請求項に記載の質量測定装置。
A second table storing the first table acquired each time the operation mode at the time of measurement changes in correspondence with each operation mode;
A mode designating means for designating the operation mode;
5. The mass measuring device according to claim 4 , further comprising a display unit for reading out and displaying the stored content of the first table corresponding to the specified operation mode from the second table.
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