JPH0513793B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ロボツト等の移動体を移動制御する
移動体制御装置に関し、特に動作環境の束縛に応
じた制御を容易に行うことのできる移動体制御装
置に関する。

〔技術の背景〕

各種製品の製造自動化の発展は目覚しく、工場
自動化（フアクトリーオートメーシヨン）技術の
開発が急速に進められている。この様な工場自動
化において、最も自動化しにくいとされていた組
立てラインでも、高精度の（産業用）ロボツトが
導入され、その自動化が実現されつつある。係る
組立てにおいては、一般に部材と部材を嵌入、ハ
メ合い作業が多く、（産業用）ロボツトはそのハ
ンドで一方の部材を把持し、ハンドを指定された
位置に置かれた他方の部材の位置まで指定された
通路を移動して位置決めし、更にハンドを動作さ
せ、一方の部材を他方の部材の孔等にハメ合わせ
る様に動作する様にしている。

〔従来技術と問題点〕

この種の（産業用）ロボツトでは、通過すべき
位置を教示するか、予じめプログラムすることに
より組立て作業のため必要な位置、速度データを
軌跡指令としてメモリに記憶させておき、プレイ
バツク（再生）時にメモリの位置、速度データを
読出し、（産業用）ロボツトの動作軸を制御して
ハンドを指令された位置を通過する様に制御して
いる。

この方式は移動体の位置制御方式と称され、移
動体（ロボツト）が指令された位置を正確に追従
動作する様に制御が行なわれる。

この様な位置制御形ロボツトでは、その作動軌
跡が常にロボツト本体に設置された座標系に対し
て、作業環境からの束縛を考慮せずに決定できる
ため有効であつた。しかしながら、実際の作業に
おいては、作業環境の束縛を受ける場合が少なく
ない。例えば、指令軌道が正確に計測（教示）及
び記述できない場合や、計測値に必然的に含まれ
る誤差や、制御系、機械系の偏差等により指令軌
道と同一の移動軌道を再生するのは困難である。
特に組立て作業（ハメ合い作業等）におけるハメ
合い公差がミクロン単位の精度の高いハメ合い作
業においては、この影響が無視できないため、従
来の位置制御形のロボツトにおいて、例え位置精
度を向上させたとしても、前述の環境からの束縛
によつて、高精度が要求されるハメ合い動作など
の作業を達成することができない。

このような位置制御形の欠点を補うべく、作業
対象物との相対的位置誤差を補正することが必要
となり、このため作業対象物からの拘束力を検出
する触覚センサ（又は力センサ）を用いて、この
センサ力検出出力をフイードバツクする力制御に
より、修正又は補正動作を行うことが提案されて
いる。

例えば、特許出願公告昭52−56379号公報、特
許出願公告昭53−18787号公報及び特許出願公告
昭54−35355号公報等に見られるようなハメ合い
組立装置が知られている。

係る従来の力センサを用いた修正制御において
は、物体を保持するハンドに力検出センサを設
け、力検出センサの出力によつて位置ずれを力制
御により修正しようとするものである。

このために従来の技術では、位置制御系と力制
御系との両方を具備し、予じめ指令として切換え
位置を教示しておき、切換え位置までは位置制御
系で位置制御し、切換え位置に到達したことを力
センサの出力で検知すると、スイツチにより力制
御系に切換え、力センサの出力による作業対象物
から拘束力によつて力制御を行つて、位置ずれの
修正動作を行うようにしている。

具体的には、物体に接触し、力センサの力が歪
んでその出力がある値になつたことを検出し、ス
イツチにより力センサの出力により力制御に切換
えるものやCPUが力センサの出力から力指令を
演算し、力指令を出力し、力制御に切換えるもの
であつた。

しかしながら、従来の技術では、次の問題があ
つた。

位置制御系から力制御に切換えることから、
例えば位置制御でプラス方向に指令した場合、
力制御ではマイナス方向に指令しなければなら
ず、切換えにより指令がプラス方向からマイナ
ス方向へのステツプ状に変化し、動作が不連続
となり、駆動系の過度応答を生じ、振動が発生
し、収束するまでの時間がかかり、場合によつ
ては、振動したままとなる。

物体に接触した時点から、力制御に切換わる
までに、スイツチの動作やCPUの検出、演算、
出力の処理により時間がかかり、その間中位置
制御系による振動指令全体分物体等に余分な力
がかかり、物体等が破壊するおそれがあつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、外部から拘束力を受けること
によつて過度現象を生じることなく円滑に且つ自
律的に力制御に移行することができ且つ柔軟性の
ある力制御を行うことのできる移動体制御装置を
提供するにある。

〔発明の構成〕

上述の目的の達成のため、本発明では、移動体
を駆動する駆動手段と、位置情報として該移動体
の目標移動指令を与える制御手段と、該目標移動
指令に従つて該駆動手段をサーボ制御するサーボ
制御手段とを備える移動体制御装置において、該
移動体に作用する外力を検出し、その外力の大き
さに応じた力移動指令を出力する外力検出手段
と、該制御手段の目標移動指令と該力移動指令と
の和又は差をとり、合成移動指令を該サーボ制御
手段に与える合成手段とを備えたものである。

従つて、本発明によれば、移動体に作用する外
力を検出し、力移動指令として出力し、この力移
動指令を目標移動指令と合成してサーボ制御手段
に与えるようにしているので、位置制御系に外力
検出信号がフイードバツクされる系を形成し、検
出外力に応じて位置制御が行われる。

このため、外力を検出すると、位置−力混在制
御を経て、自律的に力制御に移行するので、従来
の如く力制御への切換え動作を行わずに済み、切
換えに伴うステツプ状の過度応答を生じることが
なく、振動を防止でき、早期に収束が可能とな
る。

又、一般に物体と接触すると、徐々に外力が大
となるので、力制御に徐々に移行でき、徐々に合
成移動指令が減少し、不連続を生ぜず、余分な力
が加わるのを最小限とすることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明に用いられる移動体としてのロ
ボツトの一実施例構成図であり、円筒座標型の３
軸ロボツトを例にしてある。図中、１はロボツト
本体のベースであり、ロボツト本体を固定するた
めのもの、２は回転軸であり、３はアーム支持
部、４はアームであり、アーム支持部３は回転軸
２によつてベース１に対し矢印Ｅ（θ軸）方向回
転駆動され、且つベース１に対して矢印Ｇ（Ｚ軸）
方向に上下駆動され、またアーム４はアーム支持
部３に対し、Ｆ（γ軸）方向に前後駆動される。
５は力センサであり、後述するハンド６とアーム
４間に設けられるもの、６はハンドであり、物品
を把持するものである。

従つて、ハンド６は回転軸２の回転によつて円
筒座標系のθ方向の位置決めがされ、回転軸２の
上下動によつてＺ方向の位置決めがされ、アーム
４の前後動によつて円筒座標系のγ方向の位置決
めがなされ、結果として３つの動作軸により３次
元の位置決めがなされる。７は物品（例えば丸
棒）であり、ハンド６に把持されるもの、８は対
象部材であり、物品７がハメ合わされる穴９を有
し、穴９にはテーパ面１０を有しているものであ
る。

第２図は第１図構成の力センサ５の構成図であ
り、図中、５１はＸ方向平行バネであり、５２は
Ｙ方向平行バネであり、力センサ５は互いに直交
するＸ方向、Ｙ方向に変位可能な２組の平行板バ
ネ５１，５２によつて構成されている。従つて力
センサ５の上部でＸ方向平行バネ５１によりＸ方
向に変位可能で、下部でＹ方向平行バネ５２によ
りＹ方向に変位可能である。５３は十字バネであ
り、係る平行板バネ群の上部に設けられた十字形
の板バネから成り、ハンド６と接続のための連結
棒５４は十字バネ５３の作用により、平行バネ群
の垂直方向軸（Ｚ軸）に対し本方向に傾斜可能で
ありかつＺ軸方向（垂直方向）にも変位可能であ
る。５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは各々歪ゲ
ージ（検出器）であり、十字バネ５３の各片に設
けられ、各片のモーメントMa、Mb、Mc、Md
を検出するものであり、歪ゲージ５５ａはモーメ
ントMaを検出するもの、歪ゲージ５５ｂはモー
メントMbを検出するもの、歪ゲージ５５ｃはモ
ーメントMcを検出するもの、歪ゲージ５５ｄは
モーメントMdを検出するものである。５６ａ，
５６ｂは各々歪ゲージであり、各々Ｘ方向平行バ
ネ５１、Ｙ方向平行バネ５２の壁面に設けられ、
平行バネに付与されるモーメントMe、Mfを検出
するためのものである。尚、周知の如く、各歪ゲ
ージは４つの抵抗群がブリツジ回路を構成する様
に接続されて構成されており、入力電圧に対する
出力電圧の変化によつてモーメントを検出するも
のである。

第３図は本発明の一実施例基本構成図であり、
図中、１１は力制御部であり、各歪ゲージ５５ａ
〜５５ｄ，５６ａ，５６ｂの検出モーメントMa
〜Mfを電圧出力として受け、所定の信号処理を
行ない各動作軸（第１図でγ、θ、Ｚ）の力成分
を求め、力成分に応じた力指令の周波数の指令パ
ルスCPを出力するもの、１２は位置制御部であ
り、マイクロコンピユータ等で構成され、内蔵す
るメモリに格納された軌跡指令を読出し、指令変
位又は速度に応じた周波数の指令パルスPPを移
動指令として出力するものである。１３は動作軸
のサーボ回路であり、図では１軸分しか示してい
ないが、各動作軸分用意されており、入力された
パルス数の移動を入力パルス周波数の速度でモー
タを駆動するもの、１４ａ，１４ｂはオア回路で
あり、各々力制御部１１及び位置制御部１２の指
令出力パルスCP、PPの和（合成）をとりサーボ
回路１３へ与えるものである。尚、力制御部１
１、位置制御部１２及びオア回路１４ａ，１４ｂ
によつて制御手段を構成している。

次に、第１図乃至第３図の動作を第４図の動作
説明図により説明する。

第３図Ａの如く位置制御部１２はメモリに格納
された軌跡指令に基いた変位又は速度指令に対応
する周波数の指令パルスPPを出力する。これは
正方向ならUP、負方向ならDOWNのパルスを出
力し、これはオア回路１４ａ又は１４ｂを介しサ
ーボ回路１３へ与えられ、サーボ回路１３はこれ
を応じて動作軸のモータを制御し、アーム４を回
転（θ方向）、前後動（γ方向）、上下動（Ｚ方
向）に駆動し、ハンド６を指令軌跡に沿つて移動
せしめ、ハンド６に把持された丸棒７を部材８の
穴９に位置決めする。この時、ハンド６には外部
から何等力を付与されていないので、第３図Ａの
如く力制御部１１からは指令出力パルスが生じな
い。従つて、ロボツト（移動体）は位置制御のみ
行なわれる。

次に、第４図Ａの如く、丸棒７が部材８の穴９
に係合しつつある時に、即ち、θ方向（θDOWN
方向）、Ｚ方向に駆動されている時に丸棒７の先
端が穴９のテーパ面１０に接触したする。この
時、未だプログラムされたθ方向の指令位置に達
していないとすると、第４図Ｂの如くアーム４の
みθ方向に移動し、丸棒７は穴９のテーパ面１０
により拘束されθ方向に移動しない。これはロボ
ツト制御系又は機械系の偏差又は部材の位置精度
によつて生ずる。第４図Ｂの動作によつて力セン
サ５が歪み、力センサ５の歪ゲージ５５ａ〜５５
ｄ、５６ａ，５６ｂが歪み、力センサ５から検出
モーメントMa〜Mfが出力される。これは力制御
部１１に入力される。

力制御部１１は、次の様にして力センサのモー
メントMa〜Mfからハンド６ゐ加わる座標系の
力、モーメントを算出する。

前述の検出モーメントMa〜Mfは、 Ma＝Mx＋aFz＋lFy Mb＝My−aFz−lFx Mc＝Mx−aFz＋lFy Md＝My＋aFz−lFx Me＝−nFx Mf＝mFy (1) ただしFx、Fy、Fzはロボツトハンド６先端に加
わるＸ、Ｙ、Ｚ方向の力：Mx、Myはロボツト
ハンド６先端にかかるＸ、Ｙ方向のモーメント：
ｌは十字バネ５３中心とハンド６先端の距離：
ｎ、ｍはＸ、Ｙ方向に動く平行バネ５１，５２の
新と検出器（歪ゲージ）の距離（第２図参照）：
ａは十字バネ５３中心と検出器の距離（第２図参
照）である。

第(1)式を変形してFx、Fy、Fz、Mx、Myを求
めると、 となり、検出器（歪ゲージ）の出力を用いてハン
ド６先端における各方向の力およびモーメントを
すべて算出することができる。

この(2)式は直交座標系であるので、第１図の円
筒座標系ロボツトに適用するには、直交円筒座標
変換を行なつて、γ、θ、Ｚ方向の力Fγ、Fθ、
Fzを求める。

これにより、例えば第３図Ｂに示す如くθ方向
に戻す力Fθが検出されれば、力Fθの大きさに応
じた周波数の指令パルスCPがUP方向（第３図Ａ
では位置制御部１２の指令パルスPPにより
DOWN方向に移動しているので）パルスとして
オア回路１４ａに与えられ、サーボ回路１３に
UP方向の指令を与える。これにより第４図Ｃの
如く、アーム４はθ方向のUP方向に強制的に力
が付与され、丸棒７とテーパ面１０の接触力が解
除される様に動作する。即ち、サーボ回路１３で
は位置制御回路１２からのDOWNパルスPPから
力制御部１１からのUPパルスCPを差引いた分
UP方向へアーム４を駆動する様θ軸モータを制
御する。

この様にして、位置制御では不可能な力の制御
を行なうことにより、穴９の左側面に沿つて丸棒
７を円滑に挿入することができる。即ち、穴９の
左側面に所定の接触力を付与して丸棒７を挿入で
きるのでハメ合せ公差がわずかでも正しく位置合
せ動作ができる。

このことは前述のハメ合せ動作に限らず、部材
８の壁面に物品７を嵌合せしめる時にも部材８と
物品７とを製品を傷つけない程度の接触力で位置
制御できるので、密着に近い嵌合が可能となる。

第５図は本発明によるサーボ制御系ブロツク図
であり、図中の各記号を示すものは次の如くであ
る。

Ap：パワーアンプのオープンループゲイン Ｒ：動作軸駆動モータの端子間抵抗 Ｌ：動作軸駆動モータの端子間インダクタンス Bl：動作軸駆動モータの端子間力定数 Ｍ：可動部質量 Ｄ：可動部の粘性制動係数 k₁、k₂、k₃：フイードバツクゲイン Ｓ：ラプラス演算子 ｉ：電流 X〓：速度 Ｘ：実変位 Ｖ：変位指令値（目標位置までの変位） Ｐ：力センサからの値 ここで、Ｇは本発明によつて新たに加えられた
変位指令値と力センサからの信号を加算（合成）
する回路である。

第５図において、オープンループゲインAp≒
∞、Ｌ／Ｒ＜＜１とすると、近似的な伝達函数
は、次式で示される。

Ｘ(s)＝Bl（Ｖ(s)＋(s)）／Ms²＋（Blk₂／k₁＋Ｄ）ｓ＋
Blk₃／k₁ ……(3) 従つて、変位は、変位指令値（Ｖ(s)）と力セン
サの値てある力指令値（Ｐ(s)）の両方によつて制
御されることになる。尚、第(3)式は１軸分を示
し、力指令値Ｐ(S)は、例えばＺ軸の場合には、Ｐ
(S)はＺ軸方向の力の指令値であり、第(2)式のＺ方
向の力Fzに対応する。

この様な力制御は力センサの出力を位置制御部
へフイードバツクし、変位指令を変更して行なう
こともできるが、係る方式では、変位指令を変更
する必要があり、このための時間分応答が遅れ、
不要な力が長く付与されるので、本発明では変位
指令（移動指令）は変更せずに、単純に変位指令
に力センサの出力である力指令を合成することに
より、平行制御する様にしている。同様に、本発
明は位置制御系に何ら影響なく、力制御を付加で
きるという利点も生じている。

第６図は本発明の一実施例構成図であり、力制
御部１１の詳細図である。図中、１１０はＤ／Ａ
（デジタル／アナログ）コンバータであり、位置
制御部１２のプロセツサ（CPU）より設定され
る不感帯幅データをアナログ量に変換するもの、
１１１は反転アンプであり、Ｄ／Ａコンバータ１
１０のアナログ量を反転するもの、１１２，１１
３は加算アンプであり、各々アナログ量と力制御
出力Fθとを加算、減算するもの、１１４，１１
５はＶ／Ｆ（電圧／周波数）コンバータであり、
各々加算アンプ１１２，１１３の電圧出力を周波
数に変換するものである。

次にこの構成の動作について説明すると、力制
御出力FθをそのままＶ／Ｆコンバータで周波数
に変換すると第７図Ａの如く接触力（力制御出力
Fθ）と出力パルス列の周波数の関係となる。従
つて、この場合接触力はほぼ零に収束する様制御
される。

このためロボツトが動作した時のハンドの振動
によつて力センサから出力が生じる時も力制御が
行なわれてしまうし、また微小力で接触した状態
でロボツトは停止してしまうことがあり、実際の
組立作業では不都合な面がある。

この構成ではＶ／Ｆ変換に対し、１１０〜１１
３の構成によつて不感帯を付与している。即ち、
Fθが正とすると、加算アンプ１１２で（Fθ−不
感帯量）の加算が行なわれ、その出力がＶ／Ｆコ
ンバータ１１４に入力され、Fθが負とすると加
算アンプ１１３で（Fθ＋不感帯量）の加算が行
なわれ、その出力がＶ／Ｆコンバータ１１５に入
力される。従つて、第７図Ｂの如く接触力と出力
周波数の関係となる。即ち、接触力が所定の不感
帯範囲では出力パルス（力指令）が生じない様に
し、移動時の振動によつて、力制御が働くことを
禁止するとともに、ロボツトが停止した場合ひは
所定の付与力（最低接触力）を付与することがで
きる。従つて、不感値量は移動時の力センサがう
ける力より大とする必要がある。この不感帯幅は
指令により可変にでき不感帯値は付与力になるの
で、組立て作業の内容、対象部材に応じた所定の
付与力を容易に付与することができる。このた
め、柔軟性のある力制御が実現できる。

第８図は本発明の別の実施例構成図であり、ロ
ボツトとして直交座標Ｘ、Ｙ、Z3軸と回転座標
α、β、γの３軸の６軸のものを示し、磁気デイ
スクをスピンドルに挿入する作業の例を示してい
る。

図中、２１はＸ軸駆動部であり、図示しないＸ
軸モータと、Ｘ軸ガイド２１ａ，２１ｂと送りネ
ジ２１ｃを有し、後述するＺ軸駆動部をＸ軸方向
に送りネジ２１ｃの回転で駆動するもの、２２は
Ｚ軸駆動部であり、Ｘ軸駆動部２１によつてＸ軸
方向に駆動され、且つ後述するＹ軸駆動部をＺ軸
方向に駆動するもの、２３はＹ軸駆動部であり、
Ｚ軸駆動部２２にＺ軸方向に駆動され、後述する
アームをＹ軸方向に駆動するもの、２４はアーム
であり、Ｙ軸駆動部２３によつてＹ軸方向に駆動
されるものであり、座標系としてみるとＸ軸駆動
部２１によつてＸ軸方向に、Ｚ軸駆動部２２によ
つてＺ軸方向に駆動され、結局直交３軸制御され
るもの、２５はハンド駆動部であり、ハンドを
α、β、γ軸に回転駆動するものであり、α軸、
β軸、駆動部２５ａと、γ軸駆動部２５ｃと、連
結金具２５ｂとを有するものであり、後述するも
の、２６は前述の力センサ（第２図の５）であ
り、２７は真空吸着ハンドであり、２８は磁気デ
イスクであり、真空吸着ハンド２７は磁気デイス
ク２８を真空吸着する。２９はスピンドル装置で
あり、スピンドル本体２９ａとベース２９ｂを有
するものである。

前述のハンド駆動部２５は第９図の如く構成さ
れ、α軸駆動モータ２５ｄと、α軸駆動モータ２
５ｄに回転され、β軸の軸及びβ軸モータ２５ｆ
を支持する連結部材２５ｅとでα、β軸駆動部２
５ａが構成され、連結金具２５ｂは連結部材２５
ｅのβ軸に支持され、β軸方向に回転され、且つ
γ軸とγ軸モータ２５ｇを支持し、γ軸モータ２
５ｇは部材２５ｈとともにγ軸駆動部２５ｃを構
成している。

従つて、真空吸着ハンド２７はこれら各軸の駆
動部２５ａ，２５ｃによりα、β、γ軸に回転さ
れる。

第８図の例では磁気デイスク２８の軸をスピン
ドル２９ａの穴に挿入するものであり、ハメ合せ
公差として10ミクロン程度の高精度が要求される
ものである。

第１０図は第８図構成のロボツトの制御ブロツ
ク図であり、図中、第８図と同一のものは同一の
記号を示してあり、１１は前述の力制御部であ
り、前述の力センサ２６の検出モーメントMa〜
Mfから前述の第(2)式により力制御信号Fx、Fy、
Fzをアナログ演算し、これをＶ／Ｆ変換して力
制御パルス列XCP、YCP、ZCPを出力するもの
であり、アナログ演算回路とＶ／Ｆコンバータを
有するもの、１２は位置制御部であり、プロセツ
サがメモリに格納された軌跡指令から各軸（Ｘ、
Ｙ、Ｚ、α、β、γ）の変位を演算し、変位指令
パルス列XPP、YPP、ZPP、αPP、βPP、γPP
を出力するもの１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚ，１３
α，１３β，１３γは各々Ｘ、Ｙ、Ｚ、α、β、
γ軸のサーボ回路であり、各動作軸のモータを駆
動するもの、１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚは各々Ｘ、
Ｙ、Ｚ軸のオア回路であり、第３図で説明した様
に各々UP用、DOWN用の両方のオア回路を有す
るものである。

次に、第１０図実施例構成の動作について説明
する。

位置制御部１２では、プロセツサがメモリに格
納された軌跡指令を読出し、各軸の変位量ΔX、
ΔY、ΔZ、Δα、Δβ、Δγを算出し、パルス発生器
より対応する指令パルスXPP、YPP、ZPP、
αPP、βPP、γPPを出力する。指令パルスαPP、
βPP、γPPはα、β、γ軸サーボ回路１３α，１
３β，１３γに入力され、ハンド駆動部２５の
α、β、γ軸モータ２５ｄ，２５ｆ，２５ｇ（第
９図）を駆動し、同様に指令パルスXPP、YPP、
ZPPは各々オア回路１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚを介
し、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸サーボ回路１３Ｘ，１３Ｙ，１
３Ｚに入力され、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸駆動部２１，
２２，２３のモータを駆動する。これによつてハ
ンド２７が指令軌跡に沿つて位置制御され、目標
位置まで磁気デイスク２８を移動させる。この状
態では磁気デイスク２８は何等外力を付与されて
いないので、力制御部１１から出力が生じないか
ら、位置制御のみが行なわれる。

一方、磁気デイスク２８とスピンドル２９のハ
メ合い作業のための位置制御が行なわれ、磁気デ
イスク２８とスピンドル２９とが接触すると、力
センサ２６がこの接触力を検出し、検出モーメン
トMa〜Mfとして力制御部１１へ与える。力制御
部１１はこれによりＸ、Ｙ、Ｚ軸の力成分Fx、
Fy、Fzを算出し、対応する力指令パルスXCP、
YCP、ZCPを出力する。これはオア回路１４Ｘ，
１４Ｙ，１４Ｚに与えられ、更にサーボ回路１３
Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚに入力する。これによつてサ
ーボ回路１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚは力センサ２６
の出力が零又は一定値になる様に各軸モータを制
御して接触力を調整しつつ位置制御を行なう。

この様にして、力制御と位置制御が並行に行な
われ、接触力が一定又は零の位置合せ動作が実行
される。

第１０図においても、力制御部１１に第６図及
び第７図で説明した不感帯の構成が設けられ、接
触力を一定に制御する様にしている。

前述の説明では、力制御をＸ、Ｙ、Ｚ軸側のア
ーム動作軸に帯して行なつており、これにより広
い範囲で接触力を可変できる様にしているが、力
制御をα、β、γ軸側のハンド動作軸に施しても
よく、この場合、オア回路１４Ｘ，１４Ｙ，１４
Ｚはα、β、γ軸のサーボ回路１３α，１３β，
１３γに対し設け、力制御部１１の指令パルス列
XCP、YCP、ZCPをサーボ回路１３α，１３β，
１３γに与える様構成すればよい。また、ロボツ
トの作業としてはハメ合せに限らず、位置合せ、
嵌入、ネジ込み等のものにも適用できる。更に、
オア回路１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚの代りに加算回
路又はオペアンプ等を用い、パルス列によらず、
デジタル指令値又はアナログ電流値を変位、力指
令としてもよい。

以上本発明を一実施例により説明したが、本発
明は主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明
からこれらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、次の効果
を奏する。

移動指令と力移動指令との和又は差をとり、
合成移動指令をサーボ制御手段に出力する合成
手段を設けているので、外力が加えられない状
態では、移動指令が合成移動指令となつて移動
制御が行われ、一方、外力が加えられると力移
動指令と移動指令との合成が合成移動指令とな
るから、従来技術の力制御への切換え動作を必
要としないため、動作が不連続とならず、ステ
ツプ状の過渡応答を生じることなく、振動を防
止し、収束を早めて、力制御に円滑に且つ自律
的に移行できる。

又、従来技術のように、位置制御部において
力センサの出力により移動指令を演算し直す必
要がないため、物体の接触後高速に力制御に移
行でき、切換えの遅れにより部材を傷つけた
り、破壊することなく力制御が実行できる。

更に、外力検出手段は、外力の大きさに応じ
た力移動指令を発するので、一般に部材との接
触の際に徐々に外力が大となるので、力制御に
徐々に移行でき、柔軟性のある力制御が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられるロボツトの一実施
例構成図、第２図は第１図構成における力センサ
の一実施例構成図、第３図は本発明の一実施例基
本構成図、第４図は本発明による動作説明図、第
５図は本発明による位置、力制御混在の制御系ブ
ロツク図、第６図は本発明の一実施例ブロツク
図、第７図は第６図構成の特性図、第８図は本発
明に用いられるロボツトの他の実施例構成図、第
９図は第８図実施例構成のハンド駆動部の詳細構
成図、第１０図は本発明の他の実施例ブロツク図
である。 図中、１，２，３，２１，２２，２３……駆動
機構、４，２４……アーム（移動体）、５，２６
……力センサ（検出手段）、６，２７……ハンド
（移動体）、１１……力制御部、１２……位置制御
部、１３，１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚ，１３α，１
３β，１３γ……サーボ回路（駆動回路）、１４
ａ，１４ｂ，１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ……オア回
路、７，２８……物品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動体を駆動する駆動手段と、 位置情報として該移動体の目標移動指令を与え
   る制御手段と、 該目標移動指令に従つて該駆動手段をサーボ制
   御するサーボ制御手段とを備える移動体制御装置
   において、 該移動体に作用する外力を検出し、その外力の
   大きさに応じた力移動指令を出力する外力検出手
   段と、 該制御手段の目標移動指令と該力移動移動指令
   との和又は差をとり、合成移動指令を該サーボ制
   御手段に与える合成手段とを備えたことを 特徴とする移動体制御装置。