JPH05169381A

JPH05169381A - 力制御型ロボット装置及びその制御方法

Info

Publication number: JPH05169381A
Application number: JP33372391A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Nakada; 康之中田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 1993-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は力制御型ロボット装置に関し、被作
業対象となる第１の物体を第２の物体に移動して作業を
する場合に、該第１の物体の到達状態を接触感知の有無
にのみ依存することなく、その接触位置を自動的に検出
し、該接触位置を基準にしてその移動制御をすること、
及び、それ等の所定形状を維持することを目的とする。【構成】被作業対象１５となる第１の物体15Ａと第２
の物体15Ｂとの接触状態を取得する状態取得手段１１
と、前記被作業対象１５の形状データＤ１を記憶する記
憶手段１２と、前記形状データＤ１に基づき、第１の物
体15Ａと第２の物体15Ｂとを所定位置において各種作業
をする作業手段１３と、前記状態取得手段１１，記憶手
段１２及び作業手段１３の入出力を制御する制御手段１
４とを具備することを含み構成し、前記状態取得手段１
１が作業手段１３の一部に設けられ、前記状態取得手段
１１が、少なくとも、位置検出手段11Ａと力検出手段11
Ｂから成ることを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔目次〕産業上の利用分野従来の技術（図10）発明が解決しようとする課題（図11）課題を解決するための手段（図１，２）作用実施例（１）第１の実施例の説明（図３〜６）（２）第２の実施例の説明（図７）（３）第３の実施例の説明（図８）（４）第４の実施例の説明（図９）発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、力制御型ロボット装置
及びその制御方法に関するものであり、更に詳しく言え
ば、力感覚を有するロボットであって、それが把握する
部材の接触位置を検出する機能を備えた装置及びその制
御方法に関するものである。

【０００３】近年、部品，素材間の組立作業、ハメ合い
作業を自動的に行う自動加工機等において、両部材間で
接触力が発生する作業に対し、力感覚を有するロボット
が開発され、そのロボット制御方法が提案されている。

【０００４】これによれば、該ロボット装置のハンド部
に把持された第１の部材を空中移動させるフィードバッ
ク制御ループの終了判断は、第１の部材が第２の部材に
到達した際の接触感知の有無に基づいて行っている。

【０００５】このため、凹部に面取り部分を有する第２
の部材に第１の部材を嵌め込む組立て作業等を行うよう
な場合に、制御系においてその接触位置が認識できない
ため、その組立作業やハメ合い作業の際に第１の部材や
ロボットアーム等を損壊する恐れがある。

【０００６】そこで、第１の部材を第２の部材に嵌め込
むような組立て作業の場合に、該第１の部材の到達状態
を接触位置として自動的に検出し、該接触位置を基準に
してその移動制御をすること、及び、その所定形状を維
持することができる装置及び方法が望まれている。

【０００７】

【従来の技術】図10，11は、従来例に係る説明図であ
る。図10（ａ），（ｂ）は、従来例に係る力制御型ロボ
ット装置の説明図であり、図10（ａ）は、その概念図，
図10（ｂ）は、その主要部の構成図をそれぞれ示してい
る。

【０００８】例えば、第１の部材（以下第１の物体とも
いう）15Ａを把持して、作業台に固定された第２の部材
（以下第２の物体ともいう）15Ｂにそれを移動し、該部
材15Ｂに開孔された凹部に、それを嵌め込む力制御型ロ
ボット装置は、図10（ａ）において、先端作業部１，ハ
ンド部２，ロボットアーム３及びロボット制御装置４か
ら成る。また、先端作業部１には位置検出部１Ａや力覚
センサ１Ｂが取付けられている。

【０００９】なお、ロボット制御装置４は図10（ｂ）に
示すように、位置制御部４Ａ，力制御部４Ｂ，操作部４
Ｂ及び制御指令生成部４Ｄから成る。当該装置の機能
は、例えば、第１の部材15Ａを第２の部材15Ｂの凹部に
嵌め込む場合（ハメアイ作業）に、先端作業部１に設け
られたハンド部２に把持された第１の部材15Ａと作業台
上に固定されている第２の部材15Ｂとが接触するまでの
間、フィードバック制御ループに従って、操作部４Ｂを
介してロボットアーム３が駆動される。

【００１０】この際に、制御指令生成部４Ｄで生成され
た目標位置に従って、ハンド部２に把持された第１の部
材15Ａが空中を移動する。また、第１の部材15Ａが第２
の部材15Ｂに接触すると、それがタッチセンサ等により
感知される。ここでは、第１の部材15Ａが第２の部材15
Ｂに接触したか否かを判定するのみである。

【００１１】その後、該部材15Ａ，部材15Ｂ間の接触力
がフィードバック制御ループに従って、ロボットアーム
３が駆動される。この際に、制御指令生成部４Ｄで生成
された目標力Ｆｒに一致するように力制御を行なわれ、
また、先端作業部１の位置検出部１Ａや力覚センサ１Ｂ
により、第１の部材15Ａと第２の部材15Ｂとの接触力が
検出される。

【００１２】これにより、第１の部材15Ａと第２の部材
15Ｂとのハメ合い作業を行うことができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来例によれ
ば、ハンド部２に把持された第１の部材15Ａを空中移動
させるフィードバック制御ループの終了は、第１の部材
15Ａが第２の部材15Ｂに到達した際の接触感知の有無に
基づいて行っている。

【００１４】このため、図11（ａ）に示すような凹部に
面取り部分を有する第２の部材15Ｂに、第１の部材15Ａ
を嵌め込む組立て作業を行わせるような場合に、第１の
部材15Ａ，或いは先端作業部１，ハンド部２やロボット
アーム３を損壊することがある。

【００１５】これは、図11（ａ）のように第１の部材15
Ａと第２の部材15Ｂとの接触点Ａが該部材15Ａの面取り
の範囲内にあれば、ｘ方向の接触力をゼロとするように
操作部４Ｃを介してロボットアーム３を制御し、該部材
15Ａを−ｙ方向に押し込むことによって、第１の部材15
Ａを第２の部材15Ｂの凹部に再現性良く嵌め込むことが
できる。

【００１６】しかし、図11（ｂ），（ｃ）のようにハン
ド部２に把持された第１の部材15Ａが第２の部材15Ｂに
到達した点，すなわち、接触点Ｂ，Ｃが第２の部材15Ｂ
の凹部から外れ、その面取りの範囲から外れた場合に、
無理に第１の部材15Ａを第２の部材15Ｂの凹部に押し込
むと過大な力が加わり、第１の部材15Ａやロボットアー
ム３等を損壊する恐れがある。また、制御エラーを発生
し易い。

【００１７】このことで、図11（ｂ），（ｃ）の状態で
は、第１の部材15Ａが到達した接触位置を何らかの方法
で検出し、該接触点Ｂ，Ｃから第２の部材15Ｂの凹部の
面取りの範囲にそれを移動させなければならない。

【００１８】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、被作業対象となる第１の物体を第
２の物体に移動して作業をする場合に、該第１の物体の
到達状態を接触感知の有無にのみ依存することなく、そ
の接触位置を自動的に検出し、該接触位置を基準にして
その移動制御をすること、及び、それ等の所定形状を維
持することが可能となる力制御型ロボット装置及びその
制御方法の提供を目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係る力
制御型ロボット装置の原理図であり、図２（ａ）〜
（ｃ）は、本発明に係る力制御型ロボットの制御方法の
原理図をそれぞれ示している。

【００２０】本発明の力制御型ロボット装置は、図１に
示すように、被作業対象１５となる第１の物体15Ａと第
２の物体15Ｂとの接触状態を取得する状態取得手段１１
と、前記被作業対象１５の形状データＤ１を記憶する記
憶手段１２と、前記形状データＤ１に基づき、第１の物
体15Ａと第２の物体15Ｂとの所定位置において各種作業
をする作業手段１３と、前記状態取得手段１１，記憶手
段１２及び作業手段１３の入出力を制御する制御手段１
４とを具備することを特徴とする。

【００２１】なお、前記力制御型ロボット装置におい
て、前記状態取得手段１１が作業手段１３の一部に設け
られ、前記状態取得手段１１が、少なくとも、前記作業
手段１３の位置，姿勢を検出する位置検出手段11Ａと、
前記第２の物体15Ｂからの反力Ｆ_Oを検出する力検出手
段11Ｂから成ることを特徴とする。

【００２２】また、前記力制御型ロボット装置におい
て、前記制御手段１４に第１の物体15Ａと第２の物体15
Ｂとの接触位置を検出する接触位置検出部14Ａが設けら
れることを特徴とする。

【００２３】さらに、本発明の力制御型ロボット装置の
制御方法は、図２（ｃ）のフローチャートに示すよう
に、ステップＰ１で予め、被作業対象１５の形状データ
Ｄ１の記憶処理をし、次いで、ステップＰ２で前記形状
データＤ１と移動データＤ２とに基づき被作業対象１５
となる第１の物体15Ａと第２の物体15Ｂとの接触位置の
取得処理をし、その後、ステップＰ３で前記第１の物体
15Ａと第２の物体15Ｂとの各種係合処理をすることを特
徴とする。

【００２４】なお、前記力制御型ロボット装置の制御方
法において、前記接触位置の取得処理は、少なくとも、
ステップP2Ａで前記第１の物体15Ａを把持した作業手段
１３を目標位置に移動する移動処理をし、その後、ステ
ップP2Ｂで前記第２の物体15Ｂからの反力Ｆｏの検出に
基づいて接触状態を取得することを特徴とする。

【００２５】また、前記力制御型ロボット装置の制御方
法において、前記被作業対象１５の形状データＤ１は、
少なくとも、第１の物体15Ａに係わり任意形状，多面体
形状，先端球形状及び円筒形状を持つものであることを
特徴とし、上記目的を達成する。

【００２６】

【作用】本発明の力制御型ロボット装置によれば、図１
に示すように状態取得手段１１，記憶手段１２，作業手
段１３及び制御手段１４が具備され、位置検出手段11Ａ
と力検出手段11Ｂから成る状態取得手段１１が作業手段
１３の一部に設けられ、該制御手段１４に接触位置検出
手段14Ａが設けられている。

【００２７】例えば、被作業対象１５となる第１の物体
15Ａと第２の物体15Ｂとの接触状態が制御手段１４を介
して状態取得手段１１により取得される。この際に、作
業手段１３の位置，姿勢が位置検出手段11Ａにより検出
され、第２の物体15Ｂからの反力Ｆ_Oが力検出手段11Ｂ
により検出される。

【００２８】これにより、制御手段１４に設けられた接
触位置検出部14Ａと記憶手段１２から読み出された被作
業対象１５の形状データＤ１に基づいて、第１の物体15
Ａと第２の物体15Ｂとの接触位置が自動検出される。そ
の後、所定位置において、第１の物体15Ａと第２の物体
15Ｂとが作業手段１３により、例えば、嵌め込み，組立
て作業等が実行される。

【００２９】このため、従来例のような凹部に面取り部
分を有する第２の部材15Ｂに、第１の物体15Ａを嵌め込
む組立て作業を行わせようとする場合であっても、該第
１の物体の到達状態を接触感知の有無にのみ依存するこ
となく、その接触位置を自動的に検出することが可能と
なる。

【００３０】これにより、該接触位置を基準にして第１
の物体15Ａを把持した作業手段１３の駆動制御を正確に
実行することが可能となる。さらに、本発明の力制御型
ロボット装置の制御方法によれば、図２（ｃ）のフロー
チャートに示すように、ステップＰ２で予め記憶された
被作業対象１５の形状データＤ１とその移動データＤ２
とに基づき、第１の物体15Ａと第２の物体15Ｂとの接触
位置の取得処理をしている。

【００３１】例えば、任意形状，多面体形状，先端球形
状及び円筒形状を持つ第１の物体15Ａに係る形状データ
Ｄ１とその移動データＤ２とに基づき、ステップP2Ａで
第１の物体15Ａを把持した作業手段１３を目標位置に移
動する移動処理をし、その後、ステップP2Ｂで第２の物
体15Ｂからの反力Ｆｏの検出に基づいて接触状態が取得
される。

【００３２】このため、第１の物体15Ａを第２の物体15
Ｂに移動して作業をする場合，例えば、従来例のような
面取りされた凹部を有する第２の物体15Ｂに第１の物体
15Ａを嵌め込む場合であっても、作業手段１３に把持さ
れた第１の物体15Ａが第２の物体15Ｂに到達した点，す
なわち、接触点が第２の物体15Ｂの凹部から外れ、その
面取りの範囲から外れた場合であっても、第１の物体15
Ａが到達した接触位置を制御手段１４において自動認識
することが可能となる。

【００３３】このことから、該接触位置を基準にして第
２の物体15Ｂの凹部の面取りの範囲に移動制御をするこ
とで、ステップＰ３で無理に第１の物体15Ａを第２の物
体15Ｂの凹部に押し込むことが無くなり、それに過大な
力を加えることも無くなる。また、制御エラーを頻繁に
発生することも無くなる。

【００３４】これにより、第１の物体15Ａを第２の物体
15Ｂに移動して、正確かつ再現性良く作業をすること、
及び、第１の物体15Ａや状態取得手段１１及び作業手段
１３を所定形状に維持することが可能となる。

【００３５】

【実施例】次に、図を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明をする。図３〜９は、本発明の実施例に係る力
制御型ロボット装置及びその制御方法を説明する図であ
る。

【００３６】（１）第１の実施例の説明図３は、本発明の各実施例に係る力制御型ロボット装置
の全体構成図であり、図４はその補足説明図である。ま
た、図５は、本発明の第１の実施例に係る力制御型ロボ
ット装置の制御フローチャートであり、図６はその補足
説明図をそれぞれ示している。

【００３７】例えば、第１の物体15Ａの一例となる第１
の部材を把持して、作業台に固定された第２の物体15Ｂ
の一例となる第２の部材にそれを移動し、該部材15Ｂに
開孔された凹部に、それを嵌め込む力制御型ロボット装
置は、図３において、先端作業部２１，把持部材形状記
憶部２２，ロボットアーム２３及びロボット制御装置２
４から成る。

【００３８】すなわち、先端作業部２１は状態取得手段
１１の一実施例を構成するものであり、被作業対象１５
となる第１の部材15Ａと第２の部材15Ｂとの接触状態を
取得したり、該第１の部材15Ａを把持するハンド21Ｃを
備えている。なお、先端作業部２１がロボットアーム２
３の先端の一部に設けられ、該先端作業部２１に位置検
出部21Ａと力覚センサ21Ｂ等が設けられる。

【００３９】例えば、位置検出部21Ａは位置検出手段11
Ａの一例であり、不図示のカウンタ及びエンコーダ，タ
コメータ等から成る。その機能は、ロボットアーム２３
の位置や姿勢を検出したり、把持中心の位置を検出し
て、例えば、その先端作業部２１の接触位置Ｘｏに係る
位置検出信号をロボット制御装置２４の座標変換部24Ｈ
を介して位置制御部24Ａに出力するものである。

【００４０】力覚センサ21Ｂは力検出手段11Ｂの一部を
構成するものであり、第２の部材15Ｂからの反力Ｆ_Oを
検出し、例えば、力Ｆｏに係る力検出信号をロボット制
御装置２４の力制御部24Ｂに出力するものである。な
お、力検出手段11Ｂには不図示の座標変換部が設けら
れ、その機能はハンド部座標系をロボット基準座標系に
変換するものである。

【００４１】把持部材形状記憶部２２は記憶手段１２の
一実施例であり、第１の部材15Ａの形状データＤ１を記
憶するものである。該形状データＤ１は、図６〜９に示
すような任意形状，多面体形状，先端球形状及び円筒形
状を持つ第１の部材15Ａに係る内容である。また、該記
憶部２２にはＲＡＭ（随時書込み読出し可能メモリ）等
を用いる。

【００４２】ロボットアーム２３は作業手段１３の一実
施例であり、形状データＤ１と移動データＤ２に基づ
き、第１の部材15Ａと第２の部材15Ｂとを所定位置にお
いて、例えば、嵌め合い作業や組立作業等をするもので
ある。

【００４３】ロボット制御装置２４は制御手段１４の一
実施例であり、先端作業部２１，把持部材形状記憶部２
２及びロボットアーム２３の入出力を制御するものであ
る。例えば、該制御装置２４は位置制御部24Ａ，力制御
部24Ｂ，法線ベクトル算出部24Ｃ，接触位置検出部24
Ｄ，操作部24Ｅ，制御指令生成部24Ｆ，座標変換部24
Ｇ，24Ｈ，逆ヤコビ変換部24Ｉ及び加算部24Ｊから成
る。

【００４４】すなわち、位置制御部24Ａは不図示の転置
直交変換行列（Ｒ^T）演算部，選択行列（Ｉ−Ｓｒ）演
算部，直交行列（Ｒ）演算部，位置フィードバックゲイ
ン（ｃ_P）演算部から成る。その機能は、位置検出部21
Ａから出力された位置Ｘｏや制御指令生成部24Ｆから指
定された目標位置Ｘｒ及び位置パラメータに基づいて速
度指令信号Ｖ_Pを発生するものである。

【００４５】また、力制御部24Ｂは不図示の転置直交変
換行列（Ｒ^T）演算部，選択行列（Ｓ_f）演算部，直交
行列（Ｒ）演算部，力フィードバックゲイン（ｃ_f）演
算部から成る。その機能は、力覚センサ21Ｂから出力さ
れた力Ｆｏや外部から指定された設定力（力指令Ｆｒ）
及び力制御パラメータに基づいて力制御方向に係る速度
指令信号Ｖ_fを発生するものである。

【００４６】法線ベクトル算出部24Ｃは第１の部材15Ａ
と第２の部材15Ｂとの接触点の法線ベクトルを算出する
ものである。すなわち、法線ベクトル算出部24Ｃは、力
覚センサ21Ｂで検出された力Ｆｏに基づいて、第１の部
材15Ａと第２の部材15Ｂとの接触点における法線ベクト
ルｎを次のような算出処理をする。

【００４７】例えば、第１の部材15Ａを介してハンド21
Ｃが第２の部材15Ｂから受ける反力Ｆｏと力覚センサ座
標系Ｏ−Ｘ，Ｙ，Ｚとの関係を示した図４（ａ）におい
て、接触力Ｆｏを基準座標系で表わすものとすれば、該
接触力Ｆｏはベクトル量で表され、その座標軸Ｘ、Ｙ、
Ｚ方向に対応した分力ｆ_X，ｆ_Y，ｆ_Zで表される。ま
た、第２の部材15Ｂからの反力Ｆｏをベクトル表示する
と、（１）式，すなわち、Ｆｏ＝（ｆ_X，ｆ_Y，ｆ_Z）^T……（１）となる。さらに、基準座標系で表した単位法線ベクトル
ｎは、図４（ｂ）に示すように反力Ｆｏと逆向きのベク
トルとなり、その成分表示をすると、（２）式，すなわ
ち、

【００４８】

【数１】

【００４９】となる。但し、｜Ｆｏ｜はベクトルの大き
さである。また、接触位置検出部24Ｄは接触位置検出部
14Ａの一実施例であり、第１の部材15Ａと第２の部材15
Ｂとの接触位置を検出するものである。操作部24Ｅは不
図示のサーボモータ，パワーアンプ，Ｄ／Ａコンバー
タ，補償器等から成り、ロボットアーム２３の出力制御
をするものである。

【００５０】制御指令生成部24Ｆは力指令Ｆｒの発生，
力制御パラメータの転送，位置指令Ｘｒの発生，位置制
御パラメータの転送及び法線単位ベクトル算出部及び把
持部材形状記憶部２２の各種制御信号等の発生をするも
のであり、接触位置に基づいて動作指令を生成する。な
お、制御指令生成部24Ｆには、オペレータによりロボッ
ト作業のための動作手順等のパラメータが設定される。

【００５１】また、座標変換部24Ｇは第１の部材15Ａと
第２の部材15Ｂとの接触位置に係る位置ベクトルＰｃを
基準座標系の位置ベクトルＰｃ＋Ｐｈに座標変換をする
ものであり、座標変換部ｆ（θ）24Ｈはマニプレータの
関節角θをロボット基準座標系に変換するものである。

【００５２】なお、加算部24Ｊは位置制御部24Ａ及び力
制御部24Ｂから出力された速度Ｖ_P，Ｖ_o，Ｖ_fについ
て加算をするものであり、逆ヤコビ変換部24Ｉは加算さ
れた速度Ｖ_Kをロボットアーム２３の関節の角速度ω＝
ｄθ／ｄｔに変換するものである。

【００５３】このようにして、本発明の各実施例に係る
力制御型ロボット装置によれば、図３に示すように先端
作業部２１，把持部材形状記憶部２２，ロボットアーム
２３及びロボット制御装置２４が具備され、位置検出部
21Ａと力覚センサ21Ｂから成る先端作業部２１がロボッ
トアーム２３の一部に設けられ、該ロボット制御装置２
４に接触位置検出部24Ｄが設けられている。

【００５４】例えば、把持部材となる第１の部材15Ａと
固定部材となる第２の部材15Ｂとの接触状態がロボット
制御装置２４を介して先端作業部２１により取得され
る。この際に、ロボットアーム２３の位置，姿勢が位置
検出部21Ａにより検出され、第２の部材15Ｂからの反力
Ｆ_Oが力覚センサ21Ｂにより検出される。

【００５５】これにより、ロボット制御装置２４に設け
られた接触位置検出部24Ｄと把持部材形状記憶部２２か
ら読み出された第１の部材15Ｂの形状データＤ１に基づ
いて、第１の部材15Ａと第２の部材15Ｂとの接触位置が
自動検出される。その後、所定位置において、第１の部
材15Ａと第２の部材15Ｂとがロボットアーム２３によ
り、例えば、嵌め込み，組立て作業等が実行される。

【００５６】このため、従来例のような凹部に面取り部
分を有する第２の部材15Ｂに、第１の部材15Ａを嵌め込
む組立て作業を行わせようとする場合であっても、該第
１の部材の到達状態を接触感知の有無にのみ依存するこ
となく、その接触位置を自動的に検出することが可能と
なる。

【００５７】これにより、該接触位置を基準にして第１
の部材15Ａを把持したロボットアーム２３の駆動制御を
正確に実行することが可能となる。次に、本発明の各実
施例に係る力制御型ロボット装置の制御方法について、
当該装置の動作を補足しながら説明をする。

【００５８】図５は、本発明の第１の実施例に係る力制
御型ロボット装置の制御フローチャートであり、図６
（ａ），（ｂ）はその補足説明図をそれぞれ示してい
る。例えば、第１の部材15Ａが図６（ａ）に示すような
任意形状の部材の場合であって、それを作業台に固定さ
れた第２の部材15Ｂにそれを移動し、図６（ｂ）に示す
ような該部材15Ｂに開孔された凹部に、それを嵌め込む
ロボット制御を行う場合、図５のフローチャートにおい
て、まず、ステップＰ１で予め、第１の部材15Ａの形状
データＤ１の記憶処理をする。

【００５９】この際に、オペレータはハンド21Ｃの把持
中心を原点とする作業座標系（Ｏ_W−Ｘ_W，Ｙ_W，
Ｚ_W）で表した第１の部材15Ａの表面の点の位置ベクト
ルＰｉを（３）式，すなわち、Ｐｉ＝（ｘ_i，ｙ_i，ｚ_i）ｉ＝１，２，３……ｋ ……（３）を把持部材形状記憶部２２に予め与えておく。

【００６０】ただし、第１の部材15Ａを把持するハンド
21Ｃのロボット作業中の位置や姿勢は常に一定であるも
のとする。この条件は、第１の部材15Ａの供給位置が一
定であり、ロボットが第１の部材15Ａを把持する時の位
置・姿勢が一定であれば満たされる。

【００６１】次いで、ステップＰ２で第１の部材15Ａを
把持したロボットアーム２３を目標位置に移動する移動
処理をする。ここで、制御指令生成部24Ｆでは移動デー
タＤ２の内容となる力指令Ｆｒや位置指令Ｘｒの発生を
する。これにより、制御指令生成部24Ｆから指定された
目標位置Ｘｒ及び位置パラメータに基づいて速度指令信
号Ｖ_Pが発生され、加算部24Ｊにより位置制御部24Ａ及
び力制御部24Ｂから出力された速度Ｖ_P，Ｖ_o，Ｖ_fが
加算される。

【００６２】また、逆ヤコビ変換部24Ｉにより速度Ｖ_K
がロボットアーム２３の間接の角速度θに変換され、そ
れに基づいて操作部24Ｅによりロボットアーム２３の出
力が制御される。このことで第１の部材15Ａが把持され
たハンド21Ｃがロボットアーム２３を介して第２の部材
15Ｂの目標位置に向けて移動される。

【００６３】その後、ステップＰ３で第２の部材15Ｂか
らの反力Ｆｏの検出に基づいて接触状態を取得する。こ
こで、位置検出部21Ａによりロボットアーム２３の位置
や姿勢が検出されたり、把持中心の位置が検出され、そ
の先端作業部２１の接触位置Ｘｏに係る位置検出信号が
ロボット制御装置２４の座標変換部24Ｈを介して位置制
御部24Ａに出力される。

【００６４】また、力覚センサ21Ｂにより第２の部材15
Ｂからの反力Ｆ_Oが検出され、その力Ｆｏに係る力検出
信号がロボット制御装置２４の力制御部24Ｂに出力さ
れ、把持部材形状記憶部２２から第１の部材15Ａの任意
形状に係る形状データＤ１が読み出される。

【００６５】この際に、位置制御部24Ａでは、位置検出
部21Ａから出力された位置Ｘｏや制御指令生成部24Ｆか
ら指定された目標位置Ｘｒ及び位置パラメータに基づい
て速度指令信号Ｖ_Pが発生される。また、力制御部24Ｂ
では、力覚センサ21Ｂから出力された力Ｆｏや外部から
指定された設定力（力指令Ｆｒ）及び力制御パラメータ
に基づいて力制御方向に係る速度指令信号Ｖ_fが発生さ
れる。

【００６６】さらに、法線ベクトル算出部24Ｃでは第１
の部材15Ａと第２の部材15Ｂとの接触点の法線ベクトル
ｎが算出される。これにより、接触位置検出部24Ｄで
は、第１の部材15Ａと第２の部材15Ｂとの接触位置が検
出される。

【００６７】例えば、接触位置検出部ではハンド21Ｃの
把持中心（作業座標系Ｏ_W−Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_Wの原点Ｏ
_W）、法線ベクトル算出部24Ｃで算出された法線ベクト
ルｎ、把持部材形状記憶部２２に格納されている第１の
部材15Ａの頂点の位置ベクトルＰｉから、第１の部材15
Ａと第２の部材15Ｂの接触点の位置Ｐｃを検出する。

【００６８】この際の接触位置の検出は、ハンド21Ｃの
把持中心Ｏ_Wの位置を基準座標系で表した時の位置ベク
トルＰｈを、（４）式，すなわち、Ｐｈ＝（ｘ_h，ｙ_h，ｚ_h）……（４）とすると、該位置ベクトルＰｈは、ロボットの順運動学
に従って座標変換を行うことにより算出できる。このと
き、把持中心点Ｏ_Wを通り、法線ベクトルｎに垂直な平
面Π上の点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を基準座標系で表すと、式
（５），すなわち、（Ｐ−Ｐｈ）ｎ＝０……（５）を満たす。

【００６９】さらに、ステップＰ４で形状データＤ１と
移動データＤ２とに基づいて、第１の部材15Ａと第２の
部材15Ｂとの接触位置Ｐｃの算出処理をする。この際
に、第１の部材15Ａが第２の部材15Ｂに最初に接触する
点は、第１の部材15Ａの表面上の点の中で平面Πから最
も遠い点である。この第１の部材15Ａの表面の点Ｐｉを
基準座標系で表すと、Ｐｉ＋Ｐｈであり、その接触位置
Ｐｃを、式（６），すなわち、Ｐｃ＝（ｘ_C，ｙ_C，ｚ_C）……（６）と置くと、該接触位置Ｐｃは平面Πの最遠点かつ平面の
ベクトルｎの正の向きに位置することから、式（７），
すなわち、Ｐｃ・ｎ＝ｍａｘ（Ｐｉ・ｎ）……（７）を満足する。従って、（７）式を満たすＰｃを用いて、
基準座標系で表した接触位置ＰｃはＰｃ＋Ｐｈとなる。

【００７０】その後、ステップＰ５で第１の部材15Ａと
第２の部材15Ｂとの各種係合処理をする。この際に、ロ
ボットアーム２３により接触位置Ｐｃを基準にして、第
１の部材15Ａと第２の部材15Ｂとが所定位置に移動補正
され、それらの嵌め合い作業や組立作業等が行われる。

【００７１】このようにして、本発明の第１の実施例に
係る力制御型ロボット装置の制御方法によれば、図５の
制御フローチャートに示すように、ステップＰ２で予め
記憶された第１の部材15Ａの任意形状に係る形状データ
Ｄ１とその移動データＤ２とに基づき、該第１の部材15
Ａと第２の部材15Ｂとの接触位置の取得処理をしてい
る。

【００７２】このため、第１の部材15Ａを第２の部材15
Ｂに移動して作業をする場合であって、任意形状を持つ
第１の部材15Ａに係る形状データＤ１とその移動データ
Ｄ２とに基づき、ステップＰ２で第１の部材15Ａを把持
したロボットアーム２３が目標位置に移動され、その
後、ステップＰ３で第２の部材15Ｂからの反力Ｆｏの検
出に基づいて接触状態が取得される。

【００７３】このことで、例えば、従来例のような面取
りされた凹部を有する第２の部材15Ｂに第１の部材15Ａ
を嵌め込む場合であっても、ロボットアーム２３に把持
された第１の部材15Ａが第２の部材15Ｂに到達した点，
すなわち、接触点が第２の部材15Ｂの凹部から外れ、そ
の面取りの範囲から外れた場合であっても、第１の部材
15Ａが到達した接触位置Ｐｃをロボット制御装置２４に
おいて自動認識することが可能となる。

【００７４】このことから、該接触位置を基準にして第
２の部材15Ｂの凹部の面取りの範囲に移動制御をするこ
とで、無理に第１の部材15Ａを第２の部材15Ｂの凹部に
押し込むことが無くなり、それに過大な力を加えること
も無くなる。また、制御エラーを頻繁に発生することも
無くなる。

【００７５】これにより、第１の部材15Ａを第２の部材
15Ｂに移動して、ステップＰ５で正確かつ再現性良く作
業をすること、及び、第１の部材15Ａや先端作業部２１
及びロボットアーム２３を所定形状に維持することが可
能となる。

【００７６】なお、第１の部材15Ａが任意形状の部材に
は、該部材の形状を表すのに充分な点の位置ベクトルＰ
ｉを与える必要があるが、形状が比較的単純な部材で
は、ある特徴的な位置ベクトルを与えればよい。

【００７７】以下、第１の部材15Ａが多面体の部材、先
端が球形の部材、円筒形の部材の場合について、その接
触位置検出部24Ｄと把持部材形状記憶部２２の動作を中
心に説明をする。

【００７８】（２）第２の実施例の説明図７（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施例に係る力
制御型ロボット装置の制御方法の補足説明図を示してい
る。

【００７９】図７（ａ）において、第１の実施例と異な
るのは第２の実施例では、第１の部材25Ａが多面体の部
材の場合であって、それを作業台に固定された第２の部
材25Ｂにそれを移動し、図７（ｂ）に示すような該部材
25Ｂに開孔された凹部に、それを嵌め込むロボット制御
を行うものである。

【００８０】なお、第２の実施例に係る力制御型ロボッ
ト装置の構成やその制御フローチャートは、第１の実施
例に係る力制御型ロボット装置の構成と制御フローチャ
ートと基本的に同様であるため、その接触位置検出部24
Ｄと把持部材形状記憶部２２の動作を説明をする。

【００８１】すなわち、まず、図５の制御フローチャー
トのステップＰ１で予め、第１の部材25Ａの多面体に係
る形状データＤ１の記憶処理をする。この際に、オペレ
ータはハンド21Ｃの把持中心を原点とする作業座標系
（Ｏ_W−Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）で表した第１の部材25Ａの
表面の点の位置ベクトルＰｉを（８）式，すなわち、Ｐｉ＝（ｘ_i，ｙ_i，ｚ_i）ｉ＝１，２，３……ｋ ……（８）を把持部材形状記憶部２２に予め与えておく。

【００８２】ただし、第１の部材25Ａを把持するハンド
21Ｃのロボット作業中の位置や姿勢は常に一定であるも
のとする。この条件は、第１の実施例と同様である。ま
た、図５の制御フローチャートのステップＰ３における
接触状態の取得処理も同様に、ハンド21Ｃの把持中心
（作業座標系Ｏ_W−Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_Wの原点Ｏ _W）、法
線ベクトル算出部24Ｃで算出された法線ベクトルｎ、把
持部材形状記憶部２２に格納されている第１の部材25Ａ
の頂点の位置ベクトルＰｉから、第１の部材25Ａと第２
の部材25Ｂの接触点の位置Ｐｃを検出する。

【００８３】この際の接触位置の検出は、ハンド21Ｃの
把持中心Ｏ_Wの位置を基準座標系で表した時の位置ベク
トルＰｈを、（９）式，すなわち、Ｐｈ＝（ｘ_h，ｙ_h，ｚ_h）……（９）とすると、該位置ベクトルＰｈは、ロボットの順運動学
に従って座標変換を行うことにより算出できる。このと
き、把持中心Ｏ_Wを通り、法線ベクトルｎに垂直な平面
Π上の点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を基準座標系で表すと、式
（10），すなわち、（Ｐ−Ｐｈ）ｎ＝０……（10）を満たす。

【００８４】さらに、図５の制御フローチャートのステ
ップＰ４で形状データＤ１と移動データＤ２とに基づい
て、第１の部材25Ａと第２の部材25Ｂとの接触位置Ｐｃ
の算出処理をする。この際に、第１の部材25Ａが第２の
部材25Ｂに最初に接触する点は、第１の部材25Ａの表面
上の点の中で平面Πから最も遠い点である。この第１の
部材25Ａの表面の点Ｐｉを基準座標系で表すと、Ｐｉ＋
Ｐｈであり、その接触位置Ｐｃを、式（11），すなわ
ち、Ｐｃ＝（ｘ_C，ｙ_C，ｚ_C）……（11）と置くと、該接触位置Ｐｃは平面Πの最遠点かつ平面の
ベクトルｎの正の向きに位置することから、式（12），
すなわち、Ｐｃ・ｎ＝ｍａｘ（Ｐｉ・ｎ）……（12）を満足する。従って、（12）式を満たすＰｃを用いて、
基準座標系で表した接触位置ＰｃはＰｃ＋Ｐｈとなる。

【００８５】なお、第１の部材25Ａが多面体の場合、そ
の把持姿勢によっては接触位置Ｐｃが頂点ではなく、該
部材25Ａの辺あるいは面となる場合がある。かかる第１
の部材25Ａの辺あるいは面が接触した時は、（12）式を
満たす頂点が複数点をなる。例えば、第１の部材25Ａの
辺が接触したときはその２点が、また、面が接触したと
きは３点以上の点が、（12）式を満たす。

【００８６】このとき、作業対象となる第２の部材25Ｂ
の形状が平面であるか否かによって、第１の部材25Ａの
辺、その面全体が接触しているか、又は、その辺や面に
含まれるある１点が第２の部材25Ｂの面に接触している
かの２つに場合に分られる。本発明の実施例では、対象
部材が不定である場合の接触位置の検出を目的としてい
るので、対象部材25Ａ，25Ｂが平面であるか曲面で有る
かの判断は行わない。

【００８７】従って、複数の点が（12）式を満たす時
は、第１の部材25Ａの辺や面が接触したものと認識し、
２つの場合分けを行わない。このようにして、本発明の
第２の実施例に係る力制御型ロボット装置の制御方法に
よれば、図５の制御フローチャートのステップＰ３で予
め記憶された第１の部材25Ａの多面体に係る形状データ
Ｄ１とその移動データＤ２とに基づき、該第１の部材25
Ａと第２の部材25Ｂとの接触位置が取得処理される。

【００８８】例えば、図５の制御フローチャートのステ
ップＰ４で第２の部材25Ｂからの反力Ｆｏの検出に基づ
いて接触状態が取得される。このため、第１の実施例と
同様に、第１の部材25Ａを第２の部材25Ｂに移動して作
業をする場合に、第１の部材25Ａが第２の部材25Ｂに到
達した点，すなわち、接触点が第２の部材25Ｂの凹部か
ら外れた場合であっても、第１の部材25Ａが到達した接
触位置Ｐｃをロボット制御装置２４において自動認識す
ることが可能となる。

【００８９】これにより、第１の実施例と同様に、該接
触位置Ｐｃを基準にして第２の部材25Ｂの凹部の範囲に
移動制御をすることで、正確かつ再現性良く作業をする
こと、及び、第１の部材25Ａや先端作業部２１及びロボ
ットアーム２３を所定形状に維持することが可能とな
る。

【００９０】（３）第３の実施例の説明図８（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施例に係る力
制御型ロボット装置の制御方法の補足説明図を示してい
る。

【００９１】図８（ａ）において、第１，第２の実施例
と異なるのは第３の実施例では、第１の部材35Ａが球形
部材の場合であって、それを作業台に固定された第２の
部材35Ｂにそれを移動し、図８（ｂ）に示すような該部
材35Ｂに開孔された凹部に、それを嵌め込むロボット制
御を行うものである。

【００９２】なお、第３の実施例に係る力制御型ロボッ
ト装置の構成やその制御フローチャートは、第１の実施
例に係る力制御型ロボット装置の構成と制御フローチャ
ートと基本的に同様であるため、その接触位置検出部24
Ｄと把持部材形状記憶部２２の動作を説明をする。

【００９３】すなわち、まず、図５の制御フローチャー
トのステップＰ１で予め、第１の部材35Ａの球形に係る
形状データＤ１の記憶処理をする。この際に、オペレー
タはハンド21Ｃの把持中心を原点とする作業座標系（Ｏ
_W−Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）で表した第１の部材35Ａの先端
の球の中心位置の位置ベクトルＰｏを（13）式，すなわ
ち、Ｐｏ＝（ｘ_O，ｙ_O，ｚ_O） ……（13）を把持部材形状記憶部２２に予め与えておく。

【００９４】ただし、第１の部材35Ａを把持するハンド
21Ｃのロボット作業中の位置や姿勢は常に一定であるも
のとする。この条件は、第１の実施例と同様である。ま
た、図５の制御フローチャートのステップＰ３における
接触状態の取得処理も同様に、ハンド21Ｃの把持中心
（作業座標系Ｏ_W−Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_Wの原点Ｏ _W）、法
線ベクトル算出部24Ｃで算出された法線ベクトルｎ、把
持部材形状記憶部２２に格納されている第１の部材35Ａ
の頂点の位置ベクトルＰｏから、第１の部材35Ａと第２
の部材35Ｂの接触点の位置Ｐｃを検出する。

【００９５】この際の接触位置の検出は、ハンド21Ｃの
把持中心Ｏ_Wの位置を基準座標系で表した時の位置ベク
トルＰｈを、（14）式，すなわち、Ｐｈ＝（ｘ_h，ｙ_h，ｚ_h）……（14）とすると、該位置ベクトルＰｈは、ロボットの順運動学
に従って座標変換を行うことにより算出できる。

【００９６】さらに、図５の制御フローチャートのステ
ップＰ４で形状データＤ１と移動データＤ２とに基づい
て、第１の部材35Ａと第２の部材35Ｂとの接触位置Ｐｃ
の算出処理をする。この際に、球形である第１の部材35
Ａが第２の部材35Ｂに最初に接触する点の法線ベクトル
ｎは、球の中心Ｐｏと接触点Ｐｃを結ぶ直線上にある。
従って、球の半径をｒとすると、接触位置Ｐｃは、式
（15），すなわち、Ｐｃ＝Ｐｏ＋ｒｎ ……（15）となる。従って、（15）式を満たすＰｃを用いて、基準
座標系で表した接触位置ＰｃはＰｃ＋Ｐｈとなる。

【００９７】このようにして、本発明の第３の実施例に
係る力制御型ロボット装置の制御方法によれば、図５の
制御フローチャートのステップＰ３で予め記憶された第
１の部材35Ａの球形に係る形状データＤ１とその移動デ
ータＤ２とに基づき、該第１の部材35Ａと第２の部材35
Ｂとの接触位置が取得処理される。

【００９８】例えば、図５の制御フローチャートのステ
ップＰ４で第２の部材35Ｂからの反力Ｆｏの検出に基づ
いて接触状態が取得される。このため、第１，第２の実
施例と同様に、第１の部材35Ａを第２の部材35Ｂに移動
して作業をする場合に、第１の部材35Ａが第２の部材35
Ｂに到達した点，すなわち、接触点が第２の部材35Ｂの
凹部から外れた場合であっても、第１の部材35Ａが到達
した接触位置Ｐｃをロボット制御装置２４において自動
認識することが可能となる。

【００９９】これにより、第１，第２の実施例と同様
に、該接触位置Ｐｃを基準にして第２の部材35Ｂの凹部
の範囲に移動制御をすることで、正確かつ再現性良く作
業をすること、及び、第１の部材35Ａや先端作業部２１
及びロボットアーム２３を所定形状に維持することが可
能となる。

【０１００】（４）第４の実施例の説明図９（ａ），（ｂ）は、本発明の第４の実施例に係る力
制御型ロボット装置の制御方法の補足説明図を示してい
る。

【０１０１】図９（ａ）において、第１〜第３の実施例
と異なるのは第４の実施例では、第１の部材45Ａが円筒
形部材の場合であって、それを作業台に固定された第２
の部材45Ｂにそれを移動し、図９（ｂ）に示すような該
部材45Ｂに開孔された凹部に、それを嵌め込むロボット
制御を行うものである。

【０１０２】なお、第４の実施例に係る力制御型ロボッ
ト装置の構成やその制御フローチャートは、第１の実施
例に係る力制御型ロボット装置の構成と制御フローチャ
ートと基本的に同様であるため、その接触位置検出部24
Ｄと把持部材形状記憶部２２の動作を説明をする。

【０１０３】すなわち、まず、図５の制御フローチャー
トのステップＰ１で予め、第１の部材45Ａの円筒形に係
る形状データＤ１の記憶処理をする。この際に、オペレ
ータはハンド21Ｃの把持中心を原点とする作業座標系
（Ｏ_W−Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）で表した第１の部材45Ａの
円筒の端面円の中心位置に係る位置ベクトルＰｏを（1
6）式，すなわち、Ｐｏ＝（ｘ_O，ｙ_O，ｚ_O） ……（16）を把持部材形状記憶部２２に予め与えておく。

【０１０４】ただし、第１の部材45Ａを把持するハンド
21Ｃのロボット作業中の位置や姿勢は常に一定であるも
のとする。この条件は、第１の実施例と同様である。ま
た、図５の制御フローチャートのステップＰ３における
接触状態の取得処理も同様に、ハンド21Ｃの把持中心
（作業座標系Ｏ_W−Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_Wの原点Ｏ _W）、法
線ベクトル算出部24Ｃで算出された法線ベクトルｎ、把
持部材形状記憶部２２に格納されている第１の部材45Ａ
の円筒の端面円の位置ベクトルＰｏから、第１の部材45
Ａと第２の部材45Ｂの接触点の位置Ｐｃを検出する。

【０１０５】この際の接触位置の検出は、ハンド21Ｃの
把持中心Ｏ_Wの位置を基準座標系で表した時の位置ベク
トルＰｈを、（17）式，すなわち、Ｐｈ＝（ｘ_h，ｙ_h，ｚ_h）……（17）とすると、該位置ベクトルＰｈは、ロボットの順運動学
に従って座標変換を行うことにより算出できる。

【０１０６】さらに、図５の制御フローチャートのステ
ップＰ４で形状データＤ１と移動データＤ２とに基づい
て、第１の部材45Ａと第２の部材45Ｂとの接触位置Ｐｃ
の算出処理をする。この際に、円筒形である第１の部材
45Ａが第２の部材45Ｂに最初に接触する点Ｐｈが円筒の
中心軸上にあれば、位置ベクトルＰｏと法線ベクトルｎ
とは、同一平面に存在する。従って、円筒の中心Ｐｏと
接触位置Ｐｃと結ぶ単位ベクトルをａ，円の半径をｒと
すると、接触位置Ｐｃは、式（18），すなわち、

【０１０７】

【数２】

【０１０８】となる。従って、（18）式を満たすＰｃを
用いて、基準座標系で表した接触位置ＰｃはＰｃ＋Ｐｈ
となる。

【０１０９】このようにして、本発明の第４の実施例に
係る力制御型ロボット装置の制御方法によれば、図５の
制御フローチャートのステップＰ３で予め記憶された第
１の部材45Ａの円筒形に係る形状データＤ１とその移動
データＤ２とに基づき、該第１の部材45Ａと第２の部材
45Ｂとの接触位置が取得処理される。

【０１１０】例えば、図５の制御フローチャートのステ
ップＰ４で第２の部材45Ｂからの反力Ｆｏの検出に基づ
いて接触状態が取得される。このため、第１〜第３の実
施例と同様に、第１の部材45Ａを第２の部材45Ｂに移動
して作業をする場合に、第１の部材45Ａが第２の部材45
Ｂに到達した点，すなわち、接触点が第２の部材45Ｂの
凹部から外れた場合であっても、第１の部材45Ａが到達
した接触位置Ｐｃをロボット制御装置２４において自動
認識することが可能となる。

【０１１１】これにより、第１〜第２の実施例と同様
に、該接触位置Ｐｃを基準にして第２の部材45Ｂの凹部
の範囲に移動制御をすることで、正確かつ再現性良く作
業をすること、及び、第１の部材45Ａや先端作業部２１
及びロボットアーム２３を所定形状に維持することが可
能となる。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の力制御型
ロボット装置によれば、状態取得手段，記憶手段，作業
手段及び制御手段が具備され、位置検出手段と力検出手
段から成る状態取得手段が作業手段の一部に設けられ、
該制御手段に接触位置検出手段が設けられている。

【０１１３】このため、把持物体の到達状態を接触感知
の有無にのみ依存することなく、その接触位置を位置検
出手段，力検出手段及び接触位置検出手段により自動的
に検出することが可能となる。このことで、該接触位置
を基準にして固定物体に把持物体を嵌め込む組立て作業
等を正確に実行することが可能となる。また、把持物体
や状態取得手段及び作業手段を所定形状に維持すること
が可能となる。

【０１１４】さらに、本発明の力制御型ロボット装置の
制御方法によれば、予め記憶された被作業対象の形状デ
ータとその移動データとに基づき、把持物体と固定物体
との接触位置の取得処理をしている。

【０１１５】このため、把持物体を固定物体に移動して
ロボット作業をする場合に、該把持物体が固定物体の移
動先目的点から外れた場合であっても、該目的点から外
れた把持物体の到達点である接触位置が自動認識される
ことから、該接触位置を基準にして固定物体の目的点に
移動補正制御をすることで、正確かつ再現性良いロボッ
ト作業を実行することが可能となる。

【０１１６】これにより、組立作業、ハメ合い作業等を
行う自動加工機に適用可能な力制御型ロボット装置の信
頼性の向上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る力制御型ロボット装置の原理図で
ある。

【図２】本発明に係る力制御型ロボット装置の制御方法
の原理図である。

【図３】本発明の各実施例に係る力制御型ロボット装置
の構成図である。

【図４】本発明の各実施例に係る法線ベクトル算出部の
説明図である。

【図５】本発明の各実施例に係る力制御型ロボット装置
の制御フローチャートである。

【図６】本発明の第１の実施例に係る制御フローチャー
トの補足説明図である。

【図７】本発明の第２の実施例に係る制御方法の補足説
明図である。

【図８】本発明の第３の実施例に係る制御方法の補足説
明図である。

【図９】本発明の第４の実施例に係る制御方法の補足説
明図である。

【図10】従来例に係る力制御型ロボット装置の説明図で
ある。

【図11】従来例に係る問題点を説明するハメ合い作業の
断面図である。

【符号の説明】

１１…状態取得手段、１２…記憶手段、１３…作業手段、１４…制御手段、 11Ａ…位置検出手段、 11Ｂ…力検出手段、 14Ａ…接触位置検出手段、Ｄ１…形状データ、Ｄ２…移動データ、Ｆｏ…反力。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被作業対象（１５）となる第１の物体
（15Ａ）と第２の物体（15Ｂ）との接触状態を取得する
状態取得手段（１１）と、前記被作業対象（１５）の形
状データ（Ｄ１）を記憶する記憶手段（１２）と、前記
形状データ（Ｄ１）に基づき、第１の物体（15Ａ）と第
２の物体（15Ｂ）とを所定位置において各種作業をする
作業手段（１３）と、前記状態取得手段（１１），記憶
手段（１２）及び作業手段（１３）の入出力を制御する
制御手段（１４）とを具備することを特徴とする力制御
型ロボット装置。
【請求項２】請求項１記載の力制御型ロボット装置に
おいて、前記状態取得手段（１１）が作業手段（１３）
の一部に設けられ、前記状態取得手段（１１）が、少な
くとも、前記作業手段（１３）の位置，姿勢を検出する
位置検出手段（11Ａ）と、前記第２の物体（15Ｂ）から
の反力（Ｆ_O）を検出する力検出手段（11Ｂ）から成る
ことを特徴とする力制御型ロボット装置。
【請求項３】請求項１記載の力制御型ロボット装置に
おいて、前記制御手段（１４）に第１の物体（15Ａ）と
第２の物体（15Ｂ）との接触位置を検出する接触位置検
出部（14Ａ）が設けられることを特徴とする力制御型ロ
ボット装置。
【請求項４】予め、被作業対象（１５）の形状データ
（Ｄ１）の記憶処理をし、前記形状データ（Ｄ１）と移
動データ（Ｄ２）とに基づき被作業対象（１５）となる
第１の物体（15Ａ）と第２の物体（15Ｂ）との接触位置
の取得処理をし、前記第１の物体（15Ａ）と第２の物体
（15Ｂ）との各種係合処理をすることを特徴とする力制
御型ロボット装置の制御方法。
【請求項５】請求項４記載の力制御型ロボット装置の
制御方法において、前記接触位置の取得処理は、少なく
とも、前記第１の物体（15Ａ）を把持した作業手段（１
３）を目標位置に移動する移動処理をし、前記第２の物
体（15Ｂ）からの反力（Ｆｏ）の検出に基づいて接触状
態を取得することを特徴とする力制御型ロボット装置の
制御方法。