JPH0916228A - 力制御ロボットのモーメント誤差校正方法及び力制御 ロボット - Google Patents
力制御ロボットのモーメント誤差校正方法及び力制御 ロボットInfo
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- JPH0916228A JPH0916228A JP15950795A JP15950795A JPH0916228A JP H0916228 A JPH0916228 A JP H0916228A JP 15950795 A JP15950795 A JP 15950795A JP 15950795 A JP15950795 A JP 15950795A JP H0916228 A JPH0916228 A JP H0916228A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 嵌合作業時に力センサによって検出されるモ
ーメント誤差を正確に補正できるようにする。 【構成】 ステップ１（Ｓ１）で、ピン４１を平板５２
に力制御により押しつける。力センサ座標系原点におい
て検出された力とモーメントとをＴＣＰにおける値に変
換する。ピン４１は平板５２に対し１点で接触している
ため、ＴＣＰにおけるモーメントは０になるはずである
が、実際にはモーメントが検出される。この理論値と実
際に検出されるモーメントとの差をモーメント誤差とし
て取得する。ステップ（Ｓ２）で、嵌合ワーク４０を被
嵌合ワーク５０の穴に嵌め込む。この際、力センサ３で
検出されたモーメントをモーメント誤差を用いて補正
し、ＴＣＰ周りに発生するモーメントが０になるように
嵌合ワークの姿勢を制御する。
ーメント誤差を正確に補正できるようにする。 【構成】 ステップ１（Ｓ１）で、ピン４１を平板５２
に力制御により押しつける。力センサ座標系原点におい
て検出された力とモーメントとをＴＣＰにおける値に変
換する。ピン４１は平板５２に対し１点で接触している
ため、ＴＣＰにおけるモーメントは０になるはずである
が、実際にはモーメントが検出される。この理論値と実
際に検出されるモーメントとの差をモーメント誤差とし
て取得する。ステップ（Ｓ２）で、嵌合ワーク４０を被
嵌合ワーク５０の穴に嵌め込む。この際、力センサ３で
検出されたモーメントをモーメント誤差を用いて補正
し、ＴＣＰ周りに発生するモーメントが０になるように
嵌合ワークの姿勢を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は力制御ロボットのモーメ
ント誤差校正方法及び力制御ロボットに関し、特に嵌合
作業時に手先先端部周りに発生するモーメントを０にす
るため姿勢制御を行う力制御ロボットのモーメント誤差
校正方法及びその方法を実施するための力制御ロボット
に関する。
ント誤差校正方法及び力制御ロボットに関し、特に嵌合
作業時に手先先端部周りに発生するモーメントを０にす
るため姿勢制御を行う力制御ロボットのモーメント誤差
校正方法及びその方法を実施するための力制御ロボット
に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの工場においては、組み立て作業を
ロボットに行わせることにより、自動化、省力化を図っ
ている。このような製品の組み立て工程には、ワークど
うしを嵌め合わせる作業が多くある。この嵌め合わせ作
業をロボットに行わせるには、予め目的の作業をロボッ
トに覚え込ませておく。ロボットは教えられた動作に従
い、ワークの嵌め合わせを行う。
ロボットに行わせることにより、自動化、省力化を図っ
ている。このような製品の組み立て工程には、ワークど
うしを嵌め合わせる作業が多くある。この嵌め合わせ作
業をロボットに行わせるには、予め目的の作業をロボッ
トに覚え込ませておく。ロボットは教えられた動作に従
い、ワークの嵌め合わせを行う。
【０００３】嵌合を行うロボットには、力制御を用いる
ものと、力制御を用いないものがある。力制御を用いな
いロボットは、予め教えられた動作をそのまま実行する
だけである。一方、力制御を用いたロボットは、力セン
サを用いて、手先先端点（以下、ＴＣＰと呼ぶ）周りに
発生した力、及びモーメントを検出している。そして、
嵌合作業時には、ＴＣＰ周りに発生するモーメントが０
になるように姿勢を制御する。これによって、嵌合ワー
クの姿勢誤差を修正することができる。
ものと、力制御を用いないものがある。力制御を用いな
いロボットは、予め教えられた動作をそのまま実行する
だけである。一方、力制御を用いたロボットは、力セン
サを用いて、手先先端点（以下、ＴＣＰと呼ぶ）周りに
発生した力、及びモーメントを検出している。そして、
嵌合作業時には、ＴＣＰ周りに発生するモーメントが０
になるように姿勢を制御する。これによって、嵌合ワー
クの姿勢誤差を修正することができる。
【０００４】図５は嵌合作業を行う力制御ロボットを示
す図である。ロボット本体６１はケーブル６１ａによっ
てコントローラ６２に接続されている。また、ロボット
本体６１の手首部分には力センサ６３が設けられてい
る。力センサ６３は、力センサ座標系におけるＸ，Ｙ，
Ｚ軸方向の並進力とそれらの軸周りのモーメント（以
後、これらの力とモーメントとをまとめて６軸力と呼
ぶ）を検出する。力センサ６３は、ケーブル６３ａによ
ってコントローラ６２に接続されている。コントローラ
６２は、予め与えられたプログラムや教示操作による指
令に従いロボット本体６１の動作を制御するとともに、
力センサ６３が検出した力センサ座標系における６軸力
を解析し、ＴＣＰに周りに働くツール座標系における６
軸力を取得する。
す図である。ロボット本体６１はケーブル６１ａによっ
てコントローラ６２に接続されている。また、ロボット
本体６１の手首部分には力センサ６３が設けられてい
る。力センサ６３は、力センサ座標系におけるＸ，Ｙ，
Ｚ軸方向の並進力とそれらの軸周りのモーメント（以
後、これらの力とモーメントとをまとめて６軸力と呼
ぶ）を検出する。力センサ６３は、ケーブル６３ａによ
ってコントローラ６２に接続されている。コントローラ
６２は、予め与えられたプログラムや教示操作による指
令に従いロボット本体６１の動作を制御するとともに、
力センサ６３が検出した力センサ座標系における６軸力
を解析し、ＴＣＰに周りに働くツール座標系における６
軸力を取得する。
【０００５】ロボット本体６１のハンド６８には、先端
に突出部６４ａを有する嵌合ワーク６４が握られてい
る。一方、被嵌合ワーク６５はワークテーブル６７上に
位置決めされて置かれており、中央部に穴６６を有して
いる。
に突出部６４ａを有する嵌合ワーク６４が握られてい
る。一方、被嵌合ワーク６５はワークテーブル６７上に
位置決めされて置かれており、中央部に穴６６を有して
いる。
【０００６】このような、力制御ロボットにおいて、嵌
合ワーク６４の突出部６４ａを被嵌合ワーク６５の穴６
６に嵌め合わせる場合、嵌合ワーク６４の位置や姿勢に
誤差があると、穴６６に対する突出部６４ａの位置が微
妙にずれてしまう。そこで、力センサ６３で検出された
力センサ座標系における６軸力からツール座標系におけ
る６軸力を算出する。そして、ツール座標系における挿
入方向以外の力モーメントが０になるように嵌合ワーク
６４の位置や姿勢を修正しながら、少しずつ突出部６４
ａを嵌め込んでいく。このようにして、力制御ロボット
に対し嵌合作業を行わせることができる。
合ワーク６４の突出部６４ａを被嵌合ワーク６５の穴６
６に嵌め合わせる場合、嵌合ワーク６４の位置や姿勢に
誤差があると、穴６６に対する突出部６４ａの位置が微
妙にずれてしまう。そこで、力センサ６３で検出された
力センサ座標系における６軸力からツール座標系におけ
る６軸力を算出する。そして、ツール座標系における挿
入方向以外の力モーメントが０になるように嵌合ワーク
６４の位置や姿勢を修正しながら、少しずつ突出部６４
ａを嵌め込んでいく。このようにして、力制御ロボット
に対し嵌合作業を行わせることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、力センサによ
って検出されるモーメントは、以下のような誤差を含ん
でいる。
って検出されるモーメントは、以下のような誤差を含ん
でいる。
【０００８】第１に、力センサ自体の誤差である。この
モーメント誤差は、力センサが検出する力の誤差と力セ
ンサ座標系原点からＴＣＰまでのベクトルとの外積で表
されるモーメント誤差、および力センサが検出するモー
メントの誤差である。
モーメント誤差は、力センサが検出する力の誤差と力セ
ンサ座標系原点からＴＣＰまでのベクトルとの外積で表
されるモーメント誤差、および力センサが検出するモー
メントの誤差である。
【０００９】第２に、ＴＣＰの位置の誤差と嵌合力との
外積で表されるモーメント誤差である。このようなモー
メントの誤差があるために、姿勢誤差の修正を正しく行
うことができず嵌合に失敗したり、成功しても嵌合時間
が長くなるという問題点があった。
外積で表されるモーメント誤差である。このようなモー
メントの誤差があるために、姿勢誤差の修正を正しく行
うことができず嵌合に失敗したり、成功しても嵌合時間
が長くなるという問題点があった。
【００１０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、嵌合時に力センサによって検出されるモーメ
ント誤差を正確に補正することができる力制御ロボット
のモーメント誤差校正方法を提供することを目的とす
る。
のであり、嵌合時に力センサによって検出されるモーメ
ント誤差を正確に補正することができる力制御ロボット
のモーメント誤差校正方法を提供することを目的とす
る。
【００１１】また、本発明の他の目的は、嵌合ワークの
姿勢誤差を正しく修正することができる力制御ロボット
を提供することである。
姿勢誤差を正しく修正することができる力制御ロボット
を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、嵌合作業時に手先先端部周りの姿勢制御
を行う力制御ロボットのモーメント誤差校正方法におい
て、前記手先先端部に設けられ、平面に対し１点で接触
させることのできる校正用治具を、任意の位置に固定さ
れた固定部材に対し所定の力で押しつけ、理論上力セン
サで検出されるべきモーメントと、実際に前記力センサ
で検出されるモーメントとの差を取ることにより、モー
メント誤差データを取得し、嵌合作業時に前記力センサ
で検出されたモーメントに対し、前記モーメント誤差デ
ータを用いて補正を行うことにより、手先先端部周りの
姿勢を修正する、ことを特徴とする力制御ロボットのモ
ーメント誤差校正方法が提供される。
決するために、嵌合作業時に手先先端部周りの姿勢制御
を行う力制御ロボットのモーメント誤差校正方法におい
て、前記手先先端部に設けられ、平面に対し１点で接触
させることのできる校正用治具を、任意の位置に固定さ
れた固定部材に対し所定の力で押しつけ、理論上力セン
サで検出されるべきモーメントと、実際に前記力センサ
で検出されるモーメントとの差を取ることにより、モー
メント誤差データを取得し、嵌合作業時に前記力センサ
で検出されたモーメントに対し、前記モーメント誤差デ
ータを用いて補正を行うことにより、手先先端部周りの
姿勢を修正する、ことを特徴とする力制御ロボットのモ
ーメント誤差校正方法が提供される。
【００１３】また、嵌合作業時に手先先端部周りの姿勢
制御を行う力制御ロボットにおいて、手先先端部に設け
られ、平面に対し１点で接触させることのできる校正用
治具を、任意の位置に固定された固定部材に対し所定の
力で押しつけた場合に、理論上力センサで検出されるべ
きモーメントと、実際に前記力センサで検出されるモー
メントとの差を取ることにより、モーメント誤差データ
を取得するモーメント誤差取得手段と、前記モーメント
誤差データを格納する記憶手段と、嵌合作業時に前記力
センサで検出されたモーメントに対し、前記モーメント
誤差データを用いて補正を行う検出モーメント補正手段
と、を有することを特徴とする力制御ロボットが提供さ
れる。
制御を行う力制御ロボットにおいて、手先先端部に設け
られ、平面に対し１点で接触させることのできる校正用
治具を、任意の位置に固定された固定部材に対し所定の
力で押しつけた場合に、理論上力センサで検出されるべ
きモーメントと、実際に前記力センサで検出されるモー
メントとの差を取ることにより、モーメント誤差データ
を取得するモーメント誤差取得手段と、前記モーメント
誤差データを格納する記憶手段と、嵌合作業時に前記力
センサで検出されたモーメントに対し、前記モーメント
誤差データを用いて補正を行う検出モーメント補正手段
と、を有することを特徴とする力制御ロボットが提供さ
れる。
【００１４】
【作用】上記の力制御ロボットのモーメント誤差校正方
法によれば、手先先端部に設けられた、平面に対し１点
で接触させることのできる校正用治具を、任意の位置に
固定された固定部材に対し所定の力で押しつけ、理論上
算出される力センサで検出されるべきモーメントと、実
際に力センサで検出されるモーメントとの差を取ること
により、誤差の発生要因が何であるかに関係なく正確な
モーメント誤差データが取得される。そして、嵌合作業
時に力センサで検出されたモーメントに対し、モーメン
ト誤差データを用いて補正を行うことにより、嵌合を行
う際の手先先端部周りのモーメントが０になるように、
正確に姿勢が修正される。
法によれば、手先先端部に設けられた、平面に対し１点
で接触させることのできる校正用治具を、任意の位置に
固定された固定部材に対し所定の力で押しつけ、理論上
算出される力センサで検出されるべきモーメントと、実
際に力センサで検出されるモーメントとの差を取ること
により、誤差の発生要因が何であるかに関係なく正確な
モーメント誤差データが取得される。そして、嵌合作業
時に力センサで検出されたモーメントに対し、モーメン
ト誤差データを用いて補正を行うことにより、嵌合を行
う際の手先先端部周りのモーメントが０になるように、
正確に姿勢が修正される。
【００１５】また、上記の力制御ロボットによれば、任
意の位置に固定された固定部材に対し、手先先端部に設
けられた、平面に対し１点で接触させることのできる校
正用治具を所定の力で押しつけられると、モーメント誤
差取得手段は、理論上力センサで検出されるべきモーメ
ントと、実際に力センサで検出されるモーメントとの差
を取ることにより、モーメント誤差データを取得する。
記憶手段は、取得されたモーメント誤差データを格納す
る。嵌合作業時に力センサがモーメントを検出すると、
検出モーメント補正手段がモーメント誤差データを用い
てモーメントの補正を行い、誤差のないモーメントが得
られる。
意の位置に固定された固定部材に対し、手先先端部に設
けられた、平面に対し１点で接触させることのできる校
正用治具を所定の力で押しつけられると、モーメント誤
差取得手段は、理論上力センサで検出されるべきモーメ
ントと、実際に力センサで検出されるモーメントとの差
を取ることにより、モーメント誤差データを取得する。
記憶手段は、取得されたモーメント誤差データを格納す
る。嵌合作業時に力センサがモーメントを検出すると、
検出モーメント補正手段がモーメント誤差データを用い
てモーメントの補正を行い、誤差のないモーメントが得
られる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明のモーメント誤差校正方法の手順を
示す図である。
する。図１は本発明のモーメント誤差校正方法の手順を
示す図である。
【００１７】ステップ１（Ｓ１）は、モーメント誤差を
取得する段階である。ロボット本体１のハンド１１の取
り付け部には、力センサ３が設けられている。ハンド１
１は嵌合ワーク４０を掴んでいる。嵌合ワーク４０の先
端には、先の尖ったピン４１が取り付けられている。一
方、被嵌合ワーク５０の穴５１は、平板５２で塞がれて
いる。
取得する段階である。ロボット本体１のハンド１１の取
り付け部には、力センサ３が設けられている。ハンド１
１は嵌合ワーク４０を掴んでいる。嵌合ワーク４０の先
端には、先の尖ったピン４１が取り付けられている。一
方、被嵌合ワーク５０の穴５１は、平板５２で塞がれて
いる。
【００１８】この状態で、ピン４１を平板５２に対し力
制御により押しつける。ここで、ピン４１の先端が手先
先端点（ＴＣＰ）であり、このＴＣＰにおいて発生する
力が嵌合時の目標嵌合力となるように力制御する。そし
て、力センサ座標系原点において検出された力とモーメ
ントとをＴＣＰにおける値に変換する。
制御により押しつける。ここで、ピン４１の先端が手先
先端点（ＴＣＰ）であり、このＴＣＰにおいて発生する
力が嵌合時の目標嵌合力となるように力制御する。そし
て、力センサ座標系原点において検出された力とモーメ
ントとをＴＣＰにおける値に変換する。
【００１９】ところで、ピン４１は平板５２に対し１点
で接触しているため、ＴＣＰ周りにはモーメントは発生
しない。従って、力センサ座標系原点で検出された力と
モーメントとをＴＣＰにおける値に変換すると、モーメ
ントは０になるはずである。ところが、実際にはモーメ
ントが検出される。これがモーメント誤差であり、この
データをメモリ等に記憶する。
で接触しているため、ＴＣＰ周りにはモーメントは発生
しない。従って、力センサ座標系原点で検出された力と
モーメントとをＴＣＰにおける値に変換すると、モーメ
ントは０になるはずである。ところが、実際にはモーメ
ントが検出される。これがモーメント誤差であり、この
データをメモリ等に記憶する。
【００２０】ステップ（Ｓ２）は、嵌合作業時にモーメ
ント誤差を考慮して嵌合ワークの姿勢制御を行う段階で
ある。嵌合ワーク４０に取り付けられていたピン４１と
被嵌合ワーク５０に取り付けられていた平板５２とは、
取り外されている。ここで、嵌合ワーク４０を被嵌合ワ
ーク５０の穴に嵌め込む。
ント誤差を考慮して嵌合ワークの姿勢制御を行う段階で
ある。嵌合ワーク４０に取り付けられていたピン４１と
被嵌合ワーク５０に取り付けられていた平板５２とは、
取り外されている。ここで、嵌合ワーク４０を被嵌合ワ
ーク５０の穴に嵌め込む。
【００２１】この際、力センサ３では力センサ座標系原
点で検出された力とモーメントとを検出している。そし
て、検出されたモーメントをモーメント誤差を用いて補
正する。補正後のモーメントを発生モーメントとし、Ｔ
ＣＰ周りに発生するモーメントが０になるように嵌合ワ
ークの姿勢を制御する。
点で検出された力とモーメントとを検出している。そし
て、検出されたモーメントをモーメント誤差を用いて補
正する。補正後のモーメントを発生モーメントとし、Ｔ
ＣＰ周りに発生するモーメントが０になるように嵌合ワ
ークの姿勢を制御する。
【００２２】図２は本発明の力制御ロボットの構成を示
すブロック図である。この図に示す構成は、図１におい
て説明したモーメント誤差校正方法を実施するためのも
のである。力制御ロボットは、動作機構を有するロボッ
ト本体１と、ロボット本体１の動作を制御するコントロ
ーラ２と、ロボット本体１のアーム先端に取り付けられ
ＴＣＰ周りの力とモーメントとを検出する力センサ３と
から構成される。
すブロック図である。この図に示す構成は、図１におい
て説明したモーメント誤差校正方法を実施するためのも
のである。力制御ロボットは、動作機構を有するロボッ
ト本体１と、ロボット本体１の動作を制御するコントロ
ーラ２と、ロボット本体１のアーム先端に取り付けられ
ＴＣＰ周りの力とモーメントとを検出する力センサ３と
から構成される。
【００２３】コントローラ２内のモーメント誤差取得手
段２ａは、モーメント誤差を取得する段階（図１に示す
ステップ１）において力センサ３が検出した力センサ座
標系原点における力とモーメントとを受け取る。そし
て、検出された値と理論値との差をとり、モーメント誤
差データを取得する。記憶手段２ｂは、モーメント誤差
データを格納する。
段２ａは、モーメント誤差を取得する段階（図１に示す
ステップ１）において力センサ３が検出した力センサ座
標系原点における力とモーメントとを受け取る。そし
て、検出された値と理論値との差をとり、モーメント誤
差データを取得する。記憶手段２ｂは、モーメント誤差
データを格納する。
【００２４】検出モーメント補正手段２ｃは、嵌合作業
時（図１に示すステップ２）において力センサ３が検出
した、力センサ座標系原点における力とモーメントとを
受け取る。そして、検出された値をモーメント誤差デー
タによって補正する。姿勢誤差修正手段２ｄは、検出モ
ーメント補正手段２ｃによって補正されたデータに基づ
き、ＴＣＰ周りに発生するモーメントが０になるように
嵌合ワークの姿勢を修正する。
時（図１に示すステップ２）において力センサ３が検出
した、力センサ座標系原点における力とモーメントとを
受け取る。そして、検出された値をモーメント誤差デー
タによって補正する。姿勢誤差修正手段２ｄは、検出モ
ーメント補正手段２ｃによって補正されたデータに基づ
き、ＴＣＰ周りに発生するモーメントが０になるように
嵌合ワークの姿勢を修正する。
【００２５】次に、モーメント誤差の算出方法ついて具
体的に説明する。図３はモーメント誤差取得時のツール
座標系と力センサ座標系との関係を説明する図である。
ここで、各記号を以下のように定める。「 ΣS 」は、
力センサ座標系。「 ΣT 」は、ツール座標系。「ベク
トル Sｆ 」は、センサ座標系における並進力。「ベク
トル Sｎ 」は、センサ座標系におけるモーメント。
「ベクトル Tｆ 」は、ツール座標系における並進力。
「ベクトル Tｎ 」は、ツール座標系におけるモーメン
ト。「 SＴT 」は、ΣS からΣT への同次変換行列。
体的に説明する。図３はモーメント誤差取得時のツール
座標系と力センサ座標系との関係を説明する図である。
ここで、各記号を以下のように定める。「 ΣS 」は、
力センサ座標系。「 ΣT 」は、ツール座標系。「ベク
トル Sｆ 」は、センサ座標系における並進力。「ベク
トル Sｎ 」は、センサ座標系におけるモーメント。
「ベクトル Tｆ 」は、ツール座標系における並進力。
「ベクトル Tｎ 」は、ツール座標系におけるモーメン
ト。「 SＴT 」は、ΣS からΣT への同次変換行列。
【００２６】座標系変換マトリックス SＴT を座標系の
回転行列 SＲT と座標系原点の並進移動ベクトル SＰT
で表すと、
回転行列 SＲT と座標系原点の並進移動ベクトル SＰT
で表すと、
【００２７】
【数１】
【００２８】となる。図３に示すように、ロボット本体
１がハンド１１によって把持する嵌合ワーク４０を、平
板５２から先端のピン４１に作用する反力が一定値とな
るように制御する。具体的には、被嵌合ワーク５０に対
して嵌合ワーク４０を嵌合する行う際に必要とされる目
標嵌合力で押しつける。これにより、ピン４１は平板５
２から反作用を受ける。この力をベクトルｆで表す。ピ
ン４１は点接触状態であるため、接点における並進力し
か発生しない。従って、ΣS におけるモーメントを示す
ベクトル Sｎと SＰT × Sｆとは理論上等しいはずであ
る。ところが、実際には誤差が生じる。これをモーメン
ト誤差をベクトル Sｎe で表し、以下のような式で求め
られる。
１がハンド１１によって把持する嵌合ワーク４０を、平
板５２から先端のピン４１に作用する反力が一定値とな
るように制御する。具体的には、被嵌合ワーク５０に対
して嵌合ワーク４０を嵌合する行う際に必要とされる目
標嵌合力で押しつける。これにより、ピン４１は平板５
２から反作用を受ける。この力をベクトルｆで表す。ピ
ン４１は点接触状態であるため、接点における並進力し
か発生しない。従って、ΣS におけるモーメントを示す
ベクトル Sｎと SＰT × Sｆとは理論上等しいはずであ
る。ところが、実際には誤差が生じる。これをモーメン
ト誤差をベクトル Sｎe で表し、以下のような式で求め
られる。
【００２９】
【数２】
【００３０】このようにして得られたベクトル Sｎ
e は、コントローラ内のメモリに格納される。次に、モ
ーメント誤差の補正量の算出方法について説明する。こ
こで、力制御による嵌合の際の嵌合目標力をベクトル S
ｆd とし、実際に力センサにより検出される力をベクト
ル Sｆとする。すると、モーメント誤差を示すベクトル
Sｎeを用いて、力センサによる検出モーメントである
ベクトル Sｎを以下の式により補正する。
e は、コントローラ内のメモリに格納される。次に、モ
ーメント誤差の補正量の算出方法について説明する。こ
こで、力制御による嵌合の際の嵌合目標力をベクトル S
ｆd とし、実際に力センサにより検出される力をベクト
ル Sｆとする。すると、モーメント誤差を示すベクトル
Sｎeを用いて、力センサによる検出モーメントである
ベクトル Sｎを以下の式により補正する。
【００３１】
【数３】
【００３２】補正したベクトル Sｎc を発生モーメント
として、嵌合ワークの位置、及び姿勢制御に用いる。以
上のようにして、嵌合作業を実施する前にモーメント誤
差を取得しておき、嵌合作業を実行する際には、そのモ
ーメント誤差を用いて、嵌合ワークの正確な姿勢制御を
行うことができる。この際、モーメント誤差の要因が何
であるかを問わず正確なモーメント誤差が取得される。
として、嵌合ワークの位置、及び姿勢制御に用いる。以
上のようにして、嵌合作業を実施する前にモーメント誤
差を取得しておき、嵌合作業を実行する際には、そのモ
ーメント誤差を用いて、嵌合ワークの正確な姿勢制御を
行うことができる。この際、モーメント誤差の要因が何
であるかを問わず正確なモーメント誤差が取得される。
【００３３】最後に、本発明を実施するための力制御ロ
ボットのハードウェア構成の例を説明する。図４は力制
御ロボットのハードウェア構成を示すブロック図であ
る。このロボットは、コントローラ２、コントローラ２
によって制御されるロボット本体１、ロボット１のアー
ム先端部に支持される６軸力センサ３、及び力センサ３
の検出信号を処理する信号処理装置３０から構成され
る。
ボットのハードウェア構成の例を説明する。図４は力制
御ロボットのハードウェア構成を示すブロック図であ
る。このロボットは、コントローラ２、コントローラ２
によって制御されるロボット本体１、ロボット１のアー
ム先端部に支持される６軸力センサ３、及び力センサ３
の検出信号を処理する信号処理装置３０から構成され
る。
【００３４】コントローラ２はＣＰＵ２１を備えてい
る。ＣＰＵ２１には、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、不揮発
性メモリ２４、教示操作盤２５、入出力装置２６、ロボ
ット制御装置２７、及びサーボ回路２８が、バス２９を
介して接続されている。ＲＯＭ２２には、システムプロ
グラムが格納されている。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１が
実行する各種データが一時的に格納される。不揮発性メ
モリ２４には、電源切断時にも保存すべき各種パラメー
タが格納される。このパラメータには、モーメント誤差
データも含まれる。
る。ＣＰＵ２１には、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、不揮発
性メモリ２４、教示操作盤２５、入出力装置２６、ロボ
ット制御装置２７、及びサーボ回路２８が、バス２９を
介して接続されている。ＲＯＭ２２には、システムプロ
グラムが格納されている。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１が
実行する各種データが一時的に格納される。不揮発性メ
モリ２４には、電源切断時にも保存すべき各種パラメー
タが格納される。このパラメータには、モーメント誤差
データも含まれる。
【００３５】教示操作盤２５の前面には、液晶表示装置
による表示画面と多数のキーが配置されている。この教
示操作盤２５を用いて、ロボットの教示及びシステム各
部の動作に関する指令等を入力する。入出力装置２６
は、信号処理装置３０との間のインタフェース機能を果
たす。ロボット制御部２７は、ロボット本体１の各軸の
動作をサーボ回路２８を介して制御する。
による表示画面と多数のキーが配置されている。この教
示操作盤２５を用いて、ロボットの教示及びシステム各
部の動作に関する指令等を入力する。入出力装置２６
は、信号処理装置３０との間のインタフェース機能を果
たす。ロボット制御部２７は、ロボット本体１の各軸の
動作をサーボ回路２８を介して制御する。
【００３６】ロボット本体１のアーム先端部に取り付け
られた力センサ３は、例えば歪みゲージで構成され発振
器により交流駆動される複数のブリッジ回路を内蔵した
ものである。この力センサ３は、力センサ座標系におけ
る６軸力の各成分を表す検出信号を信号処理装置３０に
出力する。信号処理装置３０は、力センサ３から出力さ
れた各検出信号を差動アンプで増幅後、同期整流したう
えで内部のマルチプレクサに入力する。マルチプレクサ
は、コントローラ２のＣＰＵ２１から入出力装置２６を
介して受け取る制御信号に従い、６軸力の各成分を表す
検出信号を順次サンプルホールド回路、及びＡ／Ｄコン
バータを介して入出力装置２６へ送りだす。
られた力センサ３は、例えば歪みゲージで構成され発振
器により交流駆動される複数のブリッジ回路を内蔵した
ものである。この力センサ３は、力センサ座標系におけ
る６軸力の各成分を表す検出信号を信号処理装置３０に
出力する。信号処理装置３０は、力センサ３から出力さ
れた各検出信号を差動アンプで増幅後、同期整流したう
えで内部のマルチプレクサに入力する。マルチプレクサ
は、コントローラ２のＣＰＵ２１から入出力装置２６を
介して受け取る制御信号に従い、６軸力の各成分を表す
検出信号を順次サンプルホールド回路、及びＡ／Ｄコン
バータを介して入出力装置２６へ送りだす。
【００３７】このようなハードウェア構成の力制御ロボ
ットにより、モーメント誤差を取得する際には、力セン
サ３で検出された力センサ座標系における６軸力の各成
分を表す検出信号は、信号処理装置３０を介してにコン
トローラ２入力される。コントローラ２内では、入出力
装置２６が信号処理装置３０からの信号を受信し、その
信号がＣＰＵ２１に転送される。ＣＰＵ２１は、式
（２）に示す演算を行いモーメント誤差データを取得
し、そのデータを不揮発性メモリ２４に格納する。不揮
発性メモリ２４は電源が切断されてもモーメント誤差デ
ータを保持し続ける。
ットにより、モーメント誤差を取得する際には、力セン
サ３で検出された力センサ座標系における６軸力の各成
分を表す検出信号は、信号処理装置３０を介してにコン
トローラ２入力される。コントローラ２内では、入出力
装置２６が信号処理装置３０からの信号を受信し、その
信号がＣＰＵ２１に転送される。ＣＰＵ２１は、式
（２）に示す演算を行いモーメント誤差データを取得
し、そのデータを不揮発性メモリ２４に格納する。不揮
発性メモリ２４は電源が切断されてもモーメント誤差デ
ータを保持し続ける。
【００３８】嵌合作業を行う際には、ＣＰＵ２１は予め
与えられている嵌合動作の指令によりロボットの動作指
令を出力する。ロボット制御部２７は、動作指令に従い
ロボット本体１の各軸の動作をサーボ回路２８を介して
制御する。これにより、嵌合作業が行われる。このと
き、力センサ３から検出されるモーメントの信号は、Ｃ
ＰＵ２１に送られている。ＣＰＵ２１は、不揮発性メモ
リ２４に格納されているモーメント誤差データを用いて
式（３）に示す演算を行い、検出されたモーメントを補
正する。そして、補正後のモーメントにより、ＴＣＰ周
りのモーメントが０になるように嵌合ワークの姿勢を修
正する。
与えられている嵌合動作の指令によりロボットの動作指
令を出力する。ロボット制御部２７は、動作指令に従い
ロボット本体１の各軸の動作をサーボ回路２８を介して
制御する。これにより、嵌合作業が行われる。このと
き、力センサ３から検出されるモーメントの信号は、Ｃ
ＰＵ２１に送られている。ＣＰＵ２１は、不揮発性メモ
リ２４に格納されているモーメント誤差データを用いて
式（３）に示す演算を行い、検出されたモーメントを補
正する。そして、補正後のモーメントにより、ＴＣＰ周
りのモーメントが０になるように嵌合ワークの姿勢を修
正する。
【００３９】なお、上記の説明では、校正用治具として
嵌合ワークの先端にピンを取り付けているが、校正用治
具は平面に対して１点で接触させることができるもので
あれば、他の形状でも良い。例えば、先端が球状になっ
たものを校正用治具として使用することもできる。
嵌合ワークの先端にピンを取り付けているが、校正用治
具は平面に対して１点で接触させることができるもので
あれば、他の形状でも良い。例えば、先端が球状になっ
たものを校正用治具として使用することもできる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、平面に
対して１点で接触させることのできる校正用治具を手先
先端点に取り付け、この校正用治具を固定部材に押しつ
けることによりモーメント誤差を取得するようにしたた
め、手先先端点周りで検出されるべきモーメントの理論
値が０となり、容易にモーメント誤差を取得することが
できる。しかも、検出されたモーメント誤差は、誤差の
原因が何であるかは問わず正確なモーメント誤差であ
る。この結果、嵌合作業時に手先先端点周りに発生する
モーメント誤差の原因に関係なく、検出モーメントの誤
差を補正し嵌合ワークを正しい姿勢に修正することがで
きる。
対して１点で接触させることのできる校正用治具を手先
先端点に取り付け、この校正用治具を固定部材に押しつ
けることによりモーメント誤差を取得するようにしたた
め、手先先端点周りで検出されるべきモーメントの理論
値が０となり、容易にモーメント誤差を取得することが
できる。しかも、検出されたモーメント誤差は、誤差の
原因が何であるかは問わず正確なモーメント誤差であ
る。この結果、嵌合作業時に手先先端点周りに発生する
モーメント誤差の原因に関係なく、検出モーメントの誤
差を補正し嵌合ワークを正しい姿勢に修正することがで
きる。
【図１】本発明のモーメント誤差校正方法の手順を示す
図である。
図である。
【図２】本発明の力制御ロボットの構成を示すブロック
図である。
図である。
【図３】モーメント誤差取得時のＴＣＰと力センサとの
関係を説明する図である。
関係を説明する図である。
【図４】力制御ロボットのハードウェア構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図５】嵌合作業を行う力制御ロボットを示す図であ
る。
る。
【符号の説明】 １ ロボット本体 ２ コントローラ ３ 力センサ １１ ハンド ４０ 嵌合ワーク ４１ ピン ５０ 被嵌合ワーク ５１ 穴 ５２ 平板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 15/00 Ｇ０５Ｂ 19/18 Ｋ
Claims (5)
- 【請求項１】 嵌合作業時に手先先端部回りの姿勢制御
を行う力制御ロボットのモーメント誤差校正方法におい
て、 前記手先先端部に設けられ、平面に対し１点で接触させ
ることのできる校正用治具を、任意の位置に固定された
固定部材に対し所定の力で押しつけ、理論上力センサで
検出されるべきモーメントと、実際に前記力センサで検
出されるモーメントとの差を取ることにより、モーメン
ト誤差データを取得し、 嵌合作業時に前記力センサで検出されたモーメントに対
し、前記モーメント誤差データを用いて補正を行うこと
により、手先先端部周りの姿勢を修正する、 ことを特徴とする力制御ロボットのモーメント誤差校正
方法。 - 【請求項２】 前記モーメント誤差データを取得する際
には、前記校正用治具として、先端が鋭利なピン状部
材、あるいは先端が球面の球状部材を用いることを特徴
とする請求項１記載の力制御ロボットのモーメント誤差
校正方法。 - 【請求項３】 前記モーメント誤差データを取得する際
には、嵌合作業時に必要とされる目標嵌合力で、前記校
正用治具を前記固定部材に対し押しつけることを特徴と
する請求項１記載の力制御ロボットのモーメント誤差校
正方法。 - 【請求項４】 前記モーメント誤差データを取得する際
には、嵌合すべき嵌合ワークの先端に取り付けられた前
記校正用治具を、嵌合される被嵌合ワークの穴を塞ぐよ
うに取り付けられた平板に対して押しつけることを特徴
とする請求項１記載の力制御ロボットのモーメント誤差
校正方法。 - 【請求項５】 嵌合作業時に手先先端部周りの姿勢制御
を行う力制御ロボットにおいて、 手先先端部に設けられ、平面に対し１点で接触させるこ
とのできる校正用治具を、任意の位置に固定された固定
部材に対し所定の力で押しつけた場合に、理論上力セン
サで検出されるべきモーメントと、実際に前記力センサ
で検出されるモーメントとの差を取ることにより、モー
メント誤差データを取得するモーメント誤差取得手段
と、 前記モーメント誤差データを格納する記憶手段と、 嵌合作業時に前記力センサで検出されたモーメントに対
し、前記モーメント誤差データを用いて補正を行う検出
モーメント補正手段と、 を有することを特徴とする力制御ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15950795A JPH0916228A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 力制御ロボットのモーメント誤差校正方法及び力制御 ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15950795A JPH0916228A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 力制御ロボットのモーメント誤差校正方法及び力制御 ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0916228A true JPH0916228A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15695289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15950795A Withdrawn JPH0916228A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 力制御ロボットのモーメント誤差校正方法及び力制御 ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0916228A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010058235A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Ihi Corp | ロボット装置の教示方法及びロボット装置の教示用治具 |
| JP2011011326A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Ihi Corp | ロボットのツール位置較正治具と方法 |
| CN104625676A (zh) * | 2013-11-14 | 2015-05-20 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 轴孔装配工业机器人***及其工作方法 |
| JP2017159429A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット制御装置、情報処理装置、及びロボットシステム |
| CN114074327A (zh) * | 2020-08-20 | 2022-02-22 | 上海飞机制造有限公司 | 一种辅助装配机器人的控制方法、装置、辅助装配*** |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP15950795A patent/JPH0916228A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010058235A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Ihi Corp | ロボット装置の教示方法及びロボット装置の教示用治具 |
| JP2011011326A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Ihi Corp | ロボットのツール位置較正治具と方法 |
| CN104625676A (zh) * | 2013-11-14 | 2015-05-20 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 轴孔装配工业机器人***及其工作方法 |
| CN104625676B (zh) * | 2013-11-14 | 2016-09-14 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 轴孔装配工业机器人***及其工作方法 |
| JP2017159429A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット制御装置、情報処理装置、及びロボットシステム |
| CN114074327A (zh) * | 2020-08-20 | 2022-02-22 | 上海飞机制造有限公司 | 一种辅助装配机器人的控制方法、装置、辅助装配*** |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020903 |