JPH10156772A - 教示用力センサ - Google Patents
教示用力センサInfo
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- JPH10156772A JPH10156772A JP33764296A JP33764296A JPH10156772A JP H10156772 A JPH10156772 A JP H10156772A JP 33764296 A JP33764296 A JP 33764296A JP 33764296 A JP33764296 A JP 33764296A JP H10156772 A JPH10156772 A JP H10156772A
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Abstract
示者にとって教示のしやすい教示用センサを提供する。 【解決手段】 力センサを用いた力制御によるマニピュ
レータのダイレクトティーチ装置において、マニピュレ
ータ手先に設けた並進3軸力センサと、並進方向の力計
測と回転方向の力計測とを切替える切替えスイッチと、
3軸の回転方向の中からいずれか1軸の計測方向を選択
する選択スイッチとを備えるとともに、マニピュレータ
手先の並進および回転運動の座標軸と力センサに設定し
た座標軸は原点がそれぞれ他方の座標軸以外の位置に置
かれるようにしたのである。また、マニピュレータ手先
の並進および回転運動の座標軸と力センサの座標軸とが
互いに平行になるように配置した。
Description
並進と回転の6軸方向の力情報を得ることのできる、マ
ニピュレータのダイレクト・ティーチ用の簡易な力セン
サ装置に関するものである。
クト・ティーチシステムは、図2に示すようになってい
る。このようなシステムは特開昭59-157715 号公報をは
じめとして多くの考案がされている。図において、10
1はいくつかの関節とリンクでなるマニピュレータ本
体、102はマニピュレータ本体101の先端につけた
6軸力センサ、103はマニピュレータ本体101の先
端の教示点、104は6軸力センサ102による6軸の
力情報、105は目標インピーダンス、106は目標イ
ンピーダンス105の軌道修正量、107はもともとの
目標軌道、108は軌道修正量106ともともとの目標
軌道107の和をとった新たな目標軌道、109は新た
な目標軌道108を入力するサーボコントローラ、11
0はマニピュレータ本体101の各アクチュエータへ与
えるサーボコントローラの出力である。このように、従
来は、5軸あるいは6軸の多自由度マニピュレータにお
いてダイレクト・ティーチをおこなう場合、マニピュレ
ータ本体101の先端に6軸力センサ102を配置し、
並進と回転の6軸方向の力情報を直接計測し、これをも
とに力制御系を構成し、マニピュレータの運動を制御す
ることで、教示者が力をかけた方向にマニピュレータが
ならうような運動をさせる教示動作を実現していた。
は、6軸力センサ102を用いるため、力センサの構造
が複雑になり、製造に困難を生じたり製造コストが高い
という問題があった。また、並進と回転の6軸の力情報
を同時に計測するため、教示のための運動も必然的に並
進と回転の6軸方向となり、これがかえって教示者を混
乱せしめ、教示点の位置決め精度を低下させていた。そ
こで、本発明は、構造が簡単でしかも6軸の力情報を計
測でき、さらに並進と回転の教示動作をわけることで教
示者にとって教示のしやすい、簡易な教示用力センサ装
置を提供することを目的とするものである。
め、本発明は、力センサを用いた力制御によるマニピュ
レータのダイレクトティーチ装置において、マニピュレ
ータ手先に設けた並進3軸力センサと、並進方向の力計
測と回転方向の力計測とを切替える切替えスイッチと、
3軸の回転方向の中からいずれか1軸の計測方向を選択
する選択スイッチとを備えるとともに、マニピュレータ
手先の並進および回転運動の座標軸と力センサに設定し
た座標軸は原点がそれぞれ他方の座標軸以外の位置に置
いたのである。また、マニピュレータ手先の並進および
回転運動の座標軸と力センサの座標軸とが互いに平行に
なるように配置したのである。
情報を計測でき、さらに並進と回転の教示動作をわける
ことで教示者にとって教示のしやすい、教示用力センサ
装置を提供できる。
いて説明する。図1は本発明の教示用力センサを示す図
である。図において、1はいくつかのリンクでなるマニ
ピュレータ本体、2はマニピュレータ本体1の先端につ
けた並進3軸力センサ、3は並進3軸力センサ2の力計
測座標の中心、4は並進3軸力センサ2の力計測座標、
5はマニピュレータ本体1の先端に設けたマニピュレー
タ手先の教示点の教示座標、6はマニピュレータ手先の
教示点、7は並進3軸力センサ2による並進3軸の力情
報、8は並進と回転の切り替えをする切替えスイッチ、
9は座標変換された後の並進3軸の力情報、10は回転
の3軸のうちいずれか1軸を選択する選択スイッチ、1
1は座標変換された後の回転力情報、12は目標インピ
ーダンス、13は軌道修正量、14はもともとの目標軌
道、15は新たな目標軌道、16はサーボコントロー
ラ、17はマニピュレータのアクチュエータへ出力され
るサーボコントローラの出力、18は並進への切替え
点、19は回転への切替え点、20はX軸方向における
回転への切替え点、21はY軸方向における回転への切
替え点、22はZ軸方向における回転への切替え点、2
3はX軸方向における回転力情報、24はY軸方向にお
ける回転力情報、25はZ軸方向における回転力情報、
26は並進力の座標変換、27は回転力の座標変換であ
る。このような構成において、 並進3軸の力センサ2の
力計測座標4はマニピュレータ本体1の先端に設けられ
たマニピュレータ手先の教示点6における教示点の教示
座標5と各軸において互いに一直線上にこないように配
置されている。並進3軸力センサ2で計測された力計測
座標4にもとづく並進3軸の力情報7は切替えスイッチ
8へ送られる。まず、教示点6に対する並進力の計測と
並進運動は以下のように実現する。この切替えスイッチ
8が並進への切替え点18へ閉じているとき、前記並進
3軸の力情報7は、並進力の座標変換26を施されたあ
と、マニピュレータ手先の教示点6の教示点の教示座標
5に対する並進3自由度の力情報9として、目標インピ
ーダンス12とから並進方向の軌道修正量13を計算す
る。この軌道修正量13をもともとの目標軌道14に加
え、新たな目標軌道15としてサーボコントローラ16
へ送る。サーボコントローラ16はマニピュレータ本体
1の各アクチュエータの運動をサーボコントローラの出
力17によって制御する。以上の作用により、並進3軸
力センサ2に加えられた並進力に対し、これがあたかも
教示点6に加わってマニピュレータ本体1がこの並進力
にならうような並進動作を実現できる。
転運動は以下のように実現する。並進3軸力センサ2の
計測軸に対応する力計測座標4とマニピュレータの手先
の座標系とは、各座標軸が互いに並行で一直線上にこな
いように配置されている。このとき並進3軸力センサ2
に加わる力のうち、並進力を計測すれば、この情報によ
り教示点6に対する回転力を求めることができる。例え
ば、並進3軸力センサ2の座標系のX’軸とZ’軸のは
る平面内の並進力を、マニピュレータの手先の教示点の
教示座標5におけるY軸に対する回転力とする。すなわ
ち、前記並進力のベクトルの大きさにそのベクトルと教
示点6との距離を乗じて回転力とする。同様に、Z’軸
とY’軸のはる平面内の並進力を、教示点の教示座標5
におけるX軸に対する回転力とする。また、X’軸と
Y’軸のはる平面内の並進力を、教示点の教示座標5に
おけるZ軸に対する回転力とする。切替えスイッチ8が
回転への切替え点19へ閉じているとき、力センサの並
進3軸の力情報7は選択スイッチ10へ送られる。この
選択スイッチ10がX軸方向における回転への切替え点
20へ閉じているとき、上記の並進3軸の力情報7は、
X軸方向の回転に寄与する並進方向の力のみがX軸方向
における回転力情報23となる。また、この選択スイッ
チ10がY軸方向における回転への切替え点21へ閉じ
ているとき、上記の並進3軸の力情報7は、Y軸方向の
回転に寄与する並進方向の力のみがY軸方向における回
転力情報24となる。また、この選択スイッチ10がZ
軸方向における回転への切替え点22へ閉じていると
き、前記並進3軸の力情報7は、Z軸方向の回転に寄与
する並進方向の力のみがZ軸方向における回転力情報2
5となる。これらのいずれかの回転力情報は、回転力の
座標変換27を施されたあと、教示点6における回転力
情報11として目標インピーダンス12とから回転方向
の軌道修正量13を計算する。この軌道修正量13をも
ともとの目標軌道14に加え、新たな目標軌道15とし
てサーボコントローラ16へ送る。サーボコントローラ
16はマニピュレータ本体1の各アクチュエータの運動
をサーボコントローラの出力17によって制御する。以
上の作用により、力センサに加えられた並進力に対し、
これがあたかも教示点6に加わる回転力として働き、マ
ニピュレータがこの回転力にならうような回転動作を実
現できる。
て行われ、これにより、マニピュレータに並進方向の教
示動作を行わせるのか、いずれかの回転軸方向にそった
教示動作をおこなわせるのかを選択できる。なお、上記
の実施例では、力センサの座標系と教示座標系とを平行
に配置したが、各座標系の軸が互いに一直線上にこない
ならば、軸どうしにねじりがあってもよく、その場合に
は、力センサ情報にまず座標変換を施せば後は上記の実
施例にのっとって容易に構成することができる。以上の
ようにして、構造が簡単でしかも6軸の力情報を計測で
き、さらに並進と回転の教示動作をわけることで教示者
にとって教示のしやすい、教示用力センサ装置を提供で
きる。
造が簡単でしかも6軸の力情報を計測でき、さらに並進
と回転の教示動作をわけることで教示者にとって教示の
しやすい、教示用力センサ装置を提供しうる効果があ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】力センサを用いた力制御によるマニピュレ
ータのダイレクトティーチ装置において、マニピュレー
タ手先に設けた並進3軸力センサと、並進方向の力計測
と回転方向の力計測とを切替える切替えスイッチと、3
軸の回転方向の中からいずれか1軸の計測方向を選択す
る選択スイッチとを備えるとともに、マニピュレータ手
先の並進および回転運動の座標軸と力センサに設定した
座標軸は原点がそれぞれ他方の座標軸以外の位置に置か
れることを特徴とする教示用力センサ。 - 【請求項2】マニピュレータ手先の並進および回転運動
の座標軸と力センサの座標軸とが互いに平行になるよう
に配置したことを特徴とする請求項1記載の教示用力セ
ンサ。 【0001】
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33764296A JP3767643B2 (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 教示用力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33764296A JP3767643B2 (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 教示用力センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10156772A true JPH10156772A (ja) | 1998-06-16 |
JP3767643B2 JP3767643B2 (ja) | 2006-04-19 |
Family
ID=18310587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33764296A Expired - Fee Related JP3767643B2 (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 教示用力センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3767643B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012157946A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Fanuc Ltd | 力センサの出力に基づいてロボットのダイレクトティーチをおこなうロボット教示装置 |
CN103568011A (zh) * | 2012-07-20 | 2014-02-12 | 精工爱普生株式会社 | 控制***、程序以及机械装置的控制方法 |
CN106994687A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-01 | 北京卫星环境工程研究所 | 工业机器人末端六维力传感器安装姿态标定方法 |
-
1996
- 1996-12-02 JP JP33764296A patent/JP3767643B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012157946A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Fanuc Ltd | 力センサの出力に基づいてロボットのダイレクトティーチをおこなうロボット教示装置 |
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CN106994687A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-01 | 北京卫星环境工程研究所 | 工业机器人末端六维力传感器安装姿态标定方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3767643B2 (ja) | 2006-04-19 |
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