JPH0536619Y2 - - Google Patents
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- JPH0536619Y2 JPH0536619Y2 JP1399886U JP1399886U JPH0536619Y2 JP H0536619 Y2 JPH0536619 Y2 JP H0536619Y2 JP 1399886 U JP1399886 U JP 1399886U JP 1399886 U JP1399886 U JP 1399886U JP H0536619 Y2 JPH0536619 Y2 JP H0536619Y2
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- reaction force
- tool
- load cell
- robot
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
A 産業上の利用分野
本考案は、ロボツトハンドに係り、特に重力補
正を行なつて反力のみを得るロボツトハンドの改
良に関する。[Detailed Description of the Invention] A. Field of Industrial Application The present invention relates to a robot hand, and particularly to an improvement of a robot hand that corrects gravity to obtain only reaction force.
B 考案の概要
本考案は作業用ロボツトのハンドにおいて、反
力のみを検出するため重力補正用のロードセルを
備えて、反力用ロードセルにかかる工具重量によ
る荷重を打消すようにしたものである。B. Summary of the invention The present invention is a hand of a working robot that is equipped with a gravity correction load cell to detect only the reaction force, thereby canceling out the load due to the weight of the tool applied to the reaction force load cell.
C 従来の技術
例えば、グラインダ等により作業を行なうバリ
取りロボツトの場合、研削時の反力を測定して、
反力を一定にする様に研削速度や切込み量を自動
制御するため、反力のみを測定する必要がある。
ここで、従来のロボツトハンドの一部構成を第7
図にて、ロボツトアーム先端を第8図にて示す。
第7図にて1は工具側フランジであり、この工具
側フランジ1の中央にて反力用ロードセル3が連
結され、この反力用ロードセル3の周縁にてロボ
ツトアームに固定されたロボツト側フランジ2に
連結されている。そして、反力用ロードセル3の
中央と周縁との間にはX,Y,Z方向の三分力を
得る測定用ゲージ4が備えられている。なお、9
はシール用のOリングである。かかる構成におい
て、反力の測定は、工具側フランジ1から反力用
ロードセル3に加わる力により測定用ゲージ4に
歪力が生じ、この力を検出して行なつている。C. Conventional technology For example, in the case of a deburring robot that performs work using a grinder, etc., the reaction force during grinding is measured and
Since the grinding speed and depth of cut are automatically controlled to keep the reaction force constant, it is necessary to measure only the reaction force.
Here, part of the configuration of the conventional robot hand will be explained as part 7.
In the figure, the tip of the robot arm is shown in FIG.
In Fig. 7, 1 is a tool side flange, a reaction force load cell 3 is connected at the center of this tool side flange 1, and a robot side flange fixed to the robot arm at the periphery of this reaction force load cell 3. It is connected to 2. A measuring gauge 4 for obtaining three component forces in the X, Y, and Z directions is provided between the center and the periphery of the reaction force load cell 3. In addition, 9
is an O-ring for sealing. In this configuration, the reaction force is measured by detecting the strain force generated in the measurement gauge 4 due to the force applied from the tool side flange 1 to the reaction force load cell 3.
D 考案が解決しようとする問題点
ところが、上述の構成においては、ロボツトハ
ンドに取付けた部品など工具の重量による荷重も
反力に加味されるため、正確な反力のみを測定す
ることができなかつた。また、ロボツトの様に工
具の姿勢が第8図に示すように変化する場合は、
工具重量が工具側フランジ1ひいては反力用ロー
ドセル3に与える値も常に変化する。そのため、
従来ではロボツトの姿勢を読み取り、演算を行な
つて重力補正を行なつたり、無負荷でロボツトを
動作させて工具による荷重変動を一度読み取つて
から研削を行ない、その差分を反力とみなす方法
などの手段をとつていたが、その分演算時間が必
要であることから、応答遅れや制御のメモリ増加
などの問題があつた。D Problems to be solved by the invention However, in the above configuration, the load due to the weight of tools such as parts attached to the robot hand is also taken into account in the reaction force, so it is not possible to accurately measure only the reaction force. Ta. In addition, when the posture of the tool changes as shown in Figure 8, as in the case of a robot,
The value that the tool weight gives to the tool-side flange 1 and ultimately to the reaction force load cell 3 also changes constantly. Therefore,
Conventionally, methods include reading the posture of the robot and performing calculations to correct gravity, or operating the robot without load, reading the load fluctuations caused by the tool, and then grinding, and considering the difference as the reaction force. However, this required additional calculation time, resulting in problems such as delayed response and an increase in control memory.
そこで、本考案は上述の欠点に鑑み反力のみを
正確に検出すると共に応答遅れやメモリの増加な
どを防止するロボツトハンドの提供を目的とす
る。 Therefore, in view of the above-mentioned drawbacks, the present invention aims to provide a robot hand that accurately detects only the reaction force and prevents response delays and memory increases.
E 問題を解決するための手段
上述の目的を達成する本考案は、工具側フラン
ジとロボツト側フランジとの間に反力用ロードセ
ルのみならず重力補正用ロードセルを備えたこと
により、工具重量による荷重を差し引いて反力の
みを検出するようにしたものである。E. Means for solving the problem The present invention, which achieves the above-mentioned purpose, is equipped with not only a reaction force load cell but also a gravity correction load cell between the tool side flange and the robot side flange, thereby reducing the load due to the tool weight. This method detects only the reaction force by subtracting the
F 実施例
ここで、第1図ないし第6図を参照して本考案
の実施例を説明する。なお、第7図と同一部分に
は同符号を付す。第1図において、1は工具側フ
ランジ、2はロボツト側フランジ、3は反力用ロ
ードセル、4は3分力測定用ゲージ、5は重力補
正用ロードセル、6は重力補正用3分力ゲージ、
7は重力補正用ロードセル5に一体に備えた重力
補正用ウエイト、8はロボツト側フランジ2に一
体に備えたストツパ、9はシールである。F. Embodiment An embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 1 to 6. Note that the same parts as in FIG. 7 are given the same reference numerals. In Fig. 1, 1 is a tool side flange, 2 is a robot side flange, 3 is a reaction force load cell, 4 is a 3-component force measurement gauge, 5 is a gravity correction load cell, 6 is a 3-component force gauge for gravity correction,
Reference numeral 7 designates a weight for gravity correction provided integrally with the load cell 5 for gravity correction, 8 a stopper provided integrally with the robot side flange 2, and 9 a seal.
ここにおいて、反力用ロードセル3は、第2図
a,bにも示すようにその中央部分にて工具側フ
ランジに固定されており工具側フランジ1に加わ
る力に応じて中央部分の位置が変わる。反力用ロ
ードセル3の周囲は第3図にも示す重力補正用ロ
ードセル5の周囲と共に一体にロボツト側フラン
ジ2に固定されている。したがつて、工具側フラ
ンジ1から加わる力は、ワークの反力自体と工具
重量による荷重とであり、反力用ロードセル3の
中央位置を反力用ロードセル3の周囲位置に対し
て変位させ、3分力測定用ゲージ4を歪ませるこ
とになる。この場合、反力用ロードセル3の中央
位置が過大に変位しないようにロボツト側フラン
ジ2の中央部に設けたストツパ8にて過負荷時の
ロードセル4を保護している。 Here, the reaction force load cell 3 is fixed to the tool side flange at its center portion, as shown in FIGS. 2a and 2b, and the position of the center portion changes depending on the force applied to the tool side flange 1. . The periphery of the reaction force load cell 3 is integrally fixed to the robot side flange 2 together with the periphery of the gravity correction load cell 5 also shown in FIG. Therefore, the force applied from the tool side flange 1 is the reaction force of the work itself and the load due to the weight of the tool, and displaces the center position of the reaction force load cell 3 with respect to the peripheral position of the reaction force load cell 3, This will distort the 3-component force measurement gauge 4. In this case, a stopper 8 provided at the center of the robot side flange 2 protects the load cell 4 during overload so that the center position of the reaction force load cell 3 does not displace excessively.
一方、重力補正用ロードセル5の中央部分は、
ロボツト側フランジ2に設けたストツパ8に貫通
される構造で、工具等に相当するウエイト7とな
つている。このウエイト7は、ロボツトアーム先
端部全体が動くことにより、その重力方向へ変位
するものである。したがつて、このウエイト7の
変位は重力補正用3分力ゲージ6により検出さ
れ、三次元空間内のあらゆる姿勢において工具重
量による荷重の補正信号が得られる。 On the other hand, the center part of the gravity correction load cell 5 is
It has a structure that is penetrated by a stopper 8 provided on the robot side flange 2, and serves as a weight 7 corresponding to a tool or the like. This weight 7 is displaced in the direction of gravity when the entire tip of the robot arm moves. Therefore, the displacement of this weight 7 is detected by the three-component force gauge 6 for gravity correction, and a correction signal for the load due to the tool weight can be obtained in every posture in the three-dimensional space.
ここにおいて、第2図、第3図に示すように反
力用ロードセル3の各ゲージA1〜A4,B1〜B4,
C1〜C4,A1′〜A4′と同様、重力補正用ロードセ
ル5にもゲージa1〜a4,b1〜b4,c1〜c4,a1′〜
a4′が備えられ三次元空間での三分力を得るもの
である。 Here, as shown in FIGS. 2 and 3, each gauge of the reaction force load cell 3 A 1 to A 4 , B 1 to B 4 ,
Similar to C 1 to C 4 , A 1 ′ to A 4 ′, the gravity correction load cell 5 also has gauges a 1 to a 4 , b 1 to b 4 , c 1 to c 4 , a 1 ′ to
a 4 ′ is provided to obtain the three-component force in three-dimensional space.
次に、一例として反力用ロードセル3のゲージ
B1〜B4と重力補正用ロードセル5のゲージb1〜
b4とを用いて重力補正の原理を説明する。第4図
においては、無負荷時の(研削反力のない時の)
重力補正を示す回路であり、ブリツジに構成され
た工具側の反力用ロードセル3のゲージB1〜B4
と補正側の重力補正用ロードセル5のゲージb1〜
b4それぞれにて出力されるブリツジ出力をアンプ
aとbとで増幅しe1の出力を得てアンプcにてe
=e1−e1=0の出力を得るよう調整する。この結
果、無負荷時では、ロボツトの姿勢がいかように
変化しても最終的アンプ出力は零となる。 Next, as an example, the gauge of the reaction force load cell 3
B 1 ~ B 4 and gauge b 1 ~ of load cell 5 for gravity correction
b Explain the principle of gravity correction using 4 . In Fig. 4, there is no load (when there is no grinding reaction force).
This is a circuit that shows gravity correction, and gauges B 1 to B 4 of the tool-side reaction force load cell 3 configured on the bridge.
and the gauge b 1 of the gravity correction load cell 5 on the correction side
The bridge output output from each of b 4 is amplified by amplifiers a and b, and the output of e 1 is obtained, and amplifier c outputs e.
Adjust to obtain an output of =e 1 −e 1 =0. As a result, when there is no load, the final amplifier output will be zero no matter how the robot's attitude changes.
つぎに第5図に示すようにロボツトによる研削
を行なつている場合、反力用ロードセル3のゲー
ジB1〜B4によるブリツジ出力が変化してアンプ
aの出力がe2となるので、アンプcの出力はe=
e2−e1=Δeとなつて工具分の電位差e1を除いた反
力分の電位差Δeが得られる。 Next, when grinding is performed by a robot as shown in Fig. 5, the bridge output by the gauges B1 to B4 of the reaction force load cell 3 changes and the output of the amplifier a becomes e2 . The output of c is e=
e 2 −e 1 =Δe, and the potential difference Δe for the reaction force excluding the potential difference e 1 for the tool is obtained.
第6図は工具を自動交換する場合の例で、工具
に応じてアンプbの増幅率を変化させるようにし
ている。すなわち、アンプの増幅率をメモリに収
納しておき、そのメモリ内の情報をプログラムに
応じてD/A変換してアンプbの増幅率を得るよ
うにしている。したがつて、工具に応じてアンプ
bの出力e1が変わることになり、工具の自動交換
が可能となる。 FIG. 6 shows an example of automatic tool replacement, in which the amplification factor of amplifier b is changed depending on the tool. That is, the amplification factor of the amplifier is stored in a memory, and the information in the memory is D/A converted according to a program to obtain the amplification factor of the amplifier b. Therefore, the output e1 of amplifier b changes depending on the tool, and automatic tool replacement becomes possible.
G 考案の効果
以上説明の如く本考案によれば、工具の重力を
ロードセルのみで行う事が出来るため、ロボツト
姿勢をロボツトコントローラから読み取つて角度
演算を行つて重力補正を行つたり、無負荷で1度
読み取つてから研削を行い、その差分で反力を読
み取る操作がいらない。また、応答性はリアルタ
イムのため演算による応答遅れがない。更に反力
のみを出力するためロボツトコントローラ側で複
雑な演算等を行わなくてすむため、プログラムの
作成やメモリの増加がいらないため、力制御が簡
単に出来る。G. Effect of the invention As explained above, according to the invention, the gravity of the tool can be determined only by the load cell, so the robot posture can be read from the robot controller and angle calculations are performed to perform gravity correction, and the tool can be operated without any load. There is no need to read it once, then grind it, and then read the reaction force based on the difference. Furthermore, since the response is real-time, there is no response delay due to calculation. Furthermore, since only the reaction force is output, there is no need to perform complicated calculations on the robot controller side, so there is no need to create a program or increase memory, making force control easy.
第1図ないし第6図は、本考案の実施例で、第
1図はロボツトハンドの一部構成図、第2図a,
b反力用ロードセルの正面図と側面図、第3図
a,bは重力補正用ロードセルの正面図と側面
図、第4図は無負荷時の出力を示す原理図、第5
図は負荷時の出力を示す原理図、第6図は工具交
換が可能な原理図、第7図は従来のロボツトハン
ドの一部構成図、第8図はロボツトアーム先端の
重力作用状態図である。
図中、3は反力用ロードセル、4は測定用ゲー
ジ、5は重力補正用ロードセル、6は3分力ゲー
ジ、7はウエイト、8はストツパである。
1 to 6 show embodiments of the present invention, in which FIG. 1 is a partial configuration diagram of a robot hand, and FIG.
b Front view and side view of the reaction force load cell, Figure 3 a and b are the front view and side view of the gravity correction load cell, Figure 4 is a principle diagram showing the output at no load, Figure 5
Figure 6 is a diagram showing the principle of output under load, Figure 6 is a diagram showing the principle of tool exchange, Figure 7 is a partial configuration diagram of a conventional robot hand, and Figure 8 is a diagram showing the state of gravity acting on the tip of the robot arm. be. In the figure, 3 is a reaction force load cell, 4 is a measurement gauge, 5 is a gravity correction load cell, 6 is a 3-component force gauge, 7 is a weight, and 8 is a stopper.
Claims (1)
ドにおいて、工具が取付けられる工具側フランジ
と上記ロボツトアームに固定されたロボツト側フ
ランジとの間に、工具側フランジからのワークの
反力そのものとこの反力を受ける工具の重量によ
る荷重を検出する反力用ロードセルと、工具重量
に相応するウエイトを備えた重力補正用ロードセ
ルとを介在させることを特徴とするロボツトハン
ド。 In the robot hand attached to the tip of the robot arm, the reaction force of the work from the tool side flange and this reaction force are received between the tool side flange to which the tool is attached and the robot side flange fixed to the robot arm. A robot hand characterized in that a reaction force load cell for detecting a load due to the weight of a tool and a gravity correction load cell equipped with a weight corresponding to the weight of the tool are interposed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1399886U JPH0536619Y2 (en) | 1986-02-04 | 1986-02-04 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP1399886U JPH0536619Y2 (en) | 1986-02-04 | 1986-02-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62127757U JPS62127757U (en) | 1987-08-13 |
JPH0536619Y2 true JPH0536619Y2 (en) | 1993-09-16 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1399886U Expired - Lifetime JPH0536619Y2 (en) | 1986-02-04 | 1986-02-04 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0536619Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6549714B2 (en) * | 2014-12-17 | 2019-07-24 | ノルグレン オートメーション ソーリューションズ エルエルシーNorgren Automation Solutions,Llc. | Device for detecting a workpiece, workpiece evaluation system, manufacturing system, processing method of workpiece |
-
1986
- 1986-02-04 JP JP1399886U patent/JPH0536619Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62127757U (en) | 1987-08-13 |
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