JPH0663759B2 - Force detection probe device - Google Patents

Force detection probe device

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JPH0663759B2
JPH0663759B2 JP63188836A JP18883688A JPH0663759B2 JP H0663759 B2 JPH0663759 B2 JP H0663759B2 JP 63188836 A JP63188836 A JP 63188836A JP 18883688 A JP18883688 A JP 18883688A JP H0663759 B2 JPH0663759 B2 JP H0663759B2
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force
probe
ball
work surface
force detection
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一徳 山田
邦雄 柏木
榑沼  透
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は力検出プローブ装置に係わり、特にティーチン
グプレイバック方式をとる作業用ロボットや作業機械、
三次元形状計測機に用いて好適な力検出プローブ装置に
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a force detection probe device, and in particular to a work robot or work machine adopting a teaching playback system,
The present invention relates to a force detection probe device suitable for use in a three-dimensional shape measuring machine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

力検出プローブ装置は、例えばティーチングプレイバッ
ク方式をとる作業用ロボットや作業機械、三次元形状計
測機において、ワーク面からの反力を検出し、その力情
報からそれぞれの制御、演算等を行うために用いられて
いる。
The force detection probe device detects a reaction force from a work surface in a work robot, a work machine, or a three-dimensional shape measuring machine that employs a teaching playback method, and performs control and calculation of each from the force information. Is used for.

従来の力検出プローブ装置は、第9図に示すように、ワ
ーク20の表面に接触する先端を有する中実型のプローブ
21と、プローブ21をワーク面に押付けたときにプローブ
21にかかる反力FNを検出する多軸力センサ22とからなっ
ていた。
As shown in FIG. 9, the conventional force detection probe device is a solid probe having a tip that contacts the surface of the work 20.
21 and the probe when the probe 21 is pressed against the work surface.
It consisted of a multi-axis force sensor 22 that detects the reaction force FN applied to 21.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら従来の力検出プローブ装置においては、プ
ローブ21をワーク面に押付けた場合、本来であればその
反力はワーク面に垂直な力FNであるため、多軸力センサ
22はその力FNを検出するものであるが、プローブとワー
ク面との接触点ですべり摩擦力FSが生じるため、多軸力
センサ22は摩擦力FSの影響を受けた合力FRを検出するこ
とになる。従って、力検出プローブ装置で検出された力
情報からワーク面の傾斜角を演算し、ワークの形状を計
測する場合やロボットの姿勢を制御する場合、計測又は
制御した結果に摩擦の影響を受けた誤差を生じるという
問題があった。また、ワーク面の倣い制御においてワー
ク面を倣いながら、検出された反力の力情報により移動
方向を制御する場合、力情報はプローブとワーク面との
間に生じたすべり摩擦の影響を受けるために制御指令値
に誤差を生じ、滑らかに移動することは困難であると共
に、プローブによってワーク面に傷を付ける恐れがある
という問題があった。
However, in the conventional force detection probe device, when the probe 21 is pressed against the work surface, since the reaction force is originally the force FN perpendicular to the work surface, the multi-axis force sensor
22 detects the force FN, but since the sliding friction force FS occurs at the contact point between the probe and the work surface, the multi-axis force sensor 22 must detect the resultant force FR affected by the friction force FS. become. Therefore, when the inclination angle of the work surface is calculated from the force information detected by the force detection probe device and the shape of the work is measured or the posture of the robot is controlled, the measurement or control result is affected by friction. There was a problem of causing an error. In addition, when controlling the movement direction based on the detected force information of the reaction force while copying the work surface in the work surface copying control, the force information is affected by the sliding friction generated between the probe and the work surface. However, there is a problem in that an error occurs in the control command value, it is difficult to move smoothly, and the work surface may be scratched by the probe.

本発明の目的は、プローブとワーク面との接触点でのす
べり摩擦の影響を受けない力情報を得ることのできる力
検出プローブ装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a force detection probe device that can obtain force information that is not affected by sliding friction at a contact point between a probe and a work surface.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的は、ワーク面に接触するプローブと、このプロ
ーブにかかる力を検出する多軸力センサとからなる力検
出プローブ装置において、前記プローブを、先端に球面
軸受を有するプローブ本体と、このプローブ本体の球面
軸受に微小間隙を残して取り付けられたボールと、前記
微小間隙に加圧気体を供給する手段とで構成し、加圧気
体によりボールを支持するようにしたことを特徴とする
力検出プローブ装置によって達成される。
The above-mentioned object is a force detection probe device comprising a probe that comes into contact with a work surface and a multi-axis force sensor that detects a force applied to the probe, the probe main body having a spherical bearing at the tip, and the probe main body. 2. A force detection probe characterized in that the ball is mounted on the spherical bearing with a minute gap left and a means for supplying a pressurized gas to the minute gap, and the ball is supported by the pressurized gas. Achieved by the device.

〔作用〕[Action]

このように構成された本発明においては、ボールをワー
ク面に押付けると、球面軸受とボールとの間の微小間隙
内の気体圧力がその押付け力に相当する力でボールを押
出そうとする力を発生し、加圧気体によりボールを支持
する。この加圧気体により支持されたボールは静圧気体
軸受の原理を応用した気体潤滑により自由に転がり、プ
ローブがワークに接触したときに接触点にすべり摩擦を
起こすことなく、ワーク面からボールが受ける反力を気
体膜を介して伝達し、多軸力センサは、この摩擦力の影
響を受けない反力を検出する。
In the present invention thus configured, when the ball is pressed against the work surface, the gas pressure in the minute gap between the spherical bearing and the ball tends to push out the ball with a force corresponding to the pressing force. And the ball is supported by the pressurized gas. The ball supported by this pressurized gas rolls freely by gas lubrication applying the principle of the static pressure gas bearing, and when the probe contacts the work, the ball is received from the work surface without causing sliding friction at the contact point. The reaction force is transmitted through the gas film, and the multiaxial force sensor detects the reaction force that is not affected by this frictional force.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図〜第5図を参照して説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図において、本実施例の力検出プローブ装置は、ワ
ーク面に接触するボールプローブ1と、このボールプロ
ーブ1にかかる力を検出する多軸力センサ2とを有し、
ボールプローブ1は、先端に球面軸受3を有するプロー
ブ本体4と、このプローブ本体4の球面軸受3に微小間
隙5を残して取り付けられたボール6とで構成され、プ
ローブ本体4には、微小間隙5に加圧気体を供給する手
段として、加圧空気の導入孔7とオリフィス絞りを有す
る給気孔8とが形成されている。加圧空気の導入孔7は
第2図に示すように外部の圧力源9に接続され、圧力源
9から送られてきた加圧気体は導入孔6から給気孔8の
オリフィス絞りを通って球面軸受3とボール6との間の
微小間隙5に送り込まれ、ここから外部に放出される。
In FIG. 1, the force detection probe device of the present embodiment has a ball probe 1 that contacts the work surface and a multi-axis force sensor 2 that detects the force applied to the ball probe 1.
The ball probe 1 is composed of a probe main body 4 having a spherical bearing 3 at its tip and a ball 6 attached to the spherical bearing 3 of the probe main body 4 with a minute gap 5 left therebetween. As means for supplying pressurized gas to 5, an introduction hole 7 for pressurized air and an air supply hole 8 having an orifice throttle are formed. The pressurized air introduction hole 7 is connected to an external pressure source 9 as shown in FIG. 2, and the pressurized gas sent from the pressure source 9 passes from the introduction hole 6 through the orifice restrictor of the air supply hole 8 to a spherical surface. It is sent into the minute gap 5 between the bearing 3 and the ball 6 and discharged from there through to the outside.

第2図は本実施例の力検出プローブ装置をワーク面の倣
い制御に用いた使用例を示し、力検出プローブ装置はロ
ボット10の手部に取り付けられ、任意の曲面形状を持つ
作業対象物であるワーク11に接触するよう押付けられ
る。このとき、ボールプローブ1はワーク面に接触しな
がらボールプローブ1にかかる力(ワーク面からの反
力)を多軸力センサ2に伝達し、多軸力センサ2はその
力を検出し、コントローラ12に力情報を伝送する。コン
トローラ12は、多軸力センサ2と、ロボット10を制御す
るためのティーチングボックス13と、ロボット10とから
得られる情報をもとに教示データを演算し、この教示デ
ータを記憶装置14に格納する。
FIG. 2 shows a usage example in which the force detection probe device of this embodiment is used for controlling the copying of a work surface. The force detection probe device is attached to the hand of the robot 10 and is a work object having an arbitrary curved surface shape. It is pressed so that it contacts a certain work 11. At this time, the ball probe 1 transmits the force (reaction force from the work surface) applied to the ball probe 1 to the multi-axis force sensor 2 while being in contact with the work surface, and the multi-axis force sensor 2 detects the force and the controller 12 to transmit force information. The controller 12 calculates teaching data based on information obtained from the multi-axis force sensor 2, the teaching box 13 for controlling the robot 10, and the robot 10, and stores the teaching data in the storage device 14. .

次に、以上のように構成された本実施例の力検出プロー
ブ装置の動作を説明する。
Next, the operation of the force detection probe device of this embodiment configured as described above will be described.

第3図に従来の中実型のプローブ21を示す。プローブ21
を静止した状態でワーク面に垂直に力Fで押付けた場
合、プローブ21のたわみ、機械のガタ等の影響で横力が
生じ、接触点にすべり摩擦力FSが発生する。このため多
軸力センサはすべり摩擦力FSと押付け力Fの反力との合
力FRを検出することになる。
FIG. 3 shows a conventional solid probe 21. Probe 21
When is pressed against the work surface with force F in a stationary state, a lateral force is generated due to the deflection of the probe 21, the backlash of the machine, and the like, and a sliding frictional force FS is generated at the contact point. Therefore, the multi-axis force sensor detects the resultant force FR of the sliding friction force FS and the reaction force of the pressing force F.

これに対して本実施例においては、同様にボールプロー
ブ1を押付けた場合、第4図に示すように、球面軸受3
とボール6との微小間隙5に送り込まれた加圧気体には
図示のごとく左右対称の圧力分布が生じ、この加圧気体
の圧力によりボール6が受ける力とワークへボールプロ
ーブ4を押付ける力が釣り合った場合、ボール6は静圧
気体軸受の原理を応用した気体潤滑により自由に転がる
ことになる。従って接触によるすべり摩擦は生じない。
このとき、ボール6の受けるワークからの反力FRは微小
間隙5の気体膜を介してプローブ本体4に伝達される。
On the other hand, in the present embodiment, when the ball probe 1 is similarly pressed, as shown in FIG.
As shown in the figure, a symmetrical pressure distribution is generated in the pressurized gas sent into the minute gap 5 between the ball 6 and the ball 6, and the force exerted on the ball 6 by the pressure of the pressurized gas and the force pressing the ball probe 4 against the work. , The balls 6 roll freely by gas lubrication applying the principle of the static pressure gas bearing. Therefore, sliding friction due to contact does not occur.
At this time, the reaction force FR from the work that the ball 6 receives is transmitted to the probe main body 4 via the gas film in the minute gap 5.

以上はボールプローブ1が静止状態にある時の説明であ
るが、ボールプローブ1が任意の速度vで移動する場合
は第5図に示すようになる。即ち、この場合、ボール6
は接触点において転がり摩擦FSを生じ、この転がり摩擦
Fによりボール6の中心は球面軸受3の中心から偏心す
る。このとき、ボール6が偏った側の隙間は小さくな
り、流体抵抗は増加し、それに伴って圧力も増加する。
反対に、ボール6が遠ざかった側では隙間が大きくな
り、流体抵抗は減少し、圧力も低くなる。即ち、間隙5
の加圧気体には隙間が小さい側に偏った圧力分布が生じ
る。従ってこれらの圧力差によりボール6は球面軸受3
の中心に戻ろうとする。ここで他軸力センサ2はプロー
ブの球面軸受3内に生じた圧力差を力の方向の変化とし
て検出する。従って、多軸力センサ2が検出している力
の変化分はボール6が球面軸受3の中心に戻ろうとする
力、即ち、ボール6がワークとの接触点で受ける転がり
摩擦力FSの影響であって、その転がり摩擦力の影響はす
べり摩擦力の影響に比べ極めて小さいものである。
The above is the description when the ball probe 1 is in a stationary state, but when the ball probe 1 moves at an arbitrary speed v, it becomes as shown in FIG. That is, in this case, the ball 6
Causes rolling friction FS at the contact point, and this rolling friction F causes the center of the ball 6 to decenter from the center of the spherical bearing 3. At this time, the gap on the side where the balls 6 are biased becomes small, the fluid resistance increases, and the pressure accordingly increases.
On the other hand, on the side where the ball 6 is distant, the gap becomes large, the fluid resistance decreases, and the pressure also decreases. That is, the gap 5
In the pressurized gas, a pressure distribution is generated that is biased toward the side with a smaller gap. Therefore, due to the pressure difference between the balls
Trying to return to the center of. Here, the other axial force sensor 2 detects the pressure difference generated in the spherical bearing 3 of the probe as a change in the direction of force. Therefore, the amount of change in the force detected by the multi-axis force sensor 2 is due to the force of the ball 6 returning to the center of the spherical bearing 3, that is, the effect of the rolling friction force FS that the ball 6 receives at the contact point with the work. However, the effect of the rolling friction force is extremely small compared to the effect of the sliding friction force.

以上のように、静止状態及び移動状態のいずれにおいて
も本実施例のボールプローブを用いることにより、従来
のプローブではワークとの接触点で必ず生じていたすべ
り摩擦の影響を受けずにワーク面からの反力を検出する
ことができる。
As described above, by using the ball probe of the present embodiment in both the stationary state and the moving state, the conventional probe does not affect the sliding friction that is always generated at the contact point with the workpiece, and the surface of the workpiece is not affected. The reaction force of can be detected.

本実施例のボールプローブと、それと同形状でボールを
かしめて固定したプローブとを用い、プローブを垂直に
立てた状態で一定速度で移動し、摩擦抵抗を測定した結
果を第6図に示す。ワーク面に対し垂直に働く反力を垂
直抗力Nとし、移動方向と逆向きに生じる力を摩擦抵抗
FSとした。図中の○印は、ボール固定のプローブでワー
ク面の傾斜角αが0゜のワーク面を移動した場合、●印
は、同条件で本実施例のボールプローブを用いた場合の
摩擦抵抗を示す。また、△印は、本実施例のボールプロ
ーブを用い、傾斜角α=20゜のワーク面に沿って移動し
たときの摩擦抵抗を示す。なお、ボールは表面クローム
メッキの鋼球を使用し、ワークはS35Cの鋼板を使用し
た。
FIG. 6 shows the results of measuring the frictional resistance by using the ball probe of the present example and a probe having the same shape as that of the ball fixed by caulking and moving the probe vertically at a constant speed. The reaction force acting perpendicular to the work surface is defined as the normal force N, and the force generated in the direction opposite to the moving direction is frictional resistance.
It was FS. In the figure, a circle indicates a ball fixed probe when the work surface has an inclination angle α of 0 °, and a circle indicates a friction resistance when the ball probe of the present embodiment is used under the same conditions. Show. Further, the mark Δ indicates the frictional resistance when the ball probe of the present embodiment is used to move along the work surface having the inclination angle α = 20 °. The balls used were steel balls with surface chrome plating, and the workpieces used were S35C steel plates.

第6図から分るように、摩擦抵抗FSは、本実施例のボー
ルプローブ及びボール固定プローブ共、垂直抗力Nの増
加に比例するが、その増加の割合は本実施例のボールプ
ローブの方がはるかに小さい。ここで摩擦係数をμと
し、μ=FS/Nで表わせば、傾斜角α=0゜のとき、本
実施例のボールプローブではμ=0.02、ボール固定のプ
ローブはμ=0.18という計算結果を得た。このように、
本実施例のボールプローブは、従来のプローブに比べワ
ーク面を倣うときの摩擦抵抗を大幅に減少できることが
確認された。
As can be seen from FIG. 6, the frictional resistance FS is proportional to the increase in the normal force N in both the ball probe and the ball fixed probe of this embodiment, but the rate of increase is higher in the ball probe of this embodiment. Much smaller. When the friction coefficient is μ and μ is expressed by μ = FS / N, a calculation result of μ = 0.02 for the ball probe of this embodiment and μ = 0.18 for the ball-fixed probe is obtained when the inclination angle α = 0 °. It was in this way,
It was confirmed that the ball probe of the present embodiment can significantly reduce the frictional resistance when copying the work surface as compared with the conventional probe.

また、力検出プローブ装置で検出された力情報からワー
ク面の傾斜角を演算する場合、摩擦抵抗μによる傾斜角
度検出誤差α′は、tan α′=μの関係より本実施例の
ボールプローブではα′=1.14゜、ボール固定のプロー
ブではα′=10.2゜となる。従って、本実施例のボール
プローブでは、従来のプローブに比べ傾斜角の誤差を約
1/10にすることができ、ワーク面の傾斜角を正確に演
算することがでる。
Further, when calculating the inclination angle of the work surface from the force information detected by the force detection probe device, the inclination angle detection error α'due to the frictional resistance μ is tan α '= μ in the case of the ball probe of this embodiment. α '= 1.14 °, and for a ball fixed probe α' = 10.2 °. Therefore, in the ball probe of the present embodiment, the error of the tilt angle can be made about 1/10 of that of the conventional probe, and the tilt angle of the work surface can be accurately calculated.

なお第6図において、ワーク面の傾斜角がα=20゜のと
き、本実施例のボールプローブの摩擦係数はμ=0.05で
あり、α=0゜のときに比べ増加しているが、これは、
ワーク面が傾斜したことによって、プローブ先端のボー
ルに横力が作用し、加圧気体による圧力と押付け反力の
バランスがくずれ、球面軸受面とボールが接触するよう
になるため、摩擦抵抗が増加するものと考えられる。し
かし、なおこの場合でも、摩擦抵抗は増加するものの、
従来のプローブよりは摩擦の影響を受けにくい。またこ
の場合、後述する第7,8図に示すようなプローブを用い
ることにより、摩擦抵抗の増加を極めて軽減することが
できる。
In FIG. 6, when the inclination angle of the work surface is α = 20 °, the coefficient of friction of the ball probe of this embodiment is μ = 0.05, which is larger than that when α = 0 °. Is
Due to the inclination of the work surface, a lateral force acts on the ball at the tip of the probe, the balance between the pressure due to the pressurized gas and the reaction force against the pressing is lost, and the spherical bearing surface and the ball come into contact, increasing the frictional resistance. It is supposed to do. However, even in this case, although the frictional resistance increases,
Less susceptible to friction than traditional probes. Further, in this case, an increase in frictional resistance can be significantly reduced by using a probe as shown in FIGS. 7 and 8 described later.

従って、本実施例の力検出プローブ装置によれば、ボー
ルプローブをワークに押付けた場合、接触点でのすべり
摩擦の影響を受けない反力を検出することができ、ワー
ク面の法線方向の力を検出することができる。このた
め、ワーク面の傾斜角を正確に演算することができ、力
情報による形状計測が行える。また倣い教示作業におい
ても、ワーク面の傾斜角を正確に演算することができる
ため、移動目標を倣いながら正確に決定することがで
き、またワーク面を傷付けることもない。さらに、ワー
ク面の法線方向の力を検出できるので、ワーク面に対し
ロボット等の姿勢を制御する場合、力情報から正確に制
御することができる。
Therefore, according to the force detection probe device of the present embodiment, when the ball probe is pressed against the work, it is possible to detect the reaction force that is not affected by the sliding friction at the contact point, and the direction of the normal to the work surface is detected. The force can be detected. Therefore, the inclination angle of the work surface can be accurately calculated, and the shape can be measured by the force information. Further, even in the copying teaching work, since the inclination angle of the work surface can be accurately calculated, the movement target can be accurately determined while copying, and the work surface is not damaged. Further, since the force in the normal direction of the work surface can be detected, when controlling the posture of the robot or the like with respect to the work surface, it is possible to accurately control the force information from the force information.

本発明の他の実施例を第7図及び第8図を参照して説明
する。第7図及び第8図は、共に、球面軸受とボルトの
微小間隙に加圧気体を供給する手段の他の構成例を示す
ものである。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. 7 and 8 both show another structural example of the means for supplying the pressurized gas to the minute gap between the spherical bearing and the bolt.

即ち第7図において、給気孔15にはオリフィス絞りは設
けず、代わりに、球面軸受16に給気孔15とつながる極め
て浅い溝17を放射状に設け、溝17の抵抗で絞りを構成し
ている。
That is, in FIG. 7, an orifice throttle is not provided in the air supply hole 15, but instead, an extremely shallow groove 17 connected to the air supply hole 15 is radially provided in the spherical bearing 16, and the throttle is configured by the resistance of the groove 17.

本実施例によれば、球面軸受16とボール6との間隙5を
非常に小さくできるので、静圧軸受による支持剛性が大
きくなり、負荷能力を高くすることができる。
According to this embodiment, the gap 5 between the spherical bearing 16 and the ball 6 can be made very small, so that the supporting rigidity of the hydrostatic bearing is increased and the load capacity can be increased.

また第8図においては、球面軸受18を構成する部材に多
孔質材料を用い、その流体抵抗により絞り効果を得るも
のであり、加圧気体の導入孔7の下部は球面軸受18の多
孔質材料の上端面全体に給気できるように末広がりにさ
れ、球面軸受18とプローブ本体4の外側をシールド19に
より被覆し、一体化している。
Further, in FIG. 8, a porous material is used for the member forming the spherical bearing 18, and the throttling effect is obtained by the fluid resistance thereof. The lower part of the introduction hole 7 for the pressurized gas is the porous material of the spherical bearing 18. The upper end surface of the probe is widened so that air can be supplied, and the spherical bearing 18 and the outside of the probe body 4 are covered with a shield 19 to be integrated.

本実施例においても、多孔質材料の給気孔が球面軸受全
体に分布するためやはり球面軸受18とボール6との間隙
5を小さくでき、負荷能力を高くすることができる。
Also in this embodiment, since the air supply holes of the porous material are distributed over the entire spherical bearing, the gap 5 between the spherical bearing 18 and the ball 6 can be made small and the load capacity can be increased.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、以下に列挙する効果を得ることができ
る。
According to the present invention, the effects listed below can be obtained.

(1)ボールプローブをワーク面に押付けた場合、接触
点でのすべり摩擦の影響を受けない反力を検出すること
ができ、従って、ワーク面の法線方向の力を検出するこ
とができる。
(1) When the ball probe is pressed against the work surface, the reaction force that is not affected by the sliding friction at the contact point can be detected, and therefore the force in the normal direction of the work surface can be detected.

(2)上記(1)の効果により、ワーク面の傾斜角を正
確に演算することができ、力情報により形状計測を行う
ことができる。
(2) Due to the effect of (1) above, the inclination angle of the work surface can be accurately calculated, and the shape can be measured based on the force information.

(3)上記(1)の効果により、ワーク面に対しロボッ
トとの姿勢を制御する場合、力情報から正確に制御する
ことができる。
(3) Due to the effect of (1) above, when controlling the attitude of the robot with respect to the work surface, the force information can be used for accurate control.

(4)上記(1)の効果により、倣い教示において、移
動目標を倣いながら正確に決定することができ、またワ
ーク面を傷付けることもない。
(4) With the effect of (1) above, in the copying teaching, the moving target can be accurately determined while copying, and the work surface is not damaged.

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

第1図は本発明の一実施例による力検出プローブ装置の
構造を示す部分断面図であり、第2図はその力検出プロ
ーブ装置の使用状態を示す図であり、第3図は従来の力
検出プローブ装置の力検出状態を示す図であり、第4図
は本実施例の力検出プローブ装置の静止状態での力検出
状態を示す図であり、第5図は本実施例の力検出プロー
ブ装置の移動時における力検出状態を示す図であり、第
6図は本実施例の力検出プローブ装置と従来の力検出プ
ローブ装置のそれぞれにつき、垂直抗力Nと摩擦抵抗FS
との関係について行った実験結果を示す図であり、第7
図は本発明の他の実施例による力検出プローブ装置を示
す断面図であり、第8図は本発明のさらに他の実施例に
よる力検出プローブ装置を示す断面図であり、第9図は
従来の力検出プローブ装置を示す図である。 符号の説明 1……ボールプローブ、2……多軸力センサ 3……球面軸受、4……プローブ本体 5……間隙、6……ボール 7……加圧気体の導入孔 8……給気孔
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the structure of a force detection probe device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a usage state of the force detection probe device, and FIG. 3 is a conventional force. It is a figure which shows the force detection state of a detection probe apparatus, FIG. 4 is a figure which shows the force detection state in the stationary state of the force detection probe apparatus of this Example, and FIG. 5 is a force detection probe of this Example. FIG. 6 is a diagram showing a force detection state when the apparatus is moving. FIG. 6 shows a normal force N and a frictional resistance FS for each of the force detection probe apparatus of this embodiment and the conventional force detection probe apparatus.
It is a figure showing the result of an experiment performed about the relation with
FIG. 8 is a sectional view showing a force detecting probe device according to another embodiment of the present invention, FIG. 8 is a sectional view showing a force detecting probe device according to still another embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure which shows the force detection probe apparatus of FIG. Explanation of symbols 1 ... Ball probe, 2 ... Multi-axis force sensor 3 ... Spherical bearing, 4 ... Probe body 5 ... Gap, 6 ... Ball 7 ... Pressurized gas introduction hole 8 ... Air supply hole

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ワーク面に接触するプローブと、このプロ
ーブにかかる力を検出する多軸力センサとからなる力検
出プローブ装置において、前記プローブを、先端に球面
軸受を有するプローブ本体と、このプローブ本体の球面
軸受に微小間隙を残して取り付けられたボールと、前記
微小間隙に加圧気体を供給する手段とで構成し、加圧気
体によりボールを支持するようにしたことを特徴とする
力検出プローブ装置。
1. A force detection probe device comprising a probe that contacts a work surface and a multi-axis force sensor that detects the force applied to the probe, the probe main body having a spherical bearing at the tip, and the probe main body. Force detection comprising a ball mounted on the spherical bearing of the main body with a minute gap left and a means for supplying a pressurized gas to the minute gap, and the ball is supported by the pressurized gas. Probe device.
JP63188836A 1988-07-28 1988-07-28 Force detection probe device Expired - Lifetime JPH0663759B2 (en)

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JP5328222B2 (en) * 2008-05-01 2013-10-30 株式会社トプコン Eyeglass frame measuring device
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