JPH0639070B2 - Robot device force sensor calibration method - Google Patents
Robot device force sensor calibration methodInfo
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- JPH0639070B2 JPH0639070B2 JP60217028A JP21702885A JPH0639070B2 JP H0639070 B2 JPH0639070 B2 JP H0639070B2 JP 60217028 A JP60217028 A JP 60217028A JP 21702885 A JP21702885 A JP 21702885A JP H0639070 B2 JPH0639070 B2 JP H0639070B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、所定動作範囲内でハンド姿勢を自由に動作
させることのできるロボットと、ロボットの操作対象と
ハンドとの間に作用する力を検出するためにロボット先
端とハンドの間に取り付けられた力センサと、ロボット
および力センサを制御するための制御装置から構成され
る力センサ付ロボット装置において、ハンドにかかる重
力による因子を力センサ出力から除去することにより、
ロボットの操作対象物とハンドとの間に作用する力を正
しく検出する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects a robot capable of freely moving a hand posture within a predetermined movement range, and a force acting between an operation target of the robot and a hand. In order to eliminate the factor due to the gravity applied to the hand from the force sensor output, the force sensor attached between the robot tip and the hand and the robot device with the force sensor, which consists of the controller for controlling the robot and the force sensor, are removed. By doing
The present invention relates to a method for correctly detecting a force acting between an operation target of a robot and a hand.
従来の技術 ロボット先端とハンドの間に取り付けられた力センサ
は、ハンド姿勢をほぼ一定にして使われることが多かっ
たため、力の検出には、力・モーメントの絶対的な大き
さを知る必要がなく、例えば、ハンドと操作対象物との
間に作用する力は、作用していない時の力センサの出力
をゼロと見なし、その時の力センサの出力値と力が作用
している時の力センサの出力値との差をとることにより
検出するという方法がとられていた。2. Description of the Related Art Since a force sensor attached between the tip of a robot and a hand is often used with the hand posture almost constant, it is necessary to know the absolute magnitude of the force / moment in order to detect the force. For example, regarding the force acting between the hand and the operation target, the output of the force sensor when not acting is regarded as zero, and the output value of the force sensor at that time and the force when the force is acting A method of detecting by taking the difference with the output value of the sensor has been adopted.
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような方法では、ハンド姿勢が変化
する時の力の検出がうまくできない。すなわち、ハンド
姿勢が変化する場合、ハンドに固定された位置関係にあ
るセンサ座標系に対してハンドにかかる重力の向きが変
化することになり、ハンド姿勢の変化にしたがってハン
ドにかかる重心が力センサの出力に変化を生じさせるこ
とになる。そこで、ハンド姿勢が変化する場合には、ハ
ンドにかかる重力の寄与を力センサ出力から除去するこ
とが必要になる。Problems to be Solved by the Invention However, with the method as described above, the force cannot be detected well when the hand posture changes. That is, when the hand posture changes, the direction of gravity applied to the hand changes with respect to the sensor coordinate system that is in a fixed positional relationship with the hand, and the center of gravity applied to the hand changes according to the change in the hand posture. Will cause a change in the output. Therefore, when the hand posture changes, it is necessary to remove the contribution of gravity applied to the hand from the force sensor output.
さらに、力センサにはドリフト、すなわち経時変化する
センサ出力のゼロオフセットがあり、ハンド姿勢によら
ず正確な力を検出するためには、力センサのドリフトを
同時に除去する必要がある。Further, the force sensor has a drift, that is, a zero offset of the sensor output that changes over time, and it is necessary to remove the drift of the force sensor at the same time in order to detect an accurate force regardless of the hand posture.
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、特許請求の範囲第１項に
記載される第１発明の力センサ較正方法では、ロボット
に複数のハンド姿勢をとらせ、そのハンド姿勢における
力センサの出力値からハンドにかかる重力およびセンサ
のドリフトを計算して求めて記憶素子に格納し、ロボッ
トの操作対象物とハンドとの間に作用する力を検出・測
定する際、その時点におけるハンド姿勢と前記ハンドに
かかる重力から、力センサ出力中のハンドにかかる重力
による因子を計算して求め、前記因子と力センサのドリ
フトを力センサ出力値から差し引くことにより、力セン
サ出力中のハンドにかかる重力による因子および力セン
サのドリフトを除去してロボットの操作対象物とハンド
の間にかかる力を求めることを特徴としている。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, in the force sensor calibration method according to the first aspect of the present invention, the robot is caused to take a plurality of hand postures, When calculating the gravity applied to the hand and the drift of the sensor from the output value of the force sensor in the posture and storing it in the memory element, when detecting and measuring the force acting between the robot operation target and the hand, From the hand posture at the time point and the gravity applied to the hand, a factor due to the gravity applied to the hand that is outputting the force sensor is calculated and obtained, and the factor and the drift of the force sensor are subtracted from the force sensor output value, thereby outputting the force sensor. The feature is that the force applied between the robot's operation target and the hand is obtained by removing the factor due to gravity applied to each hand and the drift of the force sensor. It
又特許請求の範囲第２項に記載される第２発明の力セン
サ較正方法では、ロボットに複数のハンド姿勢をとら
せ、前記各ハンド姿勢における力センサ出力を測定し、
その出力値をもとにハンド重心位置とハンドにかかる重
力および力センサのドリフトを計算して求め、これらを
制御装置内の記憶素子に格納した後、ロボットに動作さ
せてロボットの操作対象物とハンドの間にかかる力とモ
ーメントを検出する際、その時点のハンド姿勢と前記記
憶素子に格納されたハンド重心位置とハンドにかかる重
力をもとに力センサ出力中のハンドにかかる重力による
因子を計算して求め、前記因子と力センサのドリフトを
力センサ出力値から差し引くことにより、力センサ中の
ハンドにかかる重力による因子および力センサのドリフ
トを除去して、ロボットの操作対象物とハンドの間にか
かる力とモーメントを求めることを特徴とする。In the force sensor calibration method according to the second aspect of the present invention, the robot takes a plurality of hand postures, and the force sensor output in each of the hand postures is measured,
Based on the output value, the center of gravity of the hand and the gravity of the hand and the drift of the force sensor are calculated and obtained, and these are stored in the memory element in the control device, and then the robot is operated to determine the operation target of the robot. When detecting the force and moment applied between the hands, the factor due to the gravity applied to the hand during the output of the force sensor is determined based on the hand posture at that time, the position of the center of gravity of the hand stored in the storage element, and the gravity applied to the hand. Obtained by calculation, by subtracting the factor and the drift of the force sensor from the force sensor output value, the factor of the force and the drift of the force sensor due to the gravity applied to the hand in the force sensor are removed, and the robot operation target and the hand It is characterized by finding the force and moment applied between them.
第２発明は上記のように、力センサ中のハンドにかかる
重力による因子および力センサのドリフトを除去して、
ロボットの操作対象物とハンドの間にかかる力のみなら
ずモーメントをも求める点に特徴があるが、基本的構成
は第１発明と共通している。又この第２発明は、６軸力
センサを備えたロボット装置における力センサ較正方法
に適用すると好適である。As described above, the second invention eliminates the factor due to the gravity applied to the hand in the force sensor and the drift of the force sensor,
The robot is characterized in that not only the force applied between the operation target of the robot and the hand but also the moment is obtained, but the basic configuration is common to the first invention. Further, the second invention is preferably applied to a force sensor calibration method in a robot apparatus having a 6-axis force sensor.
作 用 力センサのドリフトが短時間では一定とみなせること、
力センサにかかる力と力センサ出力変位の関係がほぼ線
形であることから、次の式により、作用する力と力セン
サ出力の関係を考える。The drift of the working force sensor can be regarded as constant in a short time,
Since the relationship between the force applied to the force sensor and the displacement of the force sensor output is almost linear, consider the relationship between the acting force and the force sensor output by the following formula.
Ｆ＝Ｆｏ−Ｆｗ(θ)−Ｄ …………(1) Ｆ ：ハンドと操作対象物の間に作用する力・モーメン
トのベクトル Ｆｏ：力・モーメントの力センサ出力ベクトル Ｆｗ(θ)：ハンド姿勢θにおいてハンドにかかる重力に
よる力センサ座標系ベクトル Ｄ ：力センサのドリフト ハンドに重力のみがかかる状態で、ロボットに複数のハ
ンド姿勢θｉ（ｉ＝１，２，……）をとらせる。各ハン
ド姿勢において力センサ出力を測定する。ハンド姿勢θ
ｉにおける力センサ出力をＦｏｉ（ｉ＝１，２，……）
とすると、 Ｏ＝Ｆｏｉ−Ｆｗ（θｉ）-D（ｉ＝１，２，……） ………(2) ハンドにかかる重力は絶対座標系に対して常に一定の向
きと大きさを持ち、Fw(θ)は、ハンド姿勢θｉにしたが
って、ハンドにかかる重力に線形変換を施したものとな
る。F = F o −F w (θ) −D (1) F: Vector of force / moment acting between the hand and the operation target F o : Force sensor output vector of force / moment F w ( θ): Force sensor coordinate system vector due to gravity applied to the hand in the hand posture θ D: Drift of the force sensor In the state where only the gravity is applied to the hand, the robot has a plurality of hand postures θ i (i = 1, 2, ...). To take The force sensor output is measured in each hand posture. Hand posture θ
a force sensor output at i F oi (i = 1,2, ......)
When, O = F oi -F w ( θ i) -D (i = 1,2, ......) ......... (2) remains constant direction and magnitude with respect to the gravity exerted on the hand the absolute coordinate system And F w (θ) is obtained by linearly converting the gravity applied to the hand according to the hand posture θ i .
ハンド座標系とセンサ座標系は一致しているとする。一
致していない場合は、ハンド座標系とセンサ座標系は一
定の相対位置関係にあるので、線形変換により座標変換
を行う。ハンド姿勢θｉにおけるハンド座標系のＸ軸，
Ｙ軸，Ｚ軸正方向の単位ベクトルが絶対座標系において
それぞれ Ｎｉ＝（ｎｘｉ，ｎｙｉ，ｎｚｉ）T Ｏｉ＝（ｏｘｉ，ｏｙｉ，ｏｚｉ）T Ａｉ＝（ａｘｉ，ａｙｉ，ａｚｉ）T と表わされるとする。ハンドの重さがＷで、ハンドの重
心位置がハンド座標系の Ｇｈ（ｇｈｘ，ｇｈｙ，ｇｈｚ）T にあるとすると、 となる。It is assumed that the hand coordinate system and the sensor coordinate system match. If they do not match, the hand coordinate system and the sensor coordinate system have a fixed relative positional relationship, so coordinate conversion is performed by linear conversion. X axis of the hand coordinate system in the hand posture θ i ,
In the absolute coordinate system, the unit vectors in the Y-axis and Z-axis positive directions are N i = (n xi , n yi , n zi ) T O i = (o xi , o yi , o zi ) T A i = (a xi). , A yi , a zi ) T. If the weight of the hand is W and the center of gravity of the hand is at G h (g hx , g hy , g hz ) T in the hand coordinate system, Becomes
したがって、複数のハンド姿勢θｉ（ｉ＝１，２，…
…）をとり、その時の力センサ出力を測定することによ
り、式(2)，(3)をもとに、未知数Ｗ，Ｇｈ＝（ｇｈｘ，
ｇｈｙ，ｇｈｚ）T，Ｄ＝（ｄｆｘ，ｄｆｙ，ｄｆｚ，
ｄｍｘ，ｄｍｙ，ｄｍｚ）Tを計算により求めることが
できる。Therefore, a plurality of hand postures θ i (i = 1, 2, ...
…) Is taken and the force sensor output at that time is measured to obtain unknowns W, G h = ( gh x, based on equations (2) and (3).
g hy , g hz ) T , D = (d fx , d fy , d fz ,
d mx, d my, it can be determined by calculating the d mz) T.
求められたＷ，Ｇｈ，Ｄを記憶素子に格納しておき、ロ
ボットが作業する際に操作対象物とハンドとの間に作用
する力を検出・測定する時には、記憶素子に格納された
Ｗ，Ｇｈ，Ｄを用い、式(1)，(3)をもとに計算を行うこ
とにより、ハンドにかかる重力による因子と力センサの
ドリフトが除去された力・モーメントを検出・測定する
ことができる。The obtained W, G h , and D are stored in the storage element, and when the force acting between the operation target and the hand when the robot is working is detected and measured, the W stored in the storage element is stored. , G h , D are used to detect and measure the force / moment from which the factors due to gravity applied to the hand and the drift of the force sensor are removed by performing calculations based on equations (1) and (3). You can
実施例 第１図は本発明の実施例の構成の説明図である。Embodiment FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of an embodiment of the present invention.
１はロボットで、ロボット動作制御手段２によって制御
される。３は６軸力センサであり、必要な時に較正用デ
ータ作成手段４と較正手段５によって出力が読みとられ
る。まず、較正用データ作成手段４からロボット動作制
御手段２への指令により、ロボット動作制御手段２はロ
ボット１が適当なハンド姿勢をとるようにロボット１を
動作させる。較正用データ作成手段４はこのハンド姿勢
における力センサ３の出力を測定する。さらに同様の操
作を異なるハンド姿勢について行う。較正用データ作成
手段４、前記複数のハンド姿勢と力センサ出力値から較
正用データすなわちハンド重心位置とハンドの重さと力
センサのドリフトを計算により求め、記憶素子６に格納
する。較正手段５は、ロボットの操作対象物とハンドと
の間に作用する力を検出・測定する必要のある時に、ロ
ボット動作制御手段２からその時点でのハンド姿勢デー
タを受け、力センサ３の出力を測定し、記憶素子６に格
納された較正用データを用いて、力センサ出力から、力
センサのドリフトとハンドにかかる重力による寄与を除
去して、操作対象とハンドとの間に作用する力を求め
る。Reference numeral 1 denotes a robot, which is controlled by the robot operation control means 2. Reference numeral 3 is a 6-axis force sensor, the output of which is read by the calibration data creation means 4 and the calibration means 5 when necessary. First, in response to a command from the calibration data creating means 4 to the robot operation control means 2, the robot operation control means 2 operates the robot 1 so that the robot 1 takes an appropriate hand posture. The calibration data creating means 4 measures the output of the force sensor 3 in this hand posture. Further, the same operation is performed for different hand postures. The calibration data creation means 4 calculates calibration data, that is, the position of the center of gravity of the hand, the weight of the hand, and the drift of the force sensor from the plurality of hand postures and the output values of the force sensor, and stores them in the storage element 6. When it is necessary to detect and measure the force acting between the operation target of the robot and the hand, the calibration unit 5 receives the hand posture data at that time from the robot operation control unit 2 and outputs the force sensor 3. Is measured and the calibration data stored in the storage element 6 is used to remove the force sensor's drift from the force sensor's output and the contribution of gravity applied to the hand to the force acting between the operation target and the hand. Ask for.
第２図は、力センサ付ロボットシステムの説明図であ
る。７は６軸の多関節ロボットで、制御装置８により所
定動作範囲内でハンドの位置・姿勢を任意に指定して動
作させることができる。ハンドの位置と姿勢は、ハンド
座標系の原点の位置とＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸正方向の単位ベ
クトルをそれぞれ絶対座標系において表現して得られる
ベクトル Ｐｈ＝（Ｐｈｘ，Ｐｈｙ，Ｐｈｚ）T Ｎｈ＝（ｎｈｘ，ｎｈｙ，ｎｈｚ）T Ｏｈ＝（ｏｈｘ，ｏｈｙ，ｏｈｚ）T Ａｈ＝（ａｈｘ，ａｈｙ，ａｈｚ）T で指定される。ハンド姿勢については、ハンド座標系の
絶対座標系からのオイラー角で指定する場合もあるが、
制御装置内で前記のＮｈ，Ｏｈ，Ａｈに変換される。FIG. 2 is an explanatory diagram of a robot system with a force sensor. Reference numeral 7 denotes a 6-axis articulated robot, which can be operated by the controller 8 by arbitrarily designating the position and orientation of the hand within a predetermined operation range. Position and orientation of the hand, the hand coordinate system of the origin of the position and the X-axis · Y axis · Z-axis positive direction is obtained unit vector of the expressed in each absolute coordinate system vector P h = (P hx, P hy, P hz) T n h = ( n hx, n hy, n hz) T O h = (o hx, o hy, o hz) T A h = (a hx, a hy, specified by a hz) T . The hand posture may be specified by the Euler angle from the absolute coordinate system of the hand coordinate system,
In the control device, it is converted into the above N h , O h , and A h .
ロボット先端のフランジ面には６軸力センサ３とハンド
９が取り付けられている。６軸力センサ３は、ハンド９
にかかる力・モーメントを、第３図のセンサ座標系に示
されるように直交する３方向の力ｆｘ，ｆｙ，ｆｚ，お
よび前記３方向のまわりのモーメントｍｘ，ｍｙ，ｍｚ
の６成分として検出し測定することのできるものであ
る。A 6-axis force sensor 3 and a hand 9 are attached to the flange surface at the tip of the robot. The 6-axis force sensor 3 uses the hand 9
The force and moment applied to the orthogonal as shown in the sensor coordinate system of FIG. 3 3 force f x, f y, f z , and moments m x around the three directions, m y, m z
It can be detected and measured as 6 components of.
次に、較正用データ作成手段について説明する。Next, the calibration data creating means will be described.
ハンド座標系とセンサ座標系が一致しており、ハンド重
心位置はハンド座標のＧｈ＝（ｇｈｘ，ｇｈｙ，
ｇｈｚ）T，ハンドの重さはＷであるとする。第４図の
フローチャートのように３つの異なるハンド姿勢をロボ
ットにとらせ、それぞれのハンド姿勢に対する力センサ
の出力を測定し、その出力値を Fi＝（fxi,fyi,fzi,mxi,myi,mzi）（ｉ＝1,2,3） とする。The hand coordinate system and the sensor coordinate system are coincident with each other, and the position of the center of gravity of the hand is G h = (g hx , g hy ,
g hz ) T , and the weight of the hand is W. As shown in the flow chart of FIG. 4, the robot takes three different hand postures, the output of the force sensor for each hand posture is measured, and the output value is F i = (f xi , f yi , f zi , m xi , m yi , m zi ) (i = 1,2,3).
ハンド姿勢については、動作許容範囲等の制約条件から
適当に選ばれる。この時のハンド姿勢がそれぞれ （ｉ＝1,2,3） とすると、例えば次のような計算により、Ｗ，Ｇｈ，お
よび力センサのドリフトＤ＝（dfx,dfy,dfz,dmx,dmy,d
mz）Tを求める。The hand posture is appropriately selected from the constraint conditions such as the operation allowable range. The hand postures at this time are If (i = 1,2,3), for example, by the following calculation, W, G h , and the drift of the force sensor D = (d fx , d fy , d fz , d mx , d my , d
mz ) Find T.
ただし、Ｈ+は、Ｈの擬似逆行列（Moore-Penroseの逆行
列）である。 However, H + is a pseudo inverse matrix of H (Moore-Penrose inverse matrix).
また、特定のハンド姿勢をロボットにとらせることがで
きる場合には、上記の計算よりも簡単な計算でＷ，
Ｇｈ，Ｄを求めることもある。If the robot can be made to take a specific hand posture, W, W
G h , D may be obtained.
例えば、第５図のように３つの姿勢が選ばれると、ハン
ド姿勢ａ，ｂ，ｃはそれぞれ であるから、 となるので、 として、Ｗ，Ｇｈ，Ｄが計算される。For example, when three postures are selected as shown in FIG. 5, the hand postures a, b, and c are respectively Therefore, Therefore, As a result, W, G h , and D are calculated.
求められたＷ，Ｇｈ，Ｄは、それぞれ較正用データとし
て記憶素子に格納される。The obtained W, G h and D are respectively stored in the storage element as calibration data.
最後に、較正手段について説明する。操作対象物とハン
ドとの間に作用するFr＝（fxr,fyr,fzr,mxr,myr,mzr）T
は、記憶素子に格納された較正用データＷ，Ｇｈ，Ｄと
力・モーメント測定時点でのハンド姿勢Ｎ，Ｏ，Ａを用
いて、力センサ出力Fo＝（fxo,fyo,fzo,mxo,myo,mzo）
から、 のように計算される。右辺第２項が、ハンドにかかる重
力による力・モーメントの検出量、第３項が、力センサ
のドリフトである。nz,oz,azについては、その時点での
ハンド姿勢から決まり、その時点のハンド姿勢をとるた
めの制御装置のハンド姿勢動作指令値、または、その時
点のロボットの関節角度から計算されて求まるハンド姿
勢のデータである。Finally, the calibration means will be described. F r ＝ (f xr , f yr , f zr , mxr , m yr , m zr ) T acting between the operation target and the hand
Is a force sensor output F o = (f xo , f yo , f using the calibration data W, G h , D stored in the memory element and the hand postures N, O, A at the time of force / moment measurement. zo , m xo , m yo , m zo )
From Is calculated as The second term on the right side is the detected amount of force / moment due to gravity applied to the hand, and the third term is the drift of the force sensor. n z , o z , a z is determined from the hand posture at that time, and is calculated from the hand posture motion command value of the controller for taking the hand posture at that time or the joint angle of the robot at that time. It is the data of the hand posture obtained by
上記実施例は力とモーメントの２者を制御対象とした第
２発明に関するものである。第１発明は上記２者の内、
力のみを制御対象とするものであるので、上記実施例の
説明中、モーメントに関する説明を省略することによ
り、説明できる。そしてこの第１発明はモーメント制御
が不要な３軸力センサを備えたロボット装置の力センサ
較正方法に適用できる。The above embodiment relates to the second invention in which the two objects of force and moment are controlled. The first invention is of the above two,
Since only the force is to be controlled, the explanation can be made by omitting the description regarding the moment in the description of the above embodiment. The first aspect of the present invention can be applied to a force sensor calibration method for a robot apparatus equipped with a triaxial force sensor that does not require moment control.
発明の効果 以上のように本発明は、ロボットの各ハンド姿勢におい
て、力センサ出力中のハンドにかかる重力による因子お
よび力センサのドリフトを除去した、ロボットの操作対
象物とハンドの間にかかる力、又は力とモーメントとを
求めることができる。従って、ハンド姿勢が一定でない
ロボット装置においても、その力制御又は力及びモーメ
ント制御を適確に行うことができる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, in each hand posture of the robot, the force applied between the operation target and the hand of the robot in which the factor due to the gravity applied to the hand during the output of the force sensor and the drift of the force sensor are removed. , Or force and moment can be determined. Therefore, even in the robot apparatus in which the hand posture is not constant, the force control or the force and moment control can be appropriately performed.
また、本発明方法を制御装置内のプログラムの指令によ
り実行することにより、ロボットが作業中にも自動的に
較正用データを作成することができる。Further, by executing the method of the present invention according to the command of the program in the control device, it is possible to automatically create the calibration data even while the robot is working.
第１図は本発明の一実施例における構成の説明図、第２
図は力センサ付きロボット装置の説明図、第３図は６軸
力センサの説明図、第４図は本発明の一実施例のフロー
チャート図、第５図はハンド姿勢とハンド座標系の説明
図である。 １……ロボット、２……ロボット動作制御手段、３……
６軸力センサ、４……較正用データ作成手段、５……較
正手段、６……記憶素子、７……６軸多関節ロボット、
８……制御装置、９……ハンド。FIG. 1 is an explanatory view of the constitution in one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory view of a robot apparatus with a force sensor, FIG. 3 is an explanatory view of a 6-axis force sensor, FIG. 4 is a flow chart of an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory view of a hand posture and a hand coordinate system. Is. 1 ... Robot, 2 ... Robot operation control means, 3 ...
6-axis force sensor, 4 ... Calibration data creating means, 5 ... Calibration means, 6 ... Storage element, 7 ... 6-axis articulated robot,
8: control device, 9: hand.
Claims (3)
して動作させることのできるロボットと、前記ロボット
の先端とハンドの間に取り付けられた力センサと、前記
ロボットの制御装置から構成されるロボット装置におい
て、 ロボットに複数のハンド姿勢をとらせ、前記各ハンド姿
勢における力センサ出力を測定し、その出力値をもとに
ハンドにかかる重力およびセンサのドリフトを計算して
求め、これを制御装置内の記憶素子に格納した後、ロボ
ットに動作させてロボットの操作対象物とハンドの間に
かかる力を検出する際、その時点のハンド姿勢と前記記
憶素子に格納されたハンドにかかる重力から、力センサ
出力中のハンドにかかる重力による因子を計算して求
め、前記因子と力センサのドリフトを力センサ出力値か
ら差し引くことにより、力センサ出力中のハンドにかか
る重力による因子および力センサのドリフトを除去し
て、ロボットの操作対象物とハンドの間にかかる力を求
めることを特徴とするロボット装置の力センサ較正方
法。1. A robot comprising a robot capable of arbitrarily designing a hand posture within a motion allowable range to operate, a force sensor mounted between a tip of the robot and a hand, and a controller for the robot. In the robot device, the robot takes multiple hand postures, measures the force sensor output in each hand posture, calculates the gravity applied to the hand and the sensor drift based on the output values, and obtains this. After being stored in the storage element in the control device, when the robot is operated to detect the force applied between the robot operation target and the hand, the hand posture at that time and the gravity applied to the hand stored in the storage element From the force sensor output, calculate the factor due to the gravity applied to the hand, and subtract the factor and the drift of the force sensor from the force sensor output value. According to the method, a force sensor calibration method for a robot apparatus, characterized in that a force exerted between an operation target of a robot and a hand is obtained by removing a factor due to gravity exerted on the hand during force sensor output and a drift of the force sensor.
して動作させることのできるロボットと、前記ロボット
の先端とハンドの間に取り付けられた力センサと、前記
ロボットの制御装置から構成されるロボット装置におい
て、 ロボットに複数のハンド姿勢をとらせ、前記各ハンド姿
勢における力センサ出力を測定し、その出力値をもとに
ハンド重心位置とハンドにかかる重力および力センサの
ドリフトを計算して求め、これらを制御装置内の記憶素
子に格納した後、ロボットに動作させてロボットの操作
対象物とハンドの間にかかる力とモーメントを検出する
際、その時点のハンド姿勢と前記記憶素子に格納された
ハンド重心位置とハンドにかかる重力をもとに力センサ
出力中のハンドにかかる重力による因子を計算して求
め、前記因子と力センサのドリフトを力センサ出力値か
ら差し引くことにより、力センサ中のハンドにかかる重
力による因子および力センサのドリフトを除去して、ロ
ボットの操作対象物とハンドの間にかかる力とモーメン
トを求めることを特徴とするロボット装置の力センサ較
正方法。2. A robot comprising a robot capable of arbitrarily designing a hand posture within a motion allowable range to operate, a force sensor mounted between a tip of the robot and a hand, and a controller for the robot. In the robot device, the robot takes a plurality of hand postures, measures the force sensor output in each of the hand postures, and calculates the gravity center of the hand and the gravity and force sensor drifts applied to the hand based on the output values. After storing them in the storage element in the control device, when operating the robot to detect the force and moment applied between the robot operation target and the hand, the hand posture at that time and the storage element are stored in the storage element. Based on the stored center of gravity of the hand and the gravity applied to the hand, a factor due to the gravity applied to the hand during the output of the force sensor is calculated to obtain By subtracting the drift of the force sensor from the output value of the force sensor, the force due to gravity applied to the hand in the force sensor and the drift of the force sensor are removed, and the force and moment applied between the robot operation target and the hand are obtained. A force sensor calibration method for a robot apparatus, comprising:
と各軸のまわりのモーメントを出力する６軸力センサで
ある特許請求の範囲第２項記載のロボット装置の力セン
サ較正方法。3. The force sensor calibration method for a robot apparatus according to claim 2, wherein the force sensor is a 6-axis force sensor that outputs a force applied in the directions of three orthogonal axes and a moment around each axis.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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1985
- 1985-09-30 JP JP60217028A patent/JPH0639070B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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