JPS63169281A - Pushing-force control system of robot - Google Patents

Pushing-force control system of robot

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Publication number
JPS63169281A
JPS63169281A JP70487A JP70487A JPS63169281A JP S63169281 A JPS63169281 A JP S63169281A JP 70487 A JP70487 A JP 70487A JP 70487 A JP70487 A JP 70487A JP S63169281 A JPS63169281 A JP S63169281A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
force
pressing force
pressing
resolution
Prior art date
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Pending
Application number
JP70487A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
雅彦 佐藤
次人 丸山
真司 神田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP70487A priority Critical patent/JPS63169281A/en
Publication of JPS63169281A publication Critical patent/JPS63169281A/en
Pending legal-status Critical Current

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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】 〔概要〕 力センサを有するロボットハンドの押し付け力制御方式
であって、ロボットの分解能以下の押し付け力を得るた
めに、ロボットより細かい分解能を有する機構手段を押
し付け台とし、ハンドの押し付け力の微調整を機構手段
の位置制御で行うように構成することにより、ロボット
の分解能以下の押し付け力を容易に得ることが可能とな
る。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] A pressing force control method for a robot hand having a force sensor, in which a mechanical means having a resolution finer than that of the robot is used as a pressing base, in order to obtain a pressing force that is less than the resolution of the robot. By configuring the device so that the pressing force of the hand is finely adjusted by controlling the position of the mechanical means, it becomes possible to easily obtain a pressing force that is less than the resolution of the robot.

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

本発明は、力センサを有するロボットハンドの押し付け
力制御方式に関する。
The present invention relates to a pressing force control method for a robot hand having a force sensor.

例えば、ロボットによりチューブ等を止め具に挿入固定
する作業を行う場合、ある量の押し付け力が必要となる
For example, when a robot inserts and fixes a tube or the like into a stopper, a certain amount of pressing force is required.

この作業の時、例えば止め具が非常に薄い場合にロボッ
トによって強い押し付け力で挿入を行うと、止め具を潰
してしまう恐れがある。
During this operation, for example, if the stopper is very thin and the robot inserts it with strong pressing force, there is a risk that the stopper may be crushed.

そこで、ロボットハンドに力センサを設け、これにより
強い押し付け力を制御する方法が採用されている。
Therefore, a method has been adopted in which a force sensor is provided in the robot hand and the strong pressing force is controlled using this sensor.

しか己、ロボットにて得られる分解能精度以下の調整が
必要な場合は、目標の押し付け力で押し付け作業を適切
に制御出来ないことになる。
However, if adjustment is required that is less than the resolution accuracy that can be obtained by the robot, the pressing operation cannot be appropriately controlled with the target pressing force.

かかる場合のロボットでも、最適な力で押し付け作業を
行わせるための力制御が出来ることが望まれる。
It is desired that the robot in such a case be able to control the force so that it can perform the pressing operation with an optimal force.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は従来例を説明するブロック図をそれぞれ示す。 FIG. 3 shows block diagrams explaining the conventional example.

第3図に示すブロック図はロボット2の動作を制御する
制御装置1と、 制御装置1の制御のもとに各種作業を行うロボット2と
、 ロボット2の各種作業を実行するハンド3及びハンド3
の押し付け力を検知する力センサ4と、止め具(b)を
支持しており、止め具fb)に対するチューブ(a)挿
入時のハンド3の押し付け力を受ける支持テーブル5と
を具備して構成されている。
The block diagram shown in FIG. 3 includes a control device 1 that controls the operation of the robot 2, a robot 2 that performs various tasks under the control of the control device 1, a hand 3 that performs various tasks of the robot 2, and a hand 3 that performs various tasks.
and a support table 5 that supports the stopper (b) and receives the pressing force of the hand 3 when inserting the tube (a) into the stopper fb). has been done.

又、制御装置1は3つのレジスタ61〜63.2つの演
算器64.65からなる演算処理部6と、演算器81.
アンプ82.モータ83.エンコーダ84及び力を位置
に変換し位置指令へフィードバックする力/位置変換器
7からなるロボット制御部8とを具備して構成されてい
る。
The control device 1 also includes an arithmetic processing unit 6 consisting of three registers 61 to 63, two arithmetic units 64 and 65, and arithmetic units 81.
Amplifier 82. Motor 83. The robot control unit 8 includes an encoder 84 and a force/position converter 7 that converts force into position and feeds it back to a position command.

尚、レジスタ61はチューブ(a)の移動開始位置X、
がセットされる開始位置レジスタ、レジスタ62はチュ
ーブ(a)の移動量ΔXをセットする移動量レジスタ、
レジスタ63はハンド3の目標押し付け力Fをセットし
ているカレジスタである。
Note that the register 61 indicates the movement start position X of the tube (a),
The register 62 is a movement amount register that sets the movement amount ΔX of the tube (a).
The register 63 is a register that sets the target pressing force F of the hand 3.

又、演算器64は開始位置レジスタ61と移動量レジス
タ62の内容を演算して(X、+ΔX)を送出し、演算
器65は力センサ4が検知した力f0と目標押し付け方
Fとを演算して、(ro−F)を送出する。
Further, the calculator 64 calculates the contents of the start position register 61 and the movement amount register 62 and sends out (X, +ΔX), and the calculator 65 calculates the force f0 detected by the force sensor 4 and the target pressing method F. and sends (ro-F).

ロボット制御部8内の演算器81は、演算器64の出力
(X、+ΔX)とエンコーダ84の出力とを演算し、モ
ータ83はロボット2の駆動源となる。
A computing unit 81 in the robot control unit 8 computes the output (X, +ΔX) of the computing unit 64 and the output of the encoder 84, and the motor 83 serves as a drive source for the robot 2.

又、エンコーダ84はモータ83の回転数を変換して所
定信号を出力し、力/位置変換器7は演算器65の出力
をロボット2の移動位置に変換する。
Further, the encoder 84 converts the rotation speed of the motor 83 and outputs a predetermined signal, and the force/position converter 7 converts the output of the calculator 65 into the movement position of the robot 2.

通常、ロボット2の分解能は0.1mm程度であり、ロ
ボット2による押し付け作業はこの分解能の範囲で行わ
れる。
Normally, the resolution of the robot 2 is about 0.1 mm, and the pressing operation by the robot 2 is performed within this resolution range.

即ち、第3図に示すようなチューブ(alを支持テーブ
ル5に設置されている止め具(b)に押し付け挿入する
作業をロボット2により実施する場合、移動開始前のチ
ューブ(a)の位置X、を開始位置レジスタ61に、目
標押し付け方Fをカレジスタ63に予めセットする。
That is, when the robot 2 performs the work of pressing and inserting the tube (al) into the stopper (b) installed on the support table 5 as shown in FIG. , are preset in the start position register 61, and the target pressing method F is preset in the register 63.

次に、ロボットハンド3の移動開始に伴い、その移動量
ΔXが移動量レジスタ62に順次セットされて行き、そ
の移動量ΔXに応じた駆動力をモータ83に与えること
により、ロボットハンド3はある押し付け力を持ってチ
ューブ(a)を止め具(b)の位置X、へ移動させる。
Next, as the robot hand 3 starts moving, the amount of movement ΔX is sequentially set in the movement amount register 62, and by applying a driving force corresponding to the amount of movement ΔX to the motor 83, the robot hand 3 moves to a certain position. Using pressing force, move the tube (a) to the stop (b) at position X.

移動量ΔXだけ移動させた時の押し付け力は、ロボット
ハンド3に設置されている力センサ4の検知信号をカレ
ジスタ63の内容と演算し、°その結果(fo−F)を
ロボット制御部8ヘフイードバツクすることにより得ら
れる。
The pressing force when the robot hand 3 is moved by the amount of movement ΔX is calculated by calculating the detection signal of the force sensor 4 installed in the robot hand 3 with the contents of the register 63, and transmitting the result (fo-F) to the robot control unit 8. It can be obtained by

即ち、カレジスタ63にセットされている目標値Fから
、発生力f0に比例した変位を滅じ、それを力/位置変
換器7を介して演算器81にフィードバックすることに
より、ロボットハンド3の力制御を行う。
That is, by eliminating the displacement proportional to the generated force f0 from the target value F set in the register 63 and feeding it back to the computing unit 81 via the force/position converter 7, the force of the robot hand 3 is reduced. Take control.

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

しかし、上述のようにロボットハンド3の力センサ4に
発生した力f0に比例して、チューブ(a)を止め具(
b)へ押し付ける1ステツプ毎の押し付け力制御は、ロ
ボット2の分解能以下で制御することが出来ない。
However, as mentioned above, in proportion to the force f0 generated in the force sensor 4 of the robot hand 3, the tube (a) is
The pressing force control for each step of pressing on b) cannot be controlled below the resolution of the robot 2.

従って、例えば微妙な押し付け力の制御をしないと、チ
ューブ(a)を止め具山)へ押し付け挿入する際、止め
具を押し潰してしまう可能性があるような作業は不可能
となる。
Therefore, for example, unless the pressing force is delicately controlled, it is impossible to perform an operation that may crush the stopper when inserting the tube (a) into the stopper thread by pressing it.

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

第1図は本発明の詳細な説明するブロック図を示す。 FIG. 1 shows a block diagram illustrating the invention in detail.

第1図に示す本発明の原理ブロック図は、第3図で説明
した機能ブロック2〜4と、 支持テーブル50を駆動するための情報を演算する演算
手段(演算部)60と、その情報にもとずきその情報ト
もとずきロボット2の押しつけ力の制御を行うロボット
制JB部80と、支持テーブル50の駆動を制御する制
御手段(支持テーブル制御部)90とを具備する制御装
置10と、 制御装置10の制御のちとにロボット2と同一方向に、
ロボット2の分解能以下の分解能を持って移動する機構
手段(支持テーブル)50とを具備して構成されている
The principle block diagram of the present invention shown in FIG. 1 includes functional blocks 2 to 4 explained in FIG. A control device comprising a robot control JB section 80 that controls the pressing force of the Motozuki robot 2 and a control means (support table control section) 90 that controls the drive of the support table 50. 10, and after the control of the control device 10, in the same direction as the robot 2,
The robot 2 is configured to include a mechanism means (support table) 50 that moves with a resolution lower than that of the robot 2.

〔作用〕[Effect]

ロボット2より細かい分解能を有する機構手段(支持テ
ーブル)50を押し付け台とし、ロボットハンド3の押
し付け力の微調整をロボット2と同一方向に移動する機
構手段(支持テーブル)50の位置制御で行うように構
成することにより、ロボット2の分解能以下の押し付け
力を簡易な方式で容易に得ることが可能となる。
A mechanism means (support table) 50 having a finer resolution than the robot 2 is used as a pressing base, and the pressing force of the robot hand 3 is finely adjusted by controlling the position of the mechanism means (support table) 50 that moves in the same direction as the robot 2. By configuring this, it becomes possible to easily obtain a pressing force that is less than the resolution of the robot 2 using a simple method.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の要旨を第2図に示す実施例により具体的に
説明する。
The gist of the present invention will be specifically explained below with reference to an embodiment shown in FIG.

第2図は本発明の詳細な説明するブロック図を示す。尚
、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。
FIG. 2 shows a block diagram illustrating the invention in detail. Note that the same reference numerals indicate the same objects throughout the figures.

ロボット2を制御する本実施例の制御装置10は、第3
図で説明した演算処理部6の機能ブロックに支持テーブ
ル50の移動量をセットする移動量レジスタ71と、支
持テーブル50の移動開始時点位置をセントしている移
動開始位置レジスタ72と、演算器65の演算結果(f
6−F)をバネ定数Ktで除算する徐算器73と、移動
量レジスタ71と徐算器73との出力を乗算する乗算器
74と、乗算器74と移動開始位置レジスタ72との出
力を演算する演算器75を付加して具備する演算処理部
60と、第3図で説明した演算器81に対する力/位置
変換器7からの入力及び力/位置変換器7を削除した機
能ブロック81〜84で構成されるロボット制御部80
と、 演算処理部60内乗算器74の出力とエンコーダ94の
出力とを演算する演算器91と、演算器91の出力を増
幅するアンプ92と、アンプ92から出力される駆動電
流で回転するモータ93と、モータ93と直結されてそ
のモータ93の回転に応じた信号を発生するエンコーダ
94とからなる支持テーブル制御部90とを具備して構
成されている。
The control device 10 of this embodiment that controls the robot 2 has a third
A movement amount register 71 that sets the movement amount of the support table 50 in the functional block of the arithmetic processing unit 6 explained in the figure, a movement start position register 72 that sets the movement start position of the support table 50, and an arithmetic unit 65. The calculation result (f
6-F) by the spring constant Kt, a multiplier 74 that multiplies the outputs of the movement amount register 71 and the divider 73, and the outputs of the multiplier 74 and movement start position register 72. An arithmetic processing unit 60 additionally equipped with a computing unit 75 for computing, an input from the force/position converter 7 to the computing unit 81 explained in FIG. 3, and a functional block 81 to which the force/position converter 7 is deleted. A robot control unit 80 consisting of 84
, an arithmetic unit 91 that calculates the output of the multiplier 74 in the arithmetic processing unit 60 and the output of the encoder 94, an amplifier 92 that amplifies the output of the arithmetic unit 91, and a motor that rotates with the drive current output from the amplifier 92. 93 and an encoder 94 that is directly connected to the motor 93 and generates a signal according to the rotation of the motor 93.

尚、本実施例の支持テーブル50の分解能は、ロボット
2の分解能の1710細かい分解能を有し、ロボット2
の移動方向と同一の方向に、支持テーブル制御部90の
制御のちとに移動する機構を有するものとする。
Note that the resolution of the support table 50 in this embodiment is 1710 finer than the resolution of the robot 2.
It is assumed that the support table has a mechanism that moves in the same direction as the movement direction under the control of the support table control section 90.

又、止め具(b)はロボット2より高い分解能を備える
支持テーブル50上に設置され、位置X、の位置にある
ものとする。
Further, it is assumed that the stopper (b) is installed on a support table 50 having a higher resolution than the robot 2, and is located at a position X.

ロボットハンド3で把握されているチューブ(alは、
止め具(b)に押し付け挿入されるために、位置X1か
ら1ステツプΔχずつ止め具(b)の位置X。
The tube grasped by robot hand 3 (al is
Position X of stop (b) by one step Δχ from position X1 to be pressed into stop (b).

に向かって移動する。move towards.

この移動量ΔXの移動間にロボットハンド3が止め具(
b)に接触すると、ロボットハンド3に設置されている
力センサ4により移動量ΔXに比例した押し付け力f0
を検知することが出来る。
While the robot hand 3 is moving by this amount of movement ΔX, the stopper (
b), the force sensor 4 installed on the robot hand 3 generates a pressing force f0 proportional to the amount of movement ΔX.
can be detected.

この時、押し付け力f0がチューブ(a)を取り付ける
のに必要とされる目標押し付け力Fよりも大きい場合は
、押し付け力f0と目標押し付け力Fとの差(ro−F
)を演算器65で求める。
At this time, if the pressing force f0 is larger than the target pressing force F required to attach the tube (a), the difference between the pressing force f0 and the target pressing force F (ro-F
) is calculated by the calculator 65.

次に、この差(re−F)をあるバネ定数K。Next, this difference (re-F) is a certain spring constant K.

にて除算して得た値((fo −F) /Kt、 )に
比例したステップm(但し、m”(foF)/Kt)を
求める。
A step m (where m''(foF)/Kt) proportional to the value ((fo - F)/Kt, ) obtained by dividing by is determined.

次に、止め具(b)を支持している支持テーブル50を
制御する支持テーブル制御部90に指示する目標位置X
tに1ステツプの移動量ΔZを掛けた値(X、+m・Δ
Z)を加える。
Next, the target position
The value (X, +m・Δ
Add Z).

これにより、目標押し付け力Fに近づけることが可能と
なる。即ち、上述の方法でロボット2の分解能以下での
力制御が可能となる。
Thereby, it becomes possible to approach the target pressing force F. That is, the above-described method allows force control to be performed at a resolution lower than the resolution of the robot 2.

従って、ロボット2に力制御を必要とする作業を行わせ
る場合、ロボット2の位置決め精度が比較的粗(でも良
く、ロボット2側の制御が容易になる。
Therefore, when the robot 2 performs work that requires force control, the positioning accuracy of the robot 2 may be relatively rough (even if the positioning accuracy is relatively low), and the control on the robot 2 side becomes easy.

又、バネ定数Ktを変化させることにより、支持テーブ
ル50の移動量が変化することになり、バネ定数Ktを
適宜設定することにより作業に最適な力制御が可能とな
る。
Furthermore, by changing the spring constant Kt, the amount of movement of the support table 50 is changed, and by setting the spring constant Kt appropriately, it is possible to control the force most suitable for the work.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のような本発明によれば、ロボ7)の分解能以下の
押し付け力を簡易な方式で容易に得ることが出来、しか
も作業に最適な力制御が出来ると言う効果がある。
According to the present invention as described above, it is possible to easily obtain a pressing force that is less than the resolution of the robot 7) using a simple method, and moreover, it is possible to perform force control that is optimal for the work.

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

第1図は本発明の詳細な説明するブロック図、第2図は
本発明の詳細な説明するブロック図、第3図は従来例を
説明するブロック図、をそれぞれ示す。 図において、 1.10は制御装置、    2はロボット、3はロボ
ットハンド、   4は力センサ、5.50は支持テー
ブル、  6.60は演算処理部、7は力/位置変換器
、  8,80はロボット制御部、6L72は開始位置
レジスタ、 62.71は移動量レジスタ、63はカレジスタ、64
.65,75,81.91は演算器、73は除算器、7
4は乗算器、      82.92はアンプ、83.
93はモータ、    84 、94はエンコーダ、を
それぞれ示す。 ネ1 図
FIG. 1 is a block diagram explaining the present invention in detail, FIG. 2 is a block diagram explaining the present invention in detail, and FIG. 3 is a block diagram explaining a conventional example. In the figure, 1.10 is a control device, 2 is a robot, 3 is a robot hand, 4 is a force sensor, 5.50 is a support table, 6.60 is an arithmetic processing unit, 7 is a force/position converter, 8, 80 is the robot control unit, 6L72 is the start position register, 62.71 is the movement amount register, 63 is the card register, 64
.. 65, 75, 81.91 are arithmetic units, 73 is a divider, 7
4 is a multiplier, 82.92 is an amplifier, 83.
93 is a motor, and 84 and 94 are encoders, respectively. Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 力センサ(4)を有するハンド(3)を用いて押し付け
作業を行うロボット(2)において、 その分解能を前記ロボット(2)が有する分解能より細
かくし、しかも前記ロボット(2)と同一方向に移動す
る機構手段(50)を設け、 前記ロボット(2)より細かい分解能を有する前記機構
手段(50)を押し付け台とし、 前記ロボットハンド(3)に取りつけられた前記力セン
サ(4)の信号にもとづき、前記ロボットハンド(3)
の所定位置から、押しつけられる物体に加わる押しつけ
力を前記機構手段(50)と共に調整することを特徴と
するロボットの押し付け力制御方式。
[Claims] A robot (2) that performs a pressing operation using a hand (3) having a force sensor (4), the resolution of which is finer than that of the robot (2), and ) is provided, the mechanical means (50) having a finer resolution than the robot (2) is used as a pressing base, and the force sensor (50) attached to the robot hand (3) is Based on the signal of 4), the robot hand (3)
A pressing force control method for a robot, characterized in that the pressing force applied to an object to be pressed is adjusted together with the mechanical means (50) from a predetermined position of the robot.
JP70487A 1987-01-06 1987-01-06 Pushing-force control system of robot Pending JPS63169281A (en)

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