JPS62114892A - ロボツトの力センサドリフト補償方法 - Google Patents

ロボツトの力センサドリフト補償方法

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JPS62114892A
JPS62114892A JP25399085A JP25399085A JPS62114892A JP S62114892 A JPS62114892 A JP S62114892A JP 25399085 A JP25399085 A JP 25399085A JP 25399085 A JP25399085 A JP 25399085A JP S62114892 A JPS62114892 A JP S62114892A
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force sensor
hand
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gravity
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三富 隆
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 ロポソIIcカセンサをとシつけたシステムにおいて使
用される力センサは、ストレインゲージを利用した構成
となっているものが多い。多くの場合、力センサ出力に
はドリフトがあり、温度等の使用環境の変化や使用時間
の経過にしたがってドリフトは変動する。力の検出を行
う際に作用している力の絶対値を求めるためには、力セ
ンサ出力から変かするドリフトを除去しなければならな
い。
本発明は、ロボットのハンドの基部に取り付けられた力
センサのドリフト補償方法に関するものである。
従来の技術 力センサのドリフトを補償するために、ロボットの作業
を行う前にはじめに一度ドリフトを何らかの手段によっ
て求めで、そのドリフトの一定値を、力センサ出力から
差し引くという方法がとられていた。
発明が解決しようとする問題点 力センサのドリフトが時間経過とともて変化する場合、
ドリフトを一定値として力センサ出力から差し引くとい
う方法では、ドリフトの変化分だけの誤差が生じる。力
センサのドリフトは、短時間では犬きく変化しないが、
産業用ロボットのように長時間連続運転するシステムで
は、ドリフトを求めるために運転を停止させることは稼
動率の点で不利である。また、ドリフトは毎日同じパタ
ーンで変化するとは限らないので、システムを稼動させ
ながら変動するドリフトを補償する必要がある。
問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために、第1発明のドリフト補償
方法では、予め、複数のハンド姿勢における力センサ出
力を測定し、前記各ハンド姿勢と重力センサ出力とから
計算によりハンドにかかる重力を求めて記憶した後、作
業中のロボット動作点でハンドに重力のみがかかる状態
となるような停止点において、ロボットが前記停止点に
至る毎に力センサ出力を測定し、前記停止点のハンド姿
勢と前記記憶されたハンドにかかる重力とから、ドリフ
トがないと仮定した時に測定されるべき力センサ仮定出
力を計算により求め、力センサ出力と力センサ仮定出力
の差をその時点でのドリフトとして記憶・更新し、力の
検出を行う際に、測定される力センサ出力から前記記憶
・更新されたドリフトを差し引くという方法をとってい
る。
また第2発明のドリフト補償方法では、予め、複数のハ
ンド姿勢における6軸力センサ出力を測定し、前記各ハ
ンド姿勢と各6軸力センサ出力とから計算によりハンド
の重心位置およびハンドにかかる重力を求めて記憶した
後、作業中のロボット動作点でハンドに重力のみがかか
る状態となるような停止点尾おいて、ロボットが前記停
止点て至る毎に6軸力センサ出力を測定し、前記停止点
のハンド姿勢と前記記憶されたハンドの重心位置および
ハンドにかかる重力とから、θ軸力センサにドリフトが
ないと仮定した時に測定されるべき6軸力センサ仮定出
力を計算により求め、力センサ出力と力センサ仮定出力
の差をその時点でのドリフトとして記憶・更新し、力と
モーメントの検出を行う際に、測定されるθ軸力センサ
出力から前記記憶・更新されたドリフトを差し引くとい
う方法をとっている。
作  用 次の弐により、作用する力と力センサ出力の関係を考え
る。
F 0=F −1−FJO)+D ただし Fo:力センサの出力ベクトル F  :重力以外でハンドに作用する力のベクトルFW
(θ):ハンド姿勢θにおいてハンドにかかる重力によ
る因子の力センサ座標系ベクトル D  :力センサのドリフトベクトル ハンドに重力のみがかかる状態では F0=FW(θ)+D となる。
ハンドにかかる重力は絶対座標系において常に一定の大
きさと向きを持ち、FW(のはハンドにかかる重力にハ
ンド姿勢θにしたがった変換を施したものになる。すな
わち、ハンドにかかる重力とハンド姿勢からFW(のけ
計算てより求めることができる。ハンドに重力のみがか
かる状態においては、そのハンド姿勢における力センサ
出力との差をとると、その時点のドリフトが求められる
D=F0−FW(の 力センサのドリフトは短時間内ではほぼ一定と見なせる
。しだがって、予め、ハンドにかかる重力を求めて記憶
しておき、ロボット作業中に、力検出の許容誤差をドリ
フト変化が越えない程度の時間毎に、ロボットの動作点
の中でハンドに重力のみがかかる停止点において力セン
サ出力F0 を測定し、その停止点での]・ンド姿勢θ
とハンドにかかる重力とから計算して求められるFW(
のとの差をとってドリフトDを求めて記憶・更新するこ
とにする。このことにより、力センサのドリフトが時間
変化しても、力検出の際、力センサ出力F0から記憶・
更新されるDを差し引くことにより許容誤差内でドリフ
トを除去することができる。
6軸力センサの場合は、上記において、力センサを6軸
力センサ、作用する力を作用する力およびモーメント、
ハンドにかかる重力をハンドにかかる重力およびハンド
の重心位置、と置きかえることにより、同様にしてドリ
フト補償が行える。
実施例 第3図は、本発明の一実施例におけるカセンサ付きロボ
ットシステムの説明図である。ロボット1は垂直多関節
型ロボットで6自由度の動ができ、許容動作範囲内でハ
ンドの位置・姿勢を任意に指定して動作させることがで
きる。前記ロボット先端とハンド11の間に力センサ3
が取シ付けられている。力センサ3は6軸力センサであ
って、ハンドにかかる力およびモーメントを、第4図に
示すようなセンサ座標系の直交する3軸方向の力fx、
fア、f2および前記3軸のまわりのモーメ、ン)mx
、mア1m2として検出し、測定できるものである。ロ
ボット1は制御装置1oによって動作を制御され、6軸
力センサ出力は制御装置10により測定される。制御装
置1oは内蔵する計算機のプログラムにしたがって動作
し、制御装置内に教示・設定されたプログラムおよびデ
ータにしたがってロボットは作業に応じた動作を繰り返
す。制御装着10内の構成は第2図に示されている。
に重力のみがかかる状態のロボット停止点であるものを
選ぶ。教示・設定プログラムおよびデータによって、作
業動作実行中の較正用測定点において、次の手続きを実
行するようにしておく。すなわち、6軸力センサ出力f
0(5,を測定し、較正用測定点における・・ンド姿勢
とハンド重心位置およびハンドにかかる重力とからドリ
フトがゼロであると仮定した時に測定されるべき6軸力
センサ仮定出力f2(i)を計算して求め、fo(oと
f−(i)  の差をその時点のドリフ)(drift
)として制御装置1o内の記憶素子8に格納する。この
手続きのフローチャートを第5図に示す。
まず、ロボット1の作業動作開始前に、ハンド11に重
力のみがかかる状態で適当な3つのハンド姿勢θl(1
=1  + 2 + 3 )をロボット1にとらせ、各
ハンド姿勢における6軸力センサ出力を測定し、後述す
る方法によりハンド重心位置およびハンドにかかる重力
を計算し、制御装置1o内の記憶素子8に格納する。そ
の後、ロボットに作業を行わせる。この作業は繰り返し
動作だよって構成され、動作1サイクルの中には前記較
正用測定点が含まれ、設定されたプログラムおよびデー
タにしたがって、第6図のフローチャートに示される手
続きが各較正用測定点において実行される。この作業の
中で力の検出を行う時ては、6軸力センサ出力からドリ
フトdriftを差し引いてドリフトを除去する。この
ように第6図のフローチャートの手続きが実行される毎
にドリフ)driftが更新されるために、ロボットが
連続運転している間にドリフトが変化しても、ドリフト
変化による力検出時の誤差は小さくすることができる。
次に、3つのハンド姿勢θi、(i=1.2 、3)に
おけるθ軸力センサ出力とハンド姿勢からハンド重心位
置Gh、、・ンドにかかる重力Wを求める計算と、ハン
ド姿勢θからドリフトがゼロと仮定した時に測定される
べき6軸力センサ出力FW(θ)を求める計算について
説明する。
ハンド座標系とセンナ座標系は一致しているとする。一
致していなければ、ハンド座標系と力センサ座標系は一
定の相対位置関係にあるので座標変換を行う。ハンド姿
勢θ1(t=1.2.a)におけるハンド座標系のX軸
、Y軸、Z軸各正方向の単位ベクトルが絶対座標系にお
いてそれぞれN1=(nx z + ny 1 )nz
 i)”01=(o ・、o −、o −)TXI    71   Zl ”=”xL □”yi 、”zi)T と表わされるとする。ハンドにかかる重力がWで、ハン
ドの重心位置がハンド座標系の Gh=(qh工、qhア+ qhz )Tにあるとする
。この時、F、(θi)はとなり、ハンド姿勢θ1(i
=1,2,3)における6軸力センサの出力がf。L=
(fxilfyEfzi+”xi’mア、、m2i)と
すると、例えば次のような計算により、ハンドてかかる
重力Wおよびハンド座標系におけるハンドの重心位置G
h=(qh!、qhア+ q hz )を求める。
w=)げxl”f7*”fZl−fx2−f72−fZ
2)/(nzi”zl”創−”z2−’z2−”z2)
ただし、H+はHの擬似逆行列(Moors−Penr
oseの逆行列)である。
また、較正用測定点のハンド姿勢θにおけるハンド座標
系のX軸、Y軸、Z軸各正方向の単位ベクトルが絶対座
標系において N = (nx、ny、n2)T O=(ox + oy + o z )TA = (a
!、ay、a、)T である時、ハンドにかかる重力Wとハンドの重心位置G
hから、FW(θ)を として求める。その時点でのドリフ)DはD” FQC
−FW(の として求める。ただし、FoC””(fOX JO71
fQZ 1mo z + ma y +mo z ) 
 は、較正用測定点における6軸力センサ出力である。
上記実施例は6軸力センサに係るものであるが、同様の
ドリフト補償方法を、3軸力センサ、2軸力センサ、1
軸力センサに係るものにも適用でき、この場合において
も、力センサ2は前記モーメントを測定せず、又ハンド
の重心位置を求める必要がない点を除けば、上記実施例
と同様の方法をとることができる。尚、第1図はこの場
合のシステム構成図を示している。
発明の効果 以上のように本発明では、力検出の時に差し引くべきド
リフトの値をロボットの作業中に更新していく方法をと
っているため、力センサ又は6軸力センサのドリフトが
時間変化しても許容誤差内でドリフトを除去することが
できる。
【図面の簡単な説明】
1・・・・・・ロボット、2・・・・・・力センサ、3
・・・・・・6軸力センサ、4・・・・・・ハンドにか
かる重力測定手段、5・・・・・・ハンド重心位置・ハ
ンドにかかる重力測定手段、6・・・・・・ドリフト測
定手段、7・・・・・・ドリフト除去手段、8・・・・
・・記憶素子、9・・開口°ボットの動作制御手段、1
o・・・・・・制御装置、11・・・・・・ハンド。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名第1
図 第2図 第4図 C)mz

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)動作許容範囲内で任意にハンド姿勢を変えること
    のできるロボットと、前記ハンドの基部に取り付けられ
    た力センサと、前記ロボットの制御装置とから構成され
    る力センサ付きロボットシステムにおいて、予め、複数
    のハンド姿勢をロボットにとらせ、前記各ハンド姿勢に
    おける力センサ出力を測定し、前記重力センサ出力と各
    ハンド姿勢とからハンドにかかる重力を計算により求め
    て記憶素子に格納した後、ロボットの作業中、ハンドに
    重力のみがかかる状態でのロボットの停止点において力
    センサ出力を測定し、前記停止点のハンド姿勢と前記記
    憶素子に格納されたハンドにかかる重力とから、力セン
    サにドリフトがないと仮定した時の力センサ仮定出力を
    計算により求め、前記力センサ出力と前記力センサ仮定
    出力の差をその時点でのドリフトとして記憶素子に格納
    ・更新し、ロボットの操作対象物とハンドとの間に作用
    する力の検出をする際に、測定される力センサ出力から
    前記格納・更新されたドリフトを差し引くことにより、
    時間変化する力センサのドリフトを除去することを特徴
    とするロボットの力センサドリフト補償方法。
  2. (2)動作許容範囲内で任意にハンド姿勢を変えること
    のできるロボットと、前記ハンドの根元に取り付けられ
    直交する3軸方向にかかる力の大きさと前記各軸のまわ
    りのモーメントの大きさを出力する6軸力センサと、前
    記ロボットの制御装置とから構成される力センサ付きロ
    ボットシステムにおいて、予め、複数のハンド姿勢をロ
    ボットにとらせ、前記各ハンド姿勢における6軸力セン
    サ出力を測定し、前記各6軸力センサ出力と各ハンド姿
    勢とからハンドの重心位置およびハンドにかかる重力を
    計算により求めて記憶素子に格納した後、ロボットの作
    業中、ハンドに重力のみがかかる状態でのロボットの停
    止点において6軸力センサ出力を測定し、前記停止点の
    ハンド姿勢と前記記憶素子に格納されたハンドの重心位
    置およびハンドにかかる重力とから、6軸力センサにド
    リフトがないと仮定した時の6軸力センサ仮定出力を計
    算により求め、前記力センサ出力と前記力センサ仮定出
    力の差をその時点でのドリフトとして記憶素子に格納・
    更新し、ロボットの操作対象物とハンドとの間に作用す
    る力とモーメントを検出をする際に、測定される6軸力
    センサ出力から前記格納・更新されたドリフトを差し引
    くことにより、時間変化する6軸力センサのドリフトを
    除去することを特徴とするロボットの力センサドリフト
    補償方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01113289A (ja) * 1987-10-27 1989-05-01 Kanzaki Paper Mfg Co Ltd 熱転写記録用受像シートの製造方法
JPH0355189A (ja) * 1989-07-20 1991-03-08 Mitsubishi Electric Corp ロボットの力制御方法及び装置
JP2012040634A (ja) * 2010-08-18 2012-03-01 Ihi Corp 力制御ロボットのキャリブレーション装置と方法
US9342066B2 (en) 2013-11-01 2016-05-17 Seiko Epson Corporation Robot, robot system, and robot control device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59151032A (ja) * 1983-02-18 1984-08-29 Hitachi Ltd 力センサの評価、校正用治具
JPS59192488A (ja) * 1983-04-12 1984-10-31 豊田工機株式会社 作業装置における荷重センサの出力補正装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59151032A (ja) * 1983-02-18 1984-08-29 Hitachi Ltd 力センサの評価、校正用治具
JPS59192488A (ja) * 1983-04-12 1984-10-31 豊田工機株式会社 作業装置における荷重センサの出力補正装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01113289A (ja) * 1987-10-27 1989-05-01 Kanzaki Paper Mfg Co Ltd 熱転写記録用受像シートの製造方法
JPH0355189A (ja) * 1989-07-20 1991-03-08 Mitsubishi Electric Corp ロボットの力制御方法及び装置
JP2012040634A (ja) * 2010-08-18 2012-03-01 Ihi Corp 力制御ロボットのキャリブレーション装置と方法
US9342066B2 (en) 2013-11-01 2016-05-17 Seiko Epson Corporation Robot, robot system, and robot control device
US9829878B2 (en) 2013-11-01 2017-11-28 Seiko Epson Corporation Robot, robot system, and robot control device

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