JPS639836A - Hardness discriminating method by robot hand - Google Patents
Hardness discriminating method by robot handInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は物体を把持することが可能なロボットハンドを
利用してその物体の硬さを識別する方法に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of identifying the hardness of an object using a robot hand capable of grasping the object.
物体を把持することができる従来のロボットノ・ンドと
して圧覚による把持力制御系を有するものがあシ、この
ロボットハンドにおいては、物体を成る指定した一定の
力で把持するように制御することが可能である。Conventional robot hands that can grip objects have a gripping force control system based on pressure sense, but this robot hand can be controlled to grip an object with a specified constant force. It is possible.
一方、工場等において行われる物体の処理作業としては
、物体を一定の力で把持して所定の場所に移載するだけ
でなく、同時に物体の硬さを認識し、その硬さに応じて
物体を分類する作業がある。On the other hand, the processing of objects carried out in factories etc. involves not only grasping the object with a certain force and transferring it to a predetermined location, but also recognizing the hardness of the object and adjusting the There is work to classify.
しかしながら、上述した従来のロボットハンドにおいて
は物体の硬さを識別する機能は有しておらず、従って上
述した物体の分類作業をロボットハンドによフ行わせる
場合、ロボットノＳ／ドとは別に物体の硬さを識別する
手段を設け、この手段により対象物体の硬さを識別した
後、その結果に応じてロボットハンドにより分類を行わ
せるという手順が必要となるため、処理作業が複雑化す
ると共に作業能率も低下するという問題があった。However, the above-mentioned conventional robot hand does not have the function of identifying the hardness of objects, so when the robot hand is used to perform the above-mentioned object classification work, it is necessary to use the robot hand separately from the robot S/D. Processing work becomes complicated because it is necessary to provide a means to identify the hardness of an object, use this means to identify the hardness of the target object, and then have a robot hand classify the object according to the results. At the same time, there was a problem that work efficiency also decreased.
本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、物体の硬さの識別をロボットノ・ンド自体で行うこ
とが可能で、これにより物体の硬さの識別と、その硬さ
に応じた物体の分類作業をロボットハンドのみで行わせ
て、処理作業の簡素化、及び作業能率の向上等を計るこ
とができるロボットハンドによる硬さ識別方法を実現す
ることを目的とするものである。The present invention was made to solve this problem, and it is possible to identify the hardness of an object by the robot node itself. The purpose of this invention is to realize a hardness identification method using a robot hand that can simplify the processing work and improve work efficiency by having the robot hand perform the task of classifying objects according to the object. .
上述した目的を達成するため、本発明は可動指と固定指
との間に物体を把持すると共に、このとき可動指が受け
る物体からの圧覚を検出手段により検出し、その検出値
に基づいて前記可動指による把持力が予じめ定めた一定
の力となるように制御する機能を備えたロボットハンド
において、前記検出手段により検出される検出値の過渡
応答特性を表わす数値と、この数値に対する基準値とを
比較処理する手段を設けたものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention grasps an object between a movable finger and a fixed finger, detects the pressure sensation from the object that the movable finger receives at this time, and uses the detection means to detect the pressure sensation from the object based on the detected value. In a robot hand having a function of controlling the gripping force of movable fingers to a predetermined constant force, a numerical value representing a transient response characteristic of a detection value detected by the detection means and a standard for this numerical value. This is provided with means for comparing the values with the values.
このようにした本発明は、可動指と固定指とで物体を把
持したときに、この可動指に加わる圧覚の検出値の過渡
応答特性を表わす数値を、その基準値と比較処理するこ
とで前記物体の硬軟を識別することが可能となシ、従っ
てこれによりロボットハンド自身で物体の把持と、把持
した物体の硬さを識別して、その硬さに応じて対象物体
を分類する処理作業をロボットハンドのみで行うことが
でき、処理作業の簡略化及び作業能率の向上等を計るこ
とが可能になる。According to the present invention, when an object is grasped with a movable finger and a fixed finger, a numerical value representing a transient response characteristic of a detected value of pressure sensation applied to the movable finger is compared with its reference value. It is possible to distinguish between hardness and softness of an object. Therefore, this allows the robot hand to grasp the object itself, identify the hardness of the grasped object, and classify the target object according to its hardness. This can be done using only a robot hand, which simplifies processing work and improves work efficiency.
以下図面を参照して一実施例を説明する。 An embodiment will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明によるロボットハンドによる硬さ識別方
法を実施する装置の一例を示す概略構成図で、図におい
て１はロボットハンドの可動指、２は同じくロボットハ
ンドの固定指、３は前記可動指１の所定の位置に取付け
られた歪ゲージ、４は前記可動指１を矢印ａ及びｂ方向
に移動させるための動力源であるモータ、５は制御手段
としてのプログラマブルコントローラ（以下ＰＣと略省
する）、６はこのＰＣ５の命令を受けて前記モータ４を
駆動するモータコントローラ、７は前Ｅ 歪ゲージ３の
出力から前記可動指１の歪みの値を測定する測定器であ
る。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus for implementing the hardness identification method using a robot hand according to the present invention. In the figure, 1 is a movable finger of the robot hand, 2 is a fixed finger of the robot hand, and 3 is the movable finger of the robot hand. A strain gauge is attached to a predetermined position of the finger 1, a motor 4 is a power source for moving the movable finger 1 in the directions of arrows a and b, and a programmable controller (hereinafter abbreviated as PC) 5 is a control means. 6 is a motor controller that drives the motor 4 in response to commands from the PC 5, and 7 is a measuring device that measures the strain value of the movable finger 1 from the output of the front E strain gauge 3.
第２図は前記１〜４を含むロボットハンドの機構部を示
す斜視図で、図において８はアームであシ、このアーム
８は所定の動作を行うように可動構造となっていてその
先部にはジヨイント９を介してコの字形等のフレーム１
０が取付けられている。FIG. 2 is a perspective view showing the mechanical parts of the robot hand including the above-mentioned 1 to 4. In the figure, 8 is an arm, and this arm 8 has a movable structure so as to perform predetermined operations. frame 1, such as a U-shape, through joint 9.
0 is installed.
このフレーム１０の両側片部１１ ａ ｒ １１ ｂ
間には右ネジを切ったスクリュウシャフト１２とガイド
シャフト１３とが渡されていて、ガイドシャフト１３の
両端は前記両側片部１１＆とｔｉｂに固定されているが
、スクリュウシャフト１２の一端は一方の側片部１１ｍ
に固定したモータ４の回転軸にカップリング１４を介し
て接続されておフ、またスクリュウシャフト１２の他端
は図示しない軸受等により他方の側片部１１ｂに回転自
在に支持されている。Both side pieces 11 a r 11 b of this frame 10
A right-handed screw shaft 12 and a guide shaft 13 are passed between them, and both ends of the guide shaft 13 are fixed to the both side pieces 11& and tib. Side piece 11m
The other end of the screw shaft 12 is rotatably supported by the other side piece 11b by a bearing or the like (not shown).
そして、前記一方の側片部１１ａ＠に位置するように固
定指２がスクリュウシャフト１２及びガイドシャフト１
３を貫通させた状態でフレーム１０に固定されておシ、
また歪ゲージ３を取付けた可動指１は、その基部をスク
リュウシャフト１２に螺合させると共にガイドシャフト
１３に滑動可能に嵌合させることにより矢印ａ、ｂ方向
に移動できるように取付けられていて、前記モータ４に
よりスクリュウシャフト１２を時計方向に回転させると
可動指１が矢印ａ方向つま）固定指２と逆の方向に移動
して開き、またモータによりスクリュウシャフト１２を
反時計方向に回転させると、可動指１が矢印す方向つま
シ固定指２の方向に移動して閉じて、この固定指２との
間に図示しない物体を把持するようになっている。Then, the fixing finger 2 is attached to the screw shaft 12 and the guide shaft 1 so as to be located on the one side piece 11a@.
3 is passed through and is fixed to the frame 10,
Furthermore, the movable finger 1 to which the strain gauge 3 is attached is mounted so that it can move in the directions of arrows a and b by having its base screwed onto the screw shaft 12 and slidably fitted onto the guide shaft 13. When the screw shaft 12 is rotated clockwise by the motor 4, the movable finger 1 moves in the direction of arrow a) opposite to the fixed finger 2 and opens, and when the screw shaft 12 is rotated counterclockwise by the motor, , the movable finger 1 moves in the direction indicated by the arrow in the direction of the fixed finger 2 and closes, thereby gripping an object (not shown) between the finger 2 and the fixed finger 2.
次に上述した構成による硬さ識別方法について説明する
。Next, a hardness identification method using the above-described configuration will be explained.
まず、第１図及び第２図に示した状態、つｔシ可動指１
を開いた状態において、把持動作開始の指令信号を図示
しない手段によ！＋ＰＣ５に入力すると、これに基づい
てＰＯ２はモータコントローラ６の駆動命令を出し、こ
れによりモータ４を駆動する。First, in the state shown in FIGS. 1 and 2, the movable finger 1
In the open state, a command signal to start the gripping operation is sent by means not shown! When inputted to +PC5, PO2 issues a drive command to motor controller 6 based on this, thereby driving motor 4.
このモータ４はカップリング１４を介してスクリュウシ
ャフト１２を反時計方向に回転させ、これにより可動指
１が矢印す方向に移動して、固定指２との間に図示しな
い物体を挾んで把持するが、このとき物体から０反力を
受けて可動指１が撓み、この撓みに対応した歪みが生じ
る。This motor 4 rotates the screw shaft 12 counterclockwise via the coupling 14, and as a result, the movable finger 1 moves in the direction indicated by the arrow, and grips an object (not shown) between it and the fixed finger 2. However, at this time, the movable finger 1 is deflected by receiving zero reaction force from the object, and a distortion corresponding to this deflection occurs.
この歪みは可動指１に取付けられている歪ゲージ３で検
出され、それに対応した出力が歪ゲージ３から測定器Ｔ
に送られると、測定器７は前記出力から歪みの値を測定
して、その測定値をＰＯ２に出力する。This strain is detected by the strain gauge 3 attached to the movable finger 1, and the corresponding output is sent from the strain gauge 3 to the measuring device T.
, the measuring device 7 measures the distortion value from the output and outputs the measured value to PO2.
ここでＰＯ２には予じめ目標把持力を得るための基準値
が設定されておシ、前記測定器１から測定値が送られて
くると、ｐｃｓはこの測定値と前記基準値とを比較処理
し、その処理結果からモータコントローラ６を介してモ
ータ４を制御して、前記可動指１による把持力が一定の
力になるように補正する。Here, a reference value for obtaining the target gripping force is set in advance in PO2, and when the measured value is sent from the measuring device 1, the PCS compares this measured value with the reference value. The gripping force of the movable fingers 1 is corrected by controlling the motor 4 via the motor controller 6 based on the processing results so that the gripping force by the movable fingers 1 becomes a constant force.
ところで、このようにＰＯ２に目標把持力を得るための
基準値を設定して、可動指１にょる把持力を一定に保て
るように制御を行った場合の歪ゲージ３の出力変化は第
３図のような過渡応答特性となる。By the way, Figure 3 shows the change in the output of the strain gauge 3 when the standard value for obtaining the target gripping force is set in PO2 and control is performed so that the gripping force exerted by the movable finger 1 can be kept constant. The transient response characteristics are as follows.
すなわち、第３図（４）＃ （Ｂ） ｔ （Ｃ）は可動
指１にょシ固定指２との間に物体を把持したときの歪値
と時間との関係から歪ゲージ３の出力変化の過渡応答特
性を示した図である。That is, FIG. 3 (4) # (B) t (C) shows the change in the output of the strain gauge 3 from the relationship between the strain value and time when an object is gripped between the movable finger 1 and the fixed finger 2. FIG. 3 is a diagram showing transient response characteristics.
ここで同図（４）は、ロボットハンドが取扱う通常の材
質の物体を把持した場合の過渡応答特性であり、図中ε
ｍは可動指１が物体を把持したときの補正前の目標値に
対するオーバー量、４１は１回目の補正後のオーバー量
、ｔ８は把持力が目標値に補正されるまでの整定時間で
ある。Here, (4) in the same figure shows the transient response characteristics when the robot hand grips an object made of a normal material, and in the figure ε
m is the amount of excess with respect to the target value before correction when the movable finger 1 grips the object, 41 is the amount of excess after the first correction, and t8 is the settling time until the gripping force is corrected to the target value.
この過渡応答特性は物体の硬さと密接な関係にあシ、硬
い材質の物体を把持した場合、その過渡応答特性は同図
（Ｂ）に示すように前記（Ａ）の場合に比ぺて急峻とな
り、整定時間も変化する。This transient response characteristic is closely related to the hardness of the object, and when gripping an object made of a hard material, the transient response characteristic is steeper than in the case (A), as shown in (B) of the same figure. Therefore, the settling time also changes.
また、軟かい材質の物体を把持した場合、その過渡応答
特性は同図（Ｃ）に示すように前記（４）の場合に比べ
て緩やかとなシ、また整定時間もそれに対応したものと
なる。Furthermore, when gripping an object made of a soft material, its transient response characteristics will be gentler than in case (4) above, as shown in (C) of the same figure, and the settling time will also correspond to this. .
従って、前記εｍ 、 ｔｓ 、あるいは６″／εｍ（
振幅減衰率）等、一般に過渡応答特性の目安となる数値
と、これらに対して予じめ定めた基準値とを比較するこ
とで、物体の硬軟を識別することができる。Therefore, the above εm, ts, or 6″/εm(
It is possible to identify whether an object is hard or soft by comparing numerical values that generally serve as a guide to transient response characteristics, such as amplitude attenuation rate), with predetermined reference values for these values.
つまシ、本実施例は前記過渡応答特性として表われる成
る種の数値に対する基準値をＰＯ２に設定し、歪ゲージ
３の出力がら測定器７にょシ測定された前記数値と基準
値とをＰＯ２で比較処理して物体の硬さを識別するので
ある。In this embodiment, the reference value for the various numerical values appearing as the transient response characteristics is set at PO2, and the numerical value measured by the measuring device 7 from the output of the strain gauge 3 and the reference value are set at PO2. The comparison process is used to identify the hardness of an object.
尚、前記基準値を設定して測定値と比較処理するための
手段は前記ＰＣ５に限られるものではなく、ＰＯ２とは
別に設けることも可能である。Note that the means for setting the reference value and comparing it with the measured value is not limited to the PC5, and may be provided separately from the PO2.
また、上述した実施例では、可動指１が物体から受ける
圧覚を検出する手段として、歪ゲージ３とその測定器７
とを用いた示、同様に圧覚を検出できるものであれば他
のものを用いてもよい。In the embodiment described above, the strain gauge 3 and its measuring device 7 are used as means for detecting the pressure sensation that the movable finger 1 receives from an object.
Other methods may be used as long as they can similarly detect pressure sensations.
以上説明したように本発明は、ロボットハンドの可動指
が固定指との間に物体を把持したとき、この物体により
可動指が受ける圧覚を検出手段に゛より検出して、その
検出直の過渡応答特性を表わす数値と、その基準値とを
比較処理して、前記物体の硬軟を識別する方法であるた
め、ロボットハンド自体に物体の硬さを識別する機能を
持たせることが可能となる。As explained above, when the movable finger of a robot hand grasps an object between the fixed finger and the movable finger, the pressure sensation that the movable finger receives from this object is detected by the detection means, and the transient immediately after the detection is detected. Since this method compares the numerical value representing the response characteristic with its reference value to identify whether the object is hard or soft, it is possible to provide the robot hand itself with a function to identify the hardness of the object.
従って、物体をその硬さに応じて分類するようす場合で
、ロボットハンドのみでその処理作業を行うことが可能
となシ、これにより作業の簡略化、及び作業能率向上環
を計ることができるという効果が得られる。Therefore, when objects are to be classified according to their hardness, the processing work can be done using only the robot hand, which simplifies the work and improves work efficiency. Effects can be obtained.
第１図は本発明によるロボットハンドによる硬さ識別方
法を実施する装置の一例を示す概略構成図、第２図は第
１図におけるロボットノ・ンドの機構部の斜視図、第３
図はロボットハンドの可動指と固定指とで物体を把持し
たときの歪ゲージの出力変化の過渡応答特性を示す図で
ある。
１：可動指 ２：固定指 ３：歪ゲージ ４：モータ
５：プログラマプルコントローラ（ｐｃ ）７：測定器
８：アーム １０：フレーム１２：スクリュウシャフ
ト １４：カップリング特許 出 願人 沖電気工業
株式会社代理人 弁理士 金 倉 喬 二
＠ １ 国
輔 ２ 図FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus for carrying out the hardness identification method using a robot hand according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the mechanical part of the robot hand in FIG. 1, and FIG.
The figure shows a transient response characteristic of a change in the output of a strain gauge when an object is gripped by a movable finger and a fixed finger of a robot hand. 1: Movable finger 2: Fixed finger 3: Strain gauge 4: Motor
5: Programmable controller (PC) 7: Measuring device 8: Arm 10: Frame 12: Screw shaft 14: Coupling patent Applicant Oki Electric Industry Co., Ltd. Agent Patent attorney Takashi Kanakura @ 1 Kunisuke 2 Diagram
Claims (1)
うに移動可能とした可動指と、 この可動指を移動させるための動力源と、 圧覚を検出する検出手段とを備えたロボットハンドを用
い、 前記動力源により可動指を移動させて固定指との間に物
体を把持したとき、この物体により可動指が受ける圧覚
を前記検出手段により検出し、 その検出値の過渡応答特性を表わす数値を、予じめ定め
られた基準値と比較して前記物体の硬さを識別すること
を特徴とするロボットハンドによる硬さ識別方法。[Scope of Claims] 1. A fixed finger, a movable finger that is movable so as to approach and move away from the fixed finger, a power source for moving the movable finger, and a detection means for detecting pressure sensation. When the movable finger is moved by the power source and an object is grasped between the movable finger and the fixed finger using a robot hand equipped with the above, the detection means detects the pressure sensation that the movable finger receives from the object, and the detected value is detected. A method for identifying hardness using a robot hand, characterized in that the hardness of the object is identified by comparing a numerical value representing a transient response characteristic of the object with a predetermined reference value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15278986A JPS639836A (en) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Hardness discriminating method by robot hand |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15278986A JPS639836A (en) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Hardness discriminating method by robot hand |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS639836A true JPS639836A (en) | 1988-01-16 |
Family
ID=15548181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15278986A Pending JPS639836A (en) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Hardness discriminating method by robot hand |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS639836A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012133690A1 (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | 日野自動車株式会社 | In-line hardness inspection device, in-line hardness inspection method, and robot |
| CN107764530A (en) * | 2017-09-27 | 2018-03-06 | 袁敬涛 | A kind of machine components hardness sampling Detection transporter |
-
1986
- 1986-07-01 JP JP15278986A patent/JPS639836A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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