JP3193878B2 - 嵌合作業を行なうための協調ロボットシステム - Google Patents

嵌合作業を行なうための協調ロボットシステム

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は部品の組立工程等で
必要とされる嵌合作業を自動化するための技術に関し、
更に詳しく言えば、嵌合作業の自動化に用いられる協調
ロボットシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】嵌合作業は多くの組立工程等に含まれる
基本的な作業の一つであり、ロボットを用いた嵌合作業
の自動化も既に実施されている。ロボットを用いた嵌合
作業においては、一方のワーク(嵌合ワーク)がロボッ
トで把持され、他方のワーク(被嵌合ワーク)の所定部
位(通常は凹部)に挿入される。嵌合ワークを把持する
ロボットには力制御ロボットが用いられることが多い。
【0003】力制御ロボットが嵌合作業に好んで用いら
れるのは、嵌合ワーク/被嵌合ワーク間の位置・姿勢の
関係のばらつきを吸収し、挿入動作中の力あるいはモー
メントを所定の条件で制御する機能があるからである。
しかし、力制御ロボットを用いても嵌合作業が円滑に行
なわれない場合がある。例えば、被嵌合ワーク側の凹部
の形状・寸法が嵌合ワークの凸部の形状・寸法とタイト
な関係にある場合、両ワークの接触面間の摩擦力が大き
な場合、あるいは被嵌合ワークの弾性に抗して挿入動作
を遂行しなければならない場合などにおいては、挿入動
作時に作用する抵抗力が大きくなり、ロボットによる嵌
合ワークの押し付け力が不足する事態が発生し易くな
る。
【0004】嵌合作業に用いられている従来のロボット
システムにおいては、挿入動作に必要な力は専ら嵌合ワ
ークを把持した単独のロボットに求められていたため、
挿入動作で必要と予測される力を確実に上回る力が出力
可能なロボットを用意しなければならず、嵌合作業にロ
ボットシステムを導入する際の難点となっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、上記従来技術の問題点を解消し、挿入動作に必要な
力を専ら嵌合ワークを把持するロボットに求めなくても
良いロボットシステムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記技
術課題は、嵌合ワークを把持するロボットを被サポート
ロボットとし、これを支援するサポートロボットを含む
協調ロボットシステムによって解決される。サポートロ
ボットは、被サポートロボットの挿入動作を支援するた
めの挿入動作支援力作用手段を支持する。両ロボットを
制御するロボットシステム制御手段は、被サポートロボ
ットによる嵌合ワークの被嵌合ワークへの挿入動作に際
して、サポートロボットを被サポートロボットに接近さ
せ、次いて、挿入動作支援力作用手段が被サポートロボ
ットによる挿入動作を協調支援するように動作させる。
挿入動作支援力作用手段は、挿入動作支援時に前記嵌合
ワークに押し付け力を作用させる突起部を有する押し付
けツールを備えている。
【0007】典型的には、嵌合ワークは力サンサを介し
て取り付けられたハンドで把持されるとともに、挿入動
作支援力作用手段は力サンサをサポートロボットに支持
される。ロボットシステム制御手段は、これら力センサ
の出力を利用して、被サポートロボットの挿入動作とそ
の支援動作を力制御により実行する。挿入動作支援力作
用手段には、挿入動作支援時に嵌合ワークに押し付け力
を作用させる突起部を有する押し付けツールを用いるこ
とが出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に従った協調ロボ
ットシステムの全体配置を例示した見取り図である。同
図に示したように、システムは2台のロボット1,2と
これらロボット1,2を制御するロボットコントローラ
3を備えている。ロボット1,2の手先部11,21に
は、各々力センサ12,22が取り付けられている。各
力センサ12,22には、例えば歪ゲージで構成され発
振器により交流駆動される複数のブリッジ回路と信号処
理部を内蔵した公知のものが使用出来る。各力センサ1
2,22からは、各力センサに作用する6軸力の各成分
を表わす検出信号がロボットコントローラ3に出力さ
れ、ロボット1,2の力制御に利用される。
【0009】ロボット1の力センサ11にはハンド13
が装着される一方、ロボット2の力センサ12には、挿
入動作支援のための力作用手段として押し付けツール6
が装着されている。本事例における嵌合作業は、円筒状
の嵌合ワーク4を被嵌合ワーク5の凹部51へ挿入する
ものであり、挿入動作時には、押し付けツール6がハン
ド13の把持爪間から進入し、ロボット2の力制御によ
る動作によって嵌合ワーク4の頂部41に押し付けられ
る。符号61は押し付け時に嵌合ワーク4の頂部に接触
する突起を表わしている。
【0010】被嵌合ワーク5は作業テーブル7上に位置
決めされており、また、作業テーブル7のワーク載置面
をXY平面とする作業座標系Σw が両ロボット1,2に
設定されている。本システムを用いた嵌合作業は、ロボ
ット1による嵌合ワーク4の挿入動作をロボット2が協
調支援(サポート)する方式で実行される。即ち、本事
例では、押し付けツール6を支持したロボット2がサポ
ートロボットとなり、嵌合ワーク4を支持したロボット
1が被サポートロボットとなる。なお、挿入に際しての
動作支援の詳細については後述する。
【0011】ロボットコントローラ3全体は、図2に示
したように、協調動作時にマスターロボットとなるロボ
ット1のための制御部31と、同じく協調動作時にスレ
ーブロボットとなるロボット2のための制御部32から
構成され、両者は通信回線CLまたはバスラインBLに
より結合されている。制御部31はロボット1の他に力
センサ12、ハンド13及び教示操作盤104に接続さ
れ、制御部32はロボット2の他に力センサ22に接続
されている。
【0012】制御部31,32のハードウェアはほぼ共
通の構成とすることが出来る。そこで、ここでは制御部
31の要部構成を図3に示した。同図に示したように、
制御部31は、中央演算処理装置(メインCPU、以下
単にCPUと言う。)101を有し、該CPU101に
は、RAM及びROMからなるメモリ102、動作の教
示・座標設定等を行う為の教示操作盤104に接続され
た教示操作盤用インターフェイス103、通信インター
フェイスを兼ねた汎用の入出力インターフェイス105
及びサーボ制御部#1〜#7がバス106を介して接続
されている。
【0013】サーボ制御部#1〜#6は各サーボアンプ
を介してロボット1の各軸モータM1〜M6に接続され
ている。サーボ制御部#7及びモータM7は付加軸用の
もので、ハンド13としてサーボハンドを使用する場
合、モータM7はハンド13を駆動するサーボモータで
ある。サーボハンドを使用しない場合には、ハンド13
の駆動部(図示省略)は汎用信号インターフェイスに接
続される。
【0014】力センサ12の出力は、汎用信号インター
フェイスを介して制御部31に取り込まれ、CPU10
1は、これを順次メモリ102内の所定領域に格納す
る。格納された力センサ12の出力データは、ロボット
1の力制御(例えばインピーダンス制御)の為に利用さ
れる。力センサ22の出力についても同様に制御部32
のメモリに格納され、ロボット2の力制御の為に利用さ
れる。
【0015】メモリ102のROM、RAM及び不揮発
性メモリは、上記力センサ12の出力データの格納の他
に、制御部31自身の動作を制御するプログラム、嵌合
作業のための動作プログラムデータ、制御部32との間
の信号授受のコントロール等を実行するプログラム並び
に各処理の関連設定値の格納等に用いられる。この設定
値には、力センサ12に設定されたセンサ座標系の設定
データ、前述の作業座標系Σw のデータ、ロボット1の
力制御の条件等を定めた設定データなどが含まれる。な
お、これらに対応する事項は、ロボット2側の制御部3
2についても同様なので、繰り返しの説明は省略する。
【0016】次に、以上の事項を前提として本実施形態
における嵌合作業のシーケンスの概要を図4〜図8を参
照図に加えて説明する。なお、ロボット1のプレアプロ
ーチ位置・姿勢データ、ロボット1,2のアプローチ位
置・姿勢データ、嵌合長データなど要事前教示データ
は、周知の方式(ティーチング・プレイバック方式、マ
ニュアル入力方式など)を用いてすべてロボットコント
ローラ3に教示済みであるものとする。
【0017】また、図4〜図7においては、嵌合ワーク
4、被嵌合ワーク5を各々段付円筒と穴あき円筒の断面
で模式描示し、ハンド13、力センサ12,22などの
描示は省略した。ロボット1,2のツール先端点TCP
1,2は各々嵌合ワーク4の先端面の中心点及び押し付
けツール61の突起先端に、図4他に示したような向き
を以て設定されているものとする。図8には、下記1.
〜9.のシーケンスをまとめてフローチャートで示し
た。括弧で示したステップ番号は、図8のフローチャー
ト中のものを引用した。
【0018】1.サポートロボット2のプレアプローチ
点待機(ステップS1):押し付けツール6を支持した
ロボット2を、行列 WP で表わされる教示済みのプレ
アプローチ点へ移動・位置決めして待機させておく。行
WP は、ロボット2のプレアプローチ点におけるツ
ール先端点TCP2の位置・姿勢を作業座標系Σw 上で
表わしている。なお、サイクルタイム短縮化の観点か
ら、このプレアプローチ点はロボット2のホームポジシ
ョン(ワーク一対の嵌合作業終了毎の復帰位置)とする
ことが好ましい。但し、ロボット2のプレアプローチ点
は、図示を省略したハンド13の爪の位置なども考慮し
て、押し付けツール6の先端をアプローチ完了状態にあ
る嵌合ワーク4の頂面41へ向けて接近させる際に干渉
が生じないように選ばれる必要がある。
【0019】2.被サポートロボット1のアプローチ移
動(ステップM1):嵌合ワーク4を把持したロボット
1(TCP1)を、先行する教示点位置から、挿入動作
開始のためのアプローチ点へ移動させ、位置決めする。
ロボット1のアプローチ点は、作業座標系Σw 上でアプ
ローチ位置・姿勢を表わす行列 WA のデータで教示さ
れている。
【0020】図4には、ロボット2のプレアプローチと
ロボット1のアプローチが完了した状態が描かれてい
る。同図から理解されるように、ロボット1のアプロー
チ点は、嵌合ワーク4の挿入開始時の位置・姿勢を教示
したものである。
【0021】3.被サポートロボット1のアプローチ動
作完了信号の送受信(ステップM2/ステップS2):
制御部31から制御部32へ、ロボット1のアプローチ
完了を伝える。 4.サポートロボット2のアプローチ移動(ステップS
3):押し付けツール6を支持したロボット2(TCP
2)を、教示済みのロボット2のアプローチ点へ移動・
位置決めして待機する。ロボット2のアプローチ点は、
作業座標系Σw上でアプローチ位置・姿勢を表わす行列
WA のデータで教示されている。
【0022】図5には、ロボット1,2のアプローチ移
動が完了した状態が描かれている。これから判るよう
に、ロボット2のアプローチ点は、押し付けツール6の
突起先端点に設定されたTCP2が、嵌合ワーク4の頂
面41の中心点に一致し、且つ、押し付けツール6の下
面62が嵌合ワーク4の頂面41に平行となるように教
示されている。
【0023】5.サポートロボット2のアプローチ動作
完了/協調動作開始同期信号の送受信(ステップS4/
ステップM3):制御部32から制御部31へ、ロボッ
ト2のアプローチ完了を伝える。この信号は、協調動作
開始の同期信号を兼ねる。
【0024】6.協調挿入動作/挿入支援動作(ステッ
プM4/ステップS5):アプローチ動作完了/協調動
作開始同期信号送受信後、直ちに被サポートロボット1
による挿入動作とサポートロボット2による挿入支援動
作を開始させる。両ロボット1,2について、アプロー
チ状態からの移動方向は、凹部51の底部へ向う軸方向
として予め教示されている挿入方向ベクトルnの方向と
する。力制御状態に入ったロボット1,2の協調動作に
ついては、後述・補足する。
【0025】図6には、挿入動作進行中の状態が描かれ
ている。行列 WHWH は各々挿入動作進行中のツ
ール先端点TCP1,TCP2の位置・姿勢を表わして
いる。
【0026】7.挿入動作完了判定(ステップM5):
ロボット1が予め教示された挿入長Lだけ進行するか、
挿入動作開始後設定時間Tの経過のいずれかを以て挿入
動作完了と判定する。なお、挿入長Lは、嵌合ワーク4
の先端を凹部51の底に確実に到達させたい場合には、
最大可能挿入長よりもやや大きめに設定する。そうでな
い場合には、最大可能挿入長よりもやや小さく設定す
る。そして、設定時間Tの経過による判定は、省くかあ
るいはエラー信号出力(ワーク挿入失敗)の判定に採用
しても良い。
【0027】8.協調挿入動作完了信号送受信(ステッ
プM6/ステップS6):挿入動作完了と判定されたな
らば、直ちに制御部31から制御部32へ協調挿入動作
完了信号を送信する。
【0028】9.協調挿入動作/挿入支援動作終了(ス
テップM7/ステップS7):協調挿入動作完了信号送
受信後、直ちに被サポートロボット1とサポートロボッ
ト2の力制御を解除し、動作を停止させて両制御部3
1,32の処理を終了する。図7には、協調挿入動作完
了時の状態が描かれている。 WEWE は各々挿入
動作完了時のツール先端点TCP1,TCP2の位置・
姿勢を作業座標系Σw 上で表わした行列である。
【0029】以上が本実施形態における嵌合作業のシー
ケンスの概要である。本発明のシステムは、サポートロ
ボットで被サポートロボットの挿入動作を支援する点に
基本的特徴があり、両ロボットの挿入動作と挿入支援動
作を力制御で実行することは必ずしも必須の要件ではな
いが、挿入動作と挿入支援動作を円滑に実行するために
は、上記シーケンスのように力制御方式を採用すること
が好ましい。
【0030】力制御としては、種々のものが知られてい
るが、いずれもロボットの手先部に作用する力を所望の
状態(典型的には、予め定められた一定値)に保つよう
に制御する制御方式である。従って、本実施形態の例で
言えば、ロボット1、ロボット2について次のような6
軸力の条件でステップM4、ステップS5の移動中に力
制御を行なえば良い。なお、本事例では挿入方向nは座
標系Σw のZ軸方向に一致していることに注意。
【0031】[X軸方向及びY軸方向の力の条件] 1.ロボット1:力制御有効。FX =FY =0の条件で
力制御を行なう。 2.ロボット2:力制御無効(力センサ出力用いず)と
し、アプローチ位置のX,Y座標値を維持するためにX
軸方向及びY軸方向の移動を命ずるような移動指令は出
力しない。
【0032】[Z軸方向の力の条件] 1.ロボット1、2:ロボット1,2の各力成分FZ に
ついて適当な力の条件F1 ,F2 を設定して力制御を行
なう。F1 ,F2 は、両者の和F1 +F2 が挿入動作を
確実に遂行するのに必要とされる最低の挿入力を適度に
上回るように設定する。F1 +F2 が過小であれば挿入
不全を起す可能性があり、F1 +F2 が過大であればワ
ーク、ハンド等の損傷の恐れがある。また、F1 ,F2
の値がロボット1,2各々の能力(最大力出力)から見
て無理のないように配慮することは言うまでもない。
【0033】[X軸回り、Y軸周り及びZ軸周りのモー
メントの条件] 1.ロボット1:XY各軸回りのモーメントをいずれも
0、即ちμX =μY ==0の条件で力制御を行なう。Z
軸周りについては力制御は行なわず、Z軸周りの移動を
命ずるような移動指令も出力しない。 2.ロボット2:X軸回り、Y軸周り及びZ軸周りにつ
いて、力制御無効(力センサ出力用いず)とし、アプロ
ーチ姿勢を維持するために、X軸回り、Y軸周り及びZ
軸周りの移動を命ずるような移動指令は出力しない。
【0034】最後に、力制御の一例としてインピーダン
ス制御法について説明するが、この制御方法自体は公知
であるから、概要と本実施形態への適用法を簡単に述べ
ることにする。インピーダンス制御法(機械インピーダ
ンス制御とも言う。)は、ロボットをある望ましい慣性
を持ち、ダンパとバネにより目標軌道に釣り下げられた
仮想的な一つの剛体であるかのように動作させる制御法
である。ロボットをそのような系にモデル化するため
に、系は慣性、ダンパ及びバネを表現するパラメータで
記述される。系を記述するように設定されたパラメータ
の組は、設定機械インピーダンスと呼ばれる。系の運動
方程式は、これらパラメータを用いて表現することが出
来る。
【0035】一般に、インピーダンス制御法を適用する
際には、慣性、ダンパ及びバネを表現するパラメータを
適当に設定し、目標位置(姿勢を含む)、速度、加速度
並びに目標力を与える。目標力は、上記力の条件で説明
したものを指定すれば良い。また、目標軌道について
は、アプローチ点の位置、姿勢 WAWA と挿入長
Lから算出出来る。本実施形態では、位置に関する目標
は挿入方向の速度で与えられる。
【0036】今、目標力を Dd とし、これを更に D
d =[ Dd TDτd TT で表わすことにする。こ
こで、 Dd は目標とする力、 Dτd は目標とするトル
クである。ロボット1について上記力制御の条件を当て
はめれば、力 Dd とトルクDτd は次式(1),
(2)で表わされる。 Dd =[0, 0,DzT =[0, 0,F1 ]T ・・・(1) 、 Dτd =[0,0,0]T ・・・(2) 同様に、ロボット2について上記力制御の条件を当ては
めれば、力 Dd とトルク Dτd は次式(3),(4)
で表わされる。 Dd =[0, 0,DzT =[0, 0,F2 ]T ・・・(3) Dτd =[0,0,0]T ・・・(4) なお、(1)〜(4)式において、力制御無効とする目
標成分については0とした。
【0037】TCP1またはTCP2が挿入方向nに沿
って移動し、嵌合が完了して図7に示した状態になる
と、嵌合ワーク4の先端面が凹部51の底に突き当た
り、ロボット1,2は上記各目標力 Dd に設定された
平衡状態に到達し、移動は停止する。
【0038】今、TCP1またはTCP2を位置、姿勢
の6次元ベクトルで表したものを DC とすると、設定
インピーダンスで記述される運動方程式は次式(5)と
なる。
【0039】
【数1】 上記(5)式において、変数rの上に付したドット数は
その数だけの微分を表す。 Dc は6軸力センサ12ま
たは22で検出される力であり、右辺は目標力Dd
の偏差に力のゲインκF をかけたものである(以下、便
宜上κF =1とする)。また、上記(5)式において、 Mは6行6列の目標慣性行列 Dは6行6列の目標粘性行列 Kは6行6列の目標剛性行列 である。この実施形態のように、力制御方向、位置制御
方向を決めた場合には、 M=diag(m1 ,m2 ,・・・m6 ) D=diag(d1 ,d2 ,・・・d6 ) K=diag(k1 ,k2 ,・・・k6 ) ・・・(6) とし、 K=0 ・・・(7) とする。そして、残りのパラメータと(9)式の具体的
な数値は制御対象に依存するので、チューニングなどに
より決定し、インピーダンスデータ中に設定する。
【0040】上述のインピーダンス設定と目標力の設定
により、ツール先端点に加わる力に応じ、ロボット1あ
るいはロボット2が位置・姿勢を挿入軸に整合させるよ
う力制御により動作し、円滑な嵌合作業が可能となる。
上記(5)式より、次の(8)式によってロボット1あ
るはロボット2の手先の目標加速度が求まる。
【0041】
【数2】 ロボットの関節変数をθとし、この関節変数の1回微分
と上記ベクトル DCの1回微分の関係を表すヤコビ行
列をJとすると、次の(9)式が成り立つ。
【0042】
【数3】 上記(9)式における目標加速度(θd の2ドット)を
直接的に実現する方法の1つとして、ロボットの運動方
程式を次の(10)式として、(11)式で求められる
値uをアクチュエータへの指令値(モータへのトルク指
令)uとする方法がある。
【0043】
【数4】
【0044】
【数5】 なお、上記(10),(11)式において、 τ :ロボットの各関節のトルク I(θ):ロボット慣性行列 h(θ,θの1ドット):コリオリ力、遠心力等の非線
形力 である。
【0045】また、各アクチュエータ(モータ)毎に位
置、速度のサーボ系が構成されている場合には、
【0046】
【数6】
【0047】
【数7】 として、順次Δt時間後の位置θd 、速度の目標値(θ
d の1ドット)を与えるようにすればよい。次に、イン
ピーダンス制御演算の処理の概要を図9のフローチャー
トに示す。この処理では、挿入軸に沿った教示経路に基
づいて、ロボット1あるいはロボット2の各軸値及び速
度より6次元ベクトル Dc 及びその微分値が求められ
る。また、設定された力の目標力 Dd 及び、6軸力セ
ンサ12あるいは22で検出される力 Dc によって
(8)式の演算を行い目標加速度( Dc の2ドット)
が求められる。更に、求められた目標加速度と各軸の速
度より(9)式の演算を行って、各軸毎の目標加速度
(θd の2ドット)を求める(ステップT1)。
【0048】そして、各軸毎にステップT1で求めた目
標加速度と検出速度より上記(12)式並びに(13)
式の演算を行って目標速度、目標位置を求め各軸サーボ
系に出力する(ステップT2,T3)。
【0049】上記インピーダンス制御演算の1サイクル
分が終了すると、現時点のロボット手先位置ri を求
め、該位置と一つ手前の位置ri-1 からロボットの進行
方向ベクトルΔiを求め、次のインピーダンス制御演算
の処理に備える。
【0050】以上、本実施形態では力制御としてインピ
ーダンス制御法を適用したが、他の力制御法も採用可能
である。また、本実施形態では挿入動作支援のための力
作用手段として、ロッド状の押し付けツール6を用いて
嵌合ワーク4の頂部に力を作用させるようにしたが、押
し付けツールの形状、力の作用点などは嵌合ワーク4の
把持形態等に応じて適宜変更することが出来る。
【0051】
【発明の効果】本発明によれば、挿入動作に際して2台
のロボットの合力を利用出来るので、比較的弱い力のロ
ボットを嵌合作業に用いることが出来るようになった。
そのため、挿入動作のために特別に強力なロボットを用
意しなけらばならないなどという制約が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従った協調ロボットシステムの全体配
置を例示した見取り図である。
【図2】ロボットコントローラ3の全体構成を説明する
ブロック図である。
【図3】制御部31の概略構成を示した要部ブロック図
である。
【図4】実施形態において、ロボット2のプレアプロー
チとロボット1のアプローチが完了した状態を説明する
図である。
【図5】実施形態において、ロボット2のアプローチと
ロボット1のアプローチが完了した状態を説明する図で
ある。
【図6】実施形態において、協調挿入動作の進行中の状
態を説明する図である。
【図7】実施形態において、協調挿入動作の完了状態を
説明する図である。
【図8】本実施形態における嵌合作業のシーケンスの概
要を説明するためのフローチャートである。
【図9】インピーダンス制御演算の処理の概要を説明す
るためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 被サポートロボット(マスターロボット) 2 サポートロボット(スレーブロボット) 3 ロボットコントローラ 4 嵌合ワーク 5 被嵌合ワーク 6 押し付けツール 7 作業テーブル7 11,21 ロボットの手先部 12,22 力センサ 13 ハンド 31,32 制御部 41 嵌合ワーク4の頂面 51 凹部 61 突起 101 中央演算処理装置(CPU) 102 メモリ 103 教示操作盤用インターフェイス 104 教示操作盤 105 入出力インターフェイス 106 バス
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−260777(JP,A) 特開 昭63−312087(JP,A) 特開 平6−297364(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 13/00 B25J 13/08 G05B 19/18 B23P 19/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 嵌合ワークを把持する被サポートロボッ
    トと、前記被サポートロボットの挿入動作を支援するた
    めの挿入動作支援力作用手段を支持したサポートロボッ
    トと、前記サポートロボットと被サポートロボットを制
    御するロボットシステム制御手段を備えた、嵌合作業を
    行なうための協調ロボットシステムであって、 前記ロボットシステム制御手段は、前記被サポートロボ
    ットによる前記嵌合ワークの被嵌合ワークへの挿入動作
    に際して、前記サポートロボットを前記被サポートロボ
    ットに接近させ、次いて、前記挿入動作支援力作用手段
    が前記被サポートロボットによる挿入動作を協調支援す
    るように動作させるようになっており、前記挿入動作支援力作用手段は、挿入動作支援時に前記
    嵌合ワークに押し付け力を作用させる突起部を有する押
    し付けツールを備えている、 前記嵌合作業を行なうため
    の協調ロボットシステム。
  2. 【請求項2】 嵌合ワークを力サンサを介して取り付け
    られたハンドで把持する被サポートロボットと、前記被
    サポートロボットの挿入動作を支援するための挿入動作
    支援力作用手段を力サンサを介して支持したサポートロ
    ボットと、前記サポートロボットと被サポートロボット
    を制御するロボットシステム制御手段を備えた、嵌合作
    業を行なうための協調ロボットシステムであって、 前記ロボットシステム制御手段は、前記被サポートロボ
    ットの力制御による前記嵌合ワークの被嵌合ワークへの
    挿入動作に際して、前記サポートロボットを前記被サポ
    ートロボットに接近させ、次いて、前記挿入動作支援力
    作用手段が前記被サポートロボットによる挿入動作を協
    調支援するように力制御によって動作させるようになっ
    ており、前記挿入動作支援力作用手段は、挿入動作支援時に前記
    嵌合ワークに押し付け力を作用させる突起部を有する押
    し付けツールを備えている、 前記嵌合作業を行なうため
    の協調ロボットシステム。
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DE10032096A1 (de) * 2000-07-01 2002-01-24 Kuka Roboter Gmbh Geräteverbund und Steuerschrank für einen solchen
US6454624B1 (en) * 2001-08-24 2002-09-24 Xerox Corporation Robotic toy with posable joints
JP4985135B2 (ja) * 2007-06-18 2012-07-25 株式会社安川電機 協調ロボットシステム
JP5133721B2 (ja) * 2008-01-31 2013-01-30 ファナック株式会社 作業分担機能を備えた生産システム
JP2011115877A (ja) 2009-12-02 2011-06-16 Canon Inc 双腕ロボット
JP5904635B2 (ja) * 2012-03-02 2016-04-13 セイコーエプソン株式会社 制御装置、制御方法及びロボット装置
CN106078710B (zh) * 2016-07-06 2018-03-06 英华达(上海)科技有限公司 多任务应用的多轴机器人
CN109732302A (zh) * 2019-01-25 2019-05-10 佛山隆深机器人有限公司 一种多功能柔性装配机器人
CN110640729B (zh) * 2019-10-24 2022-06-17 山东中衡光电科技有限公司 一种矿用智能双臂液压吊装机器人及其控制方法
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