JPH07164363A - Control device of hand mechanism - Google Patents
Control device of hand mechanismInfo
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- JPH07164363A JPH07164363A JP5313053A JP31305393A JPH07164363A JP H07164363 A JPH07164363 A JP H07164363A JP 5313053 A JP5313053 A JP 5313053A JP 31305393 A JP31305393 A JP 31305393A JP H07164363 A JPH07164363 A JP H07164363A
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- target
- gripping force
- hand mechanism
- gripping
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39487—Parallel jaws, two fingered hand
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットハンド機構の
フィンガに把持動作を行わせるためのハンド機構の制御
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hand mechanism controller for causing fingers of a robot hand mechanism to perform a gripping operation.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ロボットのハンド機構において
は、図11に示す様に、把持動作の完了あるいは失敗は
フィンガのワーク接触面に荷重センサーを取り付けた
り、フィンガにひずみゲージや近接センサーを取り付け
たりして、それらの出力を用いて判別するようにされて
いた。2. Description of the Related Art Conventionally, in a robot hand mechanism, as shown in FIG. 11, when a gripping operation is completed or failed, a load sensor is attached to a work contact surface of a finger, or a strain gauge or a proximity sensor is attached to the finger. Then, the output is used to make the determination.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例においては、フィンガに荷重センサー、ひずみゲ
ージ、近接センサー等を取り付けているため、コストが
かかり、場所をとり、出力信号の増幅器も必要となり、
その結果装置そのものが大規模になり、複雑にもなり実
用性が低いという問題点があった。また、ひずみゲージ
そのものも信頼性の高いものがないといった問題点もあ
った。However, in the above-mentioned conventional example, since the load sensor, the strain gauge, the proximity sensor, etc. are attached to the finger, it is costly, requires a lot of space, and requires an output signal amplifier. ,
As a result, the device itself becomes large-scaled, complicated, and impractical. There is also a problem that there is no highly reliable strain gauge itself.
【0004】また、上記の問題点とは別に以下の様な問
題点もあった。すなわち、従来のロボットハンド機構に
おいては、フィンガの把持力制御を行う場合、目標の把
持力と、その把持力をどちら方向に発生させるのかを外
部から設定する必要があった。より詳しく言えば、例え
ば図12に示す様に、把持力制御か位置決め制御かの判
別データ、位置決め制御のためのデータである目標位置
のデータと目標速度のデータ、把持力制御のためのデー
タである目標把持力のデータと把持力を発生させる方向
のデータの合計5つのデータを制御装置に対して外部か
ら入力しなければならなかった。そのため、制御装置内
にこれらの多数のデータを記憶するスペースが必要とな
り、制御装置内の記憶エリアが効率よく活用されないと
いう問題点があった。また、把持力を発生させる方向の
データを入力するにあたっては、どちらが+方向で、ど
ちらが−方向かという判断が紛らわしいという問題点も
あった。In addition to the above problems, there are also the following problems. That is, in the conventional robot hand mechanism, when the gripping force of the finger is controlled, it is necessary to externally set the target gripping force and in which direction the gripping force should be generated. More specifically, for example, as shown in FIG. 12, it is possible to determine the gripping force control or the positioning control determination data, the target position data and the target speed data that are the positioning control data, and the gripping force control data. It was necessary to input a total of five pieces of data of a certain target gripping force and data of the direction in which the gripping force is generated to the control device from the outside. Therefore, there is a problem in that a space for storing these large amounts of data is required in the control device, and the storage area in the control device is not used efficiently. Further, when inputting the data of the direction in which the gripping force is generated, there is a problem that it is confusing to determine which is the + direction and which is the − direction.
【0005】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その第1の目的は、フィンガにセン
サー等を取り付けることなく、把持の成功、失敗を判断
することができるハンド機構の制御装置を提供すること
である。また、本発明の第2の目的は、外部から入力す
るデータ数を減少させることができるハンド機構の制御
装置を提供することである。Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a first object of the present invention is to provide a hand mechanism which can judge the success or failure of gripping without attaching a sensor or the like to a finger. It is to provide a control device. A second object of the present invention is to provide a hand mechanism control device capable of reducing the number of data input from the outside.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明のハンド機構の制御装置
は、フィンガを移動させるための駆動源と、該駆動源の
駆動力を前記フィンガに伝達するための伝達手段と、前
記フィンガの現在位置を検出するための位置検出手段と
を備えるロボットハンド機構を制御するためのハンド機
構の制御装置であって、前記フィンガがワークを把持す
るための第1の目標位置を設定する第1の目標位置設定
手段と、前記フィンガの把持力を所定の把持力に維持し
た状態で、前記第1の目標位置に向けて前記フィンガを
移動させるべく前記駆動源を制御する把持力制御手段
と、前記位置検出手段の出力に基づいて、前記フィンガ
の移動速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段
により、前記所定の把持力に維持された前記フィンガの
移動速度ゼロになったことが検出された後に、前記フィ
ンガの現在位置と前記第1の目標位置とを比較して、前
記フィンガが前記ワークを把持したか否かを判定する把
持判定手段とを具備することを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a controller for a hand mechanism according to the present invention provides a drive source for moving a finger and a drive force of the drive source. A controller for a hand mechanism for controlling a robot hand mechanism, comprising a transmission means for transmitting to the finger and a position detection means for detecting the current position of the finger, the finger gripping a workpiece. A first target position setting means for setting a first target position for moving the finger, and the finger is moved toward the first target position while maintaining the gripping force of the finger at a predetermined gripping force. Therefore, the gripping force control means for controlling the drive source, the speed detection means for detecting the moving speed of the finger based on the output of the position detection means, and the predetermined gripping means by the speed detection means. After it is detected that the moving speed of the finger maintained at the force becomes zero, the current position of the finger is compared with the first target position to determine whether the finger grips the workpiece. And a grip determination means for determining.
【0007】また、この発明に係わるハンド機構の制御
装置において、前記第1の目標位置は、前記フィンガの
進行方向に向けて前記ワークの輪郭の内側にはいった位
置であることを特徴としている。また、この発明に係わ
るハンド機構の制御装置において、前記フィンガに前記
所定の把持力を発生させるための把持力データを設定す
る把持力設定手段を更に具備することを特徴としてい
る。Further, in the controller for the hand mechanism according to the present invention, the first target position is a position inside the contour of the workpiece in the moving direction of the finger. Further, the control device for a hand mechanism according to the present invention is characterized by further comprising gripping force setting means for setting gripping force data for generating the predetermined gripping force on the fingers.
【0008】また、この発明に係わるハンド機構の制御
装置において、前記把持力制御手段は、前記フィンガの
現在位置と前記第1の目標位置とを比較して、前記フィ
ンガをどちらの方向へ移動させるかを判定する方向判定
手段を備えることを特徴としている。また、この発明に
係わるハンド機構の制御装置において、前記ワークの輪
郭の外側に位置する第2の目標位置に前記フィンガを位
置決めする様に前記駆動手段を制御する位置決め制御手
段であって、前記位置検出手段の出力に基づいて前記フ
ィンガの現在位置と前記第2の目標位置との位置誤差を
検出する位置誤差検出回路と、前記速度検出手段の出力
に基づいて前記フィンガの現在の移動速度と所定の目標
移動速度との誤差を検出する速度誤差検出回路とを備え
る位置決め制御手段を更に具備することを特徴としてい
る。In the control device for a hand mechanism according to the present invention, the gripping force control means compares the current position of the finger with the first target position to move the finger in either direction. It is characterized by including a direction determining means for determining whether or not. Further, in the controller for the hand mechanism according to the present invention, there is provided positioning control means for controlling the driving means so as to position the finger at a second target position located outside the contour of the work, A position error detection circuit that detects a position error between the current position of the finger and the second target position based on the output of the detection unit, and a current movement speed of the finger and a predetermined value based on the output of the speed detection unit. And a speed error detection circuit for detecting an error with respect to the target moving speed.
【0009】また、この発明に係わるハンド機構の制御
装置において、前記位置決め制御手段は、前記第2の目
標位置と前記所定の目標移動速度とを設定する第2の設
定手段を更に備えることを特徴としている。また、この
発明に係わるハンド機構の制御装置において、前記駆動
源が前記把持力制御手段により制御されている状態と、
前記駆動源が前記位置決め制御手段により制御されてい
る状態とを切り換えるための切り換え手段を更に具備す
ることを特徴としている。In the hand mechanism control device according to the present invention, the positioning control means further comprises second setting means for setting the second target position and the predetermined target moving speed. I am trying. Further, in the control device for the hand mechanism according to the present invention, a state in which the drive source is controlled by the gripping force control means,
It is characterized by further comprising switching means for switching between a state in which the drive source is controlled by the positioning control means.
【0010】また、この発明に係わるハンド機構の制御
装置において、前記位置検出手段は、前記駆動源に連結
されたエンコーダであることを特徴としている。また、
この発明に係わるハンド機構の制御装置において、前記
駆動源はサーボモータであることを特徴としている。ま
た、この発明に係わるハンド機構の制御装置において、
前記ロボットハンドがロボットにより移動される時に、
前記フィンガの現在位置と前記第1の目標位置との比較
を所定時間毎に実行することを特徴としている。Further, in the controller of the hand mechanism according to the present invention, the position detecting means is an encoder connected to the drive source. Also,
In the controller for the hand mechanism according to the present invention, the drive source is a servo motor. Further, in the control device of the hand mechanism according to the present invention,
When the robot hand is moved by the robot,
It is characterized in that the current position of the finger and the first target position are compared every predetermined time.
【0011】[0011]
【作用】以上の様に、この発明に係わるハンド機構の制
御装置は構成されているので、フィンガが一定把持力を
維持して移動する場合に、フィンガの停止位置と第1の
目標位置とを比較して、停止位置が第1の目標位置を通
り越している場合には把持を失敗したと判断し、停止位
置が第1の目標位置の手前である場合には、フィンガが
ワークに当接して止まったものとみなして把持を成功し
たと判断することにより、フィンガに特別なセンサ等を
設けずに把持の成否を判断することができる。As described above, since the control device for the hand mechanism according to the present invention is configured, when the finger moves while maintaining a constant gripping force, the finger stop position and the first target position are set. By comparison, when the stop position passes the first target position, it is determined that the gripping has failed, and when the stop position is before the first target position, the finger contacts the work. By assuming that the finger has stopped and judging that the gripping has succeeded, it is possible to judge the success or failure of the gripping without providing a special sensor or the like on the finger.
【0012】また、フィンガの現在位置と目標位置とを
比較して、フィンガの進むべき方向を判定する方向判定
手段を備えることにより、外部からフィンガの進行方向
を入力する必要がなくなり、制御装置に入力するデータ
量を減少させることができる。また、ハンド機構がロボ
ットにより移動される時に、フィンガの現在位置と第1
の目標位置との比較を所定時間毎に繰り返すことによ
り、ハンドがワークを取り落としていないことを監視す
ることができる。Further, by providing the direction determining means for comparing the current position of the finger and the target position to determine the direction in which the finger should move, it is not necessary to input the moving direction of the finger from the outside, and the control device can be provided. The amount of input data can be reduced. Also, when the hand mechanism is moved by the robot, the current position of the finger and the first position
It is possible to monitor that the hand has not dropped the work by repeating the comparison with the target position of No. 1 every predetermined time.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について詳細
に説明する。 <システム構成>図1は一実施例の対象となるロボット
ハンドとその制御装置の展開例を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below. <System Configuration> FIG. 1 shows a development example of a robot hand and a control device therefor, which is a target of one embodiment.
【0014】同図における11はロボットハンド機構で
あり、12は前記ロボットハンド機構11に含まれ、実
際にワークを把持するフィンガであり、13はロボット
ハンド機構11を制御するコントローラである。14は
ロボットハンド機構を備える組立作業用ロボットであ
り、15はその組立作業用ロボット14を制御するコン
トローラである。16はロボットハンド機構11を制御
するコントローラ13と接続されており、ロボットハン
ド機構11を動作させるための目標位置、目標速度及び
把持動作などのデータをロボットハンド機構のコントロ
ーラ13の教示データテーブルに登録するための、或は
直接ロボットハンド機構11を動作させることのできる
教示装置であり、17、18はそれぞれのコントローラ
のインタフェースである。In the figure, 11 is a robot hand mechanism, 12 is a finger which is included in the robot hand mechanism 11 and actually grips a workpiece, and 13 is a controller which controls the robot hand mechanism 11. Reference numeral 14 is an assembly work robot including a robot hand mechanism, and 15 is a controller for controlling the assembly work robot 14. Reference numeral 16 is connected to a controller 13 for controlling the robot hand mechanism 11, and data such as a target position, a target speed and a gripping operation for operating the robot hand mechanism 11 is registered in a teaching data table of the controller 13 of the robot hand mechanism. Is a teaching device capable of operating or directly operating the robot hand mechanism 11, and 17 and 18 are interfaces of respective controllers.
【0015】図2はロボットハンド機構を示す図であ
る。図2において、101はサーボモータ、102はサ
ーボモータ101に連結された位置検出用のパルスエン
コーダ、103はサーボモータの回転出力軸に取り付け
られたタイミングプーリ、104はタイミングベルト、
105はプーリ103の反対側に位置するタイミングプ
ーリ、106は左右両ネジの切られているボールネジで
ある。107と108は直線ガイドであり、109,1
10はボールネジ106のためのナット(不図示)が取
り付けられた可動部であるところのフィンガ部、11
1、112はフィンガ部と固定フレーム113に別々に
付けられたフィンガ用のストッパーである。115はフ
ィンガ部の原点位置出しをするための原点センサであ
る。114はロボットハンド機構部全体を産業用ロボッ
ト先端に取り付けるための取り付けフランジである。FIG. 2 is a diagram showing a robot hand mechanism. 2, 101 is a servo motor, 102 is a pulse encoder for position detection connected to the servo motor 101, 103 is a timing pulley attached to the rotation output shaft of the servo motor, 104 is a timing belt,
Reference numeral 105 is a timing pulley located on the opposite side of the pulley 103, and 106 is a ball screw with left and right screws. 107 and 108 are linear guides, and 109,1
10 is a finger part which is a movable part to which a nut (not shown) for the ball screw 106 is attached, 11
Reference numerals 1 and 112 denote finger stoppers attached to the finger portion and the fixed frame 113 separately. Reference numeral 115 is an origin sensor for positioning the origin of the finger portion. Reference numeral 114 is a mounting flange for mounting the entire robot hand mechanism section to the tip of the industrial robot.
【0016】このロボットハンド機構の動作は、サーボ
モータ101の回転出力を、タイミングプーリ103と
タイミングベルト104とタイミングプーリ105に伝
達し、ボールネジ106を回転させる。これにより、フ
ィンガ部109、110は離れる方向や近づく方向に直
線移動することができ、この2つのフィンガによりワー
クを把持できるものである。また、サーボモータ101
に取り付けられたパルスエンコーダ102によって、フ
ィンガ部109、110の位置は検出できるようになっ
ている。また、フィンガ部109、110の位置原点
は、原点センサ115を基準にして設定できるようにな
っている。フィンガ部109と110は離れる方向に移
動したとき、フィンガ109がフレーム113に接触す
る前に、フィンガ110のストッパー112とフレーム
113のストッパー111が接触するようになってい
る。In the operation of the robot hand mechanism, the rotation output of the servo motor 101 is transmitted to the timing pulley 103, the timing belt 104 and the timing pulley 105, and the ball screw 106 is rotated. As a result, the finger portions 109 and 110 can move linearly in the direction of moving away from each other and the direction of moving closer to each other, and the work can be gripped by these two fingers. In addition, the servo motor 101
The positions of the finger portions 109 and 110 can be detected by the pulse encoder 102 attached to the. Further, the origin of the positions of the finger portions 109 and 110 can be set with reference to the origin sensor 115. When the finger portions 109 and 110 move in the separating direction, the stopper 112 of the finger 110 and the stopper 111 of the frame 113 come into contact with each other before the finger 109 comes into contact with the frame 113.
【0017】<全体動作>次に、ロボットハンド機構1
1、ロボットハンド機構のコントローラ13、組立作業
用ロボット14及び組立作業用ロボットのコントローラ
15の全体の動作を説明する。まず、組立作業用ロボッ
トコントローラ15は、ロボットハンド機構11が目標
とするワークを把持するために、組立作業用ロボット1
4を動作させる。次に、組立作業用コントローラ15
は、入出力インタフェース17より、実際にフィンガ1
2が目標とするワークを把持するための動作信号パター
ンを出力する。<Overall Operation> Next, the robot hand mechanism 1
1, the overall operation of the controller 13 of the robot hand mechanism, the assembling work robot 14, and the assembling work robot controller 15 will be described. First, the assembling robot controller 15 uses the assembling robot 1 to hold a target work by the robot hand mechanism 11.
4 is operated. Next, the assembly work controller 15
Is actually the finger 1 from the input / output interface 17.
2 outputs an operation signal pattern for gripping a target work.
【0018】この動作信号パターンを図3に示す。本実
施例では、図4に示すように、8通りのパターンが用意
されている。各パターンの構成は、図3に示すように、
全体で4ビットからなり、動作の開始を示す「開始ビッ
ト」(図4において、丸に斜線を付した記号で示す)
と、3ビットの動作種別ビットからなる。本実施例にお
いては、動作種別ビットの種類にかかわらず、開始ビッ
トが「0」のときは動作を開始しない。また、開始ビッ
トが「1」のときは動作種別ビットによって設定された
動作、例えば、図7においてn=0,1,2,…7で示
された動作が実行可能となる。This operation signal pattern is shown in FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 4, eight patterns are prepared. The structure of each pattern is, as shown in FIG.
"Start bit" that consists of 4 bits in total and indicates the start of the operation (indicated by a symbol with a circle in FIG. 4)
And the operation type bit of 3 bits. In this embodiment, the operation is not started when the start bit is "0" regardless of the kind of the operation type bit. When the start bit is "1", the operation set by the operation type bit, for example, the operation indicated by n = 0, 1, 2, ... 7 in FIG. 7 can be executed.
【0019】図4にフィンガに対する8通りの動作指令
を例示する。3ビットの動作種別ビットが動作パターン
nの値を決定する。n=0〜n=7までの8通りの動作
パターンを設定している。例えば、n=0のパターンは
「原点出し」動作を示し、n=1のパターンを有する動
作は、位置X1 へ速度V1 で移動するというものであ
る。FIG. 4 illustrates eight kinds of operation commands for the fingers. The 3-bit operation type bit determines the value of the operation pattern n. Eight operation patterns from n = 0 to n = 7 are set. For example, a pattern of n = 0 indicates a "home search" operation, and an operation having a pattern of n = 1 is to move to a position X 1 at a speed V 1 .
【0020】n=2のパターンを有する動作は、ワーク
を把持する場合のものであり、現在のフィンガの位置
(待機位置)から、目標位置X2 の方向に向かってフィ
ンガを動作させ、ワークを把持するというものである。
そして目標位置X2 を把持基準位置として、現在位置と
比較して把持完了、失敗を判断する。n=3以後のデー
タもn=1,2と同様である。The operation having a pattern of n = 2 is for gripping the work, and the finger is operated from the current position of the finger (standby position) toward the target position X 2 to move the work. It is to grasp.
Then, using the target position X 2 as the grip reference position, it is judged whether gripping is completed or failed by comparing with the current position. The data after n = 3 is the same as when n = 1 and 2.
【0021】なお、ポイントデータ数を増やすためにビ
ット数をさらに増やしてもよい。図4のテーブルは、検
索読み出しが可能なように、コントローラ13内のRA
Mに記憶される。ロボットハンド機構コントローラ13
は、入出力インタフェース18よりその信号パターンを
入力し、予め教示装置16によりロボットハンド機構コ
ントローラ13内の教示データテーブルに記録されてい
る目標位置、目標速度、及び把持動作などのデータに対
応した信号パターンと同一のものを選択して、フィンガ
12にそのデータに示された動作を開始させ、位置決め
動作及びワーク把持動作を行う。The number of bits may be further increased to increase the number of point data. The table in FIG.
Stored in M. Robot hand mechanism controller 13
Is a signal corresponding to the data such as the target position, the target speed, and the gripping operation which are recorded in advance in the teaching data table in the robot hand mechanism controller 13 by the teaching device 16 by inputting the signal pattern from the input / output interface 18. The same pattern is selected and the finger 12 is caused to start the operation indicated by the data, and the positioning operation and the work gripping operation are performed.
【0022】次に、フィンガ12が実際に目標とする位
置決め動作及びワーク把持動作をしたら、ロボットハン
ド機構コントローラ13は、入出力インタフェース18
より組立作業用ロボットコントローラ15に対して、動
作完了信号を出力し、入出力インタフェース17よりそ
の完了信号を取り込んだ組立作業用コントローラ15
は、組立作業用ロボット14の次の動作を開始する。Next, when the fingers 12 actually perform the target positioning operation and workpiece holding operation, the robot hand mechanism controller 13 causes the input / output interface 18 to operate.
The assembly work controller 15 outputs an operation completion signal to the assembly work robot controller 15 and fetches the completion signal from the input / output interface 17.
Starts the next operation of the assembly work robot 14.
【0023】<教示装置>図5はロボットハンド機構用
教示装置16の操作パネルの一例を示す。61はフィン
ガ12の現在値及び教示データ表示部であり、62はフ
ィンガ12の動作完了時にロボットハンド機構コントロ
ーラ13から取り込まれた現在値が表示され、63にお
けるPoint1,2,…2n-1 −1はフィンガ12の
動作すべきポイント名であり、前述したビットパターン
n=1,2,3,…7(4ビットの場合)にそれぞれ対
応している。<Teaching Device> FIG. 5 shows an example of an operation panel of the teaching device 16 for the robot hand mechanism. Reference numeral 61 is a current value and teaching data display section of the finger 12, 62 is a current value taken from the robot hand mechanism controller 13 when the operation of the finger 12 is completed, and Point 1 , 2, ... 2 n-1 at 63 is displayed. 1 is a point name on which the finger 12 should operate, and corresponds to the above-mentioned bit patterns n = 1, 2, 3, ... 7 (in the case of 4 bits).
【0024】64は教示作業のときに、現在教示できる
データの箇所を表わしている。65は教示データを直接
打ち込むテンキー、66は教示作業を行うときに位置成
分、速度成分、把持成分を直接選択するキー、67は6
4を上下左右に移動させるときに使うキー、68は教示
したそれぞれのデータを確定するための登録キーであ
る。Reference numeral 64 represents a portion of data which can be taught at the time of teaching work. Reference numeral 65 is a ten-key for directly inputting teaching data, 66 is a key for directly selecting a position component, a velocity component, and a gripping component when performing a teaching work, and 67 is a 6
Reference numeral 68 is a key used for moving 4 up, down, left and right, and 68 is a registration key for confirming each taught data.
【0025】図6は、教示装置の画面表示の例を示す。
(a)は位置決め動作指令の場合、(b)は把持動作指
令の場合を示している。1行目には現在位置、2行目以
後にポイントデータが表示されている(Point1,
Point2,…)。データの成分は、目標位置、目標
速度、把持である。FIG. 6 shows an example of the screen display of the teaching device.
(A) shows the case of the positioning operation command, and (b) shows the case of the gripping operation command. The current data is displayed on the first line, and point data is displayed on the second and subsequent lines (Point1,
Point 2, ...). The components of the data are the target position, the target speed, and the grip.
【0026】(a)の場合、目標位置+0010.00
で目標速度100%で位置決め動作を行うことを意味し
ている。(b)の場合、現在位置から目標位置+001
5.00の方向へ向かって把持動差を行わせることを意
味している。把持の項目の“NO”、“YES”が把持
動作を行うか行わないかの判別のためのデータを表わし
ている。この場合“NO”の表示で位置決め動作、“Y
ES”で把持動作を行う。把持動作を行う場合の目標位
置データは、把持動作を行うためのフィンガの移動すべ
き方向を判断する基準値の役目と、把持動作の完了或は
把持動作の失敗を判別する基準値の役目の2つの役目を
兼ね備えている。In the case of (a), the target position +0010.00
Means that the positioning operation is performed at the target speed of 100%. In the case of (b), the target position is +001 from the current position.
This means that the gripping motion difference is made toward the direction of 5.00. "NO" and "YES" in the gripping item represent data for determining whether to perform the gripping operation. In this case, "NO" is displayed and the positioning operation is
The gripping operation is performed by "ES". The target position data when performing the gripping operation serves as a reference value for determining the direction in which the fingers should move to perform the gripping operation, and whether the gripping operation is completed or the gripping operation fails. It also has two roles of a reference value for determining.
【0027】把持動作での目標速度の項目は未設定であ
る。なぜならば、把持動作では把持力を所定値となる様
に制御するため速度を指定しても意味がないからであ
る。なお、他の把持データの設定の仕方としては、直接
把持力データを設定することもできる。これは把持の項
目に、位置決め制御の場合“0”を設定し、把持力制御
の場合“0”以外で、フィンガに目標とする所定の把持
力を発生させることのできる把持力データ(例えば3k
gfの把持力を望むならば、それに対応するような数値
データ(絶対値データ))を設定する仕方が考えられ
る。The item of the target speed in the gripping operation is not set. This is because it is meaningless to specify the speed in the gripping operation because the gripping force is controlled so as to have a predetermined value. As another method of setting the gripping data, the gripping force data can be directly set. This is because gripping force data is set to "0" in the case of positioning control and gripping force data (for example, 3 k) that can generate a target predetermined gripping force for fingers other than "0" in gripping force control.
If a gripping force of gf is desired, a method of setting numerical data (absolute value data) corresponding thereto can be considered.
【0028】また、上記の例では、各データをポイント
データとして取り扱っているが、これを動作プログラム
形式で記述することも可能である。また、教示装置とし
てはパソコンなどでもよい。その場合は、表示形式など
にはこだわらない。図7は、ハンドメカ機構の把持力制
御方法に関する制御ブロック図である。図7は、位置決
め制御ループ(図中実線の枠で示す)と把持力制御ルー
プ(図中破線の枠で示す)という2つのループからな
る。位置決め制御ループは「準備位置」にフィンガを位
置決めするループで、把持力制御ループは準備位置にフ
ィンガが置かれた後にフィンガが発生する把持力を制御
するループである。In addition, in the above example, each data is handled as point data, but it is also possible to describe this in operation program format. A personal computer or the like may be used as the teaching device. In that case, do not care about the display format. FIG. 7 is a control block diagram relating to a gripping force control method for the hand mechanical mechanism. FIG. 7 is composed of two loops, a positioning control loop (indicated by a solid line frame in the figure) and a gripping force control loop (indicated by a broken line frame in the diagram). The positioning control loop is a loop for positioning the finger at the "preparation position", and the gripping force control loop is a loop for controlling the gripping force generated by the finger after the finger is placed at the preparation position.
【0029】位置決め制御 まず、位置決め制御ループについて説明する。図におけ
る、指令位置レジスタ1は、目標指令位置を記憶するレ
ジスタである。この指令位値レジスタ1からの目標指令
位置は加算器2へ出力される。加算器2は、目標指令位
置と、フィンガの現在位置との位置偏差を求めて、位置
ループゲイン乗算器3へ出力する。位置ループゲイン乗
算器3は、位置偏差に所定の制御ゲインを乗じて目標速
度を演算し加算器4へ出力する。加算器4は、入力され
てきた目標移動速度と、フィンガの現在移動速度との速
度偏差を求めて、速度ループゲイン乗算器5へ出力す
る。速度ループゲイン乗算器5は、入力されてきた速度
偏差に所定の制御ゲインを乗じて、目標指令電流を加算
器7へ出力する。加算器7は、入力されてきた目標指令
電流と、現在サーボモータ101に出力されている現在
指令電流との電流偏差を求めて、これをトルクアンプ8
へ出力する。トルクアンプ8は、入力されてきた電流偏
差を増幅し、指令電流とし、サーボモータ101へ出力
する。サーボモータ101は、入力されてきた指令電流
により駆動され、トルクを発生してハンドメカ機構のフ
ィンガ109、110を開閉させ位置決めを行う。エン
コーダ102はフィンガ部の現在位置を検出するため
に、サーボモータ101の回転に対応した信号を現在位
置カウンタ204へ出力し、その現在位置カウンタ20
4はエンコーダ102からの信号により現在位置を算出
して、現在位置とする。また、現在位置カウンタ204
の出力を微分器13を通して現在速度としている。これ
らが従来通りの位置決め制御ループである。 Positioning Control First, the positioning control loop will be described. A command position register 1 in the figure is a register that stores a target command position. The target command position from the command value register 1 is output to the adder 2. The adder 2 obtains the position deviation between the target command position and the current position of the finger and outputs it to the position loop gain multiplier 3. The position loop gain multiplier 3 multiplies the position deviation by a predetermined control gain to calculate a target speed, and outputs the target speed to the adder 4. The adder 4 obtains a speed deviation between the input target moving speed and the current moving speed of the finger, and outputs it to the speed loop gain multiplier 5. The speed loop gain multiplier 5 multiplies the input speed deviation by a predetermined control gain and outputs the target command current to the adder 7. The adder 7 obtains a current deviation between the input target command current and the current command current currently output to the servo motor 101, and calculates this current deviation.
Output to. The torque amplifier 8 amplifies the input current deviation and outputs it as a command current to the servo motor 101. The servo motor 101 is driven by the input command current and generates torque to open and close the fingers 109 and 110 of the hand mechanical mechanism to perform positioning. The encoder 102 outputs a signal corresponding to the rotation of the servo motor 101 to the current position counter 204 in order to detect the current position of the finger unit, and the current position counter 20
Reference numeral 4 calculates the current position from the signal from the encoder 102 and sets it as the current position. In addition, the current position counter 204
Is output as the current speed through the differentiator 13. These are the conventional positioning control loops.
【0030】把持力制御 次に、フィンガ部が実際に対象ワークを把持するための
動作が以下のように行われる。フィンガを上記の位置制
御により、ワークを把持するための待機位置(この待機
位置とは、対象ワークの寸法に対して多少余裕がある位
置、すなわち、そこに位置決めされた時に対象ワークと
フィンガとの間にある程度の間隔があるような位置であ
る。)に位置決めした後、ループ切換スイッチ6を位置
決め制御ループ側(図中b位置)から把持力制御ループ
(a位置)へ切換える。 Gripping Force Control Next, the operation for the finger part to actually grip the target work is performed as follows. By the position control of the fingers, a standby position for gripping the work (this standby position is a position with some margin with respect to the size of the target work, that is, the position between the target work and the fingers when positioned there). After the positioning is made such that there is a certain interval between them, the loop switch 6 is switched from the positioning control loop side (position b in the figure) to the gripping force control loop (position a).
【0031】そして、指令把持力14がセットされ、把
持力/トルク演算部15へ出力される。このとき、方向
判定回路20には、現在位置と目標位置である指令位置
が入力され、フィンガーをどちらの方向へ駆動すべきか
を判断する。そして、その方向性を把持力/トルク演算
部15へ出力する。Then, the command gripping force 14 is set and output to the gripping force / torque calculating unit 15. At this time, the current position and the commanded position that is the target position are input to the direction determination circuit 20, and it is determined in which direction the finger should be driven. Then, the directionality is output to the gripping force / torque calculating unit 15.
【0032】把持力/トルク演算部15には、指令把持
力に対するトルク(電流)値への変換関数があり、指令
把持力を入力すると、それに必要なトルク(電流)値を
方向判定回路20からの出力結果を考慮して演算し、指
令トルク(電流)値として出力する。一般に、サーボモ
ータは指令電流値に対して、比例的にトルクが発生し、
当然トルクとそれによって発生する力は比例的な関係上
にあるから、指令電流値に対して発生してくる力という
ものは、常に比例的な関係にある。よって簡単な変換関
数が把持力/トルク演算部15には用意されている。The gripping force / torque calculation unit 15 has a conversion function for converting the commanded gripping force into a torque (current) value. When the commanded gripping force is input, the torque (current) value required for the command gripping force is input from the direction determination circuit 20. Is calculated in consideration of the output result of and output as a command torque (current) value. Generally, the servo motor generates torque in proportion to the command current value,
Naturally, the torque and the force generated thereby are in a proportional relationship, so the force generated with respect to the command current value is always in a proportional relationship. Therefore, a simple conversion function is prepared in the gripping force / torque calculating unit 15.
【0033】指令把持力が把持力/トルク演算部15へ
入力されると、前記変換関数によりトルク(電流)値に
変換されて、指令値としてループ切換スイッチ6を通し
て加算器7へ出力される。そして、電流制御ループ(ト
ルクアンプ8から演算器7へ戻るループ)によって電流
定値制御を行い、サーボモータ101に一定のトルクを
発生させ、ハンドメカ機構を動作させ、フィンガ10
9、110を対象に接触させる。When the command gripping force is input to the gripping force / torque calculating section 15, it is converted into a torque (current) value by the conversion function and is output to the adder 7 through the loop changeover switch 6 as a command value. Then, the constant current value control is performed by the current control loop (loop returning from the torque amplifier 8 to the calculator 7) to generate a constant torque in the servo motor 101 to operate the hand mechanical mechanism, and the finger 10 is operated.
9, 110 is brought into contact with the object.
【0034】指令把持力に応じてハンドメカ機構のフィ
ンガ部が、対象ワークに対して把持する方向に動作し始
めたら。今度は、微分器13の出力である現在速度を速
度監視器16において速度監視する。そして、現在速度
が速度=0(速度=0ということは、フィンガがワーク
に接触しているか、または、移動限界位置やストッパま
で移動してしまっている場合)となった時点において、
把持確認器18で把持動作が完了したか(フィンガが対
象ワークに対して目標とする把持力に達し把持した
か)、または、失敗したかを把持基準位置(外部より目
標位置として入力されている)19と比較することによ
り判別している。When the finger portion of the hand mechanical mechanism starts to move in the direction of gripping the target work according to the command gripping force. This time, the speed monitor 16 monitors the current speed output from the differentiator 13. At the time when the current speed becomes speed = 0 (speed = 0 means that the finger is in contact with the work or has moved to the movement limit position or the stopper).
Whether or not the gripping operation is completed by the gripping confirmation device 18 (whether the finger has reached a target gripping force with respect to the target work and gripped) or has failed has been input as a gripping reference position (externally input as a target position). ) 19 for comparison.
【0035】なお、この実施例では把持力指示という形
式にしたが、電流定値制御であるから、はじめから目標
となる把持力に対する指令電流値を直接、電流制御ルー
プに入力する方法や、或はトルクという形で指示する方
法などがある。図8は制御装置のハード構成図を示して
いる。201は制御を実現する中央処理装置(CPU)
であり、202はCPU201とバス結合され、一連の
制御処理アルゴリズムのプログラム及びマンマシンイン
タフェースプログラムを含む不揮発性のメモリ(RO
M)であり、203は教示データを記憶可能な電源バッ
クアップされたメモリ(RAM)である。また、204
はサーボモータ101と連結されたパルスエンコーダ1
02に接続され、サーボモータの現在位置を計数可能に
する現在値カウンタである。208は前記サーボモータ
とトルクアンプ209を通して接続されているD/Aコ
ンバータであり、CPU201の指示でアナログ電流値
をトルクアンプ209へ出力できるようになっている。
206は原点センサー115の情報や、外部I/O11
6を介して入力されるハンドメカ機構の動作信号パター
ンや、ハンドメカ機構の動作終了信号などの情報をCP
U201へ取り込むためのI/Oのインタフェースであ
る。また、211は外部の教示装置212とCPUを結
ぶ通信用インタフェースである。前記202、203、
204、206、208、211はすべてバス213に
よってCPU201と接続されている。In this embodiment, the gripping force instruction is used. However, since the constant current value control is used, a method of directly inputting a command current value for the target gripping force to the current control loop from the beginning, or There is a method of giving instructions in the form of torque. FIG. 8 shows a hardware configuration diagram of the control device. 201 is a central processing unit (CPU) that realizes control
202 is bus-connected to the CPU 201 and is a non-volatile memory (RO) including a series of control processing algorithm programs and a man-machine interface program.
M), and 203 is a memory (RAM) backed up by power supply capable of storing teaching data. Also, 204
Is a pulse encoder 1 connected to the servo motor 101
02 is a current value counter that can be connected to 02 to count the current position of the servo motor. Reference numeral 208 denotes a D / A converter connected to the servo motor through the torque amplifier 209, and can output an analog current value to the torque amplifier 209 according to an instruction from the CPU 201.
Reference numeral 206 denotes information of the origin sensor 115 and external I / O 11
The information such as the operation signal pattern of the hand mechanical mechanism input through 6 and the operation end signal of the hand mechanical mechanism are sent to the CP.
This is an I / O interface for importing into U201. Further, reference numeral 211 is a communication interface connecting the external teaching device 212 and the CPU. 202, 203,
All of 204, 206, 208, 211 are connected to the CPU 201 by a bus 213.
【0036】図9は、フィンガの動作を説明するフロー
チャートである。フィンガに対する移動ポイント指定が
なされると(S−1)、そのポイントが原点出し動作な
のか、それともそれ以外なのかを判別する(S−2)。
原点出し動作要求ならば原点出しを開始し(S−3)、
終了したら原点出し完了を出力して終わる(S−4)。
原点出し動作以外を要求するものならば、それが把持動
作なのかそれとも位置決め動作なのかを判別する(S−
5)。FIG. 9 is a flow chart for explaining the operation of the fingers. When the movement point is designated for the finger (S-1), it is determined whether the point is the origin-finding operation or another (S-2).
If a home search operation request is made, start home search (S-3),
When it is finished, it outputs the origin return completion and finishes (S-4).
If a request other than the home search operation is requested, it is determined whether it is a gripping operation or a positioning operation (S-
5).
【0037】ここで位置決め動作と判別されると、前回
動作が把持動作ならば制御ループを位置制御ループに切
り換える。そして、目標位置及び目標速度がセットさ
れ、通常の位置決め動作が始まり、動作が完了すると移
動完了を出力して終了する(S−5〜9)。把持動作と
判別されると、フィンガの現在位置とポイントデータの
目標位置(以下Pobと記載)と比較する(S−1
0)。If it is determined to be the positioning operation, the control loop is switched to the position control loop if the previous operation is the gripping operation. Then, the target position and the target speed are set, the normal positioning operation is started, and when the operation is completed, the movement completion is output and the operation is ended (S-5 to 9). When it is determined to be the gripping operation, the current position of the finger is compared with the target position of the point data (hereinafter referred to as Pob) (S-1).
0).
【0038】ここで現在位置の方が小さい場合は、ワー
クを外側から把持するものとしてフィンガが閉じる方向
に動作できるように目標把持力に正、或は負の方向性を
持たせる。本実施例では正とした(S−11)。次に、
制御ループを位置制御ループから把持力制御ループへ切
換える(S−12)。すると、フィンガが閉じる方向に
動作し始める。When the current position is smaller, the target gripping force is given a positive or negative directivity so that the work can be gripped from the outside and the fingers can move in the closing direction. In this embodiment, the value is positive (S-11). next,
The control loop is switched from the position control loop to the grip force control loop (S-12). Then, the fingers start to move in the closing direction.
【0039】Δt時間での移動量が“0”になるまで今
の状態を維持し続ける(S−13)。そしてΔt時間で
の移動量が“0”になったら、現在位置とPobを比較
する(S−14)。ここで現在位置がPobより小さ
い、或は同じならば把持完了とみなして完了出力をする
(S−15)。もし現在位置がPobより大きい場合
は、ワークを把持できていないものとして把持エラーを
出力する(S−16)。The current state is continuously maintained until the movement amount at Δt time becomes "0" (S-13). When the amount of movement in Δt time becomes “0”, the current position and Pob are compared (S-14). If the current position is smaller than or equal to Pob, the gripping is considered to be completed and a completion output is made (S-15). If the current position is larger than Pob, a gripping error is output because the workpiece cannot be gripped (S-16).
【0040】把持完了出力或は把持エラ−出力をした
ら、フィンガ動作を終了する。把持完了とみなし、完了
出力をした後は、次のフィンガーの動作の指令がなされ
るまでの間、現在位置とPobの比較を一定時間毎に実
行し、例えば、搬送中(ロボットによるハンド機構の移
動)等のワークの取り落としを監視することもできる。
あるいは、同一動作の指令を再度搬送中に実行すること
によっても同様の結果が得られる。After the grip completion output or the grip error output, the finger operation is terminated. After the completion of gripping and the completion output, the current position and Pob are compared at regular intervals until the next finger operation command is issued. It is also possible to monitor the removal of the work such as movement.
Alternatively, the same result can be obtained by executing the same operation command again during conveyance.
【0041】S−10において、現在位置の方がPob
よりも大きい場合は、ワークを内側から(例えば中空の
筒状のワーク)把持するものとしてフィンガを開く方向
に動作できるように、目標把持力に正、或は負の方向性
を持たせる。本実施例では負とした(S−18)。次に
制御ループを位置制御ループから把持力制御ループへ切
換える(S−19)。すると、フィンガが開く方向に動
作し始める。At S-10, the current position is Pob.
If it is larger than the above, the target gripping force is given a positive or negative directivity so that the work can be operated in the direction of opening the finger as if gripping the work from the inside (for example, a hollow cylindrical work). In this embodiment, it is negative (S-18). Next, the control loop is switched from the position control loop to the gripping force control loop (S-19). Then, the fingers start to move in the opening direction.
【0042】Δt時間での移動量が“0”になるまで今
の状態を維持し続ける(S−20)。そしてΔt時間で
の移動量が“0”になったら、現在位置とPobを比較
する(S−21)。ここで現在位置がPobより大き
い、或は同じならば把持完了とみなして完了出力をする
(S−15)。もし現在位置がPobより小さい場合
は、ワークを把持できていないものとして把持エラーを
出力する(S−16)。The current state is continuously maintained until the movement amount at Δt time becomes "0" (S-20). Then, when the movement amount in the Δt time becomes “0”, the current position and Pob are compared (S-21). If the current position is greater than or equal to Pob, the gripping is considered to be completed and a completion output is output (S-15). If the current position is smaller than Pob, a gripping error is output assuming that the workpiece cannot be gripped (S-16).
【0043】把持完了出力或は把持エラ−出力をした
ら、フィンガ動作を終了する。把持完了とみなし、完了
出力をした後は、次のフィンガーの動作の指令がなされ
るまでの間、現在位置とPobの比較を一定時間毎に実
行し、例えば、搬送中(ロボットによるハンド機構の移
動)等のワークの取り落としを監視することもできる。
あるいは、同一動作の指令を再度搬送中に実行すること
によっても同様の結果が得られる。After the grip completion output or the grip error output, the finger operation is terminated. After the completion of gripping and the completion output, the current position and Pob are compared at regular intervals until the next finger operation command is issued. It is also possible to monitor the removal of the work such as movement.
Alternatively, the same result can be obtained by executing the same operation command again during conveyance.
【0044】本実施例で使用している位置に関する概念
は、フィンガが閉じる方向を正、開く方向を負としてい
る。S−5において、把持動作かそれとも位置決め動作
かは、指定されたポイントのポイントデータの目標把持
力に値がセットされているか、されていないかで容易に
判断可能である。例えば、位置決めの場合、“0”(教
示装置の画面上では“NO”、“0”など)、把持力動
作の場合、“0”以外のデータで“1”、“2”(教示
装置の画面上では“+”、“−”または“CLOS
E”、“OPEN”または“YES”など)、この場合
は、目標把持力がポイントデータ毎には違わず同一で、
予めパラメ−タにして設定しておく(目標把持力、目標
トルク或は目標電流などという形式で)。The concept of the position used in this embodiment is that the direction in which the fingers are closed is positive and the direction in which the fingers are open is negative. In S-5, the gripping operation or the positioning operation can be easily determined based on whether or not a value is set in the target gripping force of the point data of the designated point. For example, in the case of positioning, "0"("NO","0", etc. on the screen of the teaching device), and in the case of gripping force operation, data other than "0" is "1", "2" (of the teaching device. "+", "-" Or "CLOS on the screen
E "," OPEN "," YES ", etc.), in this case, the target gripping force is the same for each point data,
The parameters are set in advance (in the form of target gripping force, target torque, target current, etc.).
【0045】ポイントデータ毎に変えたいような場合
は、目標とする把持力を直接ポイントデータ毎に設定す
る(形式は、目標把持力、目標トルク或は目標電流など
という形式で)。上記の説明は一例であり、要するに、
位置決め動作か把持動作かはポイントデータの目標把持
力のデータから判別すればよい。When it is desired to change it for each point data, the target gripping force is directly set for each point data (the format is target gripping force, target torque or target current, etc.). The above explanation is an example, and in short,
Whether it is the positioning operation or the gripping operation may be determined from the target gripping force data of the point data.
【0046】S−10〜11或は18によって、現在位
置(ワークを把持する前のフィンガの待機位置)とPo
bとを比較することによってワークを把持するためにフ
ィンガ動作しなければならない方向を判別している。図
10で説明すると(a)に示す状態は、ワークを把持す
るためのフィンガが待機位置(2aで示す位置)に位置
決めされている状態を示している。この位置を仮に10
mmの位置とする(1aで示す位置はフィンガの原点位
置)。Depending on S-10 to 11 or 18, the present position (waiting position of the finger before gripping the work) and Po.
By comparing with b, the direction in which the finger must be operated to grip the work is determined. In the state shown in FIG. 10A, the finger for gripping the work is positioned at the standby position (position indicated by 2a). This position is 10
The position is mm (the position indicated by 1a is the origin position of the finger).
【0047】次にこのワークを把持するためのポイント
データとして、Pobに17mmというデータ(4aの位
置)が設定されているとすると、フィンガは現在位置よ
りも+方向の位置へ移動しなければならない。そこで位
置決めの制御ループから把持力制御ループへ切換えられ
た時に、フィンガが+方向へ移動できる様に、目標把持
力や目標トルク或は目標電流に正負の方向性を持たせ
る。ここでは正に設定することによって、モータはフィ
ンガを+方向へ移動させることができるものとしてい
る。Next, assuming that 17 mm of data (position 4a) is set in Pob as point data for gripping this work, the finger must move to the position in the + direction from the current position. . Therefore, when the control loop for positioning is switched to the gripping force control loop, the target gripping force, the target torque, or the target current has positive or negative directivity so that the finger can move in the + direction. Here, it is assumed that the motor can move the finger in the + direction by setting the positive value.
【0048】逆に、(b)に示すように中空の円筒状の
ワークを把持する場合は、待機位置として、フィンガは
2bで示す位置に位置決めされる。次に、このワークを
把持するためのポイントデータとしてPobに5mmとい
うデータ(4bの位置)が設定されているとすると、フ
ィンガは現在位置よりも−方向の位置へ移動しなければ
ならない。そこで位置決め制御ループから把持力制御ル
ープへ切換えられた時に、フィンガが−方向へ移動でき
る様に、目標把持力や目標トルク或は目標電流に正負の
方向性を持たせる。ここでは負に設定することによって
モータはフィンガを−方向性へ移動させることができる
ものとしている。On the contrary, when the hollow cylindrical work is gripped as shown in (b), the finger is positioned at the position 2b as the standby position. Next, assuming that data of 5 mm (position of 4b) is set in Pob as point data for gripping this work, the finger must move to a position in the-direction from the current position. Therefore, when the positioning control loop is switched to the gripping force control loop, the target gripping force, the target torque, or the target current has positive or negative directivity so that the finger can move in the-direction. Here, it is assumed that the motor can move the finger in the negative direction by setting the negative value.
【0049】そしてフィンガが動作すべき方向性を含ん
だ目標把持力が設定されると、制御ループに切り換わ
り、把持動作が始められる。S−13,20では、制御
ループが切換えられた後も、カウンタは動作しているの
で、Δt時間での、その変化量を監視しながら、“0”
になるまで現状を保持している。Δt時間の間にフィン
ガが移動しないでカウンタの変化量が“0”になると、
現在位置とPob(4a,4b)を比較する(S−14
或は21)。フィンガが+方向へ動作していた場合は、
現在位置(3a)がPobよりも小さければフィンガの
ワーク把持動作が完了したものとする。現在位置がPo
bよりも大きければ、フィンガがワークを把持できなく
て、移動限界位置やストッパに達してしまったものとし
て、把持動作が失敗したと判断する。When the target gripping force including the direction in which the finger should move is set, the control loop is switched to start the gripping operation. In S-13 and 20, the counter is still operating even after the control loop is switched, so while monitoring the amount of change in Δt time, "0" is displayed.
The current status is maintained until. If the change amount of the counter becomes “0” without moving the finger during Δt time,
The current position and Pob (4a, 4b) are compared (S-14).
Or 21). If the finger was moving in the + direction,
If the current position (3a) is smaller than Pob, it is assumed that the finger gripping work has been completed. Current position is Po
If it is larger than b, it is determined that the fingers cannot grip the work and have reached the movement limit position or the stopper, and the gripping operation has failed.
【0050】フィンガが−方向へ動作していた場合は、
現在位置(3b)がPobよりも大きければフィンガの
ワーク把持動作が完了したものとする。現在位置がPo
bよりも小さければフィンガがワークを把持できなく
て、移動限界位置やストッパに達してしまったものとし
て、把持動作が失敗したと判断する。把持動作を設定す
る場合、Pobの設定値は、図10(a)の場合にはワ
ークを把持した時のフィンガの位置よりもワークの内側
(大きな)の位置、かつ移動限界位置やストッパの位置
よりも外側(小さな)の位置とする。図10(b)の場
合には逆でワークを把持した時のフィンガの位置よりも
ワークの外側(小さな)の位置、かつ移動限界位置やス
トッパの位置よりも内側(大きな)の位置とする。ここ
で、位置が大きい、小さいと述べているが、これは予め
決められるモータの極性やメカの伝達系により変化す
る。If the finger was operating in the-direction,
If the current position (3b) is larger than Pob, it is assumed that the finger has completed the work gripping operation. Current position is Po
If it is smaller than b, it is determined that the fingers cannot grip the work and have reached the movement limit position or the stopper, and the gripping operation has failed. In the case of setting the gripping operation, in the case of FIG. 10A, the set value of Pob is a position inside (larger) of the work than the position of the finger when gripping the work, and the movement limit position and the position of the stopper. The position is outside (smaller) than. In the case of FIG. 10B, on the contrary, the position is outside (smaller) of the work than the position of the finger when gripping the work, and inside (larger) than the movement limit position and the position of the stopper. Here, it is stated that the position is large or small, but this changes depending on the polarity of the motor or the transmission system of the mechanism which is determined in advance.
【0051】つまり、把持動作の場合のPobの設定値
は、フィンガの移動すべき方向を判別するのと同時に、
把持動作の完了、或は把持動作の失敗を判別する2つの
基準値の意味を兼ね備えている。尚、本発明は、複数の
機器から構成されるシステムに適用しても1つの機器か
ら成る装置に適用しても良い。また、本発明は、システ
ム或は装置にプログラムを供給することによって達成さ
れる場合にも適用できることはいうまでもない。That is, the Pob set value in the case of the gripping operation is determined at the same time when the direction in which the finger should move is determined.
It also has the meaning of two reference values for determining the completion of the gripping operation or the failure of the gripping operation. The present invention may be applied to a system including a plurality of devices or an apparatus including one device. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to the case where it is achieved by supplying a program to a system or an apparatus.
【0052】また、本発明は、その主旨を逸脱しない範
囲で、上記実施例を修正または変形したものに適用可能
である。Further, the present invention can be applied to the modified or modified embodiments described above without departing from the spirit of the invention.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明のハンド機構
の制御装置によれば、フィンガが一定把持力を維持して
移動する場合に、フィンガの停止位置と第1の目標位置
とを比較して、停止位置が第1の目標位置を通り越して
いる場合には把持を失敗したと判断し、停止位置が第1
の目標位置の手前である場合には、フィンガがワークに
当接して止まったものとみなして把持を成功したと判断
することにより、フィンガに特別なセンサ等を設けずに
把持の成否を判断することができる。As described above, according to the controller for a hand mechanism of the present invention, when the finger moves while maintaining a constant gripping force, the stop position of the finger is compared with the first target position. Then, if the stop position passes the first target position, it is determined that the gripping has failed, and the stop position is the first target position.
When the finger is in front of the target position, it is judged that the finger has come into contact with the workpiece and stopped, and it is determined that the finger has been successfully gripped. Therefore, the success or failure of the grip is determined without providing a special sensor or the like on the finger. be able to.
【0054】また、フィンガの現在位置と目標位置とを
比較して、フィンガの進むべき方向を判定する方向判定
手段を備えることにより、外部からフィンガの進行方向
を入力する必要がなくなり、制御装置に入力するデータ
量を減少させることができる。また、ハンド機構がロボ
ットにより移動される時に、フィンガの現在位置と第1
の目標位置との比較を所定時間毎に繰り返すことによ
り、ハンドがワークを取り落としていないことを監視す
ることができる。Further, by providing the direction determining means for comparing the current position of the finger with the target position to determine the direction in which the finger should move, it is not necessary to input the moving direction of the finger from the outside, and the control device can be provided. The amount of input data can be reduced. Also, when the hand mechanism is moved by the robot, the current position of the finger and the first position
It is possible to monitor that the hand has not dropped the work by repeating the comparison with the target position of No. 1 every predetermined time.
【図1】一実施例の対象となるロボットハンドとその制
御装置の展開例を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a development example of a robot hand and a control device therefor according to an embodiment.
【図2】ロボットハンド機構を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a robot hand mechanism.
【図3】ワークを把持するための動作信号パターンを示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing an operation signal pattern for gripping a work.
【図4】フィンガに対する動作指令の例を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing an example of operation commands to fingers.
【図5】ロボットハンド機構用教示装置の操作パネルの
一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of an operation panel of a teaching device for a robot hand mechanism.
【図6】教示装置の画面表示の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a screen display of a teaching device.
【図7】ハンドメカ機構の把持力制御方法に関する制御
ブロック図である。FIG. 7 is a control block diagram relating to a gripping force control method for a hand mechanical mechanism.
【図8】制御装置のハード構成図である。FIG. 8 is a hardware configuration diagram of a control device.
【図9】フィンガの動作を説明するフローチャートであ
る。FIG. 9 is a flowchart explaining the operation of the finger.
【図10】ワークの形状とフィンガの待機位置の関係を
示した図である。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the shape of the work and the standby position of the fingers.
【図11】従来例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a conventional example.
【図12】従来例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a conventional example.
11 ロボットハンド機構 12 フィンガ 13 コントローラ 14 組立作業用ロボット 15 コントローラ 16 教示装置 17,18 インタフェース 11 Robot Hand Mechanism 12 Fingers 13 Controller 14 Assembly Robot 15 Controller 16 Teaching Device 17, 18 Interface
Claims (10)
該駆動源の駆動力を前記フィンガに伝達するための伝達
手段と、前記フィンガの現在位置を検出するための位置
検出手段とを備えるロボットハンド機構を制御するため
のハンド機構の制御装置であって、 前記フィンガがワークを把持するための第1の目標位置
を設定する第1の目標位置設定手段と、 前記フィンガの把持力を所定の把持力に維持した状態
で、前記第1の目標位置に向けて前記フィンガを移動さ
せるべく前記駆動源を制御する把持力制御手段と、 前記位置検出手段の出力に基づいて、前記フィンガの移
動速度を検出する速度検出手段と、 該速度検出手段により、前記所定の把持力に維持された
前記フィンガの移動速度ゼロになったことが検出された
後に、前記フィンガの現在位置と前記第1の目標位置と
を比較して、前記フィンガが前記ワークを把持したか否
かを判定する把持判定手段とを具備することを特徴とす
るハンド機構の制御装置。1. A drive source for moving a finger,
A hand mechanism control device for controlling a robot hand mechanism, comprising: a transmission means for transmitting a driving force of the drive source to the finger; and a position detection means for detecting a current position of the finger. A first target position setting means for setting a first target position for the finger to grip a work; and a first target position setting means for maintaining a gripping force of the finger at a predetermined gripping force. Gripping force control means for controlling the drive source to move the fingers toward the direction, speed detection means for detecting the moving speed of the fingers based on the output of the position detection means, and the speed detection means After it is detected that the moving speed of the finger maintained at a predetermined gripping force becomes zero, the current position of the finger is compared with the first target position, and the finger is moved. And a gripping determination unit that determines whether or not the workpiece has gripped the work.
進行方向に向けて前記ワークの輪郭の内側にはいった位
置であることを特徴とする請求項1に記載のハンド機構
の制御装置。2. The control device for a hand mechanism according to claim 1, wherein the first target position is a position inside the contour of the workpiece in the moving direction of the finger.
させるための把持力データを設定する把持力設定手段を
更に具備することを特徴とする請求項1に記載のハンド
機構の制御装置。3. The control device for a hand mechanism according to claim 1, further comprising a gripping force setting means for setting gripping force data for generating the predetermined gripping force on the finger.
現在位置と前記第1の目標位置とを比較して、前記フィ
ンガをどちらの方向へ移動させるかを判定する方向判定
手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のハンド
機構の制御装置。4. The gripping force control means includes direction determination means for comparing the current position of the finger with the first target position to determine in which direction the finger should be moved. The control device of the hand mechanism according to claim 1.
の目標位置に前記フィンガを位置決めする様に前記駆動
手段を制御する位置決め制御手段であって、前記位置検
出手段の出力に基づいて前記フィンガの現在位置と前記
第2の目標位置との位置誤差を検出する位置誤差検出回
路と、前記速度検出手段の出力に基づいて前記フィンガ
の現在の移動速度と所定の目標移動速度との誤差を検出
する速度誤差検出回路とを備える位置決め制御手段を更
に具備することを特徴とする請求項1に記載のハンド機
構の制御装置。5. A second member located outside the contour of the workpiece.
Positioning control means for controlling the drive means so as to position the finger at the target position of, the position error between the current position of the finger and the second target position based on the output of the position detection means. Positioning control means further includes a position error detection circuit that detects the position error and a speed error detection circuit that detects an error between the current movement speed of the finger and a predetermined target movement speed based on the output of the speed detection means. The control device for the hand mechanism according to claim 1, wherein:
標位置と前記所定の目標移動速度とを設定する第2の設
定手段を更に備えることを特徴とする請求項5に記載の
ハンド機構の制御装置。6. The hand mechanism according to claim 5, wherein the positioning control means further includes second setting means for setting the second target position and the predetermined target moving speed. Control device.
制御されている状態と、前記駆動源が前記位置決め制御
手段により制御されている状態とを切り換えるための切
り換え手段を更に具備することを特徴とする請求項5に
記載のハンド機構の制御装置。7. A switching means for switching between a state in which the drive source is controlled by the gripping force control means and a state in which the drive source is controlled by the positioning control means. The control device for the hand mechanism according to claim 5.
されたエンコーダであることを特徴とする請求項1に記
載のハンド機構の制御装置。8. The control device for a hand mechanism according to claim 1, wherein the position detecting means is an encoder connected to the drive source.
特徴とする請求項1に記載のハンド機構の制御装置。9. The controller of the hand mechanism according to claim 1, wherein the drive source is a servo motor.
移動される時に、前記フィンガの現在位置と前記第1の
目標位置との比較を所定時間毎に実行することを特徴と
する請求項1に記載のハンド機構の制御装置。10. The hand according to claim 1, wherein, when the robot hand is moved by the robot, a comparison between the current position of the finger and the first target position is executed every predetermined time. Mechanism control device.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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