JPH0631664A - 倣い制御ロボットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 グラインダ作業等の倣い動作を行なう倣い制
御ロボットの軌道生成に関し、制御ループの特性に合わ
せた信号処理を行なうことにより倣い動作時の力制御性
能を向上させ、安定した力制御の可能な倣い制御ロボッ
トの制御装置を提供することを目的とする。 【構成】 制御対象１の制御を行なう倣い制御ロボット
の制御装置であって、制御対象１を作動させる操作部２
と、制御対象１の位置及び姿勢を制御する位置制御部９
と、制御対象１が受ける力を制御する力制御部６と、力
制御部６で用いる力信号の信号処理を行なう第１フィル
タ処理部５と、制御対象１と対象部材が接触している時
に、制御方向を算出する制御方向算出部８と、制御方向
算出部８で用いる力信号の信号処理を行なう第２フィル
タ処理部７とを有して構成し、対象部材との接触力を目
標力に追従するように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は倣い制御ロボットの制御
装置に係り、特に、グラインダ作業、バリ取り作業、研
磨作業等の倣い動作を行なう倣い制御ロボットの軌道生
成において、安定した力制御の可能な倣い制御ロボット
の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】力制御ロボットを用いて倣い動作を実現
するために、検出した接触力からロボットの制御方向を
算出し、それぞれの制御方向に基づいて位置制御、力制
御を行なう方法が既に提案されている（特開平３−１８
４７８６）。

【０００３】図６に、従来の倣い制御ロボットの制御装
置の構成図を示す。同図において、本従来例の倣い制御
ロボットの制御装置は、制御対象（対象部材の表面に沿
って加工等を行なう倣い制御ロボットであり、以下ロボ
ットという）１と、ロボット１を作動させる操作部２
と、ロボット１が受ける力を検出する力検出部１０３
と、ロボット１の位置、姿勢等を検出する位置検出部４
と、ロボット１と対象部材の接点の法線ベクトルを算出
して倣い座標系を算出すると共に、倣い座標系に沿って
ロボット１の移動方向ベクトルを算出する制御方向算出
部１０８と、制御対象１への力及び位置指令、並びに各
種パラメータの転送を行なう動作シーケンス生成部１１
０と、力検出部１０３により検出した力に基づいてロボ
ット１に与える力を制御する力制御部１０６と、位置検
出部４により検出した位置座標に基づいてロボット１の
位置を制御する位置制御部９とから構成されている。

【０００４】つまり、位置検出部４、位置制御部９、及
び操作部２により、ロボット１の先端位置を動作シーケ
ンス生成部１１０から指示される目標位置に従って移動
する位置フィードバックループを形成し、また、力検出
部１０３、力制御部１０６、及び操作部２により、力検
出部１０３で検出したロボット１の先端と対象部材との
接触力が動作シーケンス生成部１１０から生成される目
標力に一致するように力制御を行なう力フィードバック
ループを形成している。

【０００５】力検出部１０３には、フィルタ処理部１０
５が含まれており、力フィードバッックを行なう際、目
標力に安定に追従するような力波形を得るように信号処
理を行なう。例えば、力波形の高周波成分によって接触
力が振動的になる場合は、高周波成分を除去するローパ
ス・フィルタを用いる。

【０００６】制御方向算出部１０８では、力検出部１０
３で検出された接触力に基づいて制御方向を算出する。
算出された制御方向に基づいて、動きが拘束される方向
へは力制御を、動きが拘束されていない方向へは位置制
御を行なうと、倣い動作を実行できる。

【０００７】制御方向算出部１０８で算出される法線ベ
クトル及び移動方向ベクトルは、摩擦等の影響がある場
合に対象部材表面の法線方向及び接線方向と必ずしも一
致しない場合がある。従来の倣い制御ロボットの制御装
置では、力制御部１０６と制御方向算出部１０８の２つ
のフィードバックループで同一の力信号を受け取ってい
るため、算出した制御方向が実際と異なると、異なった
方向へ力制御を行ない、力制御の結果発生した接触力か
ら再び制御方向を算出して力制御を行なうといった動作
が行なわれることとなり、力制御の性能が劣化してい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
倣い制御ロボットの制御装置では、力制御部と制御方向
算出部の２つのフィードバックループで同一の力信号を
受け取っているため、算出した制御方向が実際と異なる
と、力制御の性能が劣化するという問題があった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するもので、
制御ループの特性に合わせた信号処理を行なうことによ
り倣い動作時の力制御性能を向上させ、安定した力制御
の可能な倣い制御ロボットの制御装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の特徴の倣い制御ロボットの制御装置
は、図１に示す如く、制御対象１の制御を行なう倣い制
御ロボットの制御装置であって、前記制御対象１を作動
させる操作部２と、前記制御対象１の位置及び姿勢を制
御する位置制御部９と、前記制御対象１が受ける力を制
御する力制御部６と、前記力制御部６で用いる力信号の
信号処理を行なう第１フィルタ処理部５と、前記制御対
象１と対象部材が接触している時に、制御方向を算出す
る制御方向算出部８と、前記制御方向算出部８で用いる
力信号の信号処理を行なう第２フィルタ処理部７とを有
して構成し、前記対象部材との接触力を目標力に追従す
るように制御する。

【００１１】また、本発明の第２の特徴の倣い制御ロボ
ットの制御装置は、図１に示す如く、制御対象となるロ
ボット１の制御を行なう倣い制御ロボットの制御装置で
あって、前記ロボット１を作動させる操作部２と、前記
ロボット１が受ける力を検出する力検出部３と、前記力
検出部３により検出した力に基づいて前記ロボット１に
与える力を制御する力制御部６と、前記ロボット１の位
置、姿勢等を検出する位置検出部４と、前記位置検出部
４により検出した位置座標に基づいて前記ロボット１の
位置及び姿勢を制御する位置制御部９と、前記力制御部
６で用いる力信号の信号処理を行なう第１フィルタ処理
部５と、前記ロボット１と対象部材が接触している時
に、接触力から前記ロボット１のアームの先端の拘束方
向及び可動方向を算出する制御方向算出部８と、前記制
御方向算出部８で用いる力信号の信号処理を行なう第２
フィルタ処理部７と、前記ロボット１への力及び位置指
令、並びに各種パラメータの転送を行なう動作シーケン
ス生成部１０とを有して構成し、前記対象部材との接触
力を目標力に追従するように制御する。

【００１２】また、本発明の第３の特徴の倣い制御ロボ
ットの制御装置は、請求項１または２に記載の倣い制御
ロボットの制御装置において、前記第１フィルタ処理部
５及び第２フィルタ処理部７は、ローパス・フィルタで
構成される。

【００１３】更に、本発明の第４の特徴の倣い制御ロボ
ットの制御装置は、請求項１または２に記載の倣い制御
ロボットの制御装置において、前記第１フィルタ処理部
５及び第２フィルタ処理部７は、ノッチ・フィルタで構
成される。

【００１４】

【作用】本発明の倣い制御ロボットの制御装置は、図１
に示す如く、動作シーケンス生成部１０からの目標力に
追従するように制御を行なう力検出部３、力制御部６、
及び操作部２から成る力フィードバックループと、動作
シーケンス生成部１０からの目標位置に追従するように
制御を行なう位置検出部４、位置制御部９、及び操作部
２から成る位置フィードバックループと、ロボット１と
対象部材が接触している時に、接触力から拘束方向及び
可動方向を算出する制御方向算出部８と、力制御部６に
取り込まれる力信号の信号処理を行なう第１フィルタ処
理部５と、制御方向算出部８に取り込まれる力信号の信
号処理を行なう第２フィルタ処理部７と、作業を実行す
るための制御指令を生成する動作シーケンス生成部１０
とから構成されている。

【００１５】第１フィルタ処理部５及び第２フィルタ処
理部７では、力検出部３で検出した接触力に適当なフィ
ルタリング処理を行ない、力制御部６及び制御方向算出
部８のそれぞれに必要な周波数成分を持つ力信号を生成
する。

【００１６】例えば、力制御部６の力信号を生成する第
１フィルタ処理部５では、ある程度高速な応答を要求さ
れるので、ややカットオフ周波数の高いローパス・フィ
ルタを用い、制御方向算出部８の力信号を生成する第２
フィルタ処理部７では、カットオフ周波数の低いローパ
ス・フィルタを用いる。

【００１７】このように、力制御部６の力信号と制御方
向算出部８の力信号を別々に生成することによって、そ
れぞれの制御対象に合わせたフィードバックループを組
むことができ、より倣い動作時の力制御性能を向上さ
せ、安定した力制御の可能な倣い制御ロボットの制御装
置を実現できる。

【００１８】

【実施例】次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。図１に本発明の一実施例に係る倣い制御ロボ
ットの制御装置の構成図を示す。図１において、図６
（従来例）と重複する部分には同一の符号を附す。

【００１９】同図において、本従来例の倣い制御ロボッ
トの制御装置は、制御対象（対象部材の表面に沿って加
工等を行なう倣い制御ロボットであり、以下ロボットと
いう）１と、ロボット１を作動させる操作部２と、ロボ
ット１が受ける力を検出する力検出部３と、ロボット１
の位置、姿勢等を検出する位置検出部４と、力制御部６
に取り込まれる力信号の信号処理を行なう第１フィルタ
処理部５と、制御方向算出部８に取り込まれる力信号の
信号処理を行なう第２フィルタ処理部７と、ロボット１
と対象部材が接触している時に接触力から拘束方向及び
可動方向を算出する制御方向算出部８と、ロボット１へ
の力及び位置指令、並びに各種パラメータの転送を行な
う動作シーケンス生成部１０と、力検出部３により検出
した力に基づいてロボット１に与える力を制御する力制
御部６と、位置検出部４により検出した位置座標に基づ
いてロボット１の位置を制御する位置制御部９とから構
成されている。

【００２０】位置検出部４、位置制御部９、及び操作部
２は、ロボット１の先端位置を動作シーケンス生成部１
０から指示される目標位置に従って移動する位置フィー
ドバックループを形成し、また、力検出部３、力制御部
６、及び操作部２は、力検出部３で検出したロボット１
の先端と対象部材との接触力が動作シーケンス生成部１
０から生成される目標力に一致するように力制御を行な
う力フィードバックループを形成している。

【００２１】位置検出部４は、制御対象であるロボット
アームの関節部のモータの回転角を検出するエンコーダ
及びカウンタと、回転角から基準座標系へ座標を変換す
る座標変換部とからなり、基準座標系でのロボット１の
先端位置を検出する。

【００２２】力検出部３は、ロボットアームの先端に接
続された力覚センサと、力覚センサで検出された電気信
号から基準座標系における接触力を算出する力信号算出
部とからなり、基準座標系での接触力を検出する。基準
座標系での接触力の算出は後述する。

【００２３】ロボットアームは操作部２によって駆動さ
れるが、操作部２は、サーボ・モータ、パワー・アン
プ、Ｄ／Ａコンバータ、及び補償器で構成され、位置制
御部９及び力制御部６で生成された基準座標系での速度
指令に追従するようにロボットの関節部を駆動する。

【００２４】位置制御部９は、位置検出部４で検出され
たロボット１の先端位置Ｘ、動作シーケンス生成部１０
から与えられた目標位置Ｘ_O 、及び位置制御ゲイン等の
位置制御パラメータに基づいて、位置制御方向の速度指
令信号Ｖ_P を生成する。

【００２５】力制御部６は、第１フィルタ処理部５によ
り信号処理された力信号、設定力（力指令Ｆ_O ）、及び
力制御パラメータに基づいて力制御方向の速度指令信号
Ｖ_fを生成する。

【００２６】制御方向算出部８は、第２フィルタ処理部
７により信号処理された力信号、及び倣い軌道を決定す
るために予め設定されているベクトルｏ_OPから、倣い動
作を行なうための制御方向を算出する。

【００２７】また、第１フィルタ処理部５は、力検出部
３により検出された力Ｆから、力制御部６で用いる力信
号を生成し、第２フィルタ処理部７は、制御方向算出部
８で用いる力信号を生成する。

【００２８】更に、動作シーケンス生成部１０には、オ
ペレータにより作業のための動作手順が設定され、以下
の処理を行なう。 （１）力指令Ｆ_O の発生、力制御パラメータの転送 （２）位置指令Ｘ_O の発生、位置制御パラメータの転送 （３）位置制御、力制御の切り換え （４）フィルタ帯域の設定 （５）倣い軌道を決定するベクトルの設定 次に、本実施例の制御方向算出部８の詳細構成図を図２
に示す。

【００２９】倣い動作の制御方向は、接触点における倣
い座標系から決定される。倣い座標系は接触点で定義さ
れる直交座標系であり、力制御を行なう力制御方向の単
位ベクトルをｎ、ロボット１の先端の移動方向の単位ベ
クトルをｏ、ベクトルｎ及びｏに直交するもう１つの位
置制御方向の単位ベクトルをａとする。単位ベクトル
ｎ、ｏ、及びａは、 ａ＝ｎ×ｏ を満たす。

【００３０】ある接触点での法線ベクトルｎは、次のよ
うにして求められる。尚、法線ベクトルｎの算出方法
は、特開平３−１８４７８６に開示されている方法と同
一である。

【００３１】単位法線ベクトルｎは、基準座標系で記述
された接触力^O Ｆから算出される。力検出部３の力覚セ
ンサでは、力覚センサ座標系で記述された接触点での反
力^SＦのＸ_S 、Ｙ_S 、及びＺ_S 方向のそれぞれの分力ｆ
_X 、ｆ_Y 、及びｆ_Z 、並びに、各座標軸回りのモーメン
トｍ_X 、ｍ_Y 、及びｍ_Z が検出される。ここで、座標軸
Ｘ_S 、Ｙ_S 、及びＺ_S は力覚センサ座標系を表す。以下
では、力覚センサの検出するモーメント成分についての
説明は省略する。

【００３２】反力^S Ｆをベクトル表示すると（Ｓは力覚
センサ座標系Ｏ_S −Ｘ_S Ｙ_S Ｚ _S で記述されている
ことを示す）、^S Ｆ＝（^S ｆ_X ^S ｆ_Y ^S ｆ_Z ）^T となる。力覚センサ座標系で記述された接触力^S Ｆを基
準座標系で表すと、^O Ｆ＝^O Ａ_S ・^S Ｆ ＝（^O ｆ_X ^O ｆ_Y ^O ｆ_Z ）^T である。座標変換行列^O Ａ_S は、力覚センサの姿勢によ
って変化し、ロボットアームの関節角θ_i を同次変換
（或いはDenavit-Hartenbergの記法）を用いて求めるこ
とができる。以下、接触力^O ＦをＦとし、その成分を、 Ｆ＝（ｆ_X ｆ_Y ｆ_Z ）^T で表す。

【００３３】接触力Ｆは、第２フィルタ処理部７で信号
処理された後、制御方向算出部８へ転送される。倣い座
標系の単位法線ベクトルｎは、接触力Ｆと逆向きのベク
トルであり、成分表示すると、

【００３４】

【数１】

【００３５】である。次に、オペレータが与えた移動方
向ベクトルｏ_OPと、求めた法線ベクトルｎを用いて、移
動方向ベクトルｏを算出する。但し、移動方向ベクトル
ｏ_OPと法線ベクトルｎは、 ｏ_OP＝ｎ、 または ｏ_OP＝−ｎ を満たさないものとする。移動方向ベクトルｏは、法線
ベクトルｎに直交し、移動方向ベクトルｏ_OPと法線ベク
トルｎの成す平面上にあるベクトルである。この時、倣
い座標系の座標軸を表す単位ベクトルの１つであるａ
は、法線ベクトルｎと移動方向ベクトルｏ_OPを用いて、 ａ＝（ｎ×ｏ_OP）／｜ｎ×ｏ_OP｜ で表される。移動方向ベクトルｏは、ベクトルｎ及びａ
の直交関係により、 ｏ＝ａ×ｎ で求められる。

【００３６】次に、次に、本実施例の力制御部６の詳細
構成図を図３に示す。同図に示すように、力制御部６
は、転置座標変換行列（Ｒ^T ）演算部６１と、力補償器
６２と、選択行列（Ｓ_f ）演算部６３と、座標変換行列
（Ｒ）演算部６４とから構成されている。

【００３７】力制御部６では、算出された倣い座標系
ｎ、ｏ、及びａ、並びに、力検出部３で検出された接触
力Ｆを第１フィルタ処理部５によって信号処理した力信
号を用いて力制御を行なう。

【００３８】力信号は、転置座標変換行列（Ｒ^T ）演算
部６１で求められる座標変換行列Ｒ ^T によって、基準座
標系から倣い座標系に変換される。座標変換行列Ｒ
^T は、単位ベクトルｎ、ｏ、及びａで与えられ、例え
ば、スカラ型ロボットのように並進３自由度、回転１自
由度の場合、

【００３９】

【数２】

【００４０】となる。尚、座標変換行列Ｒ^T は、倣い座
標系から基準座標系にベクトルを変換する座標変換行列
Ｒの転置行列であり、座標変換行列Ｒは、

【００４１】

【数３】

【００４２】で表される。力補償器６２では、倣い座標
系で記述された接触力Ｆ、目標力Ｆ_O 、及び力制御ゲイ
ンＧに基づいて、力速度指令信号を生成する。

【００４３】選択行列（Ｓ_f ）演算部６３で求められる
選択行列Ｓ_f は、力速度指令信号の力制御方向成分のみ
を取り出すために用いられる。選択行列Ｓ_f は、

【００４４】

【数４】

【００４５】で与えられる。更に力速度指令信号は、座
標変換行列Ｒによって、倣い座標系から基準座標系へ変
換される。

【００４６】次に、本実施例の第１フィルタ処理部５及
び第２フィルタ処理部７は、ディジタル・フィルタで構
成され、力制御部６及び制御方向算出部８で必要となる
力信号に応じて適当な種類のフィルタが選択される。例
えば、フィルタとして一次のバターワース・ローパス・
フィルタ（低域通過型フィルタ）を用いる場合、離散形
の伝達関数Ｈ（ｚ）は、次式で与えられる。

【００４７】

【数５】

【００４８】但し、Ｆ（ｚ）はフィルタ通過前の力信号
Ｆのｚ変換、Ｆ^* （ｚ）はフィルタ通過後の力信号のｚ
変換、τはサンプリング時間、ｆ_C はカットオフ周波
数、ｚ^-1はｚ変換の演算子である。カットオフ周波数ｆ
_C はオペレータによって与えられる。

【００４９】フラットな特性のフィルタを用いると、共
振特性を示す場合がある。この場合、共振周波数付近の
信号成分を選択的にカットするノッチ・フィルタを用い
るとよい。ノッチ・フィルタを用いる場合、離散形の伝
達関数Ｈ（ｚ）は次式で与えられる。

【００５０】

【数６】

【００５１】但し、ζは減衰係数である。尚、カットオ
フ周波数ｆ_C 、減衰係数ζはオペレータが与える。フィ
ルタを直列に配置すると、それぞれのフィルタ特性を兼
ね備えた信号特性となる。従って、上述したローパス・
フィルタとノッチ・フィルタを組み合わせて、第１フィ
ルタ処理部５及び第２フィルタ処理部７を２つのフィル
タ特性を持つように構成してもよい。

【００５２】図４に本実施例の倣い制御ロボットの制御
装置における倣い動作時の接触力の時間応答の例を示
す。同図（１）の接触力の時間応答特性図において、横
軸は時間、縦軸は接触力（force[Kgf]）である。また同
図（２）は、この時のロボット先端の基準座標系のＺ軸
方向の位置座標を表しており、横軸は時間、縦軸はＺ座
標（pos-Z[mm] ）である。

【００５３】同図の特性は、倣い動作の開始時の設定
を、基準座標系のＺ軸方向に０．５［Ｋｇｆ］の力制御
とし、進行方向はＹ軸方向とし、また、第１フィルタ処
理部５のカットオフ周波数ｆ_C1＝２０［Ｈｚ］、第２フ
ィルタ処理部７のカットオフ周波数ｆ_C2＝１［Ｈｚ］と
した。

【００５４】また、図５は従来の倣い制御ロボットの制
御装置における倣い動作時の接触力の時間応答特性図で
ある。同図（１）はフィルタ処理部１０５のカットオフ
周波数ｆ_C ＝２０［Ｈｚ］、同図（２）はフィルタ処理
部１０５のカットオフ周波数ｆ_C ＝１［Ｈｚ］としてい
る。

【００５５】図４及び図５を比較して分かるように、従
来の制御装置のようにフィルタ処理部を分離せずに倣い
動作を行なった場合に比べて、本実施例のようにフィル
タ処理部を第１フィルタ処理部５及び第２フィルタ処理
部７に分離した場合の方が、目標力に対する追従性が良
くなっていることが分かる。

【００５６】以上のように、本実施例では、フィルタ処
理部を力制御用の第１フィルタ処理部５と制御方向算出
用の第２フィルタ処理部７に分離し、第１フィルタ処理
部５のカットオフ周波数ｆ_C1を第２フィルタ処理部７の
カットオフ周波数ｆ_C2よりも大きく（ｆ_C1＞ｆ_C2）する
と効果があることを示した。

【００５７】しかし、第２フィルタ処理部７のカットオ
フ周波数ｆ_C2の値を小さくとると、図４（１）の１０
秒、２７秒、及び３８秒付近の接触力の時間応答から分
かるように、倣い面の傾きの変化が大きいと制御方向の
切り換えが遅くなるために、接触力と目標力の偏差が一
時的に大きくなる。従って、傾きの変化が激しい局面を
倣う場合には、第２フィルタ処理部７のカットオフ周波
数ｆ_C2を第１フィルタ処理部５のカットオフ周波数ｆ_C1
よりも大きく（ｆ_C2＞ｆ_C1）して、制御方向の切り換え
を速く行なうようにするとよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動作シーケンス生成部からの目標力に追従するように制
御を行なう力検出部、力制御部、及び操作部から成る力
フィードバックループと、動作シーケンス生成部からの
目標位置に追従するように制御を行なう位置検出部、位
置制御部、及び操作部から成る位置フィードバックルー
プと、ロボットと対象部材が接触している時に、接触力
から拘束方向及び可動方向を算出する制御方向算出部
と、力制御部に取り込まれる力信号の信号処理を行なう
第１フィルタ処理部と、制御方向算出部８に取り込まれ
る力信号の信号処理を行なう第２フィルタ処理部と、作
業を実行するための制御指令を生成する動作シーケンス
生成部とを具備し、第１フィルタ処理部及び第２フィル
タ処理部では、力検出部で検出した接触力に適当なフィ
ルタリング処理を行ない、力制御部及び制御方向算出部
のそれぞれに必要な周波数成分を持つ力信号を生成する
こととしたので、力制御部の力信号と制御方向算出部の
力信号を別々に生成することによって、それぞれの制御
対象に合わせたフィードバックループを組むことがで
き、より倣い動作時の力制御性能を向上させ、安定した
力制御の可能な倣い制御ロボットの制御装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る倣い制御ロボットの制
御装置の構成図である。

【図２】実施例の制御方向算出部の詳細構成図である。

【図３】実施例の力制御部の詳細構成図である。

【図４】実施例の倣い制御ロボットの制御装置における
倣い動作時の接触力の時間応答例であり、図４（１）は
接触力の時間応答特性図、図４（２）はロボット先端の
基準座標系のＺ軸方向の位置座標である。

【図５】従来の倣い制御ロボットの制御装置における倣
い動作時の接触力の時間応答特性図であり、図５（１）
はフィルタ処理部のカットオフ周波数ｆ_C ＝２０［Ｈ
ｚ］、図５（２）はフィルタ処理部のカットオフ周波数
ｆ_C ＝１［Ｈｚ］である。

【図６】従来の倣い制御ロボットの制御装置の構成図で
ある。

【符号の説明】

１…制御対象（ロボット） ２…操作部 ３，１０３…力検出部 ４…位置検出部 ５…第１フィルタ処理部 １０５…フィルタ処理部 ６，１０６…力制御部 ７…第２フィルタ処理部 ８，１０８…制御方向算出部 ９…位置制御部 １０，１１０…動作シーケンス生成部 Ｘ…位置検出部で検出されるロボットの先端位置 Ｘ_O …動作シーケンス生成部から与えられる目標位置 Ｖ_P …位置制御方向の速度指令信号 Ｆ…接触力 Ｆ_O …動作シーケンス生成部から与えられる設定力（力
指令） Ｖ_f …力制御方向の速度指令信号 ６１…転置座標変換行列（Ｒ^T ）演算部 ６２…力補償器 ６３…選択行列（Ｓ_f ）演算部 ６４…座標変換行列（Ｒ）演算部 ｆ_C1…第１フィルタ処理部のカットオフ周波数 ｆ_C2…第２フィルタ処理部のカットオフ周波数 ｎ，ｏ，ａ…単位ベクトル ｏ_OP…移動方向ベクトル Ｇ…力制御ゲイン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象（１）の制御を行なう倣い制御
   ロボットの制御装置であって、 前記制御対象（１）を作動させる操作部（２）と、 前記制御対象（１）の位置及び姿勢を制御する位置制御
   部（９）と、 前記制御対象（１）が受ける力を制御する力制御部
   （６）と、 前記力制御部（６）で用いる力信号の信号処理を行なう
   第１フィルタ処理部（５）と、 前記制御対象（１）と対象部材が接触している時に、制
   御方向を算出する制御方向算出部（８）と、 前記制御方向算出部（８）で用いる力信号の信号処理を
   行なう第２フィルタ処理部（７）とを有し、 前記対象部材との接触力を目標力に追従するように制御
   することを特徴とする倣い制御ロボットの制御装置。
2. 【請求項２】 制御対象となるロボット（１）の制御を
   行なう倣い制御ロボットの制御装置であって、 前記ロボット（１）を作動させる操作部（２）と、 前記ロボット（１）が受ける力を検出する力検出部
   （３）と、 前記力検出部（３）により検出した力に基づいて前記ロ
   ボット（１）に与える力を制御する力制御部（６）と、 前記ロボット（１）の位置、姿勢等を検出する位置検出
   部（４）と、 前記位置検出部（４）により検出した位置座標に基づい
   て前記ロボット（１）の位置及び姿勢を制御する位置制
   御部（９）と、 前記力制御部（６）で用いる力信号の信号処理を行なう
   第１フィルタ処理部（５）と、 前記ロボット（１）と対象部材が接触している時に、接
   触力から前記ロボット（１）のアームの先端の拘束方向
   及び可動方向を算出する制御方向算出部（８）と、 前記制御方向算出部（８）で用いる力信号の信号処理を
   行なう第２フィルタ処理部（７）と、 前記ロボット（１）への力及び位置指令、並びに各種パ
   ラメータの転送を行なう動作シーケンス生成部（１０）
   とを有し、 前記対象部材との接触力を目標力に追従するように制御
   することを特徴とする倣い制御ロボットの制御装置。
3. 【請求項３】 前記第１フィルタ処理部（５）及び第２
   フィルタ処理部（７）は、ローパス・フィルタで構成さ
   れることを特徴とする請求項１または２に記載の倣い制
   御ロボットの制御装置。
4. 【請求項４】 前記第１フィルタ処理部（５）及び第２
   フィルタ処理部（７）は、ノッチ・フィルタで構成され
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の倣い制御
   ロボットの制御装置。