JPH08187687A - Control device for robot and hand device for robot - Google Patents

Control device for robot and hand device for robot

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JPH08187687A
JPH08187687A JP188895A JP188895A JPH08187687A JP H08187687 A JPH08187687 A JP H08187687A JP 188895 A JP188895 A JP 188895A JP 188895 A JP188895 A JP 188895A JP H08187687 A JPH08187687 A JP H08187687A
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JP
Japan
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hand
force
component
robot
unit
Prior art date
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JP188895A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Toyoshima
毅 豊嶋
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08187687A publication Critical patent/JPH08187687A/en
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Abstract

PURPOSE: To quickly and surely perform mounting a part by additionally providing objective track control with compliance control to reduce mounting resistance between the parts, and similarly additionally providing control of rotating the part to reduce force necessary for mounting the part. CONSTITUTION: In a control device 7, an output data from a force sensor 8, arranged in a robot, is detected by a force detecting part 9. A mounting objective track relating to a mounted part of a mounting part is produced in a target track producing part 10, also to correct the produced target track based on the detected force data suitably in a target track producing part 11. Further based on the detected force data, position displacement and attitude displacement of the mounting part are calculated respectively in a compliance control part 12, also to similarly determined rotating the mounting part in a rotary track producing part 13. Each command value from the compliance control part 12 and from the track producing part 13 is synthesized in a PID control part 14, to respectively dispatch an operation command in each operating mechanism arranged in the robot 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ハンドに保持した挿
着部品に働く力を検出しながら、この挿着部品の挿着作
業を行うロボットの制御装置に係り、特に、シャフトや
ロ−ラ部品などの円筒形部品の嵌合動作を高速に行うた
めの制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a robot which inserts an insert part while detecting a force acting on the insert part held by a hand, and more particularly to a shaft and a roller. The present invention relates to a control device for performing a fitting operation of a cylindrical part such as a part at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、産業用ロボットによる組立ライン
の自動化が進み、精密部品の組立など、より高度な作業
がロボットに要求されるようになってきている。精密部
品の組立工程では、シャフト部品に対してリング形のロ
−ラ部品を挿着嵌合する場合のように、部品どうしの高
い相対位置決め精度が要求される場合がある。このよう
な挿着動作では、数μmのオ−ダでの位置決め精度がロ
ボットに要求されるが、現在のロボットの機械的位置決
め精度では上述した精度は実現が非常に難しいというこ
とがある。
2. Description of the Related Art In recent years, automation of an assembly line by an industrial robot has been advanced, and more sophisticated work such as assembly of precision parts has been required of the robot. In the process of assembling precision parts, high relative positioning accuracy between parts may be required as in the case of inserting and fitting a ring-shaped roller part into a shaft part. In such an inserting operation, the robot is required to have a positioning accuracy of the order of several μm, but it may be very difficult to realize the above-mentioned accuracy with the current mechanical positioning accuracy of the robot.

【0003】このため、上述した課題を解決する手段と
して、従来、挿着作業を行うロボットにコンプライアン
ス機構あるいはコンプライアンス制御と称される機構や
制御を適用することが行われている。
Therefore, as a means for solving the above-mentioned problems, conventionally, a mechanism or control called a compliance mechanism or compliance control has been applied to a robot for inserting and inserting work.

【0004】コンプライアンス機構は、例えば追従機構
あるいは迎合機構と訳される。すなわち、上記ロボット
のハンド(手先)にバネやダンパなど弾性要素を組み込
むことにより柔軟性を持たせ、挿着部品と被挿着部品と
の位置決め誤差をその柔軟性により吸収し、上記挿着部
品を上記被挿着部品に追従させるようにして挿着する機
構である。
The compliance mechanism is translated, for example, as a follow-up mechanism or an acceptance mechanism. That is, flexibility is provided by incorporating elastic elements such as springs and dampers in the hand (hand) of the robot, and the positioning error between the insertion component and the insertion component is absorbed by the flexibility, and the insertion component is inserted. Is a mechanism for inserting and mounting so as to follow the parts to be inserted.

【0005】一方、コンプライアンス制御は、例えば追
従制御あるいは迎合制御と訳される。すなわち、上記コ
ンプライアンス機構と同様の動きを、ソフトウェア上で
実現する手法である。
On the other hand, the compliance control is translated as follow-up control or admission control, for example. That is, it is a method of realizing the same movement as the compliance mechanism on software.

【0006】このコンプライアンス制御では、挿着動作
を行った際の挿着部品の挿着抵抗(実際に挿着できない
場合(挿着部品の一部が被挿着部品の端面に衝突する場
合)も含む)を検出し、この挿着抵抗に基づいて上記挿
着部品の傾きや位置ずれを微小補正しながら、上記部品
の挿着を行っていくという制御を行う。
In this compliance control, the insertion resistance of the insertion component when the insertion operation is performed (when the insertion component cannot be actually inserted (when a part of the insertion component collides with the end surface of the insertion component)) (Including) is detected, and control is performed such that the components are inserted while the inclination and the positional deviation of the components are finely corrected based on the insertion resistance.

【0007】すなわち、これらの方法(機構、制御)は
いずれも、ロボットのハンドに一定のコンプライアンス
(追従性)を設けることで、上記ハンドを部品挿着時の
外力に対して微小変位可能とし、被挿着部品との位置誤
差を吸収しようとするものである。
That is, in all of these methods (mechanisms and controls), by providing the robot hand with a certain compliance (following property), the hand can be finely displaced with respect to an external force at the time of component insertion, It is intended to absorb a position error with respect to the component to be inserted.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のコンプライアンス機構やコンプライアンス制御に
は、以下に説明する解決すべき課題がある。まず、コン
プライアンス機構による方法は、ロボットのハンドにそ
の作業に最適な柔軟性を有する機構を設けることでコン
プライアンス動作を直接的に実現できるから、コンプラ
イアンス制御のようにソフトウェアを介在させる方法に
比べ安定でかつ高速な動作が期待できる。
By the way, the above-mentioned conventional compliance mechanism and compliance control have problems to be solved as described below. First of all, the method using the compliance mechanism can directly realize the compliance operation by providing the robot hand with a mechanism having the optimum flexibility for the work, so that it is more stable than the method involving software such as the compliance control. And high-speed operation can be expected.

【0009】しかし、コンプライアンス機構では、ロボ
ットハンドの柔軟性の設定を挿着動作中に変えることは
できないので、特定種類の部品の挿着作業にしか使用で
きない。
However, since the compliance mechanism cannot change the setting of the flexibility of the robot hand during the insertion operation, it can be used only for the insertion work of a specific type of component.

【0010】また、一般に上記ハンドの柔軟性を大きく
設定すればハンドの手先は柔らかくなり追従性がより向
上するが、反対に挿着動作の際に適切な挿着力が得られ
ず挿着が困難になる場合がある。しかし、反対に柔軟性
を小さくすると、挿着部品がアルミニウム等により成形
された軟らかな精密部品である場合には、無理な挿着に
よりこの部品を傷付けてしまう恐れがある。
In general, if the flexibility of the hand is set to be large, the hand of the hand becomes softer and the followability is further improved, but on the contrary, proper insertion force cannot be obtained at the time of insertion operation and insertion is difficult. May be. However, if the flexibility is reduced, on the other hand, if the insertion component is a soft precision component formed of aluminum or the like, there is a risk that the component will be damaged by excessive insertion.

【0011】一方、ソフトウェアでコンプライアンス機
構を実現するコンプライアンス制御では、作業に応じて
適宜最適な柔軟性を設定できる自由度がある。しかし、
ソフトウェアを介在させる方法であるため、上記コンプ
ライアンス機構に比べて速度や安定性の点でやや劣ると
いう課題がある。
On the other hand, in compliance control in which a compliance mechanism is realized by software, there is a degree of freedom in which optimum flexibility can be set appropriately according to the work. But,
Since the method involves software, there is a problem that it is slightly inferior in speed and stability as compared with the compliance mechanism.

【0012】また、上記いずれの方法も、上記挿着部品
の挿着軌道を変更せずに、上記部品の姿勢のみを補正す
ることで、良好な挿着を行おうとしている。したがっ
て、挿着部品と被挿着部品間の相対的な位置や姿勢誤差
が比較的大きな場合、挿着するにしたがって部品どうし
の接触力が大きくなって上記コンプライアンス動作が不
可能になったり、部品を傷付けたりする恐れがあった。
Also, in any of the above methods, good insertion is attempted by correcting only the posture of the insertion component without changing the insertion trajectory of the insertion component. Therefore, when the relative position or attitude error between the insertion component and the insertion component is relatively large, the contact force between the components increases as the components are inserted, and the compliance operation becomes impossible. There was a risk of scratching.

【0013】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、従来のコンプライアンス機構およびコンプ
ライアンス制御の欠点を補い、挿着部品を高速でかつ小
さい挿着力で挿着することができるロボットの制御装置
およびロボットのハンド装置を提供することを目的とす
るものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended for a robot capable of compensating for the drawbacks of the conventional compliance mechanism and compliance control and for inserting and inserting the insertion parts at high speed and with a small insertion force. An object of the present invention is to provide a control device and a robot hand device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この発明の第1の手段
は、ハンドを具備しこのハンドに保持した挿着部品を被
挿着部品の所定の挿着位置に挿着するロボットを制御す
るロボットの制御装置において、上記ハンドに接続さ
れ、上記挿着部品の被挿着部品に対する挿着抵抗力を所
定時間毎に検出する力検出部と、挿着部品の目標軌道を
生成する目標軌道生成部と、上記力検出部による検出結
果に基づいて上記目標軌道生成部によって生成された目
標軌道を補正する軌道補正部と、上記力検出部による所
定時間毎の検出結果に基づき、上記被挿着部品に対する
上記挿着部品の位置ずれおよび姿勢を補正するための上
記ハンドの移動を決定するコンプライアンス制御部と、
上記力検出部により検出された上記挿着抵抗力に基づい
て上記挿着部品を保持したハンドを回転させることを決
定する回転軌道生成部と、上記コンプライアンス制御部
からの移動指令と、回転軌道生成部からの回転指令とを
合成し、この合成値に追従させるように上記ハンドを駆
動制御する追従制御部とを有することを特徴とするロボ
ットの制御装置である。
A first means of the present invention is a robot for controlling a robot which has a hand and inserts an insertion component held by the hand into a predetermined insertion position of an insertion target component. In the control device, a force detection unit connected to the hand and configured to detect the insertion resistance force of the insertion component with respect to the insertion target component at predetermined time intervals, and a target trajectory generation unit that generates a target trajectory of the insertion component. And a trajectory correction unit that corrects the target trajectory generated by the target trajectory generation unit based on the detection result of the force detection unit, and the inserted component based on the detection result of the force detection unit at predetermined time intervals. A compliance control unit that determines the movement of the hand to correct the positional deviation and the posture of the insertion part with respect to
A rotation trajectory generation unit that determines to rotate the hand holding the insertion component based on the insertion resistance force detected by the force detection unit, a movement command from the compliance control unit, and a rotation trajectory generation And a follow-up controller that drives and controls the hand so as to follow the combined value.

【0015】第2の手段は、ハンドを具備しこのハンド
に保持した挿着部品を被挿着部品の所定の挿着位置に挿
着するロボットを制御するロボットの制御装置におい
て、上記ハンドに接続され、上記挿着部品の被挿着部品
に対する挿着抵抗力を所定時間毎に検出する力検出部
と、挿着部品の目標軌道を生成する目標軌道生成部と、
上記力検出部による検出結果に基づいて上記目標軌道生
成部によって生成された目標軌道を補正する軌道補正部
と、上記力検出部による所定時間毎の検出結果に基づ
き、上記被挿着部品に対する上記挿着部品の位置ずれお
よび姿勢を補正するための上記ハンドの移動を決定する
コンプライアンス制御部と、上記コンプライアンス制御
部からの移動指令に追従させるように上記ハンドを駆動
制御する追従制御部とを有することを特徴とするロボッ
トの制御装置。
The second means is a robot controller for controlling a robot having a hand and inserting and holding the insertion part held in the hand at a predetermined insertion position of the insertion target part, which is connected to the hand. A force detection unit that detects the insertion resistance force of the insertion component with respect to the insertion target component at predetermined time intervals, and a target trajectory generation unit that generates a target trajectory of the insertion component,
A trajectory correction unit that corrects the target trajectory generated by the target trajectory generation unit based on the detection result by the force detection unit, and the above-described component for the component to be inserted based on the detection result by the force detection unit at predetermined time intervals. It has a compliance control unit that determines the movement of the hand for correcting the position shift and posture of the insertion part, and a tracking control unit that drives and controls the hand so as to follow the movement command from the compliance control unit. A control device for a robot characterized by the above.

【0016】第3の手段は、第1あるいは第2の手段の
ロボットの制御装置において、上記軌道補正部は、上記
コンプライアンス制御部により上記挿着部品の位置およ
び姿勢が補正され上記挿着部品の挿着抵抗力が小さくな
った場合に、上記力検出部の検出結果に基づいてそのこ
とを検出する検出手段と、その際の上記ロボットハンド
の位置および姿勢を前記目標軌道に付加することで新た
な目標軌道に補正する補正手段とを有するものであるこ
とを特徴とするロボットの制御装置である。
A third means is the robot control apparatus according to the first or second means, wherein the trajectory correction section corrects the position and orientation of the insertion part by the compliance control section, and When the insertion resistance becomes small, a detection means for detecting the fact based on the detection result of the force detection unit and a position and posture of the robot hand at that time are added to the target trajectory to newly add A control device for a robot, comprising: a correction means for correcting the target trajectory.

【0017】第4の手段は、第3の手段のロボットの制
御装置において、上記軌道補正部の検出手段は、前記力
検出部により検出される挿着抵抗力が、一旦所定のしき
い値を越えた後再びしきい値以下となった事実を検知す
ることで、挿着抵抗力が小さくなったことを検出するも
のであることを特徴とするロボットの制御装置である。
A fourth means is the robot control device according to the third means, wherein the detecting means of the trajectory correcting section causes the insertion resistance force detected by the force detecting section to once reach a predetermined threshold value. The robot control device is characterized in that it detects that the insertion resistance has become small by detecting the fact that it has fallen below the threshold value again after exceeding.

【0018】第5の手段は、ハンドを具備しこのハンド
に保持した挿着部品を被挿着部品の所定の挿着位置に挿
着するロボットを制御するロボットの制御装置におい
て、上記ハンドに接続され、上記挿着部品の被挿着部品
に対する挿着抵抗力を所定時間毎に検出する力検出部
と、挿着部品の目標軌道を生成する目標軌道生成部と、
上記力検出部による所定時間毎の検出結果に基づき、上
記被挿着部品に対する上記挿着部品の位置ずれおよび姿
勢を補正するための上記ハンドの移動を決定するコンプ
ライアンス制御部と、上記力検出部により検出された挿
着抵抗力に基づいて上記挿着部品を保持したハンドを回
転させることを決定する回転軌道生成部と、上記コンプ
ライアンス制御部からの移動指令と、回転軌道生成部か
らの回転指令とを合成し、この合成値に追従させるよう
に上記ハンドを駆動制御する追従制御部とを有すること
を特徴とするロボットの制御装置である。
The fifth means is a robot control device for controlling a robot having a hand and inserting and holding the insertion part held by the hand at a predetermined insertion position of the insertion target part, which is connected to the hand. A force detection unit that detects the insertion resistance force of the insertion component with respect to the insertion target component at predetermined time intervals, and a target trajectory generation unit that generates a target trajectory of the insertion component,
A compliance control unit that determines the movement of the hand for correcting the positional deviation and the posture of the insertion component with respect to the insertion component based on the detection result by the force detection unit at predetermined time intervals, and the force detection unit. A rotation trajectory generation unit that determines to rotate the hand holding the insertion component based on the insertion resistance force detected by, a movement command from the compliance control unit, and a rotation command from the rotation trajectory generation unit. And a follow-up controller that drives and controls the hand so as to follow the combined value.

【0019】第6の手段は、第1あるいは第5の手段の
ロボットの制御装置において、上記回転軌道生成部は、
上記挿着抵抗力に比例する角度だけ上記挿着部品を保持
したハンドを回転させることを決定するものであること
を特徴とするロボットの制御装置である。
A sixth means is the robot controller according to the first or fifth means, wherein the rotational trajectory generating section is
The robot controller is characterized in that it is determined to rotate the hand holding the insertion part by an angle proportional to the insertion resistance force.

【0020】第7の手段は、円筒部品あるいは軸部品を
保持するハンドを有し、このハンドを駆動することで一
方の部品を他方の部品に挿着するハンド装置において、
上記ハンドを保持する本体と、この本体に設けられ、上
記ハンドに保持した部品に加わる挿着抵抗力が所定値以
上となると、挿着方向の変位をハンドの回転方向の変位
に変換し、上記ハンドを回転駆動する回転駆動手段とを
有することを特徴とするハンド装置である。
The seventh means has a hand for holding a cylindrical part or a shaft part, and a hand device for driving one hand to insert one part into the other part,
A main body for holding the hand, and when the insertion resistance force applied to the parts held by the main body and held by the main body becomes a predetermined value or more, the displacement in the insertion direction is converted into the displacement in the rotational direction of the hand, and A hand device, comprising: a rotation driving unit that rotationally drives the hand.

【0021】第8の手段は、第7の手段のハンド装置に
おいて、上記回転駆動手段は、上記ハンドに接続された
螺旋軸と、上記本体に、上記螺旋軸と組み合わされた状
態で固定され、上記螺旋軸の軸方向の変位をこの螺旋軸
の回転に変換するナットと、上記本体に設けられ、上記
螺旋軸の軸方向への移動を規制するばねとを有するもの
であることを特徴とするハンド装置である。
An eighth means is the hand device according to the seventh means, wherein the rotation driving means is fixed to the spiral shaft connected to the hand and to the main body in a state of being combined with the spiral shaft. It is characterized in that it has a nut for converting axial displacement of the spiral shaft into rotation of the spiral shaft, and a spring provided in the main body for restricting movement of the spiral shaft in the axial direction. It is a hand device.

【0022】[0022]

【作用】第1の手段によれば、コンプライアンス制御
を、目標軌道の補正を加えつつ行うことができると共
に、必要に応じて挿着部品を回転させることで、この部
品の挿着をスム−ズに行うことができる。
According to the first means, the compliance control can be performed while the target trajectory is being corrected, and by rotating the insertion component as necessary, this component can be smoothly inserted. Can be done.

【0023】第2、第3の手段によれば、コンプライア
ンス制御を、目標軌道の補正を加えつつ行うことができ
る。第4、第5、第6の手段によれば、必要に応じて挿
着部品を回転させることで、この部品の挿着をスム−ズ
に行うことができる。第7、第8の手段によれば、部品
を挿着する際の挿着方向の力を、この部品の回転に変換
し、この部品を回転させつつ挿着を行うことができる。
According to the second and third means, the compliance control can be performed while correcting the target trajectory. According to the fourth, fifth, and sixth means, by rotating the insertion part as necessary, the insertion of this part can be smoothly performed. According to the seventh and eighth means, the force in the insertion direction when inserting the component can be converted into the rotation of this component, and the component can be inserted while rotating.

【0024】[0024]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図1に、この発明の制御装置が適用されるロ
ボットマニュピレ−タ(以下「ロボット」という)の例
を示す。このロボットは、固定フレ−ム1に取り付けら
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a robot manipulator (hereinafter referred to as "robot") to which the control device of the present invention is applied. This robot is attached to a fixed frame 1.

【0025】このロボットは、図中に2で示すハンドを
具備する。このハンド2は、図に3で示すハンドユニッ
ト3に設けられている。そして、このハンドユニット3
は、上記フレ−ム1に取着され上記ハンドユニット3を
XYZθ方向に駆動するXYZθ駆動機構4によって保
持されている。
This robot has a hand indicated by 2 in the drawing. The hand 2 is provided in a hand unit 3 shown in FIG. And this hand unit 3
Are held by an XYZθ drive mechanism 4 attached to the frame 1 and driving the hand unit 3 in the XYZθ directions.

【0026】また、上記ハンドユニット3は、上記ハン
ド2を図に矢印(イ)で示すように揺動させる揺動機構
5と、上記ハンド2を図に矢印(ロ)で示すように回動
させる回動機構6とを具備する。
The hand unit 3 includes a swinging mechanism 5 for swinging the hand 2 as shown by an arrow (a) in the figure, and a swinging mechanism of the hand 2 as shown by an arrow (b) in the figure. And a rotating mechanism 6 for rotating the same.

【0027】したがって、上記ハンド2は、上記XYZ
θ駆動機構4および上記揺動機構5、回動機構6とによ
り6軸方向に位置決め駆動されるようになっている。一
方、図に7で示すのは、この発明の制御装置である。上
記XYZθ駆動機構4および上記ハンドユニット3の揺
動機構5および回動機構6はこの制御装置7に接続さ
れ、この制御装置7からの指令により作動するようにな
っている。
Therefore, the hand 2 has the XYZ.
The θ drive mechanism 4, the swinging mechanism 5, and the rotating mechanism 6 are positioned and driven in six axial directions. On the other hand, reference numeral 7 in the figure denotes the control device of the present invention. The XYZθ drive mechanism 4, the swinging mechanism 5 and the rotating mechanism 6 of the hand unit 3 are connected to the control device 7 and are operated by a command from the control device 7.

【0028】また、上記ハンドユニット3内には、上記
ハンド2に作用した挿着抵抗力を検出する力検出センサ
8が設けられ、この力検出センサ8による検出結果は上
記制御装置7に入力されるようになっている。
A force detection sensor 8 for detecting the insertion resistance force acting on the hand 2 is provided in the hand unit 3, and the detection result by the force detection sensor 8 is input to the control device 7. It has become so.

【0029】次に、この制御装置7について説明する。
図2は、この制御装置7の制御系を示すブロック図であ
る。この制御系は、上記力センサ8からの力デ−タ(挿
着抵抗力)を検出する力検出部9と、挿着部品の被挿着
部品に対する挿着目標軌道を生成する目標軌道生成部1
0と、上記目標軌道生成部10により生成された目標軌
道を上記力検出部9により検出された力デ−タに基づい
て適宜補正する目標軌道補正部11と、上記力検出部9
からの力デ−タに基づいて上記挿入部品の位置ずれおよ
び姿勢のずれを算出するコンプライアンス制御部12
と、上記力検出部9からの力デ−タに基づいて上記挿着
部品の回転を決定する回転軌道生成部13と、上記コン
プライアンス制御部12からの指令値と上記回転軌道生
成部13からの指令値とを合成して、上記ロボットに設
けられた各機構に作動命令を発するPID制御部14と
からなる。
Next, the control device 7 will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the control device 7. This control system includes a force detection unit 9 that detects force data (insertion resistance force) from the force sensor 8 and a target trajectory generation unit that generates an insertion target trajectory of an inserted component with respect to an attached component. 1
0, a target trajectory correction unit 11 that appropriately corrects the target trajectory generated by the target trajectory generation unit 10 based on the force data detected by the force detection unit 9, and the force detection unit 9
The compliance control unit 12 for calculating the positional deviation and the attitude deviation of the insertion part based on the force data from
And a rotation trajectory generation unit 13 that determines the rotation of the insertion part based on the force data from the force detection unit 9, a command value from the compliance control unit 12, and a rotation trajectory generation unit 13 from the rotation trajectory generation unit 13. The PID control unit 14 is configured to combine the command value and issue an operation command to each mechanism provided in the robot.

【0030】次に、各部の機能をこのロボットの動作と
共にさらに詳しく説明する。なお、この実施例では、図
3に示すように、挿着部品としてのロ−ラ部品15を、
被挿着部品としてのシャフト16に挿着する場合を例に
とって説明する。
Next, the function of each part will be described in more detail together with the operation of this robot. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the roller component 15 as an insertion component is
An example will be described in which the shaft 16 as the component to be inserted is inserted and attached.

【0031】この場合、まず、上記シャフト16を上記
ロボットのフレ−ム1側に固定し、上記ロ−ラ部品15
を上記ハンド2で保持する。この状態を図4(a)に簡
略化して示す。なお、この図において8で示すのは、上
記ハンド2に作用した挿着抵抗力を検出するための上記
力センサである。
In this case, first, the shaft 16 is fixed to the frame 1 side of the robot, and the roller part 15 is fixed.
Is held by the hand 2. This state is simplified and shown in FIG. In the figure, numeral 8 indicates the force sensor for detecting the insertion resistance force acting on the hand 2.

【0032】まず、上記目標軌道生成部10および力検
出部9について説明する。目標軌道生成部10は、上記
ロ−ラ部品15をその軌道に沿って駆動したならば上記
シャフト16に挿着できるであろうと予想される軌道
(図4(a)に示す(イ))を生成する。
First, the target trajectory generation unit 10 and the force detection unit 9 will be described. The target trajectory generation unit 10 produces a trajectory ((a) shown in FIG. 4 (a)) that is expected to be inserted into the shaft 16 if the roller component 15 is driven along the trajectory. To generate.

【0033】上記制御装置7は、上記ロ−ラ部品15を
シャフト16に挿着する際、上記ハンド2を作動させ、
上記ロ−ラ部品15を、まず上記目標軌道(イ)に沿っ
て移動させる。
The control device 7 operates the hand 2 when inserting the roller part 15 onto the shaft 16,
First, the roller part 15 is moved along the target trajectory (a).

【0034】このとき、上記ロ−ラ部品15と上記シャ
フト16との間に相対的な位置、姿勢の誤差があると、
図4(a)に示すように、ロ−ラ部品15(の下面)が
例えば上記シャフト16の端面(上端面)に当接し、上
記ロ−ラ部品に力F1 が加わる。上記力検出部9は、上
記力センサ8により検出されたこの力デ−タを所定のサ
ンプリングタイム(検出時間)ごとに取り込む。
At this time, if there is an error in the relative position and orientation between the roller part 15 and the shaft 16,
As shown in FIG. 4A, the roller component 15 (the lower surface of the roller component) abuts, for example, the end surface (upper end surface) of the shaft 16 and a force F1 is applied to the roller component. The force detector 9 takes in the force data detected by the force sensor 8 at every predetermined sampling time (detection time).

【0035】この力検出部9は、この力デ−タを、後述
するコンプライアンス中心18における力デ−タに変換
した後、上記コンプライアンス制御部12、目標軌道補
正部11および回転軌道生成部13に送出する。
The force detector 9 converts the force data into force data at a compliance center 18 which will be described later, and then the force controller 9 controls the compliance controller 12, the target trajectory corrector 11, and the rotary trajectory generator 13. Send out.

【0036】次に、上記コンプライアンス制御部12に
ついて説明する。コンプライアンス制御部12は、バネ
やダンパなどから構成されるコンプライアンス機構をソ
フトウェア上で実現する仮想コンプライアンスの数式モ
デルを具備する。
Next, the compliance control section 12 will be described. The compliance control unit 12 includes a virtual compliance mathematical model that realizes a compliance mechanism including a spring and a damper on software.

【0037】このコンプライアンス制御部12では、例
えば、図4(a)に示すように、上記ロ−ラ部品15に
上記力F1 が働いた時に上記ロ−ラ部品15の質量中心
であるかのように振る舞うコンプライアンス中心18を
上記ハンド2の特定の位置に設定する。
In the compliance control section 12, for example, as shown in FIG. 4A, it is as if the center of mass of the roller part 15 is reached when the force F1 acts on the roller part 15. The compliance center 18 that behaves in the above manner is set at a specific position of the hand 2.

【0038】上記力検出部9は、上述したように、上記
力センサ8からの力デ−タF2 を上記コンプライアンス
中心18における力デ−タF3 (挿着抵抗力)に変換し
て、このコンプライアンス制御部12に入力する。
As described above, the force detecting section 9 converts the force data F2 from the force sensor 8 into force data F3 (insertion resistance force) at the compliance center 18, and the compliance is calculated. Input to the control unit 12.

【0039】そして、このコンプライアンス制御部12
は、上記力デ−タ(このコンプライアンス中心18に加
わる力デ−タF3 の方向および大きさ)に基づき、上記
ロ−ラ部品15の上記シャフト16に対する位置ずれお
よび姿勢補正量を算出する。
Then, the compliance control unit 12
Calculates the positional deviation and attitude correction amount of the roller component 15 with respect to the shaft 16 based on the force data (direction and size of the force data F3 applied to the compliance center 18).

【0040】この算出は、上記力検出部9(力センサ
8)から上記力デ−タが入力される各サンプリングタイ
ム毎に行われ、上記PID制御部14に送出される。こ
のPID制御部14は、算出された値に基づいて上記ロ
ボットに動作指令を発し、上記ロ−ラ部品15の位置・
姿勢の補正動作および挿着動作を行わせる。
This calculation is performed at each sampling time when the force data is input from the force detection unit 9 (force sensor 8) and is sent to the PID control unit 14. The PID control unit 14 issues an operation command to the robot on the basis of the calculated value, and detects the position / position of the roller component 15
A posture correction operation and an insertion operation are performed.

【0041】すなわち、上記ロ−ラ部品15は、図4
(a)に示す目標軌道(イ)に沿って駆動される過程に
おいて、その位置および姿勢の補正がサンプリングタイ
ム毎になされ、図4(b)に示すように上記シャフト1
6の上端部と一致させられる。そして、この後、上記シ
ャフト16に挿着されていく。このような動作を一般に
コンプライアンス動作という。
That is, the roller part 15 is shown in FIG.
In the process of being driven along the target trajectory (a) shown in (a), the position and orientation of the shaft 1 are corrected at every sampling time, and the shaft 1 is rotated as shown in FIG. 4 (b).
Aligned with the upper end of 6. Then, after this, the shaft 16 is inserted and attached. Such an operation is generally called a compliance operation.

【0042】次に、上記目標軌道補正部11の動作につ
いて説明する。この目標軌道補正部11では、力検出部
9により検出された力デ−タF3 から上記ロ−ラ部品1
5の挿着方向の力成分(図5(a)に示すFs :以下
「挿着力」という)を取り出し、図5のグラフに示すよ
うに、この力をモニタリングする。
Next, the operation of the target trajectory correction unit 11 will be described. In this target trajectory correction unit 11, the roller component 1 is detected from the force data F3 detected by the force detection unit 9.
The force component in the insertion direction of No. 5 (Fs shown in FIG. 5A: hereinafter referred to as "insertion force") is taken out, and this force is monitored as shown in the graph of FIG.

【0043】図5のグラフは、縦軸に上記挿着力Fs 、
横軸に挿着時間tをとっている。すなわち、挿着時間t
の経過に伴う上記挿着力Fs の変化を示している。そし
て、この目標軌道補正部11は、このモニタリングの結
果に基づいて上記ハンド2の移動の基礎となる上記目標
軌道を以下に説明するように適宜補正する。
In the graph of FIG. 5, the vertical axis indicates the insertion force Fs,
The horizontal axis shows the insertion time t. That is, the insertion time t
The change in the insertion force Fs with the passage of is shown. Then, the target trajectory correcting unit 11 appropriately corrects the target trajectory, which is the basis of the movement of the hand 2, based on the result of the monitoring as described below.

【0044】なお、図5(a)は、上記目標軌道の補正
がなされない場合の上記挿着力Fs の変化を示すグラフ
(比較例)であり、図5(b)は、上記目標軌道補正部
11により補正が行われた場合の挿着力Fs の変化を示
すグラフ(本発明)である。
FIG. 5A is a graph (comparative example) showing the change in the insertion force Fs when the target trajectory is not corrected, and FIG. 5B is the target trajectory correction unit. 11 is a graph (present invention) showing a change in the insertion force Fs when the correction is performed according to No. 11.

【0045】この挿着方向の力Fs は、上記ロ−ラ部品
15(挿着部品)とシャフト16(被挿着部品)との間
の位置ずれや姿勢の誤差等が大きく挿着が困難な場合
(図4(a)の場合)には値が大きくなり、その後上記
コンプライアンス動作により上記ロ−ラ部品15の位置
や姿勢が補正されて挿着が比較的スム−ズに行われるよ
うになると(図4(b)の場合)その値が小さくなる。
The force Fs in the inserting direction causes a large positional deviation between the roller part 15 (inserting part) and the shaft 16 (inserted part) and an error in the posture, which makes it difficult to insert. In the case (FIG. 4 (a)), the value becomes large, and after that, the compliance operation corrects the position and the posture of the roller component 15 and the insertion is relatively smoothly performed. The value becomes smaller (in the case of FIG. 4B).

【0046】この目標軌道補正部11では、挿着力Fs
に対して適宜のしきい値Ff (図5においては300g
f)を設ける。挿着力Fs がこのしきい値Ff を一旦越
えた後、再びしきい値Ff 以下の値になった時(図5
(a)、(b)におけるA点)、目標軌道補正部11
は、この時のハンド2の位置と姿勢を取り込む。
In this target trajectory correction unit 11, the insertion force Fs
To an appropriate threshold Ff (300 g in FIG. 5)
f) is provided. When the insertion force Fs once exceeds the threshold value Ff and then becomes a value below the threshold value Ff again (Fig. 5).
(A), point A in (b)), target trajectory correction unit 11
Captures the position and orientation of the hand 2 at this time.

【0047】そして、目標軌道生成部10によって生成
された目標軌道(イ)に、この時取り込んだハンド2の
位置、姿勢デ−タのオフセット量を加えることで、補正
された目標軌道(ロ)を生成する。そして、この補正さ
れた目標軌道(ロ)は、前の目標軌道(イ)と置き換え
られる。
Then, by adding the offset amount of the position and attitude data of the hand 2 fetched at this time to the desired trajectory (a) generated by the desired trajectory generator 10, the corrected desired trajectory (b) To generate. Then, the corrected target trajectory (b) is replaced with the previous target trajectory (a).

【0048】この状態を示したのが、図4(b)であ
る。この図では、上記コンプライアンス動作により、上
記ロ−ラ部品15の内径部と上記シャフト16の上端と
が一致し、このことにより上記挿着方向の力が減少して
いる。上記制御装置7は、この状態における上記ハンド
2の位置および姿勢を取り込み、これに基づいて上記目
標軌道(イ)をより正確な挿着方向に近い目標軌道
(ロ)に置き換える。
FIG. 4B shows this state. In this figure, due to the compliance operation, the inner diameter portion of the roller component 15 and the upper end of the shaft 16 coincide with each other, which reduces the force in the insertion direction. The control device 7 takes in the position and orientation of the hand 2 in this state, and based on this, replaces the target trajectory (a) with a target trajectory (b) closer to the more accurate insertion direction.

【0049】したがって、それ以後、上記ロ−ラ部品1
5は、目標軌道(ロ)に沿って、コンプライアンス動作
により位置ずれおよび姿勢が補正されながら、上記シャ
フト16に挿着される。
Therefore, after that, the roller component 1 is
The reference numeral 5 is inserted into the shaft 16 along the target trajectory (b) while the positional deviation and the posture are corrected by the compliance operation.

【0050】なお、上記目標軌道補正部11では、これ
以後も、上記挿着力Fs が上記しきい値Ff を越える毎
に、上記目標軌道(ロ)の補正を行う。例えば、挿着過
程において、図6(a)に示すように、上記ロ−ラ部品
15の内面が上記シャフト部品16に2点接触し、挿着
力Fs が増大することがある。このとき、上記コンプラ
イアンス制御部12の働きにより、上記ロ−ラ部品15
の姿勢は図6(b)に示すように補正され上記ロ−ラ部
品15とシャフト16との接触は解除されるから、上記
挿着力Fs は一旦減少する。
The target trajectory corrector 11 continues to correct the target trajectory (b) every time the insertion force Fs exceeds the threshold Ff. For example, in the insertion process, as shown in FIG. 6A, the inner surface of the roller part 15 may come into contact with the shaft part 16 at two points, and the insertion force Fs may increase. At this time, the operation of the compliance control unit 12 causes the roller component 15 to operate.
6B is corrected as shown in FIG. 6B and the contact between the roller part 15 and the shaft 16 is released, so that the insertion force Fs is once reduced.

【0051】しかし、これ以後も、もとの目標軌道
(ロ)に沿って上記ロ−ラ部品15の挿着が行われると
再び上記ロ−ラ部品15とシャフト16とが接触する恐
れがある。このため、上記目標軌道補正部11は、図6
(b)における上記ハンドの位置および姿勢を取り込
み、これに基づいて新たな目標軌道(ハ)を生成し、も
との目標軌道(ロ)と置き換える。このことにより、以
後の挿着がスム−ズに行えるようになる。
However, even after this, if the roller part 15 is inserted along the original target trajectory (b), the roller part 15 and the shaft 16 may contact again. . For this reason, the target trajectory correction unit 11 is
The position and orientation of the hand in (b) are taken in, a new target trajectory (c) is generated based on this, and the original target trajectory (b) is replaced. As a result, subsequent insertion can be smoothly performed.

【0052】次に、回転軌道生成部13の動作について
説明する。一方、回転軌道生成部13は、上記力検出部
9から入力された力デ−タに基づき、上記挿着力Fs
(挿着抵抗力)が所定値以上に大きくなった場合には、
上記ハンド2を上記ロ−ラ部品15の中心軸に対して回
転させることを決定する。
Next, the operation of the rotational trajectory generator 13 will be described. On the other hand, the rotation trajectory generator 13 determines the insertion force Fs based on the force data input from the force detector 9.
If the (insertion resistance) becomes greater than the specified value,
It is decided to rotate the hand 2 with respect to the central axis of the roller part 15.

【0053】回転動作は、上記ロ−ラ部品15をシャフ
ト16に嵌合する場合のように、両者の間の接触角(圧
力角)が大きい場合に行うもので、上記ロ−ラ部品15
を上記シャフト16に対して回転させることで、それら
の間に生じる相対的接触角度を小さくして挿着に必要な
力を軽減するものである。
The rotation operation is performed when the contact angle (pressure angle) between the roller part 15 and the shaft 16 is large, as in the case where the roller part 15 is fitted to the shaft 16.
Is rotated with respect to the shaft 16 to reduce the relative contact angle between them and reduce the force required for insertion.

【0054】すなわち、図7において、図中Fs で示す
のが目標軌道(ハ)方向の挿着力である。そして、この
ときの接触角度をθとし、図8に示す。一方、図7にお
いて、上記回転方向の力をFe とする。図8において角
度θの斜面上に、回転方向の力Fe と挿着力Fs との合
成力をとると、この合成力の接触角度は、図に示すよう
にθe となる。
That is, in FIG. 7, the insertion force in the target trajectory (c) direction is indicated by Fs in the figure. Then, the contact angle at this time is represented by θ, which is shown in FIG. On the other hand, in FIG. 7, the force in the rotation direction is defined as Fe. In FIG. 8, when the combined force of the rotational force Fe and the insertion force Fs is taken on the slope with an angle θ, the contact angle of this combined force is θe as shown in the figure.

【0055】この際、図より、θ>θe の関係にあるか
ら、挿着動作に回転動作を組み合わせた方が接触角度が
小さくなる。このことによって挿着に必要な力を軽減す
ることができる。
At this time, as shown in the figure, since there is a relation of θ> θe, the contact angle becomes smaller when the inserting operation and the rotating operation are combined. This can reduce the force required for insertion.

【0056】また、この回転軌道生成部13は、上記ロ
−ラ部品15を回転させる角度とその速度を決定する。
この回転角度は、例えば上記ロ−ラ部品15の挿着方向
の力の大きさに比例した角度とする。また、回転速度
は、挿着方向の力に比例して大きくなる速度とする。
The rotation trajectory generator 13 also determines the angle and speed at which the roller component 15 is rotated.
This rotation angle is, for example, an angle proportional to the magnitude of the force of the roller component 15 in the insertion direction. Further, the rotation speed is set to be a speed that increases in proportion to the force in the insertion direction.

【0057】ただし、上記回転角度には上限(例えば1
80°)を設け、これを越える場合には、逆回転に切り
換えるようにする。このような動作により一旦上記ロ−
ラ部品15を動かすことができれば、その後は、両者の
間には静止摩擦力よりも小さい動摩擦力が働くのみであ
るから、それ以後は回転動作を行わなくても挿着が行え
る。
However, the rotation angle has an upper limit (for example, 1
80 °) is provided, and if it exceeds this, it is switched to reverse rotation. By such operation, the above
If the rack part 15 can be moved, thereafter, only a dynamic frictional force smaller than the static frictional force is exerted between them, so that after that, the insertion can be performed without rotating.

【0058】次に、上記PID制御部14の動作につい
て説明する。この回転軌道生成部13からの回転指令
は、上記PID制御部14に入力される。このPID制
御部14は、上記コンプライアンス制御部12からの移
動指令値と回転軌道生成部13による回転指令値とを合
成し、上記ロボットに対して、上記ハンド2の最終的な
作動指令値を生成する。
Next, the operation of the PID controller 14 will be described. The rotation command from the rotation trajectory generation unit 13 is input to the PID control unit 14. The PID control unit 14 combines the movement command value from the compliance control unit 12 and the rotation command value from the rotation trajectory generation unit 13 to generate a final operation command value of the hand 2 for the robot. To do.

【0059】このPID制御部14からの指令により、
上記ロボットの各機構は上述した動作を行い、コンプラ
イアンス動作に目標軌道補正動作および回転動作を付加
することによって、上記ロ−ラ部品15の挿着を行って
いく。
By the command from the PID control unit 14,
Each mechanism of the robot performs the above-described operation, and by adding the target trajectory correcting operation and the rotating operation to the compliance operation, the roller part 15 is inserted and attached.

【0060】なお、このような挿着を行っていけば、最
終的には、上記ロ−ラ部品15は、図3に16aで示す
上記シャフト16の鍔部に衝突する。このことにより、
上記挿入方向の力Fs は過大となるから、上記ロ−ラ部
品15の挿着が終了したということを検出することがで
きる。この状態は、図5(b)に示すグラフのBで示す
部分から検出することできる。
If such insertion is carried out, the roller part 15 finally collides with the flange portion of the shaft 16 shown by 16a in FIG. By this,
Since the force Fs in the inserting direction becomes excessive, it is possible to detect that the insertion of the roller component 15 is completed. This state can be detected from the portion indicated by B in the graph shown in FIG.

【0061】以上の動作を経ることによって、上記ロ−
ラ部品15の挿着が終了する。なお、以上の動作を図9
に示すフロチャ−トに示した。以上説明した構成によれ
ば、以下に説明する効果がある。
By the above operation,
The insertion of the rack part 15 is completed. The above operation is shown in FIG.
It is shown in the flowchart shown in. According to the configuration described above, there are the effects described below.

【0062】第1に、コンプライアンス制御部12に、
目標軌道補正部11を付加したことで、挿着部品(ロ−
ラ部品15)と被挿着部品(シャフト16)との間に生
じる挿着力(挿着抵抗力)を小さくすることができ、部
品の挿着をスム−ズに行える効果がある。
First, the compliance controller 12
By adding the target trajectory correction unit 11, the insertion parts (roll
The insertion force (insertion resistance force) generated between the component 15) and the component (shaft 16) to be inserted can be reduced, and the component can be smoothly inserted.

【0063】すなわち、従来のコンプライアンス制御で
は、挿着部品の位置および姿勢の補正は行うが、目標軌
道の補正は行っていなかった。このため、挿着部品と被
挿着部品の接触する回数が多くなり挿入抵抗力が大きく
なっていた。このため、コンプライアンス動作の回数が
増え挿入に時間がかかるということがあった。
That is, in the conventional compliance control, the position and orientation of the inserted component is corrected, but the target trajectory is not corrected. For this reason, the number of times the inserted component and the component to be inserted contact each other increases, and the insertion resistance force increases. For this reason, the number of compliance operations may increase, and insertion may take time.

【0064】しかし、この発明では、挿入抵抗力(挿着
力Fs )が一定のしきい値Ff をこす毎に、上記目標軌
道の補正を行うことで、上記ロ−ラ部品15の目標軌道
を上記シャフト16に対する正確な挿着方向に近付ける
ことができる。
However, in the present invention, the target trajectory of the roller part 15 is corrected by correcting the target trajectory each time the insertion resistance force (insertion force Fs) rubs the constant threshold value Ff. It is possible to approach the shaft 16 in the correct insertion direction.

【0065】このことにより、両者の接触回数を減らす
ことができ、かつ接触角も小さくすることができるの
で、上記挿着抵抗力も小さくすることができる。このこ
とにより、上記挿着部品の挿着を迅速に行うことができ
る効果がある。
As a result, the number of contacts between the two can be reduced and the contact angle can be reduced, so that the insertion resistance can also be reduced. As a result, there is an effect that the above-mentioned insertion component can be quickly inserted.

【0066】このことは、図5(a)のグラフと図5
(b)のグラフとを比較することにより証明される。図
5(a)のグラフは、前述したように目標軌道の補正を
行わなかった場合の挿着力Fs の変化を示したグラフで
あり、図5(b)は目標軌道の補正を行った場合の挿着
力Fs の変化を示すグラフである。
This is shown in the graph of FIG.
It is proved by comparing with the graph of (b). The graph of FIG. 5A is a graph showing the change in the insertion force Fs when the target trajectory is not corrected as described above, and FIG. 5B is the graph when the target trajectory is corrected. It is a graph which shows the change of insertion force Fs.

【0067】図5(a)のグラフでは、上記点Aを過ぎ
て上記ロ−ラ部品15の挿入が始まると、上記挿着力F
s は、一旦は下がるが、目標軌道(イ)がそのままであ
るので、直ぐにこのロ−ラ部品15とシャフト16とが
接触し上昇する。しかもこの目標軌道(イ)は正確な軌
道との隔りが大きいから接触の際に生じる挿着力Fs
(挿着抵抗)はかなり大きくなる。
In the graph of FIG. 5A, when the insertion of the roller part 15 is started after passing the point A, the insertion force F is set.
Although s decreases once, since the target trajectory (a) remains, the roller component 15 and the shaft 16 immediately contact and ascend. Moreover, since this target trajectory (a) has a large gap from the accurate trajectory, the insertion force Fs generated at the time of contact is Fs.
(Insertion resistance) becomes considerably large.

【0068】一方、図5(b)のグラフでは、点Aを過
ぎると、その目標軌道(イ)がより正確な挿着軌道に近
い軌道(ロ)に補正されるので、その後、ロ−ラ部品1
5とシャフト16とが接触した場合でも挿着力Fs の上
昇が少ない。
On the other hand, in the graph of FIG. 5 (b), after passing the point A, the target trajectory (a) is corrected to a trajectory (b) closer to the more accurate insertion trajectory. Part 1
Even if the shaft 5 and the shaft 16 come into contact with each other, the increase in the insertion force Fs is small.

【0069】また、挿着開始後も、上記図5(a)で
は、目標軌道(イ)がそのままであるので、コンプライ
アンス動作が行われても上記挿着力Fs は直ぐに上昇す
る。したがって、この挿着力Fs は高い値で推移するこ
とになる。
Further, even after the insertion is started, the target trajectory (a) in FIG. 5A remains the same, so that the insertion force Fs immediately rises even if the compliance operation is performed. Therefore, this insertion force Fs changes at a high value.

【0070】一方、図5(b)では、目標軌道が補正さ
れているので、両者が接触した場合でも挿着力Fs (挿
入抵抗)は小さい。したがって、上記挿着力Fs は図に
示すように図5(a)よりも低い値で推移する。
On the other hand, in FIG. 5 (b), since the target trajectory is corrected, the insertion force Fs (insertion resistance) is small even when both are in contact with each other. Therefore, the insertion force Fs changes at a value lower than that in FIG. 5A, as shown in the figure.

【0071】すなわち、この発明によれば上記コンプラ
イアンス動作に上記目標軌道補正動作を付加すること
で、挿着工程全体に亘って挿着抵抗を小さく保てるの
で、挿着がスム−ズに行える。したがって、同図にBで
示すように、上記ロ−ラ部品15の挿着を図5(a)の
場合よりも早く終了させることができる。
That is, according to the present invention, by adding the target trajectory correcting operation to the compliance operation, the insertion resistance can be kept small throughout the entire insertion process, so that the insertion can be performed smoothly. Therefore, as shown by B in the figure, the insertion of the roller component 15 can be completed earlier than in the case of FIG.

【0072】第2に、コンプライアンス制御部12に、
回転軌道生成部13を付加したことで、挿着部品(ロ−
ラ部品)と被挿着部品(シャフト)の接触角度を小さく
でき、この挿着部品の挿着を迅速に行える効果がある。
Secondly, the compliance controller 12
By adding the rotation trajectory generation unit 13, the insertion parts (low
The contact angle between the component part and the component to be inserted (shaft) can be reduced, and the effect of quickly inserting the component can be achieved.

【0073】すなわち、従来のコンプライアンス制御の
みの挿着動作では、ロ−ラ部品15とシャフト16とを
嵌合する際に、両者の間の挿着抵抗が過大となって部品
が止まってしまい、コンプライアンス制御が利かないと
いうことがあった。
That is, in the conventional insertion / replacement operation only in compliance control, when the roller part 15 and the shaft 16 are fitted together, the insertion resistance between them is excessive and the parts stop. There were times when compliance control didn't work.

【0074】しかし、この発明によれば、上述したよう
な場合に、上記ロ−ラ部品15を回転させることで、シ
ャフト16との間に働く挿着抵抗力を軽減することがで
きるので、上記ロ−ラ部品15の挿着を迅速に行えると
いう効果がある。
However, according to the present invention, by rotating the roller part 15 in the above-mentioned case, the insertion resistance force acting between the roller part 15 and the shaft 16 can be reduced. There is an effect that the roller part 15 can be quickly inserted and attached.

【0075】このことは、図5(b)のグラフと、図1
0のグラフとを比較すれば理解できる。図5のグラフ
は、コンプライアンス動作に目標軌道補正動作のみを付
加した場合の挿着力の変化を示すものであり、図10は
さらに回転動作を付加した場合の挿着力の変化を示すも
のである。
This is shown in the graph of FIG.
This can be understood by comparing with the graph of 0. The graph of FIG. 5 shows the change of the insertion force when only the target trajectory correction operation is added to the compliance operation, and FIG. 10 shows the change of the insertion force when the rotation operation is further added.

【0076】この図10においては、挿着開始点Aを過
ぎた後、上記挿着力Fs が最大となった点Cで上記回転
動作を付加している。この回転を付加することで、以後
の挿着力を軽減することができ、上記ロ−ラ部品15の
挿着がスム−ズに行えている。したがって、図にBで示
すように、図5(b)の場合と比較して、上記ロ−ラ部
品の挿着をより早く終了させることができる。
In FIG. 10, after passing through the insertion start point A, the rotation operation is added at the point C where the insertion force Fs becomes maximum. By adding this rotation, the subsequent insertion force can be reduced and the roller part 15 can be smoothly inserted and inserted. Therefore, as shown by B in the figure, compared with the case of FIG. 5B, the insertion of the roller parts can be completed earlier.

【0077】なお、図10における挿着開始(点A)か
ら挿着終了(点B)までの時間は、図5(a)の従来の
コンプライアンス制御だけの場合と比較すると、1/2
以下に短縮することができる。
The time from the start of insertion (point A) to the end of insertion (point B) in FIG. 10 is 1/2 of that in the case of only the conventional compliance control of FIG. 5 (a).
It can be shortened to

【0078】第3に、この発明によれば、上述したよう
に挿着力を軽減することができるから、上記挿着部品
(ロ−ラ部品15)にあまり力を加えなくても、挿着動
作を行うことができる。したがって、無理な挿着により
この挿着部品や非挿着部品(シャフト16)を破損する
ということを少なくすることができる効果がある。
Thirdly, according to the present invention, since the insertion force can be reduced as described above, the insertion operation can be performed without applying much force to the insertion component (roller component 15). It can be performed. Therefore, there is an effect that it is possible to reduce damage to the insertion parts and the non-insertion parts (the shaft 16) due to the excessive insertion.

【0079】次に、この発明の第2の実施例について図
11を参照して説明する。なお、上記第1の実施例と同
一の構成要素についてはその説明は省略する。上記第1
の実施例では、上記ロ−ラ部品15の回転を、上記回転
軌道生成部13でソフト的に決定することで行っていた
が、この第2の実施例では、同様の回転を挿着方向の変
位を回転動作に変換する機構を用いることによってソフ
トを介さず機構的に実現するものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The description of the same components as those in the first embodiment will be omitted. The first
In the second embodiment, the rotation of the roller component 15 is determined by the rotation trajectory generation unit 13 by software, but in the second embodiment, similar rotation is performed in the insertion direction. This is realized mechanically without using software by using a mechanism that converts displacement into rotational motion.

【0080】図11に示すのは、前記ハンドユニット3
の先端部に設けられる本発明のハンド装置(機構)であ
る。このハンド装置は、ロ−ラ部品15を保持するハン
ド2を有するハンド部20と、このハンド部20を保持
する本体21とからなる。
FIG. 11 shows the hand unit 3
Is a hand device (mechanism) of the present invention provided at the tip of the. The hand device includes a hand unit 20 having a hand 2 that holds a roller component 15, and a main body 21 that holds the hand unit 20.

【0081】上記本体21には、上記ハンド2に保持し
たロ−ラ部品15にかかる挿着力Fs を、上記ハンド2
(ロ−ラ部品15)を回転させる方向の力Fe に変換す
る螺旋軸・ナット機構22が設けられている。
In the main body 21, the insertion force Fs applied to the roller part 15 held by the hand 2 is applied to the hand 2
A spiral shaft / nut mechanism 22 for converting into a force Fe in the direction of rotating the (roller part 15) is provided.

【0082】この螺旋軸・ナット機構22を構成する螺
旋軸23は、上記ハンド部20から上方に延出された中
心軸24の中途部に設けられ、ナット25は上記本体2
1を構成するケ−ス26の下端部に設けられている。
The spiral shaft 23 constituting the spiral shaft / nut mechanism 22 is provided in the middle of the central shaft 24 extending upward from the hand portion 20, and the nut 25 is provided in the main body 2.
It is provided at the lower end portion of the case 26 that constitutes part 1.

【0083】また、上記中心軸24の上端部は、上記ケ
−ス26内に延出され、フランジ部24aとなってい
る。そして、このフランジ部24aの上面と上記ケ−ス
26内部の上壁面との間には、図に27で示すスプリン
グが圧縮された状態で挿入されている。
The upper end of the center shaft 24 extends into the case 26 to form a flange 24a. Then, between the upper surface of the flange portion 24a and the upper wall surface inside the case 26, a spring indicated by 27 in the drawing is inserted in a compressed state.

【0084】また、このスプリング27の下端は、上記
フランジ部24aの上面に回転軸受29によって保持さ
れた円座30によって支持されている。また、この円座
30の上面には、図に31で示す支持軸が立設され、上
記スプリング27はこの支持軸31に外挿されている。
この支持軸31は、その上端部を上記ケ−ス26によっ
て上下方向スライド自在に支持されており、上記ハンド
部20の上下に伴って上下移動するように構成されてい
る。
The lower end of the spring 27 is supported by a circular seat 30 held by a rotary bearing 29 on the upper surface of the flange portion 24a. In addition, a support shaft 31 shown in the drawing is erected on the upper surface of the circular seat 30, and the spring 27 is externally fitted to the support shaft 31.
The upper end of the support shaft 31 is supported by the case 26 so as to be slidable in the vertical direction, and is configured to move up and down as the hand unit 20 moves up and down.

【0085】なお、上記スプリング27は、上記螺旋軸
23の軸方向の移動を規制することで、上記ハンド2の
回転を開始させるのに必要な挿着力の値を決定する機能
を有する。
The spring 27 has a function of determining the value of the insertion force required to start the rotation of the hand 2 by restricting the axial movement of the spiral shaft 23.

【0086】すなわち、このハンド2を回転させるのに
必要な挿着力の値は、このスプリング27の復元力、上
記ハンド部20の自重および上記螺旋軸・ナット機構2
2の軸方向の抗力との釣り合いによって定まる。したが
って、上記スプリング27の強さを定めることによっ
て、ハンド2の回転を開始させる所定の挿着力の値を決
定することができる。
That is, the value of the insertion force required to rotate the hand 2 is the restoring force of the spring 27, the weight of the hand portion 20 and the spiral shaft / nut mechanism 2.
It is determined by the balance with the axial resistance of 2. Therefore, by determining the strength of the spring 27, it is possible to determine the value of the predetermined insertion force for starting the rotation of the hand 2.

【0087】なお、上記螺旋軸・ナット機構22は、軸
方向の変異を回転方向の変位に変換するものであるか
ら、このハンド部20は、回転を開始すると上記ケ−ス
26に対して相対的に上昇(没入)する。そして、この
ハンド部20の上面が上記ケ−ス26の下面に当接した
ならば、このハンド部20は回転を停止するようになっ
ている。
Since the spiral shaft / nut mechanism 22 converts the displacement in the axial direction into the displacement in the rotational direction, the hand portion 20 moves relative to the case 26 when the rotation is started. To rise (immerse). When the upper surface of the hand portion 20 comes into contact with the lower surface of the case 26, the hand portion 20 stops rotating.

【0088】そして、上記挿着力Fs が上記所定の挿着
力の値以下に減少したならば、上記スプリング27の復
元力により上記ケ−ス26から押し出され、図11に示
す状態に復帰するようになっている。
When the insertion force Fs decreases below the predetermined insertion force value, the restoring force of the spring 27 pushes it out of the case 26 to restore the state shown in FIG. Has become.

【0089】この第2の実施例によれば、以下に説明す
る効果がある。第1に、上述したロ−ラ部品15をシャ
フト16に嵌合する場合のように、コンプライアンス制
御だけでは挿着力Fs が過大となってスム−ズな挿着を
行えない場合があるが、この発明によれば上記ロ−ラ部
品15を回転させることによって挿着に必要な力を軽減
しスム−ズな挿着を行える効果がある。
According to the second embodiment, there are the effects described below. First, as in the case where the roller component 15 is fitted to the shaft 16 as described above, there are cases where the insertion force Fs is excessive and the smooth insertion cannot be performed only by compliance control. According to the invention, by rotating the roller part 15, there is an effect that the force required for insertion is reduced and smooth insertion can be performed.

【0090】すなわち、従来のコンプライアンス制御に
よる挿着だけであると、コンプライアンスの柔軟性の設
定を適確に行わなければ、ハンド2が柔らかすぎて上記
ロ−ラ部品15とシャフト16間の嵌合力に打ち勝つ挿
着力が得られないということがある。一方、ハンド2の
設定が硬すぎると、無理な挿入により上記ロ−ラ部品1
5およびシャフト16を破損させてしまう恐れがある。
That is, if only the conventional compliance control is used for attachment, the hand 2 is too soft and the fitting force between the roller part 15 and the shaft 16 is too small unless the compliance flexibility is set properly. There is a case that the insertion force to overcome is not obtained. On the other hand, if the setting of the hand 2 is too hard, the above-mentioned roller component 1 is forcibly inserted.
5 and the shaft 16 may be damaged.

【0091】しかし、この発明によれば、ハンド2の設
定が柔らかい場合でも、すでに第1の実施例において図
7、図8を用いて説明したように、挿着方向の力Fs と
回転方向の力Fe とを合成することで、部品間の接触角
度を減らし、挿着に必要な力を軽減することができるか
ら、部品の挿着を続行することができる。
However, according to the present invention, even when the setting of the hand 2 is soft, the force Fs in the inserting direction and the rotational direction are changed as already described with reference to FIGS. 7 and 8 in the first embodiment. By combining the force Fe with each other, it is possible to reduce the contact angle between the parts and reduce the force required for the insertion, so that the insertion of the parts can be continued.

【0092】したがって、上記ロ−ラ部品15のシャフ
ト16への挿着(嵌合)を確実にかつ安全に行える効果
がある。第2に、第1の実施例では、上記回転軌道生成
部13の決定に基づいて上記ロ−ラ部品15の回転を行
うようにしているが、この方法であると、ソフト(制御
装置)を介在させているので、追従性に劣り、挿着に時
間がかかるということが考えられる。
Therefore, there is an effect that the roller part 15 can be securely and securely inserted (fitted) to the shaft 16. Secondly, in the first embodiment, the rotation of the roller component 15 is performed based on the determination of the rotation trajectory generation unit 13, but this method requires software (control device). Since it is interposed, it may be inferior in followability and it may take time to insert.

【0093】しかし、この発明によれば、上記ロ−ラ部
品15の回転をソフトを介在させることなく機構的に実
現するようにしているので、上記ロ−ラ部品15の挿着
抵抗力に応じた回転を時間的な遅れなく実行することが
できる。したがって上記ロ−ラ部品15の挿着を迅速に
行える効果がある。
According to the present invention, however, the rotation of the roller part 15 is mechanically realized without the intervention of software, so that it depends on the insertion resistance of the roller part 15. Rotation can be performed without a time delay. Therefore, there is an effect that the roller part 15 can be quickly inserted and attached.

【0094】なお、この第2の実施例は、上述した構成
に限定されるものではなく、例えば、図12に示す構成
であっても良い。この図12に示す構成は、前述した図
11に示す構成と同じ機能を有する。ただし、前述した
構成(図11)が上記螺旋軸・ナット機構22を上記本
体21の下部に設けていたのに対し、この図12に示す
構成では上記本体21の上部に設けている点で異なる。
The second embodiment is not limited to the above-mentioned structure, but may have the structure shown in FIG. 12, for example. The structure shown in FIG. 12 has the same function as the structure shown in FIG. 11 described above. However, the structure (FIG. 11) described above is different in that the spiral shaft / nut mechanism 22 is provided in the lower part of the main body 21, whereas the structure shown in FIG. 12 is provided in the upper part of the main body 21. .

【0095】また、これに伴い、この機構は、上記スプ
リング27および支持軸31をを上記円座30の中央部
に設けるのではなく、上記螺旋軸・ナット機構22を挟
む両側2か所に対称に設けている。
Further, in accordance with this, in this mechanism, the spring 27 and the support shaft 31 are not provided in the central portion of the circular seat 30, but the spring 27 and the support shaft 31 are symmetrical at two positions on both sides of the spiral shaft / nut mechanism 22. It is provided in.

【0096】このような構成であっても、上記ロ−ラ部
品15にかかる挿着力Fs を上記ロ−ラ部品15を回転
させる力Fe に変換することができるから、上記第2の
実施例と同様の効果を得ることができる。
Even with such a structure, the insertion force Fs applied to the roller part 15 can be converted into the force Fe for rotating the roller part 15, so that the second embodiment is different from the second embodiment. The same effect can be obtained.

【0097】なお、この発明は、第1、第2の実施例に
限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲
で種々変形可能である。例えば、上記第1、第2の実施
例では、ロ−ラ部品15をハンド2で保持することによ
ってこのロ−ラ部品15をシャフト16に挿着していた
が、反対にシャフト16をハンド2で保持して挿着動作
を行うようにしても良い。
The present invention is not limited to the first and second embodiments, but can be variously modified without changing the gist of the invention. For example, in the first and second embodiments, the roller component 15 is inserted into the shaft 16 by holding the roller component 15 with the hand 2. Alternatively, the insertion operation may be carried out by holding at.

【0098】また、第1、第2の実施例では、上記目標
軌道補正部11と回転軌道生成部13の両方を備えてい
たが、どちらか一方のみであっても良い。どちらか一方
のみであっても、従来のコンプライアンス制御のみの場
合と比較すると、上記挿着部品の挿着を効率良く行え
る。
In the first and second embodiments, both the target trajectory correction unit 11 and the rotational trajectory generation unit 13 are provided, but only one of them may be provided. Even if only one of them is used, compared with the case of only the conventional compliance control, the insertion parts can be efficiently inserted.

【0099】また、目標軌道補正部11のみを付加した
構成であれば、挿着部品は上記実施例のような円筒状部
品である必要はなく、あらゆる部品の組み合わせに使用
することが可能である。
Further, if only the target trajectory correction section 11 is added, the insertion parts do not have to be cylindrical parts as in the above embodiment, and can be used in any combination of parts. .

【0100】さらに、上記一実施例では、図4(a)に
示すように初期段階でロ−ラ部品15とシャフト16と
がずれている場合、コンプライアンス制御を用いて上記
ロ−ラ部品15の姿勢を補正するようにしているが、こ
のずれが大きい場合には、コンプライアンス制御ではそ
の姿勢を補正できない場合が考えられる。この場合に
は、他の位置決め手段を用いて上記ロ−ラ部品の姿勢の
補正を行うようにしても良い。この他の位置決め手段
は、機構的なものでも良いし、制御で行うようにしても
良い。
Further, in the above embodiment, when the roller part 15 and the shaft 16 are deviated from each other at the initial stage as shown in FIG. 4A, the compliance of the roller part 15 is used to control the roller part 15. The posture is corrected, but if this deviation is large, it is possible that the posture cannot be corrected by the compliance control. In this case, other positioning means may be used to correct the posture of the roller component. The other positioning means may be mechanical or may be controlled.

【0101】また、上記一実施例では、上記ロ−ラ部品
15の装着終了の判断は、挿入方向の力Fs が過大にな
ることのみで判断するようにしているが、これでは、シ
ャフト16の形状が複雑で途中に突起等が存在した場合
この突起により挿入方向の力が過大となって挿入終了の
判断が成されてしまうということがある。そこで、他の
装着終了判断の手段として以下のような制御を行っても
良い。
Further, in the above-mentioned one embodiment, the end of the mounting of the roller part 15 is judged only by the excessive force Fs in the insertion direction. When the shape is complicated and a protrusion or the like exists in the middle, the protrusion may sometimes cause an excessive force in the insertion direction, which may result in determination of the insertion end. Therefore, the following control may be performed as another means for determining the attachment end.

【0102】すなわち、上記コンプライアンス制御部
に、第1の終了条件として「挿入距離≧所定(終了)挿
入距離」、第2の終了条件として「動作時間≧制限時
間」を持たせ、いずれか一方を満足した場合に挿入終了
と判断する制御を付加する。このような構成によれば、
挿入方向の力に関係なくの終了の判断を行うことができ
る効果がある。
That is, the compliance control section is provided with “insertion distance ≧ predetermined (end) insertion distance” as the first end condition and “operation time ≧ limit time” as the second end condition, and either one of them is set. A control is added to determine that the insertion has been completed when satisfied. According to such a configuration,
There is an effect that it is possible to determine the end regardless of the force in the insertion direction.

【0103】[0103]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、コンプライアンス制御に、目標軌道制御を付加する
ことにより、部品間の挿着抵抗を低減することができる
から、部品の挿着を迅速かつ、その部品を破損させるこ
となく行うことができる。
As described above, according to the present invention, by adding the target trajectory control to the compliance control, it is possible to reduce the insertion resistance between the parts, so that the parts can be quickly inserted. And it can be performed without damaging the component.

【0104】また、コンプライアンス制御に、部品を回
転させる制御を付加することにより、部品の挿着に必要
な力を低減でき、部品の挿着を確実かつ迅速に行うこと
ができる効果がある。
By adding the control for rotating the component to the compliance control, the force required for inserting the component can be reduced, and the component can be securely and promptly inserted.

【0105】さらに、部品の挿着抵抗力(挿着方向の変
位)を部品の回転力(回転方向の変位)に変換する機構
を備えたことにより、この部品の挿着を確実かつ安全に
行うことができる効果がある。
Furthermore, since a mechanism for converting the insertion resistance force (displacement in the insertion direction) of the component into the rotational force (displacement in the rotation direction) of the component is provided, this component can be securely and safely inserted. There is an effect that can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例を示す概略斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the present invention.

【図2】同じく、制御系を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the same.

【図3】同じく、挿着部品と被挿着部品の例を示す斜視
図。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of an insertion part and an insertion part.

【図4】同じく、コンプライアンス動作および目標軌道
補正動作を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a compliance operation and a target trajectory correction operation.

【図5】同じく、挿着方向の力の変化を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing a change in force in the insertion direction.

【図6】同じく、コンプライアンス動作および目標軌道
補正動作を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory view showing a compliance operation and a target trajectory correction operation.

【図7】同じく、部品を回転駆動を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory view similarly showing rotational driving of components.

【図8】同じく、回転力と挿着力の合成を説明する説明
図。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a combination of the rotational force and the insertion force.

【図9】同じく、フロ−チャ−ト。FIG. 9 is also a flowchart.

【図10】同じく、挿着方向の力の変化を示すグラフ。FIG. 10 is a graph showing a change in force in the insertion direction.

【図11】同じく、ロボットのハンド装置を示す縦断面
図。
FIG. 11 is a vertical sectional view showing a hand device of the robot.

【図12】同じく、他の実施例を示す縦断面図。FIG. 12 is a vertical sectional view showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…ハンド、9…力検出部、10…目標軌道生成部、1
1…目標軌道補正部、12…コンプライアンス制御部、
13…回転軌道生成部、14…PID制御部(追従制御
部)、15…ロ−ラ部品(挿着部品)、16…シャフト
(被挿着部品)、20…ハンド部、21…本体、22…
螺旋軸・ナット機構(回転駆動手段)、23…螺旋軸、
25…ナット。
2 ... Hand, 9 ... Force detection unit, 10 ... Target trajectory generation unit, 1
1 ... Target trajectory correction unit, 12 ... Compliance control unit,
13 ... Rotary trajectory generation unit, 14 ... PID control unit (following control unit), 15 ... Roller component (insertion component), 16 ... Shaft (insertion component), 20 ... Hand unit, 21 ... Main body, 22 …
Spiral shaft / nut mechanism (rotational drive means), 23 ... spiral shaft,
25 ... nuts.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハンドを具備しこのハンドに保持した挿
着部品を被挿着部品の所定の挿着位置に挿着するロボッ
トを制御するロボットの制御装置において、 上記ハンドに接続され、上記挿着部品の被挿着部品に対
する挿着抵抗力を所定時間毎に検出する力検出部と、 挿着部品の目標軌道を生成する目標軌道生成部と、 上記力検出部による検出結果に基づいて上記目標軌道生
成部によって生成された目標軌道を補正する軌道補正部
と、 上記力検出部による所定時間毎の検出結果に基づき、上
記被挿着部品に対する上記挿着部品の位置ずれおよび姿
勢を補正するための上記ハンドの移動を決定するコンプ
ライアンス制御部と、 上記力検出部により検出された上記挿着抵抗力に基づい
て上記挿着部品を保持したハンドを回転させることを決
定する回転軌道生成部と、 上記コンプライアンス制御部からの移動指令と、回転軌
道生成部からの回転指令とを合成し、この合成値に追従
させるように上記ハンドを駆動制御する追従制御部とを
有することを特徴とするロボットの制御装置。
1. A robot control device for controlling a robot having a hand and inserting and holding an insertion component held by the hand at a predetermined insertion position of an insertion target component, the controller being connected to the hand, Based on the detection result by the force detection unit, a force detection unit that detects the insertion resistance force of the attachment component with respect to the attachment component at predetermined time intervals, a target trajectory generation unit that generates the target trajectory of the insertion component, and A trajectory correction unit that corrects the target trajectory generated by the target trajectory generation unit, and corrects the positional deviation and posture of the insertion component with respect to the insertion component based on the detection result of the force detection unit at predetermined time intervals. And a compliance control unit that determines the movement of the hand, and determines that the hand holding the insertion component is rotated based on the insertion resistance force detected by the force detection unit. It has a rolling trajectory generation unit, a movement control command from the compliance control unit, and a rotation control command from the rotation trajectory generation unit, and a follow-up control unit that drives and controls the hand so as to follow the combined value. Robot control device characterized by:
【請求項2】 ハンドを具備しこのハンドに保持した挿
着部品を被挿着部品の所定の挿着位置に挿着するロボッ
トを制御するロボットの制御装置において、 上記ハンドに接続され、上記挿着部品の被挿着部品に対
する挿着抵抗力を所定時間毎に検出する力検出部と、 挿着部品の目標軌道を生成する目標軌道生成部と、 上記力検出部による検出結果に基づいて上記目標軌道生
成部によって生成された目標軌道を補正する軌道補正部
と、 上記力検出部による所定時間毎の検出結果に基づき、上
記被挿着部品に対する上記挿着部品の位置ずれおよび姿
勢を補正するための上記ハンドの移動を決定するコンプ
ライアンス制御部と、 上記コンプライアンス制御部からの移動指令に追従させ
るように上記ハンドを駆動制御する追従制御部とを有す
ることを特徴とするロボットの制御装置。
2. A robot control device for controlling a robot having a hand and inserting and holding an insertion part held by the hand at a predetermined insertion position of an insertion target part, the control device being connected to the hand, Based on the detection result by the force detection unit, a force detection unit that detects the insertion resistance force of the attachment component with respect to the attachment component at predetermined time intervals, a target trajectory generation unit that generates the target trajectory of the insertion component, and A trajectory correction unit that corrects the target trajectory generated by the target trajectory generation unit, and corrects the positional deviation and posture of the insertion component with respect to the insertion component based on the detection result of the force detection unit at predetermined time intervals. A compliance control unit that determines the movement of the hand, and a tracking control unit that drives and controls the hand so as to follow the movement command from the compliance control unit. Control apparatus for a robot according to claim.
【請求項3】 請求項1あるいは請求項2記載のロボッ
トの制御装置において、 上記軌道補正部は、 上記コンプライアンス制御部により上記挿着部品の位置
および姿勢が補正され上記挿着部品の挿着抵抗力が小さ
くなった場合に、上記力検出部の検出結果に基づいてそ
のことを検出する検出手段と、 その際の上記ロボットハンドの位置および姿勢を前記目
標軌道に付加することで新たな目標軌道に補正する補正
手段とを有するものであることを特徴とするロボットの
制御装置。
3. The robot controller according to claim 1 or 2, wherein the trajectory correction unit corrects the position and orientation of the insertion component by the compliance control unit, and the insertion resistance of the insertion component. When the force becomes small, a new target trajectory is obtained by adding detection means for detecting that fact based on the detection result of the force detection section and the position and orientation of the robot hand at that time to the target trajectory. A controller for a robot, characterized in that it has a correction means for correcting.
【請求項4】 請求項3記載のロボットの制御装置にお
いて、 上記軌道補正部の検出手段は、 前記力検出部により検出される挿着抵抗力が、一旦所定
のしきい値を越えた後再びしきい値以下となった事実を
検知することで、挿着抵抗力が小さくなったことを検出
するものであることを特徴とするロボットの制御装置。
4. The robot control apparatus according to claim 3, wherein the detecting means of the trajectory correcting section is configured to detect the insertion resistance force detected by the force detecting section once again after exceeding a predetermined threshold value. A robot controller characterized in that it detects that the insertion resistance has decreased by detecting the fact that it has fallen below a threshold value.
【請求項5】 ハンドを具備しこのハンドに保持した挿
着部品を被挿着部品の所定の挿着位置に挿着するロボッ
トを制御するロボットの制御装置において、 上記ハンドに接続され、上記挿着部品の被挿着部品に対
する挿着抵抗力を所定時間毎に検出する力検出部と、 挿着部品の目標軌道を生成する目標軌道生成部と、 上記力検出部による所定時間毎の検出結果に基づき、上
記被挿着部品に対する上記挿着部品の位置ずれおよび姿
勢を補正するための上記ハンドの移動を決定するコンプ
ライアンス制御部と、 上記力検出部により検出された挿着抵抗力に基づいて上
記挿着部品を保持したハンドを回転させることを決定す
る回転軌道生成部と、 上記コンプライアンス制御部からの移動指令と、回転軌
道生成部からの回転指令とを合成し、この合成値に追従
させるように上記ハンドを駆動制御する追従制御部とを
有することを特徴とするロボットの制御装置。
5. A robot controller for controlling a robot having a hand and inserting and holding an insertion part held by the hand at a predetermined insertion position of an insertion part, the control device being connected to the hand, A force detection unit that detects the insertion resistance force of the attached component with respect to the attached component at predetermined time intervals, a target trajectory generation unit that generates the target trajectory of the insertion component, and the detection result at each predetermined time by the force detection unit. Based on the insertion resistance force detected by the force detection unit, and a compliance control unit that determines the movement of the hand for correcting the positional deviation and the posture of the insertion component with respect to the insertion target component. The rotation trajectory generation unit that determines to rotate the hand holding the insertion component, the movement command from the compliance control unit, and the rotation command from the rotation trajectory generation unit are combined, and the combined result is obtained. Control apparatus for a robot, characterized in that it comprises a tracking control unit for driving and controlling the hand so as to follow the value.
【請求項6】 請求項1あるいは請求項5記載のロボッ
トの制御装置において、 上記回転軌道生成部は、上記挿着抵抗力に比例する角度
だけ上記挿着部品を保持したハンドを回転させることを
決定するものであることを特徴とするロボットの制御装
置。
6. The robot controller according to claim 1 or 5, wherein the rotation trajectory generation unit rotates a hand holding the insertion component by an angle proportional to the insertion resistance force. A robot controller characterized by being determined.
【請求項7】 円筒部品あるいは軸部品を保持するハン
ドを有し、このハンドを駆動することで一方の部品を他
方の部品に挿着するハンド装置において、 上記ハンドを保持する本体と、 この本体に設けられ、上記ハンドに保持した部品に加わ
る挿着抵抗力が所定値以上となると、挿着方向の変位を
ハンドの回転方向の変位に変換し、上記ハンドを回転駆
動する回転駆動手段とを有することを特徴とするハンド
装置。
7. A hand device having a hand for holding a cylindrical part or a shaft part, and inserting one part into the other part by driving the hand, a main body for holding the hand, and a main body for holding the hand. When the insertion resistance force applied to the component held in the hand is equal to or more than a predetermined value, the displacement in the insertion direction is converted into the displacement in the rotation direction of the hand, and the rotation drive means for rotationally driving the hand is provided. A hand device characterized by having.
【請求項8】 請求項7記載のハンド装置において、 上記回転駆動手段は、 上記ハンドに接続された螺旋軸と、 上記本体に、上記螺旋軸と組み合わされた状態で固定さ
れ、上記螺旋軸の軸方向の変位をこの螺旋軸の回転に変
換するナットと、 上記本体に設けられ、上記螺旋軸の軸方向への移動を規
制するばねとを有するものであることを特徴とするハン
ド装置。
8. The hand device according to claim 7, wherein the rotation driving means is fixed to the spiral shaft connected to the hand and to the main body in a state of being combined with the spiral shaft. A hand device comprising: a nut that converts axial displacement into rotation of the spiral shaft; and a spring that is provided in the main body and restricts movement of the spiral shaft in the axial direction.
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