JP2018199172A - 制御装置、ロボットおよびロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】探り動作を行わずに、挿入物を被挿入物に挿入する作業を効率的に行う。【解決手段】力検出部および保持部が設けられた可動部を備えるロボットを制御する制御装置であって、可動部を制御することにより、保持部に保持された挿入物を第１の姿勢にして、挿入口を有する被挿入物に接触させる第１接触動作をさせた後、挿入物を第１の姿勢と異なる第２の姿勢にして、挿入物と被挿入物を第１方向に相対的に移動させて挿入物を挿入口に挿入させる挿入動作をさせることが可能な制御部を備え、制御部は、第１接触動作と挿入動作との間において、記挿入物を第２の姿勢に対して傾斜させた姿勢で、力検出部からの出力に基づいて、第１方向と直交する第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行うことにより、第１接触動作での接触部分とは異なる部分に挿入物と被挿入物とを接触させる第２接触動作をさせる、制御装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、ロボットおよびロボットシステムに関する。

特許文献１には、ロボット教示補助装置、ロボットシステムおよびロボット教示方法が記載されている（特許文献１参照。）。特許文献１では、ロボットに教示する所定の作業の作業内容がワーク同士を嵌合する嵌合作業である場合について例示されている（特許文献１の段落００１３参照。）。また、特許文献１では、嵌合作業は、「接触動作」、「探り動作」、「挿入動作」から構成されている（特許文献１の段落００１７参照。）。特許文献１では、「接触動作」はハンドで把持したワーク（ここでは、説明の便宜上、「ワーク＃１」と呼ぶ。）を他のワーク（ここでは、説明の便宜上、「ワーク＃２」と呼ぶ。）の穴に入らない位置でワーク＃２に接触させる動作であり（特許文献１の段落００５７参照。）、「探り動作」はワーク＃１をワーク＃２に押し当てつつワーク＃１をワーク＃２の穴の周囲で揺動させる動作であり（特許文献１の段落００５８参照。）、「挿入動作」はワーク＃１をワーク＃２の穴に挿入させる動作である。

このように、特許文献１に記載されたロボットシステムでは、ワーク＃１をワーク＃２に挿入するために、「探り動作」を行っている。
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、「探り動作」の開始から終了までには多大な時間を要する場合があり、その結果、嵌合作業の開始から終了までに多大な時間を要する場合があった。また、特許文献１に記載された技術では、「探り動作」によってワーク（ここでは、ワーク＃１あるいはワーク＃２）が損傷する場合があった。さらに、特許文献１に記載された技術では、「探り動作」によって、挿入物（ここでは、例えば、ワーク＃１）が挿入される被挿入物（ここでは、例えば、ワーク＃２）の位置がずれてしまう場合があり、この場合、「挿入動作」が失敗してしまうことがあった。

特開２０１４−２３３８１４号公報

上述のように、従来では、「探り動作」が行われており、ロボットにおいて、挿入物を被挿入物に挿入する作業を効率的に行うことができない場合があった。

上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、力検出部および保持部が設けられた可動部を備えるロボットを制御する制御装置であって、前記可動部を制御することにより、前記保持部に保持された挿入物を第１の姿勢にして、挿入口を有する被挿入物に接触させる第１接触動作をさせた後、前記挿入物を第１の姿勢と異なる第２の姿勢にして、前記挿入物と前記被挿入物を第１方向に相対的に移動させて前記挿入物を前記挿入口に挿入させる挿入動作をさせることが可能な制御部を備え、前記制御部は、前記第１接触動作と前記挿入動作との間において、前記挿入物を前記第２の姿勢に対して傾斜させた姿勢で、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１方向と直交する第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行うことにより、前記第１接触動作での接触部分とは異なる部分に前記挿入物と前記被挿入物とを接触させる第２接触動作をさせる、制御装置である。
この構成により、制御装置では、可動部を制御することにより、保持部に保持された挿入物について、第１接触動作と第２接触動作と挿入動作をさせる場合に、第２接触動作において、第１方向と直交する第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行うことにより、第１接触動作での接触部分とは異なる部分に挿入物と被挿入物とを接触させる。これにより、制御装置では、可動部を制御することで、探り動作を行わずに、挿入物を被挿入物に挿入する作業を効率的に行うことができる。

本発明の一態様は、制御装置において、前記制御部は、前記挿入物を前記第１の姿勢から前記第２の姿勢にさせる際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う、構成が用いられてもよい。
この構成により、制御装置では、制御部は、挿入物を第１の姿勢から第２の姿勢にさせる際、力検出部からの出力に基づいて、第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う。これにより、制御装置では、このような力制御を行うことで、挿入物の姿勢を変化させる動作を効率的に行うことができる。

上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、力検出部および保持部が設けられた可動部を備えるロボットを制御する制御装置であって、前記可動部を制御することにより、前記保持部に保持され挿入口を有する被挿入物を第１の姿勢にして、挿入物に接触させる第１接触動作をさせた後、前記被挿入物を第１の姿勢と異なる第２の姿勢にして、前記被挿入物と前記挿入物を第１方向に相対的に移動させて前記挿入物を前記挿入口に挿入させる挿入動作をさせることが可能な制御部を備え、前記制御部は、前記第１接触動作と前記挿入動作との間において、前記被挿入物を前記第２の姿勢に対して傾斜させた姿勢で、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１方向と直交する第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行うことにより、前記第１接触動作での接触部分とは異なる部分に前記挿入物と前記被挿入物とを接触させる第２接触動作をさせる、制御装置である。
この構成により、制御装置では、可動部を制御することにより、保持部に保持された被挿入物について、第１接触動作と第２接触動作と挿入動作をさせる場合に、第２接触動作において、第１方向と直交する第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行うことにより、第１接触動作での接触部分とは異なる部分に挿入物と被挿入物とを接触させる。これにより、制御装置では、可動部を制御することで、探り動作を行わずに、被挿入物に挿入物を挿入させる作業を効率的に行うことができる。

本発明の一態様は、制御装置において、前記制御部は、前記被挿入物を前記第１の姿勢から前記第２の姿勢にさせる際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う、構成が用いられてもよい。
この構成により、制御装置では、制御部は、被挿入物を第１の姿勢から第２の姿勢にさせる際、力検出部からの出力に基づいて、第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う。これにより、制御装置では、このような力制御を行うことで、挿入物の姿勢を変化させる動作を効率的に行うことができる。

本発明の一態様は、制御装置において、前記制御部は、前記第２接触動作の際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う、構成が用いられてもよい。
この構成により、制御装置では、制御部は、第２接触動作の際、力検出部からの出力に基づいて、第１方向および第２方向と直交する第３方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う。これにより、制御装置では、このような力制御を行うことで、第２接触動作を効率的に行うことができる。

本発明の一態様は、制御装置において、前記制御部は、前記挿入動作の際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う、構成が用いられてもよい。
この構成により、制御装置では、制御部は、挿入動作の際、力検出部からの出力に基づいて、第１方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う。これにより、制御装置では、このような力制御を行うことで、挿入動作を効率的に行うことができる。

本発明の一態様は、制御装置において、前記制御部は、前記挿入動作の際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第２方向における目標力の成分を、前記第１方向における目標力の成分より小さい値とした力制御を行う、構成が用いられてもよい。
この構成により、制御装置では、制御部は、挿入動作の際、力検出部からの出力に基づいて、第２方向における目標力の成分を、第１方向における目標力の成分より小さい値とした力制御を行う。これにより、制御装置では、このような力制御を行うことで、挿入動作を効率的に行うことができる。

本発明の一態様は、制御装置において、前記保持部は、第１回動軸の周りに回動可能であり、前記制御部は、前記第１接触動作、前記第２接触動作および前記挿入動作の際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１回動軸周りにおける目標力の成分を、前記第１方向における目標力の成分より小さい値とした力制御を行う、構成が用いられてもよい。
この構成により、制御装置では、制御部は、第１接触動作、第２接触動作および挿入動作の際、力検出部からの出力に基づいて、第１回動軸周りにおける目標力の成分を、第１方向における目標力の成分より小さい値とした力制御を行う。これにより、制御装置では、このような力制御を行うことで、第１接触動作、第２接触動作および挿入動作を効率的に行うことができる。

本発明の一態様は、制御装置において、前記制御部は、前記第１接触動作、前記第２接触動作および前記挿入動作の際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１回動軸周りにおける目標力の成分を０とした力制御を行う、構成が用いられてもよい。
この構成により、制御装置では、制御部は、第１接触動作、第２接触動作および挿入動作の際、力検出部からの出力に基づいて、第１回動軸周りにおける目標力の成分を０とした力制御を行う。これにより、制御装置では、このような力制御を行うことで、第１接触動作、第２接触動作および挿入動作を効率的に行うことができる。

本発明の一態様は、制御装置において、前記傾斜の角度は、４５度未満である、構成が用いられてもよい。
この構成により、制御装置では、傾斜の角度は、４５度未満である。これにより、制御装置では、挿入物が被挿入物に挿入される確度を高めることができる。

本発明の一態様は、制御装置において、前記制御部は、前記挿入動作の際、前記挿入物および前記被挿入物の少なくとも一方を弾性変形させる、構成が用いられてもよい。
この構成により、制御装置では、制御部は、挿入動作の際、挿入物および被挿入物の少なくとも一方を弾性変形させる。これにより、制御装置では、弾性変形させられない状態では、挿入物を被挿入物に挿入することができないような場合において、挿入物および被挿入物の少なくとも一方を弾性変形させることで、挿入物を被挿入物に挿入することができる。

本発明の一態様は、制御装置において、前記力検出部は、圧電素子により力を検出する、構成が用いられてもよい。
この構成により、制御装置では、力検出部は、圧電素子により力を検出する。これにより、制御装置では、力制御に関して、誤差を小さくして精度を高めることが可能である。

本発明の一態様は、制御装置において、前記圧電素子は、水晶である、構成が用いられてもよい。
この構成により、制御装置では、力検出部における圧電素子は、水晶である。これにより、制御装置では、力制御に関して、誤差を小さくして精度を高めることが可能である。

上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、上記のような制御装置により制御される、ロボットである。
この構成により、ロボットでは、上記のような制御装置により制御される。これにより、ロボットでは、可動部を制御することで、探り動作を行わずに、挿入物を被挿入物に挿入する作業を効率的に行うことができる。

上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、上記のような制御装置と、前記制御装置により制御されるロボットと、を備えるロボットシステムである。
この構成により、ロボットシステムでは、上記のような制御装置によりロボットが制御される。これにより、ロボットシステムでは、可動部を制御することで、探り動作を行わずに、挿入物を被挿入物に挿入する作業を効率的に行うことができる。

以上のように、本発明に係る制御装置、ロボットおよびロボットシステムによると、可動部を制御することにより、保持部に保持された挿入物について、第１接触動作と第２接触動作と挿入動作をさせる場合に、第２接触動作において、第１方向と直交する第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行うことにより、第１接触動作での接触部分とは異なる部分に挿入物と被挿入物とを接触させる。これにより、本発明に係る制御装置、ロボットおよびロボットシステムでは、可動部を制御することで、探り動作を行わずに、挿入物を被挿入物に挿入する作業を効率的に行うことができる。

また、以上のように、本発明に係る制御装置、ロボットおよびロボットシステムによると、可動部を制御することにより、保持部に保持された被挿入物について、第１接触動作と第２接触動作と挿入動作をさせる場合に、第２接触動作において、第１方向と直交する第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行うことにより、第１接触動作での接触部分とは異なる部分に挿入物と被挿入物とを接触させる。これにより、本発明に係る制御装置、ロボットおよびロボットシステムでは、可動部を制御することで、探り動作を行わずに、被挿入物に挿入物を挿入させる作業を効率的に行うことができる。

本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るロボットシステムの概略的な構成例を示す図である。 本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る制御装置の概略的な構成例を示す図である。 本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る挿入物が被挿入物に挿入された状態の外観の概略を示す図である。 本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るロボットにより挿入物を被挿入物の穴部に挿入して組み付ける動作の例を示す図である。 本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るロボットにより挿入物を被挿入物の穴部に挿入して組み付ける動作の例を示す図である。 本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るロボットにより挿入物を被挿入物の穴部に挿入して組み付ける動作の例を示す図である。 本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るロボットにより挿入物を被挿入物の穴部に挿入して組み付ける動作の例を示す図である。 本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るロボットにより行われる処理の手順の一例を示す図である。 本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る提案構成と比較構成についてサイクルタイムの一例を示す図である。 本発明の一実施形態（第２実施形態）に係る挿入物および被挿入物の外観の概略を示す図である。 本発明の一実施形態（第３実施形態）に係る挿入物および被挿入物の外観の概略を示す図である。 本発明の一実施形態（第４実施形態）に係る挿入物および被挿入物の外観の概略を示す図である。 本発明の一実施形態（第５実施形態）に係る挿入物および被挿入物の外観の概略を示す図である。 本発明の一実施形態（第６実施形態）に係る挿入物および被挿入物の外観の概略を示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の実施形態では、「設けられる」あるいは「設けられた」等の用語は、着脱不可能に設けられる構成と、着脱可能に設けられる構成との両方を含み得る。

（第１実施形態）
［ロボットシステム］
図１は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るロボットシステム１の概略的な構成例を示す図である。
図１には、説明の便宜上、三次元直交座標系であるＸ−Ｙ−Ｚ座標系と、三次元直交座標系であるＡ１−Ａ２−Ａ３座標系を示してある。Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が互いに直交している。また、Ａ１−Ａ２−Ａ３座標系では、Ａ１軸、Ａ２軸、Ａ３軸が互いに直交している。

ロボットシステム１は、ロボット１１と、制御装置１２（ロボット制御装置）と、ロボット１１と制御装置１２とを通信可能に接続するケーブル１３と、撮像装置２１と、撮像装置２１と制御装置１２とを通信可能に接続するケーブル２２を備える。
また、図１には、テーブル５１と、ロボット１１により保持されるワークである挿入物７１と、テーブル５１に載置されたワークである被挿入物７２を示してある。
本実施形態では、挿入物７１が被挿入物７２に挿入された状態において、挿入物７１の一部または全部が被挿入物７２によって覆われる。

ここで、本実施形態では、ワークを保持する構成は、様々な態様でワークを保持する構成を含み、例えば、複数の指などによってワークを挟持する態様により当該ワークを保持する構成を含み、また、吸着機構によってワークを吸着する態様により当該ワークを保持する構成を含む。
なお、本実施形態では、保持は、把持を含み得る。

本実施形態では、挿入物７１は、立方体（例えば、角柱）の形状を有している。
また、被挿入物７２は、平面状の台８１と、当該台８１の１個の面に形成された１個の穴部９１を備える。穴部９１の表面は開口部（挿入口）を形成する。穴部９１は、挿入物７１が当該穴部９１に挿入されることが可能な形状および大きさを有している。本実施形態では、穴部９１と比べて挿入物７１の方が大きく、挿入物７１が穴部９１に挿入されて組み付けられた状態においても、ロボット１１により挿入物７１を保持することが可能である。なお、他の例として、穴部９１と挿入物７１とが同じ大きさである場合、あるいは、穴部９１と比べて挿入物７１の方が小さい場合においても、吸着機構などによってロボット１１により挿入物７１を保持することが可能である。
なお、挿入物７１および被挿入物７２の穴部９１について、形状あるいは大きさは、任意であってもよく、例えば、立方体の形状の代わりに、円柱などの形状が用いられてもよい。
また、テーブル５１、挿入物７１、被挿入物７２のうちの１つ以上が、ロボットシステム１に含まれると捉えられてもよい。

なお、図１の例では、ロボット１１と制御装置１２とを接続する配線の詳細を省略しており、１本のケーブル１３のみを示してあるが、任意の配線が用いられてもよい。同様に、図１の例では、撮像装置２１と制御装置１２とを接続する配線の詳細を省略しており、１本のケーブル２２のみを示してあるが、任意の配線が用いられてもよい。

ロボット１１は、基台３１（支持台）と、可動部の一例であるマニピュレーター（「アーム」などと呼ばれてもよい。）Ｍ１と、力検出部３２（力覚センサー）と、保持部の一例であるエンドエフェクターＥ１を備える。なお、例えば、エンドエフェクターＥ１についても、可動部と捉えられてもよい。エンドエフェクターＥ１は、マニピュレーターＭ１の先端に設けられる。
ここで、本実施形態では、ロボット１１は、単腕ロボットである。
図１の例では、ロボット１１は、エンドエフェクターＥ１により、対象物として挿入物７１を保持している。

なお、本実施形態では、制御装置１２は、ロボット１１とは別体で設けられている。他の構成例として、制御装置１２は、ロボット１１と一体で設けられてもよく、例えば、ロボット１１の基台３１の内部に設けられてもよい。
また、本実施形態では、それぞれの有線のケーブル１３、２２を介して通信する構成を示すが、他の構成例として、これらのうちの１以上に関し、有線のケーブルの代わりに、無線の回線を介して通信する構成が用いられてもよい。

ここで、本実施形態では、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系として、例えば、ロボット１１の基台３１を基準とするベース座標系が用いられている。本実施形態では、ロボット１１の基台３１から見て、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系が固定されている。このため、本実施形態では、ロボット１１の基台３１、テーブル５１および被挿入物７２が移動しないとすると、これらに対してＸ−Ｙ−Ｚ座標系は不変である。
また、本実施形態では、Ａ１−Ａ２−Ａ３座標系として、例えば、挿入物７１を基準とするワーク座標系が用いられている。本実施形態では、挿入物７１から見て、Ａ１−Ａ２−Ａ３座標系が固定されている。このため、本実施形態では、挿入物７１の位置あるいは姿勢が変化すると、これに応じてＡ１−Ａ２−Ａ３座標系も変化する。

本実施形態では、Ａ１−Ａ２−Ａ３座標系の原点は、挿入物７１の重心の位置にある。なお、当該原点は、他の位置にあってもよい。
本実施形態では、説明の便宜上、Ａ１軸の負から正へ向かう方向を方向Ａ１と呼び、Ａ２軸の負から正へ向かう方向を方向Ａ２と呼び、Ａ３軸の負から正へ向かう方向を方向Ａ３と呼ぶ。
また、本実施形態では、説明の便宜上、方向Ａ１の周りの回転のモーメント（トルク）のことをトルクＡ１と呼び、方向Ａ２の周りの回転のモーメント（トルク）のことをトルクＡ２と呼び、方向Ａ３の周りの回転のモーメント（トルク）のことをトルクＡ３と呼ぶ。

［撮像装置］
撮像装置２１は、例えば、カメラを用いて構成されている。
撮像装置２１は、画像を撮像して、撮像された画像の情報を、ケーブル２２を介して、制御装置１２に送信する。
本実施形態では、撮像装置２１は、ロボット１１により行われる動作の状況（作業の状況）を撮像することが可能なところに設置されている。

［力検出部］
力検出部３２は、ロボット１１に設けられており、ロボット１１が受けた力またはモーメントのうちの一方または両方を検出する。
なお、他の構成例として、力検出部３２の代わりに、トルクセンサーが用いられてもよく、この場合、当該トルクセンサーはロボット１１のマニピュレーターＭ１の任意の箇所に設けられてもよい。

ここで、力検出部３２の好ましい一例として、電気的な接触の検知により力あるいはモーメントを検出する圧電素子を使用する圧電方式の力検出部が用いられてもよい。このような圧電方式の力検出部では、例えば静電方式あるいは歪みゲージ方式と比べて、高剛性であり、誤差を小さくして精度を高めることが可能である。この高剛性とは、力検出部に加わる負荷荷重（力あるいはモーメント）に対する誤差量（例えば、負荷荷重に応じて弾性体が変形する構造を想定すると、その変形の量に応じた誤差量）が小さい性質のことである。
また、力検出部３２の好ましい一例として、さらに、圧電素子として水晶を用いた力検出部が用いられてもよい。圧電素子として水晶を用いることで、例えば、誤差を小さくして精度を高めることが可能である。
なお、圧電素子として、水晶以外のものが用いられてもよい。
また、力検出部３２として、圧電方式以外の方式の力検出部が用いられてもよい。

［単腕のロボット］
本実施形態では、ロボット１１の基台３１は、床に固定的に設置されている。
ロボット１１のマニピュレーターＭ１の一端は、基台３１と接続されている。ロボット１１のマニピュレーターＭ１の他端と、エンドエフェクターＥ１とが、これらの間に力検出部３２を介して、接続されている。
ロボット１１のマニピュレーターＭ１は、６軸垂直多関節型の構造を有しており、６個の関節を備える。それぞれの関節は、アクチュエーター（図示せず）を備える。そして、ロボット１１では、６個の関節のそれぞれのアクチュエーターの動作によって、６軸の自由度の動作を行う。本実施形態では、マニピュレーターＭ１は、これらの動作の一つとして、先端（エンドエフェクターＥ１が取り付けられる側の端）の回動軸の周りに回動することが可能である。
なお、他の構成例として、５軸以下の自由度で動作を行うロボット、または、７軸以上の自由度で動作を行うロボットが用いられてもよい。
ロボット１１のエンドエフェクターＥ１は、例えば、ハンドであり、物体を挟持することで保持することが可能な指部を備え、保持部の一例である。他の構成例として、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１は、任意のものであってもよく、例えば、空気の吸引を利用して物体を吸着するもの、あるいは、磁力を利用して物体を寄せ付けるものなどであってもよく、本実施形態では、これらも保持の一例とする。つまり、保持部としては、例えば、任意の方法によって物体を当該保持部に固定するようなものを含んでもよい。

［制御装置］
制御装置１２は、ロボット１１を制御する。例えば、制御装置１２は、マニピュレーターＭ１が有するそれぞれのアクチュエーター、力検出部３２およびエンドエフェクターＥ１のそれぞれを制御する。
また、制御装置１２は、撮像装置２１を制御することが可能である。
制御装置１２は、力検出部３２から、検出結果の情報を受信する。
また、制御装置１２は、撮像装置２１から、画像の情報を受信する。
制御装置１２は、力検出部３２、撮像装置２１のそれぞれから受信された情報のうちの１以上に基づいて、ロボット１１を制御してもよい。

図２は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る制御装置１２の概略的な構成例を示す図である。
制御装置１２は、入力部１１１と、出力部１１２と、記憶部１１３と、制御部１１４を備える。
制御部１１４は、情報取得部１３１と、判定部１３２と、ロボット制御部１３３を備える。

入力部１１１は、外部から情報を入力する。一例として、入力部１１１は、キーボードあるいはマウスなどの操作部を備え、当該操作部に対してユーザー（人）により行われる操作の内容に応じた情報を入力する。
出力部１１２は、外部に情報を出力する。一例として、出力部１１２は、表示部により情報を表示出力する。当該表示部は、例えば、画面を有するディスプレイ装置であり、当該画面に情報を表示出力する。他の例として、出力部１１２は、他の態様で情報を出力してもよく、例えば、音（音声を含む。）により情報を出力してもよい。

記憶部１１３は、情報を記憶する。一例として、記憶部１１３は、制御部１１４により使用される制御プログラムおよび各種のパラメーターの情報を記憶する。他の例として、記憶部１１３は、任意の情報を記憶してもよく、例えば、ロボット１１を制御する際に使用される画像などの情報を記憶してもよい。
制御部１１４は、制御装置１２において各種の制御を行う。制御部１１４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて構成されており、記憶部１１３に記憶された制御プログラムおよび各種のパラメーターの情報に基づいて、各種の制御を行う。

情報取得部１３１は、情報を取得する。情報取得部１３１は、例えば、入力部１１１により入力される情報、または、記憶部１１３に記憶された情報のうちの１以上を取得する。
判定部１３２は、情報取得部１３１により取得された情報に基づいて、所定の判定の処理を行う。
ロボット制御部１３３は、ロボット１１の動作を制御する。具体的には、ロボット制御部１３３は、ケーブル１３を介してマニピュレーターＭ１と通信することで、マニピュレーターＭ１の動作を制御する。また、ロボット制御部１３３は、ケーブル１３を介してエンドエフェクターＥ１と通信することで、エンドエフェクターＥ１の動作を制御する。

［ロボットにより行われる動作］
本実施形態では、制御装置１２によりロボット１１を制御して、ロボット１１により保持された挿入物７１を移動させて、台８１に形成された穴部９１に当該挿入物７１を挿入して組み付ける作業を行う。
また、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持される挿入物７１（あるいは、他の物体）の位置および姿勢は、例えば、当該ロボット１１に設定されたＴＣＰ（Ｔｏｏｌ Ｃｅｎｔｅｒ Ｐｏｉｎｔ）の位置および姿勢の情報に基づいて把握されてもよい。

図３は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る挿入物７１が被挿入物７２に挿入された状態の外観の概略を示す図である。図３には、図１に示されるものと同様なＸ−Ｙ−Ｚ座標軸およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標軸を示してある。
本実施形態では、Ｚ軸の負の方向が重力の方向であって、下方向となっている。また、Ｚ軸の正の方向が上方向である。
本実施形態では、テーブル５１の上方向の面と、当該面に載置された台８１は、それぞれ、ＸＹ平面に平行な面を有する。また、当該台８１の上方向の面に、穴部９１が形成されている。

本実施形態では、穴部９１は、挿入物７１と相似の形状を有しており、挿入物７１よりも少し大きい。つまり、挿入物７１が穴部９１に挿入された状態で、挿入物７１と穴部９１とが嵌合する構成となっている。
なお、本実施形態では、嵌合は、挿入の一態様であり、挿入に含まれるとしている。つまり、本実施形態では、挿入としては、必ずしも嵌合が為されないものも含み得る。
挿入物７１および穴部９１は、Ｚ軸の方向から見て、四角の形状を有しており、本実施形態では、正方形の形状を有する。また、本実施形態では、台８１についても、Ｚ軸の方向から見て、四角の形状を有しており、本実施形態では、正方形の形状を有するが、任意の形状を有してもよい。
図３には、Ｚ軸の方向から見た場合について、穴部９１の四角の中心位置２０１を示してある。挿入物７１が穴部９１に挿入された状態では、Ｚ軸の方向から見た場合について、挿入物７１の四角の中心位置も、穴部９１の四角の中心位置２０１に一致する。

図４〜図７および図８を参照して、ロボット１１により挿入物７１を被挿入物７２の穴部９１に挿入して組み付ける動作を説明する。図４〜図７には、図１に示されるものと同様なＸ−Ｙ−Ｚ座標軸およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標軸を示してある。
図４〜図７は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るロボット１１により挿入物７１を被挿入物７２の穴部９１に挿入して組み付ける動作の例を示す図である。
ここで、図４〜図７では、図を見易くするために、挿入物７１を保持するロボット１１の図示（特に、エンドエフェクターＥ１の図示）を省略してある。

図８は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るロボット１１により行われる処理の手順の一例を示す図である。
本実施形態では、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持する物体として、挿入物７１が用いられている。また、当該物体を組み付ける対象（組み付け対象）として、被挿入物７２（あるいは、当該被挿入物７２の穴部９１）が用いられている。

本実施形態では、概略的には、（ステップＳ１）〜（ステップＳ３）の処理において、挿入物７１と被挿入物７２とを所定箇所（所定部分）で接触させる動作（第１接触動作）が行われる。また、（ステップＳ４）〜（ステップＳ５）の処理において、挿入物７１と被挿入物７２とを他の箇所（異なる部分）で接触させる動作（第２接触動作）が行われる。また、（ステップＳ６）〜（ステップＳ７）の処理において、挿入物７１と被挿入物７２との相対的な姿勢を変化させる動作（姿勢変化動作）が行われる。また、（ステップＳ８）〜（ステップＳ９）の処理において、挿入物７１を被挿入物７２に挿入する動作（挿入動作）が行われる。
なお、本実施形態では、第１接触動作では方向Ａ１の接触が行われ、第２接触動作では方向Ａ２と方向Ａ３の一方または両方の接触が行われる。

本実施形態では、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により挿入物７１が保持された状態にあるとする。ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により挿入物７１が保持されていない場合には、制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により挿入物７１を保持してもよい。
また、本実施形態では、テーブル５１の上方の面に被挿入物７２が設置されているとする。テーブル５１の上方の面に被挿入物７２が設置されていない場合には、制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により被挿入物７２を保持して移動させて、テーブル５１の上方の面に被挿入物７２を設置してもよい。

図４〜図７の例では、挿入物７１が有する複数の面のうちで台８１の上方の面（または、被挿入物７２の上方の面）に対向する面Ｑ１に関して、方向Ａ１は面Ｑ１に対して垂直な方向であって挿入物７１から被挿入物７２へ近付く方向に相当し、方向Ａ２は面Ｑ１に平行であって当該面Ｑ１において被挿入物７２から最も離れた点から最も近い点への方向に相当する。
図４〜図７の例では、方向Ａ３はＹ軸の方向に相当し、方向Ａ１および方向Ａ２はそれぞれＸ−Ｙ−Ｚ座標系をＹ軸の周りに回転させた場合におけるＺ軸およびＸ軸に相当する。

図４〜図７は、本発明の一実施形態に係るロボット１１により挿入物７１を被挿入物７２の穴部９１に挿入して組み付ける動作の例を示す図である。
ここで、図４〜図７では、図を見易くするために、挿入物７１を保持するロボット１１の図示（特に、エンドエフェクターＥ１の図示）を省略してある。

（ステップＳ１）
制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物７１を所定の位置（開始位置）に配置する。
ここで、制御装置１２は、例えば、あらかじめユーザーなどにより教示が行われることで被挿入物７２の位置を把握していてもよく、あるいは、撮像装置２１により撮像された画像の情報に基づいて被挿入物７２の位置を検出して把握してもよい。

図４は、挿入物７１が開始位置に配置された状態を示す。
この状態では、挿入物７１と被挿入物７２との相対的な位置および姿勢として、挿入物７１が有する複数の面のうちで台８１の上方の面（または、被挿入物７２の上方の面）に対向する面Ｑ１が、ＸＹ平面に対して傾いている（つまり、平行ではない）。図４の例では、Ｙ軸の負から正の方向を見た場合に、挿入物７１の面Ｑ１と台８１の上方の面（または、被挿入物７２の上方の面）とのＺ方向の距離は、Ｘ軸の正の方向にある部分の方が、Ｘ軸の負の方向にある部分よりも、大きくなっている。この傾き（傾斜）の程度としては、例えば、挿入物７１が被挿入物７２に挿入されることが実現されれば、任意であってもよく、例えば、４５（＝９０／２）度未満であると、挿入物７１が被挿入物７２に挿入される確度を高めることができて好ましい。
図４の例では、この傾きは、Ｚ軸の正から負への方向と、方向Ａ１（負から正への方向）との傾きに相当する。
また、この状態では、Ｚ軸の方向については、挿入物７１が、台８１の上方の面（または、被挿入物７２の上方の面）に対して、所定の距離（傾きがあるためＸ軸の位置によって異なる距離）だけ上方にある。当該所定の距離は、任意であってもよく、例えば、Ｘ軸方向の中心位置において、５０［ｍｍ］あるいはその程度が用いられてもよい。
また、この状態では、例えば、ＸＹ平面に平行な面に対して、挿入物７１の四角の形状の中心の位置（面Ｑ１における中心の位置）が、被挿入物７２に関する中心位置２０１に一致している、あるいは、当該中心位置２０１の付近にある。

（ステップＳ２）
制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物７１を、面Ｑ１に対して垂直な方向（方向Ａ１）であって挿入物７１を被挿入物７２に近付ける方向（斜め下方）へ移動（下降）させる。
ここで、図４には、挿入物７１の面Ｑ１に対して垂直な中心軸３０１を示してあり、また、挿入物７１に対して加えられる当該中心軸３０１に沿った方向（方向Ａ１）の力Ｆ１を示してある。本実施形態では、力Ｆ１は、挿入物７１の全体を当該力Ｆ１の方向に移動させるように加えられており、例えば、実質的には、挿入物７１の重心に加えられていると捉えられる。
本実施形態では、制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、被挿入物７２に対する挿入物７１の傾きを保持したまま、挿入物７１を移動させる。

なお、他の例として、制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物７１を、他の方向へ移動（下降）させて挿入物７１を被挿入物７２に近付けてもよく、例えば、下方（Ｚ軸の負の方向）へ移動（下降）させてもよい。

ここで、本実施形態では、制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、挿入物７１を移動させて挿入物７１と被挿入物７２とを接触させるときに、Ｙ軸の負から正の方向を見た場合に、挿入物７１の面Ｑ１の一方側（図４の例では、右側）が被挿入物７２（図４の例では、穴部９１が形成されていない部分であって右側の部分）に接触する一方、挿入物７１の面Ｑ１の他方側（図４の例では、左側）が被挿入物７２（図４の例では、穴部９１が形成されていない部分であって左側の部分）に接触しないように、挿入物７１を移動させる。つまり、制御装置１２は、挿入物７１の面Ｑ１の前記した他方側（図４の例では、左側）の先端が、被挿入物７２が有する穴部９１の中に入るようにする。

（ステップＳ３）
制御装置１２は、判定部１３２により、所定の力で挿入物７１が被挿入物７２に接触しているか否かを判定する。
この判定の結果、制御装置１２は、判定部１３２により所定の力で挿入物７１が被挿入物７２に接触していると判定された場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物７１を停止させる。そして、（ステップＳ４）の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、制御装置１２は、判定部１３２により所定の力で挿入物７１が被挿入物７２に接触していないと判定された場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、（ステップＳ２）の処理を継続する。

ここで、判定部１３２は、情報取得部１３１により取得された力検出部３２の検出結果の情報に基づいて、所定の力で挿入物７１が被挿入物７２に接触しているか否かを判定する。当該所定の力は、任意の力であってもよく、例えば、挿入物７１の移動方向（図４の例では、方向Ａ１であって力Ｆ１の方向）に関して、１０［Ｎ］あるいはその程度が用いられてもよい。この場合、例えば、挿入物７１の移動方向を力のプラス方向とすると、当該所定の力は＋１０［Ｎ］あるいはその程度となり、力検出部３２の検出結果の目標値（目標力）は−１０［Ｎ］あるいはその程度となる。
また、本実施形態では、（ステップＳ２）〜（ステップＳ３）の処理においては、制御装置１２は、力検出部３２の検出結果の情報を用いた力制御の処理において、挿入物７１の移動方向（方向Ａ１）の力（図４の例では、力Ｆ１）に関する力制御のみを有効とする。

なお、他の例として、トルクＡ１に関する力制御が行われてもよい。この場合、例えば、方向Ａ１の目標力の大きさ（絶対値）と比べて、トルクＡ１の目標力の大きさ（絶対値）が小さく設定され、第１接触動作を効率的に行うことが可能である。

（ステップＳ４）
制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物７１に中心軸３０１に沿った方向（方向Ａ１）の力Ｆ１１および中心軸３０１に対して垂直な方向の力（方向Ａ２の力Ｆ１２、方向Ａ３の力Ｆ１３）を加える。
本実施形態では、力Ｆ１２は、面Ｑ１において台８１（または、被挿入物７２）との距離が最大となる点から、面Ｑ１において台８１（または、被挿入物７２）との距離が最小となる点へ向かう方向（方向Ａ２）の力である。また、力Ｆ１３は、力Ｆ１１および力Ｆ１２に対して垂直な方向（方向Ａ３）の力である。

ここで、力Ｆ１２および力Ｆ１３としては、それぞれ、任意の力であってもよく、例えば、（ステップＳ３）の処理の場合と同様に、１０［Ｎ］あるいはその程度が用いられてもよい。

図５は、力Ｆ１１、力Ｆ１２および力Ｆ１３が挿入物７１にかかっている状態を示す。
また、図５には、被挿入物７２の上方の面（穴部９１に該当しない部分の面）よりも下側（例えば、少し下側）の面（例えば、仮想的な面Ｑ１１）を示してある。
また、図５の例では、方向Ａ２において、第１接触動作では挿入物７１の一方側（図５の例では、右側）が被挿入物７２と接触し、その後、第２接触動作において挿入物７１の他方側（図５の例では、左側）が被挿入物７２と接触する。

本実施形態では、力Ｆ１１と力Ｆ１２と力Ｆ１３は、それぞれ、挿入物７１の全体を力の方向（当該力Ｆ１１の方向、当該力Ｆ１２あるいは当該力Ｆ１３の方向）に移動させるように加えられており、例えば、実質的には、挿入物７１の重心に加えられていると捉えられる。

（ステップＳ５）
制御装置１２は、判定部１３２により、挿入物７１と被挿入物７２とが接触したときの状態（例えば、ステップＳ３の処理からステップＳ４の処理へ移行したときの状態）と比べて、挿入物７１が所定の距離だけ下降したか否かを判定する。
この判定の結果、制御装置１２は、判定部１３２により挿入物７１が所定の距離だけ下降したと判定された場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、挿入物７１の下降を停止させる。そして、（ステップＳ６）の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、制御装置１２は、判定部１３２により挿入物７１が所定の距離だけ下降していないと判定された場合（ステップＳ５：ＮＯ）、（ステップＳ４）の処理を継続する。

ここで、所定の距離は、任意の距離であってもよく、例えば、１０［ｍｍ］あるいはその程度が用いられてもよい。また、所定の距離は、例えば、Ｘ軸の方向における位置に応じて異なり得る距離（範囲を持った距離）であってもよい。

また、本実施形態では、（ステップＳ４）〜（ステップＳ５）の処理においては、制御装置１２は、力検出部３２の検出結果の情報を用いた力制御の処理において、力Ｆ１１の方向（方向Ａ１）、力Ｆ１２の方向（方向Ａ２）、力Ｆ１３の方向（方向Ａ３）、方向Ａ１の周りの回転のモーメント（トルクＡ１）に関する力制御を有効とする。目標力としては、例えば、方向Ａ１、方向Ａ２、方向Ａ３、トルクＡ１について、それぞれ、−１０［Ｎ］、−１０［Ｎ］、＋１０［Ｎ］または−１０［Ｎ］、０［Ｎ］が用いられる。本例では、方向Ａ１の目標力の大きさ（絶対値）と比べて、トルクＡ１の目標力の大きさ（絶対値）が小さく設定されており、第２接触動作を効率的に行うことが可能である。
ここで、本実施形態では、方向Ａ３に関する力制御については、プラス（＋）の目標力でもよく、あるいは、マイナス（−）の目標力でもよい。また、他の例として、方向Ａ３に関する力制御については、目標力をゼロにしてもよい。また、他の構成例として、方向Ａ３に関する力制御については行われなくてもよい。

このように本実施形態では、制御装置１２は、ロボット１１により、挿入物７１を被挿入物７２に挿入する際、所定のトルク方向（本実施形態では、トルクＡ１）を倣い動作させる。これにより、制御装置１２は、ロボット１１により、所定のトルク方向（本実施形態では、トルクＡ１）をフリーにした状態で、方向Ａ１、方向Ａ２および方向Ａ３で挿入物７１を被挿入物７２に接触させながら押し付ける。
本実施形態では、（ステップＳ４）〜（ステップＳ５）の処理においては、力制御を用いた倣い動作が行われる。
本実施形態では、挿入物７１が傾斜させられた側に向かう力（図５の例では、方向Ａ２の力Ｆ１２）が挿入物７１に加えられて、挿入物７１が被挿入物７２の穴部９１（挿入口）の内側の側面に押し付けられる。

（ステップＳ６）
制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物７１の姿勢を変化させる。この姿勢の変化としては、挿入物７１の四角の形状の面（本実施形態では、面Ｑ１）をＸＹ平面に平行にするように当該挿入物７１の姿勢を変化させる態様が用いられる。つまり、この姿勢の変化としては、当該挿入物７１の姿勢を挿入後の状態（本実施形態では、組み付け後の状態についても同様）に変化させる態様が用いられる。

本実施形態では、制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物７１に中心軸３０１に沿った方向（方向Ａ１）の力Ｆ２１および中心軸３０１に対して垂直な方向の力（方向Ａ２の力Ｆ２２、方向Ａ３の力Ｆ２３）を加えながら、当該挿入物７１を回転力Ｒ１で回転させる。この回転の方向は、挿入物７１の面Ｑ１に対して垂直な直線の方向（中心軸３０１の方向）をＺ軸の方向に一致させる回転の方向（回転の方向は二通りあるが、９０度以下の回転によって面Ｑ１に対して垂直な直線の方向をＺ軸の方向に一致させる回転の方向）である。
本実施形態では、力Ｆ２２は、面Ｑ１において被挿入物７２（ここでは、穴部９１の底）との距離が最大となる点から、面Ｑ１において被挿入物７２（ここでは、穴部９１の底）との距離が最小となる点へ向かう方向を有する。

図６は、力Ｆ２１、力Ｆ２２および力Ｆ２３が挿入物７１にかかっていて、所定の回転力Ｒ１（モーメントの力）が当該挿入物７１にかかっている状態を示す。本実施形態では、挿入物７１が被挿入物７２の穴部９１（挿入口）の内側の側面に押し付けられながら、挿入物７１の姿勢が変化させられる。
本実施形態では、力Ｆ２１、力Ｆ２２と力Ｆ２３は、それぞれ、挿入物７１の全体を力の方向（当該力Ｆ２１、当該力Ｆ２２あるいは当該力Ｆ２３の方向）に移動させるように加えられており、例えば、実質的には、挿入物７１の重心に加えられていると捉えられる。
また、当該力Ｆ２１、当該力Ｆ２２および当該力Ｆ２３としては、それぞれ、任意の力であってもよく、例えば、１０［Ｎ］あるいはその程度が用いられてもよい。
この場合、力制御により倣い制御が行われる構成の代わりに、他の構成例として、位置制御が行われる構成が用いられてもよい。なお、一般に、力制御よりも位置制御の方が、制御が完了するまでの処理が速い。

（ステップＳ７）
制御装置１２は、判定部１３２により、挿入物７１の姿勢が所定の姿勢になったか否かを判定する。当該所定の姿勢としては、挿入物７１の四角の形状の面（本実施形態では、面Ｑ１）がＸＹ平面に平行になった姿勢が用いられる。
この判定の結果、制御装置１２は、判定部１３２により挿入物７１の姿勢が所定の姿勢になったと判定された場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、挿入物７１の姿勢を変化させる動作を停止させる。そして、ステップＳ８の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、制御装置１２は、判定部１３２により挿入物７１の姿勢が所定の姿勢になっていないと判定された場合（ステップＳ７：ＮＯ）、ステップＳ６の処理を継続する。

なお、本実施形態では、（ステップＳ６）〜（ステップＳ７）の処理においては、制御装置１２は、（ステップＳ４）〜（ステップＳ５）の処理の場合と同様な力制御の処理を行う。

（ステップＳ８）
制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物７１を下方へ移動（下降）させる。
この場合、例えば、力制御により倣い制御が行われてもよく、あるいは、位置制御が行われてもよい。

（ステップＳ９）
制御装置１２は、判定部１３２により、挿入物７１が所定の状態になったか否かを判定する。当該所定の状態は、例えば、所定の力で挿入物７１が被挿入物７２（ここでは、穴部９１の底）に接触した状態であってもよく、あるいは、他の状態が用いられてもよい。当該所定の力は、任意の力であってもよく、例えば、Ｚ軸方向に関して、２０［Ｎ］あるいはその程度が用いられてもよい。この場合、例えば、Ｚ軸の正から負へ向かう方向を力のプラス方向とすると、当該所定の力は＋２０［Ｎ］あるいはその程度となり、力検出部３２の検出結果の目標値（目標力）は−２０［Ｎ］あるいはその程度となる。

本実施形態では、制御装置１２は、ロボット１１により、例えば、方向Ａ１、方向Ａ２、方向Ａ３、トルクＡ１、トルクＡ２、トルクＡ３について力制御を行う。この場合、目標力としては、例えば、方向Ａ１、方向Ａ２、方向Ａ３、トルクＡ１、トルクＡ２、トルクＡ３について、それぞれ、−２０［Ｎ］、０［Ｎ］、０［Ｎ］、０［Ｎ］、０［Ｎ］、０［Ｎ］が用いられる。本例では、方向Ａ１の目標力の大きさ（絶対値）と比べて、方向Ａ２の目標力の大きさ（絶対値）および方向Ａ３の目標力の大きさ（絶対値）が小さく設定されており、挿入動作を効率的に行うことが可能である。また、本例では、方向Ａ１の目標力の大きさ（絶対値）と比べて、トルクＡ１の目標力の大きさ（絶対値）が小さく設定されており、挿入動作を効率的に行うことが可能である。
なお、本実施形態では、（ステップＳ９）の作業段階では、方向Ａ１、方向Ａ２、方向Ａ３は、それぞれ、Ｚ軸に平行な方向、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向となる。

この判定の結果、制御装置１２は、判定部１３２により挿入物７１が所定の状態になったと判定された場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、挿入物７１を停止させる。そして、本フローの処理が終了する。
一方、この判定の結果、制御装置１２は、判定部１３２により挿入物７１が所定の状態になっていないと判定された場合（ステップＳ９：ＮＯ）、ステップＳ８の処理を継続する。

図７は、方向Ａ１（図７の作業段階では、Ｚ軸の正から負に向かう方向）の力Ｆ３１が挿入物７１にかかっていて、当該挿入物７１と被挿入物７２（ここでは、穴部９１の底）とが接触している状態を示す。図７の例では、挿入物７１が穴部９１の内面の途中と接触する位置まで下降した状態を示してある。
なお、挿入物７１の所定の状態としては、他の例として、穴部９１の底よりも上方（例えば、少し上方）の面（例えば、仮想的な面）に挿入物７１の下面が接した状態が用いられてもよい。

図９は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る提案構成と比較構成についてサイクルタイムの一例を示す図である。
図９には、提案構成と比較構成について、所定のズレ量（Ｑ／Ｐ）［ｍｍ］に対するサイクルタイム［秒］の一例を示してある。本実施形態では、ＱはＡ３方向のズレ量を表わしており、ＰはＡ２方向のズレ量を表わしている。つまり、本実施形態では、ズレ量（Ｑ／Ｐ）［ｍｍ］は、被挿入物７２の穴部９１に対する挿入物７１の接触位置に関して、（Ａ３方向のズレ量／Ａ２方向のズレ量）を示す。
ここで、提案構成は、本実施形態に係る構成を用いた場合を示す。
また、サイクルタイムは、１回の作業（本実施形態では、図８に示される処理フローの処理）に要する時間を示す。

また、比較構成としては、挿入物の下面と被挿入物の上面とを平行な状態にして、当該挿入物を下降させて当該被挿入物に接触させ、その後、当該挿入物に下方向の力を加えながら当該被挿入物の上面に垂直な線の周りに当該挿入物を回転させることで、当該挿入物を当該被挿入物に挿入する構成が用いられている。
図９の例では、比較構成に関して、「ＮＧ」は、このような回転として１０回転が行われても挿入物が被挿入物に挿入されなかった場合（タイムアウトの場合）を示す。

図９の例では、例えば、ズレ量が「０［ｍｍ］／０［ｍｍ］」であるときに、比較構成におけるサイクルタイムが「５．４２９［秒］」であり、提案構成におけるサイクルタイムが「４．０５３［秒］」であることが表されている。また、図９の例では、例えば、ズレ量が「１．５［ｍｍ］／１．５［ｍｍ］」であるときに、比較構成におけるサイクルタイムが「５０．１１９［秒］」であり、提案構成におけるサイクルタイムが「４．９２４［秒］」であることが表されている。また、図９の例では、他のズレ量についても表されている。

図９に示されるように、全体にわたって、提案構成の方が比較構成と比べて、サイクルタイムが短く、効率的である。

［第１実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、制御装置１２がロボット１１を制御することで、探り動作を行わずに、挿入物７１を被挿入物７２に挿入する作業を効率的に行うことができる。

本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、図４の例のように、挿入物７１を被挿入物７２に対して傾斜させた姿勢としたまま、挿入物７１を被挿入物７２に接触させる。例えば、挿入物７１を被挿入物７２に対して傾斜させないで下降させる場合には、挿入物７１が被挿入物７２に乗り上げてしまい挿入できない状況が発生し得たが、本実施形態では、このような状況の発生を抑制（理想的には、防止）することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、図５の例のように、挿入物７１を被挿入物７２に接触させた後に、挿入物７１に対して傾斜面（面Ｑ１）に垂直な方向（方向Ａ１）に力Ｆ１１を加えて押し付けるとともに、挿入物７１に対して傾斜に沿った方向（本実施形態では、被挿入物７２から最も離れた点から最も近い点への方向Ａ２）に力Ｆ１２を加えて押し付け、さらに、本実施形態では、挿入物７１に対して傾斜に沿った別の方向（本実施形態では、方向Ａ３）に力Ｆ１３を加えて押し付ける。これにより、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、挿入物７１を被挿入物７２の穴部９１の内側の面に押し付けながら挿入物７１を被挿入物７２に挿入して組み付けることができ、この挿入（本実施形態では、組み付け）までに要する時間を短くすることが可能であり、つまり、挿入物７１を被挿入物７２に速く挿入させることが可能である。
なお、本実施形態では、組み付けとして、例えば、嵌合が用いられている。

また、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、図６の例のように、挿入物７１の一部を被挿入物７２（図６の例では、穴部９１）に入れた（挿入した）後に、挿入物７１に対して傾斜面（面Ｑ１）に垂直な方向（方向Ａ１）に力Ｆ２１を加えて押し付けるとともに、挿入物７１に対して傾斜に沿った方向（本実施形態では、被挿入物７２から最も離れた点から最も近い点への方向Ａ２）に力Ｆ２２を加えて押し付け、さらに、本実施形態では、挿入物７１に対して傾斜に沿った別の方向（本実施形態では、方向Ａ３）に力Ｆ２３を加えて押し付けながら、挿入物７１を組み付け後の姿勢へ移動（回動）させる。これにより、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、挿入物７１の一部が被挿入物７２（図６の例では、穴部９１）に入れられた状態が外れないように、このような状態を保持したまま、他の部分の挿入（挿入物７１と被挿入物７２との全体の挿入であって、本実施形態では、組み付け）を行うことが可能である。
このように、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、挿入物７１の姿勢を変化させる動作を効率的に行うことができる。

また、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、例えば、組み付ける物体に位置ずれが発生しても、当該物体の組み付けを精度良く行うことができる。ここで、組み付ける物体の間に多少の余裕（隙間）があるような場合には、組み付ける物体に位置ずれが発生し得るが、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、このような位置ずれを補償して、物体の組み付けを実現することが可能である。

このように、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、探り動作を不要として、ワークの挿入作業を実現することができるため、作業の高速化を図ることができる。
本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、汎用的なワークに関して、ワークの挿入作業を実現することが可能である。

ここで、本実施形態では、（ステップＳ３）の処理から（ステップＳ４）の処理へ移行するときに、制御装置１２は、ロボット１１により保持された挿入物７１の姿勢を変化させないが、他の例として、制御装置１２は、ロボット制御部１３３により、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１により保持された挿入物７１の姿勢（挿入物７１と被挿入物７２との相対的な姿勢）を変化させてもよく、例えば、被挿入物７２に対する挿入物７１の傾斜の角度を変化させてもよい。なお、この傾き（傾斜）の程度としては、例えば、挿入物７１が被挿入物７２に挿入されることが実現されれば、任意であってもよく、例えば、４５（＝９０／２）度未満であると、挿入物７１が被挿入物７２に挿入される確度を高めることができて好ましい。

また、本実施形態では、（ステップＳ４）〜（ステップＳ５）の処理（図５の例）、および、（ステップＳ６）〜（ステップＳ７）の処理（図６の例）において、方向Ａ２の力Ｆ１２、Ｆ２２とともに、方向Ａ３の力Ｆ１３、Ｆ２３をロボット１１により挿入物７１に対して加えたが、他の構成例として、方向Ａ３の力Ｆ１３、Ｆ２３は加えられなくてもよく、つまり、方向Ａ３の力Ｆ１３、Ｆ２３はゼロであってもよい。
なお、本実施形態では、挿入物７１が立方体であるため、当該挿入物７１に方向Ａ２の力Ｆ１２、Ｆ２２とともに方向Ａ３の力Ｆ１３、Ｆ２３（つまり、立方体が有する２個の面に対する力の成分）が加えられる方が、挿入作業の効率には、より好ましいと考えられる。これに対して、例えば、挿入物７１が円柱（面Ｑ１が円形の円柱）である場合には、挿入物７１が立方体である場合と比べて、方向Ａ３の力Ｆ１３、Ｆ２３が加えられなくても、挿入作業の効率は良好であると考えられる。

また、それぞれの力制御における各方向あるいは各トルクの成分について、例えば、大きさ（絶対値）が０［Ｎ］よりも大きい目標力については、０［Ｎ］よりも大きい任意の大きさ（絶対値）が用いられてもよい。

また、力制御を行う方向あるいはトルクと、それぞれの方向あるいはそれぞれのトルクの目標力としては、本実施形態に示される態様以外に、様々な態様が用いられてもよい。
また、本実施形態では、座標系として、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系あるいはＡ１−Ａ２−Ａ３座標系が用いられたが、任意の座標系が用いられてもよい。

［被挿入物を保持する態様例］
本実施形態では、ロボット１１により挿入物７１を保持して動かすことで挿入物７１を被挿入物７２に挿入する作業を示したが、他の例として、ロボット１１により被挿入物７２を保持して動かすことで被挿入物７２に挿入物７１を挿入させる作業が行われてもよい。例えば、ロボット１１により挿入物７１を保持する場合においても、あるいは、ロボット１１により被挿入物７２を保持する場合においても、挿入物７１と被挿入物７２との相対的な位置関係および姿勢関係を同様にする作業を行うことで、同様な作業結果を実現することができる。
なお、ロボット１１により挿入物７１を保持する場合と、ロボット１１により被挿入物７２を保持する場合とでは、例えば、ロボット１１により保持した物体について、動作の向き（例えば、移動方向、力の方向など）が逆になる。

［挿入物と被挿入物の両方が移動可能な態様例］
以上では、挿入物７１と被挿入物７２とのうちの一方がロボット１１により移動可能な態様を示したが、他の例として、挿入物７１と被挿入物７２との両方が移動可能な態様が用いられてもよい。この場合、例えば、挿入物７１と被挿入物７２とのうちの一方がロボット１１により保持されて移動可能であり、他方がロボット１１以外の移動機構によって移動可能であってもよく、あるいは、挿入物７１と被挿入物７２とのうちの一方がロボット１１により保持されて移動可能であり、他方が別のロボットにより保持されて移動可能であってもよい。また、例えば、２個以上の保持部を備える１個のロボットが用いられてもよく、当該ロボットの別々の保持部によって挿入物７１と被挿入物７２とのそれぞれが保持されて移動可能であってもよい。

＜構成例＞
一構成例として、力検出部（図１の例では、力検出部３２）および保持部（図１の例では、エンドエフェクターＥ１）が設けられた可動部（図１の例では、マニピュレーターＭ１）を備えるロボット（図１の例では、ロボット１１）を制御する制御装置（図１の例では、制御装置１２）であって、可動部を制御することにより、保持部に保持された挿入物（図４〜図７の例では、挿入物７１）を第１の姿勢（例えば、図４に示される姿勢）にして、挿入口（図４〜図７の例では、穴部９１の挿入口）を有する被挿入物（図４〜図７の例では、被挿入物７２）に接触させる第１接触動作をさせた後、挿入物を第１の姿勢と異なる第２の姿勢（例えば、図７に示される姿勢）にして、挿入物と被挿入物を第１方向（図７の例では、方向Ａ１であり、Ｚ軸に平行な方向）に相対的に移動させて挿入物を挿入口に挿入させる挿入動作をさせることが可能な制御部（図２の例では、制御部１１４）を備える。制御部は、第１接触動作と挿入動作との間において、挿入物を第２の姿勢に対して傾斜させた姿勢（例えば、図５に示される姿勢）で、力検出部からの出力に基づいて、第１方向と直交する第２方向（図５の例では、方向Ａ２）における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行うことにより、第１接触動作での接触部分とは異なる部分に挿入物と被挿入物とを接触させる第２接触動作をさせる。
なお、第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う場合に、他の成分があってもよく、あるいは、他の成分が無くてもよい。

一構成例として、制御装置において、制御部は、挿入物を第１の姿勢から第２の姿勢にさせる際、力検出部からの出力に基づいて、第２方向（本実施形態において、図６の例では、方向Ａ２）における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う。なお、このときにおける力制御の目標力としては、他の態様が用いられてもよい。
一構成例として、制御装置において、制御部は、第２接触動作の際、力検出部からの出力に基づいて、第１方向および第２方向と直交する第３方向（図５の例では、方向Ａ３）における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う。なお、このときにおける力制御の目標力としては、他の態様が用いられてもよい。
一構成例として、制御装置において、制御部は、挿入動作の際、力検出部からの出力に基づいて、第１方向（図７の例では、方向Ａ１）における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う。なお、このときにおける力制御の目標力としては、他の態様が用いられてもよい。

一構成例として、制御装置において、制御部は、挿入動作の際、力検出部からの出力に基づいて、第２方向（図７の例では、方向Ａ２）における目標力の成分を、第１方向における目標力の成分より小さい値とした力制御を行う（本実施形態では、例えば、方向Ａ２について倣い制御する。）。なお、このときにおける力制御の目標力としては、他の態様が用いられてもよい。
一構成例として、制御装置において、保持部は、第１回動軸の周りに回動可能である。そして、制御部は、第１接触動作、第２接触動作および挿入動作の際、力検出部からの出力に基づいて、第１回動軸周りにおける目標力（図４〜図７の例では、トルクＡ１の目標力）の成分を、第１方向における目標力の成分より小さい値とした力制御を行う（本実施形態では、例えば、トルクＡ１については継続的に倣い制御する。）。なお、それぞれの動作のときにおける力制御の目標力としては、他の態様が用いられてもよい。
一構成例として、制御装置において、制御部は、第１接触動作、第２接触動作および挿入動作の際、力検出部からの出力に基づいて、第１回動軸周りにおける目標力の成分を０とした力制御を行う。なお、それぞれの動作のときにおける力制御の目標力としては、他の態様が用いられてもよい。

一構成例として、制御装置において、傾斜の角度は、４５度未満である。なお、他の傾斜の角度が用いられてもよい。
一構成例として、制御装置において、力検出部は、圧電素子により力を検出する。なお、力検出部として、他の構成が用いられてもよい。
一構成例として、制御装置において、圧電素子は、水晶である。なお、圧電素子として、他の物が用いられてもよい。
一構成例として、制御装置により制御されるロボットである。
一構成例として、制御装置と、制御装置により制御されるロボットと、を備えるロボットシステム（図１の例では、ロボットシステム１）である。

（第２実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態とは異なる点について説明し、第１実施形態と同様な点については説明を簡易化または省略する。
本実施形態では、説明の便宜上、第１実施形態の説明で使用した図１〜図８に示される構成あるいは処理と同様な構成あるいは処理については、同じ符号を使用して説明する。
概略的には、本実施形態では、第１実施形態と比べて、ロボット１１による挿入作業に用いられる挿入物および被挿入物が異なる。

図１０は、本発明の一実施形態（第２実施形態）に係る挿入物５０１および被挿入物５０２の外観の概略を示す図である。
図１０には、第１実施形態の場合と同様なＸ−Ｙ−Ｚ座標軸およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標軸を示してある。
ここで、図１０では、図を見易くするために、挿入物５０１を保持するロボット１１の図示（特に、エンドエフェクターＥ１の図示）を省略してある。

図１０には、電池である挿入物５０１と、当該電池を収容する収容部を有する被挿入物５０２を示してある。被挿入物５０２は、電池が挿入される各種の機器であり、例えば、リモートコントローラーであってもよい。
なお、一般に電池の大きさとしては複数の大きさがあるが、説明の便宜上、本実施形態では、電池の大きさは一定であるとする。
被挿入物５０２は、２個の挿入物５０１を並列に挿入することが可能な穴部５２１を有する。穴部５２１は、１個の挿入物５０１が挿入される被挿入部５４１と、別の１個の挿入物５０１が挿入される被挿入部５４２を有する。被挿入部５４１、５４２はそれぞれ開口部（挿入口）を有しており、本例では、これらの開口部はつながっている。穴部５２１は、収容部を構成する。
被挿入部５４１は、長手方向のうちの一端に、バネ５６１を有する。被挿入部５４２は、長手方向のうちの一端に、バネ５６２を有する。ここで、バネ５６１、５６２は、挿入物５０１（電池）が有するプラス端子とマイナス端子のうちのマイナス端子に当てられるものである。

本実施形態では、制御装置１２は、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物５０１を被挿入部５４１に挿入して組み付ける。
一例として、本実施形態に係る挿入物５０１が被挿入部５４１に挿入された状態と、第１実施形態に係る挿入物７１が被挿入物７２に挿入された状態とを考えた場合に、それぞれのＸ−Ｙ−Ｚ座標系およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標系が一致するように、被挿入物５０２の配置、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により挿入物５０１を保持する位置および姿勢、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物５０１について行われる作業（例えば、図８に示される処理フローの処理）を設定することで、第１実施形態と同様に、制御装置１２は、挿入物５０１を被挿入部５４１に挿入して組み付ける。

ここで、本実施形態では、被挿入部５４１にバネ５６１が存在するため、制御装置１２は、被挿入部５４１の長手方向の両端のうちでバネ５６１が存在しない方に最初に挿入物５０１を接触させることが好ましい。
なお、制御装置１２は、挿入物５０１を被挿入部５４１に挿入することができれば、他の任意の手法で挿入作業の制御を実行してもよい。

［第２実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、制御装置１２がロボット１１を制御することで、探り動作を行わずに、電池である挿入物５０１を、電池の収容部である被挿入物５０２に挿入する作業を効率的に行うことができる。
本実施形態においても、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
なお、本実施形態では、ロボット１１により挿入物５０１を保持する態様を示したが、他の例として、ロボット１１により被挿入物５０２を保持する態様、あるいは、ロボット１１などにより挿入物５０１と被挿入物５０２の両方を保持する態様が用いられてもよい。

（第３実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態とは異なる点について説明し、第１実施形態と同様な点については説明を簡易化または省略する。
本実施形態では、説明の便宜上、第１実施形態の説明で使用した図１〜図８に示される構成あるいは処理と同様な構成あるいは処理については、同じ符号を使用して説明する。
概略的には、本実施形態では、第１実施形態と比べて、ロボット１１による挿入作業に用いられる挿入物および被挿入物が異なる。

図１１は、本発明の一実施形態（第３実施形態）に係る挿入物６０１および被挿入物６０２の外観の概略を示す図である。
図１１には、第１実施形態の場合と同様なＸ−Ｙ−Ｚ座標軸およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標軸を示してある。
ここで、図１１では、図を見易くするために、挿入物６０１を保持するロボット１１の図示（特に、エンドエフェクターＥ１の図示）を省略してある。

図１１には、蓋である挿入物６０１と、当該蓋が挿入される被挿入部６８１を有する被挿入物６０２を示してある。被挿入部６８１は開口部（挿入口）を有する。図１１の例では、挿入物６０１は、電池６６１〜６６２を収容する収容部の蓋である。被挿入物６０２は、電池が挿入される各種の機器であり、例えば、リモートコントローラーであってもよい。
被挿入物６０２は、２個の電池６６１〜６６２を並列に挿入することが可能な穴部６２１を有している。穴部６２１は、１個の電池６６１が挿入される電池被挿入部６４１と、別の１個の電池６６２が挿入される電池被挿入部６４２を有する。
穴部６２１は、収容部を構成しており、被挿入部６８１を有する。
図１１の例では、２個の電池６６１〜６６２が２個の電池被挿入部６４１〜６４２に挿入された状態を示してある。

本実施形態では、制御装置１２は、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物６０１を被挿入部６８１に挿入して組み付ける。
一例として、本実施形態に係る挿入物６０１が被挿入部６８１に挿入された状態と、第１実施形態に係る挿入物７１が被挿入物７２に挿入された状態とを考えた場合に、それぞれのＸ−Ｙ−Ｚ座標系およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標系が一致するように、被挿入物６０２の配置、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により挿入物６０１を保持する位置および姿勢、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物６０１について行われる作業（例えば、図８に示される処理フローの処理）を設定することで、第１実施形態と同様に、制御装置１２は、挿入物６０１を被挿入部６８１に挿入して組み付ける。
なお、制御装置１２は、挿入物６０１を被挿入部６８１に挿入することができれば、他の任意の手法で挿入作業の制御を実行してもよい。

［第３実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、制御装置１２がロボット１１を制御することで、探り動作を行わずに、蓋である挿入物６０１を、蓋の収容部である被挿入物６０２に挿入する作業（蓋を閉める作業）を効率的に行うことができる。
本実施形態においても、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
なお、本実施形態では、ロボット１１により挿入物６０１を保持する態様を示したが、他の例として、ロボット１１により被挿入物６０２を保持する態様、あるいは、ロボット１１などにより挿入物６０１と被挿入物６０２の両方を保持する態様が用いられてもよい。

（第４実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態とは異なる点について説明し、第１実施形態と同様な点については説明を簡易化または省略する。
本実施形態では、説明の便宜上、第１実施形態の説明で使用した図１〜図８に示される構成あるいは処理と同様な構成あるいは処理については、同じ符号を使用して説明する。
概略的には、本実施形態では、第１実施形態と比べて、ロボット１１による挿入作業に用いられる挿入物および被挿入物が異なる。
また、本実施形態では、第１実施形態と比べて、ロボット１１により被挿入物を保持して作業を行う点が異なる。

図１２は、本発明の一実施形態（第４実施形態）に係る挿入物７０１および被挿入物７０２の外観の概略を示す図である。
図１２には、第１実施形態の場合と同様なＸ−Ｙ−Ｚ座標軸およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標軸を示してある。
ここで、図１２では、図を見易くするために、被挿入物７０２を保持するロボット１１の図示（特に、エンドエフェクターＥ１の図示）を省略してある。

図１２には、蓋である被挿入物７０２と、当該蓋に挿入される挿入物７０１を示してある。図１２の例では、挿入物７０１は缶の本体であり、また、被挿入物７０２は当該缶の本体の一部を覆う蓋であり、開口部（挿入口）を有する。

本実施形態では、制御装置１２は、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された被挿入物７０２を動かすことで、被挿入物７０２に挿入物７０１を挿入させて組み付ける。
一例として、本実施形態に係る挿入物７０１が被挿入物７０２に挿入された状態と、第１実施形態に係る挿入物７１が被挿入物７２に挿入された状態とを考えた場合に、それぞれのＸ−Ｙ−Ｚ座標系およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標系が一致するように、挿入物７０１の配置、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により被挿入物７０２を保持する位置および姿勢、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された被挿入物７０２について行われる作業（例えば、図８に示される処理フローに対応する処理）を設定することで、制御装置１２は、被挿入物７０２に挿入物７０１を挿入させて組み付ける。

ここで、本実施形態ではロボット１１により被挿入物７０２を保持して動かす一方、第１実施形態ではロボット１１により挿入物７１を保持して動かすが、例えば、挿入物と被挿入物との相対的な動きは同様である。つまり、本実施形態では、ロボット１１により挿入物７０１を保持して行われる挿入作業と同様な挿入作業が実現されるように、ロボット１１により被挿入物７０２を保持して動作を行う。
なお、制御装置１２は、被挿入物７０２に挿入物７０１を挿入させることができれば、他の任意の手法で挿入作業の制御を実行してもよい。

［第４実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、制御装置１２がロボット１１を制御することで、探り動作を行わずに、缶の本体である挿入物７０１を、当該缶の蓋である被挿入物７０２に挿入する作業を効率的に行うことができる。
本実施形態においても、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
ここで、本実施形態では、立方体の形状を有する缶を例示したが、缶の形状は任意であり、例えば、丸みを帯びた缶が用いられてもよい。
なお、本実施形態では、ロボット１１により被挿入物７０２を保持する態様を示したが、他の例として、ロボット１１により挿入物７０１を保持する態様、あるいは、ロボット１１などにより挿入物７０１と被挿入物７０２の両方を保持する態様が用いられてもよい。

＜構成例＞
一構成例として、力検出部および保持部が設けられた可動部を備えるロボットを制御する制御装置であって、可動部を制御することにより、保持部に保持され挿入口を有する被挿入物（図１２の例では、被挿入物７０２）を第１の姿勢にして、挿入物（図１２の例では、挿入物７０１）に接触させる第１接触動作をさせた後、被挿入物を第１の姿勢と異なる第２の姿勢にして、被挿入物と挿入物を第１方向に相対的に移動させて挿入物を挿入口に挿入させる挿入動作をさせることが可能な制御部を備える。そして、制御部は、第１接触動作と挿入動作との間において、被挿入物を第２の姿勢に対して傾斜させた姿勢で、力検出部からの出力に基づいて、第１方向と直交する第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行うことにより、第１接触動作での接触部分とは異なる部分に挿入物と被挿入物とを接触させる第２接触動作をさせる。なお、本例では、第１実施形態と比べて、保持部により保持される物体が挿入物ではなくて被挿入物であるが、その点以外は、第１実施形態と同様な動作（挿入物と被挿入物との相対的な動作）が行われる。
一構成例として、制御装置において、制御部は、被挿入物を第１の姿勢から第２の姿勢にさせる際、力検出部からの出力に基づいて、第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う。なお、このときにおける力制御の目標力としては、他の態様が用いられてもよい。

（第５実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態とは異なる点について説明し、第１実施形態と同様な点については説明を簡易化または省略する。
本実施形態では、説明の便宜上、第１実施形態の説明で使用した図１〜図８に示される構成あるいは処理と同様な構成あるいは処理については、同じ符号を使用して説明する。
概略的には、本実施形態では、第１実施形態と比べて、ロボット１１による挿入作業に用いられる挿入物および被挿入物が異なる。

図１３は、本発明の一実施形態（第５実施形態）に係る挿入物８０１および被挿入物８０２の外観の概略を示す図である。
図１３には、第１実施形態の場合と同様なＸ−Ｙ−Ｚ座標軸およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標軸を示してある。
ここで、図１３では、図を見易くするために、挿入物８０１を保持するロボット１１の図示（特に、エンドエフェクターＥ１の図示）を省略してある。

図１３には、挿入物８０１と、挿入物８０１が挿入される中空の被挿入物８０２を示してある。図１３の例では、挿入物８０１は、任意の物体であってもよく、例えば、ゴム製のホースの栓である。被挿入物８０２は、ゴム製のホースであり、中空であり、開口部（挿入口）を有する。

本実施形態では、制御装置１２は、ロボット１１を制御することで、当該ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物８０１を被挿入物８０２の中空部分に挿入して組み付ける。
一例として、本実施形態に係る挿入物８０１が被挿入物８０２に挿入された状態と、第１実施形態に係る挿入物７１が被挿入物７２に挿入された状態とを考えた場合に、それぞれのＸ−Ｙ−Ｚ座標系およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標系が一致するように、被挿入物８０２の配置、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により挿入物８０１を保持する位置および姿勢、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物８０１について行われる作業（例えば、図８に示される処理フローの処理）を設定することで、第１実施形態と同様に、制御装置１２は、挿入物８０１を被挿入物８０２に挿入して組み付ける。
なお、制御装置１２は、挿入物８０１を被挿入物８０２に挿入することができれば、他の任意の手法で挿入作業の制御を実行してもよい。

ここで、本実施形態では、被挿入物８０２は、ゴム製のホースであり、弾性体である。このため、ロボット１１により保持された挿入物８０１が被挿入物８０２に挿入されるときに、被挿入物８０２が変形（弾性変形）し得る。この変形としては、伸びる変形、あるいは、縮む変形があり得る。
なお、本実施形態では、被挿入物８０２が弾性体である場合を示したが、他の構成例として、挿入物８０１が弾性体であってもよく、あるいは、挿入物８０１と被挿入物８０２との両方が弾性体であってもよい。本実施形態では、弾性変形させられない状態では、挿入物８０１を被挿入物８０２に挿入することができないような場合において、挿入物８０１および被挿入物８０２の少なくとも一方を弾性変形させることで、挿入物８０１を被挿入物８０２に挿入することができる。
また、弾性体としては、ゴム以外の材料が用いられてもよい。

［第５実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、制御装置１２がロボット１１を制御することで、挿入物８０１と被挿入物８０２との一方または両方が弾性体である場合においても、探り動作を行わずに、挿入物８０１を被挿入物８０２に挿入する作業を効率的に行うことができる。
本実施形態においても、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。

本実施形態では、例えば、挿入物８０１が被挿入物８０２に挿入されるときの状態で、挿入方向に垂直な平面において、挿入物８０１の面積の方が被挿入物８０２の面積よりも大きい場合であっても、制御装置１２は、ロボット１１を制御することで、挿入物８０１の接触によって被挿入物８０２を伸ばすことで、挿入物８０１を被挿入物８０２に挿入することが可能である。図１３の例では、ホースである被挿入物８０２の中空の開口部の面積よりも挿入物８０１の面積（当該開口部に対応する面の面積）の方が多少大きくても、ホースの弾性によって当該ホースが伸びる（広げられる）ことで、制御装置１２は、挿入物８０１を被挿入物８０２に挿入することが可能である。
このように、本実施形態では、挿入物８０１に対する被挿入物８０２のクリアランスがマイナスである場合においても、挿入作業が可能である。

また、例えば、挿入物８０１が弾性を有する場合には、制御装置１２は、ロボット１１を制御することで、当該挿入物８０１の一部または全部を弾性変形により縮めることが可能である。そして、制御装置１２では、挿入物８０１（例えば、被挿入物８０２の開口部に最初に挿入される箇所）が縮められた状態で、挿入物８０１を被挿入物８０２に挿入することが可能である。
なお、本実施形態では、ロボット１１により挿入物８０１を保持する態様を示したが、他の例として、ロボット１１により被挿入物８０２を保持する態様、あるいは、ロボット１１などにより挿入物８０１と被挿入物８０２の両方を保持する態様が用いられてもよい。

＜構成例＞
一構成例として、制御装置において、制御部は、挿入動作の際、挿入物（図１３の例では、挿入物８０１）および被挿入物（図１３の例では、被挿入物８０２）の少なくとも一方（本実施形態では、被挿入物８０２）を弾性変形させる。なお、挿入物および被挿入物としては、それぞれ、必ずしも弾性変形する物が用いられなくてもよい。

（第６実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態とは異なる点について説明し、第１実施形態と同様な点については説明を簡易化または省略する。
本実施形態では、説明の便宜上、第１実施形態の説明で使用した図１〜図８に示される構成あるいは処理と同様な構成あるいは処理については、同じ符号を使用して説明する。
概略的には、本実施形態では、第１実施形態と比べて、ロボット１１による挿入作業に用いられる挿入物および被挿入物が異なる。

図１４は、本発明の一実施形態（第６実施形態）に係る挿入物９０１および被挿入物９０２の外観の概略を示す図である。
図１４には、第１実施形態の場合と同様なＸ−Ｙ−Ｚ座標軸およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標軸を示してある。
ここで、図１４では、図を見易くするために、挿入物９０１を保持するロボット１１の図示（特に、エンドエフェクターＥ１の図示）を省略してある。

図１４には、ギアである挿入物９０１と、当該ギアが挿入されるギア装置である被挿入物９０２を示してある。
被挿入物９０２は、平面状の台９２１と、当該台９２１の１個の面に設けられた４個のギア９４１〜９４４を備える。本実施形態では、４個のギア９４１〜９４４で囲まれた部分が開口部（挿入口）となる。
ここで、本実施形態（図１４の例）では、それぞれのギア（ギアである挿入物９０１、ギア９４１〜９４４）を概略的な形状（円筒形状）で示すが、例えば、実際には、歯（歯車の歯）がある。

本実施形態では、制御装置１２によりロボット１１を制御して、ロボット１１により保持された挿入物９０１を移動させて、台９２１に設けられた４個のギア９４１〜９４４に当該挿入物９０１を組み付ける作業を行う。この場合に、制御装置１２によりロボット１１を制御して、ロボット１１により保持された挿入物９０１と、４個のギア９４１〜９４４のそれぞれとの位相（ここでは、歯車の位相）を合わせる。
本実施形態では、それぞれのギア（ギアである挿入物９０１、ギア９４１〜９４４）は、Ｚ軸の方向から見て、円状の形状（実際には、歯車の歯がある）を有する。また、４個のギア９４１〜９４４は、同じ形状である。また、挿入物９０１の円状の形状の方が、４個のギア９４１〜９４４の円状の形状よりも、大きい（円の径が大きい）。

また、４個のギア９４１〜９４４は、挿入物９０１に対して当該４個のギア９４１〜９４４のすべてが噛み合う（嵌合する）ことが可能な位置に配置されている。具体的には、４個のギア９４１〜９４４のそれぞれは、台９２１の上方の面における所定の位置（中心位置）を中心として、当該中心位置から等しい距離であって、当該中心位置を中心とする当該面における回転（回動）の方向について等しい角度間隔で配置されている。つまり、４個のギア９４１〜９４４のそれぞれは、当該中心位置を中心とする当該面における円の上に、回転対称となるように配置されている。
挿入物９０１と４個のギア９４１〜９４４とが、位相合わせされて（歯車の歯が噛み合わされて）、嵌合した場合、挿入物９０１の円状の形状の中心の位置が、４個のギア９４１〜９４４で囲まれた部分の中心位置に一致する。

一例として、本実施形態に係る挿入物９０１が被挿入物９０２（４個のギア９４１〜９４４の間）に挿入された状態と、第１実施形態に係る挿入物７１が被挿入物７２に挿入された状態とを考えた場合に、それぞれのＸ−Ｙ−Ｚ座標系およびＡ１−Ａ２−Ａ３座標系が一致するように、被挿入物９０２の配置、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により挿入物９０１を保持する位置および姿勢、ロボット１１のエンドエフェクターＥ１により保持された挿入物９０１について行われる作業（例えば、図８に示される処理フローの処理）を設定することで、第１実施形態と同様に、制御装置１２は、挿入物９０１を被挿入物９０２に挿入して組み付ける。
なお、制御装置１２は、挿入物９０１を被挿入物９０２に挿入することができれば、他の任意の手法で挿入作業の制御を実行してもよい。

［第６実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、制御装置１２がロボット１１を制御することで、探り動作を行わずに、ギアである挿入物９０１を、４個のギア９４１〜９４４を有する被挿入物９０２に挿入する作業を効率的に行うことができる。
本実施形態においても、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
なお、本実施形態では、４個のギア９４１〜９４４を有するギア装置を被挿入物９０２としたが、例えば、任意の数のギアを有するギア装置が被挿入物９０２として用いられてもよい。

これにより、本実施形態に係る制御装置１２、ロボット１１およびロボットシステム１では、１個の物体に対して２個の物体の位相を合わせて、当該１個の物体に対して当該２個の物体を組み付ける作業を効率的に行うことが可能である。
なお、本実施形態では、１個の物体（本実施形態では、挿入物９０１）と４個の物体（本実施形態では、ギア９４１〜９４４）とを組み付ける場合を示したが、他の構成例として、１個の物体と２個の物体とを組み付ける構成が用いられてもよく、１個の物体と３個の物体とを組み付ける構成が用いられてもよく、あるいは、１個の物体と５個以上の物体とを組み付ける構成が用いられてもよい。
また、本実施形態では、ロボット１１により挿入物９０１を保持する態様を示したが、他の例として、ロボット１１により被挿入物９０２を保持する態様、あるいは、ロボット１１などにより挿入物９０１と被挿入物９０２の両方を保持する態様が用いられてもよい。

［以上の実施形態のまとめ］
挿入物あるいは被挿入物としては、それぞれ、様々な構成のものが用いられてもよい。
例えば、挿入物あるいは被挿入物の大きさあるいは形状などとしては、任意の構成が用いられてもよい。

また、以上の実施形態では、ロボットとして、垂直多関節ロボットが用いられたが、他の構成例として、任意のロボットが用いられてもよい。例えば、ロボットとして、２本の腕を有するロボット（双腕のロボット）が用いられてもよく、あるいは、３本以上の腕を有するロボットが用いられてもよい。例えば、ロボットとして、スカラロボットが用いられてもよい。それぞれのロボットにおいて、例えば、保持部を動かす部分（例えば、アームに相当する部分）が可動部として用いられてもよい。

なお、以上に説明した装置（例えば、制御装置１２など）における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体（記憶媒体）に記録（記憶）し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、オペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）あるいは周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
なお、記録媒体としては、例えば、コンピューターと着脱可能な記録媒体であってもよい。また、記録媒体としては、例えば、一時的にデータを記録する記録媒体であってもよい。

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）あるいは電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

図１５は、本発明の一実施形態に係る制御装置１２のハードウェア構成の一例を示す図である。
図１５の例では、制御装置１２は、ＣＰＵ１１０１と、記憶部１１０２と、入力部１１０３と、出力部１１０４と、これらを相互に通信可能に接続するバス１１２１を備える。
ここで、図１５の例と図２の例とを比較すると、図１５に示されるＣＰＵ１１０１、記憶部１１０２、入力部１１０３、出力部１１０４は、それぞれ、図１２に示される制御部１１４、記憶部１１３と、入力部１１１と、出力部１１２に対応している。

図１５の例では、ＣＰＵ１１０１が、記憶部１１０２に記憶された制御プログラムを実行することで、図２に示される情報取得部１３１の機能、判定部１３２の機能、およびロボット制御部１３３の機能が実現される。ＣＰＵ１１０１が、制御プログラムを実行する際には、当該制御プログラムに規定された内容（命令）にしたがって動作を実行する。

なお、記憶部１１０２としては、制御装置１２に内蔵されるものに代えて、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置であってもよい。
入力部１１０３としては、例えば、キーボード、マウス、タッチパッド、その他の入力装置であってもよい。入力部１１０３は、例えば、表示部（図示せず）と一体に構成されたタッチパネルであってもよい。また、入力部１１０３は、制御装置１２と別体であってもよい。
出力部１１０４としては、例えば、表示部であってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…ロボットシステム、１１…ロボット、１２…制御装置、１３、２２…ケーブル、２１…撮像装置、３１…基台、３２…力検出部、５１…テーブル、７１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１…挿入物、７２、５０２、６０２、７０２、８０２、９０２…被挿入物、８１、９２１…台、９１、５２１、６２１…穴部、１１１、１１０３…入力部、１１２、１１０４…出力部、１１３、１１０２…記憶部、１１４…制御部、１３１…情報取得部、１３２…判定部、１３３…ロボット制御部、２０１…中心位置、３０１…中心軸、５４１、５４２…被挿入部、５６１、５６２…バネ、６４１、６４２…電池被挿入部、６６１、６６２…電池、６８１…被挿入部、９４１〜９４４…ギア、１１０１…ＣＰＵ、１１２１…バス、Ｍ１…マニピュレーター、Ｅ１…エンドエフェクター、Ｆ１、Ｆ１１〜Ｆ１３、Ｆ２１〜Ｆ２３、Ｆ３１…力、Ｑ１、Ｑ１１…面、Ｒ１…回転力

Claims (15)

1. 力検出部および保持部が設けられた可動部を備えるロボットを制御する制御装置であって、
   前記可動部を制御することにより、前記保持部に保持された挿入物を第１の姿勢にして、挿入口を有する被挿入物に接触させる第１接触動作をさせた後、前記挿入物を第１の姿勢と異なる第２の姿勢にして、前記挿入物と前記被挿入物を第１方向に相対的に移動させて前記挿入物を前記挿入口に挿入させる挿入動作をさせることが可能な制御部を備え、
   前記制御部は、前記第１接触動作と前記挿入動作との間において、前記挿入物を前記第２の姿勢に対して傾斜させた姿勢で、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１方向と直交する第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行うことにより、前記第１接触動作での接触部分とは異なる部分に前記挿入物と前記被挿入物とを接触させる第２接触動作をさせる、
   制御装置。
2. 前記制御部は、前記挿入物を前記第１の姿勢から前記第２の姿勢にさせる際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 力検出部および保持部が設けられた可動部を備えるロボットを制御する制御装置であって、
   前記可動部を制御することにより、前記保持部に保持され挿入口を有する被挿入物を第１の姿勢にして、挿入物に接触させる第１接触動作をさせた後、前記被挿入物を第１の姿勢と異なる第２の姿勢にして、前記被挿入物と前記挿入物を第１方向に相対的に移動させて前記挿入物を前記挿入口に挿入させる挿入動作をさせることが可能な制御部を備え、
   前記制御部は、前記第１接触動作と前記挿入動作との間において、前記被挿入物を前記第２の姿勢に対して傾斜させた姿勢で、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１方向と直交する第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行うことにより、前記第１接触動作での接触部分とは異なる部分に前記挿入物と前記被挿入物とを接触させる第２接触動作をさせる、
   制御装置。
4. 前記制御部は、前記被挿入物を前記第１の姿勢から前記第２の姿勢にさせる際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第２方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う、
   請求項３に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記第２接触動作の際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記制御部は、前記挿入動作の際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１方向における目標力の成分を０より大きい値とした力制御を行う、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記制御部は、前記挿入動作の際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第２方向における目標力の成分を、前記第１方向における目標力の成分より小さい値とした力制御を行う、
   請求項６に記載の制御装置。
8. 前記保持部は、第１回動軸の周りに回動可能であり、
   前記制御部は、前記第１接触動作、前記第２接触動作および前記挿入動作の際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１回動軸周りにおける目標力の成分を、前記第１方向における目標力の成分より小さい値とした力制御を行う、
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記制御部は、前記第１接触動作、前記第２接触動作および前記挿入動作の際、前記力検出部からの出力に基づいて、前記第１回動軸周りにおける目標力の成分を０とした力制御を行う、
   請求項８に記載の制御装置。
10. 前記傾斜の角度は、４５度未満である、
    請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 前記制御部は、前記挿入動作の際、前記挿入物および前記被挿入物の少なくとも一方を弾性変形させる、
    請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の制御装置。
12. 前記力検出部は、圧電素子により力を検出する、
    請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の制御装置。
13. 前記圧電素子は、水晶である、
    請求項１２に記載の制御装置。
14. 請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の制御装置により制御される、
    ロボット。
15. 請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の制御装置と、
    前記制御装置により制御されるロボットと、
    を備えるロボットシステム。

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