JPS5959378A - ロボツトハンドの把持ミス検出装置 - Google Patents

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】 ケ）発明の目的 この発明は、ロボットハンドが対象物を把持している状
態と把持しなかった状態とを区別できる、把持ミス検出
装置を与える事を目的とする。

（イ）　従来技術 従来のロボットハンドは、コントローラからの指令に従
って、把持部を開閉するだけであった。

ハンドの前の所定の位置に必ず対象物が供給されるなら
ばこれで差支えない。

何らかの原因で、対象物の供給が中止された場合、ロボ
ットハンドは物を把持できない。しかし、対象物が把持
されているか否かを挾出する機構かないので、ロボット
ハンドはそのまま閉じ、次の動作へ移ってゆく。以下の
ロボットの動作は、対象物を欠いたまま、所定の一連の
手１１１ａで行われる。

すると、ロボットハンド自体や、後段に紐＜機器に損傷
を与える事がある。また、正常な作業の運行が妨げられ
る。

本発明は、初めてロボットハンドの把持ミスのイ咲出装
置を４える。

（つ）　本発明のロボ、ットハンドの 把ｊ・１ミス］か吊装置 第１図は本発明のロボットハンドの把持ミス（炙出装置
の構成図である。

ロボットハンドは、物を把持するもので、瓦に開閉する
よう設けられた第１ハンド１、及び第２ハンド２よりな
る。第１ハンド１、第２）＼ノド２には、ハンド部ギヤ
３．３が固着されている。ハンド１．２、ギヤ３ば、そ
れぞれの支軸４の甘わりで回転できる。

モータ５（減速器も含む）の出ノＪ軸に固着した駆動部
ギヤ５がハンド部ギヤ３に噛合し、これ全回臥させる。

ハンド部ギヤ３．３は、直接、噛合するか、偶数個のギ
ヤを介して結合してお９、互に反対方向へ回る。

以上は、往来のロボットハンドの１例にすぎない。従来
は、ロボットのコントローラがモータ５へ制御信号を与
えハンド全開閉していた。

ハンドの位置全検出するために、ハンド部ギヤ３に、検
出部ギヤ７を噛合させ、これによシボテンジオメータ８
のｈｌ＋を回転させていた。ポテンシオメータには、直
流電圧を与え、中間端子（摺動端子）の電圧を知って、
ハンドの位置を検出していた。

本発明は、このようなロボットハンドに於て、微分回路
９、第１閾値回路１０、ホールド回路１１、”：ｌ’ｔ
　２閾１１頁回路１２、速度フィードバック回路１３を
設けて、ハンドの把持ミスを検出する。

ポテンシオメータには、直流電圧を印加しておき、中間
摺動端子の″申、圧Ｖを取出す。電圧Ｖはハント１．２
の回転角に比例する。

構出電圧Ｖは、微分回路９に於て、時間微分される。検
出′直圧Ｖは一方、ホールド回路１１にも入力される。

像分回路の出力Ａは、ハンドの回転速度に比例する。微
分出力ａは、第１閾１直回路１０と、速度フィードバッ
ク回路１３に人力される。

速度フィードバック回路１３は、ノ＼ンドの回９広速度
を一定にするものである。速度に比例する微分出力ヲ帆
視し、これが一定になるよう、モータ５奮ｉ１ｉ：Ｊ　
［卸する。

第１　＋１’、４１イ１曲回ＭＲ’ｒ　１　［１は、微
分出力Ａか、予め定められた第１閾［ｌ釘Ａｃよシ大き
いか、小さいか全比較し、 （１）Ａ　　≧　Ａｃ の時に、ゝ１７／を出ツノし、 （ｉｉ）　　　　Ａ　　　（Ａｃ の］寺に、ＮＯ″を出力する。

ホールド回路１１は、第１Ｎ値回路１０の出力が０の時
のみ、入力の検出電圧■−＜一時記憶し、第２闇値回路
１２へ出力する。

第２閾１ｉＷ回路１２は、予め定められた第２１山舶Ｖ
ｃと、検出′直圧Ｖとを比較する。Ｖｃ、Ｖの大小によ
り、ＸＸＯ″又は’１”ｋ出力する。

たとえば、次のように定犠することかできる。

第２閾佃回路１２は、 （ｉ）　　Ｖ　　）　　Ｖｃ　　の時、２１″を出力す
る。

（ｉｉ）　　Ｖ　　≦　Ｖｃ　　の時、ＮＯ″を出力す
る。

構出電圧Ｖは、既に述べたようにノ＼ンドの回転角θを
表わすものである。ノｈンドが対象物を挾んで把持して
いるときの検出電圧ｖ１と、対象物かなくハンド相互か
接触して閉じている時の検出電圧■の中間の備として、
第２閾値Ｖ’＋４−設定する。

動作を説明する。

ハンドが閉じるに従って、ポテンシオメータ８の摺動端
子の検出電圧Ｖが増大するものとする。

もちろん、逆でも同様に説明できる。

第２図はハンドかｌＩ庫物を把持できた場合（正常）の
各回路素子の′亀圧漱形を示す。第３図は対象物が把持
されなかった場合（異常）の各回路素子の゛電圧波形を
示す。

第２図（ａ）ｕポテンシオメータ８の検出電圧Ｖ２示す
。横軸は時間である。ノ＼ンドの運動か始まる時刻をち
とする。

モータが回転し、拡開していた／Ｘンド１．２カ）一定
角速箋で閉じてゆく。検出′■圧Ｖはｔ。よシ一定頗き
で立」二る。１哨刻ｔ１に於て７・ンド１．２カ・対象
物を把持したとする。ｔｏと　ｔｌのｆｌｊで、■は一
定１頃きの１げ）：戻であるが、１．以後、ノーントは
動力・ないので、■は一定１１買■、お取る。

第２図（ｂ）ｔｔ−ｒ　ｅ分回路の出力を表わす。出力
Ａは、■の時１旬嶽分であるので、七〇よりｔ、に至る
丑で一定値Ａ１をとる。ｔ１以降で、／−ンドは停止し
、出力ＡばＯとなる。

速度を表わず躬１聞値Ａｃは、Ａ１と０の間に」ｔんで
ある。

第２図（Ｃ）は第１閾イ区回路の出力を表わす。Ａ　）
　Ａｃのとき、出力はｌとなるから、ｔｏからｔｌまで
第１閾値回路の出力は１である。ｔ１製後この出力Ｊば
０である。

ホールド回路１１は、第１閾イ］ぼ回路の出力かＯであ
る時のみ、入力と出力とかつな′かるので、第２図（ｄ
）に示すように、ｔ、以後で開く。ｔｏから１１まで出
力は０である。ｔ１以後は、（ａ）のボ′テンシメーメ
ータ′酸圧ｖ１と同じものを出力する。

第２閾値Ｖｃは、把持状態の検出電圧Ｖ１よシ大きく選
んである。第２閾値回路１２の出力は第２図（８）に示
すとおシ、ｔｏから１．、及びそれ以。後も、常に０で
ある。

次に、対象物を把持できなかった場合の動作を第３図の
電Ｊｉ仮形図によって説明する。

（ａ）　Ｕポテンシオメータの電圧Ｖｆ示す。ｔｏから
一定額きで立上るが、把持時刻１．に対応する時に、対
象物を把持しないので、そのままＶは上昇し続りる。そ
して、ハンド１．２自身が１釘菊することによって、ハ
ンドの回動が部上する。ハンドの接触停止時をｔ２とす
る。ここで検出電圧はｖ２とな）、以後この１−を維持
する。

ポテンシオメータの出力ヲ瞭分回路で微分したものが第
３図（ｂ）に示す波形に対応する。ｔｏからｔ２まで、
微分回路の出力はＡ１となる。ｔ２で出力はＯとなる。

ｔｌでＯになるのではない。

第１閾値回路１０の出力を第３図（Ｃ）に示す。

Ａ）Ａｃ０時はｌ、Ａ（Ａｃ０時は０であるから、１゜
からｔ２寸で出力は０．ｔ２以後は１である。

ホールド回路１１の出ツノ？第３図（ｄ）に示す。第１
閾値回路１υの出力が０の時のみ、ホールド回路１１は
ポテンシオメータ電圧を出力する。ｔｏからｔ２までホ
ールド回路の出力は０、ｔ２からは、ポテンシオメータ
電圧■２トナル。

第２１”ｌ　ｆｔ＆　（ｙ路゛１２の出力を、褐３図（
ｅ）に示す。

Ｖ２’＞Ｖｃであるので、ｔ２以後に１となる。

第２閾値Ｌｉ１ｌ路１２の出力を、第２図（ｅ）と第３
図（ｅ）とにつ°ハて比へてみる。

対象物を把持した場合は第２閾１直回路の出力Ｊば０の
ままである。対象物を把持しない場合は、りη２閾圃回
路の出力は１になる。

こうして、ロボットハンドが児持した状態と、把持ミス
をした状態と全区別する事かできる。

把持ミスが検出されると、これに対処するため、ロボッ
トハンドの把持操作以後の、各操作を一時中止すること
としてもよい。

微分回路は、抵抗とコンデンサで構成できる。

これらにトランジスタ、演算増幅器を組合わせてもよい
。第１．第２閾値回路１ｕ、１２はコンパレータを用い
れば良い。

ホールド回路１１は、アナログのサンプルホールドＩＣ
を使用することができるし、単にアナログスイッチＩＣ
を用いても良い。単にトランジスタのみによって作製す
ることもできる。

速度フィー１−ハック回路は、コンパレータや電力増幅
トランジスタ等で構成できる。

第２図、第３図の例では、ハンドが閉じるに従って、ポ
テンシオメータの検出電圧が上るということにしている
が、逆でも良い。この場合、微分値Ａは負になる。結局
第１閾値回路１υで比較すべきものは絶対値＋Ａ１と１
Ａｃｌの大小なのである。

１Ａ１（１Ａｃｌのときホールド回路１１が開くように
する。

に）本発明の効果 ロボットハンドが物体を把持できなかった場合、との把
持ミスを検出できる。ロボットンステムとしての動作ミ
スの発生を未然に防ぎ、作業遂行の信頼性を向上させる
ことかできる。

この発明は、ロボットハンドや各種自動化様器に応用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体溝戎図。 第２図（ｄ把持ミスを起こさなかった時の各回路紫子の
出力波形図。（ａ）はポテンシオメータ出力電圧、（ｂ
）　＋、ｊ：　微分回路の出力′電圧、（Ｃ）は第１１
．ｉｔｌ値回）洛の出力電圧、（ｄ）はホールド回路の
出力電圧、（ｅ）は第　２　閾１直回゛路の出′力電圧
。 第３図は把持ミスを起した時の各回路歯イの出力波形図
。（ａ）〜（ｅ）は第２図と同じ回路累子の出力電圧で
ある。 １．２・・・・・　・　　ハ　　　　ン　　　　ド３　
・・・・・・・・　ハンド部ギヤ ４　　・−・・・　　支　　　　　　　　軸５　　・・
・　・　・・・　　モ　　　　　　　　　　り６　・・
・・・・・！継動部ギヤ ７　・・・・・・・・・検出部ギヤ ８　・・・・・・・・　ポテンシオメータ９・・・・・
・・・微分回路 １０　・・・・・・・・　第１閾値回路１１　　・・・
・・・・・・　ホールド回路１２　・・・　・・　第２
閾値回路 １３　　・・・・・　・　　速度フィードバック回路発
明者　　　　佐　藤　浩　二 大　　　岡　　　明　　　裕 和　　１）　　　　　豊 竹　　本　　　　　　　晃 第２図 Ｖ 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ロボットハンド１．２を開閉運動させるモー
   タ５と、ロボットハンド１．２の回転変位に応じた検出
   電圧ｖｌ生ずるポテンシオメータ８と、検出電圧Ｖを時
   間饋分し、微分イ［αＡを出力する微分回路９と、微分
   値Ａと第１閾値Ａｃとを比較する第１閾値回路１０と、
   ＩＡＩ’（＋Ａｃ＋のトキボテンシオメータの検出電圧
   Ｖを出ツノするホールド回路１１と、ハンドの把持位置
   と把持ミス位置の中間位置に対応する第２閾値Ｖｃと、
   検出電圧■とを比較する第２［ん値回路１２とよシなる
   事を特徴とするロボットハンドの把持ミス検出装置。
2. （２）微分回路９の微分値Ａを一定にするようモータ５
   を制御する速度フィートノ大ツタ回路を設けた＠許請求
   の範囲第（１）項記紙のロボットハンドの把持ミス検出
   装置。