(57)【要約】　　　（修正有）【課題】フィンガー開閉方向の相対的位置関係におけるロボットハンドと把持対象部品の所望部分との位置出しを可能にすること。【解決手段】ロボットハンド自体を各フィンガーにより把持対象部品を挟持できる位置に移動し（ＳＴＥＰ１）、各フィンガーを相対移動させ（ＳＴＥＰ２）て、各フィンガーを把持対象部品に接触させ（ＳＴＥＰ３）、一方のフィンガーをフィードバック制御によりフィンガー位置がフィンガー指令位置と一致するように動作させ（位置制御動作）、他方のフィンガーを、フィードバック制御によりフィンガー押圧力（印加力）がフィンガー押圧力指令値（印加力指令）と一致するように動作（力制御動作）させることで、上記各フィンガーの相対移動を行うこと。【選択図】　図１０
2004050321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本以上のフィンガーを備え、各フィンガーを相対移動させることで把持対象部品を把持するロボットハンドの把持制御方法において、
ロボットハンド自体を各フィンガーにより把持対象部品を挟持できる位置に移動し（ＳＴＥＰ１）、各フィンガーを相対移動させ（ＳＴＥＰ２）て、各フィンガーを把持対象部品に接触させる（ＳＴＥＰ３）ものであって、
一つのフィンガーをフィードバック制御によりフィンガー位置がフィンガー指令位置と一致するように動作させ（位置制御動作）、他方のフィンガーを、フィードバック制御によりフィンガー発生力（印加力）がフィンガー発生力指令値（印加力指令、力指令）と一致するように動作（力制御動作）させることによって、上記各フィンガーの相対移動を行わせることを特徴とするロボットハンドの把持制御方法。
【請求項２】
フィンガー開閉方向についてのロボットハンドと把持対象部品の相対的な位置精度を出したい部分に接触するフィンガーに位置制御動作を行わせ、その他のフィンガーに力制御動作を行わせる請求項１のロボットハンドの把持制御方法。
【請求項３】
位置制御フィンガー又は力制御フィンガーの位置指令値又は力指令値をそれぞれ個別に設定することを特徴とする請求項１のロボットハンドの把持制御方法。
【請求項４】
位置制御フィンガーの位置保持力よりも、力制御フィンガーから把持対象部品への印加力の合力を小さくすることを特徴とする請求項２又は請求項３のロボットハンドの把持制御方法。
【請求項５】
前記請求項１乃至請求項４の把持制御方法による把持対象部品の把持位置制御方法であって、
把持対象部品をそのテーパ状先端部から挿入する組立て作業の場合、把持した把持対象部品（ＳＴＥＰ０）をロボットハンド自体を移動させることで把持対象部品のテーパ部のみを組み付け先部品に挿入し（ＳＴＥＰ１）、位置制御フィンガーの位置指令値を変化させる（ＳＴＥＰ２）ことで、位置制御フィンガーと力制御フィンガーを把持対象部品を把持したままで移動させ（ＳＴＥＰ３）、同時に、位置制御フィンガーと力制御フィンガー間の距離を逐次検知して記憶し、その後、その記憶した距離が最小の時の位置制御フィンガーの位置を位置指令値としてあらたに設定（ＳＴＥＰ４）し、位置制御フィンガーと力制御フィンガーで把持対象部品を把持したままで、あらたに設定した位置へ位置制御フィンガーを移動させて当該位置で停止（ＳＴＥＰ５）させる、ロボットハンドによる把持対象部品の位置制御方法。
【請求項６】
力制御フィンガーによる把持対象部品への印加力の指令値を把持対象部品を損傷しない程度の大きさに設定し、当該指令値で力制御フィンガーによる把持力を制御することを特徴とした請求項４のロボットハンドの把持制御方法。
【請求項７】
把持対象部品の組み付け時又は分解時の把持対象部品に加わる組立又は分解反力以上の把持力が発揮されるように、力制御フィンガーによる印加力の指令値を設定する請求項４の把持制御方法。
【請求項８】
把持対象部品のどの部分に各フィンガーをそれぞれ接触させるか、どのフィンガーを位置制御フィンガーとしあるいは力制御フィンガーとするかの把持条件を予め制御コントローラに記憶しておき、移送、組み立て、分解等の作業内容に応じて把持条件を適宜選択し、選択した把持条件に基づいて各フィンガーの制御を行うことを特徴とした請求項６乃至請求項７の把持制御方法。
【請求項９】
請求項６乃至請求項７の把持制御方法をコンピュータに行わせる際に、ロボットハンドで把持する把持対象部品とロボットに行わせる作業の如何に応じて、把持対象部品のどの部分に各フィンガーを接触させるか、どのフィンガーを位置制御フィンガーとしあるいは力制御フィンガーとするかの把持条件を予め制御コントローラに記憶しておき、この把持条件に基づいて各フィンガーの制御を行うためのプログラムを記録した記憶媒体。
【請求項１０】
搬送、組み立て、分解等の作業内容に応じて上記把持条件を適宜選択し、選択した把持条件に基づいて各フィンガーの制御を行うための請求項９のプログラムを記録した記憶媒体。
【請求項１１】
２本以上のフィンガーを備え、各フィンガーを相対移動させることで把持対象部品を把持するロボットハンドであって、ハンド本体の固定シャフトを中心にして旋回方向の位置を調整自在のベースを２以上設け、それぞれのベースにその長手方向に移動自在に上記フィンガー、及び当該フィンガーを直線駆動する駆動機構をそれぞれ設け、
上記駆動機構がＤＣモータを備えていて当該ＤＣモータの回転制御によって、それぞれのフィンガーの位置、位置保持力、移動力を制御装置で制御するロボットハンドの把持装置において、
上記制御装置によって一方のフィンガーの位置、位置保持力を制御し、他方のフィンガーの移動力を制御し、
上記一方のフィンガーの位置保持力を上記他方のフィンガーの移動力よりも大きくする制御データ、上記一方のフィンガーの停止位置を制御する制御データによって上記制御装置を駆動してハンド本体に対する把持対象物の位置決めを行うロボットハンドの把持装置。
【請求項１２】
上記フィンガーの上記ベース上の位置を、上記ＤＣモータの回転数を計測することによって検出する請求項１１のロボットハンドの把持装置。
【請求項１３】
上記制御装置が上記位置制御データを適宜変更することによってハンド本体に対する把持対処物の位置を適宜調整するプログラムを備えている、請求項１１のロボットハンドの把持装置。
【請求項１４】
記憶媒体に記憶させた制御データ、制御プログラムを読み取る読み取り装置を備え、当該読取装置で読み取った制御データ、制御プログラムをコントローラのメモリに設定し、設定された制御データ、制御プログラムに基づいて、把持対象部品の把持動作、組み付け先部品への組み付け動作を上記コントローラで行う請求項１１のロボットハンドの把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、各種機器の部品の位置決めや移送等に用いるロボットハンドの把持制御方法に関するものであって、把持対象部品が予め教示（ティーチング）された位置や大きさとは異なる場合であっても、適切な把持力で且つ、把持対象部品の基準面の位置出しをしながら、把持対象部品を把持することを可能にするものであり、ロボットハンドによる様々な形状の部品の把持制御に応用することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コピー機やＦＡＸ等の各種の機器を組み立て、又は分解する作業においてはできるだけロボットを用いて行うようになっているが、その一部の工程で手作業によることが避けられない場合がある。この手作業が面倒でかつ多大な労力が費やされ、しかもその作業効率が悪いため、手作業に頼っていた作業工程についてもできるだけロボットを利用して自動化することが要請される。
ところで、ロボットに一定の動作をさせる場合は、予め動作順序及び動作内容を教示（ティーチング）して、制御装置の記憶装置に制御データを記憶させ、その記憶装置から記憶内容（制御データ）を順次読み出して、ティーチングによる作業を繰り返させる方法が一般的に採用されている。しかしながらロボットによる作業の対象物については、その存在位置や大きさ等が教示段階でのそれと必ずしも同じではなくて、幾分の誤差がある場合が多く、その上に、部品の組み付け位置のずれが製品品質に影響を与えることがあるため、作業対象物の存在位置や大きさにある程度の誤差がある場合でもこれに対応できる装置にしておくことが必要である。また、部品を把持して組み付ける動作をロボットハンドで行わせる場合、把持対象部品の種類及び把持力の如何によっては当該部品が傷付けられることがあり、他方、作業の如何及び把持力の如何によって、部品に対するロボットハンドの把持位置がずれてしまうという不具合があり、そのために部品が正確に組み付けられない場合もある。このような結果を招来することがないように、個々の把持対象部品（部品）に応じた把持力で適切に対応可能にすることがことが重要である。
【０００３】
従来特許第２８３８５８２号公報に予め教示（ティーチング）した姿勢での把持対象部品の把持を可能とした発明が記載されているが、把持対象部品の大きさの製作上のばらつき（寸法誤差など）があると、ロボットハンドと把持後の把持対象部品との相対的な位置関係が同じである保証は必ずしもない。
以上のようなことから、この発明は所望の位置出しを行いながら、組み立てや分解等の作業状況に応じた適切な把持力で把持対象部品を把持できるようにすることをその目的とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
【課題１】
請求項１、請求項２の発明はロボットハンドの把持制御方法について、把持対象部品の大きさのばらつき、把持対象部品の位置が教示段階の位置と同一ではないにも関わらず、フィンガー開閉方向の相対的位置関係におけるロボットハンドと把持対象部品の所望部分との位置出しを可能にすることをその課題とするものである。
【０００５】
【課題２】
請求項３の発明はロボットハンドの把持制御方法について、各フィンガーの相対的な位置が把持方向に移動し、把持対象部品を把持したときに、各フィンガーから把持対象部品へ加える力ベクトルがゼロベクトルになるように指令することを可能にすることにより、より安定的に把持できるようにすることをその課題とするものである。
【０００６】
【課題３】
請求項４の発明は、ロボットハンドの把持制御方法について、力制御するフィンガー（力制御フィンガー）の合力に負けない位置制御をするフィンガー（位置制御フィンガー）の適切な位置保持力を確保し、安定的に把持できるようにすることをその課題とするものである。
【０００７】
【課題４】
請求項５の発明は、ロボットハンドの把持制御方法について、確実な挿入組立動作を実現するため、把持した把持対象部品とハンド本体との挿入組み付け先でのフィンガー開閉方向における相対的位置の位置出しを可能にすることをその課題とするものである。
【０００８】
【課題５】
請求項６の発明は、ロボットハンドの把持制御方法について、把持力を把持対象部品に傷が付かない程度に抑えて、把持動作による把持対象部品の損傷が防止されるようにすることをその課題とするものである。
【０００９】
【課題６】
請求項７の発明は、ロボットハンドの把持制御方法について、組み立てや分解等の作業時にもロボットハンドと把持した把持対象部品とのフィンガー開閉方向の相対的位置関係の位置ずれを防止して、安定な組み立て及び分解作業を可能にすることをその課題とするものである。
【００１０】
【課題７】
請求項８の発明は、ロボットハンドの把持制御方法について、把持対象部品の種類及び作業状況に応じた適切な把持条件を適用して把持を行うことで、組み立てや分解等の作業をより安定的に行うことと、過剰な把持力による把持を防止して、把持機構の摩耗損傷を可及的に低減し、その耐久性を向上させることをその課題とするものである。
【００１１】
【課題解決のために講じた手段】
【解決手段１】（請求項１に対応）
上記課題１を解決するために講じた手段１は、ハンド本体に対して直線移動する２本以上のフィンガーを備え、各フィンガーを相対移動させることで把持対象部品を把持するロボットハンドの把持制御方法を前提として、次の（イ）（ロ）によって構成されるものである。
（イ）ロボットハンド自体を各フィンガーにより把持対象部品を挟持できる位置に移動し（ＳＴＥＰ１）、各フィンガーを相対移動させ（ＳＴＥＰ２）て、各フィンガーを把持対象部品に接触させ（ＳＴＥＰ３）ること、
（ロ）一方のフィンガーをフィードバック制御によりフィンガー位置がフィンガー指令位置と一致するように動作させ（位置制御動作）、他方のフィンガーを、フィードバック制御によりフィンガー押圧力（印加力）がフィンガー押圧力指令値（印加力指令）と一致するように動作（力制御動作）させることで、上記各フィンガーの相対移動を行うこと。
なお、ステップ１乃至ステップ３については図１０参照。
【００１２】
【作用】
教示（ティーチング）されたところに従ってロボットハンド本体自体を、把持対象部品を挟持できる位置に移動させ、各フィンガーを移動させて把持対象部品に接触させる。このとき、一方のフィンガーをフィードバック制御によって教示位置に移動させて当該位置に位置決めし、他方のフィンガーによる把持対象部品に対する押圧力をフィードバック制御によりフィンガー押圧力指令（印加力指令）値に一致するように制御して、両フィンガーによって把持対象部品を把持するものであるから、ロボットハンド本体自体に対する把持対象部品の位置は、制御された上記一方のフィンガー（位置制御フィンガー）の位置によって正確に規定され、把持力は制御された他方のフィンガー（力制御フィンガー）の押圧力によって正確に規定される。
【００１３】
作業時の把持対象部品の位置がティーチング時の把持対象部品の位置とは若干違っていても、両フィンガーで把持された状態で、上記一方のフィンガーの位置制御によって、把持対象部品の基準面とロボットハンド本体との位置関係、すなわち、ロボットハンド本体に対する把持対象部品の位置関係が正確に制御されて、その位置で他方のフィンガーの押圧力を受け止めて把持対象部品を把持するから、ロボットハンド本体に対する把持対象部品の位置出しが正確になされる。
また、ロボットハンド本体に対する把持対象部品の位置が、位置制御された一方のフィンガー（位置制御フィンガー）を基準として決められるもので、把持対象部品の種類の違いによる大きさの違い、同じ部品の製作誤差による大きさの誤差があっても、上記一方のフィンガーと把持対象部品との位置関係は一定に保たれる。
【００１４】
【実施態様１】（請求項２に対応）
この実施態様１は上記解決手段１における、フィンガー開閉方向についてのロボットハンドと把持対象部品の相対的な位置精度を出したい部分に接触するフィンガーに位置制御動作を行わせ、その他のフィンガーに力制御動作を行わせることである。
【００１５】
【作用】
把持対象部品の位置精度を出したい部分に接触する方のフィンガーが位置制御動作を行ない、他方のフィンガーが力制御動作を行うから、把持対象部品の位置精度を出したい部分のロボットハンドに対する位置関係が、把持対象部品の大きさの違い（製作誤差によるばらつき）、位置ずれの如何に関わらず、教示（ティーティング）での位置関係と常に一致する。
【００１６】
【実施態様２】（請求項３に対応）
実施態様２は、解決手段１における位置制御動作及び力制御動作を適用するフィンガーの位置指令値及び力指令値をそれぞれ個別に設定することである。
【００１７】
【作用】
位置制御動作及び力制御動作を適用するフィンガーの位置指令値及び力指令値をそれぞれ個別に設定するとき、全てのフィンガーから把持対象部品に作用する力の合力がゼロベクトルになるように、個々のフィンガーの作用力を調整することができる。したがって、把持対象部品がより安定的に把持される。
【００１８】
【実施態様３】（請求項４に対応）
実施態様３は、上記実施態様１または実施態様２のロボットハンドの把持制御方法について、その位置制御動作を行うフィンガー（位置制御フィンガー）の位置保持力よりも、力制御動作を行うフィンガー（力制御フィンガー）から把持対象部品への印加力の合力を小さくすることである。
【００１９】
【作用】
位置制御フィンガーへ作用する反力は力制御フィンガーからの作用力であり、当該作用力が位置制御フィンガーの保持力よりも小さいので、力制御フィンガーからの作用力によって、位置制御フィンガーの位置がずれることはない。
【００２０】
【実施態様４】（請求項５に対応）
実施態様４は、上記解決手段１乃至実施対象３の把持制御方法によって挿入組立動作を行う場合の把持位置制御方法についての実施態様であって、次の（イ）〜（ホ）によるものである。
（イ）把持対象部品をそのテーパー状先端部から挿入する組立作業の場合で、把持した把持対象部品（ＳＴＥＰ０）をロボットハンド自体を移動させることで把持対象部品のテーパ部のみを相手穴に挿入し（ＳＴＥＰ１）、
（ロ）位置制御フィンガーの位置指令値を変化させる（ＳＴＥＰ２）ことで、位置制御フィンガーと力制御フィンガーとを把持対象部品を把持したまま移動させ（ＳＴＥＰ３）、
（ハ）上記移動時に、位置制御フィンガーと力制御フィンガーの間の距離を逐次検知して記憶し、
（ニ）上記移動時の両フィンガー間距離が最小距離のときの位置制御フィンガーの位置を新たな位置指令値として設定（ＳＴＥＰ４）し、
（ホ）位置制御フィンガーと力制御フィンガーで把持対象部品を把持したままで、位置制御フィンガーを新たな設定位置へ移動させる（ＳＴＥＰ５）こと。
なお、ステップ１乃至ステップ５については図１１参照。
【００２１】
【作用】
ロボットハンドを教示（ティーチング）どおりに移動させてから下降させて把持対象部品のテーパー状先端部を組み付け先部品に挿入するとき、その先端が組み付け先部品の角に当たると把持対象部品が傾き、この傾きによって両フィンガーに押し広げる方向の力が作用する。このとき、位置制御フィンガーは力制御フィンガーよりもその位置保持力が大きいので、力制御フィンガーだけが後退し、位置制御フィンガーの位置が設定位置に保持される。
次いで、ロボットハンド本体に対して両フィンガーを図１１のステップ３のように移動させる。この間に、位置制御フィンガーと力制御フィンガーの移動に伴って把持対象部品の傾きが変化し、位置制御フィンガーと力制御フィンガー間の間隔（距離）が減少し、最小値を経て増大する。この位置制御フィンガーと力制御フィンガー間の間隔（距離）を逐次算出して記憶し、上記最小値を求める。上記距離最小のときの位置制御フィンガーの位置を求めて、当該位置に位置制御フィンガーの制御位置をあらたに設定して、当該設定位置に位置制御フィンガーを移動させる。このとき、力制御フィンガーは位置制御フィンガーに向かって付勢されているので、位置制御フィンガーの移動に伴って同じ方法に同じ距離移動する。
位置制御フィンガーと力制御フィンガー間の間隔が最小のときの位置が、把持対象部品の方向が組み付け先部品に対する挿入方向と一致した位置であるから、新たな位置でロボットハンドをさらに下降させることによって、把持対象部品が組み付け先部品にスムーズに挿入される。
【００２２】
【実施態様５】（請求項６に対応）
実施態様５は、実施態様３のロボットハンドの把持制御方法について、力制御フィンガーから把持対象部品への印加力の指令値の上限を把持対象部品が損傷しない程度にして、上記指令値による印加力で持対象物を把持させることである。
【００２３】
【実施態様６】（請求項７に対応）
実施態様６は、実施態様３のロボットハンドの把持制御方法について、把持対象部品の組み付け時又は分解時の把持対象部品に加わる組立又は分解反力以上の把持力が発揮できるように、力制御フィンガーの印加力の指令値を設定することである。
【００２４】
【実施態様７】（請求項８に対応）
実施態様７は、実施態様５または実施態様６のロボットハンドの把持制御方法について、把持対象部品とロボットによる作業の如何に応じて、把持対象部品のどの部分にフィンガーを接触させるか、どのフィンガーを位置制御フィンガーとしあるいは力制御フィンガーとするかの把持条件を予め制御コントローラに記憶しておき、この把持条件に基づいて搬送時、組立時、分解時等の作業内容に応じて把持条件を適宜選択し、選択した把持条件によって各フィンガーによる把持制御を行うことである。
【００２５】
【作用】
把持対象部品と作業の如何によって、フィンガーを把持対象部品に接触させる最適の位置が異なり、また、最適な位置制御フィンガーが異なる場合がある。
把持対象部品と作業とに応じて上記把持条件を設定してあるので、この把持条件を選択することによって、把持対象部品の種類及び作業状況に応じて、その作業が最も安全にかつ安定的に行われる。
【００２６】
【実施例】
図１に基いて本実施例におけるロボットハンドのフィンガーの移動と移動方向の転換について説明する。
図１において、フィンガー１は移動手段２に連結されており直線状矢印の方向に直線移動する。移動手段２はハンド本体３に内蔵されている旋回手段に連結されており、図示の弧状矢印の方向に旋回方向に移動する。これにより、フィンガー１の直線移動の方向及び移動位置が適宜調整・変更される。
【００２７】
次に、図２に基づいて本実施例の移動手段と旋回手段の機構を説明する。図２において、モータ４の出力トルクは伝達ギア５により回転シャフト６に伝達される。直線駆動用のピニオン７は回転シャフト６に対して回転自在であり、第１クラッチ８によって選択的に係脱される。同様に、旋回用のピニオン９は回転シャフト６に対して回転自在であり、第２クラッチ１０により選択的に係脱される。移動手段はフィンガー１をハンド本体３の半径方向に案内するリニアガイド１１と連結部材１２とラックギア１３とピニオン７と移動ブレーキ１４と第１ベース１５と第２ベース１６から構成されている。連結部材１２はフィンガー１から下方に延びていて第１ベース１５の長孔１５ａを貫通しており、リニアガイド１１のブロックが連結部材１２によりラックギア１３と連結される。
なお、移動ブレーキ１４はリニアガイド１１と共同してフィンガー１の直線移動を阻止して、フィンガー１を所定の位置に保持するものである。
直線駆動用のピニオン７の回転によりラックギア１３が直線方向に駆動され、これによってフィンガー１がリニアガイド１１に沿って直線移動する。回転シャフト６とピニオン７の連結が解除されたとき移動ブレーキ１４が作動してフィンガー１の位置が保持される。
【００２８】
第１ベース１５および第２ベース１６は第１ベアリング１７と第２ベアリング１８によって固定シャフト１９に旋回自在に支持されており、旋回手段は本体ケース２３に固定されている内歯車２０と旋回用のピニオン９、旋回ブレーキ２１、第３ベース２２から構成されているものであり、第３ベース２２は第３ベアリング２４によって固定シャフト１９に旋回自在に支持されている。内歯車２０と旋回用のピニオン９が噛み合っており、旋回用のピニオン９が第２クラッチ１０によって回転シャフト６に係合して回転駆動される。この旋回用ピニオン９の回転によって第３ベース２２が固定シャフト１９を中心として旋回方向に駆動される。
第３ベース２２の旋回によって回転シャフト６とともに第１ベース１５および第２ベース１６も連れて旋回駆動される。回転シャフト６と旋回用ギア９との第２クラッチ１０による係合が離脱したときは旋回ブレーキ２１が作動して第３ベース２２の旋回運動が阻止されてその位置に保持される。このように、第１クラッチ８、第２クラッチ１０の動作を切り換えるとともにＤＣモータ４による直線駆動用のピニオン７と旋回用のピニオン９の回転駆動が切り換えられることで、フィンガー１が半径方向へ移動し、また、移動手段が旋回運動する。なお、ハンド本体３のハウジングと第１ベース１５、第２ベース１６上のＤＣモータ４、第１クラッチ等への給電回路の可動部（固定シャフト１９と第１ベース１５、第２ベース１６間の可動部等）における電気的接続はスリップリング２５によって行う。
【００２９】
次に、図２及び図３に基づいて本実施例のロボットシステムについて説明する。ロボットシステムは架台２８に内蔵されるコントローラにより、原点復帰後のフィンガー１の移動量の累積値と移動手段の旋回量の累積値やロボットハンド把持条件等が記憶され、ＤＣモータ４、第１クラッチ８、第２クラッチ１０、第１ブレーキ１４、第２ブレーキ２１、関節２７等が制御される。ハンド本体３はアーム２６の先端に固定されており、アームが移動することでハンド本体３が前後、左右、上下各方向に移動する。
【００３０】
次に、本実施例におけるロボットハンドのフィンガーの位置制御方法及び力制御方法を説明する。
制御ドライバはコントローラ（制御装置）からの位置指令信号もしくは力指令信号と制御モード切換信号を受けて動作する。
図９に最も基本的な制御ドライバの構成の一例を模式的に示している。ＤＣモータ４の回転数をタコメータ等の速度センサ４８で監視し、速度センサ４８の出力はフィンガーの速度を表す。また、ＤＣモータ４の回転角度をエンコーダ等の位置センサ４９で監視し、位置センサ４９の出力はフィンガー１の開閉方向位置に対応する。
さらにＤＣモータ４に加える電力を電流センサ４７で検出する。フィンガー１を開閉方向に位置制御する場合には、コントローラ（制御装置）は、制御モード切換信号を出力し制御モード切換スイッチ４２を電流制限器４０側へ切り換え、電流制限値信号を電流制限器４０へ出力することで所望の位置保持力に対応するように予め実験等で求めた電流制限値に設定し、位置指令信号を位置指令器３５に出力する。このとき制御ドライバは、誤差増幅器Ａ３６で指令した位置と位置センサ４９による実際の位置との誤差を検出してこれを増幅し、位置制御器３７で位置誤差を解消するための速度信号を発生する。位置制御器３７からの上記速度指令と速度センサ４８からの速度信号との差を誤差増幅器Ｂ３８で検出してこれを増幅し、速度制御器３９で電流指令信号に変換し、これを電流制限器４０により制限し、制限した電流指令と電流センサ４７からの電流信号との差を誤差増幅器Ｃ４３で増幅してこれを電流制御器４４に入力し、電源４６からの電力を電流制御器４４からの制御信号によって電力変換器４５で制御し、電力変換器４５で制御された電力をＤＣモータ４に加えてＤＣモータ４の回転角度を制御することにより、フィンガー１の開閉方向の位置制御を行う。
【００３１】
また、フィンガー１を開閉方向に力制御する場合には、コントローラは制御モード切換信号を出力し、制御モード切換スイッチ４２を電流指令器４１側へ切り換え、個々の把持対象部品に対して所望の把持力を印加するのに必要な力（電流）指令信号として、実験等で予め求めた所要の電流値に対応する力（電流）指令信号を電流指令器４１へ出力し、制御ドライバ（図９）は、この電流指令と電流センサ４７からの電流信号との差を誤差増幅器Ｃ４３で増幅してこれを電流制御器４４に入力し、電源４６からの電力を電力変換器４５で制御し、電力変換器４５で制御された電力をＤＣモータ４に加え、フィンガー１の開閉方向の力制御を行う。これらはサーボモータのフィードバック制御に関する一般的な構成である。
【００３２】
次に、本実施例におけるロボットハンドの把持制御方法を説明する。
最初に、第１のフィンガー３０と第２のフィンガー３１の開閉方向が向き合い、第３のフィンガー３２の開閉方向が第１のフィンガー３０と第２のフィンガー３１の開閉方向に対して９０度の方向になるように各フィンガーの開閉方向を転換する（図４）。次に、第１のフィンガー３０、第２のフィンガー３１、第３のフィンガー３２を位置制御して開方向に移動させ、アーム２６の動作によりハンド本体３を把持対象部品２９の把持位置へ移動させる（図５参照）。
【００３３】
次に、第１のフィンガー３０を位置制御により閉方向に移動させると同時に、第２のフィンガー３１を力制御により閉方向に移動させる。このときの第２のフィンガー３１の力制御による印加力の大きさの指令値は、把持対象部品２９を把持したハンド本体３をアーム２６により移動させ、所望の把持対象部品２９の移送動作を行わせたときに第１のフィンガー３０及び第２のフィンガー３１と把持対象部品２９との相対的位置関係がずれることがなく且つ、第２のフィンガー３１から把持対象部品２９への印加力は、それによって把持対象部品２９が損傷することのない程度の大きさであり、さらに、第１のフィンガー３０の位置制御における位置保持力の大きさは、第２のフィンガー３１の力制御による印加力よりも大きいように制御され、この制御は、予めコントローラに指令印加力及び電流制限値を記憶しておき、これら値を基準にして行われる。これらの制御により、第１のフィンガー３０及び第２のフィンガー３１の開閉方向についてハンド本体３と把持対象部品２９との相対的位置出しがなされた状態で第１のフィンガー３０及び第２のフィンガー３１の移動が停止される。
【００３４】
次に、アーム２６を駆動させて、把持対象部品（具体的には直径５ｍｍのスナップピン）２９を把持したハンド本体３を組み付け作業位置に移動させ（図６参照）、把持対象部品２９のテーパー状先端を組み付け先部品（具体的には支持部材）３４の溝３４ｇに押し込んで組む動作の制御を行う。このときの、第２のフィンガー３１の力の大きさは、把持対象部品２９に組み付け反力（図７参照）が加わっても、第１のフィンガー３０及び第２のフィンガー３１と把持対象部品２９との相対的位置関係がずれることがなく且つ、第２のフィンガー３１から把持対象部品２９への印加力により把持対象部品２９に損傷を生じることのない程度であり、さらに、第１のフィンガー３０の位置制御の位置保持力の大きさは、第２のフィンガー３１の力よりも大きいように制御され、この制御は、指令印加力及び電流制限値をコントローラに予め記憶していて、この指令値に基づいて第１及び第２のフィンガー３０，３１を制御することによって行われる。これらの制御により、把持対象部品２９は第１のフィンガー３０及び第２のフィンガー３１との相対位置がずれることなしに、組み付け先部品３４の溝３４ｇに押し込まれる。把持対象部品２９が組み付け先部品３４の溝３４ｇに完全に押し込まれたとき（図８参照）、アーム２６の組み付け動作は終了する。
【００３５】
コントローラは、最後に第１及び第２のフィンガー３０，３１を開方向へ位置制御移動し、把持対象部品２９を開放して、組み付け動作制御を終える。
教示操作（ティーチング）において、把持対象部品に対する個々のフィンガーの接触位置を指定して、第１のフィンガー、第２のフィンガーのいずれを位置制御フィンガーとし、いずれを力制御フィンガーとするかを指定し、さらに位置制御値、力制御値を指定して、コントローラのＲＡＭに記憶させる。
作業においてＣＰＵはＲＡＭから所要の制御データを読み出して、ティーチングどおりに把持動作を制御し、ティーチングどおりに移送動作を制御し、解放動作を制御する。
【００３６】
同じロボットアームによって多種類の部品を取り扱い、かつ多種類の作業を行う場合の制御データの設定は、個々の把持対象部品と作業種類との組み合わせ毎にティーチングを行って、第１のフィンガー３０、第２のフィンガー３１、第３のフィンガー３２のスライド方向の固定軸１９を中心とする中心角度、位置制御値、力制御値等の制御データをＲＡＭに記憶させ、一群の制御データ毎に登録する。部品と作業との組み合わせに対応する制御データをＲＡＭから読み出して制御メモリに記憶させ、これに基づいて所定の作業動作を制御する。
【００３７】
次いで、実施態様４の一例を図６乃至図８に示す組み付け作業に基づいて説明する。
第１、第２のフィンガー３０，３１の内の第１のフィンガー３０が位置制御フィンガーであり、フィンガー３１が力制御フィンガーである。
フィンガー３０，３１のロボットのハンド本体３に対する位置はＤＣモータ４に設けた位置センサ４９（図９）によって検出される。
そして、ハンド本体３に設けた位置センサによって個々のフィンガー３０，３１の位置を検出し、これをコントローラのＣＰＵで読取り、フィンガー３０，３１間の距離をＣＰＵで演算して、これを逐次ＲＡＭに記憶させる。
第１のフィンガー３０を所定位置に移動させ、第２のフィンガー３１を所定の力（設定値０．５Ｋｇ）で第１のフィンガー３０の方へ移動させて、両フィンガーによって０．５Ｋｇの力で把持させる。このときの第１のフィンガー３０の位置保持力は１．０Ｋｇに設定されている。
【００３８】
把持動作時の把持対象部品２９とハンド本体３との位置関係、組み付け位置における組み付け先部品３４の溝３４ｇとハンド本体３との位置関係とが、ティーチング時のそれと全く同じであれば、ハンド本体３を下降させることで、把持対象部品２９が組み付け先部品３４の溝３４ｇに対してずれることはなく、したがって把持対象部品２９が組み付け先部品３４の溝３４ｇにスムーズに押し込まれることになる。しかし、実際には上記位置関係に若干のずれがある場合が少なくなく、また、把持対象部品２９の被把持部の成形誤差や、組み付け先部品３４の溝３４ｇの成形誤差があって、そのためにハンド本体を下降させたときの先部品３４の溝３４ｇに対する把持対象部品２９の位置が許容限度を越えて左右いずれかの方向にずれることが少なくない。
【００３９】
そこで、経験的に想定される最大ずれ量（例えば左右各０．８ｍｍ）よりも若干大きい、例えば１．０ｍｍだけ第１のフィンガー３０を左方へ移動させ、次いで右方へ２．０ｍｍ移動させる。この移動の間に第２のフィンガー３１が把持対象部品２９を把持した状態で第１のフィンガー３０とともに移動する。そして、把持対象部品２９が左方または右方に傾斜して第１のフィンガー３０と第２のフィンガー３１との間隔（距離）が増減する。
第１のフィンガー３０と第２のフィンガー３１の位置をハンド本体３に組み込んだ第１、第２のフィンガーの位置センサで逐次検出し、メモリに記憶させ、この位置情報によって第１のフィンガー３０と第２のフィンガー３１間の間隔の最小値を算定し、当該最小値における第１のフィンガーの位置を特定する。上記第１のフィンガー３０と第２のフィンガー３１間の間隔最小値に対応する上記第１のフィンガー３０の位置を新たな第１のフィンガーの位置指令値とし、この新たな位置指令値に基づいて上記第１のフィンガー３０を移動させ、その位置に把持対象部品を固定する。
【００４０】
なお、上記制御における制御データを光ディスク等の記録媒体に記憶させておいて、これを読取装置で読み取ってコントローラのＲＡＭに書き込むようにすることができる。１回の教示操作（ティーチング）等で作成された把持対象部品、作業種類毎の制御データを他の記録媒体に複製することができ、またこれを保存することができるので、何らかのトラブルでコントローラ内の制御データが損傷されても、簡単、迅速にこれを復旧させることができる。
【００４１】
以上の制御装置の制御システムの一例は図１２に示すとおりである。これは、制御データ等を記録媒体に記録し、これを読み取り装置で読み取ってＲＡＭに格納し、位置検知センサーによって各フィンガーの位置を検出し、検出した位置情報をＲＡＭに記憶させ、これに基づいて上記のとおりのフィンガーの位置制御を行うものである。
【００４２】
以上は、左右の第１のフィンガーと第２のフィンガーとによって把持対象部品を把持して各種の作業を行う場合についてのものであるが、第３のフィンガー３２をも用いる場合は、ティーチング（教示段階）において、把持対象部品の所定の面に当接するように、固定シャフト１９を中心にした第１、第２、第３のフィンガーの回転方向の位置を決め、いずれか２つのフィンガーを位置制御フィンガーとし、残りを力制御フィンガーとすることで、ハンド本体３に対して所定の位置関係において３点で把持することができる。
この場合、３つのフィンガーから把持対象部品に作用する力の合力のベクトルがゼロベクトルになるように、その方向と力の大きさを調整することで、把持対象部品が最も安定するので、例えば嵌め合い作業等において把持対象部品がフィンガーに対して滑ってその位置やフィンガーに対する姿勢が変わることが確実に回避される。
【００４３】
【変形例】
また、図１１に示す実施態様４では、把持対象部品の位置の把持調整、すなわち、組み付け先部品との関係での位置調整の基準位置を両フィンガー間の間隔最小から、これに対応する位置制御フィンガーの位置を検出し、この位置を位置制御フィンガーの基準位置として再設定するが、次のようにすることもできる。
すなわち、ピックアップ完了時の両フィンガー間の間隔を検出してこれをメモリに記憶させ、組み付け作業工程において把持対象部品の先端を組み付け先部品の溝３４ｇに嵌め合わせ、そのテーパー先端が上記溝３４ｇの角に当接し、そのための両フィンガー間の距離が広がり、その拡大分が所定以上に達しない場合はその押し込み動作を続行し、所定以上に達したとき、上記実施例と同様に、両フィンガーを左方、右方に移動させて、この移動中の両フィンガー間の間隔を、上記の記憶した両フィンガー間の間隔（ピックアップ完了時の間隔）と常時比較して一致したところで、位置制御フィンガーの移動を停止し、この停止位置を基準位置として把持対象部品をハンド本体に固定することもできる。
【００４４】
【発明の効果】
この発明の効果を各請求項の発明毎に整理すれば次のとおりである。
（１）請求項１の発明の効果
請求項１の発明の把持制御方法によれば、把持対象部品の種類の違いによる大きさのばらつきや教示段階での位置と把持時の位置のずれに関わらず、ロボットハンドと、把持対象部品と位置制御フィンガーとその接触部分との相対的位置関係を常に一定にして把持することができるので、組み立て、分解作業を教示段階（ティーチング）どおりに正確に行うことができる。
【００４５】
（２）請求項２の発明の効果
請求項２の発明の把持制御方法によれば、把持対象部品の大きさのばらつきや、教示段階での位置とずれているにも関わらず、ロボットハンドと把持対象部品の所望部分との、フィンガー開閉方向の相対的位置関係での位置出しを正確に行うことができる。
【００４６】
（３）請求項３の発明の効果
請求項３の発明の把持制御方法によれば、各フィンガーの相対的な位置が把持方向に移動し、把持対象部品を把持したときに、各フィンガーから把持対象部品へ加わる力ベクトルが、ゼロベクトルになるように調整することが可能であり、把持対象部品をより安定した状態で把持することができる。
【００４７】
（４）請求項４の発明の効果
請求項４の発明の把持制御方法によれば、力制御するフィンガーの合力に負けない、位置制御するフィンガーによる適切な位置保持力を確保して、安定した位置関係で把持することができる。
【００４８】
（５）請求項５の発明の効果
請求項５の発明の把持位置制御方法によれば、把持後の把持対象部品と挿入組付け先のフィンガー開閉方向の相対的な位置出しが可能となり、確実な挿入組立動作を実現することができる。
【００４９】
（６）請求項６の発明の効果
請求項６の把持制御方法によれば、把持力が把持対象部品が損傷しない程度に抑えられるから、フィンガーによる把持力で把持対象部品が損傷を受けることはない。
【００５０】
（７）請求項７の発明の効果
請求項７の把持制御方法によれば、組み立て及び分解作業時にもロボットハンドと被把持対象部品との間の、フィンガー開閉方向における相対的位置関係のずれを生じることがないので、より安定的に組み立て分解作業が行うことができる。
【００５１】
（８）請求項８の発明の効果
請求項８の把持制御方法によれば、把持対象部品の種別及び作業状況に応じた最適な把持条件で把持させることができるので、組み立てや分解等の作業がより安定的に行われ、且つ、過剰な把持力がかかることを防止することにも繋がるので、フィンガー及びその駆動部の摩耗損傷を可及的に抑制してその耐久性を向上させることができる。
【００５２】
（９）請求項９の発明の効果
請求項９の記録媒体を用いることにより、予めコントローラに記憶した把持条件に基づき、各フィンガーを把持対象部品の所定部分に接触させ、所定のフィンガーに位置の制御あるいは力の制御を施し、適切な位置保持力あるいは印加力で把持対象部品を把持させる制御データ及び制御プログラムを安全に保存することができるので、コントローラ内の制御データ等が損傷しても、上記記録媒体から読み込ませることによって直ちに復旧させることができる。
【００５３】
（１０）請求項１０の発明の効果
請求項１０の記録媒体によれば、把持対象部品の種別及び作業状況に応じて選択した適切な把持条件に基づいて各フィンガーの制御を行う制御プログラムを安全に保存することができ、制御装置内の制御データが損傷しても、記録媒体から再び読み込ませることによって、直ちに復旧させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】はロボットハンドの外観の模式図である。
【図２】はロボットハンド機構を示す断面図である。
【図３】はロボットシステム全体の側面図である。
【図４】はハンド本体及びフィンガーの正面図である。
【図５】は把持対象部品の把持前の状態を模式的に示す側面図である。
【図６】は把持対象部品を組み付け先部品に組み付ける直前の状態を模式的に示す側面図である。
【図７】は組み付け動作初期の状態を模式的に示す側面図である。
【図８】は組み付け完了直後の状態を模式的に示す側面図である。
【図９】は制御ドライバの構成を示すブロック図である。
【図１０】は解決手段の作用を模式的に示す説明図である。
【図１１】は実施態様４の作用のＳＴＥＰ０乃至ＳＴＥＰ２を模式的に示す説明図である。
【図１２】は実施態様４の作用のＳＴＥＰ３乃至ＳＴＥＰ５を模式的に示す説明図である。
【図１３】は実施例の制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１：フィンガー
２：移動手段
３：ハンド本体
４：ＤＣモータ
５：伝達ギア
６：回転シャフト
７：ピニオン
８：第１クラッチ
９：旋回用ギア
１０：第２クラッチ
１１：リニアガイド
１２：連結部材
１３：ラックギア
１４：移動ブレーキ
１５：第１ベース
１６：第２ベース
１７：第１ベアリング
１８：第２ベアリング
１９：固定シャフト
２０：内歯車
２１：旋回ブレーキ
２２：第３ベース
２３：本体ケース
２４：第３ベアリング
２５：スリップリング
２６：アーム
２７：関節
２８：架台
２９：把持対象部品
３０：第１のフィンガー
３１：第２のフィンガー
３２：第３のフィンガー
３３：部品供給台
３４：組み付け先部品
３４ｇ：溝
３５：位置指令器
３６：誤差増幅器Ａ
３７：位置制御器
３８：誤差増幅器Ｂ
３９：速度制御器
４０：電流制限器
４１：電流指令器
４２：制御モード切換スイッチ
４３：誤差増幅器Ｃ
４４：電流制御器
４５：電力変換器
４６：電源
４７：電流センサ
４８：速度センサ
４９：位置センサ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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