(57)【要約】【課題】ロボットによる嵌合作業を適切に行い、作業品質を一定に保つことができるロボットシステム、ロボット制御方法及び被化合物の製造方法を提供する。【解決手段】ロボットシステム１は、ロボット１０と、ロボット１０の先端に取付けられ、嵌合部材２０を把持可能なハンド１０２と、嵌合部材２０が嵌合される被嵌合部材３０と、ロボット１０を制御するコントローラ１１と、を備え、コントローラ１１は、ハンド１０２が嵌合部材２０を把持した状態で、ロボット１０、嵌合部材２０又はハンド１０２を、被嵌合部材３０との相対的な位置関係が定まった位置決め部材５０に接触させ、該接触させた位置を基準位置として嵌合位置４０を特定する位置特定部１１２と、嵌合位置４０において嵌合部材２０と被嵌合部材３０とを嵌合させるようロボット１０を制御する嵌合制御部１１３と、を有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットと、
前記ロボットの先端に取付けられ、嵌合部材を把持可能な嵌合部材把持具と、
前記嵌合部材が嵌合される被嵌合部材と、
前記ロボットを制御するロボット制御装置と、
を備え、
前記ロボット制御装置は、
前記嵌合部材把持具が前記嵌合部材を把持した状態で、前記ロボット、前記嵌合部材又は前記嵌合部材把持具を、前記被嵌合部材との相対的な位置関係が定まった位置決め部材に接触させ、該接触させた位置を基準位置として嵌合位置を特定する位置特定部と、
前記嵌合位置において前記嵌合部材と前記被嵌合部材とを嵌合させるよう前記ロボットを制御する嵌合制御部と、を有するロボットシステム。
【請求項２】
前記ロボットの先端と前記嵌合部材把持具との間に配設された力覚センサを更に備える請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記位置特定部は、前記接触させた位置に基づいて前記被嵌合部材に対する前記嵌合部材の位置ずれを検知し、該検知した位置ずれ幅に基づいて前記嵌合位置を特定する請求項１又は２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記位置特定部は、前記ロボット、前記嵌合部材又は前記嵌合部材把持具を、第１の方向から、第１の方向及び第２の方向から、又は、第１の方向及び第２の方向及び第３の方向から、前記位置決め部材に接触させることにより、前記位置ずれを検知する請求項３に記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記位置決め部材は、前記ロボット、前記嵌合部材又は前記嵌合部材把持具に対応する形状である請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボットシステム。
【請求項６】
ロボットの先端に取付けられた嵌合部材把持具が嵌合部材を把持した状態で、前記ロボット、前記嵌合部材又は前記嵌合部材把持具を、嵌合部材が嵌合される被嵌合部材との相対的な位置関係が定まった位置決め部材に接触させ、該接触させた位置を基準位置として嵌合位置を特定する位置特定工程と、
前記嵌合位置において前記嵌合部材と前記被嵌合部材とを嵌合させるよう前記ロボットを制御する嵌合制御工程と、を含むロボット制御方法。
【請求項７】
被加工物である嵌合部材を嵌合部材把持具で把持する把持工程と、
前記嵌合部材把持具が前記嵌合部材を把持した状態で、ロボット、前記嵌合部材又は前記嵌合部材把持具を、嵌合部材が嵌合される被嵌合部材との相対的な位置関係が定まった位置決め部材に接触させ、該接触させた位置を基準位置として嵌合位置を特定する位置特定工程と、
前記嵌合位置において前記嵌合部材と前記被嵌合部材とを嵌合させるよう前記ロボットを制御する嵌合制御工程と、を含む被加工物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットシステム、ロボット制御方法及び被加工物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人間による手作業をロボットにより自動化させる需要が高まっている。例えば特許文献１には、力覚センサを利用し、ロボットの先端に取付けられたハンドにより把持した嵌合部材を被嵌合部材に嵌合するロボットシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３０２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロボットによる嵌合作業では、嵌合前の嵌合部材と被嵌合部材との相対的な位置関係がずれる（位置ずれが生じる）場合がある。位置関係がずれると、嵌合作業が適切に行えず、作業品質を一定に保てないおそれがある。
【０００５】
よって、本技術分野では、ロボットによる嵌合作業を適切に行い、作業品質を一定に保つことができるロボットシステム、ロボット制御方法及び被化合物の製造方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るロボットシステムは、ロボットと、ロボットの先端に取付けられ、嵌合部材を把持可能な嵌合部材把持具と、嵌合部材が嵌合される被嵌合部材と、ロボットを制御するロボット制御装置と、を備え、ロボット制御装置は、嵌合部材把持具が嵌合部材を把持した状態で、ロボット、嵌合部材又は嵌合部材把持具を、被嵌合部材との相対的な位置関係が定まった位置決め部材に接触させ、該接触させた位置を基準位置として嵌合位置を特定する位置特定部と、嵌合位置において嵌合部材と被嵌合部材とを嵌合させるようロボットを制御する嵌合制御部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係るロボットシステムを模式的に表した図である。
【図２】図１に示されたロボットシステムに含まれるロボットの側面図である。
【図３】コントローラの機能ブロックを示す図である。
【図４】本実施形態に係る嵌合位置の特定イメージを示した図である。
【図５】位置決め部材の形状に応じた嵌合位置の特定イメージを示した図である。
【図６】嵌合作業の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０００９】
本実施形態に係るロボットシステムは、単品の部品及び複数の部品が組み合わされた製品または半製品であるワーク（被加工物）に対して、ロボットが加工や組立等の種々の作業を行うロボットシステムであり、特に、ワークである嵌合部材を被嵌合部材に嵌合・挿入（以下、単に嵌合と記載）するものである。本実施形態に係るロボットシステムでは、力覚センサ技術を利用して後述するインピーダンス制御を行うことにより、嵌合作業の高品質化が図られている。なお、被加工物としてはロボットシステムにより加工を受けるあらゆる物品が該当し得る。例えば、被加工物としては電子機器用の基板の組立体、自動車などが含まれうる。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るロボットシステムを模式的に表した図である。図１に示すように、本実施形態に係るロボットシステム１は、ロボット１０、ロボット１０の先端に取付けられ嵌合部材２０を把持可能なエンドエフェクタであるハンド（嵌合部材把持具）１０２、嵌合部材が嵌合される凹部を有する被嵌合部材３０、ロボット１０を制御するコントローラ（ロボット制御装置）１１、及び、教示者とロボット１０とのインターフェースである可搬式教示操作盤１２を含んで構成されている。
【００１１】
ロボット１０の詳細について、図２を用いて説明する。図２は、図１に示されたロボットシステムに含まれるロボットの側面図である。図２に示すように、ロボット１０は、基台１０４上に取り付けられた基礎部１０５、及び、基礎部１０５から上方に延伸するロボットアーム１０１を備えており、コントローラ１１の動作命令に基づいて動作する。
【００１２】
ロボットアーム１０１は、基端（基礎部１０５）側から順に、第１アーム１０６、第２アーム１０７、第３アーム１０８、第４アーム１０９、第５アーム１１０及び第６アーム１１１の６本のアームが連結されて構成されている。これらの各アームには、内部にアクチュエータが設けられており、各アクチュエータによって、図２中に両向き矢印で示すように各アームの連結部を関節として回転駆動させられる。
【００１３】
また、ロボットアーム１０１の先端には上述したハンド１０２が設けられている。ハンド１０２は、ロボットアーム１０１の先端である第６アーム１１１の内部に設けられたアクチュエータにより回転駆動させられる。さらに、ハンド１０２の内部には、ハンド１０２の先端に取り付けられた一対の把持爪１０２ａを駆動させるアクチュエータが設けられている。
【００１４】
ロボットアーム１０１の先端である第６アーム１１１とハンド１０２との間には力覚センサ１０３が配設されている。力覚センサ１０３は、検出部分に作用する、並進３軸方向の力成分と回転３軸回りのモーメント成分との合計６成分を同時に検出することができるいわゆる６軸力覚センサである。
【００１５】
ロボット１０は、コントローラ１１の制御に従い、第１アーム１０６、第２アーム１０７、第３アーム１０８、第４アーム１０９、第５アーム１１０、第６アーム１１１、ハンド１０２及び把持爪１０２ａを動作させることで、嵌合部材２０を把持爪１０２ａで把持し、該把持した嵌合部材２０を被嵌合部材３０に嵌合する。
【００１６】
図１に戻り、コントローラ１１は、例えば演算装置、記憶装置及び入出力装置を有するコンピュータである。コントローラ１１は、動作命令を出すことによりロボット１０の動作を制御する。具体的には、コントローラ１１は、ケーブルハーネス１３を介してロボット１０のアクチュエータに接続されており、動作命令によってアクチュエータを駆動させ、ロボット１０の動作を制御している。また、コントローラ１１は、ケーブルハーネス１３を介して力覚センサ１０３とも接続されている。
【００１７】
ここで、動作命令とは、ロボット１０を動作させるプログラムであるコマンドや、ロボット１０を動作させるプログラムのまとまりであるジョブである。例えば、把持爪１０２ａにより嵌合部材２０を把持するコマンドや、把持した嵌合部材２０を被嵌合部材３０に嵌合するコマンドなども動作命令として予め設定されている。よって、通常は、動作命令に従って、ロボット１０による嵌合作業は自動的に行われる。しかしながら、ロボット１０により把持された嵌合部材２０が非常に重い等、想定外の理由により嵌合部材２０を把持した後のロボット１０の位置が変更されたり、被嵌合部材３０の位置が変更される場合があり、このような場合に、ロボット１０による嵌合作業が適切に行われないおそれがある。そこで、コントローラ１１は、以下に示す機能を具備することで、嵌合作業を適切に行う。
【００１８】
コントローラ１１の機能について、図３を用いて説明する。図３は、コントローラの機能ブロックを示す図である。図３に示すように、コントローラ１１は、位置特定部１１２及び嵌合制御部１１３を有している。位置特定部１１２は、嵌合部材２０の被嵌合部材３０に対する嵌合位置を特定する。具体的には、位置特定部１１２は、ハンド１０２が嵌合部材２０を把持した状態で、ロボット１０、嵌合部材２０又はハンド１０２を、被嵌合部材３０との相対的な位置関係が定まった位置決め部材５０（図１参照）に接触させ、該接触させた位置を基準位置として嵌合位置４０（図１参照）を特定する。位置特定部１１２による嵌合位置４０の特定の詳細について、以下に説明する。
【００１９】
ロボット１０には、コントローラ１１より、把持爪１０２ａ（ハンド１０２）により嵌合部材２０を把持するコマンド、及び、把持爪１０２ａ（ハンド１０２）が嵌合部材２０を把持した状態で把持した箇所から所定の区間ロボットアーム１０１を移動させるコマンドが動作命令として予め設定されている。また、被嵌合部材３０との相対的な位置関係が定まった位置には、図１に示すように、位置決め部材５０が設けられている。
【００２０】
位置決め部材５０は、ロボット１０、嵌合部材２０又はハンド１０２の外形に対応した形状を有している。ここでは、立方体形状の嵌合部材２０に対応して、位置決め部材５０は立方体形状とされている。位置決め部材５０は被嵌合部材３０と一体で成形されていてもよいし、被嵌合部材３０との相対的な位置関係を一定とできれば別体で成型されていてもよい。被嵌合部材３０と位置決め部材５０との相対的な位置関係は、位置決め部材位置情報として、位置特定部１１２が予め記憶している。具体的には、位置決め部材位置情報とは、被嵌合部材３０と位置決め部材５０との離間距離、及び、位置決め部材５０からみた被嵌合部材３０が設けられた方向に関する情報である。
【００２１】
そして、動作命令に従ってロボット１０がロボットアーム１０１を移動させた結果、ロボット１０、嵌合部材２０又はハンド１０２（把持爪１０２ａを含む）が位置決め部材５０に接触した場合には、力覚センサ１０３により該接触が検知される。力覚センサ１０３は接触に係る力成分の検出に加えて、ロボット１０等における接触位置を検出する。このような力覚センサ１０３による接触位置の検出は、例えば、力覚センサ１０３によって検出された力とモーメントとから力の作用線が求められ、該力の作用線とロボット１０等の表面との交点が接触位置として導出されることにより行われる。
【００２２】
力覚センサ１０３により検知された接触に係る情報は、力覚センサ１０３よりケーブルハーネス１３を介してコントローラ１１の位置特定部１１２に入力される。位置特定部１１２は、力覚センサ１０３により接触に係る情報の入力があった場合には、接触した位置を基準位置とし、位置決め部材位置情報に基づいて、基準位置から被嵌合部材３０が設けられた方向に向かって、被嵌合部材３０と位置決め部材５０との離間距離分だけ移動した位置を嵌合位置４０として特定する。嵌合位置４０は、３方向（第１の方向、第２の方向及び第３の方向）における位置で特定される。ここで、第３の方向とは嵌合部材２０を被嵌合部材３０に対して嵌合する方向（Ｚ方向）であり、第１の方向とは第３の方向と交差する方向（Ｘ方向であり）、第２の方向とは第１及び第３の方向と交差する方向（Ｙ方向）である。なお、図１、図４及び図５において、第１の方向と第２の方向とは反対であってもよい。すなわち、図１、図４及び図５において、Ｘ方向が第２の方向であり、Ｙ方向が第１の方向であってもよい。なお、位置特定部１１２は、特定した嵌合位置４０を、嵌合制御部１１３に入力する。
【００２３】
嵌合位置４０の特定イメージについて、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る嵌合位置の特定イメージを示した図である。図４（ａ）に示すように、ロボット１０が把持爪１０２ａにより嵌合部材２０を把持した状態において、被嵌合部材３０が、破線で示した本来の嵌合位置から第１の方向であるＸ方向にずれて配置されているとする。なお、ここでは第２の方向であるＹ方向及び第３の方向であるＺ方向には、被嵌合部材３０は位置ずれしていないものとする。
【００２４】
そして、嵌合部材２０を把持したロボット１０に対して、所定の区間、ロボットアーム１０１を移動させるコマンドがコントローラ１１より動作命令として出され、図４（ｂ）に示すように、嵌合部材２０が位置決め部材５０に接触する。
【００２５】
この場合、力覚センサ１０３により接触が検知され、検知された接触に係る情報が力覚センサ１０３からコントローラ１１の位置特定部１１２に入力される。位置特定部１１２には位置決め部材位置情報が予め記憶されているため、位置特定部１１２は、図４（ｃ）に示すように、第２の方向であるＸ方向に被嵌合部材３０と位置決め部材５０との離間距離分だけロボットアーム１０１を移動させた位置を嵌合位置４０として特定する。なお、図４では、Ｘ方向のみに位置ずれしているとして嵌合位置４０の特定を説明したが、Ｙ方向及びＺ方向に位置ずれしている場合にも同様に嵌合位置４０を特定することができる。
【００２６】
また、位置特定部１１２は、接触位置に基づいて被嵌合部材３０に対する嵌合部材２０の位置ずれを検知し、該検知した位置ずれ幅に基づいて嵌合位置４０を特定する。位置特定部１１２は、ロボット１０、嵌合部材２０又はハンド１０２における位置決め部材５０との接触位置（以下、ロボット１０等における接触位置と記載する）、位置決め部材５０におけるロボット１０、嵌合部材２０又はハンド１０２との接触位置（以下、位置決め部材５０における接触位置と記載する）、及び、位置決め部材位置情報から、位置ずれ幅を特定する。
【００２７】
ロボット１０等における接触位置は、上述したように力覚センサ１０３により検出される。すなわち、位置特定部１１２は、力覚センサ１０３より入力される接触に係る情報より、ロボット１０等における接触位置を特定する。また、位置決め部材５０における接触位置は、ロボット１０等を、Ｘ方向から、又は、Ｘ方向及びＹ方向から、又は、Ｘ方向及びＹ方向及びＺ方向から、位置決め部材５０に接触させることにより特定される。すなわち、位置特定部１１２は、ロボット１０等をＸ方向から位置決め部材５０に接触させることで、位置決め部材５０におけるＸ方向の接触位置を特定し、ロボット１０等をＹ方向から位置決め部材５０に接触させることで、位置決め部材５０におけるＹ方向の接触位置を特定し、ロボット１０等をＺ方向から位置決め部材５０に接触させることで、位置決め部材５０におけるＺ方向の接触位置を特定する。
【００２８】
また、上述した位置決め部材位置情報は、位置決め部材５０における各位置毎に位置特定部１１２に予め記憶されている。すなわち、位置決め部材５０における各位置毎に、各方向における被嵌合部材３０との離間距離が記憶されている。
【００２９】
位置特定部１１２による位置ずれ幅の特定は、最初に、位置決め部材５０における接触位置、及び、位置決め部材位置情報から、該位置決め部材５０の接触位置における被嵌合部材３０との離間距離が方向毎に特定される。次に、特定した離間距離等に、ロボット１０等における接触位置を考慮し位置ずれ幅が特定され嵌合位置４０が特定される。
【００３０】
すなわち、例えば、位置決め部材５０の接触位置における被嵌合部材３０との離間距離がＸ方向に２０ｃｍ、Ｙ方向に３０ｃｍ、Ｚ方向に０ｃｍであると特定されたとする。そして、ロボット１０等における接触箇所が嵌合部材２０の先端からＺ方向に１０ｃｍ把持爪１０２ａよりの箇所であると特定されたとする。この場合、位置ずれ幅は、Ｘ方向に２０ｃｍ、Ｙ方向に３０ｃｍ、Ｚ方向に１０ｃｍであると特定される。
【００３１】
なお、位置決め部材５０を、ロボット１０、嵌合部材２０又はハンド１０２に対応する形状として形成しておき、ロボット１０等における接触位置及び位置決め部材５０における接触位置を特定し、嵌合位置４０を特定してもよい。すなわち、例えば、位置決め部材５０におけるＸ方向及びＹ方向の接触位置を特定する場合に、上述したようにロボット１０等をＸ方向及びＹ方向から位置決め部材５０に接触させるのではなく、Ｘ方向から接触させた後に、接触させた状態でＹ方向にロボット１０等を移動させ、ロボット１０等が位置決め部材５０の形状に倣って静定した位置を、Ｘ方向及びＹ方向の接触位置として特定してもよい。この場合には、ロボット１０等において倣って静定する箇所は一か所に定まるため、ロボット１０等における接触位置も特定できる。なお、ロボット１０等を位置決め部材５０の形状に倣って静定させる際には、後述するインピーダンス制御の技術が利用される。
【００３２】
このような位置決め部材５０の形状に応じた嵌合位置４０の特定イメージについて、図５を用いて説明する。図５は、位置決め部材の形状に応じた嵌合位置の特定イメージを示した図であり、ロボット１０等を上面視した図である。図５（ａ）に示すように、ロボット１０の把持爪１０２ａが把持する嵌合部材２０ｘは、側面が円形形状であり、また、被嵌合部材３０ｘに嵌合される部分は破線で示す円柱状になっている。また、位置決め部材５０ｘには、嵌合部材２０ｘの側面の形状（円形形状）に対応する形状の凹み部分５１ｘが形成されている。なお、該凹み部分５１ｘの形状と嵌合部材２０ｘの側面の形状とが一致する位置は、一意に定まる。
【００３３】
まず、嵌合部材２０ｘを把持したロボット１０に対して、第１の方向であるＸ方向に所定の区間、ロボットアーム１０１を移動させるコマンドがコントローラ１１より動作命令として出され、図５（ｂ）に示すように嵌合部材２０ｘが位置決め部材５０ｘに接触している。この場合、力覚センサ１０３により接触が検知され、検知された接触に係る情報が力覚センサ１０３からコントローラ１１の位置特定部１１２に入力される。そして、さらにコントローラ１１よりロボットアーム１０１を第２の方向であるＹ方向に所定の区間移動させるコマンドが動作命令として出される。
【００３４】
ロボット１０がコントローラ１１の動作命令に従って、第２の方向であるＹ方向にロボットアーム１０１を移動させると、嵌合部材２０ｘの側面の形状が位置決め部材５０ｘの凹み部分５１ｘの形状と一致する箇所に到達する（図５（ｃ）参照）。コントローラ１１は、該凹み部分５１ｘの形状に倣ってロボット１０を静定させる。なお、凹み部分５１ｘの形状に倣ってロボット１０を静定させる際には、後述するインピーダンス制御の技術を利用している。
【００３５】
そして、位置特定部１１２は、ロボット１０を静定させた位置より、位置決め部材５０ｘにおけるＸ方向及びＹ方向の接触位置、及び、嵌合部材２０ｘにおける接触位置を特定し、これらと位置決め部材位置情報とから、嵌合位置４０ｘを特定する。
【００３６】
図３に戻り、嵌合制御部１１３は、位置特定部１１２が特定した嵌合位置４０において嵌合部材２０と被嵌合部材３０とを嵌合させるようロボット１０を制御する。嵌合制御部１１３により行われる処理は大きく２つに分けられ、一方は位置特定部１１２から入力された嵌合位置４０に基づくロボット１０のロボットアーム１０１の移動処理であり、他方はロボットアーム１０１の移動処理後の嵌合位置４０におけるインピーダンス制御を利用した嵌合処理である。
【００３７】
インピーダンス制御を利用した嵌合処理について詳細に説明する。インピーダンス制御とは、ロボットの手先に外から力を加えた場合に生じる機械的なインピーダンス（慣性、減衰係数、剛性）を、目的とする作業に都合の良い値に設定し位置と力を制御する制御手法のことである。上述したように、嵌合処理を行う前提として、嵌合位置４０には嵌合部材２０がセットされた状態となっている。嵌合位置４０において、嵌合制御部１１３は、力制御を開始し、嵌合部材２０を被嵌合部材３０に接触させる動作命令（ＴＯＵＣＨコマンド）をロボット１０に対して出す。
【００３８】
嵌合制御部１１３は、力覚センサ１０３より接触に係る情報の入力があると、穴位置探り動作を行う動作命令をロボット１０に対して出す。穴位置探り動作とは、ロボット１０がロボットアーム１０１を左右に振りながら嵌合位置４０ｘの凹部を探索する動作である。該穴位置探り動作の間は、嵌合部材２０は被嵌合部材３０に接触している。嵌合部材２０が適切な向きで被嵌合部材３０に嵌合されるよう、被嵌合部材３０の凹部には位置決めピンが設けられている。穴位置探り動作が成功すると、嵌合制御部１１３は、凹部の形状に沿って回転する位置決めピン探り動作を行う動作命令をロボット１０に対して出す。
【００３９】
ロボット１０が位置決めピンの探索に成功すると、嵌合制御部１１３は、嵌合部材２０を被嵌合部材３０の凹部に挿入する動作命令（ＩＮＳＥＲＴコマンド）をロボット１０に対して出す。そして、ロボット１０が該動作命令に従って嵌合部材２０を被嵌合部材３０の凹部に挿入して、嵌合制御部１１３による力制御が終了する。なお、嵌合処理後、ロボット１０は、コントローラ１１の動作命令に従って、嵌合部材２０を放し退避する。コントローラ１１の各機能についての説明は以上である。
【００４０】
図１に戻り、可搬式教示操作盤１２は、教示者がロボット１０を手動（ＪＯＧ）操作したり動作プログラムを作成・編集したりするためのインターフェースであり、主に操作ボタン群１２１と表示画面１２２とで構成されている。
【００４１】
次に、嵌合作業の一連の流れについて、図６を用いて説明する。図６は、嵌合作業の手順を示すフローチャートである。まず、コントローラ１１に設定された動作命令に従い、ロボット１０の把持爪１０２ａ（ハンド１０２）により嵌合部材２０が把持される（Ｓ１０１、把持工程）。つづいて、位置特定部１１２により、嵌合部材２０と被嵌合部材３０とを嵌合させる嵌合位置４０が特定される（Ｓ１０２、位置特定工程）。具体的には、ロボット１０等を被嵌合部材３０との相対的な位置関係が定まった位置決め部材５０に接触させることにより、嵌合位置４０が特定される。そして、嵌合制御部１１３により、嵌合位置４０において嵌合部材２０と被嵌合部材３０とを嵌合させるようにロボット１０が制御される（Ｓ１０３、嵌合制御工程）。具体的には、嵌合位置４０に嵌合部材２０がセットされた状態で、インピーダンス制御により嵌合部材２０が被嵌合部材３０の凹部に嵌合されるよう、ロボット１０が制御される。
【００４２】
以上、本実施形態に係るロボットシステム１では、嵌合部材２０をハンド１０２が把持した状態で、ロボット１０、嵌合部材２０又はハンド１０２を、被嵌合部材３０との相対的な位置関係が定まった位置決め部材５０に接触させることにより、位置特定部１１２が、嵌合部材２０と被嵌合部材３０との嵌合位置４０を特定している。
【００４３】
ロボットによる嵌合作業では、嵌合前の嵌合部材と被嵌合部材との相対的な位置関係がずれる（位置ずれが生じる）場合がある。従来、このような位置ずれに対応するために、嵌合時の嵌め合い動作の中に、被嵌合部材（の凹部）を探索する動作を設定している。しかしながら、探索する動作の探索範囲を超えて位置ずれが生じた場合には、嵌合作業が適切に行えず、嵌合作業の品質を一定に保てないおそれがある。
【００４４】
この点、本実施形態に係るロボットシステム１は上述したように、ロボット１０等を被嵌合部材３０との相対的な位置関係が定まった位置決め部材５０に接触させ、該接触させた位置を基準位置として嵌合位置４０を特定しているため、被嵌合部材３０（の凹部）を探索する範囲を超えて位置ずれが生じている場合であっても嵌合作業を適切に行うことができる。すなわち、嵌合作業の品質を一定に保つことができる。
【００４５】
また、ロボット１０の先端（第６アーム１１１）とハンド１０２との間に配設された力覚センサ１０３を備えていることで、ロボット１０等と位置決め部材５０との接触に係る力成分が検出できるとともに、ロボット１０等における接触位置が検出できる。
【００４６】
また、位置特定部１１２が、接触させた位置に基づいて被嵌合部材３０に対する嵌合部材２０の位置ずれを検知し、該検知した位置ずれ幅に基づいて嵌合位置４０を特定することで、接触させた位置毎に適切な嵌合位置４０を特定することができ、嵌合作業の品質をより一層高めることができる。
【００４７】
また、位置特定部１１２が、ロボット１０、嵌合部材２０又はハンド１０２を、Ｘ方向から、Ｘ方向及びＹ方向から、又は、Ｘ方向及びＹ方向及びＺ方向から、位置決め部材５０に接触させて位置ずれを検知することで、嵌合部材２０及び被嵌合部材３０が設けられた箇所毎に適切に嵌合位置４０を特定することができる。すなわち、嵌合部材２０と被嵌合部材３０との相対的な位置関係のずれが一次元でのみ生じ得る場合にはＸ方向から、二次元で生じ得る場合にはＸ方向及びＹ方向から、三次元で生じ得る場合にはＸ方向及びＹ方向及びＺ方向から、それぞれロボット１０等を位置決め部材５０に接触させることで、嵌合部材２０及び被嵌合部材３０が設けられた箇所毎の適切な嵌合位置４０の特定が可能となる。
【００４８】
また、位置決め部材５０を、ロボット１０、嵌合部材２０又はハンド１０２に対応する形状とし、ロボット１０等が位置決め部材５０の形状に倣って静定した位置に基づいて嵌合位置４０を特定することにより、一方向からロボット１０等を位置決め部材５０に接触させることで、二方向又は三方向に位置ずれしている場合の嵌合位置４０の特定も行うことができる。すなわち、嵌合位置４０の特定処理を簡易化できる。
【００４９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、嵌合部材２０を被嵌合部材３０の凹部に嵌合するとして説明したが、必ずしも被嵌合部材が凹部を有するものでなくてもよく、嵌合部材が凹部を有し該凹部に凸形状の被嵌合部材を嵌合する態様であってもよい。また、嵌合制御部１１３はインピーダンス制御により嵌合処理を行うとして説明したが、嵌合部材と被嵌合部材とを嵌合させることができればその他の制御方法により嵌合処理を行ってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…ロボットシステム、１０…ロボット、１１…コントローラ（ロボット制御装置）、２０，２０ｘ…嵌合部材、３０，３０ｘ…被嵌合部材、４０…嵌合位置、５０，５０ｘ…位置決め部材、１０２…ハンド（嵌合部材把持具）、１０３…力覚センサ、１１２…位置特定部、１１３…嵌合制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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