JP2020032471A - Control method, robot control device, robot system, and article manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize high speed movement to a target position and to smoothly switch from position control to force control without requiring a complicated calculation and temporary stop of a robot arm.
SOLUTION: In an operation section in which a predetermined portion of a robot arm is moved to a target position, the gain of a position control feedback loop for controlling the position of the robot arm is decreased according to a decrease in a distance between the predetermined portion and the target position (M(p-f)). As the gain of the position control feedback loop decreases, the gain of the feedback of a force control loop for controlling the force of the robot arm is increased (M(p-f)). To increase the gain of the force control feedback loop, an integration term calculated according to a decrease in the gain of the position control feedback loop is added to a motor command value for driving a joint of the robot arm.
SELECTED DRAWING: Figure 5
COPYRIGHT: (C)2020,JPO&INPIT

Description

本発明は、ロボットアームに係る制御方法、ロボット制御装置、ロボットシステム、および物品の製造方法に関する。   The present invention relates to a control method for a robot arm, a robot control device, a robot system, and a method for manufacturing an article.

多関節ロボット装置によって物品の自動組立てを行なう場合、ロボットハンドのようなツールによって、その部品が確実に把持され、精密に位置決めされていなければ、組立て作業を円滑に行なうことができない。例えば、歯車や、ピンなどの部品の嵌合組み立てでは、少しでも軸心がずれていると良好な組み立てを行うことができず、組立不良が発生する可能性がある。   When an article is automatically assembled by an articulated robot apparatus, the assembly operation cannot be performed smoothly unless the part is securely grasped and accurately positioned by a tool such as a robot hand. For example, in fitting and assembling parts such as gears and pins, if the axis is slightly misaligned, good assembly cannot be performed, and assembly failure may occur.

この点に鑑み、従来より、多関節ロボット装置の位置精度向上や、繰り返し位置再現性を向上させるための検出系のエンコーダの高分解能化、減速機の非直線性の補正、といった取り組みが行われているが、この種の主に精度向上技術にも限界がある。また、組み立て作業の対象であるワーク自体の公差を含めたばらつき要因によっては、単にロボット組立システム自体の位置精度向上のみによっては、組み立ての確実性を保証することができない。   In view of this point, efforts have conventionally been made to improve the position accuracy of the articulated robot device, increase the resolution of the encoder of the detection system to improve the repeatable position reproducibility, and correct the nonlinearity of the reduction gear. However, there is a limit to this kind of precision improvement technology. Also, depending on the variation factors including the tolerance of the work itself to be assembled, the reliability of the assembly cannot be guaranteed only by improving the positional accuracy of the robot assembly system itself.

そこで、ロボットに位置制御以外の制御を作用させることにより、組み立ての確実性を向上することが考えられている。例えば、下記の特許文献１で示される装置では、力制御を利用して組み立てを行う。特許文献１では、ロボットアーム先端に装備された並行グリッパーなどのエンドエフェクタにより把持する締結部材と対象物のワークに対して位置決めが可能な制御系によりワークに接触する以前に粗い位置決めを行う。この粗い位置情報に基づいた位置決め動作の終了後、エンドエフェクタの駆動源である電動モータに電流制御によるトルク制御を行いながら、ワークを保持したエンドエフェクタを最終目標位置に移動させて把持対象物に対して押付ける。   Therefore, it has been considered to improve the reliability of assembly by applying a control other than the position control to the robot. For example, in an apparatus disclosed in Patent Document 1 below, assembly is performed using force control. In Patent Literature 1, rough positioning is performed before a workpiece is brought into contact with a workpiece by a control member capable of positioning the workpiece with a fastening member gripped by an end effector such as a parallel gripper provided at the distal end of a robot arm. After the end of the positioning operation based on the coarse position information, the end effector holding the work is moved to the final target position while the electric motor serving as the drive source of the end effector is subjected to torque control by current control, and is moved to the target object. Press against.

しかしながら、特許文献１に示されるような構成では、エンドエフェクタの駆動源である電動モータの電流指令値とエンドエフェクタの発生把持力との関係性が低い。そのため、本来の把持に必要とされている所定の押し付け力が得られていない可能性が高く、必要以上の把持力が加わった場合には、ワークを変形させたり、破損したりする可能性もある。また、特許文献２では、ロボットのモータに大きなトルクを発生させてアーム先端の作業点を目標位置に高速で移動させる位置制御と、所定以上の外力により作業点が移動する程度のトルクでロボットの姿勢を保持させる柔軟制御を組み合わせている。この特許文献２では、位置制御から柔軟制御に切り換える直前の位置制御時の積分値を記憶しておき、柔軟制御時は記憶していた積分値を加えることでロボットアームに自重補償を行い、ロボットアームの質量以下の力制御を行う構成が示されている。   However, in the configuration as disclosed in Patent Document 1, the relationship between the current command value of the electric motor that is the drive source of the end effector and the generated gripping force of the end effector is low. Therefore, there is a high possibility that the predetermined pressing force required for the original gripping is not obtained, and if an excessive gripping force is applied, the work may be deformed or damaged. is there. Further, in Patent Document 2, a position control for generating a large torque in a motor of a robot to move a working point at the tip of an arm to a target position at a high speed, and a torque of the robot for moving the working point by an external force exceeding a predetermined value. Flexible control to maintain posture is combined. In Patent Document 2, an integrated value at the time of position control immediately before switching from position control to flexible control is stored, and at the time of flexible control, the stored integrated value is added to perform self-weight compensation on the robot arm. A configuration for performing force control equal to or less than the mass of the arm is shown.

しかしながら、特許文献２に示されるロボット制御によってアームの姿勢による自重補償を正確に行うためには、位置指令により所定位置にロボットアームを止め振動成分などが収まってから正確に積分値を記憶する必要がある。これにより、嵌合動作などの作業に必要な作業時間が長くなる問題がある。   However, in order to accurately perform self-weight compensation based on the posture of the arm by the robot control disclosed in Patent Literature 2, it is necessary to stop the robot arm at a predetermined position by a position command and store the integrated value accurately after the vibration component and the like fall. There is. As a result, there is a problem that the work time required for the work such as the fitting operation becomes long.

位置制御と力制御を切り換える場合、位置制御と力（トルク）のような２種類以上の情報に基づいて人間の手や腕と同等な柔軟性を持った機能を実現する方法も考えられる。例えば、駆動源である各関節軸アクチュエータの出力側に関節軸トルク検出を行うトルクセンサを用いて、ロボットアームを所定の動作で動作させた時、対象物であるワークに対して締結部材などを接触させたその接触時の反力を検出する。また、アームの各軸のトルクセンサに検出された反力の大きさを検知して、対象物の剛性値等から必要とされるコンプライアンス等から柔軟制御の力の大きさや方向を決定する。そして、６軸分のモータ回転量を決定してロボット先端位置を移動して得られた力の変化量を基にフィードバック制御を行いロボット先端位置の柔軟性を増す制御を行う。このような力制御のフィードバックループを用いてロボットアームの姿勢やエンドエフェクタ駆動力を制御することで、ロボット組み付けにおける絶対位置精度を緩和し、円滑な組立を行える可能性がある。   When switching between position control and force control, a method of realizing a function having flexibility equivalent to that of a human hand or arm based on two or more types of information such as position control and force (torque) may be considered. For example, using a torque sensor that detects joint axis torque on the output side of each joint axis actuator that is a drive source, when the robot arm is operated in a predetermined operation, a fastening member or the like is attached to the target workpiece. The contact force at the time of the contact is detected. Further, the magnitude of the reaction force detected by the torque sensor of each axis of the arm is detected, and the magnitude and direction of the flexible control force are determined from the required compliance and the like based on the rigidity value of the target object. Then, feedback control is performed based on the amount of change in the force obtained by moving the robot tip position by determining the motor rotation amounts for the six axes and performing control to increase the flexibility of the robot tip position. By controlling the posture of the robot arm and the driving force of the end effector using such a feedback loop of force control, there is a possibility that the absolute position accuracy in assembling the robot is reduced and smooth assembly can be performed.

しかしながら、力制御のフィードバックループでは、ロボット各関節のトルクセンサで力を検知し、各軸のモータ回転量を計算する。そのため、ロボットアームを駆動してから力の発生を検知して回転量を決定するための演算が複雑になる。   However, in the feedback loop of the force control, the force is detected by the torque sensor of each joint of the robot, and the motor rotation amount of each axis is calculated. Therefore, the operation for determining the amount of rotation by detecting the generation of force after driving the robot arm becomes complicated.

また、ワーク移動中など、ロボットアームを高速で動作させる区間では、加速度成分、重力成分などが誤差要因となる。そのため、ロボットアームを高速で動作させている時は、位置指令に基づくフィードバック制御を行うのが望ましい。これに対して、操作しているワークの組み付けが開始される付近からは、力制御に切り換え、力演算によるフィードバック制御を行うのが望ましい。しかしながら、このように位置制御フィードバックループから制御フィードバックループへ切り換える適切な手法が従来では殆ど知られていない。   In a section where the robot arm is operated at a high speed, such as during movement of a workpiece, an acceleration component, a gravity component, and the like become error factors. Therefore, when the robot arm is operating at high speed, it is desirable to perform feedback control based on the position command. On the other hand, from the vicinity where the assembling of the work being operated is started, it is desirable to switch to force control and perform feedback control by force calculation. However, such an appropriate method for switching from the position control feedback loop to the control feedback loop has hardly been known in the past.

例えば、位置制御と柔軟（力）制御では、制御パラメータの関連性が無く指令値の連続性がないため、従来では、位置制御から力制御に切り換える時は、一旦、制御値をゼロにしてアーム動作を止める動作を介在させる場合が多い。また、柔軟（力）制御に切り換えた後は、力指令のフィードバック制御が追従できるように低速度で組み立て作業を行う必要があった。また、特許文献３では、位置制御からトルク制御に切り換える駆動切換制御装置が開示されている。特許文献３では、位置指令からトルク指令に制御モードの切り換えの際に、切り換え直前のモータ指令値と、切り換えられた制御補償手段の切り換え直前の出力値との差分を、オフセット補償値（ΔＯＦＳ）の初期値として記憶する。そして、駆動切換制御装置は、力指令の制御切り換え時にオフセット生成手段において初期値として与えられたΔＯＦＳを修正時間内で徐々に０に近づけるように減少させて加算手段に出力する。この加算手段は、制御補償手段の出力値とオフセットとを加算して、関節を駆動するモータに出力する。   For example, in position control and flexible (force) control, control parameters are not related and there is no continuity of command values. Therefore, conventionally, when switching from position control to force control, the control value is temporarily set to zero and the arm In many cases, an operation for stopping the operation is interposed. After switching to the flexible (force) control, it is necessary to perform the assembly work at a low speed so that the feedback control of the force command can follow. Patent Document 3 discloses a drive switching control device that switches from position control to torque control. In Patent Document 3, when the control mode is switched from the position command to the torque command, the difference between the motor command value immediately before switching and the output value immediately before switching of the switched control compensating means is calculated as an offset compensation value (ΔOFS). Is stored as an initial value. Then, the drive switching control device decreases ΔOFS given as an initial value by the offset generating means at the time of control switching of the force command so as to gradually approach 0 within the correction time, and outputs it to the adding means. The adding means adds the output value of the control compensating means and the offset and outputs the result to the motor for driving the joint.

特開平６−１１４７６３号公報JP-A-6-114763 特開２０００−４２９５７号公報JP 2000-42957 A 特開平９−４４２５３号公報JP-A-9-44253

特許文献３に示される構成では、上記のような手法により制御切り換え時におけるモータ指令値の突変を防ぐことができる。そして、制御切換時のロボットアーム駆動時の不必要な振動発生などを低減した位置指令−力指令切り換えを実現できる可能性がある。   With the configuration disclosed in Patent Document 3, it is possible to prevent a sudden change in the motor command value at the time of control switching by the method described above. Then, there is a possibility that position command-force command switching can be realized in which unnecessary vibration or the like when driving the robot arm at the time of control switching is reduced.

しかしながら、特許文献３の制御方式においては、位置指令と力指令の制御モードの切り換えがスイッチ手段により制御モードを切換える。そのため、位置指令−力指令切換時の制御が不連続となり駆動目標値が不連続となって、アーム駆動トルク変動が発生し、振動が発生する可能性がある。この制御目標値の不連続性を補うため、制御の切換時にΔＯＦＳを加算手段に補償値として加算し修正時間内で徐々に０に近づける方法を用いることが考えられる。しかしながら、この手法によると、補償値を加算している時間分が必要なため、アームの動作収束時間が延長され、力制御目標値に対する切換時間が余分にかかる問題があった。   However, in the control method of Patent Document 3, switching of the control mode between the position command and the force command switches the control mode by the switch means. Therefore, the control at the time of switching between the position command and the force command is discontinuous, and the drive target value is discontinuous, and there is a possibility that arm drive torque fluctuation occurs and vibration occurs. In order to compensate for the discontinuity of the control target value, it is conceivable to use a method of adding ΔOFS as a compensation value to the adding means when the control is switched and gradually approaching 0 within the correction time. However, according to this method, the time required for adding the compensation value is required, so that the operation convergence time of the arm is extended, and there is a problem that the switching time for the force control target value is extra.

一般に、ロボットアームの力制御では、大きな力で組み付け動作を行う場合は各軸モータの回転トルク指令値が大きいためロボット先端位置は速い速度での移動動作が可能である。しかしながら、力指令力が小さい場合などは各軸モータの指令トルクが小さくなり、各軸モータの発生回転力が低下してしまうためロボットアームが目標位置に到達する時間が長くなる問題があった。   Generally, in the force control of the robot arm, when the assembling operation is performed with a large force, the rotational torque command value of each axis motor is large, so that the robot tip position can move at a high speed. However, when the force command force is small, for example, the command torque of each axis motor becomes small, and the rotational force generated by each axis motor decreases, so that there is a problem that the time required for the robot arm to reach the target position becomes long.

本発明の課題は、上述の問題に鑑み、位置制御によって目標位置までの高速移動を実現でき、かつ、複雑な演算やロボットアームの一時停止を必要とせず、スムーズに位置制御から力制御へ切換えることができるようにすることにある。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to achieve high-speed movement to a target position by position control, and to smoothly switch from position control to force control without requiring complicated calculations and temporary suspension of a robot arm. Is to be able to do that.

上記課題を解決するため、本発明においては、制御装置が、ロボットアームの所定部位を目標位置へ移動させる動作区間において、前記所定部位と前記目標位置の距離の減少に応じて、前記ロボットアームを位置制御する位置制御のゲインを減少させ、前記位置制御のゲインの減少に伴ない、前記ロボットアームを力制御する力制御のゲインを増加させる制御工程を含む構成を採用した。   In order to solve the above problems, in the present invention, in an operation section for moving a predetermined portion of a robot arm to a target position, the control device controls the robot arm in accordance with a decrease in a distance between the predetermined portion and the target position. A configuration including a control step of reducing the gain of the position control for performing the position control and increasing the gain of the force control for controlling the force of the robot arm with the decrease in the gain of the position control is adopted.

あるいは、制御装置が、ロボットアームの所定部位を目標位置へ移動させる動作区間において、前記動作区間の前記ロボットアームの移動開始後の経過時間に応じて、前記ロボットアームを位置制御する位置制御のゲインを減少させ、前記位置制御のゲインの減少に伴ない、前記ロボットアームを力制御する力制御のゲインを増加させる制御工程を含む構成を採用した。   Alternatively, in an operation section in which the control device moves a predetermined portion of the robot arm to a target position, a gain of position control for controlling the position of the robot arm in accordance with an elapsed time after the start of movement of the robot arm in the operation section. And a control step of increasing the force control gain for force-controlling the robot arm with the decrease in the position control gain is adopted.

上記構成によれば、目標位置までの高速移動を実現でき、かつ、複雑な演算やロボットアームの一時停止を必要とせず、スムーズに位置制御から力制御へ切換えることができる。   According to the above configuration, high-speed movement to the target position can be realized, and it is possible to smoothly switch from the position control to the force control without requiring complicated calculations and temporary stop of the robot arm.

本発明を実施可能なロボットシステムの全体構成を示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall configuration of a robot system capable of implementing the present invention. 図１のロボット制御装置の機能構成を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a functional configuration of the robot control device in FIG. 1. 図１のロボットシステムのロボットアームの制御系の詳細を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing details of a control system of a robot arm of the robot system in FIG. 1. 実施形態１のロボット制御の流れを示したフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of robot control according to the first embodiment. 実施形態１の位置制御〜力制御の切り換えの様子を示した説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state of switching from position control to force control according to the first embodiment. 実施形態１の位置制御および力制御を行う制御系の詳細を示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating details of a control system that performs position control and force control according to the first embodiment. 実施形態１における位置制御および力制御の制御割合補正（ゲイン切換）の様子を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a state of control ratio correction (gain switching) of position control and force control in the first embodiment. 実施形態２のロボット制御の流れを示したフローチャート図である。FIG. 11 is a flowchart illustrating a flow of robot control according to the second embodiment. 実施形態２の位置制御および力制御を行う制御系の詳細を示した説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing details of a control system for performing position control and force control according to a second embodiment. 実施形態２における位置制御および力制御の制御割合補正（ゲイン切換）の様子を示した説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state of control ratio correction (gain switching) of position control and force control in a second embodiment.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す構成はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The configuration described below is merely an example, and for example, a detailed configuration can be appropriately changed by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Further, the numerical values described in the present embodiment are reference numerical values and do not limit the present invention.

＜実施形態１＞
図１は本実施形態を適用可能なロボットシステムの構成を示している。図１のロボット装置は、ロボットアーム２００と、ロボットアーム２００を制御するロボット制御装置３００と、ティーチングペンダント４００と、を備えている。ティーチングペンダント４００は、例えば複数の教示点のデータをロボット制御装置３００に送信する教示装置であり、操作者がロボットアーム２００の動作を指定するのに用いられる。 <First embodiment>
FIG. 1 shows a configuration of a robot system to which the present embodiment can be applied. 1 includes a robot arm 200, a robot control device 300 that controls the robot arm 200, and a teaching pendant 400. The teaching pendant 400 is, for example, a teaching device that transmits data of a plurality of teaching points to the robot controller 300, and is used by an operator to specify an operation of the robot arm 200.

図１のロボットアーム２００は、本実施形態では、６関節構成の多関節ロボットアームで、関節Ｊ１〜Ｊ６と、これら各関節により連結されたリンク２１０、２１０…を備える。関節Ｊ１〜Ｊ６は、サーボモータ２０１〜２０６によりそれぞれ駆動される。複数（６つ）のサーボモータ２０１〜２０６は、各関節Ｊ１〜Ｊ６を、関節軸Ａ１〜Ａ６周りにそれぞれ回転駆動する。 Robotic arm 200 of FIG. 1, in this embodiment, comprises a multi-joint robot arm 6 articulated structure, the joint J 1 through J 6, the links 210, 210 ... which are connected by respective joints. Joints J 1 through J 6 are driven by a servomotor 201 to 206. Servomotor 201 to 206 of the plurality (six) of the joints J 1 through J 6, for rotating each joint axis A 1 to A 6 around.

ロボットアーム２００は、可動範囲中の任意の３次元位置で任意の３方向の姿勢に、ロボットアーム２００の先端（手先）を向けることができる。一般に、ロボットアーム２００の位置および姿勢は、座標系で表現することができる。図１において、Ｔｏは、ロボットアーム２００の台座に固定した座標系を、また、Ｔｅはロボットアーム２００の手先に固定した座標系を示している。なお、本実施形態では、関節Ｊ１〜Ｊ６が回転関節である構成を前提とするが、以下の説明は直動関節を用いた構成などにおいても同様に適用される。 The robot arm 200 can direct the tip (hand) of the robot arm 200 to a posture in any three directions at any three-dimensional position in the movable range. In general, the position and orientation of the robot arm 200 can be represented by a coordinate system. In FIG. 1, To indicates a coordinate system fixed to the base of the robot arm 200, and Te indicates a coordinate system fixed to the tip of the robot arm 200. In the present embodiment, it assumes a configuration joints J 1 through J 6 are rotary joints, the following description is similarly applied to such configuration using a prismatic joint.

ロボットアーム２００の先端には、把持装置として、ロボットハンド２５２が装着されている。ロボットアーム２００は、例えば、把持装置としてのロボットハンド２５２で不図示のワークを把持し、対象物（不図示）に嵌合させたり、圧着したりする作業に用いることができる。このような作業をロボットアーム２００に行わせることにより、把持装置としてのロボットハンド２５２で把持したワークと、対象物と、を組み立て、工業製品やその部品のような物品を製造することができる。   At the end of the robot arm 200, a robot hand 252 is mounted as a gripping device. The robot arm 200 can be used, for example, for gripping a work (not shown) with a robot hand 252 as a gripping device, fitting the work to an object (not shown), or crimping the work. By causing the robot arm 200 to perform such an operation, the workpiece gripped by the robot hand 252 serving as a gripping device and the target object can be assembled, and articles such as industrial products and parts thereof can be manufactured.

本実施形態のような回転関節構成では、「関節の位置」は関節の角度を意味する。また、関節Ｊ１〜Ｊ６は直動関節であってもよく、その場合、「関節の位置」とは、直動関節の位置で、「関節のトルク」とは直動関節にかかる力である。また、関節の位置情報の時間微分については、「関節の速度」、「関節の加速度」、「関節の加加速度」の概念によって扱うことができる。 In the rotating joint configuration as in the present embodiment, “position of joint” means an angle of the joint. The joints J 1 to J 6 may be linear joints. In this case, “joint position” is the position of the linear joint, and “joint torque” is the force applied to the linear joint. is there. In addition, the time differentiation of the position information of the joint can be handled by the concepts of “joint speed”, “joint acceleration”, and “joint jerk”.

本実施形態では、サーボモータ２０１〜２０６は、電動モータ２１１〜２１６（図３）と、これら電動モータ２１１〜２１６に接続されたセンサ部２２１〜２２６とを備える。センサ部２２１〜２２６には関節の位置を検出するセンサと、関節のトルクを検出するセンサと、が含まれる。   In the present embodiment, the servo motors 201 to 206 include electric motors 211 to 216 (FIG. 3) and sensor units 221 to 226 connected to the electric motors 211 to 216. The sensors 221 to 226 include a sensor for detecting the position of the joint and a sensor for detecting the torque of the joint.

サーボモータ２０１〜２０６は、不図示の減速機を含み、ベルトやベアリング等を介してそれぞれの関節Ｊ１〜Ｊ６で駆動するフレームに接続されている。なお、各関節の駆動源は、サーボモータ２０１〜２０６に限らず、例えば人工筋肉等であってもよい。 The servo motors 201 to 206 include a speed reducer (not shown), and are connected to frames driven by respective joints J 1 to J 6 via belts, bearings, and the like. The drive source of each joint is not limited to the servomotors 201 to 206, and may be, for example, an artificial muscle.

ロボットアーム２００は、さらに、各サーボモータ２０１〜２０６の電動モータ２１１〜２１６を駆動制御する駆動制御部としてのサーボ制御部２３０を有している。サーボ制御部２３０は、入力したトルク指令値に基づき、各関節Ｊ１〜Ｊ６のトルクが指令トルクに追従するよう、各電動モータ２１１〜２１６に電流指令を出力し、各電動モータ２１１〜２１６の動作を制御する。 The robot arm 200 further has a servo control unit 230 as a drive control unit that drives and controls the electric motors 211 to 216 of the servo motors 201 to 206. The servo controller 230 outputs a current command to each of the electric motors 211 to 216 based on the input torque command value so that the torque of each of the joints J 1 to J 6 follows the command torque. Control the operation of.

なお、本実施形態では、簡略化のため、サーボ制御部２３０を１つの制御装置で構成されるものと考えるが、各電動モータ２１１〜２１６にそれぞれ対応したサーボ制御部を備えていてもよい。   In the present embodiment, for simplicity, the servo control unit 230 is considered to be configured by one control device. However, a servo control unit corresponding to each of the electric motors 211 to 216 may be provided.

図２は、ロボット制御装置３００の機能ブロック構成を示している。ロボット制御装置３００は、制御部としてのＣＰＵ３０１と、記憶部としてのＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ＨＤＤ３０４（ハードディスクドライブ）、記録ディスクドライブ３０５（記録媒体）と、各種のインタフェース３０６〜３０９と、を備えている。   FIG. 2 shows a functional block configuration of the robot control device 300. The robot control device 300 includes a CPU 301 as a control unit, a ROM 302, a RAM 303, an HDD 304 (hard disk drive), a recording disk drive 305 (recording medium) as storage units, and various interfaces 306 to 309.

ＣＰＵ３０１には、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ＨＤＤ３０４、記録ディスクドライブ３０５、および各種のインタフェース３０６〜３０９が、バス３１０を介して接続されている。ＲＯＭ３０２には、ＣＰＵ３０１（コンピュータ）に読み込ませ、後述の制御を行わせるためのプログラム３３００が格納されている。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１の演算処理結果などを一時的に記憶する記憶部を構成する。ＨＤＤ３０４は、演算処理結果や各種のデータ（最良指令軌道や最良評価値を含む）などを記憶するために用いられる。   The ROM 301, the RAM 303, the HDD 304, the recording disk drive 305, and various interfaces 306 to 309 are connected to the CPU 301 via a bus 310. The ROM 302 stores a program 3300 to be read by the CPU 301 (computer) and to perform control described later. The RAM 303 constitutes a storage unit for temporarily storing the result of the arithmetic processing by the CPU 301 and the like. The HDD 304 is used to store calculation processing results and various data (including the best command trajectory and the best evaluation value).

ティーチングペンダント４００はインタフェース３０６に接続されており、ＣＰＵ３０１はインタフェース３０６およびバス３１０を介してティーチングペンダント４００からの教示点のデータの入力を受ける。   The teaching pendant 400 is connected to the interface 306, and the CPU 301 receives input of teaching point data from the teaching pendant 400 via the interface 306 and the bus 310.

サーボ制御部２３０は、インタフェース３０９に接続されており、ＣＰＵ３０１は、各関節の目標トルクのデータを所定時間間隔でバス３１０およびインタフェース３０９を介してサーボ制御部２３０に出力する。   The servo control unit 230 is connected to the interface 309, and the CPU 301 outputs target torque data of each joint to the servo control unit 230 via the bus 310 and the interface 309 at predetermined time intervals.

インタフェース３０７には、モニタ３２１が接続されており、モニタ３２１には、各種画像が表示される。インタフェース３０８には、書き換え可能な不揮発性メモリや外付けＨＤＤなどの外部記憶装置３２２を接続することができる。記録ディスクドライブ３０５は、記録ディスク３３１（記録媒体）に記録された各種データやプログラムなどを読み出すことができる。記録ディスクドライブ３０５は、記録ディスク３３１に対する書き込みが行えるよう構成されていてもよい。本発明に係るプログラムが記録されるコンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、まず記録ディスク３３１が考えられる。記録ディスク３３１は、各種の磁気ディスクや、光ディスクが考えられるが、記録ディスク３３１に換えて各種の半導体メモリなどを用いてもよい。   A monitor 321 is connected to the interface 307, and various images are displayed on the monitor 321. An external storage device 322 such as a rewritable nonvolatile memory or an external HDD can be connected to the interface 308. The recording disk drive 305 can read various data and programs recorded on the recording disk 331 (recording medium). The recording disk drive 305 may be configured to perform writing on the recording disk 331. As a computer-readable recording medium on which the program according to the present invention is recorded, a recording disk 331 is considered first. Various magnetic disks and optical disks can be used as the recording disk 331, but various semiconductor memories may be used instead of the recording disk 331.

図３はロボットアーム２００の各関節を制御する制御系を詳細に示している。図３の制御ブロック１００は、ロボットアーム２００の各関節の電動モータ２１１〜２１６と、位置センサ５５１〜５５６とトルクセンサ５４１〜５４６からなるセンサ部２２１〜２２６と接続されている。関節軸の角度情報とトルク情報はそれぞれ対応した制御ブロックにフィードバックされる。また、制御ブロック１００はサーボ制御部２３０を備える。サーボ制御部２３０は、電動モータ２１１〜２１６に対する動作指令を行うモータ制御部５３１〜５３６と、位置制御を行う位置制御部５２１〜５２６と、力制御との切換制御を行う切換制御部５１１〜５１６を備える。   FIG. 3 shows a control system for controlling each joint of the robot arm 200 in detail. The control block 100 in FIG. 3 is connected to electric motors 211 to 216 of each joint of the robot arm 200, and sensor units 221 to 226 including position sensors 551 to 556 and torque sensors 541 to 546. The joint axis angle information and the torque information are fed back to the corresponding control blocks. The control block 100 includes a servo control unit 230. Servo control unit 230 includes motor control units 531 to 536 that issue operation commands to electric motors 211 to 216, position control units 521 to 526 that perform position control, and switching control units 511 to 516 that perform switching control between force control. Is provided.

また、制御ブロック３３０は、サーボ制御部２３０に対して駆動指令を行う位置指令生成部５０６と、力制御部５０５と、力制御部に対して検出された力の値を入力する力検出部５０４を備える。   The control block 330 includes a position command generation unit 506 that issues a drive command to the servo control unit 230, a force control unit 505, and a force detection unit 504 that inputs a value of the detected force to the force control unit. Is provided.

ロボットアーム２００の各種パラメータによって記述されたロボットモデル５０３は、例えば外部記憶装置３２２に格納されている。ロボット制御装置３００は、このロボットモデル５０３のロボットアーム情報を取得し、必要な制御則に基づきロボットアーム２００を制御する。ティーチングペンダント４００は、ロボット制御装置３００に対して、目標とする動作を入力する力教示データ５０１と位置教示データ５０２を指令する入力部を構成する。   The robot model 503 described by various parameters of the robot arm 200 is stored in, for example, the external storage device 322. The robot control device 300 acquires the robot arm information of the robot model 503 and controls the robot arm 200 based on a necessary control rule. The teaching pendant 400 constitutes an input unit for instructing the robot controller 300 with force teaching data 501 and position teaching data 502 for inputting a target operation.

図４は本実施形態のロボット制御の流れを示している。図示の手順のうち、ロボット制御装置３００のＣＰＵ３０１が実行する過程は、例えばＣＰＵ３０１の制御プログラムとして記述し、ＲＯＭ３０２などに格納しておくことができる。   FIG. 4 shows a flow of the robot control of the present embodiment. In the illustrated procedure, the process executed by the CPU 301 of the robot control device 300 can be described as, for example, a control program of the CPU 301 and stored in the ROM 302 or the like.

ステップＳ１では、操作者が例えばティーチングペンダント４００を用いて目標位置の目標値(指令値ともいう場合がある)、即ち、位置目標値と、力目標値を入力する。操作者が入力した位置目標値と力目標値は、上記の力教示データ５０１および位置教示データ５０２として記憶される。このうち、位置目標値は、例えばロボットアーム２００の手先などの所定部位を移動させる教示点の座標値により表現される。   In step S1, the operator uses the teaching pendant 400 to input a target value of a target position (sometimes referred to as a command value), that is, a position target value and a force target value. The target position value and the target force value input by the operator are stored as the force teaching data 501 and the position teaching data 502 described above. Among them, the position target value is represented by the coordinate value of a teaching point at which a predetermined part such as the hand of the robot arm 200 is moved.

ステップＳ２では、位置指令生成部５０６が、ロボットモデル５０３と位置教示データ５０２（指定された位置目標値）に基づき、例えば逆運動学計算を行うことにより、各関節軸のモータ位置最終指令値を演算する。   In step S2, the position command generation unit 506 performs, for example, inverse kinematics calculation based on the robot model 503 and the position teaching data 502 (designated position target value), thereby obtaining the motor position final command value of each joint axis. Calculate.

ステップＳ３では、ステップＳ２で演算したモータ位置最終指令値に基づき、サーボ制御部２３０の力制御切換手段が、力制御動作への切換開始位置を演算する。この演算は、ロボットアーム２００の上記所定部位と目標位置の距離の減少に応じて位置制御から力制御動作への切換えを行う位置を決定する演算に相当する。   In step S3, based on the motor position final command value calculated in step S2, the force control switching means of the servo control unit 230 calculates the switching start position for the force control operation. This calculation corresponds to a calculation for determining a position at which switching from the position control to the force control operation is performed in accordance with a decrease in the distance between the predetermined portion of the robot arm 200 and the target position.

図４では、続くステップＳ４１、Ｓ４２（位置フィードバックループ）と、ステップＳ５１、Ｓ５２と（力フィードバックループ）は、並列的に実行される。   In FIG. 4, the following steps S41 and S42 (position feedback loop) and steps S51 and S52 (force feedback loop) are executed in parallel.

ステップＳ４１では、各関節に搭載されたセンサ部２２１〜２２６（図３）において、位置センサ５５１〜５５６が関節位置を検出し、ステップＳ５１では、トルクセンサ５４１〜５４６が関節トルクを検出する。   In step S41, the position sensors 551 to 556 detect the joint positions in the sensor units 221 to 226 (FIG. 3) mounted on each joint, and in step S51, the torque sensors 541 to 546 detect the joint torque.

ステップＳ４２では、位置制御部５２１〜５２６が、電動モータ２１１〜２１６の現在位置の位置偏差に応じた指令値を演算する。また、ステップＳ５２では、力制御部５０５はトルクセンサ５４１〜５４６が検出した関節トルクに基づいた指令値を演算し出力する。   In step S42, the position controllers 521 to 526 calculate a command value according to the position deviation of the current position of the electric motors 211 to 216. In step S52, the force control unit 505 calculates and outputs a command value based on the joint torque detected by the torque sensors 541 to 546.

その後、ステップＳ６では、サーボ制御部２３０の力制御切換手段が、目標位置に対する移動量から力制御切換判定を行う。ロボットアーム２００の上記所定部位が力制御を行う所定範囲内に移動している場合は、後述の図７に示されるゲイン切換器の操作量演算結果に基づきそれぞれの補正量を演算する。   Thereafter, in step S6, the force control switching means of the servo control unit 230 makes a force control switching determination based on the amount of movement with respect to the target position. When the predetermined portion of the robot arm 200 is moving within a predetermined range in which force control is performed, the respective correction amounts are calculated based on the operation amount calculation results of a gain switch shown in FIG. 7 described later.

ステップＳ７では、切換制御部５１１〜５１６は、所定の演算結果から得られたそれぞれ補正された力制御量と位置指令量と積分値から、各関節に与えるモータトルク（力）の指令値を演算し、モータトルク指令値として各関節に出力する。   In step S7, the switching control units 511 to 516 calculate the command value of the motor torque (force) to be applied to each joint from the corrected force control amount, the position command amount, and the integrated value obtained from the predetermined calculation result. Then, a motor torque command value is output to each joint.

ステップＳ８では、モータ制御部５３１〜５３６では、電動モータ２１１〜２１６の位置に基づいて、モータトルク指令値になるように各モータ駆動部が通電制御を行う。   In step S8, in the motor control units 531 to 536, each motor drive unit performs energization control based on the positions of the electric motors 211 to 216 so that the motor torque command value is obtained.

ステップＳ９では、各モータ駆動部の制御値に応じて電動モータ２１１〜２１６が通電され、モータ回転軸の出力が減速機などを通じて各関節の機構に印加され、これにより、関節ごとの制御値に応じたトルクが発生される。   In step S9, the electric motors 211 to 216 are energized in accordance with the control value of each motor drive unit, and the output of the motor rotation shaft is applied to the mechanism of each joint through a speed reducer or the like. A corresponding torque is generated.

ステップＳ１０では、各関節に搭載されたセンサ部２２１〜２２６では、位置センサ５５１〜５５６が関節位置を検出し、トルクセンサ５４１〜５４６が関節トルクを検出する。関節位置と関節トルクはそれぞれロボット制御装置３００にフィードバックされる。この時、力検出部５０４は、ロボットモデル５０３と関節位置に基づいて関節トルクをロボットアーム２００の手先にかかる力に変換する。この場合、関節位置は、関節の減速機（不図示）の出力側の位置センサから取得した位置情報であるが、関節位置の代わりにモータ位置、例えば減速機の入力側の位置センサから取得した位置情報を用いてもよい。   In step S10, in the sensor units 221 to 226 mounted on each joint, the position sensors 551 to 556 detect the joint positions, and the torque sensors 541 to 546 detect the joint torque. The joint position and the joint torque are respectively fed back to the robot controller 300. At this time, the force detector 504 converts the joint torque into a force applied to the hand of the robot arm 200 based on the robot model 503 and the joint position. In this case, the joint position is position information obtained from a position sensor on the output side of a joint reducer (not shown), but is obtained from a motor position instead of the joint position, for example, from a position sensor on the input side of the reducer. Position information may be used.

ステップＳ１１では、ロボットアーム２００の上記所定部位が目標位置に到達したか否かを判定し、目標位置に到達していない場合はステップＳ４１およびＳ５１に復帰し、上記の制御を続ける。ステップＳ１２では、所定の駆動終了条件（例えば、ロボットアーム２００が一連の工程動作を終了したか、など）が成立したか否かを判定し、終了条件を満たす場合は、処理を終了する。   In step S11, it is determined whether or not the predetermined portion of the robot arm 200 has reached the target position, and if not, the process returns to steps S41 and S51 to continue the above control. In step S12, it is determined whether a predetermined drive end condition (for example, whether the robot arm 200 has completed a series of process operations) is satisfied, and the process ends if the end condition is satisfied.

図５は、以上の制御によって実施される移動開始点（第１の教示点）から目標位置（第２の教示点）に至るまでの制御切換シーケンスを模式的に示している。また、図６は、各関節モータの制御方式を、移動開始時の位置制御から、力指令に切り換える制御系の構成を示しており、この構成は、図３の切換制御部５１１〜５１６の詳細構成に相当する。   FIG. 5 schematically shows a control switching sequence from the movement start point (first teaching point) to the target position (second teaching point) implemented by the above control. FIG. 6 shows a configuration of a control system for switching the control method of each joint motor from a position control at the start of movement to a force command. This configuration is similar to the details of the switching controllers 511 to 516 in FIG. It corresponds to a configuration.

図６において、制御割合を補正する補正量演算部６０１は、ロボットアーム２００の上記所定部位と目標位置との相対距離を演算する相対距離演算部６０１ａを備える。また、補正量演算部６０１は、相対距離演算部６０１ａが演算した相対距離に応じて力制御切り換えを指令する力制御切換手段６０１ｂを備える。さらに、補正量演算部６０１は、力制御への切り換え時に用いられる補正量演算手段６０１ｃを備える。この補正量演算部６０１によって、ゲイン切換器６１１が制御され、モータ指令値τ（Ｍ）が決定される。   6, the correction amount calculation unit 601 for correcting the control ratio includes a relative distance calculation unit 601a for calculating a relative distance between the predetermined portion of the robot arm 200 and a target position. Further, the correction amount calculation unit 601 includes a force control switching unit 601b that issues a command for switching force control in accordance with the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 601a. Further, the correction amount calculation unit 601 includes a correction amount calculation unit 601c used when switching to force control. The gain switch 611 is controlled by the correction amount calculation unit 601 to determine the motor command value τ (M).

図６の制御系では、ロボットアーム２００の上記所定部位と目標位置との相対距離に応じて制御方式が位置制御から力制御に変更される。モータ指令値τ（Ｍ）を演算するゲイン切換器６１１は、それぞれ作動した時に、位置制御の制御量をゲインＫ２をもって減算する減算手段と、力制御の制御量をゲインＫ１をもって加算する加算手段と、を備える。   In the control system of FIG. 6, the control method is changed from position control to force control in accordance with the relative distance between the predetermined portion of the robot arm 200 and the target position. The gain switch 611 that calculates the motor command value τ (M) includes a subtraction unit that subtracts the control amount of the position control with the gain K2 and an addition unit that adds the control amount of the force control with the gain K1 when activated. , Is provided.

図６の下段左の位置フィードバックループでは、位置指令に対して、位置センサ５５１〜５５６の位置検出量とその微分値が負帰還され、さらに位置ゲインと速度ゲインが乗じられる。位置ゲインと速度ゲインが乗じられた後の制御値は、積分器と比例成分演算器を介して加算され、位置制御ゲインτ（ＭＰ）の成分が演算される。位置制御ゲインτ（ＭＰ）の成分は、ゲイン切換器６１１の減算手段が有効になるとゲインＫ２により減算される。   In the lower left position feedback loop in FIG. 6, the position detection amounts of the position sensors 551 to 556 and their differential values are negatively fed back to the position command, and further multiplied by the position gain and the speed gain. The control value after the multiplication of the position gain and the speed gain is added via the integrator and the proportional component calculator, and the component of the position control gain τ (MP) is calculated. The component of the position control gain τ (MP) is subtracted by the gain K2 when the subtraction means of the gain switch 611 becomes effective.

一方、図６の上段左の力フィードバックループでは、力指令に対して、トルクセンサ５４１〜５４６の力検出量が負帰還され、力ゲインが乗じられた制御値は、積分器と比例成分演算器を通して加算され、力制御ゲインτ（ＭＦ）の成分が演算される。力制御ゲインτ（ＭＦ）の成分は、ゲイン切換器６１１の加算手段が有効になるとゲインＫ１により加算される。   On the other hand, in the force feedback loop at the upper left of FIG. 6, the force detection amount of the torque sensors 541 to 546 is negatively fed back to the force command, and the control value multiplied by the force gain is equal to the integrator and the proportional component calculator. And the component of the force control gain τ (MF) is calculated. The component of the force control gain τ (MF) is added by the gain K1 when the adding means of the gain switch 611 becomes effective.

図５に示すように、目標位置までの動作区間の初期では、ゲインＫ１、Ｋ２のゲイン切換器６１１の加算手段、減算手段は作動しておらず、位置制御ゲインτ（ＭＰ）の成分のみが優勢である（図５最下段の位置制御動作区間）。力制御への切り換え区間（図５最下段の位置−力連続制御動作区間）では、ゲインＫ１、Ｋ２のゲイン切換器６１１の加算手段および減算手段が作動し始める。これにより、位置制御ゲインτ（ＭＰ）の成分は、ゲイン切換器６１１の減算手段が有効になるとゲインＫ２により減算され、力制御ゲインτ（ＭＦ）の成分は、ゲイン切換器６１１の加算手段が有効になるとゲインＫ１により加算される。図５の中段に示すように、ゲインＫ１、Ｋ２の制御によって、位置制御ゲイン、および力制御ゲインは、それぞれ除々に減少および増加するよう制御される。   As shown in FIG. 5, in the initial stage of the operation section up to the target position, the adding means and the subtracting means of the gain switch 611 for the gains K1 and K2 are not operating, and only the component of the position control gain τ (MP) is It is superior (the position control operation section at the bottom of FIG. 5). In the switching section to the force control (the position-force continuous control operation section at the bottom of FIG. 5), the adding means and the subtracting means of the gain switch 611 of the gains K1 and K2 start to operate. As a result, the component of the position control gain τ (MP) is subtracted by the gain K2 when the subtraction means of the gain switch 611 is enabled, and the component of the force control gain τ (MF) is added by the addition means of the gain switch 611. When it becomes valid, it is added by the gain K1. As shown in the middle part of FIG. 5, by controlling the gains K1 and K2, the position control gain and the force control gain are controlled so as to gradually decrease and increase, respectively.

力制御への切り換え区間（図５最下段の位置−力連続制御動作区間）では、図５の最上段において、ゲイン切換器６１１の加算手段および減算手段のみの制御によって、それぞれ決定されるモータ指令値の成分は破線に示すように推移する。さらに、本実施形態の力制御への切り換え区間では、位置制御ゲイン、および力制御ゲインを、それぞれ除々に減少および増加させる時、演算した積分項τ（ＭＩ）をロボットアームの関節を駆動するモータ指令値に加算する。この積分項τ（ＭＩ）は、図６のゲイン切換器６１１の中央に示した積分補正器が位置フィードバックループの積分器から得た積分値を用いて演算する。   In the switching section to the force control (the position-force continuous control operation section at the bottom of FIG. 5), the motor command determined by the control of only the addition means and the subtraction means of the gain switch 611 at the top of FIG. The component of the value changes as shown by the broken line. Further, in the switching section to the force control according to the present embodiment, when the position control gain and the force control gain are gradually decreased and increased, respectively, the calculated integral term τ (MI) is used as a motor for driving the joint of the robot arm. Add to the command value. The integral term τ (MI) is calculated by the integral corrector shown at the center of the gain switch 611 in FIG. 6 using the integral value obtained from the integrator of the position feedback loop.

力制御への切り換え区間（図５最下段の位置−力連続制御動作区間）において、上記積分項τ（ＭＩ）の成分を加算することにより、モータ指令値は図５最上段の実線で示すように推移することになる。   In the switching section to the force control (position-force continuous control operation section at the bottom of FIG. 5), by adding the component of the integral term τ (MI), the motor command value becomes as shown by the solid line at the top of FIG. Will be changed.

図７は、上記の力制御への切り換え区間（図５最下段の位置−力連続制御動作区間）における位置制御と力制御の制御割合を調整するゲイン切換器６１１の演算の様子を示している。図７では、位置制御の補正量Ｋｐがゲイン切換器６１１の減算手段によって漸減している間、力制御の補正量Ｋｆが漸増するよう制御されている。位置フィードバックループの積分器の積分値を用いた補正量Ｋｉは、図６のゲイン切換器６１１の積分項換算手段６１１ａによって、位置−力連続制御動作区間（図５のＭ（ｐ−ｆ））の例えば前半で漸増し、後半で漸減して消勢するよう制御される。   FIG. 7 shows how the gain switch 611 adjusts the control ratio of the position control and the force control in the above-described section for switching to the force control (the lowest section of FIG. 5, the section for continuously controlling the force). . In FIG. 7, while the correction amount Kp of the position control is gradually reduced by the subtraction means of the gain switch 611, the correction amount Kf of the force control is controlled to gradually increase. The correction amount Ki using the integrated value of the integrator of the position feedback loop is determined by the integral term conversion means 611a of the gain switch 611 in FIG. 6 and the position-force continuous control operation section (M (pf) in FIG. 5). For example, it is controlled to gradually increase in the first half and gradually decrease in the second half to extinguish.

以下では、図４〜図７を参照して、上記の切り換え制御をより詳細に説明する。ティーチングペンダント４００を用いたロボット教示では、ロボットアーム２００の現在の位置姿勢における、手先などの所定部位の位置を第１の教示点とする。   Hereinafter, the switching control will be described in more detail with reference to FIGS. In the robot teaching using the teaching pendant 400, the position of a predetermined part such as a hand in the current position and orientation of the robot arm 200 is set as a first teaching point.

図４のステップＳ１において、操作者が、ティーチングペンダント４００を用いて、目標位置を指定する第２の教示点を入力すると、上記のように目標位置の位置教示データ５０２が生成される。図５において、これら第１の教示点、第２の教示点（目標位置）は、それぞれＭ（ｓ）、Ｍ（ｅ）に相当する。この目標位置は、例えばロボットアーム２００を用いた物品の製造において、ワークを対象物に嵌合させる終了位置などに相当する。また、図４のステップＳ１では、操作者は、この製造処理でロボットアーム２００が発生すべき嵌合力に応じた力教示データ５０１を指定する。   In step S1 of FIG. 4, when the operator uses the teaching pendant 400 to input a second teaching point specifying a target position, position teaching data 502 of the target position is generated as described above. In FIG. 5, the first teaching point and the second teaching point (target position) correspond to M (s) and M (e), respectively. The target position corresponds to, for example, an end position at which a work is fitted to a target in the manufacture of an article using the robot arm 200. In step S1 of FIG. 4, the operator specifies force teaching data 501 corresponding to the fitting force to be generated by the robot arm 200 in this manufacturing process.

ロボットアーム２００の動作を開始するために、ロボット制御装置３００は、ロボットアームのロボットモデル５０３から軌跡を演算して対応する移動量を決定し、その指令値をサーボ制御部２３０に出力する。その場合、目標位置の位置教示データ５０２から補正量演算部６０１により各関節軸のモータ位置の最終目標値が演算される（図４：Ｓ２）   In order to start the operation of the robot arm 200, the robot controller 300 calculates a trajectory from the robot model 503 of the robot arm to determine a corresponding movement amount, and outputs a command value to the servo controller 230. In that case, the final target value of the motor position of each joint axis is calculated from the position teaching data 502 of the target position by the correction amount calculation unit 601 (FIG. 4: S2).

図５に示すように、本実施形態では、最終組立て位置である目標位置Ｍ（ｅ）からの相対的な距離によって力制御区間Ｍ（ｆ）と、位置−力連続制御動作区間（図５のＭ（ｐ−ｆ））が決定される。移動開始点であるＭ（ｓ）から位置−力連続制御動作区間（図５のＭ（ｐ−ｆ））までの区間が位置制御動作区間Ｍ（ｐ）である。位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）の始点はＭ（ｐ−ｆｓ）、終点はＭ（ｐｅ−ｆ）である。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, a force control section M (f) and a position-force continuous control operation section (see FIG. 5) are performed based on a relative distance from a target position M (e) which is a final assembly position. M (pf)) is determined. The section from the movement start point M (s) to the position-force continuous control operation section (M (pf) in FIG. 5) is the position control operation section M (p). The start point of the position-force continuous control operation section M (pf) is M (p-fs), and the end point is M (pe-f).

図５に示すように、力制御は、位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）の始点であるＭ（ｐ−ｆｓ）から漸増するよう定められる。また、同時に、位置制御は、位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）の始点Ｍ（ｐ−ｆｓ）から漸減し、その終点Ｍ（ｐｅ−ｆ）で消勢し、これと同時に力制御がフルゲインで働き始める。   As shown in FIG. 5, the force control is determined so as to gradually increase from M (p-fs) which is the start point of the position-force continuous control operation section M (pf). At the same time, the position control gradually decreases from the start point M (p-fs) of the position-force continuous control operation section M (pf), and deenergizes at the end point M (pe-f). Control starts working at full gain.

これらの制御区間は、図４のステップＳ３において、例えば最終組立て位置である目標位置Ｍ（ｅ）からの相対的な距離によって決定することができる。図５の最下段の横軸は例えば（ロボットアーム２００の所定部位が移動する）距離に取られている。これら各制御区間の始点、終点の距離の位置は位置制御時の速度および力制御開始時の速度の差、ロボットアーム機構系の慣性質量などのロボットパラメータから計算することができる。図５に示すように、最終組立て位置である目標位置Ｍ（ｅ）からの相対的な距離に基づき、位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）の始点Ｍ（ｐ−ｆｓ）は、
Ｍ（ｐ−ｆｓ）＝Ｍ（ｅ）−（Ｍ（ｐ−ｆ）＋Ｍ（ｆ））
のような距離の関係となるよう演算される（図４：Ｓ３）。 These control sections can be determined in step S3 of FIG. 4, for example, by the relative distance from the target position M (e), which is the final assembly position. The horizontal axis at the bottom of FIG. 5 is, for example, the distance (where a predetermined portion of the robot arm 200 moves). The position of the distance between the start point and the end point of each of these control sections can be calculated from the difference between the speed at the time of position control and the speed at the start of force control, and robot parameters such as the inertial mass of the robot arm mechanism system. As shown in FIG. 5, based on the relative distance from the target position M (e), which is the final assembly position, the starting point M (p-fs) of the position-force continuous control operation section M (pf) is
M (p-fs) = M (e)-(M (pf) + M (f))
(FIG. 4: S3).

ロボットアーム２００に動作指令が送られると、図５の移動開始位置Ｍ（ｓ）からロボットアーム２００は位置制御によって動作を開始する。ロボットアーム２００の動作中、上述のように、位置センサ５５１〜５５６とトルクセンサ５４１〜５４６の値がそれぞれ読み取られる（図４：Ｓ４１、Ｓ５１）。ロボット制御装置３００はセンサ部２２１〜２２６から読み出されたこれらの位置、力の現在値に対応した制御値をサーボ制御部２３０の力制御切換手段に出力する（図４：Ｓ４２、Ｓ５２、Ｓ６）。   When an operation command is sent to the robot arm 200, the robot arm 200 starts operating by position control from the movement start position M (s) in FIG. During the operation of the robot arm 200, the values of the position sensors 551 to 556 and the torque sensors 541 to 546 are read as described above (FIG. 4: S41, S51). The robot controller 300 outputs control values corresponding to the current values of these positions and forces read from the sensors 221 to 226 to the force control switching means of the servo controller 230 (FIG. 4: S42, S52, S6). ).

図４のステップＳ７では、切換制御部５１１〜５１６には、位置制御部５２１〜５２６と力制御部５０５の値が入力され（図３）、補正量演算部６０１（図６）が図５中のそれぞれの制御区間の判定を行う。また、ゲイン切換器６１１（図６）がモータ制御部５３１〜５３６（アンプ）に与えるモータ指令値τ（Ｍ）を決定する。   In step S7 in FIG. 4, the values of the position controllers 521 to 526 and the force controller 505 are input to the switching controllers 511 to 516 (FIG. 3), and the correction amount calculator 601 (FIG. 6) shown in FIG. Of each control section is determined. The gain switch 611 (FIG. 6) determines a motor command value τ (M) to be given to the motor controllers 531 to 536 (amplifiers).

図４（Ｓ７）において、補正量演算部６０１は、ロボットアーム２００の現在位置と、それが図５のそれぞれの制御区間のどの区間に属するかに応じてモータ指令値τ（Ｍ）を決定する。その際、上述のように位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）においては、位置制御フィードバックループの減算ゲイン（Ｋ２）、力制御フィードバックループの加算ゲイン（Ｋ１）が図７に示すように制御される。また、位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）においては、補正量演算部６０１が、位置制御フィードバックループの積分器の値に基づき、図７の中段に示すような積分項を演算し、モータ指令値τ（Ｍ）に加算する。   In FIG. 4 (S7), the correction amount calculation unit 601 determines the motor command value τ (M) according to the current position of the robot arm 200 and to which of the control sections in FIG. 5 it belongs. . At this time, as described above, in the position-force continuous control operation section M (pf), the subtraction gain (K2) of the position control feedback loop and the addition gain (K1) of the force control feedback loop are as shown in FIG. Is controlled. In the position-force continuous control operation section M (pf), the correction amount calculation unit 601 calculates an integral term as shown in the middle part of FIG. 7 based on the value of the integrator of the position control feedback loop. , And the motor command value τ (M).

図４のステップＳ８では、モータ指令値τ（Ｍ）に基づき、モータ制御部５３１〜５３６がそれぞれの電動モータ２１１〜２１６に必要な通電制御を行う。これにより、電動モータ２１１〜２１６がそれぞれの関節軸に対して通電制御量に応じた回転トルクを発生する（図４のＳ９）。そして、関節モータによって駆動された各関節の位置センサ５５１〜５５６とトルクセンサ５４１〜５４６がそれぞれの角度とトルクを検出する（図４のＳ１０）。   In step S8 in FIG. 4, the motor control units 531 to 536 perform necessary energization control for the electric motors 211 to 216 based on the motor command value τ (M). Thus, the electric motors 211 to 216 generate a rotational torque corresponding to the energization control amount for each joint axis (S9 in FIG. 4). Then, the position sensors 551 to 556 and the torque sensors 541 to 546 of each joint driven by the joint motor detect the respective angles and torques (S10 in FIG. 4).

各位置センサおよびトルクセンサからなるセンサ部２２１〜２２６の検出値が目標位置Ｍ（ｅ）への到達を示していなければ、図４のステップＳ４に戻りアーム駆動が続けられる。また、目標値に到達していれば、新たなモータ駆動を停止する（図４のＳ１１〜Ｓ１２）。   If the detection values of the sensor units 221 to 226 each including the position sensor and the torque sensor do not indicate the arrival at the target position M (e), the process returns to step S4 in FIG. 4 and the arm driving is continued. If the target value has been reached, a new motor drive is stopped (S11 to S12 in FIG. 4).

ここで、図５の位置制御動作区間Ｍ（ｐ）から、位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）にかけての制御つき、さらに詳細に説明する。図５において移動開始位置Ｍ（ｓ）力制御が開始される位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）の直前までは、位置制御のみで駆動される。   Here, the control from the position control operation section M (p) of FIG. 5 to the position-force continuous control operation section M (pf) will be described in further detail. In FIG. 5, until just before the position-force continuous control operation section M (pf) where the movement start position M (s) force control is started, the drive is performed only by the position control.

位置制御動作区間Ｍ（ｐ）では、図６の位置制御フィードバックループにおいて、ゲイン切換器６１１（図６）は動作せず、減算ゲインＫ２は非作動である。この区間では、位置指令に指令値と、位置センサからの負帰還量により定まる制御値に位置ゲインおよび速度ゲインを乗じた後、積分・比例計算を経てモータ指令値τ（ＭＰ）がモータ制御部５３１〜５３６（アンプ）に出力される。   In the position control operation section M (p), in the position control feedback loop of FIG. 6, the gain switch 611 (FIG. 6) does not operate, and the subtraction gain K2 does not operate. In this section, the position command and the control value determined by the amount of negative feedback from the position sensor are multiplied by the position gain and the speed gain, and then the motor command value τ (MP) is integrated and proportionally calculated to obtain the motor command value τ (MP). Output to 531 to 536 (amplifier).

図５の位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）、即ち力制御開始から位置制御終了までの区間では、上述の位置制御に加え、力指令にゲインを乗じ積分・比例計算をしてモータ指令値τ（ＭＦ）を計算する力制御が併用される。即ち、図６のゲイン切換器６１１では、モータ制御部５３１〜５３６（アンプ）に出力されるモータ指令値τ（Ｍ）は、力制御フィードバックループのモータ指令値τ（ＭＦ）に加算ゲインＫ１を乗じた制御量が加算される。また、ゲイン切換器６１１において、位置制御フィードバックループのモータ指令値τ（ＭＰ）には、減算ゲインＫ２を乗じた制御量と、積分項換算手段６１１ａが出力するモータ指令値τ（ＭＩ）が加算される。   In the position-force continuous control operation section M (pf) of FIG. 5, that is, the section from the start of the force control to the end of the position control, in addition to the above-described position control, a force command is multiplied by a gain to perform integral / proportional calculation. Force control for calculating the motor command value τ (MF) is also used. That is, in the gain switch 611 of FIG. 6, the motor command value τ (M) output to the motor control units 531 to 536 (amplifier) is obtained by adding the addition gain K1 to the motor command value τ (MF) of the force control feedback loop. The multiplied control amount is added. In the gain switch 611, the motor command value τ (MP) of the position control feedback loop is multiplied by the control amount obtained by multiplying the subtraction gain K2 and the motor command value τ (MI) output by the integration term conversion means 611a. Is done.

力制御の加算ゲインＫ１と、位置制御の減算ゲインＫ２は、例えば０〜１の間の乗数であり、常に両者を加算した時、１になるように制御する。力制御開始時はＫ１＝０、Ｋ２＝１で、位置制御終了時はＫ１＝１、Ｋ２＝０となる。位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）の力制御開始から位置制御終了までの間は、位置制御終了位置までの相対距離に連動して線形に変動するように補正量演算部６０１にてＫ１、Ｋ２が決定される。このため、位置指令値（図７のＫｆ）および力指令値（同Ｋｐ）が図７のように線形に変動する。ただし、位置指令値（図７のＫｆ）および力指令値（同Ｋｐ）を変化させる態様は線形以外であってもよく、適当な二次以上の関数で定められる非線形な制御を行ってもよい。   The addition gain K1 for force control and the subtraction gain K2 for position control are, for example, multipliers between 0 and 1, and are always controlled to be 1 when both are added. At the start of force control, K1 = 0 and K2 = 1, and at the end of position control, K1 = 1 and K2 = 0. During the period from the start of the force control to the end of the position control in the position-force continuous control operation section M (pf), the correction amount calculation unit 601 is changed so as to linearly fluctuate in accordance with the relative distance to the position control end position. Thus, K1 and K2 are determined. Therefore, the position command value (Kf in FIG. 7) and the force command value (Kp in FIG. 7) vary linearly as shown in FIG. However, the manner in which the position command value (Kf in FIG. 7) and the force command value (Kp in FIG. 7) are changed may be other than linear, and nonlinear control defined by an appropriate quadratic or higher function may be performed. .

また、本実施形態では、補正量演算部６０１は、位置指令と実際位置の偏差を相対距離演算に入力し、位置偏差が大きいほど位置制御のゲインＫ２を大きくする制御を行うよう構成する。これにより、指定経路に対する誤差が少なければ、相対的に力制御が効き、衝突時の反力を減らすことができる。また、図６のゲイン切換器６１１において、積分項換算手段６１１ａは、力制御開始時における位置制御系の自重補償項に相当する積分項の値を記憶しておき、モータ指令値τ（ＭＩ）を演算する。そして、積分項換算手段６１１ａは、演算したモータ指令値τ（ＭＩ）を漸減していくゲインＫ２に連動してモータ指令値τ（Ｍ）に加算するよう動作する（図７中段）。これにより、自重補償、即ちロボットアーム２００が自重に抗して姿勢を維持するためのモータ駆動量を確保することができる。例えば、位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）において、ロボットアーム２００が把持したワークが嵌合対象に接触していない可能性がある場合でも、力制御だけでは困難な自重補償を継続することができる。なお、他の構成としては、図６のゲイン切換器６１１において減算手段（Ｋ２）へ加算器を介して接続されている位置制御フィードバックループの積分出力には減算ゲイン（Ｋ２）を乗じずに保存・出力し続ける構成が考えられる。その場合、位置制御比例項のみに減算ゲイン（Ｋ２）を乗じるよう接続する。このような構成によっても、位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）において、力制御だけでは困難な自重補償を継続することができる。   Further, in the present embodiment, the correction amount calculation unit 601 is configured to input a deviation between the position command and the actual position to the relative distance calculation, and to perform control to increase the position control gain K2 as the position deviation increases. Accordingly, if the error with respect to the designated route is small, the force control is relatively effective, and the reaction force at the time of collision can be reduced. In the gain switch 611 of FIG. 6, the integral term conversion means 611a stores the value of the integral term corresponding to the self-weight compensation term of the position control system at the start of the force control, and the motor command value τ (MI) Is calculated. Then, the integral term conversion means 611a operates to add the calculated motor command value τ (MI) to the motor command value τ (M) in conjunction with the gradually decreasing gain K2 (middle in FIG. 7). Accordingly, self-weight compensation, that is, a motor drive amount for maintaining the posture of the robot arm 200 against its own weight can be secured. For example, in the position-force continuous control operation section M (pf), even when the work held by the robot arm 200 may not be in contact with the fitting target, self-weight compensation that is difficult only by force control is continued. can do. As another configuration, the integrated output of the position control feedback loop connected to the subtraction means (K2) via the adder in the gain switch 611 in FIG. 6 is stored without multiplying by the subtraction gain (K2).・ Continuous output is possible. In that case, connection is made so that only the position control proportional term is multiplied by the subtraction gain (K2). Even with such a configuration, in the position-force continuous control operation section M (pf), it is possible to continue self-weight compensation that is difficult only by force control.

本実施形態によれば、特に位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）以降において、ロボットアーム２００の自重落下を防止し、シームレスに位置制御から力制御に切り換えることができ、切換時の振動を防止することでアーム・ワークの破損を防止できる。   According to the present embodiment, especially after the position-force continuous control operation section M (pf), the robot arm 200 can be prevented from falling under its own weight, and can be switched seamlessly from position control to force control. By preventing vibration, it is possible to prevent damage to the arm / work.

図６のゲイン切換器６１１の制御によって、モータ制御部５３１〜５３６（アンプ）に出力されるモータ指令値τ（Ｍ）は次のように制御される（図７）。まず、位置制御動作区間Ｍ（ｐ）では、τ（Ｍ）＝τ（ＭＰ）で位置制御フィードバックループのみが有効である。続いて、制御切換中、即ち位置−力連続制御動作区間Ｍ（ｐ−ｆ）では、モータ指令値τ（Ｍ）はτ（Ｍ）＝τ（ＭＰ）×Ｋ２＋τ（ＭＦ）×Ｋ１＋τ（ＭＩ）によって定まる大きさとなる。そして、力制御区間Ｍ（ｆ）に入ると、モータ指令値τ（Ｍ）はτ（Ｍ）＝τ（ＭＦ）×Ｋ１によって定まる大きさとなる。   Under the control of the gain switch 611 in FIG. 6, the motor command value τ (M) output to the motor control units 531 to 536 (amplifier) is controlled as follows (FIG. 7). First, in the position control operation section M (p), only the position control feedback loop is effective when τ (M) = τ (MP). Subsequently, during control switching, that is, in the position-force continuous control operation section M (pf), the motor command value τ (M) is τ (M) = τ (MP) × K2 + τ (MF) × K1 + τ (MI) The size is determined by Then, when entering the force control section M (f), the motor command value τ (M) has a size determined by τ (M) = τ (MF) × K1.

例えば、ロボットアーム２００が図７のＭ（ｐ−ｆｓ）とＭ（ｐｅ−ｆ）の中間点（同図中央）に位置する場合には、
τ（Ｍ）＝０．５（ｐ）＋０．５（ｆ）＋１．０（ｉ）
Ｋ１＝０．５， Ｋ２＝０．５， Ｋｉ＝１．０
のような制御割合でモータ指令値τ（Ｍ）が決定される。さらに、ロボットアーム２００が移動して、位置Ｍ（ｐｅ−ｆ）を通過すると力制御区間（Ｍ（ｆ）：図５）になり、モータ駆動に関してはアーム先端で発生させる力を演算したモータ指令値τ（Ｍ）による駆動制御となる。 For example, if the robot arm 200 is located at the midpoint between M (p-fs) and M (pe-f) in FIG.
τ (M) = 0.5 (p) +0.5 (f) +1.0 (i)
K1 = 0.5, K2 = 0.5, Ki = 1.0
The motor command value τ (M) is determined by the control ratio as described above. Further, when the robot arm 200 moves and passes through the position M (pe-f), a force control section (M (f): FIG. 5) is established. Drive control is performed based on the value τ (M).

以上説明したように、本実施形態の制御によると、ロボットアームは、移動開始時は位置制御モードで動き始める。そして、動作途中の目標位置近傍に到達した場合には、連続的にロボットアームの手先にかかる力を所望の力目標値に制御する力制御モードにスムーズに切り換えることができる。本実施形態によれば、動作（移動）開始位置から最終目標位置までの移動距離に応じて位置制御と力制御の割合を可変することによりロボットアームが動作する上での位置−力制御の連続性を維持することができる。   As described above, according to the control of the present embodiment, the robot arm starts moving in the position control mode at the start of movement. When the robot reaches the vicinity of the target position in the middle of the operation, it is possible to smoothly switch to the force control mode for continuously controlling the force applied to the hand of the robot arm to a desired force target value. According to the present embodiment, by changing the ratio between the position control and the force control according to the movement distance from the operation (movement) start position to the final target position, continuous position-force control for operating the robot arm is performed. Sex can be maintained.

また、本実施形態によれば、位置制御動作区間Ｍ（ｐ）に入ると、位置制御フィードバックループの積分器に記憶されている量を用いて、例えば自重補償を可能とするモータ指令値成分を加算する。このため、位置−＞力の制御切換時の積分項などの不連続性をなくす構成を実現できる。そのため、位置−＞力の制御切換に起因する振動などが発生しにくい利点がある。本実施形態によれば、ロボットアームを目標位置近傍まで高速に移動させることができ、目標位置、例えば物品を製造する組立位置では、柔軟性に富んだ力制御にスムーズに移行させることができる。そのため、ロボットアームで把持したワークと対象物の接触、当接が生じる、突き当てや嵌め合い嵌合動作が行われる物品の製造工程を、確実かつ正確に制御することができる。   Further, according to the present embodiment, when entering the position control operation section M (p), for example, a motor command value component enabling self-weight compensation can be obtained using the amount stored in the integrator of the position control feedback loop. to add. For this reason, it is possible to realize a configuration that eliminates discontinuity such as an integral term at the time of position-> force control switching. Therefore, there is an advantage that vibration or the like due to the control switching of the position-> force is hardly generated. According to the present embodiment, the robot arm can be moved at high speed to the vicinity of the target position, and at the target position, for example, at an assembly position for manufacturing an article, it is possible to smoothly shift to flexible force control. Therefore, it is possible to reliably and accurately control a manufacturing process of an article in which abutting or fitting-fitting operations in which contact and contact between a workpiece held by the robot arm and an object occur, and where abutment and fitting-fitting operations are performed.

＜実施形態２＞
上記の実施形態１では、ロボットアーム２００の所定の基準部位の移動距離、ないし目標位置までの距離に応じて位置制御から力制御に切り換える構成を示した。本実施形態では、移動開始点（第１の教示点）から目標位置（第２の教示点）までのアーム移動時間を計算しておき、移動開始後の経過時間を用いて、位置制御から力制御への切り換えタイミングを決定する構成を示す。本実施形態では、上記実施形態１で説明したものと同一ないし相当する構成については同一の参照符号を用い、その詳細な説明は省略するものとする。 <Embodiment 2>
In the first embodiment, the configuration in which the position control is switched to the force control in accordance with the moving distance of the predetermined reference portion of the robot arm 200 or the distance to the target position has been described. In the present embodiment, the arm movement time from the movement start point (first teaching point) to the target position (second teaching point) is calculated, and the time elapsed from the movement start is used to calculate the force from the position control. 3 shows a configuration for determining a switching timing to control. In the present embodiment, the same or corresponding components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

本実施形態では、移動開始点（第１の教示点）から操作者が設定した目標位置（第２の教示点）に到達するまでのロボットアームの移動時間を演算する。そして、演算された移動時間から、力制御の開始時間（時刻）を決定する。また、位置指令動作速度と力制御時の動作速度の差分から位置制御から力制御への切換時間を演算する。また、全移動時間から演算した力制御切換時間と力制御時間を除いた動作時間を位置制御開始時から力制御モード切換の開始時間とする。実施形態１では、現在位置と最終の目標位置の距離を演算するために計算が複雑になる可能性があるが、本実施形態のように経過時間ベースの制御を行う場合には、制御装置の負荷を軽減できる可能性がある。   In the present embodiment, the movement time of the robot arm from the movement start point (first teaching point) to the target position (second teaching point) set by the operator is calculated. Then, a start time (time) of the force control is determined from the calculated movement time. Further, a switching time from the position control to the force control is calculated from the difference between the position command operation speed and the operation speed at the time of the force control. The operation time excluding the force control switching time calculated from the total travel time and the force control time is defined as the force control mode switching start time from the start of the position control. In the first embodiment, the calculation may be complicated in order to calculate the distance between the current position and the final target position. The load may be reduced.

なお、ロボットアームの移動開始後の経過時間の測定には、ＣＰＵ３０１（図２）による周知の計時ルーチンの実行や、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）のような計時装置（不図示）を用いることができる。   The measurement of the elapsed time after the start of the movement of the robot arm can be performed by a well-known clocking routine by the CPU 301 (FIG. 2) or a clocking device (not shown) such as an RTC (Real Time Clock). .

図８は、実施形態１の図４に対応し、本実施形態におけるロボット制御の手順を示したフローチャートである。また、図９は、実施形態１の図６に対応し、本実施形態のロボットアームのフィードバック制御系の構成を示している。図１０は、実施形態１の図５に対応し、本実施形態における位置制御から力制御への切り換え制御、およびその各制御区間を示している。本実施形態を説明するこれら各図の図示の形式は実施形態１と同等であって、以下ではこれら各図の様式や前提についての重複した説明は省略するものとする。   FIG. 8 is a flowchart corresponding to FIG. 4 of the first embodiment and showing the procedure of robot control in the present embodiment. FIG. 9 corresponds to FIG. 6 of the first embodiment, and shows a configuration of a feedback control system of the robot arm of the present embodiment. FIG. 10 corresponds to FIG. 5 of the first embodiment, and shows switching control from position control to force control and the respective control sections in the present embodiment. The illustration format of each of these drawings for explaining the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and redundant description of the styles and assumptions of these drawings will be omitted below.

ステップＳ１３では、ティーチングペンダント４００を用いて図４のステップＳ１と同様に、操作者が位置指令値と力指令値を入力する。操作者が入力した位置目標（指令）値と力目標（指令）値は、上記の力教示データ５０１および位置教示データ５０２として記憶される。このうち、位置目標値は、例えばロボットアーム２００の手先などの所定部位を移動させる教示点の座標値により表現される。   In step S13, the operator inputs a position command value and a force command value using the teaching pendant 400, as in step S1 of FIG. The position target (command) value and the force target (command) value input by the operator are stored as the force teaching data 501 and the position teaching data 502 described above. Among them, the position target value is represented by the coordinate value of a teaching point at which a predetermined part such as the hand of the robot arm 200 is moved.

ステップＳ１４では、位置指令生成部５０６がロボットモデル５０３に基づいて位置目標値を関節位置指令値に変換する。また、位置制御部５２１〜５２６が、関節位置が関節位置指令値に倣うよう指令値Ｍｔ（ｅ）（図１０）を算出する。関節位置を示す信号としては減速機の出力軸側の位置センサから得た関節位置の代わりに減速機の入力軸側の位置センサから得たモータ位置を用いてもよい。   In step S14, the position command generator 506 converts the position target value into a joint position command value based on the robot model 503. The position controllers 521 to 526 calculate the command value Mt (e) (FIG. 10) so that the joint position follows the joint position command value. As the signal indicating the joint position, a motor position obtained from a position sensor on the input shaft side of the speed reducer may be used instead of a joint position obtained from a position sensor on the output shaft side of the speed reducer.

ステップＳ１５では、モータ位置最終指令値Ｍｔ(ｅ)からモータ回転角度を求めて、モータ回転時間Ｍ（ｔ）を算出する（図１０の全移動時間Ｍ（ｔ））。ステップＳ１６では、モータ回転時間Ｍ（ｔ）からサーボ制御部２３０内の力制御切換手段によって力制御開始時間Ｍｔ（ｆ）を算出する（図１０の力制御時間Ｍｔ（ｆ））。ステップＳ１７では、力制御開始時間Ｍｔ（ｆ）と位置指令動作時のモータ回転時間から、位置−力制御動作を行う切換時間Ｍｔ（ｐ−ｆ）を算出する。ステップＳ１８では、力制御時間Ｍｔ（ｆ）と力制御切換回転時間から補正量演算部６２１（図９）が、位置−力制御動作への切換開始時間Ｍｔ（ｐ−ｆｓ）を算出する。   In step S15, the motor rotation angle is calculated from the motor position final command value Mt (e), and the motor rotation time M (t) is calculated (the entire movement time M (t) in FIG. 10). In step S16, the force control start time Mt (f) is calculated by the force control switching means in the servo control unit 230 from the motor rotation time M (t) (force control time Mt (f) in FIG. 10). In step S17, a switching time Mt (pf) for performing the position-force control operation is calculated from the force control start time Mt (f) and the motor rotation time during the position command operation. In step S18, the correction amount calculation unit 621 (FIG. 9) calculates the switching start time Mt (p-fs) to the position-force control operation from the force control time Mt (f) and the force control switching rotation time.

ステップＳ１９１およびＳ２０１（位置フィードバックループ）と、ステップＳ１９２およびＳ２０２（力制御フィードバックループ）は、図４のＳ４１およびＳ４２、Ｓ５１およびＳ５２の場合と同様に、並列的に実行される。   Steps S191 and S201 (position feedback loop) and steps S192 and S202 (force control feedback loop) are executed in parallel, similarly to the case of S41 and S42, S51 and S52 in FIG.

ステップＳ１９１では、各関節に搭載されたセンサ部２２１〜２２６にて、位置センサ５５１〜５５６が関節位置を検出し、ステップＳ１９２ではトルクセンサ５４１〜５４６が関節トルクを検出する。   In step S191, the position sensors 551 to 556 detect the joint positions in the sensor units 221 to 226 mounted on each joint, and in step S192, the torque sensors 541 to 546 detect the joint torque.

ステップＳ２０１では、位置制御部５２１〜５２６が、電動モータ２１１〜２１６の現在位置の位置偏差に応じた指令値を演算する。また、ステップＳ２０２では、力制御部はトルクセンサ５４１〜５４６が検出した関節トルクに基づいた指令値を演算し、出力する。   In step S201, the position controllers 521 to 526 calculate a command value according to the position deviation of the current position of the electric motors 211 to 216. In step S202, the force control unit calculates and outputs a command value based on the joint torque detected by the torque sensors 541 to 546.

ステップＳ２１では、サーボ制御部２３０内の力制御切換手段が、目標位置に対する移動時間から力制御切換判定を行う。ロボットアーム２００の移動開始後、計時した経過時間が所定の力制御変更範囲時間内に到達している場合は、図９のゲイン切換器６１１が作動し、移動時間に応じたそれぞれの補正量を演算する。   In step S21, the force control switching means in the servo control unit 230 makes a force control switching determination based on the movement time relative to the target position. When the measured elapsed time after the start of the movement of the robot arm 200 has reached the predetermined force control change range time, the gain switch 611 in FIG. 9 is operated, and the respective correction amounts according to the movement time are adjusted. Calculate.

ステップＳ２２では、切換制御部５１１〜５１６は、所定の演算結果から得られたそれぞれ補正された力制御量と、位置指令量と、積分値から各関節のモータトルク（力）を指定するモータトルク指令値として出力する。   In step S22, the switching control units 511 to 516 determine the motor torque (force) of each joint from the corrected force control amount, position command amount, and integrated value obtained from the predetermined calculation result. Output as command value.

図８のステップＳ２３〜Ｓ２７のステップは、図４のステップＳ８〜Ｓ１２の各ステップと同じ処理である。ステップＳ２３では、モータ制御部５３１〜５３６が電動モータ２１１〜２１６の位置に基づいて、モータトルク指令値に成るように各モータ駆動部が通電制御を行う。ステップＳ２４では、通電されることにより電動モータ２１１〜２１６がモータ回転軸上に駆動力を出力し減速機を介して各関節の駆動トルクが発生される。ステップＳ２５では、各関節に搭載されたセンサ部２２１〜２２６により、位置センサ５５１〜５５６が関節位置を検出し、トルクセンサ５４１〜５４６が関節トルクを検出する。関節位置と関節トルクはそれぞれロボット制御装置３００にフィードバックされる。   Steps S23 to S27 in FIG. 8 are the same processes as steps S8 to S12 in FIG. In step S23, the motor control units 531 to 536 control the energization of each motor drive unit based on the positions of the electric motors 211 to 216 so that a motor torque command value is obtained. In step S24, the electric motors 211 to 216 output a driving force on the motor rotation axis by being energized, and drive torque of each joint is generated via the reduction gear. In step S25, the position sensors 551 to 556 detect the joint positions, and the torque sensors 541 to 546 detect the joint torque by the sensor units 221 to 226 mounted on each joint. The joint position and the joint torque are respectively fed back to the robot controller 300.

図８のステップＳ２６は、図４のステップＳ１１と同様の目標位置到達判定、ステップＳ２７は図４のステップＳ１２と同様の工程終了判定である。   Step S26 in FIG. 8 is a target position arrival determination similar to step S11 in FIG. 4, and step S27 is a process end determination similar to step S12 in FIG.

図９は、実施形態１の図６に相当し、各関節モータの制御方式を、移動開始時の位置制御から、力指令に切り換える制御系の構成を示している。図９の制御系の構成は、図３の切換制御部５１１〜５１６の詳細構成に相当する。図９で図６と異なるのは、図６の補正量演算部６０１が、アーム移動時間（経過時間）に応じて制御割合を補正する補正量演算部６２１に変更されている点である。   FIG. 9 corresponds to FIG. 6 of the first embodiment, and shows a configuration of a control system that switches the control method of each joint motor from a position control at the time of starting movement to a force command. The configuration of the control system in FIG. 9 corresponds to the detailed configuration of the switching control units 511 to 516 in FIG. 9 differs from FIG. 6 in that the correction amount calculation unit 601 in FIG. 6 is changed to a correction amount calculation unit 621 that corrects the control ratio according to the arm movement time (elapsed time).

図９において、制御割合を補正する補正量演算部６２１は、ロボットアーム２００のアーム移動時間（経過時間）を演算する制御切換時間演算部６２１ａを備える。また、補正量演算部６２１は、制御切換時間演算部６２１ａが演算した移動時間（経過時間）に応じて力制御切り換えを指令する力制御切換手段６２１ｂを備える。さらに、補正量演算部６２１は、力制御への切り換え時に用いられる補正量演算手段６２１ｃを備える。この補正量演算部６２１によって、ゲイン切換器６１１が制御され、モータ指令値τ（Ｍ）が決定される。また、補正量演算部６２１は、移動開始点（第１の教示点）から操作者が設定した目標位置（第２の教示点）に到達するまでのロボットアームの移動時間を演算する移動時間演算部６２１ｄを備える。   In FIG. 9, the correction amount calculation unit 621 for correcting the control ratio includes a control switching time calculation unit 621a for calculating the arm movement time (elapsed time) of the robot arm 200. Further, the correction amount calculation unit 621 includes a force control switching unit 621b that instructs a force control switch according to the movement time (elapsed time) calculated by the control switching time calculation unit 621a. Further, the correction amount calculation unit 621 includes a correction amount calculation unit 621c used when switching to force control. The gain switching unit 611 is controlled by the correction amount calculation unit 621, and the motor command value τ (M) is determined. Further, the correction amount calculation unit 621 calculates a movement time of the robot arm from the movement start point (first teaching point) to a target position (second teaching point) set by the operator. A part 621d is provided.

図９の制御系では、ロボットアーム２００の移動時間（経過時間）に応じて制御方式が位置制御から力制御に変更される。モータ指令値τ（Ｍ）を演算するゲイン切換器６１１は、それぞれ作動した時に、位置制御の制御量をゲインＫ２により減算する減算手段と、力制御の制御量をゲインＫ１により加算する加算手段と、を備える。   In the control system of FIG. 9, the control method is changed from position control to force control according to the moving time (elapsed time) of the robot arm 200. The gain switch 611 that calculates the motor command value τ (M) includes a subtraction unit that subtracts the control amount of the position control by the gain K2 and an addition unit that adds the control amount of the force control by the gain K1 when activated. , Is provided.

図１０は、実施形態１の図７に相当し、アーム動作状態の本発明に従った移動開始からの位置移動量に応じた移動時間による目標位置に至るまでの制御切換シーケンスを示している。   FIG. 10 corresponds to FIG. 7 of the first embodiment, and shows a control switching sequence from the start of movement according to the present invention in the arm operating state to the target position based on the movement time according to the position movement amount.

以下、図８〜図１０を参照して、本実施形態２の制御につきさらに詳細に説明する。ロボットアームを動作完了時の所望の位置（たとえば嵌合終了位置）を５０２（図１０中Ｍｔ（ｅ））と、そのときに必要とされる力教示データ５０１をティーチングペンダント４００から指定する（図８：Ｓ１３）。その入力された指令値（図１０中Ｍｔ（ｅ））に対してロボット制御装置３００が、ロボットアームのロボットモデル５０３から軌跡を演算して所定の移動量を決定してサーボ制御部２３０に指令値を出力する。さらに、アーム動作目標位置より各軸モータ位置の最終目標値が演算される（図８：Ｓ１４）。また、演算されたモータ位置の最終目標値より補正量演算部６２１の制御切換時間演算部６２１ａがモータ回転時間を算出する（図８：Ｓ１５）。さらに、モータ移動時間から補正量演算部６２１の制御切換時間演算部６２１ａが力制御区間（図１０中Ｍｔ（ｆ））に対応する時間的な区間を決定し、要求される力制御開始時間が演算され、図１０の位置−力連続制御区間Ｍｔ（ｐ−ｆ）が演算される。   Hereinafter, the control of the second embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. A desired position (for example, a fitting end position) when the operation of the robot arm is completed is designated by 502 (Mt (e) in FIG. 10), and force teaching data 501 required at that time is designated from the teaching pendant 400 (FIG. 8: S13). Based on the input command value (Mt (e) in FIG. 10), the robot controller 300 calculates a trajectory from the robot model 503 of the robot arm, determines a predetermined moving amount, and issues a command to the servo controller 230. Output the value. Further, the final target value of each axis motor position is calculated from the arm operation target position (FIG. 8: S14). Further, the control switching time calculation unit 621a of the correction amount calculation unit 621 calculates the motor rotation time from the calculated final target value of the motor position (FIG. 8: S15). Further, the control switching time calculation section 621a of the correction amount calculation section 621 determines a time section corresponding to the force control section (Mt (f) in FIG. 10) from the motor movement time, and the required force control start time is determined. Then, the position-force continuous control section Mt (pf) in FIG. 10 is calculated.

上記のように、位置制御〜力制御の切り換えを行う各区間を決定した後、ロボットアーム２００に動作指令が送られる。これにより、ロボットアーム２００は、図１０の移動開始位置Ｍｔ（ｓ）からロボットアーム２００の動作は位置制御によって制御される。   As described above, after determining each section in which the switching from the position control to the force control is performed, an operation command is sent to the robot arm 200. Thus, the operation of the robot arm 200 is controlled by the position control from the movement start position Mt (s) in FIG.

実際には位置制御フィードバックループと、力制御フィードバックループと、は、並列的に動作（図８：Ｓ１９１およびＳ２０１と、Ｓ１９２およびＳ２０２）させる。図９において、位置センサ５５１〜５５６とトルクセンサ５４１〜５４６の検出量が読み取られ、位置制御フィードバックループと、力制御フィードバックループにそれぞれ負帰還量としてフィードバックされる。そして、位置制御フィードバックループと、力制御フィードバックループの各々の経路で、それぞれモータ指令値τ（Ｍ）の成分が演算される。ただし、位置制御フィードバックループと、力制御フィードバックループのいずれの制御量を用いるかは、補正量演算部６２１が制御区間を判定する制御に基づき決定される。例えば、位置制御区間Ｍｔ（ｐ）では、ゲイン切換器６１１は、力制御フィードバックループの出力を加算（Ｋ１）することなく、位置制御フィードバックループの出力のみが減算（Ｋ２）されずにモータ指令値τ（Ｍ）として用いられる。   Actually, the position control feedback loop and the force control feedback loop are operated in parallel (FIG. 8: S191 and S201, S192 and S202). In FIG. 9, the detection amounts of the position sensors 551 to 556 and the torque sensors 541 to 546 are read and fed back to the position control feedback loop and the force control feedback loop as negative feedback amounts, respectively. Then, a component of the motor command value τ (M) is calculated in each path of the position control feedback loop and the force control feedback loop. However, whether to use the control amount of the position control feedback loop or the force control feedback loop is determined based on the control of the correction amount calculation unit 621 determining the control section. For example, in the position control section Mt (p), the gain switch 611 does not add (K1) the output of the force control feedback loop, but subtracts only the output of the position control feedback loop (K2) without changing the motor command value. used as τ (M).

補正量演算部６２１が図１０中のそれぞれの制御区間の判定を行い、ゲイン切換器６１１が対応する制御区間の補正を行う（図８：Ｓ２１）。そして、ゲイン切換器６１１の演算結果に応じて決定されたモータ指令値τ（Ｍ）がモータ制御部５３１〜５３６に出力される（図８：Ｓ２２）。制御モードに応じたモータ指令値τ（Ｍ）に応じて、モータ制御部５３１〜５３６がそれぞれの電動モータ２１１〜２１６に必要な通電制御を行う（図８：Ｓ２３）。これにより、電動モータ２１１〜２１６がそれぞれの関節軸に対して通電制御量に応じた回転トルクを発生する（図８：Ｓ２４）。各関節部の位置センサ５５１〜５５６とトルクセンサ５４１〜５４６がそれぞれの角度とトルクを検出する（図８：Ｓ２５）。   The correction amount calculation unit 621 determines each control section in FIG. 10, and the gain switch 611 corrects the corresponding control section (FIG. 8: S21). Then, the motor command value τ (M) determined according to the calculation result of the gain switch 611 is output to the motor control units 531 to 536 (FIG. 8: S22). In accordance with the motor command value τ (M) corresponding to the control mode, the motor control units 531 to 536 perform necessary energization control for the electric motors 211 to 216 (FIG. 8: S23). As a result, the electric motors 211 to 216 generate a rotation torque corresponding to the energization control amount for each joint axis (FIG. 8: S24). The position sensors 551 to 556 and the torque sensors 541 to 546 of each joint detect respective angles and torques (FIG. 8: S25).

さらに、各位置センサおよびトルクセンサからなるセンサ部２２１〜２２６の検出値が目標位置に相当する値に到達していなければ、アーム駆動が続けられ、目標値に到達していれば、モータ駆動を停止する（図８：Ｓ２６、Ｓ２７）。   Further, if the detection values of the sensor units 221 to 226 including the position sensors and the torque sensor have not reached the value corresponding to the target position, the arm drive is continued, and if the detected value has reached the target value, the motor drive is started. It stops (FIG. 8: S26, S27).

本実施形態によれば、移動開始点（第１の教示点）から目標位置（第２の教示点）までのアーム移動時間を計算しておき、移動開始後の経過時間を用いて、位置制御から力制御への切り換えタイミングを決定することができる。これにより、上記実施形態１で説明した効果に加え、移動開始点（第１の教示点）から目標位置（第２の教示点）の近傍までは、高速動作が可能な位置制御によりロボットアームを制御することができる。そして、所定時間が経過し、目標位置（第２の教示点）の近傍に到達した後は、ロボット手先位置において所望の目標値に倣うような力制御により、ロボットアームを制御することができる。   According to the present embodiment, the arm movement time from the movement start point (first teaching point) to the target position (second teaching point) is calculated, and the position control is performed using the elapsed time after the movement is started. Can be determined at the time of switching from the control to the force control. Accordingly, in addition to the effect described in the first embodiment, the robot arm is controlled by position control capable of high-speed operation from the movement start point (first teaching point) to the vicinity of the target position (second teaching point). Can be controlled. After a predetermined time has elapsed and the robot arm has reached the vicinity of the target position (second teaching point), the robot arm can be controlled by force control at the robot hand position so as to follow a desired target value.

本実施形態２の制御は、ロボットアーム移動開始時から最大加速で動作を開始するような高速度の組立動作に適している。本実施形態２では、最終の目標位置に到達する時間から位置−力制御切換時間や力制御時間を予め移動開始時に決定されている。このため、現在位置や目標位置との距離の演算が必要な実施形態１よりも、低負荷かつ高速にロボットアームを制御できる可能性がある。従って、本実施形態２によるロボット制御によってワークを把持したロボットアームを駆動し、ワークと他の対象物との接触を含む物品の製造を行う場合、高速で、かつ柔軟（力）制御を作用させた確実な組立動作を実現できる。   The control of the second embodiment is suitable for a high-speed assembling operation in which the operation starts at the maximum acceleration from the start of the movement of the robot arm. In the second embodiment, the position-force control switching time and the force control time are determined in advance at the time of starting the movement from the time of reaching the final target position. For this reason, there is a possibility that the robot arm can be controlled at a lower load and at a higher speed than in the first embodiment which requires the calculation of the distance from the current position or the target position. Therefore, when the robot arm holding the work is driven by the robot control according to the second embodiment to manufacture an article including the contact between the work and another object, high-speed and flexible (force) control is applied. A reliable assembling operation can be realized.

また、位置制御時の速度および力制御時の速度の差から、位置−力連続制御区間Ｍｔ（ｐ−ｆ）の時間的な区間は、ロボットアーム機構系の慣性質量などのロボットパラメータを用いて取得される。当初に演算してあったＭｔ（ｅ）の位置から力制御切換開始位置Ｍｔ（ｐ−ｆｓ）が決定される（図８：Ｓ１６）。本実施形態におけるこれらの時間的な区間の関係は、
Ｍｔ（ｐ−ｆｓ）＝Ｍｔ（ｅ）−（Ｍｔ（ｐ−ｆ）＋Ｍｔ（ｆ））
である（図１０）。 Further, from the difference between the speed at the time of the position control and the speed at the time of the force control, the time section of the position-force continuous control section Mt (pf) is determined using robot parameters such as the inertial mass of the robot arm mechanism system. Is obtained. The force control switching start position Mt (p-fs) is determined from the position of Mt (e) calculated initially (FIG. 8: S16). The relationship between these temporal sections in the present embodiment is as follows:
Mt (p-fs) = Mt (e)-(Mt (pf) + Mt (f))
(FIG. 10).

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現できる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。   According to the present invention, a program realizing one or more functions of the above-described embodiments is supplied to a system or an apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or the apparatus read and execute the program. It can also be realized by processing. Further, it can also be realized by a circuit (for example, an ASIC) that realizes one or more functions.

１００…制御ブロック、２００…ロボットアーム、２１１〜２１６…電動モータ、２２１〜２２６…センサ部、３００…ロボット制御装置、３０２…ＲＯＭ、３３００…プログラム、３３１…記録媒体、Ｊ１〜Ｊ６…関節、４００…ティーチングペンダント、５０１…力教示データ、５０２…位置教示データ、５０３…ロボットモデル、５０４…力検出部、５０５…力制御部、５０６…位置指令値生成部、５１１〜５１６…切換制御部、５２１〜５２６…位置制御部、５３１〜５３６…モータ制御部、５４１〜５４６…トルクセンサ、５５１〜５５６…位置センサ。 100 ... control block 200 ... robotic arm, 211 to 216 ... electric motor, 221 to 226 ... sensor unit, 300 ... robot controller, 302 ... ROM, 3300 ... program, 331 ... recording medium, J 1 through J 6 ... joint , 400: teaching pendant, 501: force teaching data, 502: position teaching data, 503: robot model, 504: force detection unit, 505: force control unit, 506: position command value generation unit, 511 to 516: switching control unit , 521 to 526: Position control unit, 531 to 536: Motor control unit, 541 to 546: Torque sensor, 551 to 556: Position sensor.

Claims (10)

制御装置が、ロボットアームの所定部位を目標位置へ移動させる動作区間において、前記所定部位と前記目標位置の距離の減少に応じて、前記ロボットアームを位置制御する位置制御のゲインを減少させ、前記位置制御のゲインの減少に伴ない、前記ロボットアームを力制御する力制御のゲインを増加させる制御工程を含む制御方法。   The control device, in an operation section for moving a predetermined portion of the robot arm to the target position, in accordance with a decrease in the distance between the predetermined portion and the target position, decreases a gain of position control for controlling the position of the robot arm, A control method including a control step of increasing a gain of force control for force-controlling the robot arm with a decrease in a gain of position control. 制御装置が、ロボットアームの所定部位を目標位置へ移動させる動作区間において、前記動作区間の前記ロボットアームの移動開始後の経過時間に応じて、前記ロボットアームを位置制御する位置制御のゲインを減少させ、前記位置制御のゲインの減少に伴ない、前記ロボットアームを力制御する力制御のゲインを増加させる制御工程を含む制御方法。   In an operation section for moving a predetermined portion of the robot arm to a target position, the control device decreases a gain of position control for controlling the position of the robot arm in accordance with an elapsed time after the start of movement of the robot arm in the operation section. And a control step of increasing a gain of force control for force-controlling the robot arm as the gain of the position control decreases. 請求項１または２に記載の制御方法において、前記力制御のゲインを増加させる場合、前記位置制御のゲインの減少に応じて演算した積分項をロボットアームの関節を駆動するモータ指令値に加算する制御方法。   3. The control method according to claim 1, wherein when increasing the gain of the force control, an integral term calculated according to a decrease in the gain of the position control is added to a motor command value for driving a joint of the robot arm. Control method. 請求項１から３のいずれか１項に記載の制御方法において、前記ロボットアームが多関節ロボットアームである制御方法。   4. The control method according to claim 1, wherein the robot arm is an articulated robot arm. 請求項１から３のいずれか１項に記載の制御方法の前記制御工程を、前記制御装置を構成するコンピュータに読み込ませて実行させるための制御プログラム。   A control program for causing a computer constituting the control device to read and execute the control step of the control method according to any one of claims 1 to 3. 請求項５に記載の制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium storing the control program according to claim 5. ロボットアームの所定部位を目標位置へ移動させる動作区間において、前記所定部位と前記目標位置の距離の減少に応じて、前記ロボットアームを位置制御する位置制御のゲインを減少させ、前記位置制御のゲインの減少に伴ない、前記ロボットアームを力制御する力制御のゲインを増加させる制御装置を備えたロボット制御装置。   In an operation section for moving a predetermined portion of the robot arm to a target position, a gain of position control for controlling the position of the robot arm is reduced according to a decrease in a distance between the predetermined portion and the target position, and a gain of the position control is reduced. A robot control device including a control device for increasing a force control gain for force-controlling the robot arm with a decrease in the control force. ロボットアームの所定部位を目標位置へ移動させる動作区間において、前記動作区間の前記ロボットアームの移動開始後の経過時間に応じて、前記ロボットアームを位置制御する位置制御のゲインを減少させ、前記位置制御のゲインの減少に伴ない、前記ロボットアームを力制御する力制御のゲインを増加させる制御装置を備えたロボット制御装置。   In an operation section for moving a predetermined portion of the robot arm to a target position, a gain of position control for controlling the position of the robot arm is reduced according to an elapsed time after the start of movement of the robot arm in the operation section, A robot control device, comprising: a control device for increasing a force control gain for force-controlling the robot arm as the control gain decreases. 請求項７または８に記載のロボット制御装置と、前記ロボット制御装置により制御されるロボットアームと、前記ロボットアームに装着されワークを把持する把持装置と、を備え、前記ロボット制御装置が前記ロボットアームを制御し、前記ロボットアームが前記把持装置で把持した前記ワークを操作し、前記ワークを対象物に当接させて前記対象物に組み付け、前記ワークと、前記対象物と、から物品を製造するロボットシステム。   A robot controller according to claim 7 or 8, a robot arm controlled by the robot controller, and a gripper mounted on the robot arm and gripping a workpiece, wherein the robot controller is the robot arm. Controlling the work held by the robot arm by the holding device, bringing the work into contact with the object and assembling the work with the object, and manufacturing an article from the work and the object. Robot system. 請求項７または８に記載のロボット制御装置により、前記ロボットアームを制御し、前記ロボットアームによりワークを操作し、前記ワークを対象物に当接させて前記対象物に組み付け、前記ワークと、前記対象物と、から物品を製造する物品の製造方法。   The robot control device according to claim 7, wherein the robot arm is controlled, a work is operated by the robot arm, and the work is brought into contact with an object and assembled to the object. An article manufacturing method for manufacturing an article from an object.
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