JP2691591B2

JP2691591B2 - 力制御ロボットの制御方式

Info

Publication number: JP2691591B2
Application number: JP63292826A
Authority: JP
Inventors: 康之中田; 彰彦矢吹; 豊吉田; 克史西本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-11-20
Filing date: 1988-11-20
Publication date: 1997-12-17
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JPH02139190A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕力制御ロボットの制御方式に関し、この種の制御方式において、作業対象物の変化に応じ
て適切な力制御パラメータを決定してロボットを制御す
ることを目的とし、実作業を行う前に、力センサによって検出された力信
号および位置センサによって検出された位置を記憶し、
記憶された力信号及び位置に基づいてロボットと対象物
の間の剛性、振動周波数、振動の振幅およびロボットの
系全体の周波数帯域等の物理的変数を求め、求めた物理
的変数から力制御パラメータを求め、求めた力制御パラ
メータを力制御パラメータ格納部に格納し、このような
処理を作業対象物を変化させながら行い、実作業時に、
作業対象物に応じた力制御パラメータを力制御パラメー
タ格納部から読み出して力制御部に与えることを構成と
するものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ロボットが対象物と接触する際に発生する
力を安定に加えるため、力制御を行うための力制御パラ
メータを切り換えて力制御ロボットの制御を行う制御方
式に関するものである。

現在、工場等で用いられている一般の産業用ロボット
は、位置制御によってその動作を行っている。したがっ
て、組立作業等において対象物との接触を行う場合に
は、対象物へ与える衝撃を出来るだけ小さくするよう
に、予め精密な位置調整を行ったり、手先にRCC（リモ
ート・センタ・コンプライアンス）などの装置を用いる
ことで対応してきた。しかし、上記のような方法では、
組立作業等において作業への柔軟性が乏しく、今後さら
にロボットの適用範囲を拡げる際の適応性が低い。この
ため、ロボットが対象物に対して安定した力を出せるよ
うな制御方式が必要となる。

〔従来の技術〕

第７図は力制御を伴う制御系の例を示す図である。同
図において、１はマニピュレータ、２は操作部、３は位
置検出部、４は位置制御手段、５は力検出部、９は力制
御手段をそれぞれ示している。

位置検出部３は、マニピュレータ１の位置を検出する
ものである。力検出部５は、マニピュレータ１に作用す
る力を検出するものである。力制御手段９は、力検出部
５によって検出された力信号と力の設定値との差を求
め、差に対応する信号を出力するものである。位置制御
手段４は、位置検出部３によって検出された位置と設定
位置の差を求め、差に対応する信号を出力するものであ
る。操作部２は、位置制御手段４から出力される信号お
よび力制御手段９から出力される信号を併せたものに対
応する操作量を出力するものである。

力制御ロボットを制御する際、適切な力制御パラメー
タが与えられないと、ロボットと対象物の間で振動を起
こしたり（安定性の問題）、対象物が急に移動したとき
の大きな変化に追従できない（応答性の問題）などの現
象が生ずる。

従来は、ロボットの行う作業を限定、即ちロボットを
制御するための力制御パラメータを固定していた。ま
た、作業が変化したときには、安定性や応答性が良くな
るように、再び試行錯誤的に適切な力制御パラメータを
決定していた。こうした問題を解決するため、力制御に
適応制御を応用して力制御パラメータをオンライン・リ
アルタイムで決定することも検討されているが、未だ具
体的方法は確立されていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、力制御を伴う作業を行う際に対象物が変わっ
て力制御パラメータを変えるときに作業を一時中断した
り、未知の作業を行うときに新たに測定を行って適切な
力制御パラメータを決定しなければならないと言った問
題があった。

本発明は、上記の問題点を解決し、作業対象物の変化
に応じて適切な力制御パラメータを決定してロボットを
制御する力制御ロボットの制御方式を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。同図において、
１はロボット、２は操作部、３は位置検出部、４は位置
制御部、５は力検出部、６は力信号・位置記憶部、７は
計算手段＆力制御パラメータ算出部、８は力制御パラメ
ータ格納部、９は力制御部、10はロボット動作プログラ
ム、200は力制御パラメータ教示部のをそれぞれ示して
いる。

位置制御部４は、位置検出部３によって検出された位
置および設定位置に基づいて速度指令を行うものであ
る。力検出部５は、制御対象（ロボット）と対象物の間
に働く力を検出するものである。力制御パラメータ教示
部200は、力信号・位置記憶部６、計算手段＆力制御パ
ラメータ算出部７および力制御パラメータ格納部８を有
している。力信号・位置記憶部６は、検出された力信号
および位置を記憶するものである。計算手段＆力制御パ
ラメータ算出部７の計算手段は、力信号・位置記憶部に
記憶されている力信号および位置をもとにして、制御対
象と対象物の間の物理的変数を計算する。計算手段＆力
制御パラメータ算出部７の力制御パラメータ算出部は、
計算の結果得られる物理変数から、力制御部９が必要と
する力制御パラメータを算出する。力制御パラメータ格
納部８は、力制御パラメータの格納が指示された時に、
計算手段＆力制御パラメータ算出部７によって算出され
た力制御パラメータを記憶するものである。力制御部９
は、力信号、力の設定値及び力制御パラメータで算出さ
れた力制御パラメータに基づいて速度指令を行うもので
ある。

先ず、力制御パラメータの算出時（実作業を行う前に
力制御パラメータを求めるために行う）には、力検出部
５で検出した力信号の時系列および位置検出部３で検出
した位置の時系列を力信号・位置記憶部６に記憶する。

力制御パラメータの算出時においても、マニピュレー
タを実作業と同じ状態に保つため、力検出部５からの力
信号が力制御部９に送られ、力制御が行われる。力信号
・位置記憶部６に格納されている力信号の時系列及び位
置の時系列を基に計算手段＆力制御パラメータ算出部７
において、物理的変数を求め、求めた物理的変数から適
切な力制御のために必要な力フィードバック・ゲインや
補償器のゲイン、フィルタ定数、不感帯幅、サーボ周期
などの力制御に関わるパラメータの算出を行う。算出さ
れた力制御パラメータは力制御パラメータ格納部８へ格
納され、力制御が適切に行われているか否かの確認のた
めに力制御部９に送られ、上記した手順で再び力制御パ
ラメータの算出を行い、安定な力制御が行われるまで繰
り返す。

実作業時には、ロボットの動作プログラム10の指定に
より、力制御パラメータ格納部８に格納されている力制
御パラメータを力制御部９に送り、力制御を伴う作業を
行う。

〔作用〕

適切な力制御パラメータもしくは適切な値に近い力制
御パラメータをオフラインで教示できるようにしたの
で、作業対象物が変わって力制御パラメータを変更しな
ければらないような場合でも、適切な力制御パラメータ
を与えることが出来るので、良好な安定性および応答性
を保ちながら作業を行うことが出来る。

〔実施例〕

第２図は本発明のシステム構成例を示す図である。同
図において、7aは計算手段、7bは力制御パラメータ算出
部、100はロボット・コントローラ、200は力制御パラメ
ータ教示部、300はロボット動作プログラム格納部をそ
れぞれ示す。なお、第１図と同一符号は同一物を示す。

ロボット・コントローラ100は、例えばマイクロプロ
セッサ等で構成され、機能的に位置制御部と力制御部と
を有している。力制御パラメータ教示部200は、力信号
・位置記憶部６や物理的変数の計算手段7a、力制御パラ
メータ算出部7b、力制御パラメータ格納部８などを持
つ。ロボット動作プログラム格納部300に格納されてい
るロボット動作プログラムにはロボット動作指令や力制
御パラメータ算出指令、力制御パラメータ表示指令など
が記入され、これらの指令はバスを通じてロボット・コ
ントローラ100や力制御パラメータ教示部200に送られ
る。ロボット・コントローラ100、力制御パラメータ教
示部200およびロボット動作プログラム格納部300は、デ
ータ・バスまたはI/Oインタフェース上に接続され、そ
れぞれのデータの入出力を行うことが出来る。

力制御パラメータ教示部200は例えばホスト・コンピ
ュータ上に存在し、ロボット動作プログラム格納部300
はホスト・コンピュータのメモリやディスク装置上に存
在する。勿論、力制御パラメータ教示部200をロボット
・コントローラ100上に設け、ロボット動作プログラム
格納部300をロボット・コントローラ300のメモリ上に設
けることも可能である。

第３図は本発明の１実施例のブロック図である。同図
において、11はマニピュレータ、12aはモータ、12bはパ
ワー・アンプ、12cはD/A変換器、13aは加算器、13bは位
置制御部、14aは加算器、14bは力制御部、15aはエンコ
ーダ＆カウンタ、15bはタコメータ、16aは力覚センサ、
16bは座標変換部、17aは逆ヤコビ行列、17bは加算器を
それぞれ示している。

ロボット・コントローラ100の中には、自由度の数だ
けモータ12a、パワー・アンプ12b、D/A変換器12c、補償
器12d、エンコーダ15a、タコメータ15bからなる速度サ
ーボ系が組み込まれている。マニピュレータ11の先端に
は図示しないハンドが取り付けられ、ハンドの或る一点
に作用する力は、マニピュレータとハンドをつなぐ手首
部分に取りつけられた力覚センサ16aによって検出され
る。ハンドで検出された力F_hはハンド座標系X_h，Y_h，Z_h
の表示から座標変換部16bによってロボット基準座標系X
_r，Y_r，Z_r上の表示に変換される。変換された力F_rは力
信号・位置記憶部６に送られ、時間に対する関数F
_r（ｔ）として記憶される。エンコーダ＆カウンタ15aで
検出された各間節角θ_sは、位置・姿勢演算部18で、ハ
ンドの位置・姿勢X_rに変換される。変換された位置X_rは
力信号・位置記憶部６へ送られ、時間に対する関数X
_r（ｔ）として記憶される。

移動速度指令V₀と、位置制御部13によって生成された
速度指令V_pと、力制御パラメータ教示部200から与えら
れたパラメータをもとに力制御部14で生成された速度指
令V_fとの和ＶＶ＝V₀＋V_p＋V_f が加算器17bで生成され、この速度Ｖに従ってマニピュ
レータ11は動作する。

基準座標系でＶの速度を生成するためのマニピュレー
タの各間節速度は演算部17aで算出され、＝J^-1・Ｖで与えられる。J^-1はマニピュレータの逆ヤコビ行列で
ある。速度サーボ系（12a〜12d,15a〜15bの部分）が
を実現することによってマニピュレータが動作する。

第４図は位置制御部および力制御部の機能ブロック
図、第５図はロボット座標系における単位ベクトルを説
明する図である。第４図において、31は転置直交行列演
算部、32は選択行列演算部、33は直交行列演算部、34は
位置フィールドバック・ゲイン演算部、35は位置フィー
ドバック・ゲイン演算部、36は直交行列演算部、37は選
択行列演算部、38は転置直交行列演算部、39は不感帯演
算部、40は選択行列演算部、41は補償器ゲイン演算部、
42はフィルタ定数演算部をそれぞれ示している。

位置制御部13bは、転置直交行列演算部31と、選択行
列演算部32と、直交行列演算部33と、位置フィードバッ
ク・ゲイン演算部34とを有する。

また、力制御部14bは、位置フィードバック・ゲイン
演算部35と、直交行列演算部36と、選択行列演算部37
と、転置直交行列演算部38と、不感帯演算部39と、選択
行列演算部40と、補償器ゲイン演算部41と、フィルタ定
数演算部42とを有する。

ここで、第５図に示すように対象物への押し付け力を
示す力指令F₀で与えられる力制御方向の単位ベクトル
（倣い動作が行われる対象物の表面の法線ベクトル）を
“”、倣い方向の移動速度指令V₀で与えられる位置制
御方向の単位ベクトルを“”で表したとき、位置制御
される更にもう一つの直交ベクトル“”は、＝× で与えられる。第５図の（ｘ′,y′,z′）は倣い座標系
であり、ｘ′軸,y′軸,z′軸の単位ベクトルが，，
に対応する。ｘ′軸は垂直であり、ｙ′軸,z′軸は平
面上にある。

これをロボット基準座標系による成分表示を行うと、＝〔n_xn_yn_z〕^T ＝〔o_xo_yo_z〕^T となる。ここで、Ｔは転置行列を示す。

これらのベクトルを用いてロボット基準座標系（x,y,
z）から倣い座標系（ｘ′,y′,z′）への変換を表示す
る直交座標変換行列Ｒは次のようになる。

第５図において、倣い座標系（x,y,z）のｘ方向を力
制御方向とし、ｙ及びｚ方向を位置制御方向とすること
で選択行列演算部32,37,40の選択行列は次の式で表示さ
れる。

で与えられる。この場合、一般に例えば螺子締めや缶の
蓋締めなど押付け方向の軸回りにトルクを与えるので、
トルクを与える場合にはＳ＝１とし、与えない場合には
Ｓ＝０とする。

S_fのある成分を１にすると、倣い座標系でのその対角
成分に対応したｘ′,y′,z′軸方向の力、或いはｘ′,
y′,z′軸回りのトルクのフィードバックのための速度
指令が出力される。また、０にすると、対応する軸回り
のフィードバックのための速度指令は出力されない。

Ｉ−S_fは単位行列ＩからS_fを引いたものである。S_fの
ある対角成分が１のときはＩ−S_fの対角成分は０とな
り、倣い座標系におけるその対角成分に対応したｘ′,
y′,z′の位置およびｘ′,y′,z′軸回り角度のフィー
ドバックのための速度指令は出力されない。また、S_fの
対角成分が０のとき、Ｉ−S_fの対角成分は１となり、対
応する軸あるいは軸回りのフィードバックのための速度
指令が出力される。

力フィードバック・ゲイン演算部35は基準座標系に関
して、で与えられる。位置フィードバック・ゲインC_Pは同様に
してで与えられる。補償器（フィルタ定数演算部）では、で与えられるフィルタの定数、a_i，b_j（但しｉ＝0,1,2,
…,n,J＝0,1,2,…,m）を与える。補償器G_fL（ｓ）は送
られて来た力信号をフィルタリング処理を行って、望ま
しい力信号波形を得るものである。補償器G_fL（ｓ）は
ロボットの状態によりのように形を変化させる必要がある。第４図ではG
_fL（ｓ）とG_C（a₀，a₁，…，a_n，b₀，b₁，…，b_n）を
分離して表しているが、実際には上式の一般形で示すよ
うに１つの式で書き表せるものである。

更に、本実施例では不感帯演算部39を設けている。不
感帯演算部39は、倣い動作中に位置制御方向が対象物接
触点における接平面に一致していない場合に対象物表面
に多大な摩擦力が生じて表面をかじり、対象物表面ある
いはワークに損傷を与えるのを防止するためのものであ
る。即ち、対象物の接触点に許容範囲以上の力が作用し
たときには位置制御方向にも力フィードバックを作用さ
せるためのものである。

力制御部14bから出力される速度指令V_fは、式
（１），（２），（３）および出力F_rと力指令F_oとの偏
差により、 V_f＝C_fRS_fR^TG_cG_fL（ｓ）（F_o−F_r） ……（５）で表される。また、位置制御部13bから出力される速度
指令V_pは、式（１），（２），（４）及び現在位置x_rと
目標位置x_oとの偏差によって V_p＝C_pR(I-S_f)R^T(x_o-x_r) …（６）で与えられる。

この場合に、力制御部14bにおいて、位置制御方向に
作用する力も監視するため、選択行列演算部40と不感帯
演算部39を設ける。これらの手段によって、倣い動作中
に位置制御方向が対象物接触点における接平面と一致し
ていない場合に、対象物表面あるいはワークに損傷を与
えるのを防止することが出来る。即ち、対象物の接触点
に許容範囲以上の力が作用した場合には、位置制御方向
にも力フィードバックを作用させる。

第４図において、位置制御方向に作用する力としての
監視力F_crは F_cr＝(I-S_f)R^TG_c・G_fL（ｓ）（F_o−F_r）で与えられ、倣い座標系で表示した力の許容範囲U_r（＞
０）を不感帯幅と設定した不感帯演算部39において、｜F_cr｜≦U_r のとき、即ち、監視力が力の許容範囲より小さいとき
は、式（５）および（６）を加算した速度指令が得ら
れ、｜F_cr｜＞U_r のとき、即ち、監視力が力の許容範囲より大なるとき
は、力制御部14bの速度指令V_rは V_r＝C_rＲ｛S_fR^T(F_o−F_r)G_c・G_fL（ｓ）＋F_cra｝で与えられる。

この場合、F_craは力の許容範囲と監視力との大小に応
じて F_cra＝F_cr−U_f（F_cr＞０） F_cra＝F_cr＋U_f（F_cr＜０）で与えられる。当然、位置制御部13bにおける速度指令V
_pは式（６）で良い。

第４図のブロック線図を式で表すと、式（５），
（６）のようになる。ロボットの基準座標系（x,y,z）
で表記されてい力（F_o−F_r）および位置（X_o−X_r）を転
置行列R^Tによって一度倣い座標系（ｘ′,y′,z′）での
表記へ変換し、選択行列，不感帯による処理を行った
後、再びＲによってロボットの基準座標系（x,y,z）の
表記に変換する。

上記のようにして得られた速度指令は逆ヤコビ行列演
算部17aで＝J^-1・Ｖに基づいて関節速度が求められ、この関節速度は補償
器12dに入力され、D/A変換された後、増幅されてサーボ
・モータ12aを駆動する。

次に、力信号・位置記憶部６に格納された力信号・位
置から如何にして力制御パラメータを算出するかを第３
図を参照して説明する。力信号・位置記憶部６には、力
信号F_rの時系列データが時間ｔに関する関数F_r（ｔ）と
して、位置X_rの時系列データが時間に関する関数X
_r（ｔ）として記憶される。

計算手段7aでは、力信号・位置記憶部６に記憶されて
いる力信号F_r（ｔ）および位置X_r（ｔ）をもとに、マニ
ピュレータと対象物間の物理的変数を算出する。マニピ
ュレータ・対象物系の剛性は、マニピュレータが対象物
に接触した瞬間t_oの位置X_r（t_o）ならびに時刻t₁におけ
る力F_r（t₁）および位置X_r（t₁）を用いて K₁＝｜F_r（t₁）／［X_r（t₁）−X_r（t₀）］｜で与えられる。ただし、F_r（t₁）＞０である。Ｋの値
は、ｔを変化したときの平均値あるいは最小２乗平均値
でも良い。

力信号F_r（ｔ）の振動周波数は、時間ｔに対する力F_r
（ｔ）に対してスペクトル分析を行い、力信号のスペク
トルから得ることが出来る。スペクトル値が高い周波数
f₁，f₂，…を振動周波数とする。スペクトル値の大きさ
から振動周波数f₁，f₂，…に対する振幅a₁，a₂，…を求
めることが出来る。

ロボット・コントローラ系全体に対する周波数帯域f_c
は、位置指令X₀を正弦波入力としたとき（周波数ｆ）、
マニピュレータの先端位置ｘとX₀の比（logx/X₀）のゲ
イン特性の遮断周波数を求めることで得られる。

力制御パラメータ算出部7bでは、計算手段7aで得られ
た値を用いて、安定に力を発生するように、力フィード
バック・ゲインC_f、補償器のゲインG_c、フィルタ定数
f_L、不感帯幅U_fおよびサーボ周期t_servoを算出する。物
理的変数から力制御パラメータを求める最適な手法は未
だ研究段階であり、公知文献も殆どないが、例示した物
理的変数が変わったときに力制御パラメータをどのよう
に変化させるとよい安定性が良くなるかの傾向は或る程
度判っているので、最も簡単な手法として線形関係を用
いれば、次のように力制御パラメータを求める方法が考
えられる。

C_f∝1/K,C_f∝f_i，C_f∝1/a_i f_L＝f_i U_f∝a₁ t_servo∝f_i 以上のパラメータを算出する際、１）算出手段７で求めた帯域f_cより小さい振動周波数f_i
に対する振幅が小さくなるように力フィードバック・ゲ
インC_f、補償器のゲインG_c、フィルタ定数f_Lを変化させ
る。

２）帯域f_cが大きくなるように、力フィードバック・ゲ
インC_f、補償器のゲインG_c、フィルタ定数f_L、サーボ周
期t_servoを変化させる。

などの方法を用いる。

算出された力制御パラメータは力制御パラメータ格納
部８に送られ、格納される。更に精度の良い力制御を行
う場合には、格納した力制御パラメータを力制御部14b
に送り、力フィードバック・ゲインC_fや補償器のゲイン
G_c、不感帯幅U_f，G_fL（ｓ）等の力制御に用いるパラメ
ータとサンプリング周期t_servoとを変更し、前記した手
順で再び力制御パラメータを算出する。

以上の操作を実作業で想定される作業の対象物体の全
てについて行い、力制御パラメータ格納部８に、page1,
page2,…,pagenのように、各page毎に格納しておく。

次に、マニピュレータに実際に作業させる際の手順に
ついて説明する。

実作業時には、ロボット動作プログラム10の指定によ
り、力制御パラメータ格納部８に格納されているpageか
ら力制御パラメータを取り出し、力制御部14bに送り、
力制御に用いるパラメータC_f，G_c，U_f，G_fL（ｓ）と、
系のサンプリング周期t_servoとを変更し、力制御を伴う
実作業を行う。

第６図に以上の動作手順を行うためのロボット動作プ
ログラム全体の一例を示す。同図において、FORCEは力
の発生を指示する文である。CALC PRMは力制御パラメー
タの計算を指示する文である。DISP PRMは力信号および
力制御パラメータの表示を指示する文である。IF（KEY
＝OK）THEN OKは、押下されたキーがOKであればOKの文
へ飛び、そうでなければ次の文へ進むべきことを指示す
る文である。SET PRM TO FORCE CONTROLは、力制御パラ
メータを力制御部にセットすべきことを指示する文であ
る。GO TO NOは、NOへ分岐すべきことを指示する文であ
る。SET PRM TO PAGEIは、力制御パラメータを力制御パ
ラメータ格納部のページＩにセットすべきことを指示す
る文である。SET PAGEI TO CONTROL FORCEは、力制御部
に力制御パラメータ格納部のページＩの力制御パターン
を力制御部にセットすべきことを指示する文である。

第６図（ａ）に示すように、力制御パラメータ算出時
には、マニピュレータの先端を実作業で用いる対象物体
の位置まで移動しておき、力を発生する。CALC PRM命令
で力・信号位置記憶部、計算手段、力制御パラメータ算
出部を動作させて、力制御パラメータの計算を行う。算
出したパラメータを力制御部へセットし、新しい力制御
パラメータで力を発生させる。

DISP PRM命令で新パラメータによる制御系で発生した
力信号の時系列および力制御パラメータをホスト・コン
ピュータのディスプレイに表示させる。オペレータの判
断により、発生した力が目標とする力の状態を満たして
おればキーボードへOKを入力して分岐先OKに分岐し、算
出した力制御パラメータを力制御パラメータ格納部のペ
ージＩへ格納する。もし満たしていなければ、NOへ分岐
させて再び同じ手順を繰り返す。

第６図（ｂ）に示すように、実作業時においては、対
象物体に力を作用させる直前に、算出しておいた力制御
パラメータを力制御パラメータ格納部のページＩから取
り出し、力制御部へセットし、力を発生させる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、作
業対象に最適な力制御パラメータを教示できるため、良
好な安定性および応答性を保ちながら力制御が必要な作
業を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明のシステ
ム構成例を示す図、第３図は本発明の１実施例のブロッ
ク図、第４図は位置制御部および力制御部の機能ブロッ
ク図、第５図はロボット座標系における単位ベクトルを
説明する図、第６図はロボット動作プログラムの１例を
示す図、第７図は力制御を伴う制御系の例を示す図であ
る。１……ロボット、２……操作部、３……位置検出部、４
……位置制御部、５……力検出部、６……力信号・位置
記憶部、７……計算手段＆力制御パラメータ算出部、7a
……計算手段、7b……力制御パラメータ算出部、８……
力制御パラメータ格納部、９……力制御部、10……ロボ
ット動作プログラム、11……マニピュレータ、12a……
モータ、12b……パワー・アンプ、12c……D/A変換器、1
3a……加算器、13b……位置制御部、14a……加算器、14
b……力制御部、15a……エンコーダ＆カウンタ、15b…
…タコメータ、16a……力覚センサ、16b……座標変換
部、17a……逆ヤコビ行列、17b……加算器、100……ロ
ボット・コントローラ、200……力制御パラメータ教示
部、300……ロボット動作プログラム格納部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西本克史神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (56)参考文献特開昭62−26505（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ロボット（１）と、ロボット（１）に対して操作量を与える操作部（２）
と、ロボットの位置を検出する位置検出部（３）と、検出された位置および設定位置をもとにロボットの位置
を制御する位置制御部（４）と、ロボットと対象物との間に働く力を検出する力検出部
（５）と、力信号・位置記憶部（６）、計算手段＆力制御パラメー
タ算出部（７）および力制御パラメータ格納部（８）を
有する力制御パラメータ教示部（200）と、検出された力、力の設定値および力制御のパラメータを
もとにロボットに作用する力を制御する力制御部（９）
とを有し、力信号・位置記憶部（６）は、検出された力信号および
位置を記憶し、計算手段＆力制御パラメータ算出部（７）は、力信号・
位置記憶部（６）の値に基づいて、ロボットと対象物の
間の剛性、振動周波数、振動の振幅およびロボットの系
全体の周波数帯域を計算し、計算の結果として求められ
た剛性、周波数、振幅および周波数帯域から、力制御部
が必要とする力制御パラメータを求め、力制御パラメータ格納部（８）は、力制御パラメータの
格納が指示された時に、計算手段＆力制御パラメータ算
出部（７）によって算出された力制御パラメータを記憶
し、力制御パラメータ格納部（８）から読み出された力制御
パラメータが力制御部（９）にセットされ、操作部（２）は、移動速度指令、位置制御部（４）の出
力値および力制御部（９）の出力値の和によって定めら
れる操作量をロボット（１）に与えることを特徴とする力制御ロボットの制御方式。