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JP3086103B2 - Force control device for work machine - Google Patents

Force control device for work machine

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Publication number
JP3086103B2
JP3086103B2 JP05131277A JP13127793A JP3086103B2 JP 3086103 B2 JP3086103 B2 JP 3086103B2 JP 05131277 A JP05131277 A JP 05131277A JP 13127793 A JP13127793 A JP 13127793A JP 3086103 B2 JP3086103 B2 JP 3086103B2
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JP
Japan
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force
work
force control
tool
weight
Prior art date
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JP05131277A
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榑沼  透
信一 猿楽
正治 八木沼
健二郎 藤井
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は力制御作業機械の力制御
装置に関し、特に、複数のツールを必要に応じて自動的
に交換して力制御を伴う作業を行う力制御作業機械の力
制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a force control device for a force control work machine, and more particularly, to a force control of a force control work machine for automatically changing a plurality of tools as needed to perform work with force control. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、産業用ロボットすなわち複数の可
動軸を含むロボット本体(機構部)を有する自動的な作
業機械では、力センサおよび力制御演算部を備え、これ
らの働きで力制御を行って作業を実行する方式が各種提
案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an industrial robot, that is, an automatic working machine having a robot main body (mechanical unit) including a plurality of movable axes, includes a force sensor and a force control calculating unit, and performs the force control by these operations. Various methods have been proposed for performing tasks.

【0003】一般に力を伴う作業において、力センサを
利用して作業における力要素を検出しこの検出情報を参
照して作業を望ましい状態に制御する場合、力センサで
は、作業で発生する力と、力センサより先に取り付けら
れている作業ツールの重量による力とが合成されて検出
される。作業のみによって発生する力を正確に検出する
ためには、力センサで検出された力の値へのツール重量
による影響を最小限にする必要がある。影響を最小限に
する従来の方法として、例えば特開昭62−74594
号公報に開示される方法がある。
[0003] Generally, in a work involving a force, when a force element in the work is detected by using a force sensor and the work is controlled to a desired state by referring to the detected information, the force sensor determines the force generated in the work, The force due to the weight of the work tool attached prior to the force sensor is combined and detected. In order to accurately detect the force generated only by the work, it is necessary to minimize the influence of the tool weight on the value of the force detected by the force sensor. As a conventional method for minimizing the influence, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-74594
There is a method disclosed in Japanese Patent Publication No.

【0004】上記の先行文献では、力センサの先に取り
付けられているハンド(ツールに相当)の重量や重心位
置を求め、力センサの検出値に対するハンドの重量によ
る影響を計算により補正することで良好な力制御を行う
方法を提案している。具体的に、ツールを産業用ロボッ
トに取り付けた後、ロボット本体に複数(少なくとも3
つ)の姿勢を採らせ、各姿勢における力の検出値と力セ
ンサの検出方向を記憶する。この結果を用いてツールの
重量と重心位置を演算により求め、登録する。作業を行
う時には、登録されている重量と重心位置の各値、およ
びその時の力センサの検出方向を用いて、ツールの重量
に関し力センサで検出されると予想される値を計算し、
求めた重量値を実際の力の検出値から減算する。このよ
うにして得られた力の検出値を用いて力制御を行うこと
により、バリ取りなどの力が必要な作業を良好に行うこ
とが可能となる。
In the above-mentioned prior art, the weight and center of gravity of a hand (corresponding to a tool) attached to the tip of a force sensor are obtained, and the influence of the hand weight on the detection value of the force sensor is corrected by calculation. A method for performing good force control is proposed. Specifically, after attaching the tool to the industrial robot, a plurality (at least 3
And the detected values of the force in each posture and the detection direction of the force sensor are stored. Using this result, the weight and the position of the center of gravity of the tool are calculated and registered. When performing the work, using the registered values of the weight and the position of the center of gravity and the detection direction of the force sensor at that time, calculate the value expected to be detected by the force sensor with respect to the weight of the tool,
The obtained weight value is subtracted from the actual force detection value. By performing force control using the detected value of the force obtained in this manner, it is possible to satisfactorily perform work requiring force such as deburring.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の技術を含めて従
来の技術では、一般的に、複数の作業ツールを予め準備
し作業中に必要に応じて作業ツールを交換しまたは選択
して作業を行うことについてはまったく考慮されておら
ず、そのため力制御を用いた作業では1つの作業ツール
を用いてしか作業できないという問題点があった。
In the prior art including the above-mentioned technology, generally, a plurality of work tools are prepared in advance, and the work tools are exchanged or selected as needed during the work. No consideration is given to what to do, and there is a problem that work using force control can only be performed using one work tool.

【0006】本発明の目的は、力制御を要する作業機械
において、複数の作業ツールを用意し必要に応じて自動
交換していずれかの作業ツールを使用する作業において
も円滑に自動作業を行える力制御作業機械の力制御装置
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a working machine which requires force control, a plurality of working tools which are automatically exchanged as necessary and which can be used for any one of the working tools so that automatic work can be smoothly performed. An object of the present invention is to provide a force control device for a control work machine.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る力制御作業
機械の力制御装置は、上記目的を達成するため次のよう
に構成される。
A force control device for a force control work machine according to the present invention is configured as follows to achieve the above object.

【0008】少なくとも1つ以上の可動軸を有する機構
部と、この機構部の先部に取り付けられた力検出手段
と、力検出手段に取り付けられた作業ツール交換手段
と、この作業ツール交換手段によっていずれか1つが選
択的に装着される複数の作業ツールとを有する力制御作
業機械に適用されものであり、力検出手段で検出された
力データを用いて制御指令を作成しこの制御指令で機構
部の動作を制御し機構部に装着された作業ツールに作業
を行わせる力制御実行手段を有し、さらに、複数の作業
ツールのそれぞれの少なくとも重量と重心位置に関する
データが予め格納される記憶手段と、作業ツール交換手
段の交換動作に基づきいずれか1つの作業ツールが機構
部に装着されたとき、装着された作業ツールに対応する
重量と重心位置のデータを記憶手段から取り出して力制
御実行手段に設定する設定手段を有し、力制御実行手段
は設定手段で設定された重量と重心位置のデータによっ
て力検出手段で検出された力データを補正するように構
成される。
A mechanism having at least one or more movable shafts, force detecting means attached to the tip of the mechanism, work tool changing means mounted on the force detecting means, and work tool changing means The present invention is applied to a force control work machine having any one of a plurality of work tools to be selectively mounted, and generates a control command using force data detected by force detection means, and uses the control command to generate a mechanism. Storage means having force control execution means for controlling the operation of the part and causing a work tool mounted on the mechanism part to perform work, and further storing data relating to at least the weight and the position of the center of gravity of each of the plurality of work tools in advance And when one of the work tools is mounted on the mechanism based on the replacement operation of the work tool replacement means, the data of the weight and the center of gravity corresponding to the mounted work tool are displayed. From the storage means, and sets the force control execution means. The force control execution means corrects the force data detected by the force detection means based on the weight and the center of gravity position data set by the setting means. It is composed of

【0009】前記の構成において、好ましくは、複数の
作業ツールのそれぞれには固有の番号が割り当てられ、
固有の番号により作業ツールの重量と重心位置に関する
データを指定できるように構成される。
In the above configuration, preferably, each of the plurality of work tools is assigned a unique number,
It is configured so that data relating to the weight and the position of the center of gravity of the work tool can be designated by a unique number.

【0010】また、少なくとも1つ以上の可動軸を有す
る機構部と、この機構部の先部に取り付けられた力検出
手段と、力検出手段に取り付けられた作業ツール交換手
段と、この作業ツール交換手段によっていずれか1つが
選択的に装着される複数の作業ツールを有する力制御作
業機械に適用されるものであり、力検出手段で検出され
た力データを利用して制御指令を作成し制御指令で機構
部の動作を制御し機構部に装着された作業ツールに作業
を行わせる力制御実行手段と機構部の姿勢を制御する姿
勢制御手段とを有し、さらに、姿勢制御手段で機構部に
複数の姿勢を採らせた時、各姿勢にて力検出手段で得ら
れる力データと姿勢検出手段で得られる姿勢データを用
いて機構部に装着された作業ツールの重量と重心位置に
関するデータを演算する演算手段と、この演算手段が重
量と重心位置に関するデータを演算したとき、作業ツー
ル毎に重量と重心位置に関するデータを記憶する記憶手
段とを有するように構成される。
Also, a mechanism having at least one or more movable shafts, force detecting means attached to the tip of the mechanism, work tool changing means mounted on the force detecting means, and work tool changing means The present invention is applied to a force control work machine having a plurality of work tools, any one of which is selectively mounted by means, and generates a control command using force data detected by the force detection means, and executes the control command. Has a force control executing means for controlling the operation of the mechanism part and causing a work tool mounted on the mechanism part to perform a work, and a posture control means for controlling the posture of the mechanism part. When multiple postures are taken, the data on the weight and the center of gravity of the work tool mounted on the mechanism is performed using the force data obtained by the force detection means and the posture data obtained by the posture detection means in each posture. Calculating means for, when the operation means has computed data on weight and center of gravity position, configured to have a storage means for storing data relating to weight and center of gravity position for each working tool.

【0011】前記の構成において、好ましくは、記憶手
段に記憶される複数の作業ツールのそれぞれの重量と重
心位置に関するデータは、固有の番号によって領域的に
区別される。
In the above configuration, preferably, the data relating to the weight and the position of the center of gravity of each of the plurality of work tools stored in the storage means is regionally distinguished by a unique number.

【0012】前記の構成において、好ましくは、記憶手
段には作業ツール毎の制御点を指定する情報も併せて記
憶される。
In the above configuration, preferably, the storage means also stores information for designating a control point for each work tool.

【0013】[0013]

【作用】本発明では、力制御を伴う作業を行い、例えば
各種の複数のグラインダを備える力制御作業機械におい
て、いずれか1つのグラインダを選択し装着して作業を
開始すると共に、作業の最中に必要に応じて他のグライ
ンダを選択して交換する場合において、複数のグライン
ダのそれぞれを特定するためのグラインダの定義モード
を設け、各グラインダごとに予め定められたツール番号
毎に登録用エリアを記憶手段に用意する。各登録エリア
には、対応するグラインダの重量および重心位置や制御
点を記憶する。グラインダの交換では、ツール番号を指
定することにより機構部に装着されたグラインダに対応
する正確な重量および重心位置等の力制御用パラメータ
が選択でき、これによって複数のグラインダのいずれか
1つを選択して付け換える自動交換によって自動的に力
作業を行うことができる。
According to the present invention, work involving force control is performed. For example, in a force control work machine having a plurality of various grinders, one of the grinders is selected and mounted, and the work is started. In the case of selecting and replacing another grinder as necessary, a grinder definition mode for specifying each of the plurality of grinders is provided, and a registration area is provided for each tool number predetermined for each grinder. Prepare in storage means. Each registration area stores the weight, the position of the center of gravity, and the control points of the corresponding grinder. In the replacement of the grinder, by specifying the tool number, it is possible to select the force control parameters such as the exact weight and the center of gravity position corresponding to the grinder mounted on the mechanism, and thereby select one of the plurality of grinders Automatic work can be carried out automatically by replacing automatically.

【0014】[0014]

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0015】本実施例では、力制御を要する作業を行う
力制御作業機械の一例としてバリ取り作業を自動的に行
う産業用ロボットについて説明する。図1は産業用ロボ
ットの全体システムの構成を示す図である。図1におい
て、1はロボット本体(機構部)である。このロボット
本体1は6つの可動軸を含む6軸構成を有し、6つのモ
ータで駆動される。ロボット本体1のアーム2の先端部
には力センサ3、作業ツールを交換するためのオートツ
ールチェンジャ(以下ATCと記す)4、作業ツールと
してのグラインダ5がそれぞれ取り付けられる。この実
施例で用いている力センサ3は、例えば6軸センサタイ
プでX,Y,Zの各軸方向の力とX,Y,Zの各軸回り
のモーメントを検出できる。6はロボット制御装置であ
り、力制御手段を含み、すべての機器を制御する。7は
プレイバックコンソール(以下PBCと記す)であり、
ロボット本体1の作業開始やモードの切替えはこのPB
C7上の押しボタンまたはスイッチを操作することによ
って行う。8はティーチングペンダントであるプログラ
ミングユニット(以下PGUと記す)であり、液晶表示
装置と各種の押しボタンが設けられている。手動による
ロボット本体1の姿勢変更や位置教示の指示、各種パラ
メータの入力は、操作者がPGU8を操作して行う。9
は、作業に使用されかつ作業内容に応じて適宜に選択さ
れて交換される複数の作業ツールを設置するためのツー
ル台である。ツール台9の上には、例えば3種類のグラ
インダ10,11,12が置かれている。13は作業対
象であるワークであり、ワーク13に対してバリ取り作
業が行われる。ワーク13はワーク設置台14の上に固
定されている。ワーク13に対しバリ取り作業を行うと
き、本実施例の場合では作業の進行状況に応じてグライ
ンダ5,10〜12の中から適切なグラインダが自動的
に選択される。従って、作業中にグラインダが自動的に
交換される。
In this embodiment, an industrial robot that automatically performs a deburring operation will be described as an example of a force control work machine that performs an operation requiring force control. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the entire system of the industrial robot. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a robot main body (mechanical unit). The robot body 1 has a six-axis configuration including six movable axes, and is driven by six motors. A force sensor 3, an auto tool changer (hereinafter, referred to as ATC) 4 for exchanging a work tool, and a grinder 5 as a work tool are attached to the tip of the arm 2 of the robot body 1. The force sensor 3 used in this embodiment is, for example, a six-axis sensor type, and can detect a force in each of X, Y, and Z directions and a moment about each of the X, Y, and Z axes. Reference numeral 6 denotes a robot controller, which includes force control means and controls all devices. Reference numeral 7 denotes a playback console (hereinafter referred to as PBC).
This PB is used to start the work of the robot body 1 and switch the mode.
This is done by operating a push button or switch on C7. Reference numeral 8 denotes a programming unit (hereinafter, referred to as PGU) which is a teaching pendant, and is provided with a liquid crystal display device and various push buttons. The operator operates the PGU 8 to manually change the posture of the robot main body 1, instruct position teaching, and input various parameters. 9
Is a tool base for installing a plurality of work tools used for the work and appropriately selected and exchanged according to the work content. On the tool base 9, for example, three types of grinders 10, 11, 12 are placed. Reference numeral 13 denotes a work to be worked, and a deburring work is performed on the work 13. The work 13 is fixed on a work setting table 14. When performing the deburring work on the work 13, in this embodiment, an appropriate grinder is automatically selected from the grinders 5, 10 to 12 according to the progress of the work. Thus, the grinder is automatically replaced during the operation.

【0016】次に図2を参照してツール等の機器の接続
関係について説明する。ATC4は接点部4aとチャッ
ク部4bから構成される。接点部4aはグラインダ5,
10〜12のうちATC4に装着されたいずれかに電源
電力と動作制御信号を供給するための電気的接続部であ
る。ATC4に装着されたグラインダは接点部4aのプ
ラグ式接点によって電気的にロボット制御装置6に接続
される。グラインダのオン・オフ動作はロボット制御装
置6の制御動作に基づいて制御される。チャック部4b
はグラインダを機械的に固定し保持する手段である。ロ
ボット本体1がATC4をツール台9上のグラインダ
5,10〜12の設置位置まで移動させ、その後、チャ
ック部4bに対し装着動作を指示すると、機械的にグラ
インダを装着しロボット本体1のアーム手先部に固定す
る。図1および図2に示される例ではグラインダ5が装
着された状態にある。また図2に示されるように、ロボ
ット制御装置6にはさらに力センサ3、PBC7および
PGU8が電気的に接続される。
Next, the connection relation of devices such as tools will be described with reference to FIG. The ATC 4 includes a contact part 4a and a chuck part 4b. The contact part 4a is a grinder 5,
It is an electrical connection unit for supplying power and operation control signals to any of 10 to 12 mounted on the ATC 4. The grinder mounted on the ATC 4 is electrically connected to the robot controller 6 by a plug-type contact of the contact portion 4a. The on / off operation of the grinder is controlled based on the control operation of the robot controller 6. Chuck part 4b
Is means for mechanically fixing and holding the grinder. When the robot body 1 moves the ATC 4 to the setting position of the grinders 5, 10 to 12 on the tool base 9, and then instructs the chucking part 4b to perform a mounting operation, the grinder is mechanically mounted and the arm tip of the robot body 1 is moved. To the part. In the example shown in FIGS. 1 and 2, the grinder 5 is mounted. Further, as shown in FIG. 2, the robot controller 6 is further electrically connected to a force sensor 3, a PBC 7, and a PGU 8.

【0017】次に、図3を参照してロボット制御装置6
の内部構成(ハード構成)およびロボット本体1に付加
された構成について説明する。
Next, referring to FIG.
The internal configuration (hardware configuration) and the configuration added to the robot body 1 will be described.

【0018】30はメインの中央処理装置であるCPU
(1) であり、全体の機器管理や本発明の特徴的な処理を
行う。31はROM(1) であり、ここには電源投入時に
CPU(1) 30が行うべき処理を記述したプログラムが
格納されている。32はRAM(1) であり、ここにはハ
ードディスク(HDD)37に格納される各種処理プロ
グラムおよび教示データがロードされ、CPU(1) 30
によって実行される。またCPU(1) 30による演算の
途中結果もRAM(1) 32に記憶される。33はタイマ
(1) である。タイマ(1) 33はCPU(1) 30に対し一
定周期毎に割り込みをかける。34は入出力インタフェ
ースである。ここを介してCPU(1) 30は、ACT4
の接点部4aとチャック部4bに動作指示を与える。3
5は通信インタフェースである。この通信インタフェー
ス35は2つのチャンネルを含む。第1のチャンネルは
PGU8との通信であり、第2のチャンネルはPBC7
との通信である。PGU8で入力された情報やPBC7
で押されたボタンの情報などは、この通信インタフェー
ス35を介してCPU(1) 30に伝送される。36はハ
ードディスク(HD)インタフェースであり、ハードデ
ィスク37とバス39とを接続している。38はデュア
ルポートRAM(DPR)である。CPU(1) 30とC
PU(2) 40は、このDPR38を介して情報のやり取
りを行う。47はA/Dコンバータ(ADC)である。
A/Dコンバータ47は6チャンネルについての変換が
可能である。ロボット本体1に設けられた力センサ3の
検出値はローパスフィルタ(LPF)48を介してA/
Dコンバータ47に接続されている。39はバスであ
り、各装置を接続している。
A CPU 30 is a main central processing unit.
(1) to perform overall device management and characteristic processing of the present invention. Reference numeral 31 denotes a ROM (1) which stores a program describing processing to be performed by the CPU (1) 30 when the power is turned on. Reference numeral 32 denotes a RAM (1) into which various processing programs and teaching data stored in a hard disk (HDD) 37 are loaded.
Performed by The intermediate result of the calculation by the CPU (1) 30 is also stored in the RAM (1) 32. 33 is a timer
(1). The timer (1) 33 interrupts the CPU (1) 30 at regular intervals. 34 is an input / output interface. Through this, the CPU (1) 30
The operation instruction is given to the contact portion 4a and the chuck portion 4b. 3
5 is a communication interface. This communication interface 35 includes two channels. The first channel is for communication with PGU 8 and the second channel is for PBC 7
It is communication with. Information entered in PGU 8 and PBC 7
Information on the button pressed by the user is transmitted to the CPU (1) 30 via the communication interface 35. A hard disk (HD) interface 36 connects the hard disk 37 and the bus 39. 38 is a dual port RAM (DPR). CPU (1) 30 and C
The PU (2) 40 exchanges information via the DPR 38. Reference numeral 47 denotes an A / D converter (ADC).
The A / D converter 47 can perform conversion for six channels. The detection value of the force sensor 3 provided in the robot body 1 is transmitted to the A / A through a low-pass filter (LPF) 48.
It is connected to a D converter 47. A bus 39 connects each device.

【0019】次に、40はCPU(2) であり、CPU
(2) 40は位置と力の制御演算処理に基づいて制御指令
を生成しロボット本体1の動作に関するサーボ関係の処
理を行う。41はROM(2) であり、CPU(2) 40が
実行すべきプログラムが格納されている。42はRAM
(2) であり、CPU(2) 40がROM(2) 41のプログ
ラムを実行する際に演算の途中結果が記憶される。43
はタイマ(2) であり、一定時間周期毎にCPU(2) 40
に割り込みをかける。この周期でCPU(2) 40はロボ
ット本体1の各可動軸(関節部)に設けられたモータ
(サーボモータ)M1〜M6に動作指令を出力する。4
4はカウンタユニットであり、この中には6個のカウン
タが含まれている。カウンタユニット44の各カウンタ
は、それぞれロボット本体1の各関節部に設けられたエ
ンコーダE1〜E6の対応するものに接続されている。
このカウンタユニット44の計測値を読むことによっ
て、CPU(2) 40はロボット本体1の現在の位置およ
び姿勢のデータを得ることができる。45はD/Aコン
バータ(DAC)であり、ここでCPU(2) 40が出力
した各モータに対する動作指令(電流指令)をアナログ
値に変換する。その後、動作指令はサーボアンプ46に
よって増幅され、6個のモータM1〜M6に与えられ、
これらのモータを駆動する。49はバスであり、各装置
を接続している。
Next, reference numeral 40 denotes a CPU (2).
(2) 40 generates a control command based on position and force control calculation processing, and performs servo-related processing related to the operation of the robot body 1. Reference numeral 41 denotes a ROM (2) which stores a program to be executed by the CPU (2) 40. 42 is RAM
(2) The intermediate result of the operation is stored when the CPU (2) 40 executes the program in the ROM (2) 41. 43
Is a timer (2), and the CPU (2) 40
Interrupt In this cycle, the CPU (2) 40 outputs operation commands to the motors (servo motors) M1 to M6 provided on the respective movable axes (joint portions) of the robot body 1. 4
Reference numeral 4 denotes a counter unit, which includes six counters. Each counter of the counter unit 44 is connected to a corresponding one of the encoders E1 to E6 provided at each joint of the robot main body 1, respectively.
By reading the measurement value of the counter unit 44, the CPU (2) 40 can obtain data on the current position and posture of the robot body 1. Reference numeral 45 denotes a D / A converter (DAC), which converts an operation command (current command) for each motor output from the CPU (2) 40 into an analog value. Thereafter, the operation command is amplified by the servo amplifier 46 and given to the six motors M1 to M6.
These motors are driven. A bus 49 connects each device.

【0020】ロボット本体1には各関節部にM1〜M6
までの6個のモータが含まれ、これらのモータのそれぞ
れによってロボット本体1の旋回軸、上腕軸、前腕軸、
回転軸、曲げ軸、ひねり軸を駆動する。各モータにはE
1〜E6までのエンコーダが取り付けられており、モー
タの回転角を計測している。
The robot body 1 has M1 to M6 at each joint.
Up to six motors, and each of these motors includes a pivot axis, an upper arm axis, a forearm axis,
Drives the rotation axis, bending axis, and twist axis. E for each motor
Encoders 1 to E6 are attached to measure the rotation angle of the motor.

【0021】次に、CPU(1) 30で行われる実際の処
理について説明する。
Next, the actual processing performed by the CPU (1) 30 will be described.

【0022】図4は全体の処理を示したフローチャート
で、この処理はCPU(1) 30で行われる。電源が投入
されると最初のステップ100で初期化を行う。初期化
では必要なプログラムやデータをハードディスク37か
らロードしたり、各機器の初期化を行う。
FIG. 4 is a flowchart showing the overall processing, which is performed by the CPU (1) 30. When the power is turned on, initialization is performed in the first step 100. In the initialization, necessary programs and data are loaded from the hard disk 37, and each device is initialized.

【0023】次のステップ101でPBC7のモード切
替えスイッチを調べる。モードとして、ツール定義モー
ド、教示モード、自動運転モードの3種類のモードが存
在する。ツール定義モードのときにはステップ102で
ツール定義処理が行われる。教示モードのときにはステ
ップ103でワーク13における作業箇所の位置教示と
作業命令の教示を行う。位置教示ではPGU8のロボッ
ト誘導ボタンを用いてロボット本体1を教示したい位置
まで誘導し、PGU8の位置教示ボタンを押して位置を
登録する。作業命令の教示はPGU8のメニューを選択
して用意されている命令を登録して行く。自動運転モー
ドのときにはステップ104で自動運転処理を行う。次
に各モードの処理内容を図面を参照して詳述する。
In the next step 101, the mode changeover switch of the PBC 7 is checked. There are three types of modes, a tool definition mode, a teaching mode, and an automatic operation mode. In the tool definition mode, a tool definition process is performed in step 102. In the teaching mode, in step 103, the teaching of the position of the work location on the work 13 and the teaching of the work command are performed. In the position teaching, the robot body 1 is guided to the position to be taught using the robot guidance button of the PGU 8, and the position is registered by pressing the position teaching button of the PGU 8. In order to teach a work instruction, a menu of the PGU 8 is selected and the prepared instruction is registered. In the automatic operation mode, an automatic operation process is performed in step 104. Next, the processing contents of each mode will be described in detail with reference to the drawings.

【0024】図5のフローチャートに従ってツール定義
処理を説明する。まず登録しようとするツールをロボッ
ト本体1のアーム2の手先部に装着し、かつツールの番
号を入力する(ステップ110)。ツール番号は予め一
義的に決められているものとする。この実施例では、前
記のグラインダ5,10〜12のそれぞれについてツー
ル番号として「1」から「4」を用いる。次に、誘導に
よってロボット本体1に少なくとも3つの姿勢を採ら
せ、ロボット本体1に装着されたツールの重量と重心位
置の計測を行う。ステップ111ではロボット本体1を
第1姿勢に誘導する。誘導は、PGU8のロボット誘導
ボタンを操作して行う。第1姿勢の誘導が完了したら、
力センサ3を用いて力計測を行って第1姿勢における力
計測値F1を記憶する。力計測値F1は6次元のベクト
ルで表現される。以下同様にして、第2姿勢に誘導して
(ステップ113)、第2姿勢における力計測値F2を
記憶し(ステップ114)、第3姿勢を誘導して(ステ
ップ115)、力計測値F3を記憶する(ステップ11
6)。ステップ117では、第1、第2、第3の各姿勢
の力計測値F1,F2,F3と第1、第2、第3の各姿
勢データを用いて、装着したツールの重量と重心位置の
各値を演算する。なお、各姿勢データはそれぞれの姿勢
を採ったときにエンコーダE1〜E6とカウンタユニッ
タ44によって取り込まれる。
The tool definition processing will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the tool to be registered is mounted on the tip of the arm 2 of the robot body 1, and the tool number is input (step 110). It is assumed that the tool number is uniquely determined in advance. In this embodiment, "1" to "4" are used as tool numbers for the above-described grinders 5, 10 to 12, respectively. Next, the robot main body 1 is caused to take at least three postures by guidance, and the weight and the center of gravity of the tool mounted on the robot main body 1 are measured. In step 111, the robot body 1 is guided to the first posture. The guidance is performed by operating the robot guidance button of the PGU 8. When the guidance of the first posture is completed,
The force measurement is performed using the force sensor 3 and the force measurement value F1 in the first posture is stored. The force measurement value F1 is represented by a six-dimensional vector. Similarly, the user is guided to the second posture (step 113), the force measurement value F2 in the second posture is stored (step 114), the third posture is guided (step 115), and the force measurement value F3 is calculated. Memorize (Step 11
6). In step 117, using the force measurement values F1, F2, and F3 of the first, second, and third postures and the first, second, and third posture data, the weight and the center of gravity of the mounted tool are determined. Calculate each value. Each posture data is taken in by the encoders E1 to E6 and the counter unit 44 when each posture is taken.

【0025】重量・重心位置を演算する手段は、力デー
タおよび姿勢データを用いて、ロボット本体1に力セン
サ3を介して装着されたグラインダ5の重量と重心位置
を求める。重量・重心位置演算手段としては、かかる演
算機能を有するものであれば任意のものを用いることが
できるが、例えば重量と重心位置を求めるための1つの
演算方式として本発明者らは先に重量をベクトル形式で
求めるようにした重量・重心位置補正装置(特願平3−
279774号)を提案している。この重量・重心位置
補正装置では、重力補正に使用されるツールの重量をベ
ース座標系等で表現したベクトル量で求めるようにした
ため、それ以前の演算方式のごとくスカラー量で求めて
いたものに比較して、力制御作業機械の設置状態を作業
ツールの重量表現の中に必然的に含ませることができ、
調整のための手段や調整プロセスが不要になるという利
点を有する。すなわち重量に関するパラメータ(重力補
正用の値)が3次元ベクトルで求められるので、ロボッ
ト本体1がどのような設置状態であっても特別な指示な
しで対応できるという利点がある。
The means for calculating the weight and the position of the center of gravity obtains the weight and the position of the center of gravity of the grinder 5 mounted on the robot body 1 via the force sensor 3 using the force data and the posture data. As the means for calculating the weight and the center of gravity, any means having such a calculating function can be used. For example, as one calculation method for obtaining the weight and the center of gravity, the present inventors have previously described the weight and the center of gravity. Weight and center of gravity position correction device that obtains
279774). In this weight / gravity center position correction device, the weight of the tool used for gravity correction is determined by the vector amount expressed in the base coordinate system, etc., so that it is compared with that calculated by the scalar amount as in the previous calculation method. Then, the installation state of the force control work machine can be inevitably included in the weight expression of the work tool,
This has the advantage that no means or adjustment process is required for the adjustment. That is, since a parameter relating to weight (a value for gravity correction) is obtained by a three-dimensional vector, there is an advantage that the robot main body 1 can cope with any installation state without special instructions.

【0026】次にツールセンタポイント(TCP)を入
力する(ステップ118)。TCPはロボット本体1の
制御点を定義するもので、3次元の位置と姿勢を表す3
×4のマトリックスによって構成される。最後にステッ
プ119でツール番号に対応したエリアに上記演算で求
めた各値を登録し、記憶装置であるハードディスク37
に格納する。ステップ120では、他に登録するツール
があるかどうかを確認し、ツールがあるときにはツール
を交換してステップ110〜ステップ119を繰り返
す。本実施例の場合、前記ツールがツール番号1のグラ
インダ5であり、その他にツール番号2〜4のグライン
ダ10〜12が残っているので、これらのツールについ
て順次に前記のステップ110〜ステップ119を行
い、それぞれの重量と重心位置を演算で求め、ハードデ
ィスク37に格納する。
Next, a tool center point (TCP) is input (step 118). TCP defines a control point of the robot body 1, and represents three-dimensional position and posture.
It is composed of a × 4 matrix. Finally, in step 119, each value obtained by the above calculation is registered in the area corresponding to the tool number, and the hard disk 37 serving as a storage device is registered.
To be stored. In step 120, it is checked whether there is another tool to be registered. If there is another tool, the tool is exchanged and steps 110 to 119 are repeated. In the case of the present embodiment, since the tool is the grinder 5 with the tool number 1 and the other grinders 10 to 12 with the tool numbers 2 to 4 remain, the steps 110 to 119 are sequentially performed for these tools. Then, the weight and the position of the center of gravity are calculated and stored in the hard disk 37.

【0027】図6はツール登録テーブルの内容を示す。
125は登録テーブルの全体構成を示している。この登
録テーブル125ではN個のツールが登録可能である。
ツール番号に対応して登録エリアが設けられている。本
実施例では、ツール番号1〜4の4個の登録エリアを用
いる。また126は登録テーブル125のツール番号3
の登録エリアを拡大してその内容を示している。ツール
の重量は3次元のベクトルで表現されている(X〜Z)
が、これはロボット本体1のベース座標系と重力方向と
の関係も表す。3次元のベクトルで表現することによ
り、ロボット本体1が天つり状態や壁掛け状態で使用さ
れても正しく動作させることができる。その他にツール
の重心位置用として3個のエリア、TCP用として12
個のエリアが用意されている。
FIG. 6 shows the contents of the tool registration table.
Reference numeral 125 denotes the entire configuration of the registration table. In this registration table 125, N tools can be registered.
A registration area is provided corresponding to the tool number. In this embodiment, four registration areas of tool numbers 1 to 4 are used. 126 is the tool number 3 in the registration table 125
Is expanded to show the contents. Tool weight is represented by a three-dimensional vector (X to Z)
However, this also represents the relationship between the base coordinate system of the robot body 1 and the direction of gravity. By expressing the three-dimensional vector, the robot body 1 can be operated properly even when used in a ceiling-mounted state or a wall-mounted state. 3 areas for center of gravity of tool, 12 for TCP
Areas are prepared.

【0028】図7を参照して教示処理で作成されたプロ
グラムの例を示す。
FIG. 7 shows an example of a program created by the teaching process.

【0029】このプログラムは、作業対象であるワーク
13の2ケ所を、別々のグラインダを用いてバリ取りを
行うプログラムである。このプログラムは自動運転で実
行される。プログラムには固有の番号が付けられてお
り、本実施例のロボット装置では全部で100個のプロ
グラムを教示できる。図7のプログラムは1番目として
教示されたプログラムである。各プログラムでは、ステ
ップNo.毎に1つの命令を指定できる。
This program is a program for deburring two places of the work 13 to be worked by using different grinders. This program is executed by automatic operation. The programs are assigned unique numbers, and the robot apparatus of this embodiment can teach 100 programs in all. The program in FIG. 7 is the program taught as the first one. In each program, step No. One instruction can be specified for each.

【0030】プログラム中に使用されている命令につい
て説明する。ステップ1,17で使われているツール命
令は本発明の主要な命令であり、使用するツールの交換
を指示している。この交換命令で、ロボット本体1のア
ーム先部に装着されるグラインダが指定されたツール番
号のものに交換される。ステップ2,4等で用いられて
いるmov命令は、ロボット本体1の動作命令であり、
その後に指示されているP001などの位置にロボット
本体1を移動・動作させることを指示している。ステッ
プ5,20で使用されている力オフセット更新命令は、
力センサ5の温度ドリフト等を除去する命令である。ス
テップ6,21で使用されているグラインダon命令
は、現在装着中のグラインダの回転開始命令であり、ス
テップ11,26で使用されているグラインダoff命
令は回転終了命令である。ステップ3,16で用いられ
ているATCon命令は、ツールのチャックを指示して
おり、ステップ14で用いられているATCoff命令
は、ツールのチャックを解除する命令である。ステップ
7,22で使用されている力制御on命令は、ロボット
本体1を位置制御状態から力制御状態へ移行させる命令
であり、その後に指示されている条件番号によって力制
御に必要な詳細なパラメータが指定できる。ステップ1
0,25で用いられている力制御off命令は、ロボッ
ト本体1を力制御状態から位置制御状態へ移行させる命
令である。
The instructions used in the program will be described. The tool command used in steps 1 and 17 is the main command of the present invention, and indicates replacement of the tool to be used. With this exchange command, the grinder attached to the arm tip of the robot body 1 is exchanged with the one with the designated tool number. The mov command used in steps 2, 4 and the like is an operation command for the robot body 1,
Thereafter, it instructs to move / operate the robot body 1 to a position such as P001 instructed. The force offset update command used in steps 5 and 20 is
This is a command for removing a temperature drift or the like of the force sensor 5. The grinder on command used in steps 6 and 21 is a rotation start command of the currently mounted grinder, and the grinder off command used in steps 11 and 26 is a rotation end command. The ATCon command used in steps 3 and 16 instructs chucking of the tool, and the ATCoff command used in step 14 is a command for releasing the chuck of the tool. The force control on command used in steps 7 and 22 is a command for shifting the robot main body 1 from the position control state to the force control state, and detailed parameters required for force control according to the condition number specified thereafter. Can be specified. Step 1
The force control off command used in 0, 25 is a command for shifting the robot body 1 from the force control state to the position control state.

【0031】図8のフローチャートに従って自動運転の
動作を説明する。まずPBC7を操作してプログラム番
号を入力する(ステップ130)。入力されたプログラ
ム番号のプログラムをハードディスク37からRAM
(1) 32にロードする(ステップ131)。次に、PB
C7上の起動ボタンが押されるのを待つ(ステップ13
2)。起動ボタンが押されたら、実行用ステップ番号を
1にする(ステップ133)。実行用ステップ番号で指
定されたプログラムの命令を取り出す(ステップ13
4)。その命令を判断し、命令内容に応じて各処理すな
わちステップ136〜141のいずれかに分岐する(ス
テップ135)。ツール命令であれば、ステップ136
でツール処理を行う。ツール処理の内容については図9
を用いて後で説明する。mov命令であれば、ステップ
137でmov処理を行う。mov処理は、CPU(1)
30で補間処理と力制御処理を行い、指令情報をDPR
38に設定する。CPU(2) 40は、設定された指令情
報に従ってサーボ処理を行い電流指令をサーボアンプ4
6に指示する。動作が完了したらステップ142に飛び
次のステップ番号の命令を実行する。
The operation of the automatic operation will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the PBC 7 is operated to input a program number (step 130). The program of the input program number is stored in the RAM from the hard disk 37.
(1) Load to 32 (step 131). Next, PB
Wait until the start button on C7 is pressed (step 13)
2). When the start button is pressed, the execution step number is set to 1 (step 133). Fetch the instruction of the program specified by the execution step number (step 13
4). The instruction is determined, and the process branches to one of steps 136 to 141 according to the content of the instruction (step 135). If it is a tool command, step 136
Performs tool processing. Figure 9 shows the contents of the tool processing
This will be described later with reference to FIG. If it is a mov instruction, mov processing is performed in step 137. The mov processing is performed by the CPU (1)
30 to perform interpolation processing and force control processing, and
Set to 38. The CPU (2) 40 performs a servo process according to the set command information and outputs a current command to the servo amplifier 4.
Instruct 6 When the operation is completed, the process jumps to step 142 to execute the instruction of the next step number.

【0032】力オフセット更新命令のときは、力オフセ
ット更新処理を行う(ステップ138)。CPU(1) 3
0は力センサ3の検出値を取り込み、現在の力センサ3
のゼロ点を演算によって求め、力オフセットとして記憶
する。以降はこの力オフセット値を力検出値から減算し
たものを正しい力の検出値とする。力制御命令のときに
は力制御処理を行う(ステップ139)。力制御処理で
は条件番号で指定されたパラメータを取り出した後、力
制御状態に移行する。力制御状態では、オフセットを減
算された力の検出値から、ツールの姿勢と重量および重
心位置を用いて重量の影響を除去し、制御に使用する。
グラインダ命令のときにはグラインダ処理を行う(ステ
ップ140)。このときにはグラインダ命令の後に指示
されているonまたはoffに基づき、入出力インタフ
ェース34を経由してonまたはoffを指示する。A
TC命令のときにはATC処理を行う(ステップ14
1)。ここでもATC命令の後に指示されているonま
たはoffに基づき、入出力インタフェース34を経由
してonまたはoffを指示する。END命令のときは
この処理を終了する。END命令以外が実行されたとき
にはステップ142で実行用ステップ番号に1を加え、
ステップ134からの処理から繰り返す。
If it is a force offset update command, a force offset update process is performed (step 138). CPU (1) 3
0 captures the detection value of the force sensor 3 and outputs the current force sensor 3
Is obtained by calculation and stored as a force offset. Hereinafter, a value obtained by subtracting the force offset value from the force detection value is set as a correct force detection value. When the command is a force control command, a force control process is performed (step 139). In the force control process, after taking out the parameter specified by the condition number, the state shifts to the force control state. In the force control state, the influence of the weight is removed from the detected force value from which the offset has been subtracted using the posture, the weight, and the position of the center of gravity of the tool, and used for control.
If it is a grinder command, grinder processing is performed (step 140). At this time, on or off is instructed via the input / output interface 34 based on on or off instructed after the grinder instruction. A
At the time of a TC instruction, ATC processing is performed (step 14).
1). Here, on or off is specified via the input / output interface 34 based on on or off specified after the ATC instruction. In the case of the END instruction, this processing ends. When an instruction other than the END instruction is executed, 1 is added to the execution step number in step 142,
It repeats from the process from step 134.

【0033】図9のフローチャートに従ってツール処理
を説明する。最初に現在使用中のツール番号と、ツール
命令で指定されたツール番号が異なっているかどうか判
定する(ステップ150)。同一であれば何もしないで
処理を終了する。異なっていれば、ステップ151以下
の処理を行う。まず、指定されたツール番号の登録エリ
アからツールの重量を取り出し、現在使用中のツールの
重量エリアに設定する(ステップ151)。次に、同様
にツールの重心位置を設定する(ステップ152)。そ
の次に、TCP関係の全データを設定する(ステップ1
53)。この設定によってCPU(1) 30はこれ以降、
交換されたグラインダについての各種パラメータを使っ
て動作することが可能となる。最後に現在使用中のツー
ル番号を指定ツール番号に書き換えて処理を終了する
(ステップ154)。
The tool processing will be described with reference to the flowchart of FIG. First, it is determined whether or not the currently used tool number is different from the tool number specified by the tool command (step 150). If they are the same, the process ends without doing anything. If they are different, the processing from step 151 onward is performed. First, the weight of the tool is extracted from the registration area of the designated tool number, and is set as the weight area of the tool currently used (step 151). Next, similarly, the position of the center of gravity of the tool is set (step 152). Next, all data related to TCP are set (step 1).
53). With this setting, the CPU (1) 30 will thereafter
It is possible to operate using various parameters of the replaced grinder. Finally, the currently used tool number is rewritten to the designated tool number, and the process is terminated (step 154).

【0034】図10は、本発明に係る力制御装置を機能
ブロック図で表したものである。複数の作業ツール(す
なわちグラインダ5,10〜12)が用意され、作業中
に適宜に自動的にグラインダが選択され交換される作業
を行うにあたって、作業の開始前にツール定義処理によ
って各ツールの重量・重心位置を求め、各ツールに与え
られた固有の番号の下で重量・重心位置のデータを記憶
部(ツール登録テーブル)54に格納し準備しておく。
教示処理によって作業を実行するためのプログラムが作
成され、図示しない記憶部に格納される。この作業プロ
グラムでは、複数のツールを交換して使用する命令を含
む。当該作業実行時の自動運転処理では作業プログラム
が呼び出され、実行される。ツールの自動交換に関する
命令の実行に限定して考える。ツール選択命令手段51
から交換命令が出されると、この命令をデコーダ52が
解読し、解読された内容を処理実行手段53が実行す
る。処理実行手段は53は、指定された作業ツールに関
する重量・重心位置等のデータを固有の番号に基づき記
憶部54から取り出し、前処理手段55へ送って、ここ
で前処理を行う。さらに、前処理されたデータを利用し
て力制御実行手段56で力制御指令が作成され、交換さ
れたツールを用いて作業が実行される。
FIG. 10 is a functional block diagram showing a force control device according to the present invention. A plurality of work tools (i.e., grinders 5, 10 to 12) are prepared, and in performing a work in which a grinder is automatically selected and replaced appropriately during the work, the weight of each tool is determined by a tool definition process before the work is started. The position of the center of gravity is determined, and the data of the weight and the position of the center of gravity are stored in the storage unit (tool registration table) 54 under a unique number given to each tool and are prepared.
A program for executing the work is created by the teaching process and stored in a storage unit (not shown). This work program includes instructions for exchanging and using a plurality of tools. In the automatic operation process at the time of executing the work, a work program is called and executed. Consider only execution of instructions related to automatic tool change. Tool selection instruction means 51
, The decoder 52 decodes the instruction, and the processing execution unit 53 executes the decoded contents. The processing execution unit 53 extracts data such as the weight and the center of gravity of the designated work tool from the storage unit 54 based on the unique number, sends the data to the preprocessing unit 55, and performs preprocessing here. Further, a force control command is created by the force control executing means 56 using the preprocessed data, and the work is executed using the replaced tool.

【0035】上記実施例では作業ツールとしてグライン
ダを用いたが、ハンドや他の作業ツールでも本発明を実
施できることは勿論である。
In the above embodiment, a grinder is used as a work tool. However, it goes without saying that the present invention can be implemented with a hand or another work tool.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、次の効果を奏する。
As apparent from the above description, the present invention has the following effects.

【0037】力センサを備え、力センサで検出される力
情報を利用して制御指令を作成し、力を伴う作業を作業
ツールに行わせる作業機械の力制御装置において、複数
の作業ツールを備え、これらの作業ツールの重量・重心
位置等の補償用データを予め計測し、記憶部に記憶させ
るようにしたため、複数の作業ツールを自動交換して行
う作業においても良好な力制御を行うことができる。ま
た作業ツールを固有に割り当てられたツール番号で管理
するようにしたため、操作者に分かりやすく、また新し
い作業ツールの追加登録も容易である。さらに、重量に
関するパラメータが3次元ベクトルで演算され、登録さ
れるので、ロボット本体がどのような設置状態であって
も特別な指示なしで対応できる。このように、複数の作
業ツールを自動交換して行う力作業においても、良好な
力制御を行うことができる。
A force control device for a working machine that includes a force sensor, generates a control command using force information detected by the force sensor, and causes the work tool to perform a work involving a force, includes a plurality of work tools. Since the compensation data such as the weight and the position of the center of gravity of these work tools are measured in advance and stored in the storage unit, it is possible to perform good force control even in a work performed by automatically changing a plurality of work tools. it can. Further, since the work tools are managed by the tool numbers uniquely assigned, it is easy for the operator to understand, and it is easy to additionally register a new work tool. Furthermore, since parameters relating to weight are calculated and registered in a three-dimensional vector, it is possible to deal with any installation state of the robot body without special instructions. As described above, good force control can be performed even in a force work performed by automatically changing a plurality of work tools.

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

【図1】本発明の力制御作業機械のシステム構成の一例
を示す全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of a system configuration of a force control work machine according to the present invention.

【図2】機器間の接続関係を説明するための構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining a connection relationship between devices.

【図3】ロボット制御装置のハードウェア構成図であ
る。
FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the robot control device.

【図4】ロボット制御装置で実行される全体処理を示す
フローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an overall process executed by the robot control device.

【図5】ツール定義処理を説明するためのフローチャー
トである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a tool definition process.

【図6】ツール登録テーブルの構成を説明するための図
である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration of a tool registration table.

【図7】教示処理の結果、作成されたプログラムの一例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a program created as a result of a teaching process.

【図8】自動運転処理を説明するためのフローチャート
である。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an automatic driving process.

【図9】ツール処理を説明するためのフローチャートで
ある。
FIG. 9 is a flowchart illustrating tool processing.

【図10】本発明に係る力制御装置の基本構成を示す機
能ブロック図である。
FIG. 10 is a functional block diagram showing a basic configuration of a force control device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロボット本体 2 アーム 3 力センサ 4 オートツールチェンジャ(AT
C) 5 グラインダ 6 ロボット制御装置 7 プレイバックコンソール(PB
C) 8 プログラミングユニット(PG
U) 9 ツール台 10〜12 グラインダ 13 ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Robot main body 2 Arm 3 Force sensor 4 Auto tool changer (AT
C) 5 Grinder 6 Robot controller 7 Playback console (PB
C) 8 Programming unit (PG
U) 9 Tool stand 10-12 Grinder 13 Work

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 健二郎 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所 習志野工場内 (56)参考文献 特開 平1−234140(JP,A) 特開 昭62−84991(JP,A) 特開 平5−116081(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 3/00 - 3/04 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/08 B25J 15/04 B25J 19/02 - 19/06 B23Q 3/155,3/157 B23Q 15/00 - 15/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Kenjiro Fujii 7-1-1 Higashi Narashino, Narashino City, Chiba Prefecture Inside the Narashino Plant of Hitachi, Ltd. Sho 62-84991 (JP, A) JP-A-5-116081 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B25J 3/00-3/04 B25J 9/10-9 / 22 B25J 13/00-13/08 B25J 15/04 B25J 19/02-19/06 B23Q 3 / 155,3 / 157 B23Q 15/00-15/28

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも1つ以上の可動軸を有する機
構部と、この機構部の先部に取り付けられた力検出手段
と、力検出手段に取り付けられた作業ツール交換手段
と、この作業ツール交換手段によっていずれか1つが選
択的に装着される複数の作業ツールとを有する力制御作
業機械に適用され、前記力検出手段で検出された力デー
タを用いて作成した制御指令で前記機構部の動作を制御
する力制御実行手段を有する力制御装置において、 前記複数の作業ツールのそれぞれの少なくとも重量と重
心位置に関するデータが予め格納される記憶手段と、前
記作業ツール交換手段の動作に基づきいずれか1つの前
記作業ツールが前記機構部に装着されたとき、前記作業
ツールに対応する前記重量と重心位置のデータを前記記
憶手段から取り出して前記力制御実行手段に設定する設
定手段を有し、前記力制御実行手段は設定された前記重
量と重心位置のデータによって前記力検出手段で検出さ
れた力データを補正するようにしたことを特徴とする力
制御作業機械の力制御装置。
1. A mechanism having at least one or more movable shafts, a force detecting means attached to a front end of the mechanism, a work tool exchanging means attached to the force detecting means, and a work tool exchanging means. A force control work machine having a plurality of work tools, any one of which is selectively mounted by the means, and an operation of the mechanism unit by a control command created using force data detected by the force detection means. A force control device having force control execution means for controlling the operation tool, wherein at least data relating to at least the weight and the position of the center of gravity of each of the plurality of work tools is stored in advance; When the two work tools are mounted on the mechanism section, the data of the weight and the position of the center of gravity corresponding to the work tools are taken out from the storage means and Setting means for setting the force control execution means, wherein the force control execution means corrects the force data detected by the force detection means according to the set data of the weight and the position of the center of gravity. Force control work machine force control device.
【請求項2】 請求項1記載の力制御作業機械の力制御
装置において、前記複数の作業ツールのそれぞれには固
有の番号が割り当てられ、前記固有の番号により作業ツ
ールの前記重量と重心位置の前記データを指定すること
を特徴とする力制御作業機械の力制御装置。
2. The force control device for a power control work machine according to claim 1, wherein a unique number is assigned to each of the plurality of work tools, and the weight and the position of the center of gravity of the work tool are determined by the unique numbers. A force control device for a force control work machine, wherein the data is specified.
【請求項3】少なくとも1つ以上の可動軸を有する機構
部と、この機構部の先部に取り付けられた力検出手段
と、力検出手段に取り付けられた作業ツール交換手段
と、この作業ツール交換手段によっていずれか1つが選
択的に装着される複数の作業ツールを有する力制御作業
機械に適用され、前記力検出手段で検出された力データ
を利用して作成される制御指令で前記機構部の動作を制
御する力制御実行手段と前記機構部の姿勢を制御する姿
勢制御手段とを有する力制御装置において、 前記姿勢制御手段で前記機構部に複数の姿勢を採らせた
時、各姿勢にて前記力検出手段で得られる力データと姿
勢検出手段で得られる姿勢データを用いて前記機構部に
装着された前記作業ツールの重量と重心位置のデータを
演算する演算手段と、この演算手段が前記重量と重心位
置のデータを演算したとき、作業ツール毎に前記重量と
重心位置のデータを記憶する記憶手段とを有することを
特徴とする力制御作業機械の力制御装置。
3. A mechanism having at least one or more movable shafts, force detecting means attached to the tip of the mechanism, work tool changing means mounted on the force detecting means, and work tool changing means. A force control work machine having a plurality of work tools, any one of which is selectively mounted by the means, and a control command created by using force data detected by the force detection means. In a force control device having a force control execution unit for controlling an operation and a posture control unit for controlling the posture of the mechanism unit, when the posture control unit causes the mechanism unit to adopt a plurality of postures, Calculating means for calculating the data of the weight and the position of the center of gravity of the work tool mounted on the mechanism using the force data obtained by the force detecting means and the posture data obtained by the posture detecting means; A force control device for a force control work machine, comprising: storage means for storing the data of the weight and the position of the center of gravity for each work tool when the step calculates the data of the position of the weight and the position of the center of gravity.
【請求項4】 請求項3記載の力制御作業機械の力制御
装置において、前記記憶手段に記憶される前記複数の作
業ツールのそれぞれの前記重量と重心位置のデータは、
固有の番号によって領域的に区別されることを特徴とす
る力制御作業機械の力制御装置。
4. The force control device for a power control work machine according to claim 3, wherein the data of the weight and the position of the center of gravity of each of the plurality of work tools stored in the storage unit are:
A force control device for a force control work machine, wherein the force control device is distinguished regionally by a unique number.
【請求項5】 請求項3または4記載の力制御作業機械
の力制御装置において、前記記憶手段には前記作業ツー
ル毎の制御点を指定する情報も併せて記憶されることを
特徴とする力制御作業機械の力制御装置。
5. The force control device for a force control work machine according to claim 3, wherein information for designating a control point for each work tool is also stored in said storage means. Force control device for control work machine.
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