JPS60123285A - Method of detecting force of robot - Google Patents
Method of detecting force of robotInfo
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- JPS60123285A JPS60123285A JP22682183A JP22682183A JPS60123285A JP S60123285 A JPS60123285 A JP S60123285A JP 22682183 A JP22682183 A JP 22682183A JP 22682183 A JP22682183 A JP 22682183A JP S60123285 A JPS60123285 A JP S60123285A
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ロボットの力検出方法に係り、特にロボット
のハンドが柔軟性のある対象物（以下、軟質の対象物と
いつ）ヲつかんだ時、または硬い材質の対象物（以下、
硬質の対象物といつ）ヲつかんだ時のいずれの場合にも
把持力の大きさを検出するに好適なロボットの力検出方
法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a force detection method for a robot, particularly when a robot hand grasps a flexible object (hereinafter referred to as a soft object). , or an object made of hard material (hereinafter referred to as
The present invention relates to a force detection method for a robot suitable for detecting the magnitude of gripping force in any case when grasping a hard object.
従来のロボットにおける仇、触覚利用技術は。 The enemy of conventional robots is tactile technology.
物体の位置および形状認識に視覚技術を利用し。Using visual technology to recognize the location and shape of objects.
ロボットのハンドに装着された力センサによってハンド
に作用する外力の検出に触覚技術を利用するというよう
に、各々別々に研究、開発が進められている。このうち
、力の検出に関しては、力センサの小形、軽蓋化が不十
分であることや１人間の力感覚のように広範囲な力の検
出。Research and development is progressing separately for each type of technology, such as using haptic technology to detect external forces acting on a robot's hand using a force sensor attached to the hand. Among these, regarding force detection, force sensors are insufficiently small and lightweight, and a wide range of force detection is required, as is the case with a single person's sense of force.
特に弱い力の検出には力センサの安定性の問題もあり、
今後の課題として残されている。In particular, there are problems with the stability of force sensors when detecting weak forces.
This remains a challenge for the future.
また、ロボットのハンドにより把持された対象物の把持
力を力センサにより検出する場合。Also, when the gripping force of an object gripped by a robot hand is detected by a force sensor.
軟質の対象物の把持力は硬質の対象物に比べて小さく、
力センサによる検出が姦しい。そこで、軟質の対象物か
ら硬質の対象物に至るＩで、有効な力センサ’に用いる
よ５［すると、広す幅の感度を持った高級な力センサを
必要とし、著しく高価忙なるという問題がある。The gripping force for soft objects is smaller than for hard objects.
Detection by force sensor is poor. Therefore, if it is used as an effective force sensor for objects ranging from soft objects to hard objects, the problem is that a high-grade force sensor with a wide range of sensitivity is required, which is extremely expensive. There is.
本発明の目的は、前記問題点を解決すべく。 An object of the present invention is to solve the above problems.
ロボットのハンドが軟質と硬質の対象物が混在し℃いる
中から、いずれの対象物をつかんだ場合にも、高級な力
センサを用いることなく１把持力の大きさを正確に検出
でき、しかも力検出の制御を簡易化し得るロボットの力
検出方法を提供するにある。Regardless of whether the robot's hand grasps a mixture of soft and hard objects, it is possible to accurately detect the magnitude of the gripping force without using a high-grade force sensor. An object of the present invention is to provide a force detection method for a robot that can simplify force detection control.
本発明は、ｒ−１ポツトのハンドで対象物ｔつか牟、ロ
ボットの触覚により検出した把持力の大きさの情＝Ｗメ
モリのバッファに格納する一方。In the present invention, information on the magnitude of the gripping force detected by the robot's tactile sense for an object (t or more) with r-1 hands (=W) is stored in a buffer in the memory.
視覚により検出した対象物の変形量の情報を、把持力の
大きさの情報に変換して前記バッファに格納するととも
に、力検出の制＃部では触覚により検出したｔｉＶｓ＃
と、視見により検出した情報のいずれによって制御する
か迷わないで制御可能となるように１両ｔｕｉｎ統合し
た制御テークを含酸したところに％徴を有するもので、
この構成により前記目的をすべて達成することかできた
ものである。Information on the amount of deformation of the object detected visually is converted into information on the magnitude of the gripping force and stored in the buffer, and the force detection control section converts the information on the amount of deformation of the object detected by the sense of touch into information on the magnitude of the gripping force.
And, it has a percentage mark when the control take that integrates one twin is included so that it can be controlled without hesitation as to which information is detected visually.
With this configuration, all of the above objectives could be achieved.
以下１本発明の一実施例を第１図ないし第５図により説
明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
第１図はロボットとその周辺設ｍ’ｉｉ示すもので、ロ
ボット１と、視覚とし１のカメラ３と。Figure 1 shows a robot and its peripheral equipment, including a robot 1 and a camera 3 for vision.
対象物の搬送手段１４とを備え又いる。前記ロボット１
のハンド２には、触覚としての力センサ８か設けられて
いるが、第１図中では省略され℃いる。前記対象物の搬
送手段１４では、軟質の対象物４と硬質の対象物５とを
混在させて搬送するようになっている。前記カメラ３は
、搬送手段１４で搬送されて来た対象物４．５を撮像し
、対象物４．５の位置情報をロボット１０制御装置（図
示せず）に提供する外、ハンド２により把持された対象
物４．５を撮像し、その画像は後述の画謙処理ボードに
より取り込まれるようになっている。ロボット１のハン
ド２は、カメラ３を通じて提供された位置情報に基づき
、軟質の対象物４と硬質の対象物５のいずれかｔ把持す
るようになっている。なお、この第１図では軟質の対象
物４と硬質の対象物５の外形が異なっている。The object conveying means 14 is also provided. Said robot 1
The hand 2 is provided with a force sensor 8 as a tactile sense, but it is omitted in FIG. The object conveying means 14 is configured to convey a mixture of soft objects 4 and hard objects 5. The camera 3 images the object 4.5 conveyed by the conveyance means 14, provides positional information of the object 4.5 to the robot 10 control device (not shown), and also grips the object 4.5 with the hand 2. An image of the object 4.5 is taken, and the image is taken in by an image processing board, which will be described later. The hand 2 of the robot 1 is configured to grip either a soft object 4 or a hard object 5 based on position information provided through the camera 3. In FIG. 1, the outer shapes of the soft object 4 and the hard object 5 are different.
第２図はロボットのハンド２が、外形が同じで材質が異
なる対象物をつかむ場合を示すもので、対象物４．５ｆ
ｔつかむ前のノ・ンド２の位置を鎖線で示し、硬質の対
象物５をつかんだ時の対象物５の外形とノ１ンド２の位
Ｉｌｌ Ｙ 果ＭＡで示し、軟質の対象物４をつかんだ
時の対象物４の外形とハンド２０位置を破線で示しでい
る。Figure 2 shows a case where the robot's hand 2 grasps objects with the same external shape but different materials.
The position of No. 2 before grasping is shown by a chain line, the outer shape of the object 5 when the hard object 5 is grabbed, and the position of No. 1 and No. 2 of No. The outline of the object 4 and the position of the hand 20 when grasped are shown by broken lines.
第３図は本発明方法乞実施するノ１−ド構成の一例を示
すもので、制御１１４１部としてのＣｐＵ ６と。FIG. 3 shows an example of a node configuration for implementing the method of the present invention, including a CPU 6 as a control section 1141.
メモリ７と、力センサ８の恢出テータを読み込ムインタ
ーフエイスポード９と、カメラ６から画１ポを取り込む
画１ボ処理ボード１０とを備えている。It is equipped with a memory 7, an interface board 9 for reading the output data from the force sensor 8, and an image processing board 10 for taking in the image from the camera 6.
次に、前ｓＧａポットとその周辺設備と１本発明方法″
４ｒ：笑施するハードの作用に関連して本発明方法を説
明する。Next, we will discuss the previous sGa pot, its peripheral equipment, and the method of the present invention.
4r: The method of the present invention will be explained in relation to the effect of the hardware used.
まず、搬送手段１４により第１図に示すように。First, as shown in FIG. 1 by the conveying means 14.
軟質の対象物４と硬質の対象物５とを混在させた状態で
搬送する。A soft object 4 and a hard object 5 are conveyed in a mixed state.
ついで、カメラ３により前記対象物４，５を撮像し、対
象物４．５の位置を検出し、その位置情報に基づいてロ
ボット１のハンド２により軟質の対象物４と硬質の対象
物５のいずれかをつかむ。Next, the camera 3 images the objects 4 and 5, detects the position of the objects 4 and 5, and based on the position information, the hand 2 of the robot 1 moves the soft object 4 and the hard object 5. Grab one.
ロボット１のハンド２が対象物をつかんだ時。When robot 1's hand 2 grabs an object.
ハンド２に設けられ工いる触覚としての力センサ８は把
持力の大きさを検出し、インターフェイスポード９はＣ
ｐＵ６からの指令によりカセｙす８の検出データを読み
込み、メモリ７の力センザ用バッファに格納する。A force sensor 8 provided on the hand 2 as a tactile sense detects the magnitude of the gripping force, and an interface port 9
The detection data of the case 8 is read according to a command from the pU 6 and stored in the force sensor buffer of the memory 7.
一方、視覚としてのカメラ３はハンド２により把持され
ている対象物を撮像し、画像処理ボード１０はＣＰＵ６
からの指令によりカメラ３で撮像した画像を取り込む。On the other hand, the camera 3 serving as a visual device takes an image of the object held by the hand 2, and the image processing board 10 is connected to the CPU 6.
The image captured by the camera 3 is captured by the command from the camera 3.
この画像処理ボード１０には、予めハンド２によりつか
む前の対象物の画像をカメラ３から取り込み、この画１
駅の外郭部分を線分化した画像データを記憶させておく
。そして１画像処理ボード１０ではカメラ３から現在取
り込んだ画像の外郭部分ヲ線分化した画像テータ乞作成
し、予め記憶している画像データと、現在線分化した画
像データとを比較し、ハンド２に把持されている対象物
の変形量をめ、ついで対象物の変形量をハンド２の把持
力の大きさに変換し、メモリ７の力センサ用バッファに
格納する。This image processing board 10 captures an image of the object before it is grabbed by the hand 2 from the camera 3, and this image 1
Image data in which the outer part of the station is divided into lines is stored. Then, the first image processing board 10 creates an image data in which the outer part of the image currently captured from the camera 3 is segmented into lines, compares the previously stored image data with the currently segmented image data, and sends it to the hand 2. The amount of deformation of the object being gripped is determined, and then the amount of deformation of the object is converted into the magnitude of the gripping force of the hand 2 and stored in the force sensor buffer of the memory 7.
ところで、第２図に示すように対象物が同じ形状で材質
が異なる場合には、対象物をノ・ンド２でつかんでみる
まではロボット１の力検出。By the way, as shown in FIG. 2, when the objects have the same shape but different materials, the force of the robot 1 is not detected until the object is grasped by the robot 2.
つまりハンド２の把持力の大きさの検出乞触覚としての
力センサ８により得られた情報によるか、視覚としての
カメラ６と画像処理ボード１０とにより得られた情報に
よるか１判別できない。In other words, it cannot be determined whether the magnitude of the gripping force of the hand 2 is detected by information obtained by the force sensor 8 as a tactile sense or by information obtained by the camera 6 and image processing board 10 as a visual sense.
そこで１例えば力の加わり方を第４図、第５図に示すよ
うに、４つの領域に分けて横細し。Therefore, 1. For example, as shown in Figures 4 and 5, the way in which force is applied is divided into four areas and horizontally narrowed.
左上の領域に力が加わった場合（その値を十とする）を
仮定する。Assume that a force is applied to the upper left area (assuming its value is 0).
まず、硬質の対象物５の場合には、第４図に示すように
、触覚側の分布は１１のようになるが二祝覚１１１！Ｉ
の力の分布１２は変化しない。その結果。First, in the case of a hard object 5, as shown in FIG. 4, the distribution on the tactile side is 11, but the second haptic sense is 111! I
The force distribution 12 remains unchanged. the result.
両省を合わせた力センサ用バッファ１６は前記分布１１
と同じＫなる。The force sensor buffer 16 that combines both departments is the distribution 11.
The same K becomes.
また、軟質の対象物４の場合には、第５図に示すように
、力センサ側の分布１１は変化しないか、視覚側の力の
分布は１２のようになる。その結果１両者を合わせたカ
センサ用ノ（ツファ１３は前記分布１２と同じになり、
しかも硬質の対象物５の場合と同じになる。Further, in the case of a soft object 4, as shown in FIG. 5, the force distribution 11 on the force sensor side does not change, or the force distribution 12 on the visual side becomes like that. As a result, the sum of both of them (the distribution 13 becomes the same as the distribution 12,
Moreover, it is the same as in the case of the hard object 5.
したがって−ＣｐＵ６は対象物の材質にかかわらず、力
センサ用バッファ１６ヲ監視することにより力検出のた
めの制御か可能となる。Therefore, the CpU 6 can control force detection by monitoring the force sensor buffer 16 regardless of the material of the object.
前述のように、この実施例ではロボット１のハンド２に
より対象物をつかんだ時、その把持力の大きさを、硬質
の対象物５については触覚としての力センサ８により検
出し、軟質の対象物４については視覚としてのカメラ３
Ｋより撮像し１画像処理ボード１０で処理して対象物
４の変形量をめ、この変形量を／％ンド２の把持力の大
きさに変換して検出するようにしているので、視覚を利
用し、力の検出の難しい軟質の対象物４に対する把持力
の大きさを検出でき、したかって対象物が材質が異なる
場合であっても、ハンド２の把持力の大きさを正確に検
出することができる。As mentioned above, in this embodiment, when an object is grasped by the hand 2 of the robot 1, the magnitude of the grasping force is detected by the force sensor 8 as a tactile sensor for the hard object 5, and for the soft object. Regarding object 4, camera 3 as visual sense
The image is taken from K and processed by the image processing board 10 to determine the amount of deformation of the object 4, and this amount of deformation is converted to the magnitude of the gripping force of /% hand 2 for detection. The gripping force of the hand 2 can be detected accurately even if the object is made of a different material. be able to.
さらに、この実施例によれｄｃｐＵ６は対象物により制
御方法を変更する必要がないので。Furthermore, according to this embodiment, there is no need to change the control method of the dcpU6 depending on the object.
力検出のための制＠ｊの簡易化乞図ることかできる。It is possible to simplify the system for force detection.
以上説明した本発明によｆｌば、ロボットのハンドで対
象物をつかみ、ロボットの触覚により検出した把持力の
大きさの情報と、視覚により検出した対象物の変形量の
情報を、把持力の大きさの情報に変換し１検出するよう
にし、特に硬質の対象物に比べて把持力が弱く、触覚で
は検出しにぐい軟質の対象物の把持力の大きさｔ、視覚
′？第１」用して検出するよりにしているので。According to the present invention described above, an object is grasped with the robot's hand, and information about the magnitude of the grasping force detected by the robot's tactile sense and information about the amount of deformation of the object detected visually are used to calculate the grasping force. This is converted into size information and detected as 1. In particular, the magnitude of the gripping force t of a soft object, which has a weaker gripping force than a hard object and is difficult to detect with the sense of touch, and the visual sense '? Because it is better to detect using ``first''.
ロボットのハンドが軟質と１］！ｉ！負のいずれの対象
物？つかんだ場合にも、尚級な力センサを用いること７
Ｌ〈１把持力の大きさを正確に検出し得る効果がある。The robot's hand is soft! i! Which object is negative? Even when grasping, use a sophisticated force sensor 7
This has the effect of accurately detecting the magnitude of the L<1 gripping force.
筐た１本発明によれは力検出の制仙」部では触覚により
検出した情報と、視覚により検出したイ＾−蛾のいずれ
かによって劃＃する迷わないで制御＝’Ｊ能となるよう
に、画情報を統合した制御データ鳴：栴成しているので
、制御部では対象物の４＝Ａ黄により制御方法を変更す
る必要がなり、シたがって制御の簡易化を図り得る効果
もある。According to the present invention, the force detection control section uses information detected by the sense of touch and information detected by the sense of sight to perform control without hesitation = 'J ability. Since the control data that integrates the image information is structured, it is necessary for the control unit to change the control method depending on the object 4=A yellow, which has the effect of simplifying the control. .
第１図は本発明を迩用丁べきロボットとその周辺設備ン
示す磨・硯図、第２図はロボットのハンドが外形が同じ
で材質の異なる対象物をつかんだ状態を示す正面図、第
３図は本弁明方法を実施するハード構成の一例乞ボすグ
ミツク因、第４図および第５図は触覚により咲出した力
の情報と視覚により検出した力の情報と馨統合した制御
卸テータの構成をボす説明図である。
１・・・ロボット ２・・・ロボットのハンド６・・・
尻覚とし王のカメラ
４・・・軟質のヌ１象物 ５・・・硬質の対象物６・・
・制（ｉ１１部であるＣｐＵ
７・・・メモリ
８・・・触覚としてのカセンザ
９・・・インター７エイスホート
第 １図
／４
晒２図Fig. 1 is a polished and inkstone drawing showing the robot and its peripheral equipment to which the present invention is applied; Figure 3 shows an example of a hardware configuration that implements the present defense method, and Figures 4 and 5 show a control system integrated with force information detected by the sense of touch and force information detected visually. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration. 1...Robot 2...Robot's hand 6...
Camera of the Asshole King 4... Soft Nu1 Object 5... Hard Object 6...
・System (CpU which is i11 part 7...Memory 8...Kasenza as a tactile sense 9...Inter 7 Eighth Horde Figure 1/4 Exposure 2
Claims (1)
より検出した把持力の大きさの情報をメモリのバッファ
に格納する一方、視覚により検出した対象物の変形量の
情報を１把持力の大きさの情報に変換して前記バッファ
に格納するとともに、力検出の制御部では触覚により検
出した情報と、視覚により検出した情報のいずれによっ
又制御するか迷わないで制倫可能となるように１画情４
４ｉを統合した制卸テータを構成したこと１￥特徴とす
るロボットの力検出方法。The robot's hand grasps the object, and the information on the amount of grip force detected by the robot's tactile sense is stored in a memory buffer, while the information on the amount of deformation of the object detected visually is stored in the memory buffer. In addition to converting the information into information and storing it in the buffer, the force detection control unit uses the information detected by the sense of touch or the information detected visually so that the control can be performed without hesitation. Love 4
A robot force detection method characterized by configuring a control unit that integrates 4i.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22682183A JPS60123285A (en) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | Method of detecting force of robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22682183A JPS60123285A (en) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | Method of detecting force of robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60123285A true JPS60123285A (en) | 1985-07-01 |
Family
ID=16851116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22682183A Pending JPS60123285A (en) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | Method of detecting force of robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60123285A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62199387A (en) * | 1986-02-26 | 1987-09-03 | オークマ株式会社 | Method and device for automatically adjusting gripping forceof robot hand |
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| US9415516B2 (en) | 2013-06-24 | 2016-08-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Control apparatus and control method for master slave robot, robot, control program for master slave robot, and integrated electronic circuit for control of master slave robot |
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| US11584016B2 (en) | 2018-04-24 | 2023-02-21 | Fanuc Corporation | Robot controller and system |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP22682183A patent/JPS60123285A/en active Pending
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