JPS61262817A - System for controlling subject moving device - Google Patents

System for controlling subject moving device

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JPS61262817A
JPS61262817A JP10486085A JP10486085A JPS61262817A JP S61262817 A JPS61262817 A JP S61262817A JP 10486085 A JP10486085 A JP 10486085A JP 10486085 A JP10486085 A JP 10486085A JP S61262817 A JPS61262817 A JP S61262817A
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external force
speed command
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信彦 恩田
Toru Kamata
徹 鎌田
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Abstract

PURPOSE:To shift a subject by external force without detaching the subject, to improve the accuracy of a teaching action or to transport a heavy subject by taking a synchronization of a speed command and a power measurement value for a speed command. CONSTITUTION:When the power measurement value Fr being the output of a power sensor 3 is other than zero, the synchronization of the speed command Vc and the power measurement value Fr turns out the synchronized speed command Vc, and an external force adaptation control is executed. At this time, when the speed command Vc is set to zero, a synchronized speed command V'c becomes the power measurement value Fr to execute an external force control mode. Accordingly, when a hand HD touches a hand 5 to give external force, the synchronized speed command V'c=(-Fr) from the power sensor 3 drives a moving means MT in a direction where the external force comes to zero, and the hand 5 is moved. Then, when the external force is released, the synchronized command speed V'c disappears, and the hand 5 stops.

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段(第1図)作用 実施例 (α)一実施例の構成の説明(第2図、第3図)(b)
一実施例の外力制御モードの説明(第4図。
[Detailed description of the invention] [Table of contents] Overview Industrial field of application Conventional technology Problems to be solved by the invention Means for solving the problems (Fig. 1) Working example (α) One example Explanation of the configuration (Figures 2 and 3) (b)
Explanation of the external force control mode of one embodiment (FIG. 4).

第5図、第6図) (C)一実施例の指令制御モードの説明(第7図。(Figures 5 and 6) (C) Description of command control mode of one embodiment (FIG. 7).

第8図、第9図) (d)他の実施例の説明(第10図) (e)  別の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 物体を移動する移動手段を制御手段か速度制御して物体
を移動する物体移動装置において、制御手段か物体に加
わる力を検出する外力検出手段による力指令と速度指令
きの合成を合成速度指令とするように系を構成し、且つ
力指令を合成速度指令として与える外力制御モードを備
えることにより、外力に追従した移動を行なうようにし
たものである。
(Fig. 8, Fig. 9) (d) Explanation of another embodiment (Fig. 10) (e) Explanation of another embodiment Effects of the invention [Summary] Control means or speed control of a moving means for moving an object In an object moving device that moves an object by using a control means or an external force detection means for detecting a force applied to an object, the system is configured so that a composite speed command is obtained by combining a force command and a speed command, and the force command is combined. By providing an external force control mode that is given as a speed command, movement can be performed in accordance with external force.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、ロボット等の物体移動装置において、ハンド
等の物体に加わる外力に従って物体を移動することので
きる制御方式に関する。
The present invention relates to a control method for an object moving device such as a robot to move an object according to an external force applied to the object such as a hand.

物体を移動する物体移動装置は種々の分野で広く利用さ
れている。
Object moving devices that move objects are widely used in various fields.

例えは、ロボットにおいてはハンドを所望の位置に移動
し、ハンドによる種々の作業を可能とする。
For example, in a robot, the hand is moved to a desired position, allowing the hand to perform various tasks.

一般に係るロボット等の物体移動装置では、予じめ定め
られた移動指令によって移動制御を行なうmようにして
いるか、近年ロボットの高知能化への要求に従い種々の
制御方式か提案されている。
In general, object moving devices such as robots perform movement control based on predetermined movement commands, and in recent years, various control methods have been proposed in response to demands for higher intelligence of robots.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

係る制御方式において、ロボットに力覚を付与し、外力
を検出して移動を行なうこきか知られている。
In such a control method, it is known that a robot is given a sense of force and moves by detecting an external force.

例えば、特許出願公開昭56−85106号公報(特許
出願昭54−161557号)には、ロボットの教示作
業を行なうため、ロボットの先端に力検出器を゛設け、
この力検出器から発生する信号に基づいてロボットの移
動方向を演算し、この演算された指令値に基づいて、ロ
ボットの各腕を駆動する駆動装置を駆動せしめることに
より、教示を行なう操作者の労力の負担を軽減せしめる
ようにしたものが提案されている。
For example, in Patent Application Publication No. 56-85106 (Patent Application No. 54-161557), in order to teach the robot, a force detector is installed at the tip of the robot.
The direction of movement of the robot is calculated based on the signal generated from this force detector, and the drive device that drives each arm of the robot is driven based on the calculated command value, thereby making it easier for the operator to teach. Some proposals have been made to reduce the burden of labor.

係る提案は外力によって移動を行なうものの一褌であり
、ダイレクトティーチ方式として知られたものである。
Such a proposal is one in which movement is performed by external force, and is known as a direct teach method.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、係る従来の提案では、ハンドの代りに力
検出器を設け、操作者が力検出器を持って外力を付与す
ることにより移動を行なうものであるから、ハンドを付
けたまま外力によって移動させることかできない。この
ため、例えば、教示においては、実際にはハンドが動作
するための教示であるのに、ハンドを取り外すため、ハ
ンドの位置を想定した教示しかできず、正確な教示がで
きないという問題かあった。
However, in such conventional proposals, a force detector is provided in place of the hand, and the operator moves by applying an external force while holding the force detector, so the hand is moved by the external force while the hand is attached. I can't do anything. For this reason, for example, when teaching, the hand is actually taught to move, but since the hand is removed, the teaching can only be done assuming the position of the hand, and there is a problem that accurate teaching cannot be performed. .

又、ハンドに物品を保持せしめて手動による外力によっ
て物品を移動させる場合には、即ち運搬ロボットとして
用いるには、ハンドか取り外されるため、不可能である
という問題もあった。更に、通常の移動制御系と異なる
力制御系を構成する必要かあるため、制御系が複雑とな
り、高価格化か避けられないという問題もあった。
Furthermore, there is a problem in that it is impossible to use the robot as a transportation robot when the hand holds an article and moves the article by manual external force because the hand must be removed. Furthermore, since it is necessary to construct a force control system different from a normal movement control system, the control system becomes complicated, and there is also the problem that the price inevitably increases.

本発明は、物体(ハンド)を取外すことなく且つ移動制
御系を変更することなしに外力によって物体を移動する
ことのできる物体移動装置の制御゛方式を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control method for an object moving device that can move an object by an external force without removing the object (hand) or changing the movement control system.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図は本発明の原理説明図である。 FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention.

第1図(ト)中、5は物体(ハンドと称す)であり、例
えば物品を吸着する吸着ハンドであり、3は力センサ(
力検出手段)であり、物体に加わる外力を検出するもの
、MTは移動手段であり、モータで構成され、力センサ
3及びハンド5を移動させるためのもの、8は制御部(
制御手段)であり、速度指令VCと力センサ3の力計測
値Fγとの合成をとる合成部85を有し、合成した速度
指令V’C’(−VC−Fγ)で移動手段MTを制御す
るものである。
In FIG. 1 (g), 5 is an object (referred to as a hand), for example, a suction hand that suctions an article, and 3 is a force sensor (referred to as a hand).
MT is a moving means which is composed of a motor and is for moving the force sensor 3 and the hand 5; 8 is a control unit (
control means), which has a synthesis section 85 that synthesizes the speed command VC and the force measurement value Fγ of the force sensor 3, and controls the moving means MT with the synthesized speed command V'C' (-VC-Fγ). It is something to do.

従って、本発明では、基本的には速度制御系として速度
指令VCと力計測値Frの合成を速度指令とする系が組
まれている。
Therefore, in the present invention, basically a speed control system is constructed in which the speed command is a combination of the speed command VC and the force measurement value Fr.

〔作用〕 本発明では、前述の如く制御系か組まれているので、通
常の移動指令制御モードにおいては、速度指令VCか発
せられる。この場合、ハンド5に外力が加わっておらず
、従って、力計測値Frか零なら、速度指令vC′が合
成速度指令■′Cとなり、速度指令VCで移動手段か速
度制御される。又、ハンド5に外力が加わり、力センサ
3の出力である力計測値Frか零でなければ速度指令V
Cと力計測値F?’との合成(差)か合成速度指令V’
Cとなって外力適応制御が実行される。
[Operation] In the present invention, since the control system is constructed as described above, the speed command VC is issued in the normal movement command control mode. In this case, if no external force is applied to the hand 5, and therefore the force measurement value Fr is zero, the speed command vC' becomes the composite speed command ■'C, and the speed of the moving means is controlled by the speed command VC. Also, if an external force is applied to the hand 5 and the force measurement value Fr, which is the output of the force sensor 3, is zero, the speed command V is
C and force measurement value F? 'Composition (difference) with ' or composite speed command V'
C, and external force adaptive control is executed.

従って、ハンド5の移動中に何等かの物体に触れると自
律的に外力適応制御に移行し、即ち速度指令VCが力計
測値21分減少し、減速し、外部からの拘束力に応じた
制御が実行される。
Therefore, when the hand 5 touches some object while moving, it autonomously shifts to external force adaptive control, that is, the speed command VC decreases by 21 minutes of the force measurement value, decelerates, and controls according to the external restraining force. is executed.

一方、速度指令VCを零とすると、合成速度指令V’G
は力計測値Fγとなり、外力制御モードか実行できる。
On the other hand, if the speed command VC is set to zero, the composite speed command V'G
becomes the force measurement value Fγ, and the external force control mode can be executed.

従って、手HDJこよってハンド5に触れ、外力を与え
ると、力センサ3からの合成速度指令V’C=(−F’
γ)によって、外力か零となる方向に移動手段MTか駆
動され、ノ1ンド5は移動する。
Therefore, when the hand HDJ touches the hand 5 and applies an external force, the composite speed command V'C=(-F'
γ), the moving means MT is driven in the direction in which the external force becomes zero, and the node 5 moves.

従って、第1図(13)の如く位置Poにあるハンド5
を手HDで持って矢印方向に引つは゛つて外力を付与す
ると、第1図(Qの如くの力計測値Fγ、即ち合成指令
速度V’Cが出力され、これによって外力を零とする方
向、即ち外力が与えられた矢印方向に移動手段MTがハ
ンド5を移動する。位置P1で手HDを停止し、外力を
解除すると、力計測値Fγも第1図0の如く落ち、従っ
て合成指令速度■′Cも落ち、ハンド5は停止する。従
って速度制御系を変更せずに外力による物体の移動かで
きる。
Therefore, as shown in FIG. 1 (13), the hand 5 at position Po
When you hold it in your hand HD and pull it in the direction of the arrow to apply an external force, the force measurement value Fγ as shown in FIG. That is, the moving means MT moves the hand 5 in the direction of the arrow to which the external force is applied.When the hand HD is stopped at the position P1 and the external force is released, the force measurement value Fγ also falls as shown in FIG. ■'C also falls and the hand 5 stops.Therefore, the object can be moved by external force without changing the speed control system.

〔実施例〕〔Example〕

(α)一実施例の構成の説明 第2図は、本発明の一実施例構成図であり、直交型ロボ
ットを例にしたものである。
(α) Description of configuration of one embodiment FIG. 2 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention, taking an orthogonal robot as an example.

図中、第1図で示したものと同一のものは同一の記号で
示してあり、1α、1bはX軸モジュールであり、ロボ
ットの2つのX軸位置決め機構を構成し、各々X軸モー
タ10α、10hにより搬送パレット11α、11bを
X軸方向へ搬送位置決めするもの、2は門型ロボットで
あり、X軸モジュールlα、1hの両側に設けられた一
対の支持ベース20.21と、Y軸方向に移動する2軸
ブロツク22と、Z軸方向に移動する2軸可動部(アー
ム)23と、2軸ブロツク22を送り、ホールネジ24
1Zを回転させガイド25α、25bに沿ってY軸方向
に駆動するY軸モータ24と、2軸ブロツク22に設け
られ、2軸アーム23を図示しないボールネジ送り機構
を介しZ軸方向に駆動するZ軸モータ26とを有してい
る。3は前述の力センサであり、板バネ機構と歪ゲージ
とから成り、外力による板バネの変位を歪ゲージで電気
信号に変換するものであり、X、Y、Z、r軸の4自由
度カセンサで構成されるもの、4はγ軸モータであり、
Z軸アーム23に支持され、カセンサ3及びハンド5を
r軸を中心に回転させるもの、5は真空吸着ハンドであ
り、後述する第5図に示す如く筒状本体の先端に吸着面
か設けられるとともに、吸気ポンプに接続された吸気チ
ューブを有するもの、6は治具であり、パレット11α
上で円板(磁気ディスク板)9を固定するもの、7はベ
ースであり、パレット11bに搭載され、円板9が取付
けられるものである。
In the figure, the same components as those shown in FIG. , 10h to transport and position the transport pallets 11α, 11b in the X-axis direction, 2 is a gate-type robot, and a pair of support bases 20.21 provided on both sides of the X-axis modules lα, 1h, and The two-axis block 22 moves in the Z-axis direction, the two-axis movable part (arm) 23 moves in the Z-axis direction, and the two-axis block 22 is sent, and the hole screw 24
A Y-axis motor 24 rotates the arm 1Z and drives it in the Y-axis direction along guides 25α and 25b, and a Z motor 24 that is provided on the two-axis block 22 and drives the two-axis arm 23 in the Z-axis direction via a ball screw feeding mechanism (not shown). It has a shaft motor 26. 3 is the aforementioned force sensor, which consists of a leaf spring mechanism and a strain gauge, and converts the displacement of the leaf spring due to external force into an electrical signal using the strain gauge, and has four degrees of freedom in the X, Y, Z, and r axes. 4 is a γ-axis motor,
It is supported by the Z-axis arm 23 and rotates the sensor 3 and hand 5 around the r-axis. 5 is a vacuum suction hand, and as shown in FIG. 5, which will be described later, a suction surface is provided at the tip of the cylindrical body. 6 is a jig, and a pallet 11α has an intake tube connected to an intake pump.
7 is a base which is mounted on the pallet 11b and to which the disk 9 is attached.

80は操作パネルであり、オペレータが操作してコマン
ド、データを入力するもの、81はメモリであり、教示
データ等を格納するもの、82はプロセッサ(以下Cp
Uと称す)であり、マイクロプロセッサ等で構成され、
プレイバック時にメモリ81の内容を読出して各部へ指
令を与えるもの、83はサーボ制御部であり、X軸モジ
ュール14、IAのX軸モータl0IZ、IOA及びY
軸モータ24、z軸モータ26及びγ軸モータ4を位置
、速度制御するため、CpU82からの指令位置CX2
、Cx 、、 C’Y 、 CZ 、 Crカ入力すれ
、後述するハンド位置検出回路からの現在位置PX2、
PXI、PY 、 PZ 、 P γカフイー 1’ハ
ツクされ、更に合成部85から指示速度■CX〜v(r
が入力され、これらによってナーボ制fjlするもの、
84はパワーアンプであり、入力を増幅して、X、Y、
Z、γ軸モータ10(L、10b。
Reference numeral 80 is an operation panel, which is operated by an operator to input commands and data; 81 is a memory, which stores teaching data, etc.; and 82 is a processor (hereinafter referred to as Cp).
(referred to as U), which is composed of a microprocessor, etc.
83 is a servo control unit that reads the contents of the memory 81 and gives commands to each unit during playback, and controls the X-axis module 14, the X-axis motors 10IZ, IOA, and Y of IA.
In order to control the position and speed of the axis motor 24, z-axis motor 26, and γ-axis motor 4, the command position CX2 from the CpU 82
, Cx,, C'Y, CZ, Cr, the current position PX2 from the hand position detection circuit described later,
PXI, PY, PZ, P γ Cuffy 1' is hacked, and furthermore, the command speed ■CX~v(r
are input, and these are used to control fjl,
84 is a power amplifier that amplifies the input and outputs X, Y,
Z, γ-axis motor 10 (L, 10b.

24.26.iこ電流を供給するもの、85は前述の合
成部であり、第3図にて後述する如く、各軸の指令速度
vX1〜1− (と後述する力制御部の力制御出力PF
X−PFγとの差をとり、サーボ制御部83へ与えるも
の、86はティーチングボックスであり、教示を行うた
めに操作されるものであり、ダイレクトティーチを指示
するキー86αさ、2軸上昇指示を与えるZ軸キー86
b(!:、教示終了を指示するキー86Cとを有するも
の、87は力制御部であり、第3図にて後述する様に力
センサ3の検出出力F”X−Fγ1を受り、これをデジ
タル値FX〜Fγに変換するとともに不感帯を設定して
制御出力PFX−PFγを出力するもの、88はハンド
位置検出部であり、各軸のモータ1071,10h、2
4,26.4に設けらtLf、=ロータリーー」−ンコ
ーダの出力から各軸の現在位置PX1 、PX2 、P
Y、PZ、PFを求め、ハンド5の現在位置を得るもの
、89はバスであり、CP U 82とメモリ81.操
作パネル80.ティーチングボックス86.→ノーーボ
制御部831合成部85.力制御部87及びハンド位置
検出回路88とを接続し、データ、コマンドのやりとり
を行なうものである。
24.26. 85 is the above-mentioned synthesizing section, and as will be described later with reference to FIG.
86 is a teaching box that takes the difference from Give Z-axis key 86
87 is a force control unit which receives the detection output F''X-Fγ1 of the force sensor 3 as will be described later in FIG. 88 is a hand position detection unit that converts into digital values FX~Fγ, sets a dead zone, and outputs a control output PFX−PFγ, and motors 1071, 10h, 2 of each axis
4, 26. The current position of each axis PX1, PX2, P is determined from the output of the rotary encoder.
89 is a bus that calculates Y, PZ, and PF and obtains the current position of the hand 5, and a CPU 82 and a memory 81. Operation panel 80. Teaching box 86. →No-vo control section 831 synthesis section 85. The force control unit 87 and hand position detection circuit 88 are connected to exchange data and commands.

第3図は力制御部879合成部85.サーボ制御部83
及びパワーアンプ84の砕細回路である。
FIG. 3 shows the force control section 879 and the combining section 85. Servo control section 83
and a crushing circuit of the power amplifier 84.

図中、嬉2図で示したもの出回−のものは同一の記号で
示してあり、800〜803は各軸の合成回路であり、
力制御部87からの力制御指令PFX−PFγとCPU
82からの速度指令VX〜■zとの差を出力するもの、
804〜807は不感帯部であり、CPU82からの不
感帯幅WX〜Wγで設定され、力計測値FX−Frに対
し不感帯を与えるもの、808はスイッチであり、力計
測値FX−Frの入力許可、不許可をするものであり、
カフィードバックオン/オフをCP U82の制御によ
り行うもの、809はアナログ/デジタルコンバータ(
A/Dコンバータト称ス)であり、力センサ3からのア
ナログの力計測値FX。
In the figure, the ones shown in Figure 2 are shown with the same symbols, and 800 to 803 are composite circuits for each axis.
Force control command PFX-PFγ from force control unit 87 and CPU
One that outputs the difference between the speed command VX~■z from 82,
Reference numerals 804 to 807 are dead band parts, which are set by the dead band widths WX to Wγ from the CPU 82 and provide a dead band to the force measurement value FX-Fr. 808 is a switch that allows input of the force measurement value FX-Fr; It is prohibited,
809 is an analog/digital converter (
An analog force measurement value FX from the force sensor 3.

F’Y、F’Z、Fγをデジタル値に変換して、スイッ
チ808に出力するもの、83α〜83dは各々サーボ
回路であり、位置検出器88からの現在位置と指令位置
CX 、CY 、CZ 、Cr(!:(D差に基いて位
置制御し、且つ指令速度v′X〜■′γと実速度きの差
に基いて速度制御するもの、84α〜84dはパワーア
ンプであり、各々サーボ回路83α〜83dの出力に基
いて各軸のモータに駆動電流を供給するものである。
83α to 83d are servo circuits that convert F'Y, F'Z, and Fγ into digital values and output them to the switch 808, and they convert the current position from the position detector 88 and command positions CX, CY, and CZ. , Cr(!:(D) which performs position control based on the difference and speed control based on the difference between the commanded speed v'X~■'γ and the actual speed, 84α~84d are power amplifiers, A drive current is supplied to the motor of each axis based on the output of the circuits 83α to 83d.

従って、CPU82によってスイッチ部808かオフの
時には、力センサ3の出力(即ちA/l)コンバータ8
09の出力)は不感帯部8o4゜805.806,80
7へ入力されず、カフィードバックオフとなり、CpU
82からの指令位置CX’、CY 、CZ 、Cr及び
指令速度vx 、 vy 。
Therefore, when the switch unit 808 is turned off by the CPU 82, the output of the force sensor 3 (i.e. A/l) converter 8
09 output) is dead zone 8o4゜805.806,80
7 is not input, the CPU feedback is turned off, and the CpU
Commanded positions CX', CY, CZ, Cr and commanded velocities vx, vy from 82.

vz’、vYかそのまま各軸のサーボ回路83α〜83
dに入力され、位置、速度制御される。
vz', vY or just the servo circuits 83α to 83 for each axis
d, and the position and speed are controlled.

一方、CPU82によってスイッチ部808かオンの時
には、カフィードバックオンとなり、力センサ3の出力
は不感帯部804〜807を介し制御出力PFX 、P
FY 、PFZ 、PF rとなって合成@800〜8
03に入力し、指令速度■X。
On the other hand, when the switch section 808 is turned on by the CPU 82, the feedback is turned on, and the output of the force sensor 3 is transmitted through the dead zone sections 804 to 807 as control outputs PFX, P.
FY, PFZ, PF r and synthesized @800~8
03 and command speed ■X.

vY、■z、vr、=の合成出力V’X 、 V’Y 
、 V’Z 。
Composite output of vY, ■z, vr, = V'X, V'Y
, V'Z.

v′rかサーボ回路83α〜83dに速度指令としてて
与えられる。
v'r is given to the servo circuits 83α to 83d as a speed command.

尚、X軸はXl軸とX2軸の2つかあるか、1つのX軸
サーボ回路83α、アンプ84αで示してあり実際には
2つある。
It should be noted that there are two X-axes, an Xl-axis and an X2-axis, or there are actually two X-axes, although this is shown by one X-axis servo circuit 83α and one amplifier 84α.

(h)一実施例構成による外力制御(教示)モードの説
明。
(h) Description of external force control (teaching) mode according to the configuration of one embodiment.

第4図は、外力制御モードの一例としての教示モードの
処理フロー図、第5図はその動作説明図、第6図はメモ
リの内部構成図である。
FIG. 4 is a process flow diagram of the teaching mode as an example of the external force control mode, FIG. 5 is an explanatory diagram of its operation, and FIG. 6 is a diagram of the internal configuration of the memory.

第5図に示すパンツl−11iZ上の治具6にセットさ
れた円板9を吸着ハンド5の吸着面50で吸着して取り
出し、パレット11b土のベース7に設けられたスピン
ドル12にはめ込む作業を例に以下説明する。
The process of suctioning and taking out the disk 9 set in the jig 6 on the pants l-11iZ shown in FIG. will be explained below using as an example.

@ オペレータは、ティーチングボックス86のキー8
6αを操作し、バス89を介しCPU82に教示モード
を通知する。CpU82はこれによってダイレクトティ
ーチか指示されたと判定し、バス89を介し力制御部8
7のスイッチ808をオンし、カフィードバックオンL
する。更にCPU82は、バス89を介し力制御部87
の各不感帯部804〜807に不感帯幅wx 、wy 
、 wz 。
@The operator presses key 8 on the teaching pendant 86.
6α to notify the CPU 82 of the teaching mode via the bus 89. The CpU 82 determines that direct teaching has been instructed, and transmits the force control unit 8 via the bus 89.
7, turn on the switch 808, and turn on the cafe feedback L.
do. Further, the CPU 82 communicates with the force control section 87 via the bus 89.
Dead band widths wx and wy are provided in each of the dead band portions 804 to 807.
, wz.

Wγを設定する。Set Wγ.

■ オペレータは、ハンド5を手に持って目標位置の頭
上(B点)方向にハンド5をひっばる(又は押す)。ハ
ンド5に手によって外力か付与されると、力センサ3よ
り外力付与方向の外力が検出される。例えば、第5図の
場合+Y方向の外力が付与され、力センサ3よりY軸の
力計測値FYか出力される。この力計測値FYはA/l
)コンバータ809でデジタル値に変換された後、不感
帯部805に入力される。
(2) The operator holds the hand 5 in his hand and pulls (or pushes) the hand 5 in the direction of the target position overhead (point B). When an external force is manually applied to the hand 5, the force sensor 3 detects the external force in the direction in which the external force is applied. For example, in the case of FIG. 5, an external force in the +Y direction is applied, and the force sensor 3 outputs a Y-axis force measurement value FY. This force measurement value FY is A/l
) After being converted into a digital value by a converter 809, it is input to a dead band section 805.

各不感帯部804〜807は力計測値FX−Fγに対し
非線形要素を通した信号のフィードバックを行なうもの
であり、入力の絶対値力i不感帝幅設定値Wより小さい
時は出力をゼロとする。一方、入力の絶対値か不感帯幅
設定値Wより大きい時は、入力か正値の時は、(入力−
不感帯幅設定値)を出力とし、 入力が負値の時は、(入力子不感帯幅設定値)を出力と
する。
Each of the dead band sections 804 to 807 feeds back a signal through a nonlinear element to the force measurement value FX-Fγ, and when the absolute value of the input force i is smaller than the dead band setting value W, the output is set to zero. . On the other hand, when the absolute value of the input is larger than the dead band width setting value W, when the input is a positive value, (input -
(dead band width setting value) is output, and when the input is a negative value, (input child dead band width setting value) is output.

この不感帯部805〜807の存在によってハンド5が
空中に浮いた状態で、その場所に止めておきたい時に力
センサ3の力計測値にオフセット変動があると、それに
より、ハンド5の位置がドリフトすることがあるか、不
感帯幅より小さなオフセット変動に対しては、不感にな
り、ドリフト現象か生じない。
If the hand 5 is floating in the air due to the presence of these dead zones 805 to 807, and there is an offset variation in the force measurement value of the force sensor 3 when you want to keep it in place, the position of the hand 5 will drift. Otherwise, it becomes insensitive to offset fluctuations smaller than the dead band width, and no drift phenomenon occurs.

又、ハンド5をオペレータか手で導く時にオペレータへ
の応答として適当な抵抗力(不感帯幅に対応)を発生す
ることかできる。
Further, when the hand 5 is guided by the operator, an appropriate resistance force (corresponding to the width of the dead zone) can be generated as a response to the operator.

従って、力計測値FYは不感帯部805で前述の不感帯
処理が施され、力指令PFYとして合成回路801に入
力する。ここで、CPU82からの位置指令Cx、cy
、cz、cy及び速度指令VX、VY、VZ、Vrは零
であるから、合成速度指令V′YはPFYそのものであ
りY軸サーボ回路83hに速度指令として入力し、パワ
ーアンプ84bを介しY軸モータ24を駆動する。従っ
て、ハンド5は外力か付与された方向のB点に向ってハ
ンド5を持つ手の動きに追従移動する。オペレータはハ
ンド5がB点に到達すると、手をハンド5から1ij1
r。この時も不感帯部804〜807によってドリフト
現象か防止され、ハンド5はB点に停止する。
Therefore, the force measurement value FY is subjected to the above-described dead band processing in the dead band section 805, and is inputted to the synthesis circuit 801 as the force command PFY. Here, the position commands Cx, cy from the CPU 82 are
, cz, cy and speed commands VX, VY, VZ, and Vr are zero, so the composite speed command V'Y is PFY itself, and is input as a speed command to the Y-axis servo circuit 83h, and is input to the Y-axis via the power amplifier 84b. Drive the motor 24. Therefore, the hand 5 moves toward point B in the direction in which the external force is applied, following the movement of the hand holding the hand 5. When hand 5 reaches point B, the operator moves the hand from hand 5 to 1ij1.
r. At this time as well, the drift phenomenon is prevented by the dead band parts 804 to 807, and the hand 5 stops at point B.

@ 次にオペレータはハンド5を手に持って、手を0点
方向に下降する。ステップのと同様に、力センサ3から
は外力・付与方向の2軸方向の力計測値FZが出力され
、A/Dコンバータ809、スイッチ808及び不感帯
部806を介し力指令PFZか発生し、同様に合成速度
指令VZ(−−PFZ )がZ軸サーボ回路83・0に
入力し、パワーアンプ84 、cを介し2軸モータ26
を1駆動する。
@ Next, the operator holds the hand 5 and lowers the hand toward the zero point. Similarly to the step, the force sensor 3 outputs the force measurement value FZ in the two axial directions of the external force and application direction, and a force command PFZ is generated via the A/D converter 809, switch 808 and dead band section 806, and similarly The composite speed command VZ (--PFZ) is input to the Z-axis servo circuit 83.0, and is sent to the two-axis motor 26 via the power amplifiers 84 and c.
1 drive.

従って、ハント45は外力の付与された方向の0点に向
って、ハント95を持つ手の動きに追従移動する。更に
オはレータは治具6にハンド5をはめ合わせる。この時
、X、Y方向にずれがあれば、即ちB点が治具6の中心
に一致していないとはめ合いができないから、オペレー
タはハント95にX又゛はY方向に外力を与え、力セン
サ3よりY軸又はY軸の力計測値FX、FYを発生し、
同様にX軸モータ10α又はY軸モータ24を駆動して
ハン)@5を手の動きに追従移動させ、はめ合いを行な
う。これによってハンド5は正確に治具6(即ち、円板
9)の中心に位置することになり、X2軸。
Therefore, the hunt 45 moves toward the zero point in the direction in which the external force is applied, following the movement of the hand holding the hunt 95. Furthermore, the operator fits the hand 5 into the jig 6. At this time, if there is a deviation in the X and Y directions, that is, if point B does not match the center of the jig 6, fitting will not be possible, so the operator applies external force to the hunt 95 in the X or Y direction. The force sensor 3 generates Y-axis or Y-axis force measurement values FX and FY,
Similarly, the X-axis motor 10α or the Y-axis motor 24 is driven to move the hand 5 to follow the movement of the hand, and the fitting is performed. As a result, the hand 5 is accurately positioned at the center of the jig 6 (i.e., the disk 9), and the X2 axis.

Y軸の要素が確定する。The Y-axis element is determined.

■ オはレータはハンド5から手を離し、ティーチング
ボックス86の2軸上昇キー86Aを押下  −する。
■ The operator releases the hand 5 and presses the 2-axis up key 86A of the teaching box 86.

これによってCPU82はZ軸速度指令■zを発し、キ
ー86hの押下中VZをバス89を介し合成回路802
に与え、合成速度指令VZ  =■ZをZ軸す−ボ回路
83Cに与え、パワーアンプ84cを介しZ軸モータ2
6を駆動し、ハント95をZ軸方向に上昇せしめる。ハ
ント95が治具6から外に出た時も、前述の不感帯部8
04〜807によってX2軸、Y軸はその位置が保たれ
る。即ち不感帯なる非線形演算を施すことにより人工的
にクーロンまさり特性を作り出しているため、一定以上
の外力が付与されないと動かされない。ハント95が治
具6から完全に出た所の所望の位置でキー86bの押下
を止めると、CPU82はZ軸速度指令VZを零とする
ので、ハント95の上昇は停止する。
As a result, the CPU 82 issues a Z-axis speed command ■z, and sends VZ to the synthesis circuit 802 via the bus 89 while the key 86h is being pressed.
The composite speed command VZ=■Z is given to the Z-axis motor circuit 83C, and the Z-axis motor 2 is supplied via the power amplifier 84c.
6 to raise the hunt 95 in the Z-axis direction. Even when Hunt 95 comes out of the jig 6, the dead zone 8 described above
04 to 807, the positions of the X2 axis and the Y axis are maintained. In other words, since the Coulomb-superior characteristic is artificially created by applying a nonlinear calculation called a dead zone, it will not move unless an external force of a certain level or more is applied. When the key 86b is stopped being pressed at the desired position where the hunt 95 has completely come out from the jig 6, the CPU 82 sets the Z-axis speed command VZ to zero, so the hunt 95 stops rising.

■ 次に、オはレータはティーチングボックス86の終
了キー860を押下すると、CPU82は教示モート9
を終了し、操作、6ネル8oのキーボード9からのコマ
ンド9受は付は状態となる。オイレータがこのキーボー
ドからコマンド9としてPOINT指示(POINT 
DISK)を入力する。
■ Next, when the operator presses the end key 860 of the teaching box 86, the CPU 82 starts the teaching mode 9.
After completing the operation, the command 9 received from the keyboard 9 of the 6th channel 8o will be in the state. The oiler issues a POINT command (POINT) from this keyboard as command 9.
DISK).

■ このコマンドによりCPU82は位置検出器88(
1)各軸(7)値X(Xl 、X2 )、Y、Z、Tを
ノ2ス89を介し読みとり、メモリ81に教示データと
して格納する。
■ This command causes the CPU 82 to detect the position detector 88 (
1) Each axis (7) value X (Xl, X2), Y, Z, T is read through the nozzle 89 and stored in the memory 81 as teaching data.

メモリ81は第6図に示す如く作業テーブル81αと、
座標テーブル816とを有し、作業テーブル81αには
、作業シーケンス順にマクロ命令が予じめ記述されてい
る。例えばシーケンス′″’ ioo”(7,)lPI
CK DISKJ は、アル点(後述)に移動し、指定
速度で降下し、円板(DISK)9を吸着(PICK)
L、、ある点に戻るというコマンド9であり、シーケン
ス°“100”の「PLA、cE  5PINDLEJ
は、ある点に移動し、指定速度で降下し、吸着したもの
をスピンド。
The memory 81 includes a work table 81α as shown in FIG.
A coordinate table 816 is included in the work table 81α, and macro commands are written in advance in order of work sequence. For example, the sequence ``'''ioo'' (7,)lPI
CK DISKJ moves to Al point (described later), descends at the specified speed, and adsorbs disk (DISK) 9 (PICK).
L,, is the command 9 to return to a certain point, and the sequence ° "100""PLA, cE 5PINDLEJ"
moves to a certain point, descends at a specified speed, and spins what it attracts.

ル(SPINDLE)に置いて、ある点に戻れというコ
マンドである。このようなマクロ命令「PIα」rP 
LA CEJ等を設けることにより作業指示が容易とな
る。一方、座標テーブル81bには前述のマクロ命令の
目的語であるl’−DISKJ 、 [5PI−NDL
EJの前述のある点の位置座標を格納してあり、前述の
CPU82で読取った各軸の位置が格納される。
This is a command to return to a certain point. Such a macro instruction "PIα" rP
Providing LA CEJ etc. will make it easier to give work instructions. On the other hand, the coordinate table 81b contains l'-DISKJ, [5PI-NDL, which is the object of the macro instruction mentioned above.
The position coordinates of the above-mentioned point on EJ are stored, and the positions of each axis read by the above-mentioned CPU 82 are stored.

従って座標チーノル81Aには、IPOI N’l’D
ISKJがステップ■で指示されると、[DISKJの
欄に各軸の位置が格納され、この位置は目標物品(円板
9)の真上の座標(例えば第5図のG点)を示すことに
なる。
Therefore, at the coordinates Chinor 81A, IPOI N'l'D
When ISKJ is specified in step ■, the position of each axis is stored in the [DISKJ column, and this position indicates the coordinates directly above the target article (disc 9) (for example, point G in FIG. 5). become.

以下、円板9をスピンド9ル12にはめ合わせるための
教示も同様にして行なわれる。
Hereinafter, the teaching for fitting the disc 9 to the spindle 912 will be performed in the same manner.

ここで、円板9が複数枚治具6に積層されていても「D
IsKJの欄の1つの座標値で次の(clで “述べる
如く取り出しが可能となる。即ち、各円板9の深さ方向
の教示を行なう必要がなく外力適応制御によって取り出
しが円滑に行なわれる。
Here, even if a plurality of discs 9 are stacked on the jig 6, "D
With one coordinate value in the IsKJ column, extraction is possible as described in the following (cl).In other words, there is no need to teach the depth direction of each disk 9, and extraction is performed smoothly by external force adaptive control. .

(el  一実施例構成lこよる指令制御モート9の説
明。
(El Description of the command control motor 9 based on the configuration of one embodiment.

第7図は移動指令モート9としての円板吸着動作(PI
CK  DISK )の処理フロー図、第8図は移動指
令モードの説明図、第9図は移動指令モーrの動作説明
図である。
FIG. 7 shows the disk suction operation (PI) as the movement command motor 9.
CK DISK), FIG. 8 is an explanatory diagram of the movement command mode, and FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of the movement command mode r.

■ 操作パネル80より5TARTコマンド9が入力さ
れると、バス89を介しCPU82に動作開始命令が与
えられる。
(2) When the 5TART command 9 is input from the operation panel 80, an operation start command is given to the CPU 82 via the bus 89.

これによって、CPU82はメモリ81の作業テーブル
81cの命令文を解読し、「PICKDISKJである
と、吸着取出しくPICK)であると判別し、取出し処
理を開始する。
As a result, the CPU 82 decodes the command statement in the work table 81c of the memory 81, determines that "PICKDISKJ means to pick up by suction (PICK)", and starts the picking process.

次に、CPU82はメモリ81の座標テーブル81aの
「DIsKJ欄を読み出し、前述のG点(X21Y、Z
)の座標を得、これによる位置指令CX2 、CY 、
czを/sス89を介し、サーボ制御部83へ与え且つ
合成部85にx、y、z速度指令VX2. VY 、 
VZ ヲ与える。
Next, the CPU 82 reads the "DIsKJ" column of the coordinate table 81a of the memory 81, and selects the above-mentioned point G (X21Y, Z
) and obtain the position commands CX2, CY,
cz through the /s path 89 to the servo control section 83 and x, y, z speed commands VX2. VY,
I will give you VZ.

これによって、サーボ制御部83より/−?ワーアンゾ
84を介し駆動電流sx1  、sy、szがX軸モー
タ10α、Y軸モータ24.Z軸モータ26    ′
に供給される。
This causes the servo control unit 83 to control /-? Drive currents sx1, sy, sz are supplied to the X-axis motor 10α, Y-axis motor 24. Z-axis motor 26'
supplied to

従って、Y軸(X2軸)モジュール1aのX軸モータ1
0α、Y軸モータ24.Z軸モータ26が駆動されて、
真空吸着ハント95はX軸モジュール1α上の、Fレッ
ト11αの治具6の円板9上の指示されたG点(第5図
)に位置決めされる。
Therefore, the X-axis motor 1 of the Y-axis (X2-axis) module 1a
0α, Y-axis motor 24. The Z-axis motor 26 is driven,
The vacuum suction hunt 95 is positioned at a designated point G (FIG. 5) on the disc 9 of the jig 6 of the Flet 11α on the X-axis module 1α.

■ 次に、CPU82はハント9位置検出回路88の各
軸の現在位置PX2 、PY、PZからの所定のハンド
位置に到達したか否かを調べ、そして所定の位置に停止
した後の所定の時間経過後(0,5秒程度)、力センサ
3の振動停止とみなし、カフィード9ノ2ツクをオンと
する。即ち、力制御部87PFZを合成部85へ入力可
能とする。
■ Next, the CPU 82 checks whether or not the hand has reached a predetermined position from the current position PX2, PY, PZ of each axis of the hunt 9 position detection circuit 88, and determines whether or not the hand has reached a predetermined position after stopping at the predetermined position. After the elapse of time (approximately 0.5 seconds), it is assumed that the force sensor 3 has stopped vibrating, and the feed 9 and 2 switches are turned on. That is, the force control section 87PFZ can be input to the synthesis section 85.

■ CPU82は、パス89を介し速度指令値vZを合
成部85へ与える。前述の如く、円板9への接触前は力
指令PF’Z=0であるから、サーボ回路83cへは指
令速度として出力され、Z軸モータ26を速度制御する
。従って、吸着ハンド5は円板9に向って指令速度v1
で下降する。
(2) The CPU 82 provides the speed command value vZ to the synthesis section 85 via the path 89. As described above, since the force command PF'Z is 0 before contact with the disk 9, it is outputted as a command speed to the servo circuit 83c to control the speed of the Z-axis motor 26. Therefore, the suction hand 5 moves toward the disk 9 at the commanded speed v1.
to descend.

■ 一方、CPU82はバス89を介し力制御部87の
A/Dコンバータ809の力計測値FZを監視し、FZ
が所定の値Mとなると、吸着ハンド5が円板9に接触し
たと判定する。
■ On the other hand, the CPU 82 monitors the force measurement value FZ of the A/D converter 809 of the force control unit 87 via the bus 89, and
When becomes a predetermined value M, it is determined that the suction hand 5 has contacted the disk 9.

これとともに前述の如く外力適応制御に自律的に移行す
る。これを第8図によって説明する。
At the same time, the system autonomously shifts to external force adaptive control as described above. This will be explained with reference to FIG.

ハンド5が円板9に接近中では力センサ3の力計測値F
Z  は零であるから、VZ=VZであり、Z軸モータ
26はサーボ回路83cによってノぞワーアンプ841
?を介し速度制御され、ハンド5を下降せしめる。
When the hand 5 is approaching the disk 9, the force measurement value F of the force sensor 3
Since Z is zero, VZ=VZ, and the Z-axis motor 26 is connected to the nozzle amplifier 841 by the servo circuit 83c.
? The hand 5 is lowered by speed control via the lower end.

一方、ハンド5か円板9に位置PI(時刻11)で接触
すると、力センサ3か板バネで構成されているからたイ
つみ、このたわみを検出する歪ゲージ30より力計測値
FZか発生するか、不感帯幅WZに対応する押し付は力
(力計測値FZ)になるまで指令■Zで与えられた速度
で移動を続け、時刻t2でFZ>WZとなることによっ
て、力指令PFZか発生する。従って、合成回路802
の出力v’zは(VZ−PFZ)となり、合成速度指令
v′zは、速度指令vZから力指令PFZか差し引かれ
た形となり、見かけ上速度指令値を小さくし力計測値F
Zは上昇し、ハンド5は更に減速する。
On the other hand, when the hand 5 contacts the disk 9 at position PI (time 11), the force sensor 3 or the plate spring flexes, and the strain gauge 30 that detects this flexure generates a force measurement value FZ. Or, the pressing corresponding to the dead zone width WZ continues to move at the speed given by the command ■Z until it reaches the force (force measurement value FZ), and at time t2, FZ>WZ becomes, so that the force command PFZ or Occur. Therefore, the synthesis circuit 802
The output v'z is (VZ - PFZ), and the resultant speed command v'z is the force command PFZ subtracted from the speed command vZ, which apparently reduces the speed command value and reduces the force measurement value F.
Z rises and hand 5 decelerates further.

最終的な平衡状態では、時刻1oで位置POで2軸モー
タ26か停止し、実速度値か零となる。
In the final equilibrium state, the two-axis motor 26 stops at position PO at time 1o, and the actual speed value becomes zero.

この時入力指令■Zと力指令PFZか等しく、力指令P
FZは力センサの変形によって物体9への△ 押し付は力Fυとなるから、入力指令■Zは力指令とし
て働く。従って、入力指令■zの大きさが押し付は力を
制御することになる。
At this time, the input command ■Z is equal to the force command PFZ, and the force command P
Since FZ is △ pressed against the object 9 by deformation of the force sensor, it becomes a force Fυ, so the input command ■Z acts as a force command. Therefore, the magnitude of the input command z controls the pressing force.

この時の押し付は力は、入力指令■zによる力指令値と
不感帯幅Wに対応した力さの榊になり、一方、接近中の
速度は入力指令VCたけに依存するので、移動速度き押
し付は力を独立に制御できる。
The pressing force at this time will be the force corresponding to the force command value and dead zone width W by the input command For pushing, the force can be controlled independently.

入力指令■Zは接近時の速度指令値き押し付は力発生時
の力指令値の両方を兼ているため、速度計測値vZと力
計側値FZの出力レベルの相対的な大きさによ”つては
、1つの入力■Zで最適な移動速度と、最適な押し付は
力の両方を同時に満たせないおそれがある。
Input command ■Z is the speed command value at the time of approach. Pushing also serves as both the force command value at the time of force generation, so the relative magnitude of the output level of the speed measurement value vZ and the force meter side value FZ In this case, there is a possibility that one input (Z) may not be able to satisfy both the optimal movement speed and the optimal pressing force at the same time.

このため、力計測値FZのフィードバック量を可変にす
るための入力を設け、即ち、不感帯幅Wzによって、速
度指令■zと不感帯幅Wzを独立に設定し、最適な速度
指令値と、力指令値とを1つの入力指令で得るようにし
ている。又、力計測値FZのフィードバックゲインを固
定できることから、閉ループ制御系としてのループ利得
を一定に保ったまま(つまり制御系としての安定性を保
証しつつ)押し付は力を広い範囲で可変できること、及
びハンド5が空中に浮いた状態で(つまりハンド5が他
の物体を押していない時)、入力をゼロとし、その場所
に止めておきたい時、力センサ3の力計測値にオフセッ
ト変動かあると、それにより、ハンド5の位置がドリフ
トすることかあるが、この実施例では、不感情幅より小
さなオフセット変動に対しては、不感になり、ドリフト
現象はなくなる。
For this reason, an input is provided to make the feedback amount of the force measurement value FZ variable, that is, the speed command z and the dead band width Wz are set independently according to the dead band width Wz, and the optimum speed command value and force command are set independently. and the value can be obtained with one input command. In addition, since the feedback gain of the force measurement value FZ can be fixed, the pressing force can be varied over a wide range while keeping the loop gain as a closed loop control system constant (that is, while guaranteeing stability as a control system). , and when the hand 5 is floating in the air (that is, when the hand 5 is not pushing another object), when you want to set the input to zero and keep it in place, there is an offset change in the force measurement value of the force sensor 3. If this occurs, the position of the hand 5 may drift, but in this embodiment, it becomes insensitive to offset fluctuations smaller than the insensitivity width, and the drift phenomenon disappears.

) 従って、力センサ3のたわみ(変形)により接触時
のショックを吸収しつつ、モータ26の回転速度を連続
的に落としていと、速度が零となった所で、適切な押し
付は力を発生するという理想的な形とすることかできる
) Therefore, if the rotational speed of the motor 26 is continuously reduced while the shock at the time of contact is absorbed by the deflection (deformation) of the force sensor 3, appropriate pressing will result in no force being applied when the speed reaches zero. It is possible to create an ideal form in which it occurs.

このようにして接近、接触、押し付けの3過程が連続的
に円滑に且つ自律的に行なわれる。
In this way, the three processes of approaching, contacting, and pressing are performed continuously, smoothly, and autonomously.

即ち、ロボットによる物体の摩り出し作業等においては
、ロボットのハンドか物体に接近し、接触した後、一定
力で物体を押し付けて、把持を行−っており、同様に物
体の取付は作業等においても、相手物体に対し物体を把
持したハンドか相手物体に接近し、接触した後、相手物
体に把持した物体を一定力で押し付け、はめ込み、取付
けを行う。
In other words, when a robot works to grind an object, the robot's hand approaches the object, makes contact with it, and then presses the object with a certain force to grip it. In this case, the hand holding the object approaches the object, makes contact with the object, and then presses the gripped object against the object with a constant force to fit and attach the object.

本発明では、移動体であるハンドの前述の接近、接触、
一定力発生という3つの過程の制御を連続的に、且つ自
律的に行なうことかできる。
In the present invention, the above-mentioned approach and contact of the hand, which is a moving body,
The three processes of constant force generation can be controlled continuously and autonomously.

即ち接触の前後で連続的にモータの回転速度が落るため
接触時の衝撃を小さく抑えるこきがでと、力センサ3の
リニアな力出力値を使って速度制御モードから力制御モ
ードへ、タイミングよく、かつなめらかに切り替えてい
くこ(!:カできる。また押し付は力制御時は速度計測
値(実速度)のフィードバックは状tP&dフィードバ
ックの、いわゆるダンピング環として鋤らくため、制御
系としても、きわめて安定な形である。更に第5図のよ
うに、磁気ディスク9とスペーサー90症積み重ねたも
のを順に取り上げ、他の場所に移す時のように、ハンド
5が磁気ディスク9、又はスペーサー90を取る時の深
さが、変化していく場合でも、希望のハンド工師速度と
、希望の押し付は力か常に、かつ自動的に得られるため
、深さ方向の距離のティーチングが不用になって、ロボ
ットに作業を教示する人間の負担か軽くなり、ロボット
の知能化が一歩進むことになる。
In other words, the rotational speed of the motor decreases continuously before and after contact, so the impact at the time of contact is kept small, and the linear force output value of the force sensor 3 is used to change the timing from speed control mode to force control mode. It is possible to switch well and smoothly.Also, during force control, the feedback of the speed measurement value (actual speed) is generated as a so-called damping ring of tP&d feedback, so as a control system, Furthermore, as shown in FIG. 5, when a stack of magnetic disks 9 and spacers 90 is picked up one after another and transferred to another location, the hand 5 can move the magnetic disks 9 or spacers 90. Even if the depth when picking changes, the desired hand operator speed and desired force can always and automatically be obtained, making it unnecessary to teach the distance in the depth direction. This will reduce the burden on humans who teach robots how to work, and will make robots one step more intelligent.

又、この時、第9図に示す如くX軸方向に位置ずれかあ
り、ハンド5か円板9に接近中に治具6に接触して、は
め合いが円滑に行なわれない場合lこも、治具6との接
触により力センサ3からX軸の力計測値FXが第8図(
C)の如く発生し、F’X>WXとなるとこれによって
力指令PFXか出力され、合成回路SOOを介し合成速
度指令V’X (=−PFX)が発生し、X軸サーボ回
路83α及びパワーアンプ84αを介しX軸モータ10
αか駆動され、この場合、パレットlid、即ち治具6
か図の矢印X方向に動と、ハンド5と治具6のX軸方向
の相対位置誤差が修正される。このことはY@に対して
も同様であり、結局最大抗力が不感帯幅より小さい範囲
では治具6に沿いなから、カセンサ3のたわみによって
ハンド5と治具6の相対位置誤差か吸収され、一方、不
感帯幅を越えると、前述の如くモータの駆動によって相
対位置誤差の修正が行なわれ、治具6の中心(円板9の
中心)とハンド5の中心が自動的に合わされていと、′
挿入か実行される。この不感帯幅を変えることは、電気
的にみかけ上まさつ力を変えていることになる。
Also, at this time, if there is a positional deviation in the X-axis direction as shown in FIG. 9, and the hand 5 comes into contact with the jig 6 while approaching the disc 9, and the fitting is not performed smoothly, Due to the contact with the jig 6, the force sensor 3 outputs the X-axis force measurement value FX as shown in Fig. 8 (
C), and when F'X>WX, the force command PFX is output, and the composite speed command V'X (=-PFX) is generated via the composite circuit SOO, and the X-axis servo circuit 83α and the power X-axis motor 10 via amplifier 84α
α is driven, in this case the pallet lid, i.e. the jig 6
When the hand 5 and the jig 6 move in the direction of the arrow X in the figure, the relative positional error between the hand 5 and the jig 6 in the X-axis direction is corrected. This is the same for Y@, and as long as the maximum drag is smaller than the dead zone width, it will follow the jig 6, so the relative position error between the hand 5 and the jig 6 will be absorbed by the deflection of the force sensor 3. On the other hand, when the dead band width is exceeded, the relative position error is corrected by driving the motor as described above, and the center of the jig 6 (the center of the disk 9) and the center of the hand 5 are automatically aligned.
Inserted or executed. Changing the width of this dead zone means changing the apparent electrical force.

■更に、CPU82はバス89を介し、吸気チューブの
負圧を検出する図示しない圧力センサの出力を監視し、
吸着ハンド5か円板9を吸着したかを検出する。
■Furthermore, the CPU 82 monitors the output of a pressure sensor (not shown) that detects the negative pressure in the intake tube via the bus 89,
It is detected whether the suction hand 5 or the disk 9 is suctioned.

■ CpU82は、吸着ハンド5か円板9をe、着した
と判定すると速度指令値■zを零とし、次に前述のスイ
ッチ808をオフきしてカフィードバックをオフとする
(2) When the CPU 82 determines that the suction hand 5 or the disc 9 has landed, it sets the speed command value (2) to zero, and then turns off the above-mentioned switch 808 to turn off the feedback.

更1こCPU82は、吸着ハンド5を上昇すべく、前述
の座標テーブル811:lのrDIsKJの欄の座標を
読み出し、ステップ■と同様にしてG点へ戻す。これに
よって、円板9の取出しか行なわれる。次にこの摩り出
した円板9をスピンドル12にはめ合せるには前述と同
様に作業テーブル81αの次のシーケンスr PLAC
E 5PINDLE Jを読出し、これによって座標テ
ーブル81bのrSPINDLEJの欄の座標を読出し
、ステップ■、■、■と同様にして2方向に下降せしめ
、ベース7への接近、接触、押し付けを行い、吸着を解
除して円板9のベース7への取付けを行う。
Furthermore, in order to raise the suction hand 5, the CPU 82 reads the coordinates in the rDIsKJ column of the coordinate table 811:1 described above, and returns it to point G in the same manner as in step (2). As a result, only the disk 9 can be taken out. Next, in order to fit this polished disk 9 onto the spindle 12, the following sequence r PLAC of the work table 81α is performed in the same manner as described above.
E 5PINDLE J is read out, thereby reading out the coordinates in the rSPINDLEJ column of the coordinate table 81b, and the base 7 is lowered in two directions in the same manner as in steps ■, ■, and ■, and the base 7 is approached, contacted, and pressed, and adsorption is performed. After releasing it, the disk 9 is attached to the base 7.

このようにして、移動指令モードでは、物体への接近、
接触、押し付けが自律的に実行され、即ち外力適応制御
へ自律的に移行し、更に教示データによる位置に対し位
置ずれかあっても(例えば治具6の位置が微妙にずれて
いても)、これを修正することかできる。
In this way, in the movement command mode, the approach to the object,
The contact and pressing are executed autonomously, that is, the external force adaptive control is autonomously executed, and even if there is a positional deviation from the position according to the teaching data (for example, even if the position of the jig 6 is slightly shifted), Is it possible to fix this?

(d)他の実施例の説明 第10図はCPU82の処理説明図である。このの例で
は、合成部85及び力制御部87の機能をCPU82の
プログラムの実行によって行なうものである。
(d) Description of another embodiment FIG. 10 is an explanatory diagram of processing of the CPU 82. In this example, the functions of the synthesis section 85 and the force control section 87 are performed by the execution of a program by the CPU 82.

CpU82はメインルーチンにおいて、教示データのコ
マンドを解析し、これを実行して各軸の位置指令、速度
指令、力指令を作成し、バス89を介しサーボ制御部8
3へ出力し、又位置検出部88からの現在位置Pγ〜P
X2によって各軸の位置及び力センサ3の力計測値Fγ
〜FXをD/Aコンバータを介し監視する。
In the main routine, the CPU 82 analyzes commands in the teaching data, executes them to create position commands, speed commands, and force commands for each axis, and sends them to the servo control unit 8 via the bus 89.
3, and the current position Pγ~P from the position detection unit 88
The position of each axis and the force measurement value Fγ of the force sensor 3 are determined by X2.
~Monitor FX via D/A converter.

そして、カフィードバックオフモードでは、スイッチか
矢印点線の如く接続され、指令位置と指令速度をそのま
まサーボ制御部83へ与えて、各軸サーボ回路83α〜
83dを介し各軸を指令位置に位置決めする。一方、カ
フィードバックモード耗オンにおいては、スイッチか矢
印点線の如く接続され、所定周期でカフィードバック制
御の割込み処理ルーチンを実行する。即ち、力センサ3
の力計測4IIJiFγ〜FXをオフセット補正し、さ
らに不感帯処理して、帰還利得αを#(け制御出力PF
X−PFZを侍、これを指令速度又は指令力から差し引
いたものを指令速度V′γ〜V’X 2としてバス89
を介しサーボ制御部83へ与える。
In the feedback off mode, the switch is connected as shown by the dotted arrow line, and the command position and command speed are directly given to the servo control unit 83, and each axis servo circuit 83α to
Each axis is positioned at a commanded position via 83d. On the other hand, when the engine feedback mode is on, the switch is connected as indicated by the dotted arrow line, and an interrupt processing routine for engine feedback control is executed at a predetermined period. That is, force sensor 3
Force measurement 4IIJiFγ ~ FX is offset corrected, and dead band processing is performed to adjust the feedback gain α to #(ke control output PF
X-PFZ is Samurai, and what is subtracted from the commanded speed or commanded force is the commanded speed V'γ~V'X2, and bus 89
It is given to the servo control unit 83 via.

この場合、帰還利得αは、第8図(A)の減速の傾きを
制rfll L、前述の不感帯と同様に、指令速度と押
し付は力を一つの入力で制御することかできる。
In this case, the feedback gain α controls the slope of the deceleration shown in FIG. 8(A), and similarly to the dead zone described above, the command speed and pressing force can be controlled by one input.

従って、力指令PFは=α・(F−W)となる。Therefore, the force command PF becomes =α·(FW).

(e)  別の実施例の説明 前述のサーボ回路83として、本発明者等の提案による
関数発生部と閉ループ制御部とから成るものを利用する
と、一層、安定なサーボ系が実現できる。このサーボ回
路は、例えば雑誌[日経エレクトロニクス] 98] 
、9.28号」(日経マグロウヒル社発行)等において
周知であるので詳述しない。
(e) Description of another embodiment If the servo circuit 83 described above is composed of a function generating section and a closed loop control section proposed by the present inventors, a more stable servo system can be realized. This servo circuit is described, for example, in the magazine [Nikkei Electronics] 98]
, No. 9.28'' (published by Nikkei McGraw-Hill), etc., so it will not be described in detail.

又、ロボットをX軸か分割された直交型のもので説明し
たが、他の直交型ロボットにも適用でと、更に多関節型
等のロボットであってもよい。
Furthermore, although the robot has been described as an orthogonal type robot with an X-axis divided, the present invention may also be applied to other orthogonal type robots, or even multi-joint type robots.

更に動作例として磁気ディスク装置の組立てを例に説明
したか、これに限られず、他の動作であってもよく、し
かも教示を例に説明したか、ハンド5によって物品を把
持せしめ、これを外力によって所望の位置に搬送するも
のや、ハンド5か作業に都合の悪い位置にある時に、こ
れを別の位置に移動させるもの等であってもよい。
Further, as an example of the operation, the assembly of a magnetic disk device has been explained as an example, but the operation is not limited to this, and other operations may be used. The hand 5 may be conveyed to a desired position by hand, or it may be moved to another position when the hand 5 is in a position that is inconvenient for work.

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形か可能であり、本発明からこれ
らを排除するものではない。
Although the present invention has been described above using examples, the present invention can be modified in various ways according to the gist of the present invention, and these are not excluded from the present invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した様に、本発明によれば、物体を取外すこと
なく外力によって物体の移動が可能となるという効果を
奏し、例えば教示動作の精度か向上し、又重量物の運搬
等が可能となる。又、移動制御系を変更することなしに
実現できるので、系が安定であるという効果を奏する他
に、系か複雑さならずに実現できるという効果を奏し、
高価格化も防止できる。しかも、自律的状態(外力)適
応制御か可能な系によって実現しているので、この機能
を利用した外力による物体移動を可能とするという効果
も奏し、極めて便利な外力制御かでと、特にロボットに
用いることによって、ロボットの知能化ζこ寄与すると
ころか大きい。
As explained above, according to the present invention, it is possible to move an object by external force without removing the object, for example, the accuracy of teaching operation is improved, and it is also possible to transport heavy objects. . In addition, since it can be realized without changing the movement control system, it not only has the effect that the system is stable, but also has the effect that it can be realized without complicating the system.
High prices can also be prevented. Moreover, since it is realized by a system capable of autonomous state (external force) adaptive control, it also has the effect of making it possible to move objects by external force using this function, making it extremely convenient for external force control, especially for robots. By using it, it will greatly contribute to making robots more intelligent.

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

第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明の一実施例構成図、 第3図は第2図構成の要部回路図、 第4図は本発明による外力制御モードの処理フロー図、 第5図は第2図構成の動作説明図、 第6図は第2図構成のメモリの内部構成図、第7図は本
発明による移動指令モードの処理フロ1  −図、 第8図は第7図移動指令モードの説明図、第9図は第7
図移動指令モードの動作説明図、第10図は本発明の他
の実施例説明図である。 図中、3・・・力検出手段、 5・・・物体(ハンド)、 8・・・制御手段、 MT・・・移動手段。
Fig. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention, Fig. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a circuit diagram of the main part of the configuration shown in Fig. 2, and Fig. 4 is a processing in external force control mode according to the present invention. Flowchart, FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the configuration shown in FIG. 2, FIG. 6 is an internal configuration diagram of the memory configured in FIG. 2, FIG. The figure is an explanatory diagram of the movement command mode in Figure 7, and Figure 9 is an explanatory diagram of the movement command mode in Figure 7.
FIG. 10 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention. In the figure, 3... force detection means, 5... object (hand), 8... control means, MT... moving means.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)物体を移動する移動手段と、 該物体に加わる外力を検出する力検出手段と、速度指令
と該力検出手段の検出出力に対応する力指令との合成を
合成速度指令として該移動手段を移動制御する制御手段
とを有するとともに、該制御手段は、該力指令を該合成
速度指令として該移動手段を移動制御する外力制御モー
ドを備え、 該物体に加わる外力に従つて該移動手段により該物体を
追従移動させることを特徴とする物体移動装置の制御方
式。
(1) A moving means for moving an object, a force detecting means for detecting an external force applied to the object, a speed command and a force command corresponding to the detection output of the force detecting means, and a composite speed command that is set as a composite speed command for the moving means and a control means for controlling the movement of the object, and the control means has an external force control mode for controlling the movement of the moving means using the force command as the composite speed command, and the control means has an external force control mode for controlling the movement of the moving means using the force command as the composite speed command, A control method for an object moving device, characterized in that the object is moved in a follow-up manner.
(2)前記外力が該物体を手動操作することによつて与
えられることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
載の物体移動装置の制御方式。
(2) A control system for an object moving device according to claim (1), wherein the external force is applied by manually operating the object.
(3)前記制御手段が前記移動手段の移動による位置よ
り教示データを得ることを特徴とする特許請求の範囲第
(2)項記載の物体移動装置の制御方式。
(3) A control system for an object moving device according to claim (2), characterized in that the control means obtains teaching data from a position caused by the movement of the moving means.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57113115A (en) * 1980-12-30 1982-07-14 Fanuc Ltd Robot control system
JPS58169986U (en) * 1982-05-07 1983-11-12 オムロン株式会社 Teaching equipment for industrial robots
JPS603010A (en) * 1983-06-20 1985-01-09 Hitachi Ltd Control system of robot

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