JPH0647687A - Position control device in force control robot - Google Patents
Position control device in force control robotInfo
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- JPH0647687A JPH0647687A JP20772291A JP20772291A JPH0647687A JP H0647687 A JPH0647687 A JP H0647687A JP 20772291 A JP20772291 A JP 20772291A JP 20772291 A JP20772291 A JP 20772291A JP H0647687 A JPH0647687 A JP H0647687A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、部品相互を嵌合して組
立る自動組立作業において、部品相互の位置ズレを補正
し高精度に組立て得る力制御ロボットにおける位置制御
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position control device for a force control robot that corrects a positional deviation between parts and assembles them with high accuracy in an automatic assembling work for fitting and assembling parts.
【0002】[0002]
【従来の技術】精密部品の生産ラインにおいて、例え
ば、円筒部材にピンを嵌入して組立る作業をロボットで
自動的に行う場合、このロボットのアームの先端に嵌合
物であるピンを把持して円筒部材の小孔に向けて移動さ
せ、位置合わせのために繰り返し動作を行った後、ピン
を小孔の所定位置に挿入して嵌合するのが基本的な動作
である。2. Description of the Related Art In a production line for precision parts, for example, when a robot automatically performs an operation of inserting a pin into a cylindrical member and assembling the pin, the end of an arm of the robot grips the pin to be fitted. The basic operation is to move the cylindrical member toward the small hole, repeat the operation for alignment, and then insert the pin into a predetermined position of the small hole to fit the pin.
【0003】このような嵌合作業においては、ピンと小
孔との相対位置に高い精度が要求されるのであるが、前
記各部品製作時のばらつき等に起因して無視できない程
の位置誤差があり、円筒部材の小孔に向けての単なる繰
り返しによる位置決め動作では信頼性の高い組立が困難
であるという問題がある。In such fitting work, a high accuracy is required for the relative position of the pin and the small hole, but there is a position error that cannot be ignored due to variations in manufacturing the above-mentioned parts. However, there is a problem that it is difficult to assemble the cylinder member with high reliability by the positioning operation by simply repeating the operation toward the small hole of the cylindrical member.
【0004】そこで、この位置誤差を機械的な機能によ
り吸収する装置としてRCC(リモート・センタ・コン
プライアンス)が採用されている。しかし、このRCC
は、ピンを小孔に挿入する場合、その開口部にピンが接
触するときの反力やモーメントを検出しないので、部品
の接触状態や接触力を感知できない欠点がある。このた
め、位置誤差の補正に柔軟性をもって対応できず、部品
相互が強い力で接触してその表面を損傷する不具合があ
った。Therefore, RCC (remote center compliance) is adopted as a device that absorbs this position error by a mechanical function. However, this RCC
When the pin is inserted into the small hole, it does not detect the reaction force or moment when the pin comes into contact with the opening, so that there is a drawback that the contact state or contact force of parts cannot be detected. For this reason, there is a problem that the position error cannot be corrected with flexibility, and the parts contact each other with a strong force to damage the surface.
【0005】このような問題に鑑みて、本発明者等は先
に力制御ロボットにおける位置制御装置を提案した。In view of such problems, the present inventors have previously proposed a position control device for a force control robot.
【0006】この力制御ロボットは、図6に示すよう
に、ロボット1のアーム2の先端に力覚センサ3を取り
付けている。この力覚センサ3は、反力およびモーメン
トを検出するもので、この力覚センサ3を介してピン5
を把持する把持部4が設けられている。この把持部4
は、ピン5の上端を把持し垂直に保って移動するもの
で、円筒部材6の上方から小孔6aにピン5を挿入する
ようになっている。In this force control robot, as shown in FIG. 6, a force sensor 3 is attached to the tip of an arm 2 of the robot 1. The force sensor 3 detects a reaction force and a moment, and the pin 5 is connected via the force sensor 3.
A gripping part 4 for gripping is provided. This grip 4
Is for holding the upper end of the pin 5 and holding it vertically while moving it. The pin 5 is inserted into the small hole 6a from above the cylindrical member 6.
【0007】また、このロボット1は、前記ピン5が小
孔6aの所定位置に嵌合される最終目標位置を基準位置
としたとき、ピン5または円筒部材6を移動させて前記
力覚センサ3の検出値より反力およびモーメントのデー
タの集合からファジィルールを生成して、基準位置に対
する位置補正量を推定し、この位置補正量に基づいて前
記ピン5の移動量を決定する制御装置11を備えて構成
されている。Further, the robot 1 moves the pin 5 or the cylindrical member 6 to move the force sensor 3 when the final target position where the pin 5 is fitted to the predetermined position of the small hole 6a is set as a reference position. A fuzzy rule is generated from a set of reaction force and moment data based on the detected values of 1 to estimate a position correction amount with respect to a reference position, and a control device 11 that determines the movement amount of the pin 5 based on this position correction amount It is equipped with.
【0008】この制御装置11は、ロボット1の把持部
3に加わる力と位置補正量とを組とするデータの集合を
記憶するメモリ12と、実際の作業において力と位置補
正量とを組とするデータを、予め記憶されているデータ
の集合に追加し、このデータの集合からファジィルール
を生成して、力覚センサ3より検出される反力からファ
ジィ推論により位置補正量を推定する中央演算処理部1
3とを備えてなる。The control device 11 stores a memory 12 that stores a set of data including a force applied to the grip portion 3 of the robot 1 and a position correction amount, and a set of the force and the position correction amount in an actual work. A central operation for adding a data to be stored to a pre-stored set of data, generating a fuzzy rule from this set of data, and estimating a position correction amount by fuzzy inference from the reaction force detected by the force sensor 3. Processing unit 1
3 and 3.
【0009】そして、この制御装置11は、力覚センサ
3より出力される検出値に基づいて力と位置補正量との
組を抽出された力の要素と位置補正量の要素によってク
ラスタリングし、予め定められたグループ数に統合した
後、それぞれのグループの特徴をメンバーシップ関数に
置き換える。この後、実際の組立作業時に検出される反
力から前記メンバーシップ関数に従って最適のルールを
選択し、位置補正量を推定して移動量を決定するもので
ある。Then, the control device 11 clusters a set of force and position correction amount based on the detection value output from the force sensor 3 by the extracted force element and position correction amount element, After integrating into the defined number of groups, the characteristics of each group are replaced with membership functions. After that, the optimum rule is selected according to the membership function from the reaction force detected during the actual assembly work, the position correction amount is estimated, and the movement amount is determined.
【0010】次に、上記ロボットによる組み立て作業に
ついて、図7のフローチャートを参照しつつ説明する。Next, the assembling work by the robot will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0011】なお、この組立作業には、被嵌合物として
小孔の直径が10mm、深さが30mmである円筒部材に、
嵌合物として直径が10mm、長さが40mmのピンを嵌合
する場合について説明する。In this assembling work, a cylindrical member having a small hole with a diameter of 10 mm and a depth of 30 mm is used as an object to be fitted.
A case where a pin having a diameter of 10 mm and a length of 40 mm is fitted as a fitting will be described.
【0012】まず、このピン5をロボット1の把持部4
にて把持する。そして、アーム2を移動させて深さ30
mmの小孔6aにピン5が10mmだけ挿入するように、力
制御モードによって一定の押圧力を与える(ステップS
31)。First, the pin 5 is attached to the grip portion 4 of the robot 1.
Hold at. Then, the arm 2 is moved to a depth of 30.
A constant pressing force is applied by the force control mode so that the pin 5 is inserted into the small hole 6a of 10 mm by 10 mm (step S
31).
【0013】このとき、ピン5が小孔6aの開口部や内
周面に接触すると、反力が力覚センサ3で検出される
(ステップS32)。At this time, when the pin 5 contacts the opening of the small hole 6a or the inner peripheral surface, the reaction force is detected by the force sensor 3 (step S32).
【0014】次に、小孔6aの内周面に垂直な方向の力
成分である反力が予め設定された条件εより小さいか否
かが判断され、反力が設定値εよりも大であれば、ファ
ジィ推論により位置ズレ量が推定される(ステップS3
3)。Next, it is judged whether or not the reaction force, which is a force component in the direction perpendicular to the inner peripheral surface of the small hole 6a, is smaller than a preset condition ε, and the reaction force is larger than the set value ε. If there is, the position shift amount is estimated by fuzzy inference (step S3).
3).
【0015】続いて、ロボット1の把持部4が位置補正
され(ステップS34)、ステップS32に戻って力覚
センサ3により反力が検出される。Subsequently, the position of the grip portion 4 of the robot 1 is corrected (step S34), the process returns to step S32, and the force sensor 3 detects the reaction force.
【0016】このように反力を検出し再び位置を補正す
る位置補正動作は、把持部4に加わる力が設定条件εを
満たすまで繰り返される。The position correcting operation for detecting the reaction force and correcting the position again is repeated until the force applied to the grip portion 4 satisfies the setting condition ε.
【0017】そして、反力が予め設定値εよりも小とな
るこの条件が満たされれば、力制御モードにより小孔6
aの底部までピン5を挿入し円筒部材6にピン5を嵌合
する(ステップS35)。If this condition that the reaction force is smaller than the preset value ε is satisfied, the small hole 6 is set in the force control mode.
The pin 5 is inserted to the bottom of a and the pin 5 is fitted to the cylindrical member 6 (step S35).
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
力制御ロボットにおける位置制御装置は、組み立て作業
前に反力およびモーメントのデータと位置補正量とを組
とするデータの集合を基に生成されたファジィルールを
用いるものであり、前述の位置誤差の補正には柔軟性を
もって対応できる利点がある。By the way, the position control device in the above-mentioned conventional force control robot is generated based on a set of data including a set of reaction force and moment data and a position correction amount before assembly work. Since the fuzzy rule is used, there is an advantage that it is possible to deal with the above-mentioned position error correction with flexibility.
【0019】しかし、このファジィルールは、組み立て
作業前に反力およびモーメントのデータと位置補正量と
を組とするデータの集合を基に生成する固定化されたも
のであることから、実際の作業において前記ルールにあ
まり適合しない反力およびモーメントが検出されたよう
な場合、ロボット1は予め設定された条件が満たされる
まで把持部4の位置補正動作を繰り返し行うために、作
業時間が長びくという問題があった。However, since this fuzzy rule is fixed based on a set of data including the reaction force and moment data and the position correction amount before the assembling work, the actual work is performed. In the case where a reaction force and a moment that do not conform to the above rule are detected in the above, the robot 1 repeatedly performs the position correcting operation of the gripping portion 4 until a preset condition is satisfied, and thus the working time becomes long. was there.
【0020】図9は上記従来の位置制御装置を用いて、
ピン5と円筒部材6との組み立て作業を行わせた際の実
験結果であるが、前記ファジィルールにあまり適合しな
いような反力およびモーメントが与えられると、図示の
ように位置補正の試行回数が増加するにもかかわらず、
補正回数が一向に減少しない傾向を有するという問題が
残されていた。FIG. 9 shows the above-mentioned conventional position control device.
It is an experimental result when assembling the pin 5 and the cylindrical member 6, but when a reaction force and a moment which do not conform to the fuzzy rule are given, the number of trials of position correction is increased as shown in the figure. Despite the increase
The problem remains that the number of corrections tends to never decrease.
【0021】本発明は、上記課題を解決することを目的
としている。An object of the present invention is to solve the above problems.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、ロボットの先端に設けられた把持部により
第1の部品を把持し、前記把持部に作用する反力および
モーメントを検出するセンサからの検出値に基づいて位
置補正を行い、第2の部品の所定位置に前記第1の部品
を嵌入して組み立てる力制御ロボットにおける位置制御
装置において、前記第1の部品を第2の部品の所定位置
に嵌入する最終組立位置を基準位置としたとき、前記第
1の部品または第2の部品を任意の方向に移動させたと
きに前記センサにより検出される反力およびモーメント
と、この移動量に対応する位置補正量とを組とするデー
タの集合を基礎データとしてメモリに入力する手段と、
前記データの集合から位置補正量のそれぞれの要素に相
関のある反力およびモーメントを含む要素を抽出して、
この抽出された各要素をクラスタリングすることにより
予め定められたグループ数に統合し、さらに各グループ
の特徴をメンバーシップ関数に置き換えて前記位置補正
量を推定するファジィルールを生成する手段と、前記フ
ァジィルールに基づいて位置補正量を推定し、前記把持
部を位置補正する動作を、前記センサの検出値が予め設
定された条件を満たすまで繰り返す手段と、最初の位置
補正量を推定する際に検出された反力およびモーメント
と、前記位置補正時の繰り返し動作中に補正した位置補
正量の和とを組にするデータを、予めファジィルールを
生成する前記基礎データの集合に追加して前記ファジィ
ルールを再生成する手段とからなる制御装置を備えたこ
とを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention detects a reaction force and a moment acting on the gripping part by gripping the first part by the gripping part provided at the tip of the robot. In a position control device in a force control robot that performs position correction based on a detection value from a sensor, and inserts the first component into a predetermined position of the second component to assemble the first component, A reaction force and a moment detected by the sensor when the first component or the second component is moved in an arbitrary direction when a final assembly position for fitting the component into a predetermined position is set as a reference position, and A means for inputting a set of data, which is a set of a position correction amount corresponding to the movement amount, to the memory as basic data,
From the set of data, extract the elements including the reaction force and the moment that are correlated to the respective elements of the position correction amount,
Means for generating a fuzzy rule for estimating the position correction amount by integrating the extracted elements into a predetermined number of groups by clustering, and further replacing the characteristics of each group with a membership function; and the fuzzy A means for repeating the operation of estimating the position correction amount based on a rule and correcting the position of the grip portion until the detection value of the sensor satisfies a preset condition, and a means for detecting when first estimating the position correction amount. The fuzzy rule is generated by adding data that forms a set of the reaction force and the moment and the sum of the position correction amounts corrected during the repetitive operation at the time of position correction to the basic data set for generating a fuzzy rule in advance. And a control device including means for regenerating
【0023】[0023]
【作用】本発明においては、まず、第1の部品を任意の
方向に移動させ、このときにセンサで検出される反力お
よびモーメントの検出値と移動量の各値とを組とするデ
ータの集合を基礎データとしてメモリに格納する。In the present invention, first, the first part is moved in an arbitrary direction, and the data of a set of the detected value of the reaction force and the moment detected by the sensor at this time and each value of the movement amount is set. Store the set as basic data in memory.
【0024】つぎに、このデータの集合から前記移動方
向とは逆方向となる位置補正量のそれぞれの要素に相関
のある反力およびモーメントを含む要素を抽出して、こ
れら抽出された各要素をクラスタリングすることにより
予め定められたグループ数に統合し、各グループの特徴
をメンバーシップ関数に置き換えて、前記第1の部品の
位置補正量を推定するためのファジィルールを生成す
る。Next, from the data set, elements including a reaction force and a moment which are correlated with the respective elements of the position correction amount which is the direction opposite to the moving direction are extracted, and these extracted elements are extracted. By clustering, the number of groups is integrated into a predetermined number, the characteristics of each group are replaced with a membership function, and a fuzzy rule for estimating the position correction amount of the first component is generated.
【0025】この後、実際に第1の部品を第2の部品に
嵌入すると、この第2の部品に第1の部品が当接すると
きの検出値から前記ファジィルールに基づいて位置補正
量が推定され、第1の部品を把持する把持部を所定位置
に移動させる位置補正動作が、予め設定された条件(例
えば、センサの検出値が0となる条件)を満たすまで繰
り返される。After that, when the first part is actually inserted into the second part, the position correction amount is estimated based on the fuzzy rule from the detection value when the first part contacts the second part. Then, the position correction operation of moving the gripping portion that grips the first component to the predetermined position is repeated until a preset condition (for example, a condition in which the detection value of the sensor is 0) is satisfied.
【0026】ここで、設定された条件が満たされると、
第1の部品が第2の部品の所定位置に嵌入される。Here, when the set condition is satisfied,
The first part is fitted into the predetermined position of the second part.
【0027】このとき、最初の位置補正量を推定する際
に検出した反力およびモーメントの検出値と、前記繰り
返し動作中に補正した位置補正量の和とを組にするデー
タを、予めファジィルールを生成する前記基礎データの
集合に追加して前のファジィルールを再生成する。At this time, the fuzzy rule is preliminarily set to the fuzzy rule as data which is a combination of the detected value of the reaction force and the moment detected when estimating the initial position correction amount and the sum of the position correction amounts corrected during the repetitive operations. Is added to the set of basic data to regenerate the previous fuzzy rule.
【0028】これにより、第1の部品が第2の部品の所
定位置に嵌入された時点でファジィルールが再生成され
るので、このファジィルールが従来のように固定化され
たものではなく実際の組み立て作業毎に新しく入力する
データによって修正されることになる。As a result, the fuzzy rule is regenerated at the time when the first part is fitted into the predetermined position of the second part, so that the fuzzy rule is not fixed as in the prior art but is actually a fuzzy rule. It will be corrected by newly input data for each assembly work.
【0029】すると、この修正の度に把持部を所定位置
に移動させる位置補正動作が収束して回数が減少するか
ら、組立作業回数が増すに比例して位置補正回数が少く
なり、作業時間が大幅に短縮される。Then, each time the correction is performed, the position correction operation for moving the grip portion to a predetermined position converges and the number of times decreases, so that the number of position corrections decreases in proportion to the increase in the number of assembly operations, and the working time increases. Significantly shortened.
【0030】[0030]
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0031】図1は本発明の実施例1に係るロボットに
おける位置制御装置の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a position control device in a robot according to a first embodiment of the present invention.
【0032】このロボット1は、図6に示す従来例と基
本的構成が同一であるが、制御装置7にルール生成部9
を備えている。即ち、この制御装置7は、ロボット1の
把持部3に加わる反力およびモーメントと位置補正量と
を組とするデータの集合を記憶するメモリ8と、反力お
よびモーメントと位置補正量とを組とするデータからフ
ァジィルールを生成するとともに、実際の作業において
得たデータを予め記憶されているデータの集合に追加
し、このデータの集合からファジィルールを再生成する
ルール生成部9と、力覚センサ3により検出される反力
およびモーメントからルール生成部9で生成されたファ
ジィ推論により位置補正量を推定する中央演算処理部1
0とを具備して構成されている。The robot 1 has the same basic configuration as the conventional example shown in FIG.
Is equipped with. That is, the control device 7 stores a memory 8 storing a set of data including a reaction force and a moment applied to the grip portion 3 of the robot 1 and a position correction amount, and a reaction force and a moment and a position correction amount. A rule generation unit 9 for generating a fuzzy rule from data to be added, adding data obtained in actual work to a pre-stored data set, and re-generating a fuzzy rule from this data set, and a force sense Central processing unit 1 for estimating the position correction amount by fuzzy inference generated by the rule generation unit 9 from the reaction force and the moment detected by the sensor 3.
And 0.
【0033】前記メモリ8にデータを与える方法として
は、ピン5と円筒部材6との理想的な組み立て位置、つ
まり、小孔6aの所定位置にピン5が嵌合される最終組
立位置を基準位置としたとき、この基準位置に基づいて
前記ピン5を任意の方向に移動させる(この移動方向と
は逆方向の移動量が位置補正量となる)。As a method of giving data to the memory 8, an ideal assembly position of the pin 5 and the cylindrical member 6, that is, a final assembly position in which the pin 5 is fitted to a predetermined position of the small hole 6a is a reference position. Then, the pin 5 is moved in an arbitrary direction based on this reference position (the amount of movement in the direction opposite to this moving direction is the position correction amount).
【0034】このとき、小孔6aの開口部にピン5が接
触することによって、力覚センサ3により反力およびモ
ーメントが検出され、基準位置に対する相対的位置ズレ
量が求められる。この位置ズレ量は、反力およびモーメ
ントの検出値と移動量の値とを組とするもので、この多
数組からなるデータの集合をメモリ8に入力する。At this time, when the pin 5 comes into contact with the opening of the small hole 6a, the force sensor 3 detects the reaction force and the moment, and the relative positional deviation amount from the reference position is obtained. The amount of positional deviation is a set of the detected value of the reaction force and the moment and the value of the movement amount, and a data set consisting of a large number of these sets is input to the memory 8.
【0035】前記データは具体的に、ピン5が円筒部材
6に当接するときにロボット1の把持部4に加わる力を
力覚センサ3で検出し、このときの力の6成分をロボッ
ト1の先端に加わる力とし、これらの位置補正量と力の
6成分とをメモリ8に記憶するものである。なお、この
6成分は、Fx:x方向の力、Mx:x方向のモーメン
ト、Fy:y方向の力、My:y方向のモーメント、F
z:z方向の力、Mz:z方向のモーメントであるが、
本例のような嵌合作業においては、Fx,Fy,Mx,
Myの4成分が主データとなる。Specifically, the data is obtained by detecting the force applied to the grip portion 4 of the robot 1 by the force sensor 3 when the pin 5 contacts the cylindrical member 6, and the 6 components of the force at this time are detected by the robot 1. The position correction amount and the six components of the force are stored in the memory 8 as a force applied to the tip. The six components are Fx: force in the x direction, Mx: moment in the x direction, Fy: force in the y direction, My: moment in the y direction, F.
z: force in the z direction, Mz: moment in the z direction,
In the fitting work like this example, Fx, Fy, Mx,
The four components of My are the main data.
【0036】つぎに、ルール生成部9において、前記4
成分の多様なデータの集合から各位置補正量x,yにつ
いて、最も強い影響を与える要素を見いだすために、前
記データの集合から前記移動方向とは逆方向となる位置
補正量のそれぞれの要素に相関のある反力およびモーメ
ントの要素を抽出する。Next, in the rule generator 9,
In order to find an element having the strongest influence on each position correction amount x, y from a set of various data of components, each element of the position correction amount in the direction opposite to the moving direction is set from the data set. Extract correlated reaction force and moment elements.
【0037】表1は、位置補正量xと力Fxとの相関を
示す一例である。Table 1 is an example showing the correlation between the position correction amount x and the force Fx.
【0038】[0038]
【表1】 [Table 1]
【0039】続いて、これらの組をクラスタリングする
ことにより予め定められたグループ数に統合し、各グル
ープの特徴をメンバーシップ関数に置き換えて、前記ピ
ン5の移動量を決定するためのファジィルールを生成す
る。Subsequently, these sets are integrated into a predetermined number of groups by clustering, the characteristics of each group are replaced with membership functions, and a fuzzy rule for determining the movement amount of the pin 5 is set. To generate.
【0040】表2は、クラスタリングによるグループ統
合の一例である。Table 2 is an example of group integration by clustering.
【0041】[0041]
【表2】 [Table 2]
【0042】この後、それぞれのグループの特徴をメン
バーシップ関数に置き換える。After this, the characteristics of each group are replaced with membership functions.
【0043】表3は、メンバーシップ関数に置き換えら
れて後述のIF−THENルールに採用されるものの一
例である。Table 3 is an example of what is replaced by the membership function and adopted in the IF-THEN rule described later.
【0044】[0044]
【表3】 [Table 3]
【0045】ここで、Cはグループに統合された力Fx
の中心値、Wは中心値に対する幅である。Where C is the force Fx integrated into the group
, W is the width with respect to the center value.
【0046】以上の点についてより詳細に説明すると、
まず、表1のように抽出された力の要素と位置補正量の
要素とによって、表2の如くクラスタリングすることに
より、例えば、力と位置補正量との組を予め定められた
グループ数に統合する場合は、位置x,yが前記4成分
のうちどの成分に相関があるかを見いだす多変量解析に
より、前記データの集合から位置補正量のそれぞれの要
素に相関のある力の要素を抽出する。To explain the above points in more detail,
First, by clustering as shown in Table 2 with the force element and the position correction amount element extracted as shown in Table 1, for example, the set of force and position correction amount is integrated into a predetermined number of groups. In this case, a force element having a correlation with each element of the position correction amount is extracted from the data set by multivariate analysis for finding out which of the four components the positions x and y have a correlation with. .
【0047】この多変量解析においては、中央演算処理
部10が力の各要素についてそれぞれ分散を求め、その
値が一定以下のものは全ての位置補正量の要素に無関係
であるとし、ファジィルールの変数に加えないことを定
める。この後、位置補正量の各要素と力の各要素の偏相
関を求め、その絶対値が所定値以上であればファジィル
ールに記述する変数の候補として取り上げる。In this multivariate analysis, the central processing unit 10 obtains the variance for each force element, and if the value is below a certain value, it is assumed that it is irrelevant to all the elements of the position correction amount, and the fuzzy rule Specify not to add to the variable. After that, the partial correlation between each element of the position correction amount and each element of the force is obtained, and if the absolute value is equal to or larger than a predetermined value, it is taken as a candidate for the variable described in the fuzzy rule.
【0048】従って、以上のように候補に上げられたそ
の他のものはファジィルールの変数に加えないものとす
る。これは位置補正量の他の要素についても同様になさ
れ、互いに相関のある力の要素のみが抽出されることに
なる。Therefore, the other candidates listed above are not added to the fuzzy rule variables. This is done in the same way for the other elements of the position correction amount, and only the elements of the forces having a correlation with each other are extracted.
【0049】これにより、表1の如くx方向の位置補正
量がx方向に働く力Fxと相関である、というように各
位置補正量に最も強い影響を与えている要素が抽出され
る。As a result, the factors that have the strongest influence on each position correction amount, such as the fact that the position correction amount in the x direction is correlated with the force Fx acting in the x direction as shown in Table 1, are extracted.
【0050】なお、この表1は、相当に簡略化されたも
のであるが、これをy方向についても求めると、全位置
補正量に相関のある要素が把握される。Incidentally, although this Table 1 is considerably simplified, if this is also obtained in the y direction, the elements having a correlation with the total position correction amount can be grasped.
【0051】この後、これらの要素をグループ統合する
ために、最小二乗法による下式の距離関数Dを定義す
る。After that, in order to integrate these elements into groups, a distance function D of the following formula by the least square method is defined.
【0052】[0052]
【数1】 [Equation 1]
【0053】この演算によって、Dが最小となるような
iとjとのペア(組)が見つけられ、1つのグループが
形成される。従って、この演算処理を予め定められたグ
ループ数になるまで繰り返すと、例えば、位置補正量x
および力Fxについては最も近い値同志のグループに統
合されてゆく。By this operation, a pair (set) of i and j that minimizes D is found, and one group is formed. Therefore, if this calculation process is repeated until the number of groups reaches a predetermined number, for example, the position correction amount x
And the forces Fx are integrated into the group of the closest values.
【0054】次に、各グループの特徴からメンバーシッ
プ関数を生成するために、グループ毎の平均値を求め
る。そして、この平均値をそれぞれのグループの代表値
にすると、上表3に示される中心値Cが得られる。Next, in order to generate a membership function from the characteristics of each group, the average value for each group is obtained. Then, when this average value is used as the representative value of each group, the center value C shown in Table 3 above is obtained.
【0055】そして、各中心値Cからそれぞれの幅Wを
決定することで、図2に示すようなメンバーシップ関数
を生成することができる。Then, by determining the respective widths W from the respective central values C, the membership function as shown in FIG. 2 can be generated.
【0056】このメンバーシップ関数は、本例では中心
値Cと幅W(底面の長さ)で表される二等辺三角形とす
る。In this example, this membership function is an isosceles triangle represented by a center value C and a width W (length of the bottom surface).
【0057】具体的には、前記統合されたグループの各
要素の平均値をメンバーシップ関数の中心値とし、各要
素に関して最大または最小以外の中心値、例えばAに対
してAより大きく、かつAに最も近い中心値と、Aより
小さくかつAに最も近い中心値との差を、中心値がAで
あるメンバーシップ関数の幅とする。また、最大または
最小の中心値が、例えばBであるとき、このBに対して
はBとBに最も近い中心値との差の絶対値の2倍を中心
値がBであるメンバーシップ関数の幅とするものであ
る。Specifically, the average value of each element of the integrated group is set as the central value of the membership function, and the central value other than the maximum or the minimum for each element, for example, larger than A for A and A The difference between the center value closest to A and the center value smaller than A and closest to A is the width of the membership function whose center value is A. Further, when the maximum or minimum central value is, for example, B, the absolute value of the difference between B and the central value closest to B is twice the absolute value of the membership function of which the central value is B. It is the width.
【0058】例えば、中心値Cのデータが以下の6種類
であるとき、 2. 0,3.0,5.0,1.0,−2.0,8.0 まず、これを順序よく並べ代えると、 −2.0,1.0,2. 0,3.0,5.0,8.0 次いで、この値から上記の方法により幅Wを求める。For example, when the data of the central value C is the following six types, 2.0, 3.0, 5.0, 1.0, -2.0, 8.0 First, this is rearranged in order. And −2.0,1.0,2.0,3.0,5.0,8.0 Then, the width W is obtained from this value by the above method.
【0059】ここでは、上記各要素について最大値
(8.0)または最小値(−2.0)以外の中心値、例
えば前述のAが3.0であるとして、この3.0より大
きい値(5.0,8.0)で、かつ3.0に最も近い中
心値5.0と、3.0より小さい値(−2.0,1.
0,2.0)で、かつ3.0に最も近い中心値(2.
0)との差(5.0−2.0)つまり3.0を、中心値
Aが3.0であるメンバーシップ関数の幅とする。Here, for each of the above elements, a central value other than the maximum value (8.0) or the minimum value (-2.0), for example, assuming that A is 3.0, a value larger than 3.0. (5.0, 8.0) and the center value 5.0 which is the closest to 3.0 and a value smaller than 3.0 (-2.0, 1.
The central value (2. 0, 2.0) and closest to 3.0 (2.
The difference (5.0-2.0) with respect to 0), that is, 3.0, is defined as the width of the membership function whose center value A is 3.0.
【0060】また、最大または最小の中心値Bが、例え
ば8.0であるとき、この8.0に対しては8.0と
8.0に最も近い中心値(5.0)との差(8.0−
5.0)つまり3.0の絶対値の2倍(3.0×2)つ
まり6.0を中心値がBであるメンバーシップ関数の幅
Wとする。これにより、下記の結果が得られる。When the maximum or minimum center value B is 8.0, for example, the difference between 8.0 and the center value (5.0) closest to 8.0 is 8.0. (8.0-
5.0), that is, twice the absolute value of 3.0 (3.0 × 2), that is, 6.0, is defined as the width W of the membership function whose center value is B. As a result, the following results are obtained.
【0061】 6.0,4.0,2. 0,3.0,5.0,6.0 上記のように、中心値Cと幅Wとが求められると、図2
のような複数のメンバーシップ関数からなるファジィル
ールが生成される。これは位置補正量の他の要素につい
ても同様にして形成する。6.0, 4.0, 2.0, 3.0, 5.0, 6.0 When the center value C and the width W are calculated as described above,
A fuzzy rule consisting of multiple membership functions such as is generated. This is similarly formed for the other elements of the position correction amount.
【0062】以上のように、本実施例のファジィルール
は、複数のメンバーシップ関数により生成することで、
最小値と最大値との区間が大きくなり、全体の幅Wが大
きなファジィルールが得られる。すると、メンバーシッ
プ関数の配置が少ないために、ファジィルールにあまり
適合しないような反力およびモーメントが与えられたと
き、処理不能になるといった問題が殆どなくなる。As described above, the fuzzy rule of this embodiment is generated by a plurality of membership functions,
The interval between the minimum value and the maximum value becomes large, and a fuzzy rule having a large overall width W can be obtained. Then, since the arrangement of the membership function is small, when the reaction force and the moment which do not conform to the fuzzy rule are given, the problem that the processing becomes impossible almost disappears.
【0063】ところで、前記ファジィルールは、位置補
正量の要素に相関のある力の要素を前件部とし、位置補
正量の要素を後件部としたIF−THENルールであっ
て、本例では下記のような複数のルールを用いる。By the way, the fuzzy rule is an IF-THEN rule in which the element of force having a correlation with the element of the position correction amount is the antecedent part, and the element of the position correction amount is the consequent part. Use multiple rules as follows:
【0064】もし、”Fxが大”かつ ”Mxが大”な
ら、x方向に小さく動かせ。(1) もし、”Fxが小”かつ ”Mxが中”なら、x方向に
大きく動かせ。(2) このIF−THENをルールを採用することで、位置制
御装置は、ロボット1の先端に取り付けた力覚センサ3
の検出値から位置補正量を推定してロボット1の手先位
置を補正し、ロボット1の先端に加わる力が予め設定さ
れた条件を満たすまで位置補正動作を繰り返すことによ
り、高精度の位置決めをなすものである。なお、前記設
定条件としては、力覚センサ3が反力を検出しない状態
である0に近い値が採用される。If "Fx is large" and "Mx is large", move a little in the x direction. (1) If "Fx is small" and "Mx is medium", move largely in the x direction. (2) By adopting this IF-THEN as a rule, the position control device has the force sensor 3 attached to the tip of the robot 1.
The position of the hand of the robot 1 is corrected by estimating the amount of position correction from the detected value, and the position correction operation is repeated until the force applied to the tip of the robot 1 satisfies a preset condition, thereby achieving highly accurate positioning. It is a thing. As the setting condition, a value close to 0 which is a state in which the force sensor 3 does not detect the reaction force is adopted.
【0065】また、本例においては、最初の位置補正量
を推定する際に検出された反力およびモーメントと、前
記位置補正時の繰り返し動作中に補正した位置補正量の
和とを組にするデータを、予めファジィルールを生成す
る前記データの集合に追加して前記ファジィルールを再
生成することにより、予め設定される前記条件を満たす
まで繰り返される位置補正回数を減少可能としている。Further, in this example, the reaction force and the moment detected when the initial position correction amount is estimated and the sum of the position correction amounts corrected during the repetitive operation during the position correction are combined. By adding data to the set of data for which fuzzy rules are generated in advance and regenerating the fuzzy rules, it is possible to reduce the number of position corrections repeated until the preset condition is satisfied.
【0066】次に、上記ロボットによる組み立て作業に
ついて、図3のフローチャートを参照しつつ説明する。Next, the assembling work by the robot will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0067】なお、この組立作業には、被嵌合物として
小孔6aの直径が10mm、深さが30mmである円筒部材
6に、嵌合物として直径が10mm、長さが40mmのピン
5を嵌合する場合について説明する。In this assembling work, a cylindrical member 6 having a small hole 6a with a diameter of 10 mm and a depth of 30 mm is fitted as an object to be fitted, and a pin 5 having a diameter of 10 mm and a length of 40 mm is fitted as an object to be fitted. The case of fitting will be described.
【0068】まず、このピン5をロボット1の把持部4
にて把持する。そして、アーム2を移動させて深さ30
mmの小孔6aにピン5を10mmだけ力制御モードにより
挿入する(ステップS1)。First, the pin 5 is attached to the grip portion 4 of the robot 1.
Hold at. Then, the arm 2 is moved to a depth of 30.
The pin 5 is inserted into the small hole 6a of 10 mm by 10 mm in the force control mode (step S1).
【0069】このとき、ピン5が小孔6aの開口部や内
周面に接触すると、反力が力覚センサ3で検出される
(ステップS2)。At this time, when the pin 5 comes into contact with the opening of the small hole 6a or the inner peripheral surface, the reaction force is detected by the force sensor 3 (step S2).
【0070】次に、小孔6aの内周面に垂直な方向の力
成分である反力が予め設定された条件εより小さいか否
かが判断され、反力が設定値εよりも大であれば、ファ
ジィ推論により位置ズレ量が推定される(ステップS
3)。Next, it is judged whether the reaction force, which is a force component in the direction perpendicular to the inner peripheral surface of the small hole 6a, is smaller than a preset condition ε, and if the reaction force is larger than the set value ε. If so, the amount of positional deviation is estimated by fuzzy inference (step S
3).
【0071】続いて、ロボット1の把持部4が位置補正
され(ステップS4)、ステップS2に戻って力覚セン
サ3により反力が検出される。Subsequently, the position of the grip portion 4 of the robot 1 is corrected (step S4), the process returns to step S2, and the reaction force is detected by the force sensor 3.
【0072】このように反力を検出し再び位置を補正す
る位置補正動作は、把持部4に加わる力が設定条件εを
満たすまで繰り返される。The position correcting operation for detecting the reaction force and correcting the position again is repeated until the force applied to the grip portion 4 satisfies the setting condition ε.
【0073】そして、反力が設定値εよりも小となるこ
の条件が満たされれば、殆ど非接触状態にあるとして力
制御モードにより小孔6aの底部までピン5を挿入し、
円筒部材6にピン5を嵌合する(ステップS5)。If this condition that the reaction force is smaller than the set value ε is satisfied, the pin 5 is inserted to the bottom of the small hole 6a in the force control mode, assuming that the reaction force is almost non-contact,
The pin 5 is fitted into the cylindrical member 6 (step S5).
【0074】この後、最初の位置補正量を推定する際に
検出した力と上記一連の動作中に補正した位置補正量の
和を組とするデータを、予めファジィルールを生成する
基礎データの集合に追加し、前記ファジィルールを再生
成する(ステップS6)。After that, the data, which is a set of the sum of the force detected when the first position correction amount is estimated and the position correction amount corrected during the series of operations, is set as a set of basic data for generating a fuzzy rule in advance. And regenerate the fuzzy rule (step S6).
【0075】これにより、ファジィルールは、設定条件
εを満たした状態で生成されることになるので、次の組
立作業においては反力を検出し、設定条件εを判断した
後、位置補正量を推定する動作によって、図8に明らか
なように殆ど1回の位置補正で済み、位置決めの試行回
数が増加しても位置補正回数は著しく減少するという結
果が得られた。As a result, the fuzzy rule is generated in a state where the setting condition ε is satisfied, so in the next assembling work, the reaction force is detected, the setting condition ε is determined, and then the position correction amount is calculated. As is clear from FIG. 8, the estimation operation requires almost only one position correction, and the number of position corrections significantly decreases even if the number of positioning trials increases.
【0076】次に、実施例2について説明する。Next, a second embodiment will be described.
【0077】本実施例のロボット1における位置制御装
置は、基本的構成が実施例1と同様であるが、小孔6a
の底部までピン5を挿入した状態で前記ファジィルール
を再生成するものである。The position control device in the robot 1 of the present embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, but has a small hole 6a.
The fuzzy rule is regenerated with the pin 5 inserted to the bottom of the.
【0078】即ち、図3のフローチャートにおけるステ
ップS3と同様に、図4のフローチャートにおいても小
孔6aの内周面に垂直な方向の力成分である反力が予め
設定された条件ε1 より小さいか判断され、ε1 よりも
小であれば力制御モードにより小孔6aの底部までピン
5を挿入し円筒部材6にピン5を嵌合する(ステップS
16)。That is, similar to step S3 in the flow chart of FIG. 3, whether the reaction force which is a force component in the direction perpendicular to the inner peripheral surface of the small hole 6a is smaller than the preset condition ε1 in the flow chart of FIG. 4 as well. If it is determined and smaller than ε1, the pin 5 is inserted to the bottom of the small hole 6a by the force control mode, and the pin 5 is fitted to the cylindrical member 6 (step S
16).
【0079】この後、反力が予め設定された条件ε2 よ
り小さいか否かが判断され(ステップS17)、反力が
設定値ε2 よりも大であれば作業を終了する。なお、ε
2 はε1 よりも小さい数値として、条件を厳密にしてい
る。Thereafter, it is judged whether or not the reaction force is smaller than the preset condition ε2 (step S17), and if the reaction force is larger than the set value ε2, the work is finished. Note that ε
2 is a value smaller than ε1 to make the condition strict.
【0080】一方、設定値ε2 よりも反力が小である場
合は、最初の位置補正量を推定する際に検出した力と上
記一連の動作中に補正した位置補正量の和を組とするデ
ータを、前のデータの集合に追加し、前記ファジィルー
ルを再生成する(ステップS18)。On the other hand, when the reaction force is smaller than the set value ε2, the sum of the force detected at the time of estimating the first position correction amount and the position correction amount corrected during the series of operations is set. The data is added to the previous set of data and the fuzzy rules are regenerated (step S18).
【0081】これにより、実施例1ではピン5の挿入時
点で前記ファジィルールを再生成しているために、電気
信号系のノイズやロボット1に固有の機械的誤差によっ
てデータが異なってくると、新たにファジィルールが生
成されて、その分が追加される結果となるが、本例では
ピン5の挿入後に設定条件ε1 より厳密なε2 で判断し
たうえ、この条件を満たすときにファジィルールを再生
成するようにしている。よって、組立作業を繰り返し実
行する間に、予め設定された条件を満たすまで繰り返さ
れる位置補正の回数が増加してゆく可能性を抑制するこ
とができる。As a result, since the fuzzy rule is regenerated at the time of inserting the pin 5 in the first embodiment, if the data differs due to noise in the electric signal system or a mechanical error peculiar to the robot 1, A new fuzzy rule is generated and the amount is added. In this example, after inserting pin 5, the judgment is made with stricter ε2 than the setting condition ε1 and the fuzzy rule is played when this condition is satisfied. I am trying to achieve it. Therefore, it is possible to suppress the possibility that the number of repeated position corrections increases until the preset condition is satisfied while the assembly work is repeatedly executed.
【0082】次に、実施例3について説明する。Next, a third embodiment will be described.
【0083】本実施例のロボット1における位置制御装
置も、基本的構成が実施例1および2と同様であり、小
孔6aの底部までピン5を挿入した状態で前記ファジィ
ルールを再生成するものであるが、メモリ8の記憶容量
に応じたデータの処理を行うようになっている。The position control device in the robot 1 of the present embodiment also has the same basic configuration as that of the first and second embodiments, and regenerates the fuzzy rule with the pin 5 inserted to the bottom of the small hole 6a. However, the processing of data according to the storage capacity of the memory 8 is performed.
【0084】即ち、図3のフローチャートにおけるステ
ップS3と同様に、図5のフローチャートにおいても小
孔6aの内周面に垂直な方向の力成分である反力が予め
設定された条件ε1 より小さいか否か判断され、ε1 よ
りも小であれば力制御モードにより小孔6aの底部まで
ピン5を挿入し円筒部材6にピン5を嵌合する(ステッ
プS26)。That is, similarly to step S3 in the flowchart of FIG. 3, in the flowchart of FIG. 5, whether the reaction force, which is a force component in the direction perpendicular to the inner peripheral surface of the small hole 6a, is smaller than the preset condition ε1. If it is smaller than ε1, the pin 5 is inserted to the bottom of the small hole 6a by the force control mode and the pin 5 is fitted to the cylindrical member 6 (step S26).
【0085】この後、反力が予め設定された条件ε2 よ
り小さいか否かが判断され(ステップS27)、反力が
設定値ε2 よりも大であれば作業を終了する。Thereafter, it is judged whether or not the reaction force is smaller than the preset condition ε2 (step S27), and if the reaction force is larger than the set value ε2, the work is finished.
【0086】一方、設定値ε2 よりも反力が小である場
合は、メモリ8の記憶容量に余裕があるか否かが判断さ
れ(ステップS28)、記憶容量に問題がなければ、最
初の位置補正量を推定する際に検出した力と上記一連の
動作中に補正した位置補正量の和を組とするデータを、
前のデータの集合に追加し、前記ファジィルールを再生
成した後(ステップS30)、作業を終了する。On the other hand, when the reaction force is smaller than the set value ε2, it is judged whether or not the storage capacity of the memory 8 has a margin (step S28). If there is no problem in the storage capacity, the first position is determined. Data that is a set of the force detected when estimating the correction amount and the sum of the position correction amount corrected during the above series of operations,
After adding to the previous data set and regenerating the fuzzy rule (step S30), the operation is completed.
【0087】一方、メモリ8の記憶容量に余裕がないと
きは、数値の近いデータの組を探索して1個に統合した
後(ステップS29)、ステップS30を経て作業を終
了する。On the other hand, when the memory 8 does not have a sufficient storage capacity, a data set having a close numerical value is searched for and integrated into one data (step S29), and then the operation is terminated through step S30.
【0088】例えば、x方向の位置補正量を推定する力
の成分が、x方向に働く力Fxとy軸回りのモーメント
Myの2つに相関であるとすると(この関係は、前記フ
ァジィルールを最初に生成する際に得られている)、前
式に示したデータをグループ統合するための距離関数D
が定義されるので、距離関数Dが最小となるようなペア
を見つけ、1つのグループにすることができる。For example, suppose that the force component for estimating the position correction amount in the x direction has a correlation with the force Fx acting in the x direction and the moment My about the y axis (this relationship is defined by the fuzzy rule). The distance function D for group-integrating the data shown in the previous equation)
Is defined, the pair that minimizes the distance function D can be found and made into one group.
【0089】具体的には、表2における複数グループ中
において、追加すべき最新の入力データに最も近い1組
のデータを検索する。例えば、グループ1のデータに最
新の入力データであるグループ3が最も近いときは、グ
ループ1と3のデータの集合における平均値を求めて1
組のデータに統合する演算処理を行う。Specifically, in the plurality of groups in Table 2, a set of data closest to the latest input data to be added is searched. For example, when the latest input data of group 3 is closest to the data of group 1, the average value in the data set of groups 1 and 3 is calculated to be 1
Performs arithmetic processing to be integrated into a set of data.
【0090】これにより、2つのグループのデータを1
つのデータの集合にすることができ、その分だけメモリ
8の容量が確保されるとともに、保持データ数も減少し
てゆくことから、新たにデータを追加することが可能と
なる。よって、記憶容量に限度がある一般普及用のメモ
リ8でも、前記ファジィルールを半永久的に更新し得る
使用ができるものである。As a result, the data of the two groups are set to 1
One data set can be collected, the capacity of the memory 8 can be secured by that amount, and the number of held data will decrease, so that new data can be added. Therefore, even the general-purpose memory 8 having a limited storage capacity can be used to update the fuzzy rule semipermanently.
【0091】[0091]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、最初の位
置補正量を推定する際に得られた検出値と繰り返し動作
中に補正した位置補正量の和を組とするデータを、予め
生成されていた前記検出値と位置補正量とを組としたデ
ータの集合に追加し、第1の部品が第2の部品の所定位
置に嵌入された時点でファジィルールを再生成するの
で、このファジィルールが従来のように固定化されたも
のではなく実際の組み立て作業毎に新しく入力するデー
タによって修正される。よって、この修正の度に把持部
を所定位置に移動させる位置補正動作が収束して減少す
るから、組立作業回数が増すに比例して位置補正回数が
少くなり、作業時間が大幅に短縮される効果がある。As described above, according to the present invention, the data, which is a set of the sum of the detected value obtained when estimating the initial position correction amount and the position correction amount corrected during the repeated operation, is generated in advance. Since the fuzzy rule is regenerated when the first part is fitted into the predetermined position of the second part, the fuzzy rule is regenerated. The rules are not fixed as in the past, but are modified by newly input data for each actual assembly work. Therefore, since the position correction operation for moving the gripper to a predetermined position converges and decreases with each correction, the number of position corrections decreases in proportion to the increase in the number of assembly works, and the work time is significantly shortened. effective.
【図1】本発明の実施例1に係るロボットにおける位置
制御装置の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a position control device in a robot according to a first embodiment of the present invention.
【図2】ファジィルールを生成するメンバーシップ関数
の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a membership function that generates a fuzzy rule.
【図3】本発明の実施例1に係る組立作業動作のフロー
チャートである。FIG. 3 is a flowchart of an assembly work operation according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例2に係る組立作業動作のフロー
チャートである。FIG. 4 is a flowchart of an assembly work operation according to the second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施例3に係る組立作業動作のフロー
チャートである。FIG. 5 is a flowchart of an assembly work operation according to the third embodiment of the present invention.
【図6】従来のロボットにおける位置制御装置の全体構
成図である。FIG. 6 is an overall configuration diagram of a position control device in a conventional robot.
【図7】従来の組立作業動作のフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart of a conventional assembly work operation.
【図8】本発明の実施例に係る試行回数と補正回数との
関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the number of trials and the number of corrections according to the example of the present invention.
【図9】従来例に係る試行回数と補正回数との関係を示
すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the number of trials and the number of corrections according to the conventional example.
1 ロボット 2 アーム 3 センサ 4 把持部 5 ピン 6 円筒部材 7 制御装置 8 メモリ 9 ルール生成部 10 中央演算処理部 1 Robot 2 Arm 3 Sensor 4 Gripping Part 5 Pin 6 Cylindrical Member 7 Control Device 8 Memory 9 Rule Generation Unit 10 Central Processing Unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 3/12 U 9179−3H 305 V 9179−3H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI Technical display location G05D 3/12 U 9179-3H 305 V 9179-3H
Claims (3)
り第1の部品を把持し、前記把持部に作用する反力およ
びモーメントを検出するセンサからの検出値に基づいて
位置補正を行い、第2の部品の所定位置に前記第1の部
品を嵌入して組み立てる力制御ロボットにおける位置制
御装置において、 前記第1の部品を第2の部品の所定位置に嵌入する最終
組立位置を基準位置としたとき、前記第1の部品または
第2の部品を任意の方向に移動させたときに前記センサ
により検出される反力およびモーメントと、この移動量
に対応する位置補正量とを組とするデータの集合を基礎
データとしてメモリに入力する手段と、 前記データの集合から位置補正量のそれぞれの要素に相
関のある反力およびモーメントを含む要素を抽出して、
この抽出された各要素をクラスタリングすることにより
予め定められたグループ数に統合し、さらに各グループ
の特徴をメンバーシップ関数に置き換えて前記位置補正
量を推定するファジィルールを生成する手段と、 前記ファジィルールに基づいて位置補正量を推定し、前
記把持部を位置補正する動作を、前記センサの検出値が
予め設定された条件を満たすまで繰り返す手段と、 最初の位置補正量を推定する際に検出された反力および
モーメントと、前記位置補正時の繰り返し動作中に補正
した位置補正量の和とを組にするデータを、予めファジ
ィルールを生成する前記基礎データの集合に追加して前
記ファジィルールを再生成する手段とからなる制御装置
を備えたことを特徴とする力制御ロボットにおける位置
制御装置。1. A gripping part provided at the tip of a robot grips a first part, and position correction is performed based on a detection value from a sensor that detects a reaction force and a moment acting on the gripping part. In a position control device for a force control robot that fits and assembles the first component at a predetermined position of the second component, a final assembly position at which the first component is fitted at a predetermined position of the second component is a reference position. At this time, data of a pair of a reaction force and a moment detected by the sensor when the first component or the second component is moved in an arbitrary direction and a position correction amount corresponding to the movement amount are stored. Means for inputting the set to the memory as basic data, and extracting from the set of data the elements including the reaction force and the moment that are correlated with each element of the position correction amount,
Means for integrating the extracted elements into a predetermined number of groups by clustering, and further replacing the characteristics of each group with a membership function to generate a fuzzy rule for estimating the position correction amount; A means for repeating the operation of estimating the position correction amount based on a rule and correcting the position of the grip portion until the detection value of the sensor satisfies a preset condition, and a means for detecting the first position correction amount. The fuzzy rule is generated by adding data that forms a set of the reaction force and the moment and the sum of the position correction amounts corrected during the repetitive operation at the time of position correction to the basic data set for generating a fuzzy rule in advance. A position control device in a force control robot, comprising a control device including means for regenerating
された条件を満たす値となったときのみ、最初の位置補
正量を推定する際に得た反力およびモーメントの検出値
と把持部の繰り返し動作中に補正された位置補正量の和
とを組にしたデータを、予めファジィルールを生成する
基礎データの集合に追加することを特徴とする請求項1
記載の力制御ロボットにおける位置制御装置。2. The control device, only when the detection value of the sensor reaches a value satisfying a preset condition, the detection value of the reaction force and the moment obtained when estimating the first position correction amount, and the grip portion. 2. The data, which is a set of the sum of the position correction amounts corrected during the repetitive operation of 1), is added to the set of basic data for generating the fuzzy rule in advance.
A position control device for the force control robot described.
る際に得た反力およびモーメントの検出値と把持部の繰
り返し動作中に補正された位置補正量の和とを組にした
データを、予めファジィルールを生成する基礎データの
集合に追加するとき、メモリに記憶容量が無い場合に
は、このメモリに格納されているデータの中から最新の
入力データに最も近い少くとも1組のデータを検索し、
かつ、このデータと最新のデータとの集合における平均
値を求めて1組のデータに統合することを特徴とする請
求項1記載の力制御ロボットにおける位置制御装置。3. The control device sets a pair of data including a detected value of the reaction force and the moment obtained when estimating the initial position correction amount and a sum of the position correction amounts corrected during the repeated movements of the grip portion. When adding to the set of basic data for generating fuzzy rules in advance, if there is no storage capacity in the memory, at least one set of data closest to the latest input data is stored in the memory. Search the data,
The position control device for a force control robot according to claim 1, wherein an average value in a set of this data and the latest data is obtained and integrated into one set of data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20772291A JPH0647687A (en) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | Position control device in force control robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP20772291A JPH0647687A (en) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | Position control device in force control robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0647687A true JPH0647687A (en) | 1994-02-22 |
Family
ID=16544467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20772291A Pending JPH0647687A (en) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | Position control device in force control robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0647687A (en) |
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1991
- 1991-08-20 JP JP20772291A patent/JPH0647687A/en active Pending
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