JPH03214303A

JPH03214303A - 位置決め制御装置及び軌道データ教示方法

Info

Publication number: JPH03214303A
Application number: JP1023390A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Nakagawa; 中川　康洋
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1990-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1991-09-19

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〕本発明は、位置決め制御装置による軌道データの教示に
おいて、ワークや治具類が機械装置の移動に伴い、干渉
して破損する恐れのある軌道データを容易かつ自動的に
登録するための位置決め制御及び軌道データ教示方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来の代表的な位置決め制御装置を第９図を基に説明す
る。一般に、このような位置決め装置のサーボモータ制
御部１は、第１０図のような構成になっており、その大
きな特徴は、位置センサー２１や検出器１９かものサー
ボモータ２ｏに関する位置、速度、電流等のフィードバ
ックデータ１２、１１、１６と、それらに対する各指令
値８、１４、１０の偏差が０になるようにそれぞれの制
御部１５、１６、１７が働き、外乱、摩擦力などが作用
しても静止状態において、一切の位置誤差が生じないよ
うに制御される点にある。しかし、この特性は、教示作
業や組立作業など、サーボモータの駆動軸とワークなど
が接触を伴う動作が要求される場合、大きな障害となる
。

次に、従来のサーボモータ制御部１によって構成される
ロボットを例にとって、軌道データの教示方法について
説明する。

第１１図は、教示作業に使用する産業用ロボントの外観
を示している。教示は、第６図に示す環境で行われる。

ロボットの動作は、ハンド２６に把持されたワーク２７
を、ポイントＡ，Ｂ，Ｃ、Ｄ，Ｅの順序で矢印に従って
移動させて、ポイントＥでハンド２６を開き、ワーク２
７を組み付ける動作となる。この動作では、第１のプロ
，ク６０の持つ第１の空間６２と、第１のブロック６０
と第２のブロック３１に挾まれた第２の空間６６０間を
、ハンド２６とワーク２７が他の物体と千渉しな（・よ
うに、移動することか要求される。

教示作業の手順は、まずハンド２６にワーク２７を把持
させた状態で、ハンド２６が第２の空間６３中で干渉し
ないポイントＡ１に、第１１図に示されろプログラムお
よび教示操作部２８（以後、操作部と呼ぶ）の手動操作
用移動キーを使って移動させる。次に、ハンド２６やワ
ーク２７が、フロック６０、６１に干渉しないように目
視で確認しながら、手動操作用移動キーによってポイン
トＢ１まで移動させて、操作部２８上の登録キーを使い
、コントロール部２（第９、１ｏ図）の位置データファ
イル（図示せず）に位置データとして登録する。これら
一連の作業をポイントｃ１、ＤＩ，Ｅｌの順に繰り返す
。位置データの登録を終えると、次に、各ポイント間の
移動に関する軌道を指定する。ポイント間の移動中に干
渉事故が起こらないように、ロボットの各関節を構成す
る制御軸が、その連続したポイント間を直線や円弧など
の経路を通るように、操作部２８を使って補間制御の指
定を行う。このようにして、軌道データの教示作業が行
われ、プログラムの指令によって動作する自動運転時は
、これらの連続したポイントをつなぐ経路を、ハンド２
６中心は移動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

実際、ロボットの位置データや軌道データの教示作業を
行う場合、第６図に示す環境では、機械装置とワークや
ハンドとが接触することによって、ワークやハンド、ま
たは機械装置自身が破損してしまうこともある。また、
サーボモータ制御部で過負荷を検出して、教示作業自身
が中断してしまう。このようなケースが、位置データや
軌道データの教示作業にお（・て、多数発生する。さら
に、前述したように各制御軸を手動で動作させ、ひとつ
ひとつの位置データを登録した後に、経路の指定をする
手順をとるため、教示作業に長（・時間を要し、作業者
にとっては、目視での確認作業が大きな労力の負担とな
る。また、目視での確認作業は、正確さを欠き、教示に
よる位置データや軌道データの信頼性も低い。

そこで、本発明の目的（工、ワークやハンドが、他のワ
ークや機械装置との干渉を避けながら移動しなげればな
らない位置データと軌道データの教示作業において、ワ
ーク、ハンド、機械装置自身などが破損することなく、
また、容易に短時間で、正確な教示作業が実施できる位
置決め制御装置と軌道データの教示方法とを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明による位
置決め制御装置は、位置指令、力指令、動作モード選択
指令、コンプライアンス定数や位置データの登録、各制
御軸の軌道データの生成および制御などを行うコントロ
ール部と、コントロール部からの通信によって、位置制
御、力制御、コンプライアンス制御のいずれかの動作モ
ードを選択して動作することの出来るサーボモータ制１
卸部とな備え、コントロール部とサーボモータ制御部と
の間で、位置、速度、力、各種定数などのデータの受渡
しを可能とするものである。

この位置決め制御装置を用いて行なう位置データや軌道
データの教示作業時には、サーボモータ制御部かコント
ロール部からの動作モード選択指令によって、力制御や
コンプライアンス制御で動作可能な状態となり、次に実
際のワークを保持した状態で、所定の位置に移動し、そ
のワークやノ・ンドを他のワーク、位置決め治具等に押
しつけて、力制御状態で指定された大きさの力でワーク
を押しつけたり、コンプライアンス制御状態で対象物に
バネのように倣う動作を行うことによって位置決めされ
る。その状態で他の制御軸を動かし、ある一定の間隔で
その位置データをコントロール部に登録し、さらに、そ
の位置データを自動的につなぎ合わせ、押し付け方向に
適当なオフセノト量を加え合わせることによって軌道デ
ータの生成を行う。この一連の軌道データ教示作業を、
作業者は簡単な操作で実行することができ、教示された
位置データは、コントロール部で自動的に連結され、軌
道データが生成される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を基に説明する。

〈位置決め制御装置の実施例〉（第１の実施例）位置決め制御装置の概要については、第９図に示された
構成をとり、従来のものと同じ形となる。

しかし、コントロール部２とサーボモータ制御部１の内
容に違いがあるので、第１図を基に説明する。第１図は
、本発明による位置決め装置における制御部としてのサ
ーボモータ制御部１００の機能ブロックを表わしたもの
で、各ブロックはデジタル構成をとっている。このサー
ボモータ制御部１００の特徴は、コントロール部２００
との通信によって位置制御、力制御、コンプライアンス
制御のいずれかの動作モードを選択し、動作することが
できる点にあり、一般の位置制御のみの制御部１（第１
０図）と比較すると、カモデル発生部１０１、コンプラ
イアンスモデル発生部１０６、外力推定部１０４、第１
、第２、第３のモード切り換えスイッチ１２４、１０２
、１０５、外力推定値１０６のフィードバックなどの機
能が追加されている。各ブロックの機能および動作は、
まず、コントロール部２００からのモード選択指令１０
７により、第１、第２、′第３のモード切り換えスイッ
チ１２４、１０２、１０５が切り換わり、位置制御、力
制御、コンプライアンス制御が選択される。力制御が選
択されると、外力（例えば、ハンド先端が他の物体に接
触して、拘束力を受ける状態）が加わるまで、コントロ
ール部からの力指令１２５をカモデル発生器１０１で速
度指令１２６に変換し、指定された方向に一定速度で動
作する。物体に接触して外力を受けろと、速度フィード
バノクデータ１１１の直が変化して、このデータとトル
ク指令値１１０が外力推定部１０４に送られ、外力推定
値１０６が算出される。次に、外力推定値１０６と力指
令１２５との偏差がとられて、その（直は、カモデル発
生部１０１に送られる．，カモデル発生部１０１では、
力／速度変換が行われて速度制飢部１１６に速度指令１
２６の値として送られる。この時、力指令１２５の値は
、予め操作部２８より、コントロール部に入力されて（
・なげればならな（・。その結果、カモデル発生部１０
１で生成された速度指令１２６によって、例えは、ハン
ド先端が他の物体と接触した場合、力指令１２５の値を
保った状態で静止する。この時、接触した物体が変位し
て、力のバランスが崩れるような事態になっても、外力
推定部１０４からのフィードバックにより新たな速度指
令１２６が発生し、力指令１２５の値を保つように制御
される。

次に、コンプライアンス制御が選択されると、外力（例
えば、ハンド先端が他の物体に接触して、拘束力を受け
る状態）が加わるまで、コントロール部２００からの位
置指令値１０８で位置制御されて動作し、外力が加わる
とその外力を基に、指定された柔らかさと力の直を満た
す位置の軌道を、コンプライアンスモデル発生部１０３
で生成する。

そして、この値が、位置制御部１１５にフィードバック
されろ。この場合、柔らかさの指定は、予め操作部２８
により、コントロール部２００にコンプライアンス定数
１０９として入力されて（・なければならない。その結
果、コンプライアンスモデル発生部１［］３で生成され
た位置データにより、例えば、ロボットアームが他の物
体に接触しても、バネのように柔らかく倣う動作を行い
、位置決めすることができる。さらに、外力推定（ｖｌ
１　０　６は、コントロール部２００にフィードバック
されて、コントロール部２００でこの外力推定値１０６
を監視することができる。

また、位置制隣が選択された場合は、一般の位置制御と
同様に、位置、速度、電流のフイードバソクデータ１１
２、１１１、１１６と、それらに対する位置、速度、電
流の各指令唾１０８、１１４、１１０の偏差がＯになる
ように位置、速度、電流の各制御部１１５、１１６、１
１７が働き、外力、摩擦力などが作用しても静止状態に
おいては、一切の位置誤差が生じないように位置決めさ
れろ。

次に、サーボモータ制御部１００からの位置フィードバ
ノクデータ１１２を基に、軌道データを生成するコント
ロール部２００の構成について説明する。

第４図は、第１図のコントロール部２００の記憶部２０
６内のファイル内容の一部分を表わしている。ここで、
記憶部２０６内のファイル内容について、簡単に述べる
。

アプリケーションプログラムファイル５０は、各軸の動
作指令やＩ／Ｏの動作指令を実行するプログラムのファ
イルである（一般に、作業者が記述する）。第１、２の
制御条件ファイル５１、５２は、各軸の動作指令に対し
て、どのような制御条件で動作するのかを決めるデータ
のファイルである。

第１の制御条件ファイル５１は、経路制御を実行しない
動作（ＦＴＰモーション）の各軸の角速度、角加速度な
どが登録されている。

第２の制御条件ファイル５２は、経路制御を実行スる動
作（ＣＰモーション）のノ−ンド２６中心の軌道に対す
る速度、加速度などが登録されている。

パラメータファイル５３は、位置データのオフセクト値
（接触を伴う教示を行った後、自動運転時に干渉事故が
ないように、オフセット値を加味した軌道を生成しなけ
ればならない。）、力指令１２５の値、コンプライアン
ス定数１０９などのデータファイルである。

ここで、オフセット値について、第７図を基にさらに詳
しく説明する。後述するこの位置決め制御装置を用いた
教示方法（ま、接触を伴う教示動作をロボットに実行さ
せろが、自動運転（アブリケーンヨンプログラムの実行
で、ロボットが動作する状態）時は、ワーク２７が第１
のブロック３０と干渉しないように第１の空間６２の中
央の軌道を通るように軌道データが生成されなげればな
らない。そのため、この場合は、Ｚ方向に第１のフロノ
ク６０の斜面と干渉しないだけのオフセット値を、予め
登録しておぎ、軌道データを生成する時点で、そのオフ
セノト値を加味した軌道データを生成するように、演算
部分が構成されていろ。

位置テータファイル５４は、ＦＴＰモーションの位置デ
ータが登録されており、おのおのの位置データが、ひと
つずつ独立した形で登録されたファイルである。

軌道データファイル５５は、後述するこの位置決め制倒
装置を用いた教示作業に使用するファイルで、経路制御
を行うＣＰモーションの軌道を、時系列にプロットして
、それぞれの位置データを、データ列として登録してい
るファイルである。前述の教示作業において、Ａ３から
Ｅ３までの移動の間に、サンプリング周期ごとに取り込
まれた位置データは、データ列としてこの軌道データフ
ァイルに、自動的に登録されろ。

登録された位置データ列は、コントロール部２００の軌
道生成部２０８（第１図）によって軌道データに変換さ
れる。第５図は、コントロール部２００の軌道生成部２
０８の処理フローを示している。このフローが実行され
るためには、まず、操作部２８の自動運転キー６６を押
して、コントロール部２００を自動運転モード状態にす
る。次に、アプリケーションプログラムファイル５０の
いずれかのアブリケーションプログラムが実行されて、
経路制御の動作指令が出される。これらの条件が揃うと
、この軌道データ生成部の処理フロが実行されろ。この
軌道生成部の処理フローにつ（・て説明する。

：経路制御の動作指令に従って、下のステップに進む。

この時、経路制御の動作指令以外の動作については、左
のフローに進み処理されろ。

：第２の制御条件ファイル５２より７・ンド２６中心の
軌道に対する制御条件データ（速度、加速度など）を読
み込む。

：パラメータファイル５６からオフセクト値を読み込む
。

二軌道データファイル５５からデータ列の最初のデータ
と２番目のデータを読み込む。

：まず、Ｓ４で読み込んだ２涸の位置データを８３で読
み込んだオフセット値を加味して直線で結ぶ。次に、Ｓ
２で読み込んだ制御条件データを基に、その直線上にコ
ントロール部２００からサーボモータ制御部１００への
動作指令間隔より大きな周期で、位置データ列を生成す
る。

：８５で生成した位置データ列を基に、各軸の位置指令
データ列に変換する。

Ｓ７：３６で生成した位置指令データ列を各軸のサーボ
モータ制御部１００へ位置指令値として送る。

Ｓ８：Ｓ４で読み込んだ位置データが、軌道データファ
イルからのデータ列の最後のデータであるか、確認する
。ここで、経路制御を実施しない動作のデータ（Ｓ　１
で左の処理フローへ分岐して処理されたデータ）は、始
点と終点のデータしか持っていないので、この工程では
最後の位置データとして処理されろ。

Ｓ９：最後の位置データではない場合は、再度、Ｓ４に
戻って、次の２個の位置データを読み込み、Ｓ５から８
８のステップを実行する。

３１０：３８のステップで最後の位置データになったら
終了する。

このように、サーホ゛モータ制御部１００とコントロー
ル部２００が構成されることで、後述する軌道データ教
示方去が実施可能となる。

（第２の実施例）また、第２図に示す位置決め制御装置を用いても同様な
機能を果たすことができる。この位置決め制御装置は、
第１図に示すサーポモータ制御部１００の外力推定部１
０４の代わりに、機械装置（例えば、ロボットアームの
先端）に取り付けたカセンサー１２７のデータを利用し
て、前記サーボモータ制御部１００と同様の機能を持つ
ことがでさるっ〈軌道データ教示方法の実施例〉（第１の実施例）次に、上述の位置決め制御装置２９によって構成される
機械装置として、第１１図に示すロボノトを例に取り、
本発明で提案している教示方法について説明する。本発
明で提案していろ教示方法は、第６図に示すようにワー
ク２７やノ・ンド２６などが、干渉物（第２のワーク６
１）を避けながら位置決めするような環境下の教示に有
効であり、第６図に示す教示例では、高さ方向（Ｚの１
直）の教示に適用され、作業者は以下の手順で実行する
ことができる。

なお、説明には第６図の他、第１図、第３図、第７図を
用いる。

■　ティーチイングモードキ−３７を押して位置決め装
置を教示可能な状態にする。

■　ジョグ送りキー６８または、インチイング送りキー
６９を押し、位置制御で位置決め可能な状態にする。こ
の時、コントロール部２００かものモード選択指令１０
７により、サーボモータ制御部１００の第１のモード切
り換えスイノチ１２４はＯＮ状態、第２、３のモード切
り換えスイッチ１０２、１０５はＯＦＦ状態となり、カ
モデル発生部１０１とコンプライアンスモデル発生部１
０３の構成するループは働かなくなる。

■　そして、従来技術と同様に、ｘｙ座標キー４３また
は、関節座標キー４４で座標系の選択をした後に、ｘＳ
　ｙ，ｚ，Ｃのそれぞれのキー４６、４７、４８、４９
）を用いて、主軸２５を低速で移動させ、ノ・ンド２６
中心く本実施例では、ｘｙ座標で主軸２５の中心、２＠
方向でワーク２７の軸中心）が第６図のポイントＡ１の
位置に一致したことを目視で確認する。この時点では、
ワーク２７は第１の空間３２のポイン｝Ａにあり、第１
のブロック６０とは接触していない。

■　ポイントＡ１に位置決めした状態で、操作部２８の
力制御キー４０を押して、Ｚ軸のサーボモー夕制御部１
００を力制御モードに切り換える。

この時、コントロール部２００かものモード選択指令に
より、サーボモータ制御部１００の第１、３のモード切
り換えスインチ１２４，１０５がＯＦＦとなり、第２の
モード切り換えスイッチ１０２がＯＮ状態になり、位置
制御ループ、コンプライアンス制御ループが機能しなく
なり、力制御ループのみか機能する状態になる。

０　力制御に移行した後は、コントロール部２００から
の力指令１２５の値がカモデル発生部１０１に入り、力
指令１２５の値に応じた速度指令１２６に変換される。

力指令１２５の１直は、予め操作部２８のテンキー（図
示されていない）を使（・、入力されていなげればなら
ない。カモデル発生部１０１からの速度指令１２６は、
外力が加わらない状態においては、力指令１２５の値に
比例するが、接触時のショックを防止するために低速に
制限されている。この速度指令１２６によって、速度制
御部１１６以降の処理が行われて、最終的にはサーボモ
ータ１２０が、指定された方向に低速で回される。サー
ボモータの旋回方向も、予め操作部２８のテンキー（図
示されていない）を使い、入力されていなければならな
い。

■　第７図は、ワーク２７と第１のブロック３０の関係
と教示に伴うワーク２７の移動経路を示している。ポイ
ントＡに位置決めされていたワーク２７は、速度指令１
２６により、ポイントＡから下に向かって低速で移動し
、ワーク２７と第１のプロノク６０が接触して、指定さ
れた力の大きさで押しつけられるポイントＡ２に位置決
めされろ。

ワーク２７と第１のブロック３０が接触すると、この影
響をうけて、サーボモータ制御部１００の速度フィード
バック１１１の値が変化する。変化した速度フィードバ
ック１１１の値とトルク指令１１０の（直が、外力推定
部１０４に送られて、外力推定［直１０６が算出されろ
。外力推定値１０６は、力指令１２５の値と比較されて
、この偏差がカモデル発生部１０１に送られて、速度指
令１２６の値が算出される。この速度指令１２６によっ
て制御されろサーボモータ１２０の動きが、接触面に力
として現われろ。外力推定直１０６と力指令１２５の値
が一致して、その偏差が０になると速度指令１２６もＯ
となり、ワーク２７は力指令１２５の大きさの力で、第
１のブロック３０に押え付けられた状態で位置決めされ
て静止する。

■　ポイントＡ２に押え付けられているフーク２７を、
操作部２８の各軸の移動キー４６、４７、４８、４９を
押すことにより、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２の順に
、第１のブロック６０の斜面に接触させた状態で移動さ
せ、軌道データの教示を行う。まず、ワーク２７がポイ
ント，〜２にある状態で、操作部２８の登録キー４５を
押す。そうすると、このポイントＡ２にワーク２７を位
置決めするためのハンド２６中心の位置データのボイン
トＡ３が、コントロール部２００内部の記憶部に登録さ
れろ。次にジョグ送りキー３８または、インチイング送
りキー３９を押して、Ｘ，Ｙ，Ｃの各軸を各軸の移動キ
ー４６、４７、４８、４９でＡ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３、
Ｅ３の順に移動させろが、Ｚ方向は力制御の状態なので
、ワーク２７と第１のブロック６０は接触した状態を保
つ。この時、コントロール部２００では、各軸の動きに
合わせ指定されたサンプリング周期で、その時、その時
の各軸の位置フィードバック１１２の値を位置データと
して記憶部に順次登録する。記憶部には、ポイントＡ３
からＥ３までのサンプリング周期間隔の位置データが、
時系列に従って自動的に格納されろ。サンプリング周期
は、予め操作部２８のテンキー（図示されていない）を
使い、入力されていなげればならない。さらに、操作の
やり方によっては、位置データが膨大な量になってしま
う可能性があるので、サンプリング用のタイマーは、各
軸の動きと連動して働くように作られている。

■　記憶部の軌道データファイル５５に格納された位置
データ列は、前述した軌道データ生成部の処理フローに
従って、軌道データに変換される。

０　■から■までの手順で、教示作業を行うことにより
、力制御を利用して、軌道データが自動的に生成されろ
。

（第２の実施例）これまでは、力制御を利用した教示方法について説明し
たが、今度は、コンプライアンス制御を利用した教示方
法について、力制御と同様に第６図の教示例で説明する
。力制御とコンプライアンス制御を利用した教示方法の
犬ぎな違いは、力制御は接触している面に対して、その
接触面が変位しても、絶えず一定の力の大きさで押え付
けろことが出来るが、コンプライアンス制御は、接触面
の変位に対して、その変位に比例した犬ぎさの力で押え
付ける点である。一般的には、ワークや・・ンドなどの
保護と言う面から考えると、力制御を利用した方法のほ
うが有利である。

第６図の教示例では、高さ方向（２の値）の教示に適用
され、作業者は下記の手順で実行することができる。

■　操作部２８のティーチイングモードキ−６７を押し
て、位置決め装置を教示可能な状態にする。

次に、ジョグ送りキー６８または、インチイング送りキ
ー３９を押し、位置制御で位置決め可能な状態にする。

この時、コントロール部２００からのモード選択指令１
０７により、サーボモータ制御部１００の第１のモード
切り換えスイッチ１２４はＯＮ状態、第２、３のモード
切り換えスイッチ１０２、１０５はＯＦＦ状態となり、
カモデル発生部１０１とコンプライアンスモデル発生部
１０６の構成するループは、働かなくなる。

■　従来技術と同様に、ｘｙ座標キー４６または、関節
座標キー４４で座標系の選択をした後に、Ｘ、ｙ，２１
　Ｃのそれぞれのキー４６、４７、４８、４９を用いて
、主軸２５を低速で移動させ、ハンド２６中心が第７図
のポイントＡ１の位置に一致したことを目視で確認する
。′この時点では、ワーク２７は第１の空間６００ポイ
ントＡにあり、第１のフロック６０とは接触していない
。従来の教示方法では、この時点で操作部２８の登録キ
ーを押して、各軸の位置フィードバック１２の値を読み
取り、各ｘ１ｙ，ｚ，ｃの位置データを、位置データフ
ァイルに登録することになる。しかし、ここでは、２方
向の教示は、本発明が提案しているコンプライアンス制
御を用いた教示作業を適用するため、次の作業を行う。

■　ポイントＡＩに立置央めした状態で、操作部２８の
コンプライアンス制御キー４１を押して、位置制御から
コンプライアンス制御へ切り換える。

この時、コントロール部２００がらのモード選択指令１
０７により、サーポモータ制御１１００の第１、３のモ
ード切り換えスイッチ１２４、１０５はＯＮ，第２のモ
ード切り換えスイノチ１０２はＯＦＦ状態になり、コン
プライア／スモデル発生部１０６の購成するループが動
作可能状態になる。操作部２８のテンキー（図示されて
いない）を使い、予め、コンプライアンス定数１０９を
コントロール部２００に入力しておく。

コントロール部２００からサーボモータ制御部１００の
コンプライアンスモデル発生部１０６に、コンプライア
ンス定数１０９の値が送られ、外力推定器１０４からの
外力推定値１０６を合わせることにより、コンプライア
ンスモデル発生部１０３が演算可能状態になる。

■　ハンド２６中心をポイントＡ１に位置決めさせた状
態で、２方向の下降キー（４８の左）を押して、ワーク
２７をポイントＡから、第１のブロック６０と接触する
ポイントＡ３まで下降させる。

接触による外力の大きさは、速度フィードバック１１１
の１直とトルク指令１１０の値を基に、外力推定部１０
４で計算されて、コンプライアンスモデル発生部１０３
とコントロール部２００へ送られる。

０　コンプライアンスモデル発生部１０６では、コンプ
ライアンス定数１０９と外力推定値１０６により、指定
された柔らかさと力の値を満たす位置データを生成し、
位置制御部１１５に位置指令をフィードパノクする。こ
のことにより、ハンド２６先端はバネのように柔らかく
倣う動作を行（・、ワーク２７と第１のブロック６０を
ある力の大きさで押さえた状態で位置決めする。

■　コントロール部２００では、ワーク２７と第１のプ
ロック６０の接触によって外力推定器１０４から送られ
てくる外力推定値１０６を監視して、予め設定された外
力推定唾の上限値に達した時点で、静止状態を保つ。

■　ポイントＡ２に押え付けられているワーク２７を、
操作部２８のキーを押して、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、
Ｅ２の頃に、第１のブロック６０の斜面に接触させなが
ら移動させて、軌道データの教示を行う。まず、ワーク
２７がポイントＡ２にある状態で、操作部２８の登録キ
ー４５を押すと、ポイントＡ２にワーク２７を位置決め
するためのハンド２６中心の位置データであるポイント
Ａ３が、コントロール部２００内部の記啼部に、最初の
位置データとして登録されろ。次に、ジョグ送りキー６
８または、インチイング送りキー６９を押して、Ｘ，Ｙ
，Ｃの各軸を、それぞれの移動キ−４６、４７、４８、
４９でＡ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３，Ｅ３の順に移動させる
。Ｚ方向はコンプライアンス制御状態なので、ワーク２
７と第１のフロック３０は、バネに押されるような状態
で接触している。第７図では、ハンド２６中心がＡ３か
ら０３まで移動すると、第１のブロック３０の斜面に沿
って、ハンド２６中心はＺ方向の上に向かって押上られ
る。この時、接触面は、このＺ方向の変位に比例した大
きさの力を受ける。コントロール部２００では、各軸の
動きに合わせ、指定されたサンプリング周期で、その時
、その時の各軸の位置フィードバック１１２の値を位置
データトして、軌道データファイル５５に登録する。軌
道データファイル５５には、ポイントＡ３からＥ３まで
のサンプリング周期間隔のｆｉ置データが、時系列に従
って自動的に格納される。サンプリング周期は、予め、
操作部２８のテンキー（図示されていない〕を使って、
入力されていなければならない。

以下の操作手順と、それに伴うコントロール部２００お
よびサーボモータ制御部１００の働きは、力制御を利用
した教示作業と同様である。このような手順をとること
により、コンプライアンス制御を利用して、軌道データ
を自動的に生成することが出来る。

（第３の実施例）また、応用例として、第８図に示す教示環境下の教示作
業について、説明する。第８図の第３のフロクク５６を
見ると、教示作業で利用するための接触面が段階状をし
ている。この場合、前述した教示方法では、ワーク２７
と第３のブロック５６を接触させた状態での教示作業が
実施出来な（・。このため、本応用例では、倣い治具５
７を利用して教示作業を行う。倣い治具５７のワーク２
７を接触させろ面は、ワーク２７が第３の空間５８の中
央を、干渉することなく通過できろ軌道を描く形状が望
ましい。この場合、オフセット値は、０であってよい。

この倣い治具５７を使用して、前述の教示作業と同じ手
順を実行することで、同様な効果を得ることが出来ろ。

以上本発明による実施例について説明してきたが、本発
明による教示方法においては、力制御を用いた場合の方
がよい。したがって、制御部にはコンプライアンスモデ
ル発生部を備えなくても目的を達成することが可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、これまで作業者の目視による確
認と手動操作に頼っていた軌道データの教示作業を、力
制御やコンプライアンス制御を用いて自動化し、作業者
の労力の負担を軽減したり、作業時間を短縮することが
できる。さらに、柔らかさや力加減を設定できる点を利
用して、手動操作の誤操作によるワークや機械装置の破
損を防止するだけではなく、正確な軌道データの登録を
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による位置決め制御装置の一実施例を
示すブロック図、第２図は、本発明による位置決め制御
装置の第２の実施例を示すブロック図、第３図は、教示
操作部のキー配置図、第４図は、コントロール部の記憶
部の内容を表わした図、第５図は、コントロール部の軌
道生成部の処理フロー図、第６図は、本発明による教示
方法に適用される環境と教示作業を表わした図、第７図
は、教示時のワークやハンドの位置関係と移動経路を表
わした図、第８図は、本発明による教示方法の倣い治具
を使った応用例を表わしている。第９図は、一般的な位
置決め装置の機能を表わすフロノク図、第１０図は、従
来の位置制御機能だけで構成されているサーボモータ制
御部の機能を表わすプロノク図、第１１図は、教示作業
に使用し，たロボットの外観図である。１００・・・・・・サーボモータ制御部、１０１・・・
・・・カモデル発生部、１０６・・・・・・コンプライアンスモデル発生部、２
００・・・・・・コントロール部、２０６・・・・・記憶部、２０８・・・・・・軌道生成部。第３図４ｋ録第６図第７図第８＠ ■ 第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＣＰＵを備えたコントロール部と、このコントロ
ール部から送出される指令により被制御体の位置決め制
御を行ない、かつ前記被制御体の位置データを前記コン
トロール部に送出する制御部とを有する位置決め制御装
置において、前記コントロール部は、プログラム及び位置データ等の
データを記憶する記憶部と、前記位置データを基に軌道
生成を行なう軌道生成部とを備え、前記制御部は、前記
被制御体におよぼす外力と前記コントロール部から送出
される力指令との偏差を基に速度指令を送出する力モデ
ル発生部と、前記コントロール部から送出されるコンプ
ライアンス定数と前記外力とを基に位置量を求めフィー
ドバックするコンプライアンスモデル発生部とを備えて
いることを特徴とする位置決め制御装置。
（２）ＣＰＵを備えたコントロール部と、このコントロ
ール部から送出される指令により被制御体の位置決め制
御を行ない、かつ、前記被制御体の位置データを、前記
コントロール部に送出する制御部とを有する位置決め制
御装置において、前記コントロール部は、プログラム及び位置データ等の
データを記憶する記憶部と、前記位置データを基に軌道
生成を行なう軌道生成部とを備え、前記制御部は、前記
被制御体におよぼす外力と前記コントロール部から送出
される力指令との偏差を基に速度指令を送出する力モデ
ル発生部を備えていることを特徴とする位置決め制御装置。
（３）請求項１記載の位置決め制御装置を備えたｘｙテ
ーブルあるいはロボット等の機械装置において、この機械装置の被制御体を所定の位置に移動させ、この
被制御体あるいはこの被制御体が保持するワークを、他
のワークあるいは倣い治具に当接させ、一つの位置決め軸を力制御あるいはコンプライアンス制
御が可能な状態にし、その他の位置決め軸により前記被
制御体を教示さすべく方向に移動させるとともに、各位
置決め軸ごとに一定の周期で前記被制御体の位置データ
を時系列にしたがってコントロール部の記憶部に登録し
、その位置データを基に軌道生成を行なうことを特徴とし
た軌道データ教示方法。
（４）請求項２記載の位置決め制御装置を備えたｘｙテ
ーブルあるいはロボット等の機械装置において、この機械装置の被制御体を所定の位置に移動させ、この
被制御体あるいはこの被制御体が保持するワークを、他
のワークあるいは倣い治具に当接させ、一つの位置決め軸を力制御が可能な状態にし、その他の
位置決め軸により前記被制御体を教示さすべく方向に移
動させるとともに、各位置決め軸ごとに一定の周期で前
記被制御体の位置データを時系列にしたがってコントロ
ール部の記憶部に登録し、その位置データを基に軌道生成を行なうことを特徴とし
た軌道データ教示方法。