JPH065162B2 - Positioning method on the surface of the object by the surface pressure sensor - Google Patents
Positioning method on the surface of the object by the surface pressure sensorInfo
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- JPH065162B2 JPH065162B2 JP59221847A JP22184784A JPH065162B2 JP H065162 B2 JPH065162 B2 JP H065162B2 JP 59221847 A JP59221847 A JP 59221847A JP 22184784 A JP22184784 A JP 22184784A JP H065162 B2 JPH065162 B2 JP H065162B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、対象物表面上に任意機器の作業端を適正な接
触力を保ちつつ位置決めする位置決め方法に関するもの
である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a positioning method for positioning a working end of an arbitrary device on a surface of an object while maintaining an appropriate contact force.
［従来の技術］ 工作機械や産業用ロボットなどによって被加工対象物の
表面へのマーキング、塗装、描画、ならい等の作業を行
う場合、あるいは対象物上で定められた位置での把持や
保持作業を行う場合には、該対象物の表面上で機器の作
業端の位置決めと接触力の調節を行う必要がある。[Prior Art] When performing marking, painting, drawing, tracing, etc. on the surface of an object to be processed by a machine tool or industrial robot, or gripping or holding work at a predetermined position on the object. In the case of performing, it is necessary to position the working end of the device and adjust the contact force on the surface of the object.
従来、このような作業における対象物と機器の作業端と
の接触位置の検出方法としては、駆動装置の姿勢から位
置決め装置の設置された空間内における作業端の位置を
算出して、対象物表面上での位置に換算する方法や、テ
レビカメラ等の視覚センサを用いて対象物と作業端との
接触位置を測定する方法があった。Conventionally, as a method of detecting the contact position between the object and the working end of the device in such work, the position of the working end in the space where the positioning device is installed is calculated from the posture of the drive device, and the surface of the target object is calculated. There is a method of converting into the above position, and a method of measuring the contact position between the object and the working end using a visual sensor such as a television camera.
しかしながら、前者の方法では、対象物表面上での作業
端の位置を直接に検出することができず、換算を要する
ことに起因して、位置決め装置の設定された空間内にお
ける位置決め装置と対象物との相対的な位置や方向を常
に一定にする必要があり、対象物の設置方法の不完全な
どの原因により、対象物が予め定めた位置決め装置との
相対的な位置や方向から外れたところにあった場合に適
応できなくなるという欠点があった。However, the former method cannot directly detect the position of the working end on the surface of the object and requires conversion, so that the positioning device and the object within the space in which the positioning device is set are set. It is necessary to always keep the relative position and direction relative to, and the object deviates from the predetermined relative position and direction to the positioning device due to incomplete installation of the object. There was a drawback that it could not be adapted if there was.
また、後者の方法では、視覚センサによる位置検出器を
構成する必要があり、装置が複雑かつ高価になる。しか
も、視覚センサは、対象物を常に正面から見るように対
象物との相対的関係を付与すると、一般に接触点が死角
にはいるため、対象物を斜め方向から見る必要があり、
そのため対象物の形状がゆがんだ像として検出され、対
象物上での接触点の位置を求めるためにはこのゆがみを
取り除く換算を必要とする。すなわち、視覚センサによ
っても一般に対象物表面上での作業端の位置を直接に検
出することはできない。加えて、この方法には接触点が
視覚センサの死角に入った場合に処理が困難になるとい
う欠点があった。Further, in the latter method, it is necessary to configure a position detector using a visual sensor, which makes the device complicated and expensive. Moreover, the visual sensor, when the relative relationship with the object is given so that the object is always viewed from the front, the contact point is generally in the blind spot, so it is necessary to view the object obliquely.
Therefore, the shape of the object is detected as a distorted image, and in order to obtain the position of the contact point on the object, conversion for removing this distortion is required. That is, it is generally not possible to directly detect the position of the working end on the surface of the object even by the visual sensor. In addition, this method has the drawback that processing becomes difficult when the contact point enters the blind spot of the visual sensor.
［発明が解決しようとする課題］ 本発明が解決しようとする課題は、簡易な手段によって
対象物表面上における機器の作業端の位置を直接に検出
することができ、位置決め装置と対象物との相対的な位
置や方向の誤差に対しても適応性があり、死角の処理の
必要もない位置決め手段を得ることにある。[Problem to be Solved by the Invention] The problem to be solved by the present invention is that the position of the working end of the device on the surface of the object can be directly detected by a simple means. It is to obtain a positioning means that is adaptable to relative position and direction errors and does not require blind spot processing.
［課題を解決するための手段・作用］ 上記の課題を解決するための本発明の位置決め方法は、
機器の作業端を対象物表面上へ位置決めするに際し、接
触位置と接触力とを同時に検出する可撓性の面圧力セン
サを対象物に貼付し、制御器の制御指令によって駆動制
御される駆動装置で上記作業端の対象物表面への接触点
を移動させ、上記作業端の接触に伴って面圧力センサか
ら出力される接触位置と、目標となる位置を設定した目
標接触位置設定器から出力される目標位置とを、位置比
較器において比較すると共に、上記作業端の接触に伴っ
て面圧力センサから出力される接触面と、目標となる接
触力を設定した目標接触力設定器から出力される目標接
触力とを、接触力比較器において比較し、上記位置比較
器及び上記接触力比較器の比較出力を上記制御器の入力
として、接触点の位置及び接触力を目標値に近付けるた
めの駆動装置の制御を行い、対象物表面上の目標位置に
目標接触力で接触点の位置決めを行うことを特徴とする
ものである。[Means and Actions for Solving the Problems] The positioning method of the present invention for solving the above problems includes:
When positioning the working end of the device on the surface of the object, a flexible surface pressure sensor that simultaneously detects the contact position and the contact force is attached to the object, and the drive device is driven and controlled by the control command of the controller. Move the contact point of the working end to the surface of the object with the contact position output from the surface pressure sensor with the contact of the working end and the target contact position setter that sets the target position. The target position is compared with a position comparator, and the contact surface output from the surface pressure sensor in accordance with the contact of the working end and the target contact force setter that sets the target contact force are output. The target contact force is compared with a contact force comparator, and the comparison output of the position comparator and the contact force comparator is used as an input of the controller to drive the position of the contact point and the contact force to approach the target value. Device control It was carried out, and is characterized in that for positioning of the contact point with the target contact force at a target position on the object surface.
上記位置決め方法においては、制御器によって駆動制御
される駆動装置で機器の作業端を対象物表面の目標位置
に向かって移動させ、対象物表面に接触させると、面圧
力センサに出力が発生し、その出力のうち、接触位置に
ついての出力は目標位置設定器において設定された目標
位置と位置比較器において比較され、接触力の出力は目
標接触力設定器において設定された目標接触力と接触力
比較器において比較される。さらに、上記位置比較器及
び上記接触力比較器からそれぞれ出力される位置誤差及
び接触力誤差は制御器に入力され、制御器は上記位置誤
差及び接触力誤差を駆動装置への制御指令に変換する。
その制御指令に基づいて駆動装置は作業端を駆動し、作
業端は制御器からの制御指令にしたがって動く。In the above positioning method, the working end of the device is moved toward the target position on the object surface by the drive device that is drive-controlled by the controller, and when the object surface is brought into contact, an output is generated in the surface pressure sensor, Of the outputs, the output for the contact position is compared with the target position set by the target position setter in the position comparator, and the output of the contact force is compared with the target contact force set in the target contact force setter. Are compared in a container. Further, the position error and the contact force error respectively output from the position comparator and the contact force comparator are input to the controller, and the controller converts the position error and the contact force error into a control command to the driving device. .
The drive device drives the working end based on the control command, and the working end moves according to the control command from the controller.
この場合に、対象物に面圧力センサを貼付して使用する
ため、位置検出器及び接触力検出器をそれぞれ独立に設
ける必要がない。In this case, since the surface pressure sensor is attached to the object to be used, it is not necessary to separately provide the position detector and the contact force detector.
従って、簡易な手段によって対象物表面上における機器
の作業端の位置を直接に検出することができ、従来技術
に比して、位置決め装置と対象物との相対的な位置や方
向の誤差に対しても適応性があり、死角の処理の必要も
ない位置決め手段を得ることができる。Therefore, the position of the working end of the device on the surface of the object can be directly detected by a simple means, and compared with the conventional technique, the relative position or direction error between the positioning device and the object can be reduced. However, it is possible to obtain a positioning means that is adaptable and does not require blind spot processing.
［実施例］ 第１図は、本発明の方法を実施するための位置決め装置
の構成例を示すものである。駆動装置４の先端に接触子
３があり、この接触子３を位置決め装置の作業端とし
て、対象物１の表面に貼付された面圧力センサ２に接触
せしめることにより、接触子３の面圧力センサ２の上で
の位置決めを行うものである。[Embodiment] FIG. 1 shows a structural example of a positioning device for carrying out the method of the present invention. The contactor 3 is provided at the tip of the drive device 4, and the contactor 3 is used as the working end of the positioning device to contact the surface pressure sensor 2 attached to the surface of the object 1 to contact the surface pressure sensor of the contactor 3. Positioning is performed on 2.
第２図は、面圧力センサ２の検出部の構造を示す斜視図
である。面圧力センサ２は、導電性の高い可撓性を有す
る材質からなる第１層の面状抵抗体５と、外部からの圧
力の作用によりコンダクタンスが略線形に変化する感圧
導電性ゴム等からなる第２層の感圧板６と、上記第１層
の面状抵抗体５と同様な材質からなる第３層の面状抵抗
体７とによって三層構造に構成したものであって第１層
の面状抵抗体５にはそのｘ方向の一対の対辺に電極８，
９を設け、第３層の面状抵抗体７にはそのｙ方向の一対
の対辺に電極１０，１１を設けてある。FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the detecting portion of the surface pressure sensor 2. The surface pressure sensor 2 is made of a first-layer sheet-shaped resistor 5 made of a highly conductive and flexible material, and a pressure-sensitive conductive rubber or the like whose conductance changes substantially linearly due to the action of external pressure. A pressure sensitive plate 6 of a second layer and a planar resistor 7 of a third layer made of a material similar to that of the planar resistor 5 of the first layer. The planar resistor 5 has electrodes 8 on a pair of opposite sides in the x direction,
9 is provided, and electrodes 10 and 11 are provided on the sheet resistance 7 of the third layer on a pair of opposite sides in the y direction.
上記の如き構成を有する面圧力センサ２は、第１層の面
状抵抗体５のｘ方向の一対の対辺に設けられた電極８，
９にそれぞれ抵抗Ｒを介して電圧＋ａを印加し、同時に
第３層の面状抵抗体７のｙ方向の一対の対辺に設けられ
た電極１０，１１にそれぞれ抵抗Ｒを介して電圧−ａを
印加するように接続すると、面圧力センサ２上に接触力
が作用したとき、電極８，９，１０，１１からそれぞれ
電位ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤが取り出される。The surface pressure sensor 2 having the above-described structure includes the electrodes 8 provided on the pair of opposite sides in the x direction of the first-layer planar resistor 5.
A voltage + a is applied to each of the electrodes 9 via a resistor R, and at the same time, a voltage -a is applied to each of the electrodes 10 and 11 provided on the pair of opposite sides of the sheet resistance 7 of the third layer in the y direction via the resistor R. When connecting so as to apply, when the contact force acts on the surface pressure sensor 2, the potentials V A , V B , V C , and V D are extracted from the electrodes 8, 9, 10, and 11, respectively.
第３図は、上記各電極の電位に基づいて接触力Ｗ及び接
触位置のｘ座標を求めるための回路の構成を示す構成図
である。除算回路１８の出力が求める接触位置のｘ座標
である。また、接触位置のｙ座標を求めるための回路
も、略同一の回路によって構成することができる。FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of a circuit for obtaining the contact force W and the x coordinate of the contact position based on the potentials of the respective electrodes. The output of the division circuit 18 is the x coordinate of the contact position obtained. Further, the circuit for obtaining the y-coordinate of the contact position can also be configured by substantially the same circuit.
なお、上記面圧力センサは、本発明者らが先に面圧力デ
ータの検出方法（特願昭56-115472号）及び接触センサ
による接触部データの検出方法（特願昭56-115473号）
等として提案したものであり、それぞれ特開昭58-17330
号公報及び特開昭59-603号公報に開示されている。As for the above surface pressure sensor, the present inventors first made a method for detecting surface pressure data (Japanese Patent Application No. 56-115472) and a method for detecting contact portion data by a contact sensor (Japanese Patent Application No. 56-115473).
Etc., which are disclosed in JP-A-58-17330.
JP-A-59-603 and JP-A-59-603.
第１図において、上記面圧力センサ２の出力のうち、接
触位置は目標位置設定器において設定された目標位置と
位置比較器において、また接触力は目標接触力設定器に
おいて設定された目標接触力と接触力比較器においてそ
れぞれ比較される。さらに、上記位置比較器及び上記接
触力比較器からそれぞれ出力される位置誤差及び接触力
誤差は制御器に入力され、制御器は上記位置誤差及び接
触力誤差を駆動装置４の制御指令に変換する作用を有す
る。駆動装置４は、先端に設けられた接触子３を駆動す
る作用をなし、制御器からの制御指令にしたがって動く
ものである。面圧力センサ２を使用するため、位置検出
器及び接触力検出器をそれぞれ独立に設ける必要がな
い。In FIG. 1, among the outputs of the surface pressure sensor 2, the contact position is the target position set in the target position setter and the position comparator, and the contact force is the target contact force set in the target contact force setter. And the contact force comparator respectively. Further, the position error and the contact force error respectively output from the position comparator and the contact force comparator are input to the controller, and the controller converts the position error and the contact force error into the control command of the drive device 4. Have an effect. The drive device 4 has a function of driving the contactor 3 provided at the tip, and moves according to a control command from the controller. Since the surface pressure sensor 2 is used, it is not necessary to separately provide a position detector and a contact force detector.
第１図においては、駆動装置４として多関節型の駆動装
置を示しているが、この場合ｘｙ座標系での制御指令が
可能なものとしている。また、駆動装置４として直交座
標型の駆動装置を用いる場合には、一般にｘｙ座標が直
交座標である限り、ｘｙ座標系での制御指令が可能であ
る。In FIG. 1, a multi-joint type driving device is shown as the driving device 4, but in this case, a control command in the xy coordinate system is possible. When a rectangular coordinate type driving device is used as the driving device 4, generally, a control command in the xy coordinate system is possible as long as the xy coordinates are rectangular coordinates.
なお、上記目標位置設定器、目標接触力設定器、位置比
較器、接触力比較器及び制御器の機能は、コンピュータ
のソフトウェアとして実現することが可能である。ま
た、上記の説明においては、上記目標位置設定器及び目
標接触力設定器からそれぞれ出力される目標位置及び目
標接触力は、それぞれ一定のものとして説明したが、全
体のフィードバック系の応答に比して十分遅い範囲であ
れば、その値を変化させることが可能であり、予め定め
られた軌道及び接触力に従って目標位置及び目標接触力
を変化させることにより、予め定められた軌道及び接触
力のトレースが可能となる。The functions of the target position setter, the target contact force setter, the position comparator, the contact force comparator and the controller can be realized as software of a computer. Further, in the above description, the target position and the target contact force output from the target position setter and the target contact force setter, respectively, are described as being constant, but compared with the response of the entire feedback system. It is possible to change the value within a sufficiently slow range and change the target position and target contact force according to the predetermined trajectory and contact force to trace the predetermined trajectory and contact force. Is possible.
第４図は、本発明の方法を実施するための位置決め装置
の他の構成例を示すものである。この装置は、紙や布等
の可撓性を有するシート状の対象物１９に対し、駆動装
置２２からみて裏面に、支持体２３に固定した面圧力セ
ンサ２０を貼付し、駆動装置２２の先端に設けられた接
触子２１を対象物１９の表面に接触させるように構成し
たもので、対象物１９の可撓性により接触子２１の対象
物１９への接触力が面圧力センサ２０に伝達され、第１
図に示した装置の場合と略同一の作用により、接触子２
１の対象物１９上での位置決めを行うものである。FIG. 4 shows another structural example of the positioning device for carrying out the method of the present invention. In this device, a surface pressure sensor 20 fixed to a support 23 is attached to the back surface of a flexible sheet-like object 19 such as paper or cloth when viewed from the drive device 22, and the tip of the drive device 22 is attached. The contact 21 provided on the contact member 21 is configured to contact the surface of the object 19, and the contact force of the contact 21 to the object 19 is transmitted to the surface pressure sensor 20 due to the flexibility of the object 19. , First
The contact 2 is operated by substantially the same operation as in the case of the device shown in the figure.
The positioning is performed on the first object 19.
すなわち、この装置例の位置決め装置における面圧力セ
ンサ２０、目標位置設定器、目標接触力設定器、位置比
較器、接触力比較器、制御器、駆動装置２２は、上記第
１図に構成を示した実施例におけるそれぞれ面圧力セン
サ２、目標位置設定器、目標接触力設定器、位置比較
器、接触力比較器、制御器、駆動装置４と実質的に変わ
るところはなく、対象物１９の可撓性を考慮して支持体
２３、面圧力センサ２０及び対象物１９を配設すること
により、上記第１図の場合と略同一の機能を略同一の装
置で実現している。That is, the surface pressure sensor 20, the target position setter, the target contact force setter, the position comparator, the contact force comparator, the controller, and the drive unit 22 in the positioning device of this device example are shown in FIG. 1 above. The surface pressure sensor 2, the target position setter, the target contact force setter, the position comparator, the contact force comparator, the controller, and the drive unit 4 in the embodiments are substantially the same as each other, and the target 19 can be used. By disposing the support member 23, the surface pressure sensor 20, and the object 19 in consideration of flexibility, substantially the same functions as those in the case of FIG. 1 are realized by substantially the same device.
［発明の効果］ 以上の詳述したところから明らかなように、本発明の位
置決め方法によれば、構造が簡単、安価で信頼性の高い
位置決め装置を用い、対象物表面上での作業端の位置を
直接に検出することができるため、前記従来技術におけ
る問題点を解決した位置決め手段を提供することができ
る。[Effects of the Invention] As is clear from the above-mentioned detailed description, according to the positioning method of the present invention, a positioning device having a simple structure, inexpensive and highly reliable is used, and the working end on the surface of the object is Since the position can be detected directly, it is possible to provide a positioning means that solves the problems in the above-mentioned conventional techniques.
さらに、本発明においては、前記従来の技術において独
立に別個のものとして必要とされていた位置検出器と接
触力検出器との両者の機能を持った面圧力センサを使用
するため、位置決め装置の構成を単純化ものとすること
ができる。Further, in the present invention, since the surface pressure sensor having the functions of both the position detector and the contact force detector, which are separately required in the prior art, is used, the positioning device The configuration can be simplified.
第１図は本発明の方法を実施するための位置決め装置の
構成例をを示すブロツク構成図、第２図は上記方法にお
いて用いる面圧力センサの斜視図、第３図は上記面圧力
センサに接続する演算回路の構成図、第４図は本発明の
方法を実施するための他の位置決め装置の構成例を示す
要部構成図である。 １，１９……対象物 ２，２０……面圧力センサ ３，２１……接触子 ４，２２……駆動装置 ５，７……面状抵抗体 ６……感圧板 ８，９，１０，１１……電極 Ｒ……抵抗 ２３……支持体。FIG. 1 is a block configuration diagram showing a configuration example of a positioning device for carrying out the method of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a surface pressure sensor used in the method, and FIG. 3 is connected to the surface pressure sensor. FIG. 4 is a configuration diagram of an arithmetic circuit for performing the operation, and FIG. 4 is a configuration diagram of a main part showing an example of the configuration of another positioning device for carrying out the method of the present invention. 1, 19 ...... Target 2, 20 ...... Surface pressure sensor 3, 21 ...... Contactor 4, 22 ...... Drive device 5, 7 ...... Planar resistor 6 ...... Pressure sensitive plate 8, 9, 10, 11 ...... Electrode R ...... Resistance 23 ...... Support.
フロントページの続き (72)発明者 下条 誠 茨城県筑波郡谷田部町東１丁目１番４号 工業技術院製品科学研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−147003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−17330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−603（ＪＰ，Ａ)Front page continuation (72) Inventor Makoto Shimojo, 1-4 1-4 Higashitabe-cho, Tsukuba-gun, Ibaraki Prefectural Institute of Industrial Science (56) Reference JP-A-56-147003 (JP, A) JP-A 58-17330 (JP, A) JP-A-59-603 (JP, A)
Claims (1)
るに際し、 接触位置と接触力とを同時に検出する可撓性の面圧力セ
ンサを対象物に貼付し、 制御器の制御指令によって駆動制御される駆動装置で上
記作業端の対象物表面への接触点を移動させ、 上記作業端の接触に伴って面圧力センサから出力される
接触位置と、目標となる位置を設定した目標接触位置設
定器から出力される目標位置とを、位置比較器において
比較すると共に、 上記作業端の接触に伴って面圧力センサから出力される
接触力と、目標となる接触力を設定した目標接触力設定
器から出力される目標接触力とを、接触力比較器におい
て比較し、 上記位置比較器及び上記接触力比較器の比較出力を上記
制御器の入力として、接触点の位置及び接触力を目標値
に近付けるための駆動装置の制御を行い、 対象物表面上の目標位置に目標接触力で接触点の位置決
めを行う、 ことを特徴とする面圧力センサによる対象物表面への位
置決め方法。1. When positioning a working end of a device on a surface of an object, a flexible surface pressure sensor for simultaneously detecting a contact position and a contact force is attached to the object and driven by a control command from a controller. The controlled drive moves the contact point of the working end to the surface of the object, and the contact position output from the surface pressure sensor in association with the contact of the working end and the target contact position that sets the target position. The target position output from the setter is compared in the position comparator, and the contact force output from the surface pressure sensor due to the contact of the working end and the target contact force setting that sets the target contact force are set. The target contact force output from the device is compared in the contact force comparator, and the position of the contact point and the contact force are set to the target values with the comparison output of the position comparator and the contact force comparator as the input of the controller. Got closer to Of and controls the drive unit, the positioning of the contact point with the target contact force at a target position on the target surface, the positioning method to the object surface due to the surface pressure sensor, characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59221847A JPH065162B2 (en) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | Positioning method on the surface of the object by the surface pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59221847A JPH065162B2 (en) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | Positioning method on the surface of the object by the surface pressure sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199819A JPS6199819A (en) | 1986-05-17 |
| JPH065162B2 true JPH065162B2 (en) | 1994-01-19 |
Family
ID=16773114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59221847A Expired - Lifetime JPH065162B2 (en) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | Positioning method on the surface of the object by the surface pressure sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065162B2 (en) |
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| US7784362B2 (en) | 2005-12-14 | 2010-08-31 | The University Of Electro-Communications | Two dimensional load distribution center position detection sensor and two dimensional load distribution center position detection device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6035602B2 (en) * | 1981-07-22 | 1985-08-15 | 工業技術院長 | How to detect surface pressure data |
| JPS6035605B2 (en) * | 1981-07-22 | 1985-08-15 | 工業技術院長 | How to detect contact data using a contact sensor |
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- 1984-10-22 JP JP59221847A patent/JPH065162B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPS6199819A (en) | 1986-05-17 |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |