JPS618236A

JPS618236A - 移動体制御装置

Info

Publication number: JPS618236A
Application number: JP10485585A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Asakawa; 浅川　和雄; Nobuhiko Onda; 信彦恩田; Tadashi Akita; 正秋田; Hitoshi Komoriya; 均小森谷; Toru Kamata; 徹鎌田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1985-05-16
Filing date: 1985-05-16
Publication date: 1986-01-14

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】〔発明の技術分野〕本発明は、ロボッ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した制御を容易
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（
ファクＩ・リーオートメーション）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）ロボットが導入され、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）ロボットはその
ハンドで一方の部材を杷持し、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）ロボットでは、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、プレイバック（再生）時にメモリの
位置、速度データを読出し、（産業用）ロボットの動作
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
ボット）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ットでは、その作業軌１）亦が
常にロボッ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った
。しかしながら、実際の作業において番よ、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、針側値に必
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
ボットにおいて、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って、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、このセンサの力検出出力をフィー
ドバッ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５２−４６３７９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
の出力によっ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、
スイッ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って力制御を行って、位置
ずれの修正動作を行うようにしている。

しかしながら、係る従来の技術においては、予じめ障害
物や対象物の位置がわかっており、しかも対象物の近傍
に正確に位置決めされるという条件のもとに初めて修正
動作が可能であるから、係る位置を正確に教示しておく
必要があるという問題順（あった。

又、位置制御系から力制御系へ切換えることから、切換
わる過渡時に動作が不連続となり、過渡現象として過大
な制御量が駆動系（サーボ回路）に入力されるおそれが
あり、これによって対象物や障害物との激突が避けられ
ないという問題点も生じていた。

（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って
過渡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、移動体に加わる外力を検出する検出手段
と、該駆動手段をサーボ制御するサーボ手段を有する従
来の構成に対し、検出手段の検出出力を受け、該検出出
力に対し設定した不感帯を介して得た力指令と移動指令
との合成を指令出力とする制御手段を設け、指令出力を
サーボ手段の制御量として入力するようにして、移動体
を力指令と移動指令との合成によって移動制御するもの
である。

従って、従来の如く力制御への切換え動作を行わなくて
も自律的に力制御へ移行し、過渡現象を４トすることが
なく且つ不感帯を介することによって柔軟性のある力制
御が可能となる。

〔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ットの
一実施例構成図であり、円筒座標型の３軸ロボツトを例
にしである。図中、■はロボット本体のベースであり、
ロボッ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によってベース１に対し矢印Ｅ（θ軸）方
向回転駆動され、目、つベース１に対して矢印Ｇ（Ｚ軸
）方向に」二下駆動され、またアーム４はアーム支持部
３に対し、ＦＣｒ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
。

従って、ハンド６は回転軸２の回転によって円筒座標系
のθ方向の位置決めがされ、回転軸２の上下動によって
Ｚ方向の位置決めがされ、アーム４０前後動によって円
筒座標系のＹ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によって構成さ
れている。従って力センサ５の上部でＸ方向平行バネ５
１によりＸ方向に変位可能で、下部でＹ方向平行バネ５
２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
）に対し全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、５
５ｄは各々歪ゲージ（検出器）であり、十字バネ５３の
各月に設けられ、各月のモーメントＭａ、Ｍｂｓ　ＭＣ
ｓ　Ｍｄを検出するものであり、歪ゲージ５５ａはモー
メン’ｐ　Ｍ　ａを検出するもの、歪ゲージ５５ｂはモ
ーメン）　Ｍ　ｂ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Ｍ　ｄ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つの抵抗群がブリッジ回路
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っ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、１
）は力制御部であり、各歪ゲージ５５ａ〜５５ｄ、５６
ａ、５６ｂの検出モーメントＭａ〜Ｍｆを電圧出力とし
°ζ受け、所定の信号処理を行ない各動作軸（第１図で
Ｔ、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、マイクロコンピュータ等で構成され、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１）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）、位置
制御部１２及びオア回９１４　ａ、１４ｂによって制御
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１け令パルスＰＰを出力する。これは正方向ならＵ　
Ｐ　、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へち−え
られ、サーボ回路１３はこれに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（Ｙ方向）
、上下動（Ｚ方向）に駆動し、ハンド６を指令軌跡に沿
って移！ｌＪ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１）からは指令出力パルスが生じない。従っ
て、ロボット（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の先端が六〇のテー
パ面１０に接触したとする。

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ＩＯにより拘束
されθ方向に移動しない。これは、ロボットの制御系又
は機械系の偏差又は部材の位置精度によって生ずる。第
４図（Ｂ）の動作によって力センサ５が歪み、力センサ
５の歪ゲージ５５ａ〜５５ｄ、５６ａ、５６ｂが歪み、
力センサ５から検出モーメントＭ　ａ　−Ｍ　ｒが出力
される。これは力制御部１）に入力される。

力制御部１）では、次の様にして力センサのモーメント
Ｍａ−Ｍｆからハンド６に加わる座標系の力、モーメン
トを算出する。

前述の検出モーメントＭａ−Ｍｆは、ただしＦＸ％　Ｆ）１％　Ｆｚはロボットハンド６先端
に加わるＸ、Ｙ、Ｚ方向のカニＭＸ、Ｍｙはロボットハ
ンド６先端にがかるＸ、Ｙ方向のモーメン１−　：　ｊ
！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の中心と検出器（
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、ｐ　ｘ−、Ｆ　ｙ　％　Ｆ　ｚ
ｓ　Ｍｘ、Ｍｙを求めると、以下余白となり、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
標系ロボットに適用するには、直交円筒座標交換を行な
ってγ、θ、Ｚ方向の力Ｆｒ、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の太きさに応し７た周
波数の指令パルスＣＰがＵＰ方向（第３図（Ａ）でＣＪ
位置制御部１２０指令パルスＰＰによりＤ　ＯＷ　Ｎ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ＩＪ　Ｐ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Ｊ：ｊされ、丸棒７とテー
バ面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１）からのｔＪＰパルスＣＰを差引
いた分ＩＪＰ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の左側面に沿って丸棒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ック図であり、
図中の各記号の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に、、ｋ２、ｋ３：フィードバンクゲインＳニラプラス
演算子ｉ：電流Ｘ：速度Ｘ：実変位 ■：変位指令値Ｐ：力センサからの値ここで、Ｇは本発明によっ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、近伯的な伝達函数は、次式で示さ
れる。

従って、変位は、変位指令値（Ｖ　（Ｓ）　）と力セン
サの値である指令値（Ｐ　（Ｓ）”）の両方によって制
御されることになる。

この様な力制御は力センサの出力を位置制御部へフィー
ドバンクし、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、並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１）
の詳細図である。図中、１】０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のプロセッ
サ（ＣＰ　Ｕ）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、１）１は反転アンプであり、Ｄ／
Ａコンバータ１）０のアナログ量を反転するもの、１）
２．１）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、１）４．１】５は
Ｖ／Ｆ　（電圧／周波数）コンバータであり、各々加算
アンプ１）２．１）３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Ｆ
θ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。

従って、この場合接触力はほぼ零に収束する様制御され
る。

このためロボットが動作した時のハンドの振動によって
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ットは停止して
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、１）０〜１）３の構成
によっ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１）２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１）４に入力され
、Ｆθが負とすると加算アンプ１）３で（Ｆθ十不感帯
量）の加算が行なわれ、その出力がＶ／Ｆコンバータ１
）５に入力される。従って、第７図（Ｂ）の如くの接触
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、
移動時の振動によって、力制御が働くことを禁１にする
とともに、ロボットが停止した場合には所定の付与力（
最低接触力）を付与することができる。従って、不感帯
値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、ロボットと
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、磁気ディ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Ｘ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Ｘ軸駆動部であり、Ｘ軸駆動
部２１によってＸ軸方向に駆動され、且つ後述するＹ軸
駆動部をＸ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Ｘ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によって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によってＸ軸
方向に、Ｚ軸駆動部２２によってＸ軸方向に駆動され、
結局直交３軸制御されるｔ）の、２５ばハンド駆動部で
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ＵＪ部２．５　ａ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は磁気ディスクであり、
真空吸着ハンド２７は磁気ディスク２８を真空吸着する
。２９はスピンドル装置であり、スピン１゛ル本体２９
ａ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２５ｄ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２
５ｅとでα、β軸駆動部２５ａが構成され、連結金具２
５ｂは連結部材２５ｅのβ軸に支持され、β軸方向に回
転され、且つγ軸とＴ軸モータ２５ｇを支持し、γ軸モ
ータ２５ｇは部材２５ｈとともにγ軸駆動部２５ｃを構
成している。

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

第８図の例では磁気ディスク２８の軸をスピンドル２９
ａ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図構成のロボットの制御ブロック図であ
り、図中、第８図と同一のものは同一の記号で示してあ
り、１）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　ＳＦ　ｚ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、
プロセッサがメモリに格納された軌跡指令から各軸（Ｘ
ＳＹ、、Ｚ、α、β、Ｔ）の変位を演算し、変位指令パ
ルス列ＸＰＰ、ＹＰＰ、ＺＰＰ、αＰＰ１βＰＰ、ＹＰ
Ｐを出力するもの１３Ｘ、１３Ｙ、１３２，１３α、１
３β、１３γは各々Ｘ１ｙ、、ｚ、α、β、Ｙ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、１４
Ｘ、１４Ｙ、１４２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、プロセッサがメモリに格納された
！ｌＬ跡指全指令出し、各軸の変位量ΔＸ、ΔＹ１ΔＺ
１Δα、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
、ＹＰＰを出力する。指令パルスαＰＰ、βＰＰ、ｒＰ
Ｐはα、β、Ｔ軸サーボ回路１３α、１３β、１３ｒに
入力され、ハンド駆動部２５のα、β、Ｔ軸モータ２５
ｄ、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、１
４Ｙ、１４２を介し、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸サーボ回路＋３Ｘ、
１３Ｙ、１３Ｚに入力され、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ！１ｌｌＩ
駆動部２１．２２．２３のモータを駆動する。これによ
ってハンド２７が指令軌跡に沿って位置制御され、目標
位置まで磁気ディスク２８を移動させる。この状態では
磁気ディスク２８は何等外力を付与されていないので、
力制御部１）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、磁気ディスク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、磁気ディスク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）Ｍａ−Ｍｆとして力制御部
１）へ与える。力制御部１）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、ｌ　４Ｙ、１４Ｚに与えられ、更にサーボ回
路１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚに入力する。これによってサ
ーボ回路１３Ｘ、１３Ｙ、ｌ　３Ｚ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１）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
軸に対して行なっており、これにより広い範囲で接触力
を可変にできる様にしているが、力制御をα、β、Ｔ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、１４Ｚはα、β、Ｙ軸のサーボ回路１
３α、１３β、１３γに対し設け、力制御部１）の指令
パルス列ｘｃｐＳｙｃｐＳｚｃｐ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
ッ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、１４２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、本発明は本発
明の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、移動指令と力指令
との合成を指令する制御手段を設け、係る合成指令をサ
ーボ手段の制御量としてサーボ手段に与えているから、
外力が加えられない状態では、移動指令が合成指令とな
って移動制御が行われ、一方、外力が加えられると力指
令と移動指令との合成が合成指令となって力制御に円滑
に且つ自律的に移行されるという効果を奏し、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、過渡現象が生ぜず、同様に従来技術の位
置制御系で力制御のため力センサの出力を位置又は変位
に変換して移動指令を修正する動作を要しないので、高
速に力制御ができ、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という効果を奏する。

従っ゛（、係る移動体（ロボット）の信頼性を大幅に高
めることができる。

又、移動指令を変更せずに実現できるから、移動制御の
ためのｔｈ令軌跡のティーチング動作又はプ１）グラム
の作成が容易となるという効果も奏する。

更に、検出出力を不感帯を介して力指令を得ているから
、振動による誤動作を防止できるというｉＡｈ果を奏す
る他に従来不可能とされていた接触力を制御したイ☆置
合せ動作を行なうことができるという効果を奏し、従っ
て、ハメ合せ等では部材同志の密着したハメ合せ作業を
部材を傷つけることなく行なうごとができ、しかもその
精度も大幅に向上し、更に位置合せにおいては相手部材
に密着したイ）＞置合せを行なうことができ、係るロボ
ットのＩＩＩ用範囲を大幅に向上させることが可能とな
る。

しかも、通富の位置制御方式のものに容易に組込むこと
ができるという効果も奏し、位置制御方式のものに係る
機能を容易に与えることができるという実用−ヒも優れ
た効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられるロボッ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ッ
ク図、第６図は本発明の一実施例ブロック図、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ッ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ック図である。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）、１）−力制御部、１２　位置制御部、１３．１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚ、１３α、１３β、１３
γ−サーボ回路（駆動回路）、１４ａ、１４ｂ、１４Ｘ
、１４Ｙ、１４Ｚ−オア回路、７．２８−物品。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）移動体を駆動する駆動手段と、該移動体に加わる外力を検出する検出手段と、該検出手
段の検出出力を受け、該検出出力に対し設定した不感帯
を介して得た力指令と移動指令との合成を指令出力とす
る制御手段と、該制御手段の指令出力により該駆動手段をサーボ制御す
るサーボ手段とを含み、該力指令と該移動指令との合成によって該移動体を移動
制御することを特徴とする移動体制御装置。
（２）前記制御手段は、前記設定された不感帯の幅を可
変とすることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載の移動体制御装置。