JPS60161085A - Extractor for part - Google Patents

Extractor for part

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JPS60161085A
JPS60161085A JP1343084A JP1343084A JPS60161085A JP S60161085 A JPS60161085 A JP S60161085A JP 1343084 A JP1343084 A JP 1343084A JP 1343084 A JP1343084 A JP 1343084A JP S60161085 A JPS60161085 A JP S60161085A
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hand
finger
parts
force detector
force
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好秀 西田
平田 洋司
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、ばら積みされた部品な1個づつ取り出して
例えば組立ステーションなどの作条ステーションへ部品
を供給する部品取多出し装置17:関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a parts picking/unloading device 17 for picking up parts one by one from a pile of parts and supplying the parts to a cutting station such as an assembly station. be.

〔従来技術〕[Prior art]

位置と姿勢が定まっていないばら債みの状態で置かれた
部品を1個づつ取り出して所定の位置へ供給する装置と
して従来は部品の形状に合った振動式の部品供給装置が
めった。しかし、この振動式の部品供給装置は、汎用性
がなく部品形状の変更に適応できず、また振動式である
ため大型部品。
Conventionally, a vibrating component feeding device that matches the shape of the component has been used as a device for picking up parts placed in a loose state where the position and orientation are not fixed one by one and feeding them to a predetermined position. However, this vibrating type parts feeding device is not versatile and cannot be adapted to changes in part shape, and because it is a vibrating type, it cannot handle large parts.

破損し易い部品には不適当であると同時に、騒音が発生
するなどの欠点があった。
Not only is this method unsuitable for parts that are easily damaged, but it also has drawbacks such as the generation of noise.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明はかかる欠点を改善する目的でなされたもので
、各々三方力検出器と把持部を有する一対の指及びこの
指を対向して動かず駆動部ン有するハンドと、このハン
ドの位置と姿勢を変える位置決め装置にエリ、指の先端
がばら積み部品のいずれかに接f独したときに生ずる反
力の方向を検出して、接触した部品の位置と姿勢に合わ
せて部品を取り出すことかできる部品取り出し装置遅を
提供するものである。
The present invention has been made with the aim of improving such drawbacks, and includes a hand having a pair of fingers each having a three-way force detector and a gripping part, a driving part that does not move these fingers facing each other, and the position and posture of this hand. A component that can detect the direction of the reaction force that occurs when the tip of a finger touches one of the bulk parts and extract the part according to the position and orientation of the part in contact. This provides a slow ejection device.

〔発明の実施例」 第1図はこの発明の一実施例〉示す概略構成図である。[Embodiments of the invention] FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.

図ζこおいて、+11はハンド、(2)はハンド(1)
の位置と姿勢を変えるロボットの腕などの位置決め装置
、+31は取り出される部品、(4)は部品(6)が置
かれている箱である。
In Figure ζ, +11 is a hand, (2) is a hand (1)
A positioning device such as a robot arm that changes the position and attitude of the robot, +31 is the part to be taken out, and (4) is the box in which the part (6) is placed.

なお1箱1図で示したx、y、z座標系は、ハンド(1
1の把持方向YX軸とし、ハンド(1)の上・下方向Y
Z軸としX軸と2軸に直交する軸ry軸とじておフ、以
後の図で示したx、y、z座わ系もこれと同様である。
The x, y, z coordinate system shown in one box and one figure is hand (1
The gripping direction of hand (1) is YX axis, and the upper and lower Y directions of hand (1)
The Z-axis is an axis perpendicular to the X-axis and the ry-axis, and the x, y, and z seat systems shown in subsequent figures are also similar to this.

ハンド(17は第2図に示ず工うに一対の指(5aハ(
5b〕と指(5a)、(5b) Y対向して動作す駆動
部(6)から構成している。一対の指(5a)、(5b
)は各々把持部(7a) 、 (7b)と把J′4部(
7a)s(7b)よフ先端が突出した正分力検出器(8
a) 、 (8b)で構成し、把持音叉7a)と三方力
検出器(8a)は指支持部(17a)に固着され、把持
部(7b)と三方力検出器(8b)は指支持部(17b
)に固着されている。
The hand (17 is not shown in Figure 2) has a pair of fingers (5a
5b] and fingers (5a) and (5b). A pair of fingers (5a), (5b
) are gripping parts (7a), (7b) and gripping J'4 part (
7a) s (7b) A positive force detector (8) with a protruding tip
a) and (8b), the gripping tuning fork 7a) and the three-way force detector (8a) are fixed to the finger support part (17a), and the gripping part (7b) and the three-way force detector (8b) are fixed to the finger support part. (17b
) is fixed.

第6図に上記した三方力検出器(8a)の構成を示す。FIG. 6 shows the configuration of the three-way force detector (8a) described above.

図において、(9a)は検出ベース、(10a)は検出
ベース(9a)に両端で固定された板ばね、(Ila)
は板ばね(10a)の中央に固定され、X、X方向にそ
れぞれ2個所づつ薄肉部を有する弾性体である。
In the figure, (9a) is a detection base, (10a) is a leaf spring fixed at both ends to the detection base (9a), and (Ila) is a plate spring fixed at both ends to the detection base (9a).
is an elastic body that is fixed to the center of the leaf spring (10a) and has two thin portions in each of the X and X directions.

板ばね(10a)には歪ゲージ(12m)が中央を対称
に2個貼υつけてあり、弾性体(Ila)にはX方向に
薄くなっている部分に兎ゲージ(13a)が2個づつ貼
りつけられておシ、X方向に薄くなりでいる部分に歪ゲ
ージ(14a)が2個づつ貼りっけられている。板ばね
(10a)ならびに弾性体(Ila)に上記のように甘
)ゲージ(12a)〜(14a)ン貼pつげ、後述の、
l:5に歪ゲージ(12a)−(14a) Yブリッジ
回路に結綜することによって、指(5a)の先端すなわ
ち三方力検出器(8a)caJ先端に作用する力の2方
向成分ン歪ゲージ(12a)、X方向成分ン歪ゲージ(
1’3a)、y方向成分ケ歪ゲージ(14a)に1って
独立検出1゛ぎる。も5一方の三方力検出器(8b)も
上記とまったく同じに植成している。
Two strain gauges (12 m) are attached to the leaf spring (10a) symmetrically in the center, and two rabbit gauges (13a) are attached to the elastic body (Ila) in the thinner part in the X direction. Two strain gauges (14a) are pasted on each of the parts that are pasted and become thinner in the X direction. The leaf spring (10a) and the elastic body (Ila) are pasted with gauges (12a) to (14a) as described above, as described below.
By connecting the strain gauges (12a) to (14a) to the Y bridge circuit, the two-directional component of the force acting on the tip of the finger (5a), that is, the three-way force detector (8a) caJ, is connected to the strain gauge. (12a), X-direction component strain gauge (
1'3a), y-direction component strain gauge (14a) has 1 independent detection. The three-way force detector (8b) on the other hand is also implanted in exactly the same manner as above.

第4図に駆動部(6)のイ1り成ン示す。図において(
15)はベース、(16a)、(16b)はベース(1
5)の内1Ilil )こ対向して取ジつけられた一対
のスライドユニット、(17aL(17b) G!それ
ぞれスライドユニット(16a)。
FIG. 4 shows the construction of the drive section (6). In the figure (
15) is the base, (16a), (16b) is the base (1
Of 5), a pair of slide units (17aL (17b) and G!) are mounted facing each other with slide units (16a).

(16b)の可動面に固着された指支持部、(19)l
ま右ネジ(39a)と左ネジ(39b)の部分を有する
回転tl’;It。
A finger support fixed to the movable surface of (16b), (19)l
It is a rotation tl' having a right-hand thread (39a) and a left-hand thread (39b).

(18aL(18b)はそれぞれ回転軸(19)の右ネ
ジ(39a)。
(18aL (18b) are right-handed screws (39a) of the rotating shaft (19), respectively.

と左ネジ(39b)の部分に組み込まれ、指支持音L(
17a)m(17b)に固着されたナツト、(21)は
ベース(15)に固着された回転軸(19〕ン駆動する
モータ、(20)はモータ(21)の軸と回転軸(19
)ン連結するカッフUングである、 第5図に制御装置を示す。制御装置(22)は三方力検
出器(8a)(8b)からの出力信号を処理する正分力
検出回路(26)と、位[■決め装置(2)を制御する
位置決め装置制御回路(24)と、ハンド(1)のモー
タ(21)馨制(財)するハンド制御回路(25〕と、
マイクロコンピュータ(26)からなっている。
is incorporated into the left-hand screw (39b), and the finger support sound L (
17a) A nut fixed to m (17b), (21) a motor that drives a rotating shaft (19) fixed to a base (15), (20) a shaft of the motor (21) and a rotating shaft (19) fixed to the base (15);
Figure 5 shows the control device. The control device (22) includes a positive force detection circuit (26) that processes output signals from the three-way force detectors (8a) (8b), and a positioning device control circuit (24) that controls the positioning device (2). ), a hand control circuit (25) that controls the motor (21) of the hand (1),
It consists of a microcomputer (26).

正分力検出回路(23)GE歪ゲージ(12a)〜(1
4b)ごとにそれぞれ歪ゲージ出力信号処理回路(27
)〜(52)乞備えている。たとえば、処理回路(27
)では2個の歪ゲージ(12a)と2個の固定抵抗(6
6)で構成されたブリッジ回路がストレインアンプ(6
4)によって印加さね1、このブリッジの出力信号はス
トレインアンプ(64)で増幅され、直流信号として出
力される。他の歪ゲージ出力信号処理回路(28)〜(
32)も同様に直流信号を出力する。ただし、歪ゲージ
出力信号処理回路(27)(30)におけるブリッジ回
路は歪ゲージ(12aH12b)が貼9つけである板ば
ね(10a)、(10b)に作用する2方向の力だけを
取シ出すために、歪ゲージ(12a)、(12b)のそ
イア、それ2個が対向ず6ようにも4成し、歪ゲージ出
力信号処理回路(28)(29)(31)(32)にお
けるブリッジ回路は弾性体(11a)(11b)に作用
するXIy方向の力を取り出すために歪ゲージ(13a
)、(13b)、(14a)、L14b)のそれぞれ2
個がMWするように414成されている。歪ゲージ出力
信号処理回路(27)〜(62)からのIU流倍信号そ
れぞれマルチプレクサ(35)Y介してサンプルホール
ド回路(66)に入力され、A/D変換回WW9)でデ
ジタル41号化された陵、マイクロコンピュータ(26
)に取、り込まれる◎ 位置決め装置制御回路(24)はハンド(1)の位置と
姿勢を変える位置決め装置(2)の各軸のアクチェータ
vm動する複数のアクチェータ駆動回路からなフ、マイ
クロコンピュータ(26)から出力され、るにj令に従
ってアクチェータビ駆動する。
Positive component force detection circuit (23) GE strain gauge (12a) ~ (1
4b), each strain gauge output signal processing circuit (27
) ~ (52) Be prepared. For example, the processing circuit (27
), two strain gauges (12a) and two fixed resistors (6
The bridge circuit composed of 6) is a strain amplifier (6).
4), the output signal of this bridge is amplified by a strain amplifier (64) and output as a DC signal. Other strain gauge output signal processing circuits (28) to (
32) similarly outputs a DC signal. However, the bridge circuit in the strain gauge output signal processing circuits (27) and (30) extracts only the forces in two directions that act on the leaf springs (10a) and (10b) to which the strain gauges (12aH12b) are attached. For this reason, the strain gauges (12a) and (12b) are not facing each other, but are arranged in a 6-way configuration, and the bridges in the strain gauge output signal processing circuits (28), (29), (31), and (32) are connected. The circuit uses a strain gauge (13a) to extract the force in the XIy direction acting on the elastic bodies (11a) (11b).
), (13b), (14a), L14b) 2 each
414 pieces are configured so that the number of pieces is MW. The IU flow multiplier signals from the strain gauge output signal processing circuits (27) to (62) are each input to the sample hold circuit (66) via the multiplexer (35)Y, and converted into digital No. 41 by the A/D conversion circuit WW9). Taryo, Microcomputer (26
) The positioning device control circuit (24) consists of a plurality of actuator drive circuits that move the actuator vm of each axis of the positioning device (2) that changes the position and posture of the hand (1), and is implemented by a microcomputer. (26) and drives the actuator in accordance with the Runij command.

ハンド制φJ回路(ン5)はハンド(1)のモーター(
21〕f −q イクロコンピュータ(26)から出力
される指令に従って駆動する回路である。
The hand control φJ circuit (N5) is connected to the hand (1) motor (
21]f-q This is a circuit that is driven according to commands output from the microcomputer (26).

以上のように構成された部品取り出し装置の動作につい
て、−例として円柱部品ン対象として説明する。最初に
基本的な動作をわか)やす(するため、 −x、y平面
に対して傾いていない状態で置かれた円柱部品を数カ出
す動作について説明する。
The operation of the component extraction device configured as described above will be explained using a cylindrical component as an example. First, in order to understand the basic operations, we will explain the operation of taking out several cylindrical parts that are not tilted with respect to the -x and y planes.

まず、第6図で指(5a)、(5b)の正分力検出gK
8a)。
First, in Fig. 6, the positive component force gK of fingers (5a) and (5b) is detected.
8a).

(8b)と円柱部品(68)との接触に工っで生ずる反
力と円柱部品(68)の姿勢と位置との関係について説
明する6第6図(alはハンド(11を基準としたX、
7.Z座標において、ハンド(1)す軸2上方から円柱
部品(68ンに接触させた場合の三方力検出器(8a)
、(8b)と円柱部品(68)を示しておシ、円柱部品
(68)の軸はy軸に対して角度θ2傾いてお)、接触
点を含み円柱の軸と垂直な平面上すなわちオー2平面上
で接融点と軸心な結んだ直線と2軸のなす角度が01と
なっている場合を示している。8r!6図(blとic
lは(a)の接触状態における力の作用状態を角度θ1
が摩擦角θf↓り大きい場合について示している。円柱
部品(68)と接触している三方力検出器(8a )I
cは、接触点での法線方向の反力Nと摩擦力μ山1の合
力Fが作用しており、三方力検出器(8a)で検出され
るx、y、z方向の力Fx 、Fy 、F’zは次式で
与えられる。
(8b) and the cylindrical part (68), and the relationship between the posture and position of the cylindrical part (68). ,
7. In the Z coordinate, the three-way force detector (8a) when the hand (1) is brought into contact with the cylindrical part (68) from above the shaft 2.
, (8b) and the cylindrical part (68), the axis of the cylindrical part (68) is inclined at an angle θ2 with respect to the y-axis), and the axis of the cylindrical part (68) is tilted at an angle θ2 with respect to the y-axis). A case is shown in which the angle between the two axes and a straight line connecting the melting point and the axis on two planes is 01. 8r! Figure 6 (BL and IC
l is the operating state of force in the contact state of (a) at angle θ1
The case where is larger than the friction angle θf↓ is shown. Three-way force detector (8a) I in contact with cylindrical part (68)
c is the resultant force F of the reaction force N in the normal direction at the contact point and the friction force μ peak 1 acting on it, and the force Fx in the x, y, and z directions detected by the three-way force detector (8a), Fy and F'z are given by the following equations.

ここで、μは三方力検出器(8a)と円柱部品(68)
との間のI′J<擦係数であり、tS擦角θfとJf!
p;A係数μGまμニーθfQ)関係にある。したがっ
て、正分力検出f5 (8a)fこ作用する力Fx、F
y、E;’zから角度θ1.θ2b−次式で得られる。
Here, μ is the three-way force detector (8a) and the cylindrical part (68)
I′J<friction coefficient between tS friction angle θf and Jf!
p; A coefficient μG m μ knee θfQ). Therefore, the positive force detection f5 (8a) f is the acting force Fx, F
Angle θ1. from y, E;'z. θ2b - Obtained by the following equation.

ただし、上式は角度θlがJi、’Q擦角θf↓υ太ぎ
(・、1か合だけに成り立つ。
However, the above equation only holds true if the angle θl is Ji, 'Q friction angle θf↓υthick (·, 1).

角度θ1がめられれば、円柱部品(38)の軸を原点に
とったXLz座イ・、Vにおける接触点の位1δが円柱
部品(68)のコ1′径をγとして次式でめられる。
Once the angle θ1 is determined, the position 1δ of the contact point at the XLz seats A and V with the axis of the cylindrical component (38) as the origin can be determined by the following equation, where γ is the diameter of the cylindrical component (68).

1、cお角度θ1がM’4擦角θf以下の場合はX t
 Y方向のり月ま作用せず、Fx 、F”y 、F”z
 は次式で与えられる。
1. If the angle θ1 is less than M'4 friction angle θf, then
There is no effect in the Y direction, Fx , F”y , F”z
is given by the following equation.

したがって三方力検出器(8a)に作用する力Fx、F
y。
Therefore, the forces Fx, F acting on the three-way force detector (8a)
y.

Fzから角度θbθ2は得られない。The angle θbθ2 cannot be obtained from Fz.

次に上記した部品取シ出し装置にエフ部品を取り出す動
作ケ説明する。
Next, the operation of taking out F parts into the above-mentioned parts taking out device will be explained.

位置決め装置(2+にLカッ17ドf11をxy平面に
垂直な状態で、箱(4)の領域内の上方の任意の位置に
位置決めする。次いで、円柱部品(68)の直径より短
い距離に指(5a)、L5b)の間隔を設定した後、三
方力検出器(8a)、(8b)からの出力X al ’
lam Z a # X b mybIzbをマイクロ
コンピュータ(26)で監視しながら上方ニジハンド(
ηを位置決め装置(2)で下降させる。
Position the L cup 17 and f11 on the positioning device (2+) at an arbitrary position above the area of the box (4) in a state perpendicular to the xy plane.Next, place the finger at a distance shorter than the diameter of the cylinder part (68). After setting the interval of (5a), L5b), the output X al' from the three-way force detector (8a), (8b)
While monitoring lam Z a # X b mybIzb with the microcomputer (26),
η is lowered by the positioning device (2).

指(5a) 、 (5b)のいずれかが円柱部品(ろ8
)に接触し、三方力検出器(8a)、(8b)からの出
力xa、ya、za、xb。
Either finger (5a) or (5b) is a cylindrical part (lo 8
), and the outputs xa, ya, za, xb from the three-way force detectors (8a), (8b).

yb、zbのいずれかが所定の値以上になったところで
、ハンド(11の下降馨停止する。fcとえば、J鼠気
)が円柱部品(68)に接触したとする。指(5a)に
作用するX、Y方向の力がともに零であれば、指(5a
)の先端が箱+41の外に出るまでハンド(1)ヒ上昇
する。
It is assumed that when either yb or zb reaches a predetermined value or more, the hand (11) stops descending. fc, for example, J Mouse Qi, comes into contact with the cylindrical part (68). If the forces in the X and Y directions acting on the finger (5a) are both zero, the finger (5a)
) Hand (1) rises until the tip of the box is outside the box +41.

仄いで、円柱部品(68〕の半径ンγ、円柱部品(6B
)と指(5a)のJ、々h’を角をθfとすると、2 
rainθfだけxy平面の任右の方向−\ハンド(1
)を移動し、ハンド(1)を下降させてX、X方向のい
ずれかの力が零にならない位1δで接触させる。
In the distance, the radius γ of the cylindrical part (68), the radius γ of the cylindrical part (6B)
) and J, h' of finger (5a), if the angle is θf, then 2
Any direction on the xy plane by rainθf -\Hand (1
), lower the hand (1), and make contact at 1δ until the force in either the X or X direction does not become zero.

指(5a)に作用するX、X方向のいずれかの力が零′
ひなければ前旬己の式(2+ (31から円柱部品(3
8)の位11【と姿勢をマイクロコンピユータ(26)
で演算し、指(5a)の先端が箱(4)の外に出るまで
ハンド(1)ヲ上夕1した俵、円柱部品(68)の位置
と姿勢に合わせて。
The force acting on the finger (5a) in either the X or X direction is zero'
If not, the formula for the former self (2 + (31 to cylindrical part (3
8) Place 11 [and the posture of the microcomputer (26)
Calculate the position and posture of the bale and cylindrical part (68) that the hand (1) has placed until the tip of the finger (5a) comes out of the box (4).

xy平面でのハンド(11の位dと姿勢ン円柱の曲U1
部分ン接持するLうに油止する。次いで、円柱部品(6
8)の直径エフ大きく、円柱部品(68)をつかめる間
[箱に指を開ぎ、ハンド(1)ン下降し2方向の位置を
補正して指(5a)、L5b)を閉じる把持動作に移る
。指(5a)(5b)の把持部(7aH7b)↓り突出
している正分力検出′&(8a)L8b)がたわんt、
把持部(7a)(7b)に円柱部品(68)が接舷する
まで指(5a)(5b)Y閉じて把持動作が完了する。
Hand in the xy plane (11th place d and posture n cylinder song U1
Apply oil to the L seams that are attached to the parts. Next, the cylindrical part (6
8) diameter F is large, and while grasping the cylindrical part (68), open the fingers on the box, lower the hand (1), correct the position in two directions, and close the fingers (5a, L5b). Move. The gripping parts (7aH7b) ↓ of the fingers (5a) (5b) ↓ protruding positive force detection'& (8a) L8b) are bent,
The fingers (5a) and (5b) Y are closed until the cylindrical component (68) comes alongside the gripping portions (7a and 7b) to complete the gripping operation.

次いで、円柱部品(38)を把持した状態で、位置決め
装置(2)により所定の位置にハンドリングする。もし
、ハンドリング中lこ正分力検出器(8a)(8b)の
X方向の出力xa、xbがほぼ零となっていれば、把持
ミスあるいはハンドリング動作時に円柱部品(38〕が
落下したとして、再び最初の接触動作からや少なおす。
Next, the cylindrical part (38) is held and handled by the positioning device (2) to a predetermined position. If the X-direction outputs xa and xb of the component force detectors (8a) and (8b) during handling are almost zero, it is assumed that there is a gripping error or that the cylindrical part (38) has fallen during the handling operation. Again, make the initial contact motion a little less.

以上の動作をIllα次行なって円柱部品(38)Y 
’個づつ取力出も次に三欠元璧間中に任意の姿勢で箱の
中に置かれた円柱部品の取り出し動作について説明する
Perform the above operation next time to create a cylindrical part (38)Y.
Next, we will explain the operation of taking out cylindrical parts placed in a box in an arbitrary posture during the three-missing element.

把持動作、ハンドリング動作などは前記の動作とほぼ同
様であるから、接触動作ニジ円柱部品(68)の軸方向
ならびに接触点の位置を得る方法1重点に説明する、 ハンド(17’r箱(4〕の中へ下降すると、複数の円
柱部品(68)のいずれかに指(5a)、(5b)が接
触する。
Since the grasping motion, handling motion, etc. are almost the same as the above-mentioned motions, the method for obtaining the axial direction of the contact motion cylindrical part (68) and the position of the contact point will be explained with emphasis on the hand (17'r box (4) ], the fingers (5a), (5b) come into contact with any of the plurality of cylindrical parts (68).

指(5a〕が円柱部品(68)に接触したとすると、1
ti5a)と円柱部品(68)が最初に接触する状態と
しては円柱部品(68)の曲面上に指(5a)が接触す
る場合と。
Assuming that the finger (5a) touches the cylindrical part (68), 1
ti5a) and the cylindrical part (68) first come into contact with each other when the finger (5a) contacts the curved surface of the cylindrical part (68).

円柱部品(68)の平面上に指(5a)が接触する場合
の二つの状態がある。この二つの状態の判別は、最゛初
の(シ融点の近傍・\指(5a)Y接触させることで出
来る。ずなわち最初の接融動作でイqられた力の方向と
2回目の1妾触動作で得られた力の方向が同じであれば
平面上に接触した状態であシ、最初と2回目の接触動作
で得られる力の方向が違っていれば曲面上に接f独した
状態である、 まず、指(5a〕が円柱部品(68)の曲面上に接触し
た場合について、ハンド(1)ヲ基準にとったx、y、
z座標系で円柱部品(38)Y示した第7図(al、(
blで説明する。円柱部品(68)の軸方向単位ベクト
ルを指(5a)の最初と2回目の接触点での法線ベクト
ルを各々 とすると、円柱部品(68)の軸方向単位ベクトルbと
接触点での法線ベクトルalsa2は直交するから、次
式が得られる。
There are two situations when the finger (5a) contacts the plane of the cylindrical part (68). Distinguishing between these two states can be done by making the first (near the melting point) contact with the finger (5a). In other words, the direction of the force applied in the first welding operation and the direction of the force in the second welding operation can be distinguished. If the direction of the force obtained in the first contact motion is the same, it is in contact with a flat surface, and if the direction of the force obtained in the first and second contact motion is different, it is in contact with a curved surface. First, when the finger (5a) comes into contact with the curved surface of the cylindrical part (68), x, y,
Figure 7 (al, (
I will explain in bl. If the axial unit vector of the cylindrical part (68) is the normal vector at the first and second contact points of the finger (5a), then the axial unit vector b of the cylindrical part (68) and the normal at the contact point are Since the line vector alsa2 is orthogonal, the following equation is obtained.

また豆は単位ベクトルでめるからbのx、y、z成分b
x、by、bzは次式で与えられる。
Also, beans can be expressed as a unit vector, so the x, y, and z components of b
x, by, and bz are given by the following equations.

ただし、式(8)は alz=(l 、 a2z=Oe a2z 11aty
4axZ 011+Y J (91が全て成立たない場
合に成立つ。
However, formula (8) is alz=(l, a2z=Oe a2z 11aty
4axZ 011+Y J (Sets if all 91 do not hold.

一方、2方向から法線方向ベクトルalta2の点に接
触させたときに指(58)に作用する力は、法線ベクト
ルa1の点に接触している場合では次式で与えられる。
On the other hand, the force acting on the finger (58) when the finger (58) is brought into contact with the point of the normal vector alta2 from two directions is given by the following equation when the finger (58) is in contact with the point of the normal vector a1.

上式から角度α1.βd2次式で得られる。From the above formula, the angle α1. It is obtained by βd quadratic equation.

法線ベクトルalの各成分は角度α1.βIY用いて表
わすと であるから、指(5a)に作用する力から接触点の法線
ベクトルが得られる。従って2回の接触動作によって得
られた力から、式(8)、(it)、(12) ’(1
′用いて円柱部品(68)の軸方向単位ベクトルがイI
J、られムところで、ベクトルbと2軸tすむ平面上に
ありベクトル百と直交するベクトルHは次式で与えられ
る。
Each component of the normal vector al has an angle α1. Since it is expressed using βIY, the normal vector of the contact point can be obtained from the force acting on the finger (5a). Therefore, from the force obtained by two contact operations, equations (8), (it), (12) '(1
′, the axial unit vector of the cylindrical part (68) is
By the way, vector H, which is on a plane that intersects vector b and two axes t and is perpendicular to vector 100, is given by the following equation.

接触点での法線ベクトルxlはベクトル;乞ベクトルb
のまわりに角度θ回転させることによって得られるから
、ベクトルa1は次式で表わすことができる。
The normal vector xl at the contact point is a vector; the vector b
The vector a1 can be expressed by the following equation.

上式(12)と式(14)のベクトルの成分を比較して
、角度θが得られる。したがって、ベクトル百の方向を
7軸、ベクトルHの方向’&z’fll+、ベクトルπ
とベクトルCに垂直な方向に7軸をとっ7CX’、 y
’、 z’座標での接触点の位置は で与えられる。
The angle θ is obtained by comparing the components of the vectors in equations (12) and (14) above. Therefore, the direction of vector 100 is 7 axes, the direction of vector H is '&z'fll+, vector π
and taking the 7 axes in the direction perpendicular to the vector C, 7CX', y
The position of the contact point in ', z' coordinates is given by.

指(5a)が円柱部品(68沖平面上に接触した場合は
、指(5a)に作用する力から得られる法線ベクトルは
円柱部品(38)の軸方向ベクトルとなっているから、
円柱部品(68)の姿勢がわかる。次に、J鼠Em)な
曲面部に接触させ、得られた力り方式(it)L12λ
(14)、(15) ’Y用いてx’、 y’、 z’
座標系での接触点の位置ヲ得ることができる。
When the finger (5a) comes into contact with the cylindrical part (68), the normal vector obtained from the force acting on the finger (5a) is the axial vector of the cylindrical part (38).
The posture of the cylindrical part (68) can be seen. Next, the force method (it) L12λ obtained by contacting the curved surface part
(14), (15) 'Y using x', y', z'
The position of the contact point in the coordinate system can be obtained.

なお、接触動作において、角度α1が摩擦角θf以下で
指(5a)に作用する力Fx、Fyがともに零となった
場合、るるいは式(91の条件のいずれかと一致した場
合は、これらの条件がともに満されなくなるまで接jl
i1!位iliを変えて力乞検出する。
In addition, in the contact operation, when the angle α1 is less than the friction angle θf and the forces Fx and Fy acting on the finger (5a) are both zero, Rurui is until the conditions of are no longer satisfied.
i1! Change the position and detect the request.

次に、前記の接触動作で得られた円柱部品(胡]の姿勢
とx’、y′、z’座標系の接触位置に基づいて、まず
、ハンド(111¥:基準としたx、y、z座標系がx
’、y’、 z’座標系に一致するようにハンド(1)
の姿勢を位置決め装fl(2)で変え、さらにx’、y
’、z’座標系で得られている接触点の位置から、ハン
ド(1)が円柱部品(68)の曲面部分を把持できるよ
うにハンド【1)の位置を位置決め装置u (21で補
正し、把持してハンドリングする。
Next, based on the posture of the cylindrical part (hu) obtained by the above-mentioned contact operation and the contact position in the x', y', z' coordinate system, first, the hand (111 yen: x, y, z coordinate system is x
Hand (1) to match the ',y',z' coordinate system
The posture of is changed using the positioning device fl(2), and further x', y
From the position of the contact point obtained in the ', z' coordinate system, the position of the hand [1] is corrected by the positioning device u (21) so that the hand (1) can grip the curved part of the cylindrical part (68). , grip and handle.

1itl記実施例では、指支持部(17a ) m (
17b )に把持fA (7a)、(7b)と三方力検
出Ha (8a)、(8b)’を固着したものを示した
が1把持部(7a)、(7b)または三方力検出器(8
a)、(8b)のいずれかを、アクチェータを有する少
なくとも一軸の移動機構を介して、指支持部(17aL
(17b)に取り付けて、部品(31ヘ0)接触動作時
には相対的に正分力器(8a)、(8b)を把持部(7
a)、(7b) Lり突出させ、把持動作時には把持部
(7a)(7b)Y正分力検出器(8a)(8b)工9
突出させることにより、三方力検出器(8a)、(8b
) k過負荷から保護する構成にしてもよい。
In the embodiment described above, the finger support part (17a) m (
17b) with grip fA (7a), (7b) and three-way force detection Ha (8a), (8b)' fixed, but one grip part (7a), (7b) or three-way force detector (8
a) or (8b) is moved to the finger support portion (17aL) via at least one shaft moving mechanism having an actuator.
(17b), and when the component (31 to 0) is in contact, the positive force generators (8a) and (8b) are relatively connected to the grip part (7).
a), (7b) Protrude in the L direction, and during gripping operation, the gripping parts (7a) (7b) Y positive component force detectors (8a) (8b)
By protruding, the three-way force detectors (8a) and (8b
) k It may be configured to protect against overload.

また、前記実施例では把持部(7a)、(7b)と三方
力検出器(8a)、(8b) Y並列に配置したものを
示したが、第8図のように指支持部(17a)L17b
)に三方力検出器(8a)、(8b) k固着し、この
三方力検出器(8a)、(8b)に把持部(7a)、L
7b) ’lzt:固着して、三方力検出器(8a)、
(8b)と把持部(7a)、(7b) k直列に配置し
ても同様の効果を奏する。
Furthermore, in the above embodiment, the gripping parts (7a), (7b) and the three-way force detectors (8a), (8b) were arranged in Y parallel, but as shown in FIG. L17b
) are fixed to the three-way force detectors (8a), (8b), and the gripping parts (7a), L are fixed to the three-way force detectors (8a), (8b).
7b) 'lzt: fixed, three-way force detector (8a),
(8b) and the gripping portions (7a) and (7b) can be arranged in series to produce the same effect.

また、前記実施例においては円柱部品を例に説明したが
この発明によれば、三方力検出器(8a)。
Further, in the embodiment described above, a cylindrical component was explained as an example, but according to the present invention, a three-way force detector (8a) is used.

(8b)からの出力に応じて適宜部品の位置と姿勢に合
わせて、ハンド(1)の位置と姿勢を変え、最終的に部
品を把」yする11′T前に把持方向すなわちX方向だ
けの力が指(5a)、L5b)に作用する安定な把持状
態が得らノする工うに、ハンド(1)の位置と姿勢を変
えて部品を取シ出すことができるので、対象部品の形状
に限定されることなく広い応用が可能でるる。
In accordance with the output from (8b), the position and orientation of the hand (1) is changed appropriately according to the position and orientation of the part, and before finally grasping the part, only the gripping direction, that is, the X direction is used. In order to avoid obtaining a stable gripping state in which the force exerted on the fingers (5a) and L5b), the part can be taken out by changing the position and posture of the hand (1). A wide range of applications are possible without being limited to.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は以上説明し1ことおシ、:′r7の先端が部
品に接触し1こときに、指に作用する力の状態に工って
1部品の位置と姿勢を検出し、部品の位置と姿勢に合わ
せて部品を取り出すことができるように構成し、たので
、部品取り出[、の汎用性を高めることができるという
効果が必る。
The present invention has been explained above and has the following points: When the tip of 'r7 comes into contact with a part, the position and orientation of the part is detected by adjusting the state of the force acting on the finger, and the position and orientation of the part is detected. The configuration is such that parts can be taken out according to the user's posture and posture, which has the effect of increasing the versatility of parts taking out.

また」駆動部がないため騒音乞発生せず、作;’j、:
 J、l;i境の改善に寄与する効果がある。
Also, since there is no driving part, there is no noise.
J, l; has the effect of contributing to the improvement of the i environment.

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

241図はこの発明の実施例を示す概略Hit成図、第
2図はこの発明の実施例のハンドを示す斜視図、第6図
は第2図に示したハンドの三方力検出器を示す斜視図、
第4図は第2図に示したハンドの駆動部を示す平面図、
第5図はこの発明の実施例の制御装置のブロック図、第
6図(a)、(bl、[eJは水平に置かれた円柱部品
の取少出し動作の説明図、第7図(at、ibl &′
i三次元空間中に任意の姿勢で置かれた円柱部品の取シ
出し動作の説明図、第8図はこの発明の他の実施例を示
す斜視図である。 (・1)・・・ハンド、+21・・・位置決め装置、[
31・・・部品、(4)−相、(5a)、(5b) ・
−・指、+61−・・駆動部、(7a)、(7b)・・
・把持部、L8a)、(8b)・・・三方力検出器、(
22)・・・制御装置。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示すものとす
る。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第1図 第4図 第5図 2 m6図 第7図 8(b) A x′ 丁 続 補 正 書 (自発) 昭和59年 6月220 特許庁長官殿 1、事flの表示 特験昭 59−134!10号2、
発明の名称 部品取り出し装置 3、補正をする者 4、代理人 ゛ぐ− 6、補正の内容 (1)明細書第4貞m4行の「動作子」を「動かす」と
補正する、 (2)明細@第8貞第8行の「軸ZJを「2軸」と補正
する、 (3)明細書第11頁第16行の「接待」を「把持」と
補正する。 (4)明細書第4頁第7行の (5)明細書第15貝下から5行目の「力から、式(8
)、αυ、02」を12つの法線ベクトルから式(6)
」と補正する、 (6)明a讐第16貞第6行〜第7行のIa+J!’f
rc1a1」と補正する。 (7)明細116頁第8行の「上式(ロ)」を1式(2
)」と補正する、
Fig. 241 is a schematic hit diagram showing an embodiment of this invention, Fig. 2 is a perspective view showing a hand according to an embodiment of this invention, and Fig. 6 is a perspective view showing a three-way force detector of the hand shown in Fig. 2. figure,
FIG. 4 is a plan view showing the driving part of the hand shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a block diagram of a control device according to an embodiment of the present invention, FIGS. 6(a), (bl, and , ibl &′
FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the present invention. (・1)...Hand, +21...Positioning device, [
31... Part, (4)-phase, (5a), (5b) ・
-・Finger, +61-・Drive unit, (7a), (7b)・・
・Gripping part, L8a), (8b)...Three-way force detector, (
22)...control device. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts. Agent Patent Attorney Sanro Kimura Figure 1 Figure 4 Figure 5 Figure 2 m6 Figure 7 Figure 8 (b) Display of matter fl Tokken Sho 59-134! No. 10 2,
Name of the invention Parts extraction device 3, Person making the amendment 4, Agent 6, Contents of the amendment (1) Amend "operator" in line 4 of the specification to "move", (2) ``Axis ZJ'' in line 8 of Specification @ 8th Tei is corrected to ``2 axes.'' (3) ``Entertainment'' in line 16 of page 11 of the specification is corrected to ``grasping.'' (4) Page 4, line 7 of the specification (5) Line 5 from the bottom of the 15th shell of the specification: “From force, formula (8
), αυ, 02'' from the 12 normal vectors using equation (6)
”, (6) Ia+J in lines 6 to 7 of the 16th line of the 16th line! 'f
rc1a1”. (7) ``Formula (b) above'' on page 116, line 8 of the specification
)”

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 ばら積みされた複数個の部品の中から1イ]^の
部品を取シ出す装置において、各々三方力検出器と把持
部を有する一対の指及び該指を対向して動作させる駆動
部を有するハンドと、該ハンドの位置・姿勢を変える位
置決め装置と、前記三方力検出器からの出力を処理し前
記ハンドと位置決め装置を制御する制御f[1櫻置とを
備え、前記指の先細が部品に接触したときに前記指に作
用する力の状態によって、部品の位置と姿勢を検出して
、その検出結果から部品の位置と姿勢に合わせて部品を
取シ出すことを特徴とする部品数シ出し装置。 2、ハンドに有する三方力検出器と把持部を並列に配置
したことt特徴とする特許請求の範囲第1項記載の部品
数シ出し装置。 6、三方力検出器が把持部↓シ指が対向して動く方向な
らびに先端方向・\突出し、三方力検出器の先端が指の
先端となっていることを特徴とする特H’F請求の範囲
第2項記載の部品取り出し装置。 4、ハンドに有する三方力検出器と把持部が直列に配置
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の部品
数p出し装置。
[Scope of Claims] 1. A device for picking out a part 1i]^ from a plurality of parts stacked in bulk, comprising a pair of fingers each having a three-way force detector and a gripping part, and the fingers facing each other. A hand having a drive unit for operating the hand, a positioning device that changes the position and orientation of the hand, and a control f[1 positioning device that processes the output from the three-way force detector to control the hand and the positioning device. , detecting the position and orientation of the part based on the state of the force acting on the finger when the tapered end of the finger comes into contact with the part, and extracting the part according to the position and orientation of the part from the detection results. A parts counting device featuring: 2. The parts counting device according to claim 1, characterized in that the three-way force detector in the hand and the gripping portion are arranged in parallel. 6. A special H'F claim characterized in that the three-way force detector protrudes in the direction in which the gripping part ↓ fingers move oppositely and in the direction of the tip, and the tip of the three-way force detector is the tip of the finger. The parts removal device according to scope 2. 4. The device for determining the number of parts p according to claim 1, characterized in that a three-way force detector provided in the hand and a gripping portion are arranged in series.
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