JPH04256590A - ロボットの制御方法 - Google Patents

ロボットの制御方法

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JPH04256590A
JPH04256590A JP1310991A JP1310991A JPH04256590A JP H04256590 A JPH04256590 A JP H04256590A JP 1310991 A JP1310991 A JP 1310991A JP 1310991 A JP1310991 A JP 1310991A JP H04256590 A JPH04256590 A JP H04256590A
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JP
Japan
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robot
amplitude
force
tip
fitting operation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1310991A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Komoriya
均 小森谷
Yasuyuki Nakada
康之 中田
Yasuki Yamamoto
山本 泰機
Koichi Oikawa
浩一 及川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04256590A publication Critical patent/JPH04256590A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、はめあい作業を行うス
カラ型ロボットの制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】代表的なスカラ型ロボットは図5に示す
ように2つの回転アーム1,2と上下方向(Z軸方向)
へ動くハンド3を備えている。スカラ型ロボットは稼動
範囲が広く、比較的安価であり、工場に於ける組立作業
によく用いられている。このロボットは回転関節にハー
モニックドライブ等のバネ性のある減速機を用いており
、そのバネ性に起因した振動がロボットの先端に発生す
る。
【0003】組み立て作業の中で軸と穴のはめあい作業
はよく行われるが、この作業の実現はロボットの先端に
力覚センサ4を取付け、力覚センサ4に加わる力が零に
なるように力制御を行って位置ずれを吸収する方法が一
般的に用いられている。
【0004】つまりロボットが把持した部品が相手の部
品と接触したときにその接触力を小さくする方向にロボ
ットの先端を動かす方法であり、図6(a)に示すよう
に把持した部品(穴の明いた部品)5と相手部品(軸)
6との間の位置ずれ量L3 が両方の面取りの和L1 
+L2 以下であれば、はめあい作業を実現できる。し
かし図6(b)に示す如く、位置ずれ量L3 が面取り
の和より大きい時は部品の平面同士が押し合うので、は
めあい作業は不可能となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】部品を把持し、はめあ
い作業を行う位置にロボットの先端を移動し、はめあい
作業を行う一連の動作のなかで空間移動の終了時にロボ
ットの先端に減速機のバネ性に起因する振動が発生し、
連続してはめあい作業を行うとロボットの先端の振動の
振幅が部品同士の面取りの和よりも大きくなり、はめあ
い作業が失敗することがある。
【0006】そのため空間移動時の振動の振幅を抑える
ため空間移動の速度や加速度を小さくしたり、空間移動
後に一定の待ち時間を入れることが一般に用いられてい
る。しかしこれらの方法は振動が起きても起きなくても
常に同じ時間をとるので作業時間を増大させるという問
題がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題は図1の本発明
の原理図に示す如く、ロボットの先端に力覚センサを備
え、力制御により軸と穴のはめあい作業を行うスカラ型
ロボットの制御において、ロボットの空間移動後の力信
号の振幅を測定することにより、ロボットの第一回転軸
および第2回転軸の回転方向の振動の振幅を推定し、該
測定した振幅値が所定の振幅値以内になった場合に、は
めあい動作が可能と判定し次のはめあい動作命令を実行
するロボットの制御方法により解決される。
【0008】
【作用】本発明はロボットの空間移動後のロボット先端
の力覚センサからの力信号の振幅を測定してロボットの
第一回転軸および第二回転軸の回転方向の振動の振幅を
推定し、該推定した振幅値からはめあい動作が可能か否
か判定し、可能と判定した場合に次のはめあい動作命令
を実行するようにしているので、ロボットの先端の静定
時間を必要最小限に減少させることができ作業時間を短
縮できる。
【0009】
【実施例】次に図1から図4を用いて本発明の実施例の
構成および動作を詳しく説明する。
【0010】図1において、ロボットは水平方向に回転
する第1のアーム1とアーム2を有し、ロボットの先端
には部品を把持するハンド3が力覚センサ4を介して連
結されている。ロボットの制御装置は1台のパーソナル
コンピュータ7と2台の高速演算プロセッサ8(DSP
1)および9(DSP2)で構成されている。
【0011】DSP1はロボットの回転機構からのエン
コーダ信号を受信し、パワーアンプ11を介してモータ
駆動信号を送出しデジタルのサーボ制御を行う。DSP
2は直交座標の関節座標への変換、逆ヤコビ行列演算、
力制御等を行う。パーソナルコンピュータ7は人間が入
力した命令の解析や、DSP1およびDSP2への命令
、データの転送を行う。パーソナルコンピュータ7とD
SP1およびDSP2の間は共有メモリ10でデータの
やりとりを行う。
【0012】ロボットが環境と非接触状態で空間移動動
作を行った時に、力覚センサ4は、主に力覚センサ4の
先にあるハンド3および把持している部品の質量にとも
なう慣性力Fを受ける。
【0013】   F=M×d2 X/dt2           
              ─────────(1
)  M:ハンドと部品の質量、d2 X/dt2 :
ハンドと部品の加速度そして空間移動が終了しロボット
の各回転軸の目標角度が一定値となった時には、ロボッ
トの移動の加速度が0のためハンドと部品の加速度はロ
ボットの先端の振動の変化に対応して変化する。
【0014】先端の振動は第1、第2回転軸を中心とし
た回転であり、それぞれ次の(2),(3)式で示され
る。   X1=R1×A1×sin(ω1×t)     
     ─────────(2)  X2=R2×
A2×sin(ω2×t)          ───
──────(3)X1:位置(目標位置からのずれ) R1:ロボットの先端と第1回転軸との距離A1:第1
回転軸を中心とした振動の振幅(rad)ω1:第1ア
ームによる共振周波数(2πf)X2:位置(目標位置
からのずれ) R2:ロボットの先端と第2回転軸との距離A2:第2
回転軸を中心とした振動の振幅(rad)ω2:第2ア
ームによる共振周波数(2πf)t  :時間
【0015】ここで第1回転軸についてだけ考えると(
2)式よりロボット先端の振動の加速度d2 X1/d
t2 は次の(4)式で示される。
【0016】   d2 X1/dt2 =−R1×A1×ω1×ω1
×sin(ω1×t)−(4)この(4)式と(1)式
から力覚センサのうける力はMが一定なので加速度d2
 X1/dt2 に比例する。また、はめあい作業をす
る位置が同じで、ハンドと部品の重量が一定なら第1、
第2回転軸の減速機に対する回転イナーシャは一定であ
る。
【0017】共振周波数fは   f=2π×(K/I)0.5          
             ─────────(5)
  ω=2π×f                 
                 ────────
─(6)
【0018】K:減速機のバネ定数 I:減速機からみたロボット先端の回転イナーシャ(5
),(6)式で示されるので、イナーシャが一定なら共
振周波数ωは一定である。(2),(4)式を比較する
とXとd2 X/dt2 の振幅の違いはω×ωであり
、ωが一定であればXとd2 X/dt2 の比は一定
である。そこで空間移動終了後に力覚センサの信号の履
歴を測定し、力の振幅が、部品間の面取りの和に相当す
る位置の振幅に対応する力の振幅より小さいことを認識
したら、次のはめあい作業に移行する。以上のことは第
2回転軸についても第1回転軸の場合と同様である。但
し実際の振動は第1回転軸又は第2回転軸の何れかの振
動が大きいので、大きい方だけ認識すればよい。
【0019】まず部品を把持した状態で、はめあいの位
置までロボットの空間移動を行い、停止時のロボット先
端の振動について、先端の位置の時間的履歴と、力の時
間的履歴を記録する。ロボット先端の位置は磁歪センサ
を先端にとりつけ、停止位置付近に金属の板を置いて測
ることも可能である。
【0020】一方、力覚センサの出力をサンプリング周
期ごとにメモリに保持し実験後まとめて出力することに
より履歴をとることができる。この際(1),(2),
(4)式の関係から力と位置の周期は同じであり、位置
の振幅L1と力の振幅B1の間には   L1=K1×B1               
               ─────────(
7)K1:比例定数 の関係があるので、測定からこの比例定数K1を求める
。またこの測定から共振周波数に対応した周期Tを求め
る。
【0021】以上の準備をした後に、はめあい作業を行
なう前の空間の直線移動が終了した時点で図2のフロー
チャートに示す動作を実行する。まず穴の明いた部品5
の面取りと相手部品6の面取りの和L1 +L2 に対
応した力の振幅値Frを共通メモリ10のA番地にセッ
トする。        (S1)
【0022】   次にD番地のカウンタを“0”にリセットする。 
               (S2)  B番地、
C番地の値を“0”にリセットする。        
          (S3)  サンプリング周期(
例えば10ms)ごとに力覚センサ4からの信号Fをと
り込む。                     
                         
          (S4)
【0023】   とり込んだ信号FとB番地の内容と比較し、信号F
がB番地の内容より大きい場合、B番地の内容を信号F
の値に書きかえる。        (S5),(S6
)  とり込んだ信号FとC番地の内容と比較し、信号
FがC番地の内容より小さい場合、C番地の内容を信号
Fの値に書きかえる。        (S7),(S
8)  1振動周期(例えば100ms)の観測が終了
したか否かをカウンタの値により判別する。     
                         
                    (S9)

0024】   1振動周期の観測が終了してない場合はS4へもど
り、終了した場合はB番地の内容Fmaxと、C番地の
内容Fminの差ΔFを計算する。  (S10)  
振動の振幅に対応するΔF/2 =ΔF1 を計算する
。          (S11)  FrとΔF1 
を比較し、Fr<ΔF1 であれば振動によりはめあい
は不可能と判定し、次の1振動周期の観測を行うためS
2にもどる。        (S12)  Fr>Δ
F1 であれば、はめあい動作は可能と判定して次のは
めあい命令を実行する。              
                         
             (S13)
【0025】第
1回転軸、第2回転軸の減速機に起因する振動は理論的
には直交座標のXY平面のみで起こるが、実際にはハン
ドの剛性が低い等の理由により、Z軸方向の振動も発生
する。従ってスカラ型ロボットのZ軸についても、力の
振幅を認識する必要がある。
【0026】なお図4に示すように横方向の挿入作業の
とき、挿入方向がX方向なので、面取りにより位置誤差
の許容される方向はY軸方向とZ軸方向となる。そこで
Y軸、Z軸についての力を測定し、ともに位置の振幅が
許容値以下となった時点で次のはめあい動作に移行する
【0027】
【発明の効果】以上のスカラ型ロボットの制御方法によ
り、空間移動動作から力制御を用いたはめあい動作移行
のタイミングを力覚センサの測定値から認識することが
できるので、従来の如く一定時間静止するとか、移動時
の加速度を低下させる等の方法をとる必要がなく、必要
最小限の静定時間により、はめあい動作に移行でき作業
時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図を示すフローチャート
【図2】
本発明の1実施例構成図
【図3】本説明に係るロボットの制御方法のフローチャ
ート
【図4】本発明の他の実施例を説明する図
【図5】スカ
ラ型ロボットの構成図
【図6】はめあい作業における問題点を説明する図
【符号の説明】
1,2    第1、第2のアーム 3    ハンド 4    力覚センサ 5    穴の明いた部品 6    軸 7    パーソナルコンピュータ 8,9    高速演算プロセッサ 10    共有メモリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ロボットの先端に力覚センサを備え、
    力制御により軸と穴のはめあい作業を行うスカラ型ロボ
    ットの制御において、ロボットの空間移動後の力信号の
    振幅を測定することにより、ロボットの第1回転軸およ
    び第2回転軸の回転方向の振動の振幅を推定し、該推定
    した振幅値から前記はめあい動作が可能か否かを判定し
    、可能と判定した場合に次のはめあい動作命令を実行す
    ることを特徴とするロボットの制御方法。
  2. 【請求項2】  さらにロボットのZ軸方向の振動の振
    幅を推定し、該推定した振幅値からはめあい動作が可能
    か否かを判定し、可能と判定した場合に次のはめあい動
    作命令を実行することを特徴とする請求項1記載のロボ
    ットの制御方法。
JP1310991A 1991-02-04 1991-02-04 ロボットの制御方法 Withdrawn JPH04256590A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010235287A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Daifuku Co Ltd 物品保管設備
EP3715059A1 (en) 2019-03-29 2020-09-30 Seiko Epson Corporation Horizontal articulated robot
EP3715060A1 (en) 2019-03-29 2020-09-30 Seiko Epson Corporation Horizontal articulated robot and robot system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010235287A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Daifuku Co Ltd 物品保管設備
EP3715059A1 (en) 2019-03-29 2020-09-30 Seiko Epson Corporation Horizontal articulated robot
EP3715060A1 (en) 2019-03-29 2020-09-30 Seiko Epson Corporation Horizontal articulated robot and robot system
US11420326B2 (en) 2019-03-29 2022-08-23 Seiko Epson Corporation Horizontal articulated robot
US11458625B2 (en) 2019-03-29 2022-10-04 Seiko Epson Corporation Horizontal articulated robot and robot system

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Effective date: 19980514