Q嵌合。
[0045](2)控制部的结构:
[0046]控制部40是用于控制机器人1的计算机。可以如本实施方式那样，控制部40设置在机器人1内。另外，也可以由以能够与该机器人1通信的方式设置在机器人1的外部的控制部40和该机器人1构成机器人系统。当然，也可以通过机器人1内的计算机与机器人1的外部的计算机配合来实现控制部40。
[0047]图1B是控制部40的硬件框图。控制部40例如具备CPU (Central ProcessingUnit:中央处理单元)41、存储部42以及通信部44，控制部40经由通信部44与臂10进行通信。这些结构部件经由总线Bus和未图示的输入输出机构以能够相互通信的方式连接。CPU41执行储存于存储部42的各种程序。存储部42例如包括HDD (Hard Disk Drive:硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive:固态硬盘)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory:电可擦除可编程只读存储器)、ROM (Read-Only Memory:只读存储器)、RAM (Random Access Memory:随机存储器)等，存储部42储存控制部40处理的各种信息、图像、程序。应予说明，也可以代替存储部42是被内置于控制部40的存储部，而是通过USB等数字输入输出端口等连接的外置型的存储装置。通信部44例如包括USB等数字输入输出端口、以太网端口等而构成。
[0048]图1C是机器人的功能框图。控制部40以使嵌合部件W与被嵌合部Q嵌合的方式控制臂10。因此，控制部40具备位置控制部M1、力控制部M2以及输出部M3。这些功能部中的部分功能部或者全部功能部例如通过CPU41执行存储于存储部42的各种程序来实现。另夕卜，这些功能部中的部分功能部或者全部功能部也可以是LSI (Large Scale Integrat1n:大规模集成)、ASIC(Applicat1n Specific Integrated Circuit:专用集成电路)等硬件功能部。
[0049]在本实施方式中，控制部40针对由分别与臂10的关节B1?B3和扭转关节R1?R3对应的马达构成的马达组12输出控制信号。位置控制部Ml设定末端执行器20的目标的位置和目标的姿势，并获取用于实现该目标的位置和姿势的马达组12的控制量。具体而言，位置控制部Ml依次获取马达组12的当前的驱动状态，并依次获取能够实现目标的位置和姿势这样的马达组12的控制量。例如，位置控制部Ml通过PID (Proport1nal-1ntegra1-Derivative:比例-积分-微分)控制等反馈控制来获取马达组12的控制量。
[0050]力控制部M2是与位置控制部Ml同样地依次获取对马达组12指令的控制量的模块。力控制部M2设定作用于末端执行器20的目标的力和力矩，并获取马达组12的控制量，以便成为该目标的力和力矩作用于末端执行器20的状态。具体而言，力控制部M2从力觉传感器P依次获取作用于末端执行器20的当前的力和力矩，并基于当前的力和力矩依次获取马达组12的控制量。例如，力控制部M2设定与外力相应的机械阻抗(惯性、衰减系数、刚性等)，并获取马达组12的控制量，以便模拟实现该阻抗。并且，力控制部M2在末端执行器20的前端不与任何物体发生干扰地朝向铅垂下方的状态下将力觉传感器P复位，并进行与末端执行器20的姿势相应的力觉传感器P的测量结果的重力补偿。
[0051 ] 输出部M3将从位置控制部Ml输出的控制量和从力控制部M2输出的控制量综合(例如线性结合)，并生成输出给马达组12的控制信号。应予说明，控制部40能够使位置控制部Ml的位置控制和力控制部M2的力控制的双方均有效，也能够使任意一方无效。在本实施方式中，控制信号是被PWM(Pulse Width Modulat1n:脉冲宽度调制)调制后的信号。通过以上的结构，能够以末端执行器20在目标的位置成为目标的姿势并且对末端执行器20作用目标的力和力矩的方式驱动臂10。并且，输出部M3输出用于控制末端执行器20的控制信号。
[0052](3)末端执行器的结构:
[0053]图2A是末端执行器20的立体图。末端执行器20具备力觉传感器P、固定器22、夹头23、23以及弹性部件24、24。固定器22具备用于使作为把持部的夹头23、23接近以及分离的促动器，并根据来自控制部40的输出部M3的控制信号来控制促动器。夹头23、23的前端朝向臂10的前端方向。在相互接近的方向上对置的夹头23、23的面相互平行，在该对置的面的前端部分分别粘贴有弹性部件24、24。
[0054]在本实施方式中，弹性部件24、24为以下的结构。弹性部件24、24由硬度为邵氏A90的聚氨酯树脂形成为矩形板状，弹性部件24、24形成为夹头23、23的移动方向的其厚度为2mm，与该移动方向正交的方向的长度分别为20mm、10mm。但是，弹性部件24、24是具有规定基准以上的弹性的部件即可，也可以由聚氨酯以外的合成树脂形成，也可以采用不同的厚度、长度。
[0055]嵌合部件W由嵌合部分Wa和把持部分Wb构成。嵌合部分Wa是具有与被嵌合部Q几乎相同的形状的部分，是与被嵌合部Q嵌合的部分。严格来说，嵌合部分Wa为比被嵌合部Q小规定的公差的形状，该公差比臂10和末端执行器20能够控制的位置精度小。在本实施方式中，嵌合部分Wa是长方体。把持部分Wb是宽度(Y方向)与嵌合部分Wa相同且厚度(X方向)比嵌合部分Wa小的长方体。夹头23、23经由弹性部件24、24在厚度方向上夹住把持部分Wb并对其进行把持。把持部分Wb中的弹性部件24、24的接触范围C为把持部分Wb的厚度方向的两个面的中央部分。因此，在夹头23、23把持嵌合部件W的情况下，仅弹性部件24、24与嵌合部件W接触，弹性部件24、24以外的部件不与嵌合部件W接触。
[0056](4)嵌合处理:
[0057]图2B是表示嵌合处理中的控制部40的控制内容的表。以下，对按照图2B的表在嵌合处理中进行的各动作按顺序进行说明。在图2B中，对各动作的每一个动作示出位置控制部Ml执行的位置控制的方向。对图2B中与标注〇的栏对应的方向的位置、姿势设定目标的位置、姿势，位置控制部Ml获取对马达组12指令的控制量，以便实现该位置、姿势。对于与标注X的栏对应的方向的位置、姿势，位置控制部Ml获取对马达组12指令的控制量，以便维持当前的位置、姿势。并且，在图2B中，对于各动作的每一个动作示出力控制部M2执行的力控制的方向。根据图2B中与标注〇的栏对应的方向的力、力矩，力控制部M2获取对马达组12指令的控制量。在〇的下方标注的数值意味着力控制中的目标的力。标注〇但未标注目标的力的栏意味着是以力、力矩的大小成为正常的范围(例如不产生啮合的范围)的方式控制马达组12的对象。
[0058]图2C是在嵌合处理的说明中作为基准的方向的说明图。首先，以在图2A中图示出的纸面上的方向为基准，将上下(厚度方向)贯穿嵌合部件W的方向定义为X方向，将纵深(宽度方向)贯穿嵌合部件W的方向定义为Y方向，将横向(长度方向)贯穿嵌合部件W的方向定义为Z方向。将绕X、Y、Z方向的轴的姿势(旋转角)分别记作4、4、~，将父、Υ、Ζ方向的力分别记作Fx、FY、Fz，将绕X、Y、Ζ方向的轴的力矩分别记作Μχ、Μγ、Μζ。应予说明，夹头23、23把持嵌合部件W的位置和方向已知，机器人1在把持嵌合部件W的状态下能够识别X、Υ、Ζ方向。但是，在机器人1识别的X、Υ、Ζ方向中可能含有误差。
[0059]如图2C所示，将被嵌合部Q中的上侧的面定义为被嵌合平面Q1，将被嵌合平面Q1中的与嵌合方向D相反方向的端的直线定义为被嵌合直线Qla。所谓的嵌合方向D是嵌合部件W被嵌合的方向，是与被嵌合平面Q1平行的方向。另外，将嵌合部件W中的X方向(厚度方向)的上方的面定义为嵌合平面W1，将嵌合平面W1中的嵌合方向D的正交方向(Y方向(宽度方向))的端的直线定义为嵌合直线Wla。
[0060]首先，每当执行嵌合处理时，控制部40将力觉传感器P复位。此时，控制部40以末端执行器20的前端不与任何物体发生干扰地朝向铅垂下方的方式控制臂10。接下来，控制部40开始力觉传感器P的测量结果的重力补偿。通过上述，基于力觉传感器P的测量结果，力控制部M2能够适当地进行臂10的力控制。
[0061]首先，控制部40进行在图2B中未图示的接近动作。所谓的接近动作是用于形成嵌合部件W和被嵌合部Q接近的状态的动作。在接近动作中，控制部40进行使嵌合部件W向Z方向的目标的位置移动的位置控制，形成嵌合部件W的Z方向的面与被嵌合部Q的角部J(参照图3A)接触的状态。应予说明，在本实施方式中，虽然形成嵌合部件W的Z方向的面与被嵌合部Q的角部J接触的状态，但若为充分接近的位置，则也可以不接触。
[0062](4 - 1)点接触动作:
[0063]接下来，控制部40进行点接触动作(步骤S100)。所谓的点接触动作是用于使嵌合部件W与被嵌合部Q点接触的动作。在点接触动作中，控制部40进行使嵌合部件W向X方向的目标的位置移动的位置控制。另外，在点接触动作中，控制部40以Z方向的力？2成为目标的4N的方式进行力控制。
[0064]图3A是表示点接触动作后的嵌合部件W的样子的动作说明图。在本实施方式中，在被嵌合部Q的角部J接触Z方向的面并作用有4N的力的状态下，嵌合部件W将向X方向的目标的位置(使嵌合部件W向被嵌合部Q的纵深方向移动的目标的位置)移动，从而能够使嵌合平面W1的宽度方向的端即嵌合直线Wla与被嵌合直线Qla点接触。点接触动作中的Z方向的目标的位置是以嵌合直线Wla与被嵌合直线Qla点接触的方式被预先示教的位置。
[0065]图3B是表示点接触动作后的嵌合部件W的样子的A — A线(图3A)的向视剖视图。如该图所示，嵌合部件W的嵌合直线Wla与被嵌合部Q的被嵌合直线Qla以一点点接触。
[0066](4 - 2)线接触动作:
[0067]接下来，控制部40进行线接触动作(步骤S110)。所谓的线接触动作是用于维持嵌合平面W1中的构成嵌合方向D的正交方向的端的嵌合直线Wla与被嵌合直线Qla点接触的状态并使嵌合平面W1与被嵌合直线Qla线接触的动作。在线接触动作中，控制部40进行使嵌合部件W向X方向的目标的位置移动的位置控制。另外，在点接触动作中，控制部40以Z方向的力