CN108858182A - 机器人的控制装置及控制方法以及机器人系统 - Google Patents

Abstract

一种机器人的控制装置及控制方法以及机器人系统，向机器人示教对象物的适当的嵌合作业。在对机器人进行示教时，至少一个处理器使用机器人使第一对象物和第二对象物以第一力接触，并生成基于所述接触的示教数据。另外，在使机器人执行按照示教数据的动作时，至少一个处理器使用机器人并以比第一力大的第二力使第一对象物和第二对象物嵌合。

Description

机器人的控制装置及控制方法以及机器人系统

技术领域

本发明涉及机器人的控制装置及控制方法以及机器人系统。

背景技术

在日本特开第2014-166681号公报(JP2014-166681A)中，公开了向机器人示教两个工件或对象物的嵌合作业的技术。在该背景技术中，将嵌合作业中的机器人的动作分割成接触动作、探索动作和插入动作，并调整这三个动作中的动作条件参数。

然而，在上述的背景技术中，由于一边使两个工件彼此接触一边探索适合于插入的位置，因此有时无法向机器人示教适当的嵌合作业。此外，通过探索动作，由于工件自身的弹力、表面摩擦力，工件保持位置可能会变化，进而有可能使工件损坏。

发明内容

本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而提出的，能够以以下的方式(方面)来实现。

(1)根据本发明的第一方式，提供对执行第一对象物和能够嵌合于所述第一对象物的第二对象物的嵌合作业且具有力检测器的机器人进行控制的控制装置。该控制装置具备至少一个处理器，在对所述机器人进行示教时，所述至少一个处理器使用所述机器人而使第一对象物和第二对象物以第一力接触，所述至少一个处理器生成基于所述接触的示教数据，在使所述机器人执行按照所述示教数据的嵌合动作时，所述至少一个处理器使用所述机器人并以比所述第一力大的第二力使所述第一对象物和所述第二对象物嵌合。

根据该控制装置，在对机器人进行示教时，使第一对象物和第二对象物以第一力接触并生成基于该接触的示教数据，在使机器人执行按照上述示教数据的嵌合动作时，以比第一力大的第二力使第一对象物和第二对象物嵌合，因此不需要一边使两个对象物彼此接触一边探索适合于插入的位置，另外，能够适当地向机器人示教嵌合作业。另外，由于不进行像现有技术的探索动作，因此能够降低由于探索动作而在对象物自身的弹力、表面摩擦力的作用下引起的末端执行器保持对象物的保持位置变化的可能性，进而能够降低使对象物损坏的可能性。

(2)在上述控制装置中，也可以是，所述示教数据基于与所述第一对象物和所述第二对象物的多个相对位置有关的所述接触而生成。

根据该控制装置，能够多个相对位置中确定适合于嵌合作业的相对位置。

(3)在上述控制装置中，也可以是，所述至少一个处理器使所述第一对象物和所述第二对象物从所述多个相对位置的各相对位置向接近的第一方向进行所述接触，所述多个相对位置是与所述第一方向交叉的二维方向的位置。

根据该控制装置，由于对作为与第一方向交叉的二维方向的位置的多个相对位置执行接触，因此能够确定适合于嵌合作业的相对位置。另外，由于不进行像现有技术那样的探索动作，因此能够降低由于探索动作而在对象物自身的弹力、表面摩擦力的作用下引起的末端执行器保持对象物的保持位置变化的可能性，进而能够降低使对象物损坏的可能性。

(4)在上述控制装置中，也可以是，所述多个相对位置在所述二维方向上以第一间隔设定。

根据该控制装置，能够容易地设定多个相对位置。

(5)在上述控制装置中，也可以是，在包含所述多个相对位置中的、使所述第一对象物从所述多个相对位置的各相对位置向所述第一方向移动而使所述第一对象物和所述第二对象物以所述第一力接触时的所述第一对象物的移动距离成为最长的相对位置的区域中，所述多个相对位置在所述二维方向上以比所述第一间隔小的第二间隔设定。

根据该控制装置，能够高精度地确定适合于嵌合作业的相对位置。

(6)在上述控制装置中，也可以是，所述至少一个处理器执行所述第一对象物和所述第二对象物在绕一个以上的轴方向的多个旋转角度下的所述接触。

根据该控制装置，能够更加高精度地确定适合于嵌合作业的相对位置。另外，由于关于旋转角度也不进行像现有技术那样的探索动作，因此能够降低由于探索动作而在对象物自身的弹力、表面摩擦力的作用下引起的末端执行器保持对象物的保持位置变化的可能性，进而能够降低使对象物损坏的可能性。

(7)在上述控制装置中，也可以是，所述至少一个处理器使所述第一对象物和所述第二对象物在所述多个相对位置的各相对位置上的所述接触之后远离。

根据该控制装置，能够避免一边使两个对象物彼此接触一边使相对位置移动的动作，因此能够降低由于像现有技术那样的探索动作而在对象物自身的弹力、表面摩擦力的作用下引起的末端执行器保持对象物的保持位置变化的可能性，进而能够降低使对象物损坏的可能性。

(8)在上述控制装置中，也可以是，所述至少一个处理器从所述多个相对位置中选择使所述第一对象物从所述多个相对位置的各相对位置向所述第一方向移动而使所述第一对象物和所述第二对象物以所述第一力接触时的所述第一对象物的移动距离成为最长的相对位置，并将所选择的相对位置设定为所述示教数据的示教点。

根据该控制装置，由于以适合于嵌合的相对位置作为示教点，因此能够按照示教数据顺利地执行第一对象物和第二对象物的嵌合作业。

(9)在上述控制装置中，也可以是，所述第一对象物和所述第二对象物是在所述第一力下不嵌合而在所述第二力下嵌合的电连接器。

根据该控制装置，能够进行适合于电连接器的嵌合作业的示教及其嵌合作业。

(10)本发明的第二方式是一种机器人系统，具备机器人以及与所述机器人连接的上述控制装置。

该机器人系统也不需要一边使两个对象物彼此接触一边探索适合于插入的位置，另外，能够向机器人示教适当的嵌合作业。

(11)本发明的第三方式提供一种控制方法，通过至少一个处理器控制具有力检测器的机器人。该控制方法为，在对所述机器人进行示教时，所述至少一个处理器使用所述机器人而使第一对象物和第二对象物以第一力接触，所述至少一个处理器生成基于所述接触的示教数据，在使所述机器人执行按照所述示教数据的动作时，所述至少一个处理器使用所述机器人以比所述第一力大的第二力使所述第一对象物和所述第二对象物嵌合。

根据该控制方法，在对机器人进行示教时，使第一对象物和第二对象物以第一力接触并生成基于该接触的示教数据，在使机器人执行按照上述示教数据的嵌合动作时，以比第一力大的第二力使第一对象物和第二对象物嵌合，因此不需要一边使两个对象物彼此接触一边探索适合于插入的位置，另外，能够顺利地向机器人示教嵌合作业。另外，由于不进行像现有技术的探索动作，因此能够降低由于探索动作而在对象物自身的弹力、表面摩擦力的作用下引起的末端执行器保持对象物的保持位置变化的可能性，进而能够降低使对象物损坏的可能性。

本发明还可以以上述以外的各种方式来实现。例如，能够以用于实现控制装置的功能的计算机程序、记录有该计算机程序的非临时性存储介质(non-transitory storagemedium：非易失性存储介质)等的方式来实现。

附图说明

图1是机器人系统的示意图。

图2是示出机器人和控制装置的功能的框图。

图3是示出对象物的一例的俯视图。

图4是示出在退避点(第一示教点)的对象物的位置关系的说明图。

图5是示出在预备示教点的对象物的位置关系的说明图。

图6是示出在第二示教点的对象物的位置关系的说明图。

图7是示出在适当的相对位置对象物接近时的力的变化的坐标图。

图8是示出在不适当的相对位置对象物接近时的力的变化的坐标图。

图9时示出示教和嵌合作业的整体顺序的流程图。

图10是示出第一实施方式中的示教数据生成顺序的流程图。

图11是示出示教点探索处理的详细顺序的流程图。

图12是示出多个相对位置的一例的说明图。

图13是示出示教点探索处理的分析结果的一例的说明图。

图14是示出从第一示教点向第二示教点的移动动作的一例的说明图。

图15是示出第二实施方式中的示教数据生成顺序的流程图。

图16是示出第二实施方式中的对象物的旋转角度的说明图。

图17是示出第三实施方式中的示教数据生成顺序的流程图。

图18是示出在第三实施方式中所探索的多个相对位置的例子的说明图。

附图标记说明：

100...机器人；120...基座；130...臂；132...臂末端；150...力检测器；160...末端执行器；162...真空吸附板；164...贯通孔；166...缓冲件；200...控制装置；210...处理器；211...示教点探索执行部；212...接近位置判断部；213...显示数据生成部；214...示教数据生成部；215...嵌合工序执行部；220...主存储器；230...非易失性存储器；232...程序命令；234...示教数据；240...显示控制部；250...显示部；260...I/O接口；300...示教盒；400...输送装置。

具体实施方式

<第一实施方式>

图1是一个实施方式的机器人系统的示意图。该机器人系统具备机器人100、控制装置200、示教盒300以及输送装置400。机器人100是示教再现式机器人。使用了机器人100的作业按照预先生成的示教数据来执行。在该机器人系统中，设定有由正交的三个坐标轴X，Y，Z规定的系统坐标系Σs。在图1的例子中，X轴与Y轴是水平方向，Z轴是铅垂上方向。示教数据所包含的示教点、末端执行器的姿势由该系统坐标系Σs的坐标值和绕各轴的角度来表现。

机器人100具备基座120和臂130。臂130由六个关节J1～J6依次连接。这些关节J1至J6中，三个关节J2、J3、J5是弯曲关节，其它三个关节J1、J4、J6是扭转关节。虽然在本实施方式中例示了六轴机器人，但也可以使用具有有一个以上的关节的任意臂机构的机器人。

在作为臂130的前端部的臂末端132依次安装有力检测器150和末端执行器160。在图1的例子中，末端执行器160是保持第一对象物OB1的机构。关于末端执行器160和对象物OB1、OB2的例子将在后面进行叙述。

力检测器150是检测施加于末端执行器160的力的传感器。作为力检测器150，可利用能够检测单个轴方向的力的测力传感器(load cell)、能检测多个轴方向的力分量的力觉传感器、扭矩传感器。在本实施方式中，作为力检测器150，使用六轴的力觉传感器。六轴的力觉传感器检测在固有的传感器坐标系中与相互正交的三个检测轴平行的力的大小和绕三个检测轴的扭矩的大小。需要注意的是，力检测器150还可以设置于末端执行器160的位置以外的位置，例如可以设置于关节J1～J6中的一个以上的关节。

控制装置200具有处理器210、主存储器220、非易失性存储器230、显示控制部240、显示部250以及I/O接口260。这些各部分经由总线连接。处理器210例如是微处理器或处理器电路。控制装置200经由I/O接口260而与力检测器150、机器人100、示教盒300连接。

作为控制装置200的构成，也可采用图1所示的构成以外的各种构成。例如，也可以从图1的控制装置200去掉处理器210和主存储器220，并与该控制装置200通信地连接的其它装置上设置处理器210和主存储器220。此时，将该其它装置和控制装置200组合而成的装置整体作为机器人100的控制装置发挥功能。在其它实施方式中，控制装置200还可以具有两个以上的处理器210。此外，在其它实施方式中，控制装置200也可以通过彼此可通信地连接的多个装置来实现。在这些各种实施方式中，控制装置200作为具备一个以上的处理器210的装置或装置组发挥而构成。

示教盒300是示教操作人员在示教机器人100的动作时使用的机器人示教装置的一种。示教盒300具有未图示的处理器和存储器。通过使用了示教盒300的示教所生成的示教数据被存储于控制装置200的非易失性存储器230。

图2是示出机器人100和控制装置200的功能的框图。控制装置200的处理器210通过执行预先存储于非易失性存储器230中的各种程序命令232，分别实现示教点探索执行部211、接近位置判断部212、显示数据生成部213、示教数据生成部214和嵌合工序执行部215的功能。关于这些各部分211～215的功能将在后文进行叙述。在非易失性存储器230中存储有由示教数据生成部214生成的示教数据234。嵌合工序执行部215按照该示教数据234控制机器人100的嵌合作业。

图3是示出第一对象物OB1和第二对象物OB2的一例的俯视图。该一对对象物OB1、OB2是电连接器，当嵌合时，设置于两个对象物OB1、OB2的多个电触点彼此电连接。在后述的示教数据的生成作业中，探索适于该对象物OB1、OB2的嵌合作业的示教点，并使用通过探索确定的示教点生成示教数据。也可以以电连接器之外的物体作为对象物OB1、OB2。例如，可以以不具有电触点而是机械地嵌合的两个物体作为对象物OB1、OB2。

图4至图6是示出在示教点的探索时对象物OB1、OB2的位置关系的说明图。末端执行器160具有保持第一对象物OB1的机构。末端执行器160具备具有贯通孔164的真空吸附板162以及橡胶制的缓冲件166。第一对象物OB1隔着柔性印刷基板FPC1而被固定于第一基板BB1。第一基板BB1例如是塑料制或金属制的加强板材。在真空吸附板162上设置有配置第一基板BB1的凹部。第一基板BB1通过末端执行器160的贯通孔164而被真空吸附，并被保持于真空吸附板162的凹部。缓冲件166配置于第一基板BB1和真空吸附板162之间，第一基板BB1与真空吸附板162直接接触，由此来防止第一基板BB1的损伤。其中，缓冲件166也可以省略。第二对象物OB2被固定在第二基板BB2上。该第二基板BB2例如是印刷基板(PrintedCircuit Board：印刷电路板)。末端执行器160不限定于是通过真空吸附来保持第一对象物OB1的末端执行器，也可以利用夹具那样的其它种类的末端执行器。在图4的例子中，在真空吸附板162的凹部的内周面和第一基板BB1的外周面之间存在间隙。因此，如果像现有技术那样以第一对象物OB1与第二对象物OB2接触的状态来进行探索动作，存在第一对象物OB1的保持位置因伴随着探索动作的摩擦力而改变的可能性。如后所述，在本实施方式中，由于不进行现有技术那样的探索动作，因此能够降低因探索动作而使末端执行器利用对象物自身的弹力、表面的摩擦力保持第一对象物OB1的保持位置改变的可能性，进而能够降低使第一对象物OB1、第二对象物OB2损坏的可能性。

在图4的状态下，机器人100的工具控制点TCP被定位于位于第二对象物OB2的上方的退避点TP1。工具控制点TCP是与机器人100的末端执行器160具有一定的相对位置关系的位置，在机器人100的控制中用作末端执行器160的作业位置。在本实施方式中，工具控制点TCP被预先设定于由末端执行器160保持的第一对象物OB1的附近的点。退避点TP1被预先设定于第一对象物OB1、末端执行器160不与第二对象物OB2、其它的周围物体物理地干涉的位置。例如，示教操作人员使用示教盒300，在目视下使机器人100运转以成为图4的状态，并将此时的位置指定为示教点，由此来执行该退避点TP1的设定。需要注意的是，退避点TP1在与两个对象物OB1、OB2的嵌合作业相关的示教数据中也作为第一示教点使用。关于该点将在后面进行叙述。

在图4的右侧绘出了作为末端执行器160的局部坐标系的工具坐标系Σt。该工具坐标系Σt以工具控制点TCP为坐标原点，由正交的三个坐标轴x，y，z限定。+z方向是第一对象物OB1远离第二对象物OB2的方向。-z方向相当于使两个对象物OB1、OB2接近的第一方向。需要注意的是，在图4中，为了便于图示，在该坐标原点的右侧绘出工具坐标系Σt。

在第二对象物OB2的略上方示出了预备示教点TPp的位置。该预备示教点TPp是从退避点TP1向-z方向前进了的点。

图5示出末端执行器160从图4的状态下降，工具控制点TCP到达预备示教点TPp的状态。例如，示教操作人员使用示教盒300，在目视下使机器人100运转以成为图5的状态，并将此时的位置指定为示教点，由此来执行该预备示教点TPp的设定。在后述的示教点的探索处理时，如图4的虚线所示，以工具控制点TCP从退避点TP1向预备示教点TPp大致直线地移动的方式控制机器人100。

在图5的右侧绘出了末端执行器160在预备示教点TPp的局部坐标系Σp。该局部坐标系Σp以预备示教点TPp为坐标原点，由正交的三个坐标轴x，y，z限定。在后述的示教点的探索处理中，使用该局部坐标系Σp。

对两个对象物OB1、OB2的嵌合作业而言，图5所示的预备示教点TPp并不是适当的位置。其理由是，由于与末端执行器160相比，对象物OB1、OB2较小，因此示教操作人员难以在目视下将适合于嵌合的位置设定为预备示教点TPp。后述的示教点的探索处理是使用该预备示教点TPp，探索适合于嵌合的第二示教点的处理。如图5所示，在第一对象物OB1被末端执行器160遮挡而无法目视确认两个对象物OB1、OB2的位置关系时，通过后述的示教点的探索处理来探索并设定适合于嵌合的示教点是尤其有效的。

图6示出了工具控制点TCP移动至通过示教点的探索处理而设定的第二示教点TP2的状态。局部坐标系Σp中的第二示教点TP2的坐标值为，z坐标值为0，并通过探索来设定x坐标值为x2和y坐标值为y2。即，示教点的探索处理是探索作为适合于探索的位置的第二示教点TP2的x坐标值x2和y坐标值y2的处理。由x坐标值x2和y坐标值y2规定的二维位置(x2，y2)相当于两个对象物OB1、OB2的相对位置。另外，该位置(x2，y2)相当于与-z方向(第一方向)交叉的二维方向的位置。预备示教点TPp、第二示教点TP2是第一对象物OB1和第二对象物OB2的多个相对位置的一部分。示教点的探索处理是从多个相对位置中探索适合于嵌合的第二示教点TP2的处理。

也可以代替退避点TP1(第一示教点)、预备示教点TPp、第二示教点TP2等示教点(teaching point)，使用在这些位置的示教位置姿势(teaching pose)来执行适合于嵌合的示教位置姿势的探索、示教数据的生成。

图7是示出两个对象物OB1、OB2从适合于嵌合的相对位置(图6的第二示教点TP2)接近时的力的变化的一例的坐标图。横轴是将预备示教点TPp设为坐标原点的局部坐标系Σp(图6)的-z坐标值，纵轴是由力检测器150检测出的z方向的力Fz。以横轴为-z坐标值的理由在于，-z方向相当于两个对象物OB1、OB2接近的第一方向。

在该坐标图G1中，在z坐标值为0的位置(第二示教点TP2)，力Fz为零。当第一对象物OB1向-z方向前进且两个对象物OB1、OB2接触后，随着第一对象物OB1向-z方向前进，力Fz增大，力Fz达到峰值Fpk后暂时减小，之后再次增大。本实施方式的对象物OB1、OB2通过以超过峰值Fpk的力按压OB1、OB2而嵌合。另外，对象物OB1、OB2一旦嵌合后，构成为只要不以较强的力分离两者，则不能够解除嵌合状态。其理由在于，为了适当地维持作为电连接器的对象物OB1、OB2的电连接。

在使用机器人100使对象物OB1、OB2嵌合的嵌合作业中，以超过峰值Fpk的力F2(第二力)使两个对象物OB1、OB2嵌合。另一方面，在探索适合于两个对象物OB1、OB2的嵌合的相对位置(第二示教点TP2)的处理中，优选使两个对象物OB1、OB2接近直至以比适合于嵌合的力F2小的力F1(第一力)使两者接触。其理由在于，当使对象物OB1、OB2从不适合嵌合的相对位置接近并对两者施加力F2时，存在对象物OB1的保持位置偏离且无法弄清适当的示教位置的探索动作的可能性，进而存在使对象物OB1、OB2的一部分(例如电触点等)损坏的可能性。尤其是由于为了保持产品的品质，需要降低不均匀的要素，并且需要避免因外力引起的状况改变，因此在探索时，施加于对象物OB1、OB2的力F1特别优选比坐标图G1中的峰值Fpk小的力。这样，在使两个对象物OB1、OB2从处于适当的相对位置的状态接近时，两者也不嵌合，因此不再需要用于将两者从嵌合状态分离所需的力，从而能够在更短时间内且正确地执行探索处理。在使两个对象物OB1、OB2从处于适当的相对位置的状态接近直至达到力F1时，其z坐标值为z1。需要注意的是，力F1例如设定成0.3N～3N的范围的值。

图8是示出使两个对象物OB1、OB2从不适合嵌合的相对位置接近时的力的变化的一例的坐标图。在该坐标图G2中，对象物OB1向-z方向前进从而两个对象物OB1、OB2接触后，力Fz近似直线地增大。在坐标图G2中，力Fz达到第一力F1时的z坐标值z2的绝对值比坐标图G1中的z坐标值z1的绝对值小，意味着第一对象物OB1的移动距离小。因此，在探索适当的相对位置(第二示教点TP2)时，通过在多个相对位置以力F1使两个对象物OB1、OB2接触，并检查此时的z坐标值z1、z2，从而能够从多个相对位置中选择适合于嵌合的相对位置。

图9是示出使用了机器人100的示教和嵌合作业的整体顺序的流程图。在步骤S10中，生成示教数据。该处理的详细将在后面进行叙述。在步骤S20中，按照示教数据执行多组对象物OB1、OB2的嵌合作业。该嵌合作业由设置有图1所示的机器人系统的生产线来执行。更具体而言，当多个第二对象物OB2通过输送装置400而被逐个地依次输送至机器人100的作业空间内时，机器人100按照示教数据执行将第一对象物OB1嵌合于第二对象物OB2的作业。第一对象物OB1也可以通过输送装置400而与第二对象物OB2一同地被输送，或者，可以通过未图示的送料器而被输送至机器人100的作业空间内。步骤S20的嵌合作业通过控制装置200的嵌合工序执行部215(图2)的控制来执行。

图10是示出第一实施方式中的示教数据生成顺序的流程图。在步骤S110中，设定示教点探索的初始条件。该初始条件包括系统坐标系Σs(图1)中的退避点TP1(图4)及预备示教点TPp(图5)的坐标值、对象物OB1、OB2的相对位置的单位移动量、以及探索中所利用的相对位置的数量。相对位置的单位移动量是从图5的预备示教点TPp变更局部坐标系Σp的二维坐标值(x，y)时的变更幅度。对象物OB1、OB2的多个相对位置是局部坐标系Σp的z坐标值为0，并且x坐标值和y坐标值设定成各种值的三维位置(x，y，0)。在以下的说明中，使用局部坐标系Σp的三维位置(x，y，0)的二维坐标值(x，y)来表述为“相对位置(x，y)”。

在步骤S120中，控制装置200重置力检测器150。该重置是用于消除力检测器150的不期望的输出偏差的处理。另外，该重置是指使力检测器150的输出值(力检测值)成为预定值(基准值)的处理。换言之，力检测器150的重置是例如去除或减少因末端执行器160保持的物体的重量不均、臂13的姿势等造成的重力的影响、因电路的漏电流、热膨胀等造成的漂移的影响的处理。即，在这些影响存在的条件下，使从力检测器150输出的值成为预定值(基准值)的处理即为重置。该预定值优选是“0”。

在步骤S130中，执行示教点探索处理。该处理在控制装置200的示教点探索执行部211(图2)的控制下执行。

图11是示出示教点探索处理的详细顺序的流程图。在步骤S210中，使工具控制点TCP移动至探索动作开始前的第一示教点TP1(图4)。在步骤S220中，使工具控制点TCP移动至预备示教点TPp(图5)。如图4所示，该动作是使工具控制点TCP向-z方向前进直至预备示教点TPp的位置的动作。步骤S210、S220的移动动作不使用力检测器150的力检测值，而是在将示教点TP1、TPp设为目标位置的位置控制下执行。

步骤S230、S240是使对象物OB1、OB2接近直至两者以力阈值F1接触的处理。该力阈值F1是与图7及图8中所说明的第一力F1相同的力。该步骤S230、S240的处理在执行机器人100的力控制的同时进行。在本说明书中，“力控制”是指使用由力检测器150获得的力检测值的反馈来使末端执行器160移动的控制。作为力控制，能够利用例如阻抗控制。当由力检测器150检测出的z方向的力Fz达到力阈值F1时，前进至步骤S250，使机器人100的动作停止。在步骤S260中，将停止位置的局部坐标系Σp的z坐标值记录于存储器(例如非易失性存储器230)。

在步骤S270中，判断探索是否结束。该判断例如通过判断探索的相对位置的数量是否达到图10的步骤S110中所设定的相对位置的数量来进行。如果探索未结束，则在步骤S280中使末端执行器160向z方向退避，并使相对位置(x，y)移动而返回至步骤S230。在此，在各相对位置(x，y)的对象物OB1、OB2接触后，在移动相对位置(x，y)之前使两个对象物OB1、OB2远离。这样，由于能够避免一边使两个对象物OB1、OB2彼此接触一边使相对位置(x，y)移动的动作，因此，可防止对象物OB1的保持位置偏离，另外，可防止对象物OB1、OB2损坏。需要注意的是，在步骤S280中的退避例如通过使末端执行器160向+z方向移动直至z坐标值成为0来进行。

图12是示出多个相对位置(x，y)的例子的说明图。x轴及y轴表示图5所示的局部坐标系Σp的x轴及y轴。坐标原点是局部坐标系Σp中的预备示教点TPp的位置(0,0)。多个黑点表示作为探索的对象而设定的相对位置(x，y)。邻接的相对位置(x，y)的间隔δx、δy相当于相对位置的单位移动量。单位移动量δx、δy例如可设定成0.1mm～0.2mm范围的值。在图12的例子中，多个相对位置(x，y)在二维方向上设定成第一间隔。这样，可容易地设定多个相对位置(x，y)。需要注意的是，第一间隔优选为等间隔。

当在图11的步骤S270中判断为探索结束时，前进至图10的步骤S140。在步骤S140中，分析探索结果并显示该分析结果。在探索结果的分析中，首先对图12所示的多个相对位置(x，y)依次扫描图11的步骤S260中所记录的z坐标值，并检测z坐标值的绝对值的最大值。将对应于所检测出的z坐标值的相对位置(x，y)视为使第一对象物OB1从各相对位置向-z方向(第一方向)移动而使对象物OB1、OB2以力F1接触时的第一对象物OB1的移动距离最长的相对位置。该步骤S140中的分析由控制装置200的接近位置判断部212(图2)执行。显示分析结果的显示数据由控制装置200的显示数据生成部213(图2)生成，并显示在控制装置200的显示部250上。

图13示出在控制装置200的显示部250上所显示的示教点探索处理的分析结果的一例。该分析结果的显示画面包括第一显示区域FDA和第二显示区域SDA。在第一显示区域FDA中，表示z坐标值的绝对值为最大值的相对位置(x，y)的坐标值作为表示最合适示教点的坐标值而显示。在第二显示区域SDA中，立体地显示多个相对位置(x，y)的z坐标值的分布。在该例子中，在x＝+0.2mm，y＝+0.1mm的位置，z坐标值的绝对值成为最大值。这样，只要在显示部250上显示适合于嵌合的相对位置(x，y)、多个相对位置(x，y)的z坐标值，示教操作人员就便能够使用示教盒300容易地设定合适的示教点。最合适示教点的坐标值也可以不以局部坐标系Σp(图5)而是以系统坐标系Σs(图1)等其它坐标系的坐标来表示。

在图10的步骤S150中，示教操作者使用示教盒300，将适合于嵌合的相对位置(x，y)以第二示教点TP2的x坐标值及y坐标值输入，控制装置200接收该示教点的输入。第二示教点TP2的坐标值既可以以局部坐标系Σp(图5)的坐标值输入，或者也可以以系统坐标系Σs(图1)等其它坐标系的坐标值输入。在步骤S160中，使用所接收的示教点的输入，生成示教数据234，并将其存储于控制装置200的非易失性存储器230中。该示教数据234的生成由控制装置200的示教数据生成部214执行。如所周知的，示教数据234包括多个示教点、在各示教点之间移动时应执行的控制模式(位置控制、力控制)的记述。该控制模式也由示教操作者使用示教盒300来指定。这样，当示教数据234完成时，在图9的步骤S20中，为了制造实际的产品，按照示教数据对多组对象物OB1、OB2执行嵌合作业。

图14是示出末端执行器160按照示教数据从第一示教点TP1移动至第二示教点TP2的动作的一例的说明图。该移动动作是图9的步骤S20中的嵌合作业中的动作。从第一示教点TP1移动至第二示教点TP2的位置控制例如通过CP控制(Continuous Path control：连续轨迹控制)来进行。CP控制是在两点间连续地内插以使得末端执行器160的两点间的移动路径按着一定的轨道上的控制方法。在图14的例子中，第一示教点TP1和第二示教点TP2之间的移动路径以按着直线的轨道的方式而形成。这样，能够降低第一对象物OB1、末端执行器160与其它物体物理地干涉的可能性。在达到第二示教点TP2之后，使末端执行器160向-z方向移动，使末端执行器160移动并使对象物OB1、OB2嵌合，直至由力检测器150检测出的力达到第二力F2(图7)为止。之后，使末端执行器160想+z方向退避，根据需要执行其它对象物的嵌合等地作业。需要注意的是，在步骤S20中使两个对象物OB1、OB2嵌合的动作既可以仅使用CP控制这样的位置控制来执行，或者也可以使用位置控制和力控制来执行。

如上所述，在第一实施方式中，在对机器人100进行示教时，处理器210使用机器人100使第一对象物OB1和第二对象物OB2以第一力F1接触，并生成基于该接触的示教数据。另外，在使机器人100执行按照示教数据的嵌合动作时，处理器210使用机器人1002使第一对象物OB1和第二对象物OB2以比于第一力F1大的第二力F嵌合。因此，不需要一边使两个对象物OB1、OB2彼此接触一边探索适合于插入的位置，另外，可向机器人100示教适当的嵌合作业。

<第二实施方式>

图15是示出第二实施方式中的示教数据生成顺序的流程图，且是与第一实施方式的图10对应的图。图16是示出第二实施方式中的对象物的旋转的情况的说明图。需要注意的是，由于机器人系统的构成与第一实施方式相同，因此省略说明。第二实施方式与第一实施方式的区别点仅在于，追加了步骤S135、S136，其它的顺序与第一实施方式相同。

当在步骤S130中结束示教点探索处理(图11)后，前进至步骤S135，判断是否完成了全部的探索。在第二实施方式中，在绕一个以上的轴方向的多个旋转角度下，执行示教点的探索处理。例如，关于翻滚(roll)、俯仰(pitch)和偏航(yaw)中的一个以上的旋转，执行多个旋转角度下的步骤S130中的示教点探索处理。在此，翻滚是指绕局部坐标系Σp的x轴方向的旋转，俯仰是指绕y轴方向的旋转，偏航是指绕z轴方向的旋转。在图16中，示出了使第一对象物OB1绕局部坐标系Σp的z轴方向在+6度至-2度的范围内旋转了的例子。只要以这些多个旋转角度执行示教点探索处理，就能够更适当地确定示教点位置。需要注意的是，关于翻滚、俯仰和偏航三种旋转的全部，优选以多个旋转角度执行步骤S130中的示教点探索处理。旋转角度的设定的变更在步骤S136中进行，之后，再次执行步骤S120、S130。

第二实施方式也起到与上述的第一实施方式大致相同的效果。另外，在第二实施方式中，由于在绕一个以上的轴方向旋转的多个旋转角度下执行示教点的探索处理，因此能够以更高精度确定适合于嵌合作业的相对位置。

<第三实施方式>

图17是示出第三实施方式中的示教数据生成顺序的流程图，且是与第二实施方式的图15对应的图。需要注意的是，机器人系统的构成与第一实施方式及第二实施方式相同，因此省略说明。第三实施方式与第二实施方式的区别点仅在于，将步骤S136置换成步骤S138，其它的顺序与第二实施方式相同。

当在步骤S130中示教点探索处理(图11)结束后，前进至步骤S135，判断是否完成了全部的探索。在第三实施方式中，当通过步骤S130的第一次执行，若求出到接触为止的第一对象物OB1的移动距离成为最长的相对位置，则从步骤S135前进至S138，使探索的单位移动量δx、δy(图12)减少。之后，再次执行步骤S120、S130。

图18是示出在第三实施方式中探索的多个相对位置的例子的说明图。黑圆圈是表示在步骤S130的第一次执行时作为相对位置(x，y)所使用的点，白圆圈是表示在步骤S130的第二次执行时作为相对位置(x，y)所使用的点。其中，在白圆圈和黑圆圈重叠的位置，仅绘出白圆圈。第二次探索时的探索的单位移动量δxa、δya比第一次的单位移动量δx、δy(图12)小。在该例中，δxa＝δx/2、δya＝δy/2。另外，第二次探索时的相对位置的范围比第一次探索时的相对位置的范围小。其理由在于，由于通过第一次探索大致求出适合于嵌合的相对位置，因此在第二次的探索时只再次探索其周围即可。这样，在第二次的探索时，优选在第一次探索时两个对象物OB1、OB2接触时的第一对象物OB1的移动距离成为最长的相对位置的附近的区域(即，包括该相对位置的小区域)中在细化二维方向的间隔δxa、δya的条件下执行探索。另外，这样的探索也可以执行三次以上。在任一种情况下，均优选为，在使第一对象物OB1沿-z方向(第一方向)移动而使第一对象物OB1和第二对象物OB2以第一力F1接触时的第一对象物OB1的移动距离最长的相对位置的附近，将相对位置之间的二维方向的间隔(第二间隔)设定成最小。

第三实施方式也起到与上述的第一实施方式大致相同的效果。另外，在第三实施方式中，由于在从各相对位置使第一对象物OB1沿-z方向(第一方向)移动而使第一对象物OB1和第二对象物OB2以第一力F1接触时的第一对象物OB1的移动距离最长的相对位置的附近，将相对位置之间的二维方向的间隔设定成最小，因此能够更加高精度地确定适合于嵌合作业的相对位置。

本发明不限于上述的实施方式、实施例、变形例，而是在不脱离其主旨的范围内能够以各种构成实现。例如，为了解决上述课题的一部分或者全部，或者，为了实现上述效果的一部分或者全部，可对记载于发明内容栏中的各方式中的技术特征所对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征适当地进行替换、组合。此外，如果该技术特征在本说明书中没有作为必要的特征被说明，则可以对其进行适当删除。

Claims (11)

1.一种控制装置，其特征在于，对机器人进行控制，所述机器人具有力检测器，并执行第一对象物和能够嵌合于所述第一对象物的第二对象物的嵌合作业，

所述控制装置具备至少一个处理器，

在对所述机器人进行示教时，所述至少一个处理器使用所述机器人而使第一对象物和第二对象物以第一力接触，所述至少一个处理器生成基于所述接触的示教数据，

在使所述机器人执行按照所述示教数据的嵌合动作时，所述至少一个处理器使用所述机器人并以比所述第一力大的第二力使所述第一对象物和所述第二对象物嵌合。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述示教数据基于与所述第一对象物和所述第二对象物的多个相对位置有关的所述接触而生成。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，

所述至少一个处理器使所述第一对象物和所述第二对象物从所述多个相对位置的各相对位置向接近的第一方向进行所述接触，

所述多个相对位置是与所述第一方向交叉的二维方向的位置。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，

所述多个相对位置在所述二维方向上以第一间隔设定。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，

在包含所述多个相对位置中的、使所述第一对象物从所述多个相对位置的各相对位置向所述第一方向移动而使所述第一对象物和所述第二对象物以所述第一力接触时的所述第一对象物的移动距离成为最长的相对位置的区域中，所述多个相对位置在所述二维方向上以比所述第一间隔小的第二间隔设定。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的控制装置，其特征在于，

所述至少一个处理器使所述第一对象物和所述第二对象物在所述第一对象物和所述第二对象物中的一者绕一个以上轴方向的多个旋转角度下进行所述接触。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的控制装置，其特征在于，

所述至少一个处理器使所述第一对象物和所述第二对象物在所述多个相对位置的各相对位置上的所述接触之后远离。

8.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，

所述至少一个处理器从所述多个相对位置中选择使所述第一对象物从所述多个相对位置的各相对位置向所述第一方向移动而使所述第一对象物和所述第二对象物以所述第一力接触时的所述第一对象物的移动距离成为最长的相对位置，并将所选择的相对位置设定为所述示教数据的示教点。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制装置，其特征在于，

所述第一对象物和所述第二对象物是在所述第一力下不嵌合而在所述第二力下嵌合的电连接器。

10.一种机器人系统，其特征在于，具备：

机器人；以及

与所述机器人连接的权利要求1至9中任一项所述的控制装置。

11.一种控制方法，其特征在于，通过至少一个处理器控制具有力检测器的机器人，

在对所述机器人进行示教时，所述至少一个处理器使用所述机器人而使第一对象物和第二对象物以第一力接触，所述至少一个处理器生成基于所述接触的示教数据，

在使所述机器人执行按照所述示教数据的动作时，所述至少一个处理器使用所述机器人并以比所述第一力大的第二力使所述第一对象物和所述第二对象物嵌合。