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
- side flange
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Landscapes
- 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)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| 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 |
Family
ID=30803579
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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