特許 6238869 接触制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6238869

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】接触制御装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/04 20060101AFI20171120BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20171120BHJP

   G05B 11/36 20060101ALI20171120BHJP

   G05B 13/02 20060101ALI20171120BHJP

   G05D 13/62 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   B23P19/04 E

   B25J13/08 Z

   G05B11/36 E

   G05B13/02 B

   G05D13/62 H

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-219522(P2014-219522)

(22)【出願日】2014年10月28日

(65)【公開番号】特開2016-83742(P2016-83742A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2017年3月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123434

【弁理士】

【氏名又は名称】田澤 英昭

(74)【代理人】

【識別番号】100101133

【弁理士】

【氏名又は名称】濱田 初音

(74)【代理人】

【識別番号】100199749

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 成

(74)【代理人】

【識別番号】100156351

【弁理士】

【氏名又は名称】河村 秀央

(74)【代理人】

【識別番号】100188880

【弁理士】

【氏名又は名称】坂元 辰哉

(74)【代理人】

【識別番号】100197767

【弁理士】

【氏名又は名称】辻岡 将昭

(72)【発明者】

【氏名】川瀬 茂

【審査官】 三宅 達

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０２７９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０８０８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４０８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８２０８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｐ １９／０４

Ｂ２５Ｊ １３／０８

Ｇ０５Ｂ １１／３６

Ｇ０５Ｂ １３／０２

Ｇ０５Ｄ １３／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アクチュエータを用いた部品組立装置に設けられて、部品の接触を制御する接触制御装置において、
前記アクチュエータの固定部に対する可動部の位置を検出する位置検出器と、
前記位置検出器が出力した位置信号に応じて、第１基準速度を示す第１基準速度信号と、前記第１基準速度よりも低速な第２基準速度を示す第２基準速度信号とを選択的に出力する外乱補正タイミング制御部と、
前記固定部に対する前記可動部の移動速度を示す速度信号と、前記第１基準速度信号及び前記第２基準速度信号との差分に対して比例補償及び積分補償を実行する外乱補正部と、
前記外乱補正部の出力信号に応じて前記可動部を直動もしくは回動させるドライバと、を具備し、
前記外乱補正タイミング制御部は、前記可動部が前記固定部と前記部品間の第１基準位置よりも前記部品に近づいたとき、出力を前記第１基準速度信号から前記第２基準速度信号に切替えるととともに、前記比例補償のゲインを第１ゲインから該第１ゲインよりも低い第２ゲインに切替える
ことを特徴とする接触制御装置。

【請求項2】

前記外乱補正タイミング制御部は、前記可動部が前記第１基準位置と前記部品間の第２基準位置よりも前記部品に近づいたとき、前記積分補償の積分動作の値を保持させることを特徴とする請求項１記載の接触制御装置。

【請求項3】

前記速度信号を用いて前記部品の接触を検出する接触検出部と、
前記第２ゲイン及び前記第２基準速度の値を用いて前記部品の接触時に前記アクチュエータが発生する力の大きさを算出するとともに、算出した力に応じた信号を出力する接触力算出部と、
前記接触検出部が前記部品の接触を検出したとき、前記外乱補正部の出力信号から前記接触力算出部の出力信号を減じた信号を前記ドライバに出力する接触力補正部と、
を具備することを特徴とする請求項２記載の接触制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品の組み立てなどを行う部品組立装置に関するものであり、特に部品間又は部品とワークの接触を制御する接触制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、部品の組み立てなどを行う部品組立装置には、産業用ロボットが多く用いられている。部品組立を行う産業用ロボットには、アームの先端部にハンドなどのエンドエフェクタが設けられており、部品又はワークを握持し押し付け動作などを行うことで部品組立を行う。
しかしながらロボットの動作は一般的に位置制御によりコントロールされるため、予めプログラムされた部品位置と実際の部品位置が異なる場合、部品間又は部品とワークの接触により大きな力が発生して、部品に傷や破損が発生する。

【0003】

この対応策として、部品位置の誤差により発生する力を吸収する冶具（いわゆる「バッファ」）を別途設置する場合がある。このバッファは、部品の形状や材料ごとに要求される特性が異なるため、部品の種類の数だけ異なるものを用意する必要があり、都度設計となる。このため、コスト的に不利であり、かつ装置が大型になる課題があった。

【0004】

又は、ロボットとハンドの間に力センサを設置し、接触時に過大な力が発生しそうになると力センサの検出結果をロボットの位置制御にフィードバックすることで、過大な力が発生しないようにする場合もある。この場合、バッファを不要とすることができるものの、力センサが高価である課題があった。

【0005】

また、ロボット単体を用いた従来の部品組立装置は、以下の理由で作業時間を短縮するのが難しい課題もある。すなわち、接触時に発生する力は、慣性による衝撃力と、接触しているときにロボットが発生している力との和になる。慣性による衝撃力は、部品及びロボット可動部の重量と移動速度の積に比例する。一般に、ロボットは大きく重い機構を有しているため、慣性による衝撃力を小さくするためには接触直前の移動速度を遅くする必要がある。

【0006】

さらに、ロボットに力センサを設置している場合、接触時に過大な力が発生したことを検出して動作を停止させるものの、可動部が大きくて重く、バックラッシュのある減速機構を有するロボットは急に止まることができないため、力制御の応答を速くすることが難しい。したがって、接触時に部品に加わる力を低減するためには、部品を近付ける速度を更に遅くする必要があり作業時間が長くなる課題があった。

【0007】

なお、部品組立装置には、いわゆる「マウンター」などのより高速な組み立てが可能なものもある。しかしながら、マウンターは小さく軽量な部品を高速に取り付けることに特化した専用機であり、他の部品の組立に転用がきかず、比較的高価な装置である。
一方、部品組立装置にロボットを使うことにより汎用性を高められるが前記のような課題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第３４７２６７１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１には、アクチュエータに設けたプローブ組立体の動作を速度制御することで、プローブ組立体をワーク表面に軟接触させる技術が開示されている。しかしながら、単にプローブ組立体のワーク表面への接触速度を低くしただけでは、接触時に発生する力を十分に低減することができない課題があった。

【0010】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、組立対象の部品を傷付けることなく他の部品などと素早く接触させることができ、かつ安価で汎用性の高いアクチュエータを用いた部品組立装置を実現することができる接触制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の接触制御装置は、アクチュエータを用いた部品組立装置に設けられて、部品の接触を制御する接触制御装置において、アクチュエータの固定部に対する可動部の位置を検出する位置検出器と、位置検出器が出力した位置信号に応じて、第１基準速度を示す第１基準速度信号と、第１基準速度よりも低速な第２基準速度を示す第２基準速度信号とを選択的に出力する外乱補正タイミング制御部と、固定部に対する可動部の移動速度を示す速度信号と、第１基準速度信号及び第２基準速度信号との差分に対して比例補償及び積分補償を実行する外乱補正部と、外乱補正部の出力信号に応じて可動部を直動もしくは回動させるドライバと、を具備し、外乱補正タイミング制御部は、可動部が固定部と部品間の第１基準位置よりも部品に近づいたとき、出力を第１基準速度信号から第２基準速度信号に切替えるととともに、比例補償のゲインを第１ゲインから第１ゲインよりも低い第２ゲインに切替えるものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明の接触制御装置は、組立対象の部品を傷付けることなく他の部品などと素早く接触させることができ、かつ安価で汎用性の高いアクチュエータを用いた部品組立装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態１の接触制御装置及び部品組立装置の構成を示す説明図である。

【図2】本発明の実施の形態１の接触制御装置及び部品組立装置の要部の構成を示す説明図である。

【図3】本発明の実施の形態１の接触制御装置及び部品組立装置の動作を示す説明図である。

【図4】速度制御系の等価モデルを示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

実施の形態１．
図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態１の接触制御装置及び部品組立装置について説明する。
図中、１はアクチュエータである。アクチュエータ１は、固定部１１に対して可動部１２を直動させるものである。

【0015】

アクチュエータ１の可動部１２には、グリッパ２が取り付けられている。グリッパ２は、組立対象の第１部品Ａを握持自在に形成されている。また、グリッパ２は、アクチュエータ１の直動により、第１部品Ａを第２部品Ｂに押し付け自在になっている。

【0016】

アクチュエータ１には、位置検出器３が設けられている。位置検出器３は、固定部１１に対する可動部１２の直動方向の位置を検出するものである。位置検出器３は、検出した位置を示す位置信号を出力するものである。

【0017】

位置速度変換部４１は、位置検出器３が出力した位置信号を微分して、速度信号に変換するものである。この速度信号は、固定部１１に対する可動部１２の相対的な移動速度を示すものである。

【0018】

外乱補正タイミング制御部４２は、位置検出器３が出力した位置信号に応じて、第１基準速度を示す信号（以下「第１基準速度信号」という）と、第１基準速度よりも低速な第２基準速度を示す信号（以下「第２基準速度信号」という）とを選択的に出力するものである。外乱補正タイミング制御部４２は、可動部１２が固定部１１と第２部品Ｂ間の予め設定された基準位置（以下「第１基準位置」という）を超えて第２部品Ｂに近づいた場合に、出力を第１基準速度信号から第２基準速度信号に切替えるようになっている。

【0019】

ここで、第２基準速度は、可動部１２及びグリッパ２を含む質量Ｍの物体が速度Ｖで移動しており、第１部品Ａと第２部品Ｂとを所定箇所で接触させた場合に、可動部１２の運動量及び運動エネルギーにより発生する力が、第１部品Ａ及び第２部品Ｂに損傷を与えない力になる程度に低い速度に設定されている。

【0020】

また、第１基準位置は、第１部品Ａが第２部品Ｂに接触する可動部１２の位置（以下「接触位置」という）の少し手前（１ｍｍ程度）の位置に設定されている。これにより、第１部品Ａを第２部品Ｂに接触させる際に、可動部１２が低速な第２基準速度で移動する距離が短くなり、作業時間を短縮することができる。

【0021】

第１減算器４３は、位置速度変換部４１が出力した速度信号の値と、外乱補正タイミング制御部４２が出力した第１基準速度信号及び第２基準速度信号の値との差分（以下「速度差分」という）を算出するものである。

【0022】

比例補償器４４ａは、第１減算器４３が算出した速度差分に対して、いわゆる「比例補償（Ｐ補償）」を実行するものである。ゲイン制御器４４ｂは、比例補償器４４ａによる比例補償のゲインを制御するものである。ゲイン制御器４４ｂは、外乱補正タイミング制御部４２の制御信号により、第１ゲインと、第１ゲインよりも低い第２ゲインとを切替えるようになっている。

【0023】

積分補償器４４ｃは、第１減算器４３が算出した速度差分に対して、いわゆる「積分補償（Ｉ補償）」を実行するものである。サンプルホールド４４ｄは、積分補償器４４ｃの出力を透過する動作（以下「サンプル動作」という）と、積分補償器４４ｃの出力を保持する動作（以下「ホールド動作」という）とを、選択的に実行するものである。サンプルホールド４４ｄは、外乱補正タイミング制御部４２の制御信号により、サンプル動作とホールド動作とを切替えるようになっている。

【0024】

加算器４４ｅは、ゲイン制御器４４ｂの出力と、サンプルホールド４４ｄの出力とを加算するものである。比例補償器４４ａ、ゲイン制御器４４ｂ、積分補償器４４ｃ、サンプルホールド４４ｄ及び加算器４４ｅによって、外乱補正部４４が構成されている。外乱補正部４４は、サンプルホールド４４ｄがサンプル動作を実行している場合、いわゆる「ＰＩ補償器」の機能を果たすものである。

【0025】

接触検出部４５は、位置速度変換部４１が出力した速度信号を用いて、第１部品Ａと第２部品Ｂとの接触を検出するものである。すなわち、接触検出部４５は、位置速度変換部４１が出力した速度信号の値が予め設定された時間、零を中心とする所定の範囲内に入っている場合、第１部品Ａが第２部品Ｂと接触したと判定するものである。

【0026】

接触力算出部４６は、第２基準速度の値と第２ゲインの値とを用いて、第１部品Ａが第２部品Ｂに接触する際に発生する力のうちアクチュエータが発生する力の大きさを算出するものである。接触力算出部４６は、接触検出部４５で接触を検出した際に加算器４４ｅの出力信号、つまり実際にアクチュエータが発生している力から算出したアクチュエータが発生する力を減ずることで部品に加わる力を低減できるような信号を出力するものである。

【0027】

第２減算器４７ａは、加算器４４ｅの出力、つまり、実際にアクチュエータが発生している力と、接触力算出部４６の出力、つまり算出したアクチュエータが発生する力との差分を算出するものである。スイッチ４７ｂは、加算器４４ｅの出力をドライバ４８に出力するものである。また、スイッチ４７ｂは、接触検出部４５が接触を検出した場合、加算器４４ｅの出力に代えて第２減算器４７ａの出力をドライバ４８に出力するものである。第２減算器４７ａ及びスイッチ４７ｂによって、接触力補正部４７が構成されている。

【0028】

ドライバ４８は、スイッチ４７ｂの出力に応じて、アクチュエータ１の可動部１２を直動させるものであり入力に比例した電流をアクチュエータに供給する。位置速度変換部４１、外乱補正タイミング制御部４２、第１減算器４３、外乱補正部４４、接触検出部４５、接触力算出部４６、接触力補正部４７及びドライバ４８によって、アクチュエータ制御部４が構成されている。位置検出器３及びアクチュエータ制御部４によって、接触制御装置１００が構成されている。アクチュエータ１、グリッパ２及び接触制御装置１００によって、部品組立装置２００が構成されている。

【0029】

次に、図３のタイミング図を参照して、接触制御装置１００及び部品組立装置２００の動作について説明する。
ここで、初期状態において、アクチュエータ１の可動部１２は固定部１１の近傍に位置しており、グリッパ２が握持した第１部品Ａは接触対象である第２部品Ｂから十分離れた位置にあるものとする。

【0030】

まず、時刻ｔ０において、図示しないコントローラが、アクチュエータ制御部４に、接触動作の開始を指示する指令信号を出力する。外乱補正タイミング制御部４２は、ゲイン制御器４４ｂのゲインを第１ゲインに設定するとともに、サンプルホールド４４ｄにサンプル動作を実行させる。位置速度変換部４１、外乱補正タイミング制御部４２、第１減算器４３、外乱補正部４４、スイッチ４７ｂ及びドライバ４８からなる制御系（以下「速度制御系」という）は、外乱補正部４４のＰＩ補償により、可動部１２に接続されたワイヤー張力などの外乱があっても安定した速度制御を行えるようになる。

【0031】

外乱補正タイミング制御部４２は、第１基準速度信号を第１減算器４３に出力する。これにより、アクチュエータ１の可動部１２は、第１部品Ａを第２部品Ｂに近づく方向に高速で移動させる。

【0032】

次いで、可動部１２が第１部品Ａを第２部品Ｂに近づける方向に移動し、時刻ｔ１において、位置検出器３の出力が第１基準位置を超えた場合、外乱補正タイミング制御部４２は、第１減算器４３への出力を第１基準速度信号から第２基準速度信号に切替える。また同時に外乱補正タイミング制御部４２は、ゲイン制御器４４ｂのゲインを第１ゲインから第２ゲインに切替える。

【0033】

外乱補正タイミング制御部４２の出力を低速な第２基準速度信号に切替えることで、可動部１２及びグリッパ２を含む質量Ｍの物体運動量及び運動エネルギーにより第１部品Ａと第２部品Ｂとの接触時に発生する衝撃力が小さくなる。これにより、第１部品Ａ及び第２部品Ｂが傷付くのを防ぐことができる。
特に小物部品を組み立てるアクチュエータはロボットに比べて一般的に１桁以上軽量なため、接触するときの速度が同じならば衝撃力は桁違いに少なくなる。
また衝撃力が同じならば接触するときの速度を大幅に増やすことが可能である。

【0034】

また、外乱補正タイミング制御部４２の出力を低速な第２基準速度信号に切替えるとともに、ゲイン制御器４４ｂのゲインを低い第２ゲインに切替えることで、速度制御系により第１部品Ａと第２部品Ｂとの接触時にアクチュエータが発生する力を小さくすることができる。後述するが速度制御系により発生する力の大きさは、速度制御系のループゲインと基準速度信号との大きさに比例するためである。

【0035】

ここで、図４を参照して、速度制御系により接触時にアクチュエータが発生する力の大きさについて説明する。
図４は、速度制御系の等価モデルを示している。図４の速度制御系において、可動部１２が速度Ｖで移動している場合に生じる推力（第１部品Ａに加わる力）Ｆ２は、以下の式（１）で表される。
Ｆ２＝Ｋｔ・Ｋｉ・（Ｋｖ・ΔＶ−ＫｅＶ）
＝Ｋｔ・Ｋｉ・（Ｋｖ・（Ｖｒｅｆ−Ｖｅ）−ＫｅＶ） （１）

【0036】

第１部品Ａが第２部品Ｂに接触して停止した状態では、実速度電圧Ｖｅ＝０かつ速度Ｖ＝０となる。このときの推力Ｆ２は、以下の式（２）に表すように、基準速度電圧Ｖｒｅｆに比例する値となる。
Ｆ２＝Ｋｔ・Ｋｉ・Ｋｖ・Ｖｒｅｆ （２）

【0037】

このとき、第２部品Ｂは、推力Ｆ２と同じ大きさの反力Ｆ１を受ける。したがって、基準速度電圧Ｖｒｅｆ及びループゲインＫｔ・Ｋｉ・Ｋｖが十分低い値に設定されていれば、第１部品Ａは第２部品Ｂに微小な力で接触し、その状態を保つことができる。

【0038】

時刻ｔ１において、ゲイン制御器４４ｂのゲインは第１ゲインよりも低い第２ゲインに切替わるものの、サンプルホールド４４ｄはサンプル動作を継続している。このため、時刻ｔ１以降、外乱の変化に対する応答性が時刻ｔ１以前よりも少し劣化するものの、外乱補正部４４は外乱の影響を打ち消すように動作する。速度制御系は、可動部１２の移動速度が第２基準速度と等しくなるように動作するため、可動部１２の移動速度は低速に保たれる。

【0039】

次いで、時刻ｔ２において、可動部１２が、第１基準位置と接触位置との間の位置であって、第１部品Ａが第２部品Ｂに接触する可能性のある位置の直前の位置（以下「第２基準位置」という）を超える。そうすると、外乱補正タイミング制御部４２は、サンプルホールド４４ｄの動作をサンプル動作からホールド動作に切替える。

【0040】

時刻ｔ２以降、サンプルホールド４４ｄは、時刻ｔ２における積分補償器４４ｃの出力値を保持する。また、ゲイン制御器４４ｂのゲインは第１ゲインよりも低い第２ゲインのままであり、基準速度は低速な第２基準速度のままである。したがって、速度制御系は基準速度が低速に設定された比例制御系となり、速度制御系により接触時に発生する力を抑制することができる。

【0041】

しかし一般に速度制御系のループゲインが低く設定されていると、外乱の影響を受け易くなる課題がある。これに対し、サンプルホールド４４ｄは、時刻ｔ１でゲインが第２ゲインに切替わった後も、時刻ｔ２で可動部１２が第２基準位置を超えるまではサンプル動作を継続する。これにより、ゲインが低下した後も第１部品Ａが第２部品Ｂに接触する可能性が生ずるまでは積分動作が継続され、外乱の影響が打ち消された状態となる。

【0042】

また、第２基準位置は、第２部品Ｂと可動部１２の絶対位置の誤差を考慮して、第１部品Ａが第２部品Ｂに接触する可動部１２の位置（接触位置）の直前の位置に設定するため、第２基準位置と接触位置との間隔は十分に狭く、可動部１２が第２基準位置を超えてから接触位置に達するまでの移動時間は数１０ミリ秒（ｍｓ）程度である。
このため、サンプルホールド４４ｄをホールド状態にしてから第１部品Ａが第２部品Ｂに接触するまでの間の外乱が急激に大きく変化することはなく、その影響は無視できる程度のものとなる。

【0043】

次いで、時刻ｔ３において、第１部品Ａが第２部品Ｂに接触する。
尚、このときの接触速度を前述の通り低い速度に設定していると同時に、接触時にアクチュエータから部品に加わる力を低減するようにしている。
これにより、可動部１２が微小な力で接触した状態で停止するため、位置信号の値が一定値になり、速度信号の値がほぼ零となる。このタイミングで、外乱補正タイミング制御部４２は、基準速度信号の値を零に切替える。そして、速度信号の値が零を含む範囲内の値のまま所定時間が経過すると、次いで、時刻ｔ４において、接触検出部４５が第１部品Ａと第２部品Ｂとの接触を検出する。

【0044】

時刻ｔ３以降、速度信号はほぼ零であり、基準速度信号も零である。しかしながら、サンプルホールド４４ｄが時刻ｔ２から保持している値によって、第１部品Ａと第２部品Ｂとの間に、速度制御系では補償しきれない微小な接触力が生じている。

【0045】

そこで、接触力算出部４６は、第２基準速度の値と第２ゲインの値とを用いて、第１部品Ａが第２部品Ｂに接触する際に発生する力のうちアクチュエータが発生する力の大きさを予め算出しておく。接触力算出部４６は、加算器４４ｅの出力信号から減ずることで部品に加わる力を低減できるような信号を出力する。

【0046】

時刻ｔ４で接触検出部４５が接触を検出すると、スイッチ４７ｂは、ドライバ４８への出力を第２減算器４７ａからの出力に切替える。これにより、速度制御系では補償しきれない微小な接触力が補償されて、第１部品Ａと第２部品Ｂとの間の接触力をさらに抑制することができる。

【0047】

以上のように、実施の形態１の接触制御装置１００は、アクチュエータ１の固定部１１に対する可動部１２の位置を検出する位置検出器３と、位置検出器３が出力した位置信号に応じて、第１基準速度を示す第１基準速度信号と、第１基準速度よりも低速な第２基準速度を示す第２基準速度信号とを選択的に出力する外乱補正タイミング制御部４２と、固定部１１に対する可動部１２の移動速度を示す速度信号と、第１基準速度信号及び第２基準速度信号との差分に対して比例補償及び積分補償を実行する外乱補正部４４と、外乱補正部４４の出力信号に応じて可動部１２を駆動するドライバ４８とを有している。外乱補正タイミング制御部４２は、可動部１２が固定部１１と第２部品Ｂ間の第１基準位置よりも第２部品Ｂに近づいたとき、出力を第１基準速度信号から第２基準速度信号に切替えるととともに、比例補償のゲインを第１ゲインから第１ゲインよりも低い第２ゲインに切替えるようになっている。第１基準位置を接触位置の少し手前に設定することで、可動部１２が低速な第２基準速度で移動する距離が短くなり、作業時間を短縮することができる。基準速度信号とゲインとの両方の値を低くすることで、第１部品Ａと第２部品Ｂの接触時に発生する力を抑制することができる。

【0048】

また、外乱補正タイミング制御部４２は、可動部１２が第１基準位置と第２部品Ｂ間の第２基準位置よりも第２部品Ｂに近づいたとき、サンプルホールド４４ｄに積分動作の値を保持させるようになっている。比例補償のゲインを低下させた後も、第１部品Ａが第２部品Ｂに接触する可能性が生ずるまでは積分動作を継続することで、外乱の影響を打ち消した状態にすることができる。第２基準位置と接触位置との間隔は十分に狭いため、サンプルホールド４４ｄをホールド状態にしてから第１部品Ａが第２部品Ｂに接触するまでの間の外乱の影響も無視することができる。

【0049】

また、接触制御装置１００は、速度信号を用いて第１部品Ａと第２部品Ｂの接触を検出する接触検出部４５と、第２ゲイン及び第２基準速度の値を用いて、第１部品Ａと第２部品Ｂの接触により発生する力の大きさを算出するとともに、算出した力に応じた信号を出力する接触力算出部４６と、接触検出部４５が第１部品Ａと第２部品Ｂとの接触を検出したとき、外乱補正部４４の出力信号から接触力算出部４６の出力信号を減じた信号をドライバ４８に出力する接触力補正部４７とを有している。第１部品Ａが第２部品Ｂに接触した際、速度制御系では補償しきれない微小な接触力を補償することで、第１部品Ａと第２部品Ｂとの接触時に発生する力をさらに抑制することができる。

【0050】

また、実施の形態１の接触制御装置１００は、バッファや力センサを不要として、安価な部品組立装置２００を得ることができる。また、グリッパ２などのエンドエフェクタの種類に応じて、汎用性の高い部品組立装置２００を得ることができる。

【0051】

なお、アクチュエータ１の可動部１２は、グリッパ２に代えて半田ごてなどの工具を設けたものとしても良い。接触制御装置１００は、可動部１２に設けた半田ごてと、第２部品Ｂの半田付け対象部位との接触を制御するものとしても良い。

【0052】

また、アクチュエータ１は、グリッパ２で握持した第１部品Ａを、第２部品Ｂに代えて冶具に押し付けるものとして、接触制御装置１００は、第１部品Ａと冶具との接触を制御するものとしても良い。

【0053】

また、位置速度変換部４１に代えて、固定部１１に対する可動部１２の相対的な移動速度を検出するとともに、検出した移動速度を示す速度信号を出力する速度検出器を設けたものとしても良い。

【0054】

また、アクチュエータ１は、固定部１１に対して可動部１２を回動させるものであっても良い。

【0055】

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

【符号の説明】

【0056】

１ アクチュエータ
２ グリッパ
３ 位置検出器
４ アクチュエータ制御部
１１ 固定部
１２ 可動部
４１ 位置速度変換部
４２ 外乱補正タイミング制御部
４３ 第１減算器
４４ 外乱補正部
４４ａ 比例補償器
４４ｂ ゲイン制御器
４４ｃ 積分補償器
４４ｄ サンプルホールド
４４ｅ 加算器
４５ 接触検出部
４６ 接触力算出部
４７ 接触力補正部
４７ａ 第２減算器
４７ｂ スイッチ
４８ ドライバ
１００ 接触制御装置
２００ 部品組立装置
Ａ 第１部品
Ｂ 第２部品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】