WO1982002357A1 - System for detecting workpiece holding state - Google Patents
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- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/06—Safety devices
Definitions
- the present invention relates to a control method for an industrial robot, and more particularly, to a robot control equipment for causing a robot to execute a predetermined operation based on teaching data previously indicated by ⁇ :
- a sensor to detect the pressing state of the workpiece to the chuck is provided on the chuck or the gripping part of the robot, and the pressing state is defective.)
- the present invention relates to a work grip state detection method capable of preventing breakage of a pipe.
- Such an industrial robot is provided with a gripping device (mechanical handle) for gripping the workpiece when a work is exchanged, and a wrist capable of rotating and vertically moving. Arms that can be extended in the radial direction, ⁇ Can be moved up and down in the axial direction and swivel in the rotational direction.3 ⁇ 4 Has casing, etc. ⁇ Move in 3 ⁇ 4 direction and rotation direction, for example, turning ⁇ ⁇ ⁇ Unworked work on the chuck 3 ⁇ 4 D. Escape the processed work.
- a gripping device mechanical handle
- the sensor for detecting the pressing state of the work on the chuck is installed on the chuck or the ⁇ bot. ]]? An end alarm is generated. In other words, it is possible to detect a workpiece pressing defect with a simple mechanism, and to generate an alarm for the defective pressing so that the application can be stopped.
- FIG. 1 is an example of an industrial robot to which the present invention can be applied.
- FIG. 1 (A) is a plan view thereof
- FIG. 1 () is a side view thereof
- FIG. 1 (A) is a plan view thereof
- FIG. 1 () is a side view thereof
- FIG. 1 (A) is a plan view thereof
- FIG. 1 () is a side view thereof
- FIG. 1 (A) is a plan view thereof
- FIG. 1 () is a side view thereof
- Fig. 2 is an explanatory diagram of the work press autumn state
- Fig. 3 is a state diagram when the surface alignment and centering are incomplete
- Figs. 4 and 5 are explanatory diagrams of the method of detecting the pressing failure
- Fig. ⁇ 1 is a schematic diagram of a system of the present invention.
- Fig. 1 is an example of an industrial indicator to which the present invention can be applied! ), ( ⁇ ) is a plan view, and ( ⁇ ) is a side view.
- ⁇ is a plan view, and ( ⁇ ) is a side view.
- 1 is a mechanical hand that grips them when exchanging work, etc.
- 2 is a wrist that can rotate (shaft) and swing up and down
- 3 is a telescopic ( R axis) Self-arming
- 4 is a casing that can move up and down (Z axis) and turn ( ⁇ ) with respect to axis PL
- 5 is a frame
- ⁇ teaches pi-bot operation.
- the teaching operation panel, 7 is an operation panel for operator operation
- 8 is the teaching content according to the instruction from the teaching operation panel ⁇ .
- the operation position point operation speed, service A control unit that sequentially stores types and the like and controls the operations of the mechanical hand 1, wrist 2, i ⁇ . 3, and casing 4 according to the teaching contents.
- robot command data The teaching contents (hereinafter referred to as robot command data) are stored in the memory in the control unit 8, and each time there is a 1? Service request from the machine, a different port: robot command data Data is sequentially read out and repeated to the nuclear machine to provide a repetitive service.
- This robot command data contains the point information to be serviced, the operating speed, the control of the hand at the point, and the signal between the hand and the inspection. ) Etc. are included.
- the above teachings are provided by the following: 0) Memory address setting for storing robot command data, (2) Jog transmission]? (Manual transmission)? Positioning, setting of point position information and speed S command value, and setting of a robot service code are performed in the order of ( 1 ) to ( 4 ). By returning the case, the robot operation of the first luck to the D machine tool is taught.
- the robot responds to the mouth hot command data every time a service request is made.
- services such as work replacement, chip removal, tool replacement, and hand control are executed one after another.
- Fig. 2 is an explanatory diagram showing the pressed state of the work.
- FIG. (A) shows the case where the pressing state is not normal
- FIG. (B) shows the case where the pressing state is normal.
- Figure CHID, CHK 2 is Ri pawl ( 'Chi Ya click pawl) Der tea click constitutes a Santsumechi click in the illustrated 3 ⁇ 4 Iga Have another Tsunochi click pawl.
- RHL is a ro-hot wrist
- T o .pi is ⁇
- GU is ⁇ Interview two Tsu door
- VK is a work
- Fig. 2 ( ⁇ ) the chuck surface CS and the work surface WS are not parallel, and the mating is incomplete and the work WK is inclined.
- Fig. 2 (B) the chuck surface CS and the peak surface WS are parallel.]
- the alignment and alignment are normal. Therefore, check chucks CH3 ⁇ 4 and CHK 2 inward.
- Fig. 3 shows a state diagram when the surface alignment and centering are incomplete.
- Figure (A) shows that the chuck surface CS and the work surface WS do not match
- Figure 3 (B) shows that the work center line WCL and chuck center line CCL do not match. They do not match.
- FIG. 4 is a diagram showing an example of mounting a detection sensor for detecting whether the pressing state is normal.
- CHK 2 is the chuck;
- SH is perpendicular to the chuck surface CS.]?
- WDS is a work detection sensor attached to the hole, for example, pressure-sensitive. It is a device, limit switch nod. ⁇
- the sensor signal line is
- Figure 5 is an alternative method for detecting whether you etc. or successfully pressed ⁇ state
- OVFI Numbers are attached and detailed explanations are omitted.
- the work WK is the state being inclined rather ⁇ shown you close the switch Ya V click CH ⁇ CHK 3, gripping Yu two Tsu preparative GU mouth bot, wrist RHL or to have the direction of the arrow A in ⁇ shown A twisting force is applied. If it could detect this twisting force, would it work? ? It can be distinguished whether the attachment is business or not. Therefore, in the present invention, for example, a known strain gauge sensor SG is provided on the wrist RHL to detect a strain generated on the wrist by the screw c .
- RBC is a robot window control device having a microcomputer configuration
- RBT is a robot
- HD is a mechanical hand
- MAC is a machine tool for turning
- WDS is a work detection sensor (Fig. 4) mounted on the chuck jaws.
- the mouth hot controller RBC reads the teaching data stored in the data memory to be introduced into the mouth, and performs the mouth bot RBT for a predetermined service to the MAC. Execute the service. Then, when a work detection signal is output from the work detection sensor WDS attached to each of the check claws when the work is pressed, the work charge of the work can be normally performed. Is determined to have been performed. However, when the work detection signal is not output from at least one of the work detection sensors, it is determined that the chucking is normal and the alarm A is detected.
- Engage LM Stop the game. '
- the work pressing failure can be detected with a simple configuration, it is possible to prevent processing failure and breakage of the pile.
- an industrial robot can be used to detect a pressing defect of a workpiece with a simple structure, generate an alarm for the pressing defect, and stop the processing.
- the project can be implemented without fail, and its industrial use is large.
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Description
- - 明 細 瞢
ワ ー ク把持状態検出方式
技 衛 分 野
この発明は、 工業用 Π ボ ッ ト の制御方式に係 、 特に 予め^:示 した教示デー タ に基づいて ロ ボ ッ ト に所定の動 作を実行させる ロ ボ ッ ト 制镯装匱に いて チャ ッ ク への ワ ーク の押付状態を検出するセ ン サをチヤ ッ ク ある は ロ ボ ッ ト の把持部に設け、 押付状態不良に よ ]) 了 ラー ム ¾発生し、 不良加工、 パ イ ト の折損を防止でき る ワ ー ク 把持状態検出方式に関する。
背 景 技 術
人件費の高虜に と も う省力化、 作業の合理化等の要 求のために工業用 ロ ボ ッ ト が実用化され、 大いにその効 力 ¾癸撣 してき て る。 特に多教の工作揆械が設置され て る接械工場に いては、 各工作機械に対する ワーク の交換、 工具交換等の単純 サー ビ スを工業 ¾ α ボ ッ ト に行 わせる こ と に よ ]? 著し 効果を挙げて ])、 その 需要は年々 増大 して る。
かかる工業用 ロ ボ ッ ト は、 ワ ー ク交換等の際、 該ヮ ー ク を把持する把持装置 ( メ カ - カ ル ハ ン ド ル ) 、 回 ¾及 び上下捱 ]? が可能な手首、 半径方向に伸綜自在 腕、 ζ 軸方向に上下移動及び回転方向に旋回可能 ¾ ケ一 シ ング 等を有 し、 メ 力 二 カ ル ハ ン ド ルを教示デー タ に基づいて 半径方向、 ζ ¾方向及び回転方向に移動させ、 例えぱ旋 έ≥ οチ ャ ッ ク に未加工 ワ ー ク ¾妄着 し、 あ る は該チ ヤ O.VvPI
っ ク よ D 加工済み ワ ー クを脱却する 。
と こ ろ で、 旋盤のチ ャ ッ ク に ワ ー ク を取付けるに際 し ては該ワークの端面と チ ヤ ッ ク面を平行に し (面合せ) 、 かつチ ヤ ッ ク の中心籙と ワ ー ク の中心線 ¾—致させる
( 芯合せ ) 必要がある。 とい う のは面合せ、 芯合せが う ま く か い と テ ャ ッ クは傾いた狖態でワ ー ク を把持す る こ と に ]?、 これが加工誤差の原因と な って不炱品 ¾ 発生し、 又パイ ト の折損 どを生じるか らである。 そこ で従来はヮ一ク押付緩衝機構を Π ボ ッ ト に装着 して る が、 すべての場合に いて ワークを正確にチ ヤ プ キング でき る とは限ら かった。 このため、 ワーク ¾煩けてチ ャ プ キ ン グさせたま ま、 加工を行な う場合が生じ、 前述 の通 ])不良品の発生、 バ イ ト の折損が生じて た。
従って、 本発钥はワークの押付不良を箇単 機構で検 出できる と共に、 押付不良に対 してはア ラー ム ¾発生し て加工を中止させる こ とができ る.新規な ワーク把持状態 検出方式 ¾提供する こ と を 目的 とする。
発 明 の 開 示
本発明に いては、 予め教示 した教示デー タ に基づ
て ロ ボ プ ト に所定の動作 ¾実行させる場合に、 チ ャ ッ ク への ワ ー ク の押付状態を検出するセ ンサをチ ヤ ッ ク ある は Π ボ ッ ト に設け、 押付状態不良に よ ]? 了ラー ム 'を発 生させる。 即ち、 ワ ー ク の押付不良を籣単 ¾機構で検出 できる と共に抨付不良に対してはア ラー ムを発生して加 ェ ¾中止させる こ とができ る禧成に ¾ つている。 このた Rど
ΟΛ1ΡΙ
め、 チ ャ ッ ク が ワ ー ク を傾いた状態で把持する こ と を防 止でき、 不良品の発生を防止 し、 かつ、 パイ ト の折損を -防止する こ とができ る。
図面の簡単 説明
第 1 図は、 本発明を適用で き る工業用 ロ ボ ッ ト の一例 で、 第 1 図(A)はその平面図、 第 1 図( )はその側面図、 m
2 図は ワ ー ク押付秋態説明図、 第 3 図は面合せ及び芯合 せが不完全 場合の状態図、 第 4 図及び第 5 図は押付不 良の検出方法説明図、 第 ό 図は本発明のシ ス テ ム裰略図 である。
発明を実施するための最良の形態
第 1 図は本発明を適用でき る工業用 口 示' ッ ト の一例で あ !)、 同図(Α)は平面図、 同図(Β)は側-面図である。 図中、
1 は ワ ーク交換等の際'これ らを把持する メ 力 二 カ ル ハ ン ド、 2 は回転 ( な軸 ) 及び上下振 ]? ( ?翱 ) が可能な手 首、 3 は伸縮 ( R軸 ) 自 在 ¾腕、 4 は軸 P Lに対して上下 移動 ( Z軸 ) 及び旋回 ( 翱 ) 可能な ケ一 シ ング、 5 は フ レ ー ム 、 ό は π ボ ッ ト 動作を教示する教示操作盤、 7 はオ ペ レ ー タ操作用の操作パ ネ ル、 8 は教示操作盤 ό か らの指示に よ る教示内容た とえば動作位置 ( ボイ ン ト 動作速度、 サー ビ ス の種別等を順次記憶する と と も に、 該教示内容に従って前記 メ カ ニ カ ル ハ ン ド 1 、 手首 2 、 i^. 3 , ケー シ ング 4 の動作を制御する制^部である。
この よ う な プ レ イ パ ッ ク式工業用 ロ ボ ッ ト では、 あ ら か じめ、 サー ビ ス動作を ^:示操作 ¾ ό よ 教示 し、 その
ΟΜΡΙ
教示内容 ( 以下ロ ボ ッ ト 指令データ とい う ) を制御部 8 内のメ モ リ に記憶させておき、 機械側よ 1? サー ビス要求 がある度に一違の 口 :ボ ッ ト 指令デー タ を逐次読出 して該 核械に繰返 し反復サービスする 。
こ の ロ ボ ッ ト 指令デー タ は、 サ ー ビスすべ き ポ イ ン ト 情報、 動作速度、 ポ イ ン ト におけるハ ン ドの制 ^や工作 檢檢 1則 と の信号のや り と ]) 等を指示するサー ビ ス コ ー ド 等よ 1?成って る。 又、 上記教示は一設的に、 0) ロ ボ ッ ト 指令デー タ を格納すべき メ モ リ ァ ド レス の設定、 (2) ジ ョ グ送 ]? ( 手動送 ]? ) に よ る位置决め、 )ポ イ ン ト の位 置情報及び速 S指令値の設定、 ( ロ ボ ッ ト サー ピス コ一 ドの設定とい う順序で行われ、 上記(1)乃至(4)の シ ー ケ ン スを操返 し行 う こ と に よ D工作機械に対する一運の ロ ボ ッ ト 動作が教示される。
従って、 ロ ボ ッ ト の制御系、 機構部に何等の障害が存 在し ¾ 限 ]? 、 該ロ ボ ッ ト はサー ビス要求の都度、 口 ホッ ト 指令デー タ に応 じて、 所定の動作速度に よ る位量決 め完了後、 正 し く ワ ー ク交換、 切粉除去、 工具交換、 ハ ン ド制御等のサー ビ スを次々 と実行する。
苐 2 図は ワ ー ク の押付状態を示す説明図であ り 、 同図
(A)は押付祅態が正常でない場合、 同図(B)は押付状態が正 常 場合である。 図中 CHid , CHK2 はチャ ッ ク の爪 ( 'チ ヤ ッ ク 爪 ) であ り 、 図示 し ¾いが も う 1 つのチ ッ ク爪 と で三爪チ ッ ク を構成 している。 RHLはロ ホ' ッ ト 手首、
は抨付 、 G Uは钯持ュニ ッ ト 、 V Kはワークである t o .pi
さ て、 第 2 図(Α)に いてはチ ヤ ッ ク 面 CS と ワーク面 WSは 平行にる ってお らず、 面合せが不完全でワ ーク WKは傾い ている。 一方、 第 2 図(B)にお てはチ ャ ッ ク面 CS ヮー ク面 WSは平行であ ]?、 面合せ、 芯合せ共正常な状態に つている。 従って、 各チ ャ ッ ク 爪 CH¾ , CHK2 を内方
( 矢印方向 ) に閉 じて も 第 2 図(A)の場合には ワ ーク W K を,頃いて把持 して しま う。 尙、 第 2 図(B)の場合には正 し く 钯持でき る。
第 3 図は面合せ、 芯合せが不完全 場合の状態図で第
3 図(A)はチ ヤ ッ ク面 CS とワーク面 WSがー致してお らず、 第 3 図(B)では ワ ー ク セ ン タ ラ イ ン WCLとチャ ッ クセンタ ラ ィ ン CCLが一致 してい い。
第 4 図は押付状態が正常か ど う かを検出する検出セ ン サの装着例を示す図であ る。 図中 CHK2はチャ ッ ク; 、 SH はチ ャ ッ ク面 CSに垂直にく ]? ぬかれた孔、 WDSは孔 に 装着された ワ ー ク検出セ ン サで、 た と えば感圧素子、 リ ミ ッ ト ス ィ ッ チ頷であ る。 尙、 セ ン サの信号線は、 孔
SHを介して後方に導出される。 さて、 三爪チ ャ ッ クに いては各チ ヤ ッ ク爪 CH 〜 CHK3の各々に第 4図に示すヮ ーク検出セ ン サ WDSが装着されている。 従って、 第 2 図(A) に示す よ う に傾いてチ ヤ ッ キ ン グを行る う と ワ ー ク を検 出 しな セ ン サが存在する こ と に ¾ 異常チ ヤ ッ キ 'ン グ が検出される。
5 図は押付^態が正常か ど う かを検出する別の方法 を | 明する |¾明図であ 、 第 2 図 と !司一 ¾分には同一符
O.V.FI
号を付 し、 その詳細 説明は省略する。 さて、 ワーク WK が図示の如 く 傾いた状態でチ ヤ V ク CH 〜 CHK3 を閉じ る と、 口 ボ ッ ト の把持ユ ニ ッ ト GU、 手首 RHL或いは図示 し い豌に矢印 A方向のね じれ力が加わる。 ¾έつて、 こ のね じれ力を検出する こ とができ ればワ ークの??付が正 営か ど う かを ¾別でき る。 そこで、 本発明ではたとえば 手首 RH Lに公知の歪ゲー ジセ ン サ S Gを装驚し、 前記ね じ れカに よ 該手首に生ずる歪を検出する よ う に して る c 第 6 図は本発明のシ ス テ ム観略図であ ]?、 図中 RB Cは マ イ コ ン構成の ロ ボ ッ ト 窗 j御装置、 RBTはロ ボ ッ ト 、 HD はメ 力二 カ ルハ ン ド、 MACは旋盏 どの工作接械、 WD S はチ ャ ッ ク 爪に装着された ワ ー ク検出セ ン サ ( 第 4 図 ) である。 口 ホ' ッ ト 制御装置 R B Cは通常、 内蒙するデータ メ モ リ に記億されて る教示データ を臟次読出 して 口 ボ ッ ト RBTを剞 ^ し、 工作裱^ MACに対し所定のサー ビ ス を実行させる。 そ して、 ワ ー ク の押付時に各チ ャ ッ ク爪 に取付けた ワ ーク検出セ ン サ WD Sから ワ ーク検出信号が 出力されれば、 正常に ワ ー ク の チ ヤ ジ キ ン グが行われた も の と ^定する。 しか し、 少 く と も 1 つの ワ ーク検出 セ ン サか ら ワ ー ク検出信号が出力されな い と き にはチ ヤ ッ キ ン グが正常で ¾ と してア ラ ー ム A LMを岀力 して: ¾ ェを中止する。 '
以上、 本癸明を笑 ¾例に従って詳^に i したが、 本 明は実 ίίに限る も のでは く ¾々変更が可能である < た とえば S ϋと しては実^ ^の も のに i¾らす^のセ ン
O PI
サが考え られる。
以上、 本発明に よれば簡単 構成で ワ ー ク押付不良を 検出で き る jか ら、 加工不良、 パイ ト の折損 どを防止 る こ と がで き る。
― O.V.PI
産業上の利用可能性
以上の よ う に、 本発明は、 ワ ークの押付不良を簡単 ¾ 構で検出でき る と共に押付不良に対 してはァ ラ ー ム を 発生して、 加工を中止させるため工業用 ロ ボ ッ ト に よ る 作案を確実に実施する こ とができ、 その産業上の利用倥 は大き い。
O.VPI
Claims
(1)予め教示 した教示デー タ に基づ て ロ ボ ッ ト を して チ ヤ ッ ク に ヮ ーク を装着させ、 その他所定の動作を実行 させる ロ ボ ッ ト ^御装置における ワ ー ク把持状態検出方 式に ^て、 チ ャ y クへの ワ ーク の押付状態を検出する セ ン サをチ ヤ ッ ク あ るいは ロ ボ ッ ト に設け、 押付状態不 良に よ ]J ア ラ ー ム を発生する こ と を特¾と する ワ ー ク ¾ 持拔態検出方式 0
(2)各チ ャ ッ ク爪に前記セ ン サをそれぞれ設けて押付状 態を検出する こ と を #徵とする請求の範 S苐(1)項記載の ワ ー ク把持状態検出方式。
(3)前記各セ ンサを感圧素子と した こ と を特镦とする請 求の範囲第(2)項記载の把持状態検出方式。
(4)前記セ ン サを歪ゲー ジセ ン サ とする と共に、 該歪ゲ ー ジ セ ン サ を 口 ボ ッ ト の手首に装着 した こ と を特徴と る請求の範圏第 (1)項記載の把持状態検出方式。
Applications Claiming Priority (2)
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JP55186752A JPS5843238B2 (ja) | 1980-12-30 | 1980-12-30 | ロボット制御方式 |
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Publications (1)
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