JPS59192488A - Compensator for output from load sensor in working device - Google Patents

Compensator for output from load sensor in working device

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JPS59192488A
JPS59192488A JP6432183A JP6432183A JPS59192488A JP S59192488 A JPS59192488 A JP S59192488A JP 6432183 A JP6432183 A JP 6432183A JP 6432183 A JP6432183 A JP 6432183A JP S59192488 A JPS59192488 A JP S59192488A
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JP
Japan
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load sensor
output
working device
load
amount
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JP6432183A
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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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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、作業装置の作動ヘッドに取付けられた操作部
に作用する反力を検出する荷重センサを備えた作業装置
において、荷重センサの出力を補正する装置に関するも
のである。
Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention provides a working device equipped with a load sensor that detects a reaction force acting on an operating section attached to an operating head of the working device. The present invention relates to a device for correcting.

〈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、荷重センサのゲイン特性が変化
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 gain characteristics of the load sensor change, grip confirmation, etc., cannot be performed accurately.

しかしながら、従来の作業装置においては、このような
荷重センサのゲインの変化を自動的に補正することがで
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 gain of the load sensor cannot be automatically corrected, 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、操作部の動きを利用して荷重センサ
のゲイン変化を自動的に検出し、これに基づく補正が自
動的に行われるようにして、確実な作業が行われるよう
にすることを目的とするものである。
<Purpose of the Invention> Therefore, the present invention automatically detects the gain change of the load sensor using the movement of the operation part, and automatically performs correction based on this, so that work can be carried out reliably. The purpose of this is to ensure that the

〈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
位手段(40)、  (43)は、例えば荷重センサ1
8の出力信号に基づき、荷重センサ18に一定の初期荷
重が加わるまで把持爪(操作部)12を閉しる方向に移
動させた後、把持爪12を閉しる方向にさらに移動させ
るべくサーボモータS M tJを一定量回転させる。
<Configuration of the Invention> FIG. 1 is an overall configuration diagram for clearly explaining the present invention. The displacement means (40) and (43) are, for example, the load sensor 1
Based on the output signal of 8, the gripping claw (operation section) 12 is moved in the closing direction until a certain initial load is applied to the load sensor 18, and then the servo is activated to further move the gripping claw 12 in the closing direction. Rotate the motor S M tJ by a certain amount.

検出手段(41)、  (44)は前記初期荷重印加 可時における荷重センサ18の出力foとサーボモータ
SMUの一定量回転後における出力とを検出し、演算手
段(45)は、検出手段によって検出された一対の出力
値と前記サーボモータSMUの回転量、すなわち荷重セ
ンサ18に加えられた荷重の増加量とから荷重センサ1
8の特性変化量を演算し、補正手段(52)は、演算手
段(45)によって演算された変化量に応じて荷重セン
サ18の出力値を補正する。
The detection means (41) and (44) detect the output fo of the load sensor 18 when the initial load can be applied and the output after a certain amount of rotation of the servo motor SMU, and the calculation means (45) detects the output fo after the servo motor SMU has rotated by a certain amount. The load sensor 1 is calculated from the pair of output values and the amount of rotation of the servo motor SMU, that is, the amount of increase in the load applied to the load sensor 18.
The correction means (52) corrects the output value of the load sensor 18 according to the change amount calculated by the calculation means (45).

1、〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。1. <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5ソトで、この作業ヘッド10は凹路の支持機構
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 indicates a work head 10 equipped with a pair of gripping claws 12, 12. This work head 10 is supported movably in three-dimensional directions by a concave support mechanism, and is driven by servo motors SMX, SMY, SMZ. It is now moved by

前記把持爪12は作業ヘット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じ
を形成したねじ軸13の両端部にそれぞれ螺合している
。このねし軸13は、かさ両歯車15a、15bを介し
て、作業ヘッド10の中心部を上下に貫通ずる回転軸1
6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 claws 12 are guided so as to be horizontally movable on a support portion 11 integrally formed at the lower end of the working head 10, and are supported horizontally at both ends of a screw shaft 13 having reverse threads at both ends. Each part is screwed together. This helical shaft 13 is a rotating shaft 1 that vertically passes through the center of the work head 10 via bevel gears 15a and 15b.
6, and this rotating shaft 16 is connected to a strain cylinder 17.
The output shaft of the servo motor SMU is connected to the output shaft of the servo motor SMU.

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
して作業ヘッド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 head 10 side via the slip ring mechanism 19.

また、前記支持部11には把持爪12の閉じ端を規制す
る原点用のストッパ14が設けられている。
Further, the support portion 11 is provided with an origin stopper 14 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、インタフィイスIF1.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。
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,
Data input device 33, interface IF1. IF2 is connected, and the ink face IFI has a servo motor S.
MX, SMY.

SMZ、SMUをそれぞれ駆動するドライブユニットD
UX、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1
9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とインタフェイスTF2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。
Drive unit D that drives SMZ and SMU respectively
UX, DUY, DUZ, and DUU are connected. In addition, the output of the load sensor 18 is
9 to the amplifier circuit 20, and this amplifier circuit 20
The output is supplied to the central processing unit 31 via the AD converter 21 and interface TF2.

次に、中央処理装置31の動作について説明すると、中
央処理装置31は予め入力された作業プログラムを開始
する前に第3図のプログラムを実5− 行し、荷重センサ18の補正に必要な特性変化検出の処
理を行う。すなわち、中央処理装置31 &t(40)
〜(42)の処理を繰返すことにより、把持爪12が作
業ヘソ+” I Oに固着されたストッパ14に当接し
、第5図に示すように荷重センサ18の出力Fが所定の
初期荷重foを示すまでドライブユニソl−D U U
に把持爪12を閉じるパルスを分配し、把持爪12に初
期荷重foが作用したことを検出すると(42)、把持
爪12を一定の微少量Δりたけさらに閉しるためのパル
スをドライブユニットDUUに分配しく43)、この後
、荷重セン−Il−18の出力Fを再び読込む(44)
Next, the operation of the central processing unit 31 will be explained. Before starting the work program input in advance, the central processing unit 31 executes the program shown in FIG. Performs change detection processing. That is, the central processing unit 31 &t(40)
By repeating the processes from (42) to (42), the gripping claw 12 comes into contact with the stopper 14 fixed to the working belly button +"IO, and the output F of the load sensor 18 reaches the predetermined initial load fo, as shown in FIG. Drive Unisol l-D U U until it shows
When it detects that the initial load fo has been applied to the gripping claws 12 (42), the drive unit DUU sends a pulse to further close the gripping claws 12 by a certain minute amount Δ. 43), and then read the output F of the load sensor Il-18 again (44).
.

そして、この後f−foの演算を行って、出力変化量Δ
fを演算するとともに、この出力変化量Δfと荷重セン
サ18の組付時に測定記憶した基準変化量Δfsとの偏
差ΔfεをΔfs−Δfなる演算で求め(45)、これ
を変化量レジスタVRに記憶して(46)、凹路のメイ
ンルーチンへ復帰する。
Then, by calculating f-fo, the output change amount Δ
In addition to calculating f, the deviation Δfε between this output change amount Δf and the reference change amount Δfs measured and stored at the time of assembling the load sensor 18 is calculated by calculating Δfs - Δf (45), and this is stored in the change amount register VR. (46), and returns to the main routine of the concave road.

一方、通常の作業を行う場合、中央処理装置316− は第4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M閉しるため
パルスをドライブユニットDUUに供給しく50)、こ
の後、荷重センサ18の出力値fを読込む(51)とと
もに、M−f+(Δfε・X/Δl)なる補正式にて補
正値f′を近似的に演算する。なお、上式においてXは
把持爪12が物品Wに接触した後においてサーボモーフ
SMUに対して分配したパルス数であり、第5図にも示
されているように、上式の補正式により算出される補正
値f′は、特性変化が生していない場合における荷重セ
ンサ18の出力値となる。
On the other hand, when performing normal work, the central processing unit 316- executes the process shown in FIG. 4 to confirm that the article W is being held. That is, first of all, a pulse is supplied to the drive unit DUU in order to close the gripping claw 12 by a constant M (50), and then the output value f of the load sensor 18 is read (51), and M-f+(Δfε・X The correction value f' is approximately calculated using the correction formula: /Δl). In addition, in the above formula, X is the number of pulses distributed to the servomorph SMU after the gripping claw 12 contacts the article W, and as shown in FIG. 5, it is calculated by the correction formula of the above formula. The correction value f' becomes the output value of the load sensor 18 when no characteristic change occurs.

そして、この補正値f′が設定値fsを越えているか否
かを判別しく53)、設定値fSを越えていると判定し
た場合には凹路のヘット移動ルーチンへ移行して所定の
作業を開始し、設定値fSを越えていないと判別した場
合には(50)へ再び戻って(50)〜(52)の処理
を再び行い、把持爪12が設定荷重rsで物品Wを把持
するまゝ1 で以下同様の動作を繰返す。
Then, it is determined whether or not this correction value f' exceeds the set value fs (53), and if it is determined that it exceeds the set value fS, the process moves to the concave road head movement routine and performs the predetermined work. If it is determined that the load has not exceeded the set value fS, the process returns to (50) and processes (50) to (52) are performed again until the gripping claws 12 grip the article W with the set load rs.ゝ1 Repeat the same operation below.

上記実施例では、作業ヘソ+” 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い。
In the above embodiment, a pressing reaction force is applied to the gripping claws 12 by pressing the gripping claws 12 against the stopper 14 provided on the workpiece 10, but this is shown by the two-dot chain line in FIG. Attach the fixed block 23 to the fixed part as shown,
A pressing reaction force may be applied to the gripping claws 12 by pressing the gripping claws 12 against the gripping claws 23 .

また、本発明は、圧入装置におり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
センサの出力補正にも、適用できるものである。
Further, the present invention can be applied to output correction of a load sensor for detecting press-in force in a press-fitting device and a load sensor for detecting tightening torque in a nut runner.

〈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
作部を当接部に当接させて荷重センサに所定の荷重を付
与するとともに、この荷重センサに加えられた荷重の大
きさの変化に対する荷重センサの出力変化量を検出して
、荷重センサのゲイン変化量を導出し、これに基づいて
荷重センサの出力を補正するように構成したので、荷重
センサのゲインの変化を自動的に検出して補正すること
ができ、作業装置による把持作業等を確実に行うことが
できる利点がある。
<Effects of the Invention> As described above, in the present invention, a predetermined load is applied to the load sensor by bringing the operating part on the work head into contact with the contact part, and the load applied to the load sensor is The configuration is configured to detect the amount of change in the output of the load sensor with respect to the change in size, derive the amount of change in the gain of the load sensor, and correct the output of the load sensor based on this, so the change in the gain of the load sensor can be corrected. This has the advantage that it can be automatically detected and corrected, and that gripping work etc. using a working device can be performed reliably.

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

第1図は本発明を明示するための全体構成図、第2図〜
第5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中−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・・・サーボモーフ。 特許出願人 豊田工機株式会社 9− 第4図
Figure 1 is an overall configuration diagram for clearly demonstrating the present invention, Figures 2-
FIG. 5 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
The flow chart shown in FIG.
3 is a diagram showing the relationship between the displacement of the load sensor 18 and the output of the load sensor 18. FIG. 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...Servomorph. Patent applicant Toyota Machinery Co., Ltd. 9- Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)作業装置の作動ヘッドに取付けられた操作部に作
用する反力を検出する荷重センサを備えた作業装置にお
いて、前記操作部を当接部に対して押圧する方向に変位
させる変位手段と、前記操作部が当接部に当接した時点
およびこの当接時から操作部に加わる荷重が一定量増加
した時点において前記荷重センサの出力を検出する検出
手段と、この検出手段によって検出された一対の検出値
に基づいて前記荷重センサの特性変化量を算出する演算
手段と、この演算手段によって演算された変化量に応じ
て前記荷重センサの出力を補正する補正手段とを備えた
ことを特徴とする作業装置における荷重センサの出力補
正装置。
(1) In a working device equipped with a load sensor that detects a reaction force acting on an operating portion attached to an operating head of the working device, a displacement means for displacing the operating portion in a direction to press the operating portion against the contact portion; , a detection means for detecting the output of the load sensor at the time when the operation section contacts the contact section and at the time when the load applied to the operation section increases by a certain amount from the time of this contact; It is characterized by comprising a calculation means for calculating the amount of change in characteristics of the load sensor based on a pair of detected values, and a correction means for correcting the output of the load sensor according to the amount of change calculated by the calculation means. An output correction device for a load sensor in a working device.
JP6432183A 1983-04-12 1983-04-12 Compensator for output from load sensor in working device Granted JPS59192488A (en)

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Cited By (2)

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JPS62114892A (en) * 1985-11-13 1987-05-26 松下電器産業株式会社 Force-sensor drift compensation method of robot
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