JPS59187493A - Detector for change of characteristic of load sensor in working device - Google Patents

Detector for change of characteristic of load sensor in working device

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JPS59187493A
JPS59187493A JP6279483A JP6279483A JPS59187493A JP S59187493 A JPS59187493 A JP S59187493A JP 6279483 A JP6279483 A JP 6279483A JP 6279483 A JP6279483 A JP 6279483A JP S59187493 A JPS59187493 A JP S59187493A
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JP
Japan
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load sensor
output
reaction force
gripping
working device
Prior art date
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JP6279483A
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Japanese (ja)
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JPH0411344B2 (en
Inventor
亘 飯田
内田 栄一郎
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Toyoda Koki KK
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Toyoda Koki KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、作業装置の作業ヘットに取付けられた把持爪
等の操作部に作用する1榮作反力を検出する荷重センサ
の特性変化を検出する装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention detects a change in the characteristics of a load sensor that detects a reaction force acting on an operating part such as a gripping claw attached to a working head of a working device. This relates to a device for

〈従来技術〉 把持爪を備えた作業装置においては、その把持爪に作用
する反力を検出するための荷重センサを設け、この荷重
センサの出力によって物品の把持確認や把持力の制御等
を行うようにしており、荷重センサの特性が変化したり
、故障したりすると、把持確認等を正確に行えなくなる
<Prior art> In a working device equipped with gripping claws, a load sensor is provided to detect the reaction force acting on the gripping claws, and the output of this load sensor is used to confirm the gripping of an article, control the gripping force, etc. Therefore, if the characteristics of the load sensor change or break down, it will no longer be possible to accurately check the grip.

しかしながら、従来の作業装置においては、このような
荷重センサの特性変化を自動的に検出することができず
、荷重センサの特性変化によって不正確な作業が行われ
る危険があった。
However, in conventional work devices, such changes in the characteristics of the load sensor cannot be automatically detected, and there is a risk that inaccurate work may be performed due to changes in the characteristics of the load sensor.

〈発明の目的〉 そこで、本発明は、かかる荷重センサの特性変化を自動
的に検出できるようにして、荷重センサの再較正もしく
は、故障の判別等を行い得るようにすることを目的とす
るものである。
<Purpose of the Invention> Therefore, an object of the present invention is to enable automatic detection of changes in the characteristics of such a load sensor, thereby enabling recalibration of the load sensor, determination of failure, etc. It is.

〈発明の構成〉 第1図は本発明を明示するための全体構成図である。変
位付与手段(53)は、例えば荷重センサ18からの出
力信号に基づき、荷重センサ18に一定の初期荷重がか
かるまで把持爪(操作部)12を閉じ方向に相対変位さ
せた後、さらに把持爪12を一定量閉じる方向にサーボ
モータSMUを回転させる。
<Configuration of the Invention> FIG. 1 is an overall configuration diagram for clearly explaining the present invention. The displacement applying means (53) relatively displaces the gripping claw (operation part) 12 in the closing direction until a certain initial load is applied to the load sensor 18 based on the output signal from the load sensor 18, for example, and then further displaces the gripping claw (operation part) 12. 12 by a certain amount.

判別手段(55)は把持爪12を一定量閉じた後の荷重
センサ18の出力を検出して一定の範囲から外れていな
いか否かを判別し、外れている場合には例えば異常信号
を出力する。
The determining means (55) detects the output of the load sensor 18 after closing the gripping claws 12 by a certain amount, determines whether it is out of a certain range, and outputs, for example, an abnormal signal if it is out of a certain range. do.

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第2図において、10は一対の把持爪12,12を備え
た作業ヘッドで、この作業ヘッド10は回路の支持機構
によって3次元方向へ移動可能に支持され、サーボモー
タSMX、SMY、SMZにより移動されるようになっ
ている。
In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a working head equipped with a pair of gripping claws 12, 12. This working head 10 is supported movably in three-dimensional directions by a circuit support mechanism, and is moved by servo motors SMX, SMY, and SMZ. It is now possible to do so.

前記把持爪12は作業ヘッド10の下端に一体的に形成
された支持部11において水平状態で移動できるように
案内されるとともに、水平状態に支持され両端に逆ねし
を形成したねじ軸13の両端部にそれぞれ螺合している
。このねしl1iIII13は、かさ両歯車15a、1
5bを介して、作業ヘット10の中心部を上下に貫通ず
る回転軸16に連結されるとともに、この回転軸16は
起歪筒17を介してサーボモータSMUの出力軸に連結
されている。
The gripping claw 12 is guided so as to be horizontally movable on a support portion 11 integrally formed at the lower end of the work head 10, and is supported horizontally by a screw shaft 13 having reverse helices at both ends. Both ends are screwed together. This gear l1iIII13 is a bevel gear 15a, 1
5b, it is connected to a rotating shaft 16 that vertically passes through the center of the work head 10, and this rotating shaft 16 is connected to an output shaft of a servo motor SMU via a strain tube 17.

前記起歪筒17の外周には、起歪筒17の歪量によって
把持爪12に作用する反力を間接的に検出する半導体歪
ゲージ等から成る荷重センサ18が取付けられ、この荷
重センサ18の出力信号はスリップリング機構19を介
して作業ベッド10側に伝達されるようになっている。
A load sensor 18 made of a semiconductor strain gauge or the like is attached to the outer periphery of the strain tube 17 to indirectly detect the reaction force acting on the gripping claw 12 depending on the amount of strain in the strain tube 17. The output signal is transmitted to the work bed 10 via the slip ring mechanism 19.

また、前記支持部11には把持爪12の閉し端を規制す
る原点用のストッパ】4が設&−1られている。
Further, the support portion 11 is provided with an origin stopper 4 for regulating the closed end of the gripping claw 12.

次に制御回路の構成について説明すると、数値制御装置
30内の中央処理装置31はマイクロプロセッサによっ
て構成され、この中央処理装置31には、メモリ32、
データ入力装置33、インクフェイスIFI、IF2が
接続され、インクフェイスIFIには、サーボモータS
MX、SMY、SMZ、SMUをそれぞれ駆動するドラ
イブユニットDUX、DUY、DUZ、DUUが接続さ
れている。また、荷重センサ18の出力は前記のスリッ
プリング機構19を介して増幅回路20に供給され、こ
の増幅回路20の出力がAD変換器21とインクフェイ
スIF2を介して中央処理装置31に供給されるように
なっている。
Next, to explain the configuration of the control circuit, the central processing unit 31 in the numerical control device 30 is configured by a microprocessor, and this central processing unit 31 includes a memory 32,
A data input device 33, an ink face IFI, and an IF2 are connected, and a servo motor S is connected to the ink face IFI.
Drive units DUX, DUY, DUZ, and DUU that drive MX, SMY, SMZ, and SMU, respectively, are connected. Further, the output of the load sensor 18 is supplied to the amplifier circuit 20 via the slip ring mechanism 19, and the output of this amplifier circuit 20 is supplied to the central processing unit 31 via the AD converter 21 and the ink face IF 2. It looks like this.

通富の作業を行う場合、中央処理装置31ば第3図に示
す処理を実行して物品Wの把持確認を行う。すなわち、
まず最初に把持爪12を一定量閉じるためパルスをドラ
イブユニットD tJ tJに供給しく40)、この後
、荷重センサ18の出力値を読込む(41)。そして、
この読込んだ値に補正レジスタCR内の補正値を加え(
42,) 、ごの後、この補正値が設定値fsを越えて
いるか否かを判別しく43)、設定値f5を越えている
と判別した場合には回路のヘッド移動ルーチンへ移行し
て所定の作業を開始し、設定値fSを越え一ζいないと
判別した場合には(40)へ戻って(40)〜(42)
の処理を再び行い、把持爪12が所定の力で物品Wを把
持するまで以下同様の動作を繰返す。
When carrying out the traversing work, the central processing unit 31 executes the process shown in FIG. 3 to check whether the article W is being held. That is,
First, a pulse is supplied to the drive unit D tJ tJ in order to close the gripping claw 12 by a certain amount (40), and then the output value of the load sensor 18 is read (41). and,
Add the correction value in the correction register CR to this read value (
42,), it is determined whether this correction value exceeds the set value fs or not.43) If it is determined that it exceeds the set value f5, the circuit moves to the head movement routine and performs a predetermined operation. If it is determined that the set value fS is not exceeded and 1ζ is not exceeded, return to (40) and perform steps (40) to (42).
The same operation is repeated until the gripping claws 12 grip the article W with a predetermined force.

一方、中央処理装置31は入力された作業プログラムを
開始する前に第4図のプログラムを実行し、荷重センサ
18の較正と異常のチェックを行う。すなわち、中央処
理装置31は(50)〜(52)の処理を繰返すことに
より、把持爪12か   ′作業ヘッド10に固着され
たス1−ツバ14に当接し、荷重センサ18の出力か所
定の初期荷重[0を示すまでドライブユニソ)DUUに
把持爪12を閉じるパルスを分配し、把持爪12に初期
荷車foが作用したことを検出すると(52)、把持爪
12を一定の微少量Δβだけさらに閉しるためのパルス
をドライブユニソ+= D U Llに分配しく53)
、この後、荷重センサ18の出力Fを再び読込む(54
)。そして、この後読込んだ荷重センザ18の出力Fが
、使用限界範囲とされるAL〜AHの範囲にあるか否か
を判別しく55)、もしこの範囲になければ、異常を表
示して(56)、作業を停止する。
On the other hand, before starting the input work program, the central processing unit 31 executes the program shown in FIG. 4 to calibrate the load sensor 18 and check for abnormalities. That is, by repeating the processes (50) to (52), the central processing unit 31 causes the gripping claws 12 to come into contact with the flange 14 fixed to the work head 10, and the output of the load sensor 18 or the predetermined value. Initial load [drive unisolated until it shows 0] A pulse that closes the gripping claw 12 is distributed to DUU, and when it is detected that the initial cart fo has acted on the gripping claw 12 (52), the gripping claw 12 is lowered by a constant minute amount Δβ Distribute the pulse for further closing to the drive unit += D U Ll53)
, After this, the output F of the load sensor 18 is read again (54
). Then, it is determined whether the read output F of the load sensor 18 is within the range of AL to AH which is considered to be the limit range of use (55), and if it is not within this range, an abnormality is displayed (55). 56), stop work.

また、第5図に示すように荷重センサ18の出力FがA
し〜AHの範囲にある場合には、さらにAし〜A +−
1よりも十分狭く設定された正常範囲Nし〜N l−1
を外れているか否かを判別しく57)、もし、その範囲
を外れている場合には検出値Fと標準値との間のずれ量
ΔFをF−fSの演算により算出し、これを補正レジス
タCRにセントする(58)。これにより、前述した把
持確認のルーチンが、再び実行された場合には、荷重セ
ンサ18の出力が補正レジスタCRの内容によって補正
され、荷重センサ18の特性変化が高精度に補正される
Further, as shown in FIG. 5, the output F of the load sensor 18 is A
If it is in the range of ~AH, then further A~A +-
Normal range N~Nl-1 set sufficiently narrower than 1
57), and if it is outside the range, calculate the deviation amount ΔF between the detected value F and the standard value by calculating F-fS, and store this in the correction register. Cent to CR (58). As a result, when the gripping confirmation routine described above is executed again, the output of the load sensor 18 is corrected according to the contents of the correction register CR, and changes in the characteristics of the load sensor 18 are corrected with high accuracy.

上記実施例では、作業ヘッド10に設けられたストッパ
14に把持爪12を押し当てることで把持爪12に押圧
反力を作用させるようにしていたが、第2図に2点鎖線
で示すように固定ブロック23を固定部に取付け、把持
爪12を固定ブロック23に押圧することによって把持
爪12に押圧反力を付与するようにしてもよく、第6図
に示すように、把持爪12を閉しるごとによって把持爪
12のそれぞれに設けたストッパ12aどおしが当接す
るようにし、把持爪12のストッパ1−2aどおしを当
接させることによって、把持爪12に反力を作用させて
よい。
In the above embodiment, a pressing reaction force was applied to the gripping claws 12 by pressing the gripping claws 12 against the stopper 14 provided on the work head 10, but as shown by the two-dot chain line in FIG. The fixing block 23 may be attached to the fixed part and the grasping claw 12 may be pressed against the fixing block 23 to apply a pressing reaction force to the grasping claw 12. As shown in FIG. 6, the grasping claw 12 may be closed. By making the stoppers 12a provided on each of the gripping claws 12 come into contact with each other, and by bringing the stoppers 1-2a of the gripping claws 12 into contact with each other, a reaction force is applied to the gripping claws 12. It's fine.

また、上記実施例においては、把持爪12かストッパ1
2a等の当接部材に当接してからサーボモータSMUを
一定量回転させることで、把持爪12に対して一定の反
力をさせていたが、サーボモータSMUの駆動電流を検
出する検出器を設けるとともに、この電流検出器の出力
が設定値となるまで把持爪12を移動させることにより
、把持爪12に対して一定の反力を作用させるようにし
てもよい。
Further, in the above embodiment, either the gripping claw 12 or the stopper 1
By rotating the servo motor SMU a certain amount after contacting a contact member such as 2a, a certain reaction force was applied to the gripping claws 12. A constant reaction force may be applied to the gripping claws 12 by moving the gripping claws 12 until the output of the current detector reaches a set value.

さらに、第7図に示すように、荷重センサ18の出力が
設定値rsになるまで把持爪12を移動させ、この時の
サーボモータS M Uの駆動電流もしくは、把持爪1
2の位置を検出し、この駆動電流もしくは、把持爪12
の位置が許容範囲Aし〜A H、N L−N Hから外
れているか否かにより、荷重センサ18の較正の必要の
有無および異常の有無を判定するようにしてもよい。第
8図のフローチャートはこの場合の中央処理装置31の
処理を示すものである。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the gripping claw 12 is moved until the output of the load sensor 18 reaches the set value rs, and the drive current of the servo motor S M U or the gripping claw 1 at this time is
This driving current or the gripping claw 12 is detected.
The need for calibration of the load sensor 18 and the presence or absence of an abnormality may be determined based on whether or not the position is outside the allowable ranges A to A H, N L to N H. The flowchart in FIG. 8 shows the processing of the central processing unit 31 in this case.

本発明は、工大装置における圧入力検出用の荷重センサ
、ナツトランナにおける締付トルク検出用の荷重センサ
の特性変化の検出にも、適用できるものである。
The present invention can also be applied to detecting changes in characteristics of load sensors for detecting press force in engineering equipment and load sensors for detecting tightening torque in nut runners.

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明においては、作業ヘッド上の操
作部の移動を利用して、操作部に一定の押圧力を作用さ
せるとともに、この状態における荷重センサの出力を検
出し、この検出値の大きさと操作部に作用する押圧力と
の関係に基づき、荷重センサが所定の特性から変化して
いることを検出するようにしたので、荷重センサの特性
変化を自動的に検出することが可能となる。した゛がっ
て、荷重センサの較正もしくは異常チェックを自動的に
行うことが可能となり、作業装置の信頼性を大幅に向上
できる利点がある。
<Effects of the Invention> As described above, in the present invention, a constant pressing force is applied to the operating part by using the movement of the operating part on the work head, and the output of the load sensor in this state is detected. Based on the relationship between the magnitude of this detected value and the pressing force acting on the operating section, it is possible to detect changes in the load sensor's characteristics from the predetermined characteristics, so changes in the characteristics of the load sensor can be automatically detected. It becomes possible to do so. Therefore, it becomes possible to automatically calibrate the load sensor or check for abnormalities, which has the advantage of greatly improving the reliability of the working device.

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

第1図は本発明を明示するための全体構成図、第2図〜
第8図は本発明の実施例を示すもので、第2図は作業ヘ
ッドの断面図に制御回路を示すブロック図を併記した図
、第3図および第4図は第2図における中央処理装置3
1の動作を示すフローチャート、第5図は、把持爪12
の変位と荷重センサ18の出力との関係を示す図、第6
図は本発明の他の実施例を示す作業ヘッドの部分断面図
、第7図は把持爪12の変位と荷重センサ18の出力と
の関係を示す別の図、第8図は本発明の変形例を示すフ
ローチャートである。 10・・・作業ヘッド、12・・・把持爪、13・・・
ねじ軸、14・・・ストッパ、17・・・起歪筒、18
・・・荷重センサ、31・・・中央処理装置、DUU・
・・ドライブユニット、SMU・・・サーボモータ。 特許出願人  豊田工機株式会社 第5図 F 第6図
Figure 1 is an overall configuration diagram for clearly demonstrating the present invention, Figures 2-
FIG. 8 shows an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the working head and a block diagram showing the control circuit, and FIGS. 3 and 4 are the central processing unit in FIG. 2. 3
1, a flowchart showing the operation of the gripping claw 12, FIG.
Fig. 6 shows the relationship between the displacement of the load sensor 18 and the output of the load sensor 18.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a working head showing another embodiment of the present invention, FIG. 7 is another diagram showing the relationship between the displacement of the gripping claw 12 and the output of the load sensor 18, and FIG. 8 is a modification of the present invention. 3 is a flowchart showing an example. 10... Working head, 12... Gripping claw, 13...
Screw shaft, 14... Stopper, 17... Strain tube, 18
...Load sensor, 31...Central processing unit, DUU・
...Drive unit, SMU...Servo motor. Patent applicant: Toyoda Machine Tool Co., Ltd. Figure 5F Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)作業装置の作業ヘッドに取付けられた把持爪等の
操作部に作用する操作反力を検出する荷重センサを有す
る作業装置における荷重センサの特性変化検出装置であ
って、前記操作部に作用する操作反力もしくは前記荷重
センサの出力が設定値となるまで前記操作部を当接部に
対して押圧する方向に変位させる変位付与手段と、この
変位付与手段による前記操作部の相対変位後において作
動し、前記操作部に作用する操作反力に対する前記荷重
センサの出力の大きさの関係が所定の範囲から外れたこ
とにより前記荷重センサの特性変化を検出する判別手段
とを設けたことを特徴とする作業装置における荷重セン
サの特性変化検出装置。
(1) A characteristic change detection device for a load sensor in a working device having a load sensor that detects an operation reaction force acting on an operating portion such as a gripping claw attached to a work head of the working device, a displacement applying means for displacing the operating section in a direction of pressing the operating section against the contact section until the operation reaction force to be applied or the output of the load sensor reaches a set value; and after the relative displacement of the operating section by the displacement applying means; and determining means for detecting a change in the characteristics of the load sensor when the relationship between the magnitude of the output of the load sensor and the operation reaction force acting on the operation section deviates from a predetermined range. A device for detecting changes in characteristics of load sensors in working equipment.
JP6279483A 1983-04-08 1983-04-08 Detector for change of characteristic of load sensor in working device Granted JPS59187493A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59151032A (en) * 1983-02-18 1984-08-29 Hitachi Ltd Evaluating and calibrating jig of force sensor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59151032A (en) * 1983-02-18 1984-08-29 Hitachi Ltd Evaluating and calibrating jig of force sensor

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