JPH057136B2 - - Google Patents

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JPH057136B2
JPH057136B2 JP58122554A JP12255483A JPH057136B2 JP H057136 B2 JPH057136 B2 JP H057136B2 JP 58122554 A JP58122554 A JP 58122554A JP 12255483 A JP12255483 A JP 12255483A JP H057136 B2 JPH057136 B2 JP H057136B2
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JP
Japan
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load sensor
head
operating section
working
work
Prior art date
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JP58122554A
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English (en)
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JPS6016342A (ja
Inventor
Yoshio Shima
Eiichiro Uchida
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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Publication of JPH057136B2 publication Critical patent/JPH057136B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/002Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders
    • B23Q17/005Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders by measuring a force, a pressure or a deformation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/16Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine controlled in conjunction with the operation of the tool

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、作業装置の作業ヘツドに取付けられ
た把持爪等の操作部に作用する操作反力を検出す
る荷重センサのチエツクもしくは較正を行う装置
に関するものである。
<従来技術> 把持爪を備えた作業装置においては、その把持
爪に作用する反力を検出するための荷重センサを
設け、この荷重センサの出力によつて物品の把持
確認や把持力の制御等を行うようにしており、荷
重センサの特性が変化したり、故障したりする
と、把持確認等を正確に行えなくなる。
しかしながら、従来の作業装置においては、こ
のような荷重センサの特性変化を自動的に検出す
ることができず、荷重センサの特性変化によつて
不正確な作業が行われる危険があつた。
<発明の目的> そこで、本発明は、マスタスプリング等の基準
力発生要素によつて発生される力を基準として荷
重センサのチエツクもしくは較正を自動的に行え
るようにすることを目的とするものである。
<発明の構成> 第1図は本発明を明示するための全体構成図で
ある。作業ヘツド11に対して相対移動可能な支
持部材53上に支持され作業ヘツド11との相対
移動によつて操作部に係合する係合部材61a,
61bと、この係合部材61a,61bに連結さ
れ、係合部材61a,61bに基準押圧力を付与
する基準力発生要素であるマスタスプリング63
とからなるマスタユニツト50が設けられ、把持
爪12が係合部材61a,61bと係合する状態
に位置決めされた後、変位付与手段1が有効にさ
れ、サーボモータSMUの回転により把持爪12
が原位置から一定量移動されて、マスタスプリン
グ63が一定量撓まされる。
チエツク較正手段2は把持爪12の位置および
荷重センサ31の出力のいずれか一方を一定値に
した時に他方が所定の範囲にあるか否かを判別
し、所定の範囲にある場合はその偏差を求めて補
正し、所定の範囲にない場合は異常信号ABNを
出力するチエツク較正処理を行う。
<実施例> 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第2図において、10は、多種類の作業ヘツ
ド11を選択的に装着可能な支持ヘツドで、この
支持ヘツド10は、一対のパイロツトバー13
a,13bによつて横送り台14に対して上下動
可能に案内支持され、送りねじ15を介してサー
ボモータ16によつて移動されるようになつてい
る。また、ベツド18上を紙面と垂直な方向に移
動可能に案内され、サーボモータ19によつて移
動される作業台20を跨いでクロスビーム21が
配設され、前記横送り台14はこのクロスビーム
21上を移動可能に案内され、クロスビーム21
の端部に取付けられたサーボモータ22によつて
位置決め可能となつている。また、クロスビーム
21の左端には、複数の作業ヘツド11を貯蔵す
る作業ヘツド貯蔵マガジン23および交換アーム
を備えたヘツド交換装置24が設けられており、
横送り台14を左端まで移動させた状態でハンド
貯蔵マガジン23内の作業ヘツド11と支持ヘツ
ド10上の作業ヘツド11とを交換するようにな
つている。
前記作業ヘツド11の内、物品把持移載用の作
業ヘツドは、第3図に示すように、支持ヘツド1
0の下端に穿設された保持穴10aと嵌合するシ
ヤンク部11aを有し、このシヤンク部11aの
先端に一体的に形成された爪案内部11bには、
両端部に互いに逆方向の雄ねじを刻設したねじ軸
25が中央部で支承されてシヤンク部11aの軸
線と直交する方向に延在し、このねじ軸25の両
端ねじ部に一対の把持爪12が螺合している。ま
た、シヤンク部11aの軸心には上端部に係合駒
26を有する駆動軸27が軸承され、この駆動軸
27とねじ軸25は一対のかさ歯車28a,28
bによつて連結されている。
一方、支持ヘツド10の下端円筒部には作業ヘ
ツド11の装着状態を維持するノツチ機構35が
設けられており、上方方形部には作業ヘツド11
の係合駒26を回転する駆動機構36が配設され
ている。この駆動機構36は、保持穴10aの軸
線の延長線上に回転可能に取付けられ、ウオーム
37を介して作業ヘツド10の外壁に取付けられ
たサーボモータ38によつて回転されるウオーム
ホイル40と、このウオームホイル40の軸心を
貫通して上下方向に延在し、スプライン係合によ
りウオームホイル40に対して上下方向のみ移動
が許容された回転軸41、この回転軸41に下方
に向く押圧力を付与するスプリング42とによつ
て構成され、作業ヘツド11を支持ヘツド10へ
取付けた時に回転軸41の下端に形成された係合
歯が係合駒26の係合歯に係合する。
なお、支持ヘツド10の上端には回転軸41の
回転量を検出する位置検出器43が取付けられて
いる。この位置検出器43はインクリメンタル形
の位置検出器で、把持爪12等、作業ヘツド11
の操作部が一定距離変位する度に変位方向に応じ
て正もしくは負のパルスを発生し、この位置検出
器43から出力されるパルスは後述する数値制御
装置80内の位置検出カウンタ45に供給されて
累積加算され、作業ヘツド11の操作部の位置を
検出できるようになつている。
また、把持爪12の一方にはその基準部に可撓
部12aが形成され、この可撓部12aには、把
持爪12に作用する操作反力を検出する半導体歪
ゲージ等から成る荷重センサ31が取付けられ、
この荷重センサ31の出力は、作業ヘツド11お
よび支持ヘツド10に取付けられたコネクタ3
2,33を介して支持ヘツド10側へ伝達され、
数値制御装置80内のAD変換回路46の入力に
供給されるようになつている。
さらに、前記作業台20の第2図において左側
には、支持ヘツド10に装着される作業ヘツド1
1のそれぞれに対応したマスタリングユニツト5
0a〜50nを備えたマスタリング装置51が配
設されている。すなわち、クロスビーム21を支
持するコラム21aに固着された支持本体52
に、水平面内で回転割出し可能な回転円板53を
支承し、この回転円板53の外縁部にマスタリン
グユニツト50a〜50nが等開度間隔で取付け
られている。そして、支持本体52の内部には、
回転円板53の回転割出しによつてマスタリング
ユニツト50a〜50nの内の1つを作業領域内
の割出位置に位置決めする割出機構が内蔵されて
いる。
マスタリングユニツト50a〜50nは、物品
把持、ねじ締め等、作業の種類に応じて異なる形
式になつており、第4図に示されているように、
把持用のマスタリングユニツト50aは、作業ヘ
ツド11の把持爪12が係合可能な係合部61
a,61bを形成した一対の可動体62,62を
ユニツト基体60に移動可能に案内支持し、この
一対の可動体62,62間にマスタスプリング6
3が配設されている。
また、ねじ締め作業用のマスタリングユニツト
50nは、ねじ締め作業用の作業ヘツド11のね
じ締めソケツトと係合可能な係合部71を備えた
回転軸72をユニツト基体70に軸承し、この回
転軸72に形成された歯72aと噛合するラツク
74とユニツト基体に固着のキヤツプ75との間
にマスタスプリング73が配設されている。
次に制御回路について説明すると、数値制御装
置80内の中央処理装置81はマイクロプロセツ
サによつて構成され、この中央処理装置81に
は、メモリ82、データ入力装置83、インタフ
エイス84a,84bが接続され、インタフエイ
ス84aには、サーボモータ19,16,38,
22をそれぞれ駆動するドライブユニツトDUY,
DUZ,DUU,DUXが接続され、インタフエイス
84bには位置検出カウンタ45とAD変換回路
46の出力とが接続されている。
前記メモリ82には、各種組付作業を行うため
の数値制御プログラムを記憶する数値制御データ
エリーNCDAが設けられ、作業する物品の種類
に応じた複数組の数値制御プログラムが記憶され
ている。数値制御プログラムのそれぞれには第5
図に示すように、作業物品に適した作業ヘツド1
1を支持ヘツド10に取付けるためのハンド交換
指令H01,M06が最初のブロツクN001に
プログラムされており、このデータが読出される
と、現在装着されている作業ヘツド11を作業ヘ
ツド貯蔵マガジン23へ返却し、次に使用する作
業ヘツド11を支持ヘツド10に装着する動作が
行われる。
そして、この後ブロツクN002にプログラム
されているU01の指令データによりマスタリン
グ装置51のマスタリングユニツト50a〜50
nの内、支持ヘツド10に装着した作業ヘツド1
1に対応するものが割出された後、ブロツクN0
03のG00 Z−15000のプログラムにより支持ヘ
ツド10が下降され、作業ヘツド11の操作部が
割出されたマスタリングユニツト50a〜50n
の係合部と係合可能な状態に位置決めされる。
さらに、これに続くブロツクN004にプログ
ラムされているM51のプログラムが読出される
と、中央処理装置81は第6図に示す検出器チエ
ツク処理を実行する。
すなわち、まず最初に支持ヘツド10に装着さ
れた作業ヘツド11の操作部、この場合には把持
爪12を原位置状態から一定量Lだけ閉じるため
パルスをドライブユニツトDUUに供給し(90)、
この後、荷重センサ31の出力値を読込む(91)。
そして、この読込んだ値Fが、使用限界範囲とさ
れるAL〜AHの範囲にあるか否かを判別し(92)、
もしこの範囲になければ、異常を表示して(93)、
作業を停止する。
一方、読込んだ値FがAL〜AHの範囲に入つて
いる場合にはその読込値Fと基準値FOとの間の
偏差ΔFを演算するとともに(94)、これを補正値
として記憶し(95)、較正処理を完了する(96)。
これにより把持力制御等を行う場合には、荷重セ
ンサ31の出力値が記憶した補正値で修正され、
正確な操作力を検出できる。
把持爪12が係合部61a,61bに当接した
後における把持爪12の移動量に対するマスタス
プリングの撥力の変化割合は第7図に示されるよ
うに比較的小さいため、チエツク時の把持爪12
の位置が多少ばらついても一定の基準力を正確に
発生でき、荷重センサ31の異常を高精度に判定
できる。
なお、上記実施例においては作業ヘツドの操作
部を一定量移動させた後における荷重センサの出
力が所定の範囲から外れたことで特性変化を検出
するようにしていたが、荷重センサの出力値が一
定値となるまで操作部を移動させた時の操作部の
位置が基準位置から許容値以上ずれていることで
特性変化を検出するようにしてもよい。
<発明の効果> 以上述べたように本発明においては、作業ヘツ
ドに対して相対移動可能な支持部材上に支持され
作業ヘツドとの相対移動によつて操作部に係合す
る係合部材と、この係合部材に連結された基準力
発生要素とを備えたマスタユニツトを設けるとと
もに、前記操作部を相対変位させる変位付与手段
と、前記係合部材を前記操作部に係合させた状態
で前記変位付与手段による前記操作部の相対変位
後において作動し、前記操作部の位置と前記荷重
センサの出力の関係において前記操作部の位置お
よび前記荷重センサの出力のいずれか一方を一定
値にした時に他方が所定の範囲にあるか否かを判
別し、所定の範囲にある場合はその偏差を求めて
補正し、所定の範囲にない場合は異常信号を出力
するチエツク較正手段とを設けたので、荷重セン
サの特性変化のチエツクをもしくは較正を自動的
に行うことが可能となり、作業装置の信頼性を大
幅に向上できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を明示するための全体構成図、
第2図〜第7図は本発明の実施例を示すもので、
第2図は作業装置の全体構成図に制御回路を示す
ブロツク図を併記した図、第3図は第2図におけ
る支持ヘツド10および作業ヘツド11の構成を
示す縦断面図、第4図は第2図におけるマスタユ
ニツト50a〜50nの構成を示す部分拡大図、
第5図は第2図における数値制御データエリア
NCDAに記憶される数値制御プログラムを示す
図、第6図は第2図における数値制御装置80の
動作を示すフローチヤート、第7図は把持爪12
の移動に対するAD変換回路46の出力の変化を
示すグラフである。 10……支持ヘツド、11……作業ヘツド、1
2……把持爪、31……荷重センサ、50a〜5
0n……マスタユニツト、62,72……係合
部、63,73……マスタスプリング、80……
数値制御装置、81……中央処理装置、82……
メモリ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 作業装置の作業ヘツドに取付けられた把持爪
    等の操作部に作用する操作反力を検出する荷重セ
    ンサを有する作業装置において、前記作業ヘツド
    に対して相対移動可能な支持部材上に支持され作
    業ヘツドとの相対移動によつて前記操作部に係合
    する係合部材と、この係合部材に連結された基準
    力発生要素とを備えたマスタユニツトを設けると
    ともに、前記操作部を相対変位させる変位付与手
    段と、前記係合部材を前記操作部に係合させた状
    態で前記変位付与手段による前記操作部の相対変
    位後において作動し、前記操作部の位置と前記荷
    重センサの出力の関係において前記操作部の位置
    および前記荷重センサの出力のいずれか一方を一
    定値にした時に他方が所定の範囲にあるか否かを
    判別し、所定の範囲にある場合はその偏差を求め
    て補正し、所定の範囲にない場合は異常信号を出
    力するチエツク較正手段とを設けたことを特徴と
    する作業装置における荷重センサのチエツクもし
    くは較正装置。
JP12255483A 1983-07-05 1983-07-05 作業装置における荷重センサのチエツクもしくは較正装置 Granted JPS6016342A (ja)

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JPS6016342A JPS6016342A (ja) 1985-01-28
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5698570B2 (ja) * 2011-03-10 2015-04-08 矢崎エナジーシステム株式会社 ウォーターサーバーの水残量管理システム
JP5698571B2 (ja) * 2011-03-10 2015-04-08 矢崎エナジーシステム株式会社 ウォーターサーバーの水残量管理システム
CN109702226B (zh) * 2017-10-25 2020-10-30 深圳市炫硕智造技术有限公司 手爪装置
JP7080203B2 (ja) * 2019-06-28 2022-06-03 三菱電機株式会社 ロボットシステム、組立体の組立方法、組立体の検査方法、電動ハンドの検査方法および電動ハンド性能検査治具

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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