CN115210048A - 机器人曲面仿形控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于控制包括手部、臂部和控制部的机器人的机器人曲面仿形控制方法。该机器人曲面仿形控制方法进行包括法线方向特定步骤和作业工具姿势控制步骤的处理。在所述法线方向特定步骤中，根据近似具有曲面的目标工件的形状的数学式，求出安装在所述手部的所述作业工具接触到由所述数学式所表示的虚拟形状的虚拟位置处的该虚拟形状的法线方向。在所述作业工具姿势控制步骤中，在所述目标工件的表面且对应于所述虚拟位置的位置即对应位置处，使安装在所述手部的所述作业工具以沿着在所述法线方向特定步骤中所特定的所述法线方向的姿势接触所述目标工件。

Description

机器人曲面仿形控制方法
技术领域
本发明涉及一种使机器人仿形曲面的控制。
背景技术
至今为止，用于使机器人仿形目标工件的曲面的控制方法被众所周知，该机器人用安装在前端部的作业工具对具有三维自由曲面的目标工件的表面进行规定作业。专利文献1公开了此种管道表面的仿形控制方法。
专利文献1的管道表面的仿形控制方法的结构为，通过在使力控制机器人的前端部接触到作为目标工件的管道表面的同时，使其移动，且根据前端部的移动轨迹测量管道剖面的形状，来取得形状信息以及位置信息，创建管道的模型，并根据所创建的管道模型修正管道和力控制机器人的相对位置误差。
专利文献1:日本特开平7-210230号公报
发明内容
但是，所述专利文献1的结构需要事前通过一边接触目标工件的表面进行扫描，一边进行测量，来取得目标工件的形状信息。因此，目标工件的形状信息的取得等事前准备工作复杂。并且，存在有改善的余地，即，当以气球等柔软性物体为目标工件时，虽然接触其表面进行扫描来取得形状信息，但是有可能扫描会使气球损坏。
鉴于上述内容，本发明的目的在于提供一种即使目标工件是柔软性的，仍然能够适当地仿形曲面的机器人曲面仿形控制方法。
本发明所要解决的课题如上所述，以下，对用于解决该课题的方法以及其效果进行说明。
根据本发明的观点，提供一种以下结构的机器人曲面仿形控制方法。该机器人曲面仿形控制方法用于控制机器人，该机器人包括手部、臂部和控制部。在所述机器人的手部安装有作业工具。所述臂部连接在所述手部。所述控制部对所述手部以及所述臂部的动作进行控制。该机器人曲面仿形控制方法进行包括法线方向特定步骤和作业工具姿势控制步骤的处理。在所述法线方向特定步骤中，根据近似具有曲面的目标工件的形状的数学式，求出安装在所述手部的所述作业工具接触到由所述数学式所表示的虚拟形状的虚拟位置处的该虚拟形状的法线方向。在所述作业工具姿势控制步骤中，在所述目标工件的表面且对应于所述虚拟位置的位置即对应位置处，使安装在所述手部的所述作业工具以沿着在所述法线方向特定步骤中所特定的所述法线方向的姿势接触所述目标工件。
因此，能够在使机器人适当地仿形目标工件的曲面的同时，进行作业，且能够使事前准备处理简单。并且，即使在目标工件是柔软性物体时，仍然能够较好地仿形其表面。
根据本发明，能够使事前准备简单，即使目标工件是柔软性的，仍然能够适当地仿形曲面。
附图说明
图1是示出了适用本发明的一个实施方式所涉及的机器人曲面仿形控制方法的机器人仿形气球的表面的样子的侧视图。
图2是示出了用事前处理装置进行的事前准备的流程的图。
图3是示出了将二维作业轨迹投影在球体表面的样子的图。
图4是示出了在作业时机器人所进行的作业的流程的一个例子的流程图。
图5是说明笔动作控制的侧视图。
图6是说明笔动作控制的立体图。
图7是示出了对于笔的前端的高度调节的侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是示出了适用本发明的一个实施方式所涉及的机器人曲面仿形控制方法的机器人100仿形气球W的表面的样子的侧视图。
图1所示的机器人100例如作为垂直型多关节机器人构成。机器人100能够对目标工件进行组装、加工、涂装、洗净等作业。机器人100包括支撑台11、多关节臂(臂部)12、末端执行器(手部)13和控制部10。
支撑台11用于固定机器人100。在多关节臂12配置有用于驱动每个关节的省略图示的电动马达。机器人100能够通过经由该电动马达驱动多关节臂12的关节，来在三维空间中移动例如末端执行器13(作业工具15)。并且，在各个关节设置有编码器，该编码器对用于驱动多关节臂12以及末端制动器13的电动马达的旋转角度进行检测。
后述的控制部10能够根据由该编码器检测到的电动马达的旋转角度，来计算末端执行器13的移动轨迹等。并且，控制部10能够通过对机器人100的某个姿势的编码器的输出(即，各个电动马达的旋转角度)进行存储，用所存储的旋转角度控制各个电动马达的旋转，来再现该姿势。
末端执行器13安装在多关节臂12的前端。在末端执行器13可拆卸地安装有与作业内容对应的作业工具15。末端执行器13的动作根据来自控制部10的动作指令而被控制。末端执行器13能够通过多关节臂12的驱动而在三维空间内移动位置和姿势。需要说明的是，当末端执行器13直接接触到目标工件作用时，该末端执行器13相当于作业工具。
在末端执行器13安装有力传感器14。力传感器14能够检测施加在作业工具15的力，该作业工具15安装在末端执行器13。
力传感器14也可以构成为用检测力矩来代替检测力或者除了检测力之外，还检测力矩。力传感器14只要能够检测对目标工件的按压力即可，也可以安装在末端执行器13与多关节臂12之间的、安装作业工具15等部位。
控制部10用于控制多关节臂12以及末端执行器13的姿势、动作等。控制部10作为公知的计算机构成，包括微控制器、CPU、MPU、PLC、DSP、ASIC或FPGA等运算处理部、ROM、RAM、HDD等存储部和可与外部设备通信的通信部。在存储部存储有运算处理部执行的程序、经由通信部从外部设备输入的各种的设定阈值、与曲面仿形有关的各种数据等。
控制部10根据力传感器14的检测值，取得作用在作业工具15的外力，通过对驱动多关节臂12的省略图示的电动马达进行控制，在将作业工具15按压在目标工件的表面的同时，沿着预先设定的作业轨迹使作业工具15移动，来使该外力成为一定值(规定阈值或规定阈值范围内)。即，控制部10在对于目标工件的表面的作业工具15的按压力进行控制的同时，使作业工具15仿形目标工件的表面形状移动。
接着，以在作为目标工件的气球W的表面(详细而言，上表面)上描绘任意插图的情况为例，对本实施方式的机器人曲面仿形控制方法进行详细说明。在该例中，安装在末端执行器13的作业工具15是图5所示的绘图笔15a。
如图2所示，本实施方式的机器人曲面仿形控制方法用事前处理装置2(图1)进行对于仿形的目标工件的形状(气球W的外周形状)的近似形状的决定等事前处理。并且，在该机器人曲面仿形控制方法中，在作业(描绘)时，用机器人100的控制部10一边根据在事前处理中所得到的近似形状来计算与末端执行器13(乃至笔15a)的姿势以及移动有关的数据，一边控制笔15a的运动。
如图1所示，事前处理装置2包括近似形状决定部21、数式运算部22和作业轨迹创建部23。事前处理装置2可以例如与机器人100的控制部10分开设置。
事前处理装置2作为公知的计算机构成，包括微控制器、CPU、MPU、PLC、DSP、ASIC或FPGA等运算处理部、ROM、RAM、HDD等存储部和可与外部设备通信的通信部。在存储部存储有运算处理部所执行的程序等。能够通过该硬件和软件的协作，使事前处理装置2作为近似形状决定部21、数式运算部22以及工作轨迹创建部23发挥作用。
近似形状决定部21进行图2所示的事前准备的第一准备步骤S101。在第一准备步骤S101中，近似形状决定部21分析气球W的形状信息，决定近似于气球W的形状的近似形状(虚拟形状)。由于气球W的实际形状是三维形状，因此近似形状也是三维形状。气球W的三维形状信息例如能够通过用省略图示的多台照相机取得图像，并分析多个图像来获得，其中，所述多个照相机设置在配置有气球W的位置的周围。也可以代替多台照相机，从通过三维激光扫描仪等取得的三维点群数据来获得气球W的形状信息。
近似形状的决定例如能够以使近似形状的表面位置与实际的气球W的表面位置之间的误差在规定阈值内的方式进行。误差的阈值是考虑到作业所要求的精度决定的。近似形状选自预先规定的多个几何三维形状(例如，球体、椭圆球体、圆柱体、圆锥体、方柱体等)。在本实施方式中，近似于气球W的近似形状例如决定为图1等所示的球体3。近似形状的决定例如能够通过机器学习所预先构建的学习完毕模型自动进行。当气球W的大小、形状以及设置的位置等预先(大致)决定了时，能够省略形状信息的分析，直接使用作业者等预先设定的近似形状。
数式运算部22进行图2所示的事前准备的第二准备步骤S102以及第三准备步骤S103。在第二准备步骤S102中，数式运算部22取得形状数式，该形状数式是表示用近似形状决定部21所决定的近似形状的数式。近似形状的种类与形状数式的对应关系被预先存储在事前处理装置2。当近似形状是球体3时，所获得的形状数式例如成为以下的式子(1)。
【数式1】
Figure BDA0003696617870000061
其中，R是球体3的半径。(XC，YC，ZC)是球体3的中心。(x，y，z)是表示球体3的表面的某个点的位置坐标。
并且，在第三准备步骤S103中，数式运算部22取得法线数式，该法线数式是表示在第一准备步骤S101中所决定的近似形状的表面的任意位置的法线向量的数式。近似形状的种类与法线数式的对应关系和近似形状的种类与形状数式的对应关系一样，被预先存储在事前处理装置2。当近似形状是球体3时，所获得的法线数式例如成为以下的式子(2)。用式子(2)所得到的法线向量是从球体3的表面的各个位置朝向球体3的中心(XC，YC，ZC)的向量。
【数式2】
Figure BDA0003696617870000071
数式运算部22例如经由通信部将表示上述得到的法线数式的参数发送给机器人100的控制部10。此时，控制部10用该式子(2)计算球体3(乃至气球W)的表面的作业计划(绘图计划)的每个位置的法线向量。
所述第一准备步骤S101、所述第二准备步骤S102以及所述第三准备步骤S103相当于法线方向特定步骤。
作业轨迹创建部23进行图2所示的事前准备的第四准备步骤S104。在第四准备步骤S104中，作业轨迹创建部23将从外部设备输入的(或者，作业者输入的)二维作业轨迹5变换为沿着近似形状的球体3的表面的三维作业轨迹6。在此次说明的例子中，该作业轨迹(二维作业轨迹5或三维作业轨迹6)是构成绘画计划的插图的线的轨迹。三维作业轨迹6也可以说是在假设实际的气球W的形状与近似形状一致时，由笔15a与该气球W(换句话说，球体3)接触的点即虚拟接触点(虚拟位置)的每一个构成。
二维作业轨迹5用向量图形形式表示。二维作业轨迹5既可以由作业者通过绘图软件来创建，也可以对用适当的照相机所拍摄的图像数据通过图像处理自动地创建。二维作业轨迹5能够例如将表示XY二维坐标系中的点的位置的坐标和表示是否绘制(笔画)的信息的组合作为按照笔15a的移动顺序排列的数据表现。考虑到对具有曲面的形状的绘制的完成，点与下一个点之间的距离被定义为足够短。
如图3所示，作业轨迹创建部23通过将构成被输入的二维作业轨迹5的每个点投影到球体3的表面，求出所得到的投影点的位置坐标的每一个，来创建三维作业轨迹6。通过该变换，三维作业轨迹6成为将例如表示三维坐标系中的点的位置的坐标和表示是否在该点绘制的信息的组合按照笔15a的移动顺序排列的数据。但是，三维作业轨迹6(或者，与三维作业轨迹6有关的位置坐标等的数据)的创建方法不限于上述内容。三维作业轨迹6中的每一个点坐标可以被认为是虚拟接触点，该虚拟接触点是笔15a接触到通过近似所获得的虚拟球体3的表面的点。
以下，将任意的虚拟接触点称为第一虚拟接触点，将第一虚拟接触点的下一个虚拟接触点称为第二虚拟接触点。由于三维作业轨迹6的各个虚拟接触点对应于二维作业轨迹5的各个点，因此第一虚拟接触点与第二虚拟接触点之间的距离足够短。所以，从第一虚拟接触点朝向第二虚拟接触点的向量实际上成为沿着与第一虚拟接触点处的法线方向垂直的平面内(换句话说，在第一虚拟接触点与球体3的表面相切的平面内)的朝向。像这样，从虚拟接触点向下一个虚拟接触点的朝向相对于近似形状的球体3始终是切线方向。
后面将详细说明，由于实际的笔15a的行进方向是基于上述向量来规定的，因此以下有时将该向量称为笔行进方向向量(作业工具行进方向向量)。笔行进方向向量相当于通过顺序相邻的两个虚拟接触点之间的差。因此，三维作业轨迹6通常包含很多虚拟接触点的数据，该数据系列可以被认为是很多笔行进方向向量的组。
作业轨迹创建部23经由通信部将所得到的三维作业轨迹6发送给机器人100的控制部10(或者，数式运算部22)。
在如上所述的事前准备结束后，开示实际的绘制作业。通常，插图由很多的绘制(笔画)构成，以下，为了简单说明，着眼于一个绘制从开始到结束的过程进行说明。
当在气球W的上表面开始绘制时，机器人100使笔15a移动，以使笔15a的前端位于从第一虚拟接触点(绘制开始点)向上方充分分离，且与该虚拟接触点在上下方向对应的位置。并且，机器人100将笔15a的姿势调整为与该虚拟接触点处的法线方向一致。
然后，机器人100保持笔15a的姿势，且在监视力传感器14的检测值的同时，使笔15a朝下移动。在使笔15a朝下移动时，最终，笔15a接触到实际的气球W，随之产生的力由力传感器14检测。在移动的过程中，当力传感器14的检测值到达规定值时，笔15a朝下的移动停止。移动停止时的笔15a的前端位置(能够被认为是实际的笔15a的位置)可以低于虚拟接触点，也可以高于虚拟接触点。
然后，机器人100使笔15a移动。该移动的朝向是从现在的虚拟接触点到下一个虚拟接触点为止的朝向。如上所述，该朝向可以说是对应于三维作业轨迹6的切线方向。机器人100在该移动过程中将笔15a的姿势调整为与新的虚拟接触点处的切线方向一致。并且，该过程中，笔15a的上下方向的位置(即，笔15a的前端与气球W之间的接触强度)是根据力传感器14的检测值调节的。
当到达最后的虚拟接触点时，机器人100朝上移动笔15a，其结果是笔15a从实际的气球W离开。如上所述，通过笔15a在气球W的表面绘制了一条线。这样一来，机器人100在吸收虚拟接触点处的球体3与实际的气球W的形状的误差的同时，一边在实际的气球W的外周面使笔15a仿形，一边进行绘图工作。
在图4中，将用于实现上述动作的处理作为流程图示出。以下，说明该处理。不过，图4所示的流程是一个例子，能够改变处理的顺序或内容。
当开始绘制作业时，机器人100的控制部10首先为了进行绘制作业，对于含在三维作业轨迹6中的虚拟接触点的每一个，用所述式子(2)求出该虚拟接触点处的法线向量(步骤S201)。
然后，控制部10判断是否存在有处理没有完成的虚拟接触点(即，绘制作业是否已完成)(步骤S202)。该判断是为了对所有的虚拟接触点反复进后述的处理。因此，反复执行后述的步骤S203之后的处理，直到完成对所有的虚拟接触点的处理(即，绘制作业)。
在步骤S202的判断中，当判断为绘制作业尚未完成时，控制部10判断在此次的循环时间中所处理的虚拟接触点是否是最初的虚拟接触点(步骤S203)。
在步骤S203的判断中，当所处理的虚拟接触点是最初的虚拟接触点时，控制部10在沿着该虚拟接触点处的法线向量调整笔15a的姿势之后(步骤S205)，移动笔15a，以使笔15a接近气球W(步骤S206、步骤S207)。控制部10根据力传感器14的检测值，在施加到笔15a的力成为规定阈值(或规定阈值范围内)的位置使笔15a的移动停止。即，控制部10以与最初的虚拟接触点的法线向量一致的姿势，用适当的按压力使笔15a接触到气球W(步骤S206以及步骤S207)。如上所述，由于球体3是气球W的近似形状，因此笔15a与气球W之间的实际的接触点即实际接触点(对应位置)在大多数情况下与虚拟接触点不一致。然后，处理返回到步骤S202，进行对下一个虚拟接触点的处理。
在步骤S203的判断中，当判断为此次的循环时间不是对最初的虚拟接触点的处理时，使笔15a从上一次的虚拟接触点向此次的虚拟接触点移动(步骤S204)。由于两个虚拟接触点的距离足够短，因此笔15a的移动距离较短。并且，笔15a的移动方向为沿着包含上一次的虚拟接触点且与该虚拟接触点的法线向量垂直的平面(切平面)的方向。
以下，参照图5～图7，用使笔15a从图5所示的虚拟接触点(k-1)移动到虚拟接触点(k)的例子，详细说明步骤S203所示的处理。虚拟接触点(k-1)相当于上一次的虚拟接触点，虚拟接触点(k)相当于此次的虚拟接触点。在图5等中，为了使说明容易理解，夸大绘制成处理顺序相邻的虚拟接触点(k-1)与虚拟接触点(k)远离。
在图5中，示出了上一次的虚拟接触点(k-1)的法线向量zT(k-1)。并且，在图5中，示出了从上一次的虚拟接触点(k-1)朝向此次的虚拟接触点(k)的方向的向量gT(k-1)。在图5中，向量gT(k-1)的朝向与连接上一次的虚拟接触点(k-1)和此次的虚拟接触点(k)的直线的朝向不一致，这是因上述的夸大表现造成的。
以下，将暂时考虑三维作业工具坐标系。该作业工具坐标系在处理对象的虚拟接触点每变化一次都会被重新定义。在该作业工具坐标系，使包含上一次的虚拟接触点(k-1)，与法线向量zT(k-1)垂直的平面(图6的切平面TP)为XY平面。并且，在该作业工具坐标系，沿着法线向量的方向成为Z轴。在该作业工具坐标系，该虚拟接触点(k-1)处的所述向量gT(k-1)例如可以用以下式子(3)表示。
【数式3】
Figure BDA0003696617870000111
其中，dxT是作业工具坐标系的x轴的移动量指令值。dyT是作业工具坐标系的y轴的移动量指令值。从在式子(3)中Z坐标始终为零可知，所求得的向量gT(k-1)含在所述切平面TP。因此，可以将该向量gT(k-1)称为切线向量。
控制部10通过控制机器人10，来按照以上求出的切线向量将笔15a从现在的实际位置移动到新的位置。并且，控制部10在移动笔15a的同时或在移动笔15a之后，使笔15a的姿势与此次的虚拟接触点(在所述例子中的虚拟接触点(k))的法线向量一致(步骤S205)。
然后，控制部10根据力传感器14的检测值，来判断是否需要调节笔15a的前端的高度(即，笔15a的前端与气球W的接触状态)(步骤S206)。
例如，控制部10在力传感器14的检测值超过规定阈值(或规定阈值范围的最大值)时，判断为需要调整笔15a的高度，在使笔15a的姿势保持不变的情况下，使笔15a的前端向上方(即，远离气球W的方向)退避。
并且，当力传感器14的检测值在规定阈值(或规定阈值范围的最小值)以下时，控制部10判断为需要调整笔15a的高度，在使笔15a的姿势保持不变的情况下，使笔15a的前端向下侧(即，从气球W接近的方向)前进。
在图5的例子中，按照从上一次的虚拟接触点(k-1)到此次的虚拟接触点(k)的向量移动的笔15a，成为相对于实际的气球W陷入的形状。因此，使笔15a向上方移动，从而以适当的接触状态与气球W接触。相反，也有可能移动后的笔15a远离实际的气球W。此时，使笔15a向下方移动，从而以适当的接触状态与气球W接触。
下方相当于从球体3进入内侧的方向，上方相当于从球体3向外侧退避的方向。需要说明的是，实际上，由于笔15a每以足够短的距离移动一次，其高度就会被调整，因此没有笔15a破坏气球W，或者，笔15a离开气球W而使绘制中断的情况。
并且，在步骤S206的判断中，当判断为不需调节笔15a的前端的高度(即，力传感器14的检测值是规定阈值(或规定阈值范围内)时，处理返回到步骤S202，控制部10进行对下一个虚拟接触点的处理。
所述步骤S205、步骤S206以及步骤S207相当于作业工具姿势控制步骤。
像这样，使用本发明的机器人曲面仿形控制方法，即使不在事前测量对象工件的表面形状，也能够使安装在机器人100的末端执行器13的作业工具15在仿形对象工件的曲面的同时，进行作业。
如上所述，本实施方式的机器人曲面仿形控制方法用于控制机器人100，该机器人100包括安装有笔15a的末端执行器13、连接在末端执行器13的多关节臂12和对末端执行器13以及多关节臂12的动作进行控制的控制部10。该机器人曲面仿形控制方法进行包括法线方向特定步骤和作业工具姿势控制步骤的处理。在法线方向特定步骤中，根据近似具有曲面的气球W的形状的数学式，求出安装在末端执行器13的笔15a接触到由数学式所表示的形状的球体3的虚拟接触点处的该球体3的法线方向。在作业工具姿势控制步骤中，在气球W的表面且对应于虚拟接触点的位置即实际接触点处，使安装在末端执行器13的笔15a以沿着在法线方向特定步骤中所特定的法线方向的姿势接触气球W。
因此，能够在简化事前准备处理的同时，使机器人100一边适当地仿形气球W等对象工件，一边进行作业。并且，即使对于是柔软性物体的气球等，也能够较好地仿形其表面。
并且，在本实施方式的机器人曲面仿形控制方法的对象的机器人100设置有力传感器14。在机器人曲面仿形控制方法中，沿着用数式表示的球体3的表面使笔15a行进的路径作为表示与法线方向垂直的切平面TP中的朝向的移动的笔行进方向向量的组表现。在作业工具姿态控制步骤中，沿着每一个笔行进方向向量移动沿法线方向的姿势的笔15a，且根据力传感器14的检测值，在从球体3向内侧前进的方向或从球体3向外侧退避的方向修正笔15a的位置。
因此，能够将对于气球W等的目标工件的接触力维持在一定值。
并且，在本实施方式的机器人曲面仿形控制方法中，在作业工具姿势控制步骤中，当力传感器14的检测值超过规定阈值时，在保持笔15a的姿势的同时，使笔15a向位置修正方向的一侧(高度方向的上侧)移动。当力传感器14的检测值在规定阈值以下时，在保持笔15a的姿势的同时，使笔15a向位置修正方向的另一侧(高度方向的下侧)移动。位置修正方向无论球体3的法线方向如何，都是一定的。
因此，能够通过简单的控制，将对于气球W等的目标工件的接触力维持在一定值。
以上，说明了本发明的优选实施方式，所述结构例如能够如下述那样改变。
控制部10也可以执行创建作业轨迹等那样的，用事前处理装置2所进行的处理的一部分乃至全部。当控制部10进行用事前处理装置2所进行的所有处理时，也可以省略事前处理装置2。
构成三维作业轨迹6的各个虚拟接触点的法线向量以及/或者切线向量也可以在事前准备中通过事前处理装置2计算。
插图也可以不绘制在气球W的上表面，而是绘制在侧面等。此时，根据力传感器14的检测值移动笔15a的方向(位置修正方向)与上下方向不同。在所述例子中，位置修正方向无论法线方向如何，都是一定的，也可以根据力传感器14的检测值使笔15a在所述法线向量的方向移动。
本发明的机器人曲面仿形控制方法能够适用于对曲面工件的标尺作业、抛光作业、涂敷作业、将奶油涂抹在蛋糕的表面(特别是弯曲的侧面)的作业以及涂抹的奶油的成形作业和对墙壁的曲面的瓦匠作业等。
符号的说明
10－控制部；12－多关节臂(臂部)；13－末端执行器(手部)；15－作业工具；15a－笔(作业工具)；W－气球(目标工件)；100－机器人。

Claims (3)

1.一种机器人曲面仿形控制方法，用于对机器人进行控制，该机器人包括安装有作业工具的手部、连接在所述手部的臂部和控制所述手部以及所述臂部的动作的控制部，其特征在于:
所述机器人曲面仿形控制方法进行包括法线方向特定步骤和作业工具姿势控制步骤的处理，
在所述法线方向特定步骤中，根据近似具有曲面的目标工件的形状的数学式，求出安装在所述手部的所述作业工具接触到由所述数学式所表示的虚拟形状的虚拟位置处的该虚拟形状的法线方向，
在所述作业工具姿势控制步骤中，在所述目标工件的表面且对应于所述虚拟位置的位置即对应位置处，使安装在所述手部的所述作业工具以沿着在所述法线方向特定步骤中所特定的所述法线方向的姿势接触所述目标工件。
2.根据权利要求1所述的机器人曲面仿形控制方法，其特征在于:
在所述机器人或所述作业工具设置有力传感器，
沿着由所述数学式所表示的所述虚拟形状的表面使所述作业工具行进的路径被表示为作业工具行进方向向量的组，该作业工具行进方向向量表示在垂直于法线方向的平面中的朝向的运动，
在所述作业工具姿势控制步骤中，在使沿着所述法线方向的姿势的所述作业工具沿每个作业工具行进方向向量移动的同时，根据所述力传感器的检测值，在从所述虚拟形状向内侧前进的方向或从所述虚拟形状向外侧退避的方向修正所述作业工具的位置。
3.根据权利要求2所述的机器人曲面仿形控制方法，其特征在于:
在所述作业工具姿势控制步骤中，当所述力传感器的检测值超过规定阈值时，在保持所述作业工具的姿势的同时，使所述作业工具向位置修正方向的一侧移动，
当所述力传感器的检测值在规定阈值以下时，在保持所述作业工具的姿势的同时，使所述作业工具向所述位置修正方向的另一侧移动，
所述位置修正方向无论所述虚拟形状的法线方向如何，都是一定的。
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