CN117751025A - 机器人系统、机器人的加工方法以及加工程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人系统。机器人系统(100)包括机器人(1)和控制装置(3)，所述机器人(1)由磨削装置(11a)对对象物体W的加工部分B进行去除加工，所述控制装置(3)控制机器人(1)。控制装置(3)具有轨迹生成部(610)和动作命令部(60)，所述轨迹生成部(610)生成通过加工部分(B)的磨削装置(11a)的目标轨迹，所述动作命令部(60)执行位置控制，同时，执行弹性控制，在所述位置控制中，以磨削装置(11a)沿着目标轨迹移动的方式，来使机器人(1)动作，在所述弹性控制中，以磨削装置(11a)响应于来自对象物体(W)的反作用力而脱离目标轨迹移动且向对象物体(W)的磨削装置(11a)的按压力响应于自目标轨迹的距离而变大的方式，来使机器人(1)动作。

Description

机器人系统、机器人的加工方法以及加工程序

技术领域

本发明涉及机器人系统、机器人的加工方法以及加工程序。

背景技术

至今为止，用机器人加工工件的系统被众所周知。例如，在专利文献1中公开了一种机器人系统，该机器人系统使保持工件的机器人按照较粗的示教点移动且那时将工件相对于工具向所期望的按压方向按压。也就是说，在该机器人系统中，在工具被以规定的力按压在工件的状态下，工件沿着大致较粗的示教点移动。

专利文献1：日本特开平06-289923号公报

发明内容

不过，在专利文献1的机器人系统中，执行以规定的力将工具按压在工件上的力控制。在这样的力控制中，能够防止过度的力作用在工具以及工件上。另一方面，由于工件通过大致模仿工件的表面那样的轨迹，因此难以将工件加工为与工件的表面无关的形状。

鉴于上述内容，本发明的目的在于防止过度的力作用在工具等，同时，将对象物体加工为所期望的形状。

本发明的机器人系统包括机器人和控制装置，所述机器人由工具对对象物体的加工部分进行去除加工，所述控制装置控制所述机器人。所述控制装置具有轨迹生成部和动作命令部，所述轨迹生成部生成通过所述加工部分的所述工具的目标轨迹，所述动作命令部执行位置控制，同时，执行弹性控制，在所述位置控制中，以所述工具沿着所述目标轨迹移动的方式，来使所述机器人动作，在所述弹性控制中，以所述工具响应于来自所述对象物体的反作用力而脱离所述目标轨迹移动且向所述对象物体的所述工具的按压力响应于自所述目标轨迹的距离而变大的方式，来使所述机器人动作。

本发明的机器人的加工方法包括生成通过对象物体的加工部分的、机器人的工具的目标轨迹的步骤、执行位置控制的步骤和与所述位置控制并行地执行弹性控制的步骤，在所述位置控制中，以所述工具沿着所述目标轨迹移动的方式使所述机器人动作，在所述弹性控制中，以所述工具响应于来自所述对象物体的反作用力而脱离所述目标轨迹移动且向所述对象物体的所述工具的按压力响应于自所述目标轨迹的距离而变大的方式，来使所述机器人动作。

本发明的加工程序为了使机器人去除加工对象物体的加工部分而使计算机执行生成通过对象物体的加工部分的、机器人的工具的目标轨迹的步骤、执行位置控制的步骤和与所述位置控制并行地执行弹性控制的步骤，在所述位置控制中，以所述工具沿着所述目标轨迹移动的方式使所述机器人动作，在所述弹性控制中，以所述工具响应于来自所述对象物体的反作用力而脱离所述目标轨迹移动且向所述对象物体的所述工具的按压力响应于自所述目标轨迹的距离而变大的方式，来使所述机器人动作。

(发明效果)

根据所述机器人系统，能够防止过度的力作用在工具等，同时，将对象物体加工为所期望的形状。

根据所述机器人的加工方法，能够防止过度的力作用在工具等，同时，将对象物体加工为所期望的形状。

根据所述加工程序，能够防止过度的力作用在工具等，同时，将对象物体加工为所期望的形状。

附图说明

图1是示出了机器人系统的结构的示意图。

图2是示出了机器人控制装置的概略硬件结构的图。

图3是示出了操作控制装置的概略硬件结构的图。

图4是示出了控制装置的概略硬件结构的图。

图5是示出了机器人系统的手动控制的控制系统的结构的方块图。

图6是示出了机器人系统的自动控制的控制系统的结构的方块图。

图7是加工部分以及目标轨迹的示意图。

图8是机器人系统的自动控制的流程图。

图9是目标轨迹的第一模式。

图10是目标轨迹的第二模式。

图11是对象物体的图像的一个例子。

图12是对象物体的三维信息的一个例子。

图13是去除加工中的磨削装置的轨迹的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对举例的实施方式进行详细说明。图1示出了机器人系统100的结构的示意图。

机器人系统100包括机器人1和控制装置3，所述机器人1对对象物体W的加工部分B进行加工，所述控制装置3控制机器人1。控制装置3通过控制机器人1，来使机器人1加工对象物体W的加工部分B。在该例子中，对象物体W是铸造品，加工部件B是对象物体W的毛刺。在毛刺中包含铸造毛刺、切削毛刺、磨削毛刺、剪切毛刺、塑性变形毛刺、浇道毛刺以及焊接毛刺等。并且，对象物体W具有基准面R。基准面R是加工部B存在的面。也就是说，加工部分B位于基准面R上。

机器人1例如是工业用机器人。由机器人1进行的加工是去除加工。由机器人1进行的去除加工例如是磨削。另外，去除加工也可以是切削或研磨。

机器人系统100包括保持对象物体W的图像以及三维信息的存储部32。存储部32内置在控制装置3。对象物体W的图像例如是对象物体W的二维图像。对象物体W的三维信息例如是对象物体W的点云数据。

机器人系统100也可以还包括成像装置81和三维扫描仪82，所述成像装置81获取对象物体W的图像，所述三维扫描仪82获取对象物体W的三维信息。三维扫描仪82是三维信息获取装置的一个例子。存储部32保持由成像装置81所获取的对象物体W的图像以及由三维扫描仪82所获取的对象物体W的三维信息。

机器人系统100包括指定装置9，所述指定装置9从对象物体W的图像中指定加工部分B。并且，指定装置9构成为除了能够从对象物体W的图像中指定加工部分B之外，还能够指定基准面R。指定装置9是由操作者操作的装置。指定装置9具有显示器91和输入装置92。输入装置92例如是鼠标。指定装置9能够与控制装置3通信，使由存储部32保持的对象物体W的图像显示在显示器91。操作者一边看显示器91，一边操作输入装置92，从对象物体W的图像中指定加工部分B以及基准面R。也就是说，指定装置9经由输入装置92受理来自操作者的、对象物体W的图像中的加工部分B以及基准面R的指定。

控制装置3根据对象物体W的图像中的由指定装置9所指定的部分和对象物体W的三维信息，来导出三维信息中的加工部分B。控制装置3通过根据加工部分B的三维信息使机器人1动作，来使机器人1去除加工部分B。

机器人系统100也可以还包括操作装置2，所述操作装置2由用户操作。控制装置3还控制操作装置2。控制装置3还能够根据操作装置2的动作来控制机器人1的动作，以进行对象物体W的加工。也就是说，机器人系统100能够实施不经由操作装置2的由机器人1进行的自动控制和经由操作装置2的由机器人1进行的手动控制。

[机器人]

机器人1具有基座10、机器人臂12、末端执行器11和机器人控制装置14，所述机器人臂12由基座10支撑，所述末端执行器11连接在机器人臂12，所述机器人控制装置14控制整个机器人1。机器人1由机器人臂12使末端执行器11动作即移动，由末端执行器11加工对象物体W。

对机器人1规定了正交3轴的机器人坐标系。例如，在上下方向设定Z轴，在水平方向设定彼此正交的X轴和Y轴。

末端执行器11具有磨削装置11a，将作为作用的磨削施加在对象物体W。例如，磨削装置11a是研磨机。研磨机也可以是使圆盘状的研磨砂轮旋转的类型、使圆锥状或圆柱状的研磨砂轮旋转的类型等。另外，磨削装置11a也可以是轨道式砂光机、随机轨道式砂光机、德尔塔砂光机或带式砂光机等。这里，磨削装置11a是工具的一个例子。

机器人臂12是垂直多关节机器人臂。机器人臂12具有多个连杆12a、关节12b和伺服马达15(参照图2)，所述关节12b连接多个连杆12a，所述伺服马达15旋转驱动多个关节12b。机器人臂12改变磨削装置11a的位置。并且，机器人臂12也可以改变磨削装置11a的姿势。另外，机器人臂12也可以是水平多关节机器人臂、并联连杆机器人臂、直角坐标机器人臂或者极坐标机器人臂等。

机器人1具有力传感器。在该例子中，机器人1作为力传感器，还具有检测从对象物体W接收的反作用力(以下，称为“接触力”)的接触力传感器13。接触力传感器13设置在机器人臂12和末端执行器11之间(具体而言，机器人臂12和末端执行器11的连接部)。接触力传感器13检测末端执行器11从对象物体W接收的接触力。接触力传感器13检测正交的3个轴方向的力和围绕该3个轴的力矩。

另外，力传感器并不限于接触力传感器13。例如，接触力传感器13也可以仅检测单轴、双轴或3个轴的方向的力。或者，力传感器也可以是检测机器人臂12的伺服马达15的电流的电流传感器或检测伺服马达15的力矩的力矩传感器等。

成像装置81安装在机器人臂12。具体而言，成像装置81安装在机器人臂12中的最前端侧的连杆12a。成像装置81拍摄RGB图像。成像装置81的拍摄图像被作为图像信号从机器人控制装置14输入到控制装置3。

三维扫描仪82安装在机器人臂12。具体而言，三维扫描仪82安装在机器人臂12中的最前端侧的连杆12a。三维扫描仪82将对象物体W的点云数据作为三维信息获取。也就是说，三维扫描仪82输出对象物体W的表面的大量点云的三维坐标。三维扫描仪82的点云数据被从机器人控制装置14输入到控制装置3。

图2是示出了机器人控制装置14的概略硬件结构的图。机器人控制装置14控制机器人臂12的伺服马达15以及磨削装置11a。机器人控制装置14受理接触力传感器13的检测信号。机器人控制装置14与控制装置3进行信息、命令以及数据等的收发。机器人控制装置14具有控制部16、存储部17和存储器18。

控制部16控制整个机器人控制装置14。控制部16进行各种运算处理。例如，控制部16用CPU(中央处理器)等处理器形成。控制部16也可以用MCU(微控制器单元)、MPU(微处理器单元)、FPGA(现场可编程门阵列)、PLC(可编程逻辑控制器)、系统LSI等形成。

存储部17存储有由控制部16执行的程序和各种数据。存储部17用非易失性存储器、HDD(硬盘驱动器)或SSD(固态驱动器)等形成。

存储器18暂时存储数据等。例如，存储器18用易失性存储器形成。

[操作装置]

如图1所示，操作装置2具有操作部21和操作力传感器23，所述操作部21由用户操作，所述操作力传感器23对从用户施加在操作部21的操作力进行检测。操作装置2受理用手动控制对机器人1进行操作用的输入，将被输入的信息即操作信息输出到控制装置3。具体而言，用户握持操作部21对操作装置2进行操作。那时，操作力传感器23检测施加在操作部21的力。由操作力传感器23检测的操作力被作为操作信息输出到控制装置3。

操作装置2也可以还具有基座20、支撑机构22和操作控制装置24，所述支撑机构22设置在基座20且支撑操作部21，所述操作控制装置24控制整个操作装置2。操作装置2通过来自控制装置3的控制将对于操作力的反作用力提示给用户。具体而言，操作控制装置24通过接收来自控制装置3的命令，控制支撑机构22，来使用户感知反作用力。

对于操作装置2规定了正交3轴的操作坐标系。操作坐标系与机器人坐标系对应。也就是说，Z轴被设定在上下方向，彼此正交的X轴以及Y轴被设定在水平方向。

支撑机构22具有多个连杆22a、关节22b和伺服马达25(参照图3)，所述关节22b连接多个连杆22a，所述伺服马达25旋转驱动多个关节22b。支撑机构22以操作部21在三维空间内可为任意的位置以及姿势的方式来支撑操作部21。伺服马达25对应于操作部21的位置以及姿势而旋转。伺服马达25的旋转量即旋转角度是唯一决定的。

在该例子中，操作力传感器23设置在操作部21和支撑机构22之间(具体而言，操作部21和支撑机构22的连接部)。操作力传感器23对正交的3个轴方向的力和围绕该3个轴的力矩进行检测。

需要说明的是，操作力的检测部并不限于操作力传感器23。例如，操作力传感器23也可以仅检测单轴、双轴或3个轴的方向的力。或者，检测部也可以是检测支撑机构22的伺服马达25的电流的电流传感器或检测伺服马达25的力矩的力矩传感器等。

图3是示出了操作控制装置24的概略硬件结构的图。操作控制装置24通过控制伺服马达25来使支撑机构22动作。操作控制装置24受理操作力传感器23的检测信号。操作控制装置24与控制装置3进行信息、命令以及数据等的收发。操作控制装置24具有控制部26、存储部27和存储器28。

控制部26控制整个操作控制装置24。控制部26进行各种运算处理。例如，控制部26用CPU(中央处理器)等处理器形成。控制部26也可以用MCU(微控制器单元)、MPU(微处理器单元)、FPGA(现场可编程门阵列)、PLC(可编程逻辑控制器)、系统LSI等形成。

存储部27存储有由控制部26执行的程序和各种数据。存储部27用非易失性存储器、HDD(硬盘驱动器)或SSD(固态驱动器)等形成。

存储器28暂时存储数据等。例如，存储器28用易失性存储器形成。

[控制装置]

控制装置3控制整个机器人系统100，进行机器人1以及操作装置2的动作控制。具体而言，控制装置3进行响应于用户的操作的机器人系统100的手动控制和机器人系统100的自动控制。控制装置3在手动控制中在机器人1和操作装置2之间进行主从控制，具体而言，进行双边控制。操作装置2作为主装置发挥作用，机器人1作为从属装置发挥作用。控制装置3根据由用户的操作而带来的操作装置2的动作，来控制机器人1的动作，同时，控制操作装置2的动作，以向用户提示响应于接触力传感器13的检测结果的反作用力。也就是说，磨削装置11a根据用户的操作来加工对象物体W，且加工时的反作用力被经由操作装置2提示给用户。在自动控制中，控制装置3在对象物体W的图像中从用户接收加工部分B的指定，由磨削装置11a自动去除加工被指定的加工部分B。

图4是示出了控制装置3的概略硬件结构的图。控制装置3与机器人控制装置14以及操作控制装置24进行信息、命令以及数据等的收发。并且，控制装置3与指定装置9进行信息、命令以及数据等的收发。控制装置3具有控制部31、存储部32和存储器33。另外，控制装置3还可以具有输入操作部和显示器，所述输入操作部由用户为了进行机器人1以及操作装置2的动作控制的设定而进行操作，所述显示器显示设定内容。

控制部31控制整个控制装置3。控制部31进行各种运算处理。例如，控制部31用CPU(中央处理器)等处理器形成。控制部31也可以用MCU(微控制器单元)、MPU(微处理器单元)、FPGA(现场可编程门阵列)、PLC(可编程逻辑控制器)、系统LSI等形成。

存储部32存储有由控制部31执行的程序和各种数据。例如，存储部32存储有控制机器人系统100的程序。存储部32用非易失性存储器、HDD(硬盘驱动器)或SSD(固态驱动器)等形成。存储部32是非临时有形介质。例如，存储在存储部32中的程序是为了去除加工对象物体W的加工部分B而使计算机执行规定的顺序的加工程序32a。

存储器33暂时存储数据等。例如，存储器33用易失性存储器形成。

(机器人系统的控制)

在像这样构成的机器人系统100中，控制装置3执行手动控制，即，根据由用户的操作而带来的操作装置2的动作，来控制机器人1的动作，同时，控制操作装置2的动作，以向用户提示响应于接触力传感器13的检测结果的反作用力。并且，控制装置3执行自动控制，即，根据对象物体W的图像以及三维信息特定加工部分B，由机器人1去除被特定的加工部分B。

首先，对机器人系统100的手动控制进行说明。图5是示出了机器人系统100的手动控制的控制系统的结构的方块图。

机器人控制装置14的控制部16通过将程序从存储部17读入存储器18并展开，来实现各种功能。具体而言，控制部16作为输入处理部41和动作控制部42发挥作用。

输入处理部41将从接触力传感器13以及伺服马达15接收的信息、数据以及命令等输出到控制装置3。具体而言，输入处理部41从接触力传感器13接收6轴的力的检测信号(以下，称为“传感器信号”)，并将该传感器信号输出到控制装置3。并且，输入处理部41从伺服马达15接收旋转传感器(例如，编码器)以及电流传感器的检测信号。输入处理部41为了由动作控制部42所进行的机器人臂12的反馈控制而将该检测信号输出到动作控制部42。并且，输入处理部41将该检测信号作为机器人臂12的位置信息输出到控制装置3。

动作控制部42从控制装置3接收命令位置xds，按照命令位置xds生成用于使机器人臂12动作的控制命令。动作控制部42通过将对应于控制命令的电流施加到伺服马达15，来使机器人臂12动作，使磨削装置11a向对应于命令位置xds的位置移动。此时，动作控制部42根据来自输入处理部41的伺服马达15的旋转传感器或电流传感器的检测信号，反馈控制机器人臂12的动作。并且，动作控制部42向磨削装置11a输出控制命令，使磨削装置11a动作。因此，磨削装置11a磨削对象物体W。

操作控制装置24的控制部26通过将程序从存储部27读入存储器28并展开，来实现各种功能。具体而言，控制部26作为输入处理部51和动作控制部52发挥作用。

输入处理部51将从操作力传感器23接收的信息、数据以及命令等输出到控制装置3。具体而言，输入处理部51从操作力传感器23接收6轴的力的检测信号，将该检测信号输出到控制装置3。并且，输入处理部51从伺服马达25接收旋转传感器(例如，编码器)以及电流传感器的检测信号。输入处理部51为了由动作控制部52进行的支撑机构22的反馈控制而将该检测信号输出到动作控制部52。

动作控制部52从控制装置3接收命令位置xdm，按照命令位置xdm生成用于使支撑机构22动作的控制命令。动作控制部52通过向伺服马达25施加对应于控制命令的电流，来使支撑机构22动作，使操作部21向对应于命令位置xdm的位置移动。此时，动作控制部52根据来自输入处理部51的伺服马达25的旋转传感器或电流传感器的检测信号，反馈控制支撑机构22的动作。因此，对于用户施加到操作部21的操作力赋予反作用力。其结果是，用户能够在从操作部21疑似地感受到来自对象物体W的反作用力的同时，对操作部21进行操作。

控制装置3的控制部31通过将程序从存储部32读入存储器33并展开，来实现各种功能。具体而言，控制部31作为输出向机器人控制装置14以及操作控制装置24的动作命令的动作命令部60发挥作用。更具体而言，控制部31作为操作力获取部61、接触力获取部62、加法部63、力/速度换算部64、第一速度/位置换算部65以及第二速度/位置换算部66发挥作用。

操作力获取部61经由输入处理部51接收操作力传感器23的检测信号，根据检测信号获取操作力fm。操作力获取部61将操作力fm输入到加法部63。

接触力获取部62经由输入处理部41接收接触力传感器13的传感器信号，根据传感器信号获取接触力fs。接触力获取部62将接触力fs输入到加法部63。

加法部63计算从操作力获取部61输入的操作力fm和从接触力获取部62输入的接触力fs的和。这里，由于操作力fm和接触力fs是相反方向的力，因此操作力fm和接触力fs的正负符号不同。也就是说，通过操作力fm和接触力fs相加，使得操作力fm和接触力fs的和即合力fm+fs的绝对值小于操作力fm的绝对值。加法部63输出合力fm+fs。

力/速度换算部64将被输入的合力fm+fs换算为命令速度xd’。力/速度换算部64使用基于包含惯性系数、粘性系数(阻尼系数)和刚度系数(弹簧系数)的运动方程的运动模型，来计算命令速度xd’。具体而言，力/速度换算部64根据以下的运动方程计算命令速度xd’。

【式子1】

md·e″+cd·e′+kd·e＝fm+fs···(1)

这里，e＝xd-xu。xd是命令位置。xu是后述的目标轨迹。当是手动控制时，由于没有目标轨迹，因此e＝xdmd是惯性系数。cd是粘性系数。kd是刚度系数。fm是操作力。fs是接触力。另外，“’”表示单导数，“””表示双导数。

式子(1)是线性微分方程，当对式子(1)求解速度xd’时，成为式子(2)那样。

【式子2】

xd′＝xu′+A···(2)

这里，A是由fm、fs、md、cd、kd等表示的项。

式子(2)存储在存储部32。力/速度换算部64从存储部32读出式子(2)求出命令速度xd’，将所求出的命令速度xd’输出到第一速度/位置换算部65以及第二速度/位置换算部66。

第一速度/位置换算部65以机器人坐标系作为基准，将坐标转换后的命令速度xd’换算为机器人1用的命令位置xds。例如，当设有机器人1的移动量相对于操作装置2的移动量的比率时，第一速度/位置换算部65对从命令速度xd’求得的命令位置xd根据移动比进行递倍，求出命令位置xds。第一速度/位置换算部65将所求出的命令位置xds输出到机器人控制装置14，具体而言，输出到动作控制部42。如上所述，动作控制部42根据命令位置xds使机器人臂12动作。

第二速度/位置换算部66以操作坐标系作为基准，将命令速度xd’换算为操作装置2用的命令位置xdm。第二速度/位置换算部66将所求出的命令位置xdm输出到操作控制装置24，具体而言，输出到动作控制部52。如上所述，动作控制部42根据命令位置xdm使支撑机构22动作。

其次，对机器人系统100的自动控制进行说明。图6是示出了机器人系统100的自动控制的控制系统的结构的方块图。

控制装置3的控制部31通过将程序(例如，加工程序32a)从存储部32读入存储器33并展开，来实现各种功能。具体而言，控制部31作为动作命令部60、成像部67、三维信息获取部68、导出部69和轨迹生成部610发挥作用。

动作命令部60制作机器人臂12的命令位置xds，将制作成的命令位置xds输出到机器人控制装置14。机器人控制装置14根据来自动作命令部60的命令位置xds，制作向伺服马达15的控制命令。机器人控制装置14将对应于控制命令的供给电流施加给伺服马达15。此时，机器人控制装置14根据编码器的检测结果反馈控制向伺服马达15的供给电流。

例如，动作命令部60为了使成像装置81以及三维扫描仪82移动到规定位置，或者，为了使磨削装置11a进行磨削加工，制作命令位置xds，使机器人臂12动作。

成像部67控制成像装置81，使成像装置81拍摄对象物体W。成像部67使由成像装置81所获取的图像存储在存储部32。

三维信息获取部68控制三维扫描仪82，使三维扫描仪82获取对象物体W的点云数据。三维信息获取部68使由三维扫描仪82所获取的点云数据存储在存储部32。另外，当含在从三维扫描仪82输出的点云数据中的各个点的坐标不是机器人坐标系时，三维信息获取部68将含在点云数据中的各个点的坐标转换为机器人坐标系。

导出部69根据由指定装置9所进行的对象物体W的图像中的加工部分B的指定，导出三维信息中的加工部分B。并且，导出部69根据由指定装置9所进行的对象物体W的图像中的基准面R的指定，导出对象物体W的三维信息中的基准面R。

详细而言，导出部69响应于来自指定装置9的要求，从存储部32读出对象物体W的图像且将其提供给指定装置9。被提供的对象物体W的图像被显示在指定装置9的显示器91。操作者对输入装置92进行操作，指定对象物体W的图像中的加工部分B。另外，操作者对输入装置92进行操作，指定对象物体W的图像中的基准面R。导出部69从指定装置9受理对象物体W的图像中的加工部分以及基准面R的指定。

导出部69对加工部分B以及基准面R被指定的对象物体W的图像和用存储部32所保存的对象物体W的点云数据进行对照，导出点云数据中的加工部分B以及基准面R。

详细而言，由于获取对象物体W的图像时的成像装置81的位置和获取对象物体W的点云数据时的三维扫描仪82的位置已知，因此大致能够判断出对象物体W的图像中的某部分对应于对象物体W的点云数据中的哪一部分。导出部69从对象物体W的点云数据中特定在对象物体W的图像中对应于被指定的加工部分B的部分，使在被特定的部分中与周围相比突出的部分为加工部分B。并且，导出部69从对象物体W的点云数据中特定在对象物体W的图像中对应于被指定的基准面R的部分，使包含被特定的部分的面为基准面R。例如，基准面R是凹凸较少的光滑面，既可以是平面，也可以是曲面。像这样，导出部69导出对象物体W的点云数据中的加工部分B以及基准面R。

轨迹生成部610根据对象物体W的点云数据，生成磨削装置11a的目标轨迹即机器人臂12的目标轨迹。目标轨迹是沿着基准面R的轨迹，更详细而言，是与基准面R大致平行的轨迹。目标轨迹可以生成为多个层状。多个目标轨迹向基准面R的法线方向具有间隔地排列。在多个目标轨迹可以包含通过基准面R上的最终目标轨迹。

图7是加工部分B以及目标轨迹的示意图。详细而言，轨迹生成部610根据加工部分B的点云数据，决定去除加工的磨削装置11a的开始位置S。轨迹生成部610在点云数据中求出加工部分B中的距离基准面R最远的最高点M，求出从最高点M向基准面R的法线方向接近基准面R规定的切削量C的点。轨迹生成部610求出通过接近于基准面R的该点的，与基准面R大致平行的假想第一目标加工面，将存在于第一目标加工面上且为加工部分B之外的点(即，离开加工部分B的点)作为开始位置S求出。轨迹生成部610将从开始位置S开始，通过第一目标加工面上，通过加工部分B中的与第一目标加工面交叉的大致整个部分的磨削装置11a的目标轨迹作为第一目标轨迹T1生成。接着，轨迹生成部610设定使第一目标加工面向基准面R的法线方向接近基准面R切入量C的第二目标加工面，将通过第二目标加工面上，通过加工部分B中的与第二目标加工面交叉的大致整个部分的磨削装置11a的目标轨迹作为第二目标轨迹T2生成。像这样，轨迹生成部610在从最高点M向基准面R的法线方向接近基准面R切入量C的位置依次生成目标轨迹。当目标轨迹与基准面R一致时，或者，当目标轨迹低于基准面R时，轨迹生成部610将通过基准面R上，通过加工部分B中的与基准面R交叉的大致整个部分的磨削装置11a的目标轨迹作为最终目标轨迹Tf生成。

另外，所生成的目标轨迹的数目取决于基准面R、最高点M以及切入量C。对于用从基准面R到最高点M为止的距离除以切入量C所得到的商加上1所获得的数成为目标轨迹的数目。当从基准面R到最高点为止的距离在切入量C以下时，所生成的目标轨迹的数目是一个。也就是说，目标轨迹的数目并不限于多个。

动作命令部60以使磨削装置11a将加工部分B去除直到到达基准面R为止的方式，使机器人1动作。动作命令部60以从开始位置S朝着基准面R分多次去除加工部分B的方式，使机器人1动作。具体而言，动作命令部60以依次使用从离基准面R最远的第一目标轨迹T1到最终目标轨迹Tf，磨削装置11a沿着目标轨迹移动的方式，使机器人1动作。例如，动作命令部60将加工部分B多次分为层状由磨削装置11a去除加工。此时，动作命令部60执行位置控制，同时，执行弹性控制，在所述位置控制中，以磨削装置11a沿着目标轨迹移动的方式，来使机器人1动作，在所述弹性控制中，以磨削装置11a响应于来自对象物体W的反作用力而脱离目标轨迹移动且向对象物体W的磨削装置11a的按压力响应于自目标轨迹的距离而变大的方式，来使机器人1动作。

详细而言，动作命令部60作为接触力获取部62、力/速度换算部64和第一速度/位置换算部65发挥作用。接触力获取部62、力/速度换算部64和第一速度/位置换算部65的每一个的功能基本上与手动控制时一样。在自动控制中，由于基于目标轨迹的位置控制成为基础，因此动作命令部60不作为操作力获取部61、加法部63以及第二速度/位置换算部66发挥作用。

接触力获取部62经由输入处理部41接收接触力传感器13的传感器信号，根据传感器信号获取接触力fs。接触力获取部62将接触力fs输入到力/速度换算部64。并且，接触力获取部62在磨削加工时使接触力fs存储在存储部32。

力/速度换算部64将被输入的接触力fs换算为命令速度xd’。力/速度换算部64使用基于包含惯性系数、粘性系数(阻尼系数)和刚度系数(弹簧系数)的运动方程的运动模型，来计算命令速度xd’。具体而言，力/速度换算部64根据式子(1)的运动方程来计算命令速度xd’。在式子(1)中，e＝xd-xu，xd是命令位置，xu是由轨迹生成部610所生成的目标轨迹。力/速度换算部64通过将目标轨迹xu转换为目标速度xu’，将其代入式子(2)中来求出命令速度xd’。

第一速度/位置换算部65以机器人坐标系为基准，将被坐标转换的命令速度xd’换算为机器人1用的命令位置xds。第一速度/位置换算部65将所求出的命令位置xds输出到机器人控制装置14，具体而言，第一速度/位置换算部65将所求出的命令位置xds输出到动作控制部42。如上所述，动作控制部42根据命令位置xds使机器人臂12动作。第一速度/位置换算部65在磨削加工时使命令位置xds存储在存储部32。

由于式子(1)的运动模型包含粘性系数cd以及刚度系数kd，因此以磨削装置11a沿着目标轨迹xu那样的位置控制为基本，同时，当在目标轨迹xu上存在阻力时，磨削装置11a在弹力和阻尼力相互协调，一边回避阻力，一边将按压力赋予给阻力那样的轨迹上移动。其结果是磨削装置11a对加工部分B中的位于目标轨迹上的部分进行磨削。此时，能够避免磨削装置11a进而机器人臂12从对象物体W接收到过大的反作用力。

当生成有多个目标轨迹时，动作命令部60从距离基准面R较远的目标轨迹开始依次使用，使磨削装置11a沿着目标轨迹移动。也就是说，磨削装置11a阶段性地沿着离基准面R较近的目标轨迹进行磨削，最后，沿着与基准面R一致的最终目标轨迹Tf进行磨削。

另外，在自动控制中，控制装置3不生成或输出操作装置2用的命令位置xdm。也就是说，操作装置2不进行操作部21的位置控制。

[机器人系统的动作]

其次，对这样构成的机器人系统100的动作进行说明。

〈手动控制〉

在手动控制中，通过用户对操作装置2进行操作，来使机器人1对于对象物体W执行实际的作业。例如，用户对操作装置2进行操作，来由机器人1对对象物体W进行磨削加工。作为用户的经由操作装置2的操作，由操作力传感器23检测用户施加在操作部21的操作力。机器人臂12响应于操作力而被控制。

具体而言，当用户对操作装置2进行操作时，操作力传感器23检测用户经由操作部21所施加的操作力。此时，机器人1的接触力传感器13检测接触力。

被操作力传感器23检测到的操作力由输入处理部51作为检测信号输入到控制装置3。在控制装置3中，操作力获取部61将基于检测信号的操作力fm输入到加法部63。

此时，被接触力传感器13检测到的接触力被作为传感器信号输入到输入处理部41。输入到输入处理部41的传感器信号被输入到接触力获取部62。接触力获取部62将基于传感器信号的接触力fs输入到加法部63。

加法部63将合力fm+fs输入到力/速度换算部64。力/速度换算部64使用合力fm+fs根据式子(2)求出命令速度xd’。

关于机器人1，第一速度/位置换算部65从命令速度xd’求出命令位置xds。机器人控制装置14的动作控制部42按照命令位置xds使机器人臂12动作，控制磨削装置11a的位置。因此，响应于操作力fm的按压力施加在对象物体W，同时，对象物体W由磨削装置11a磨削。

另一方面，关于操作装置2，第二速度/位置换算部66从命令速度xd’求出命令位置xdm。操作控制装置24的动作控制部52按照命令位置xdm使支撑机构22动作，控制操作部21的位置。因此，用户感知响应于接触力fs的反作用力。

通过用户进行这样的操作装置2的操作，来执行由机器人1进行的对象物体W的加工。

〈自动控制〉

接着，对机器人系统100的自动控制的动作进行说明。图8是机器人系统100的自动控制的流程图。

首先，在步骤S1中，进行初始设定。操作者经由指定装置9进行关于自动控制的初始设定。初始设定被从指定装置9输入到控制装置3。例如，在初始设定中包含磨削装置11a的切入量C的输入以及目标轨迹的模式的选择等。切入量C是指切入深度。关于目标轨迹的模式，形成一个目标加工面那样的、磨削装置11a在该目标加工面上的移动方式能够考虑多种模式。控制装置3具有多种目标轨迹的模式。图9是目标轨迹的第一模式，图10是目标轨迹的第二模式。第一模式是通过在磨削装置11a沿着一条路径(例如，向Y方向延伸的路径)往返之后，使该路径向与该路径交叉的方向(例如，X方向)错开，磨削装置11a沿着错开后的路径往返，重复这样的移动而形成的轨迹。第二模式是通过在磨削装置11a沿着一条路径(例如，向Y方向延伸的路径)移动之后，使该路径向与该路径交叉的方向(例如，X方向)错开，磨削装置11a沿着错开后的路径往返，重复这样的移动而形成的轨迹。也就是说，在第一模式中，磨削装置11a将一条路径通过两次，而在第二模式中，磨削装置11a将一条路径通过一次。另外，目标加工面既可以是平面，也可以是曲面。目标路径的模式并不限于这些，也可以是磨削装置11a在目标加工面上螺旋移动的轨迹。

操作者在输入初始设定之后，经由指定装置9，将对象物体W的图像的成像指示输出给控制装置3。控制装置3在接收成像指示之后，在步骤S2中，执行对象物体W的图像的获取，且执行对象物体W的点云数据的获取。具体而言，动作命令部60使机器人臂12移动，以使成像装置81以及三维扫描仪82位于规定位置。由于对象物体W载置在支撑台上的已定好的位置，因此成像装置81以及三维扫描仪82的规定位置也预先定好了。

然后，成像部67使成像装置81拍摄对象物体W。成像部67使由成像装置81所获取的对象物体W的图像存储在存储部32。三维信息获取部68使三维扫描仪82获取对象物体W的点云数据。三维扫描仪82用与成像装置81大致相同的视角获取对象物体W的点云数据。三维信息获取部68使由三维扫描仪82所获取的点云数据存储在存储部32。

另外，当成像装置81位于规定位置时的机器人臂12的位置和三维扫描仪82位于规定位置时的机器人臂12的位置不同时，动作命令部60也可以在由成像装置81拍摄时和由三维扫描仪82获取点云数据时使机器人臂12移动。

接着，控制装置3在步骤S3中从指定装置9受理对象物体W的图像中的加工部分B以及基准面R的指定。步骤S3相当于指定对象物体W的图像中的对象物体W的加工部分B。图11是对象物体W的图像的一个例子。

具体而言，导出部69从存储部32读出对象物体W的图像，将其提供给指定装置9。被提供的对象物体W的图像显示在显示器91。导出部69将用于指定加工部分B的框F和用于指定基准面R的点P显示在对象物体W的图像上。操作者对输入装置92进行操作，调整框F的位置以及形状，以使对象物体W的图像中的加工部分B含在框F内。操作者通过确定框F的位置以及形状，来在对象物体W的图像中指定加工部分B。导出部69将在对象物体W的图像中由指定装置9所确定的框F内的部分特定为至少含有加工部分B的部分。

并且，操作者对输入装置92进行操作，调整点P的位置，以使点P位于对象物体W的图像中的基准面R上。操作者通过确定点P的位置，来指定在对象物体W的图像中的基准面R。导出部69将在对象物体W的图像中由指定装置9所确定的点P位于的部分特定为基准面R上的一部分。

接着，导出部69在步骤S4中从存储部32读出对象物体W的点云数据，对照对象物体W的图像和点云数据，导出在点云数据中与在对象物体W的图像中被指定的加工部分B和基准面R相对应的部分。步骤S4相当于根据图像中的被指定的部分和对象物体W的三维信息，导出三维信息中的加工部分B。图12是对象物体W的三维信息的一个例子。

详细而言，导出部69从对象物体W的点云数据中特定与用对象物体W的图像中的框F包围的部分相对应的部分，使在包含所特定的部分的规定的区域内与周围相比突出的部分为加工部分B。并且，导出部69从对象物体W的点云数据中特定与对象物体W的图像中的点P相对应的部分，使包含被特定的部分的面为基准面R。若包含被特定的部分的面是平面，则基准面R成为平面，若包含被特定的部分的面是曲面，则基准面R成为曲面。像这样，导出部69导出对象物体W的点云数据中的加工部分B以及基准面R。

接着，轨迹生成部610在步骤S5中导出去除加工的开始位置S。如上所述，轨迹生成部610在点云数据中求出加工部分B的最高点M，求出通过从最高点M向基准面R的法线方向接近基准面R切入量C的点的第一目标加工面，将在第一目标加工面上存在且加工部分B的外侧的点作为开始位置S求出。

然后，轨迹生成部610在步骤S6中生成目标轨迹。步骤S6相当于生成通过对象物体的加工部分的机器人的工具的目标轨迹。轨迹生成部610将从开始位置S开始，通过第一目标加工面上，通过加工部分B中的与第一目标加工面交叉的大致整个部分的磨削装置11a的目标轨迹作为第一目标轨迹T1生成。此时，轨迹生成部610按照在初始设定中被设定的目标轨迹的模式，生成目标轨迹。

接着，如上所述，轨迹生成部610设定使第一目标加工面向基准面R的法线方向接近基准面R切入量C的第二目标加工面且生成通过第二目标加工面的第二目标轨迹。轨迹生成部610重复该作业，直到在基准面R上生成最终目标轨迹Tf为止。

像这样，生成向基准面R的法线方向具有间隔排列且沿着基准面R的多个目标轨迹。

其次，动作命令部60在步骤S7中使机器人1执行磨削加工。步骤S7相当于通过根据加工部分B的三维信息使机器人1动作，来使机器人1去除加工加工部分B。并且，步骤S7相当于执行位置控制以及与位置控制并行地执行弹性控制，在所述位置控制中，以工具沿着目标轨迹移动的方式，来使机器人1动作，在所述弹性控制中，以工具响应于来自对象物体的反作用力而脱离目标轨迹移动且向对象物体的工具的按压力响应于自目标轨迹的距离而变大的方式，来使机器人动作。首先，动作命令部60以使磨削装置11a沿着第一目标轨迹T1移动的方式，使机器人臂12动作。此时，动作命令部60以磨削装置11a沿着目标轨迹那样的位置控制为基础，同时，并行执行弹性控制。通过弹性控制，使得磨削装置11a在从目标轨迹脱离以避免来自对象物体W的反作用力过大的同时，在将适当的按压力赋予给对象物体W的轨迹移动。另外，动作命令部60除了弹性控制之外，还执行机器人臂12的惯性控制以及粘性控制。

图13是去除加工中的磨削装置11a的轨迹的示意图。详细而言，如图13所示，磨削装置11a在不存在加工部分B的区域中，在第一目标轨迹T1上移动。当磨削装置11a接触到加工部分B时，由于来自对象物体W的反作用力变大，因此受到粘性系数cd的影响，从第一目标轨迹T1向沿着加工部分B的表面的方向脱离。但是，磨削装置11a受到刚度系数kd的影响，越是远离第一目标轨迹T1，向加工部分B的按压力就变得越大。也就是说，越是加工部分B中的远离第一目标轨迹T1的部分，切入量就变得越大。另一方面，在来自对象物体W的反作用力较小的区域中，磨削装置11a通过第一目标轨迹T1的附近。其结果是磨削装置11a在加工部分B存在的区域中，如图13的虚线所示，通过第一目标轨迹T1和加工部分B的表面之间的第一实际轨迹t1，用适当的按压力磨削加工部分B。

在磨削装置11a沿着第一目标轨迹T1移动期间(还包含从第一目标轨迹T1脱离的情况)，动作命令部60使接触力fs以及命令位置xds存储在存储部32。当由沿着第一目标轨迹T1的磨削装置11a进行的一次磨削结束时，动作命令部60从存储部32读出磨削时的接触力fs以及命令位置xds，求出磨削时的接触力fs的标准偏差以及磨削时的命令位置xds的标准偏差。动作命令部60在步骤S8中，判断是否满足了磨削加工的完成条件。例如，完成条件是与去除加工(即，磨削)相关联的参数稳定。具体而言，与去除加工相关联的参数是磨削时的接触力fs、磨削时的命令位置xd、磨削时的命令速度xd’、磨削时的磨削装置11a的加速度xd”以及磨削时的向伺服马达15的供给电流的至少之一。在该例子中，完成条件是磨削时的接触力fs的标准偏差在规定的第一阈值α以下，且磨削时的命令位置xds的标准偏差在规定的第二阈值β以下。

也就是说，当远离第一目标轨迹T1的部分含在加工部分B中时，由于接触力fs变大，因此磨削时的接触力fs的标准偏差变大。由于此时的磨削装置11a的位置也远离第一目标轨迹T1，因此磨削时的命令位置xds的标准偏差也变大。磨削时的接触力fs在第一阈值α以下以及磨削时的命令位置xds的标准偏差在第二阈值β以下意味着加工部分B被磨削为大致沿着第一目标轨迹T1的形状。

当完成条件没有被满足时，加工部分B没有被磨削为对应于第一目标轨迹T1的形状。那时，动作命令部60返回到步骤S7，再次以磨削装置11a沿着第一目标轨迹移动的方式使机器人臂12动作。通过第一次的磨削加工，使得加工部分B被磨削为大致沿着第一实际轨迹t1的形状。在第二次的磨削加工中，例如，磨削装置11a在加工部分B存在的区域中，通过用图13的两点划线所表示的第一目标轨迹T1和第一实际轨迹t1之间的第二实际轨迹t2，用适当的按压力磨削加工部分B。

即使在第二次的磨削加工中，当在步骤S8中完成条件也没有被满足时，动作命令部60返回到步骤S7，再次以磨削装置11a沿着第一目标轨迹移动的方式使机器人臂12动作。通过第二次的磨削加工，使得加工部分B被磨削为大致沿着第二实际轨迹t2的形状。在第三次的磨削加工中，例如，磨削装置11a在加工部分B存在的区域中，通过用图13的点划线所表示的与第一目标轨迹T1大致一致的第三实际轨迹t3，用适当的按压力磨削加工部分B。另外，当来自对象物体W的反作用力较小时，弹性控制的影响变小，位置控制成为主导。因此，磨削装置11a通过接近于第一目标轨迹T1的轨迹。也就是说，能够防止磨削装置11a将对象物体W与第一目标轨迹T1相比磨削过度的情况，对象物体W被加工为所期望的形状。

当完成条件被满足时，动作命令部60在步骤S9中，判断磨削装置11a是否到达了基准面R。也就是说，动作命令部60判断满足了步骤S8的条件时的目标轨迹是否是最终目标轨迹Tf。

当磨削装置11a没有到达基准面R时，动作命令部60在步骤S10中使磨削装置11a的切入量增加。也就是说，动作命令部60将目标轨迹切换为下一个目标轨迹(即，更接近于基准面R的目标轨迹)。

动作命令部60返回到步骤S7，用新的目标轨迹执行磨削加工。在新的目标轨迹中，动作命令部60也重复沿着目标轨迹的磨削装置11a的移动，直到完成条件被满足为止。

像这样，动作命令部60在沿着一个目标轨迹使磨削装置11a移动来进行去除加工之后，当完成条件被满足时，切换为下一个目标轨迹，进行去除加工，而当完成条件没有被满足时，再次沿着一个目标轨迹(即，相同目标轨迹)使磨削装置11a移动来进行去除加工。动作命令部60重复这样的处理，直到在沿着最终目标轨迹Tf的磨削加工中完成条件被满足为止。

当在沿着最终目标轨迹Tf的磨削加工中完成条件被满足时，动作命令部60经过步骤S9，结束自动控制。

当在对象物体W存在多个加工部分B时，从步骤S1开始的处理也可以被重复加工部分B的个数那么多次。或者，也可以在步骤S2中多个加工部分B被指定，从步骤S3开始的处理被重复加工部分B的个数那么多次。

另外，当在自动控制之后，加工部分B没有被完全去除而有残留时，也可以通过手动控制对加工部分B进行去除加工。

像这样，根据机器人系统100的自动控制，与沿着目标轨迹的磨削装置11a的位置控制并行，当来自对象物体W的反作用力较大时，执行磨削装置11a从目标轨迹脱离且向对象物体W的按压力响应于自目标轨迹的距离变大的弹性控制。因此，能够防止过度的反作用力作用在磨削装置11a进而作用在机器人1。除此之外，由于向对象物体W的按压力响应于磨削装置11a的自目标轨迹的距离而变大，因此不仅避免了过度的反作用力，还赋予了适当的按压力。并且，由于磨削装置11a进行沿着目标轨迹的位置控制，因此能够防止对于对象物体W的过度磨削即过度去除。其结果是能够防止过度的力作用在磨削装置11a以及机器人1，同时，将对象物体W加工为所期望的形状。

并且，控制装置3通过生成至少通过基准面R的目标轨迹，使用该目标轨迹，来将加工部分B磨削到基准面R为止。因此，能够防止对象物体W被过度磨削的情况。

并且，控制装置3朝着基准面R对加工部分B分多次执行磨削加工。也就是说，控制装置3生成朝着基准面R排列的多个目标轨迹，从远离基准面R的目标轨迹开始依次使用来进行磨削加工。加工部分B被一点一点地以层状磨削。因此，能够防止过度的力作用在磨削装置11a进而作用在机器人1上。

并且，由于弹性控制有可能会使磨削装置11a从目标轨迹脱离，因此仅用一次磨削加工，有可能不能沿着目标轨迹磨削加工部分B。所以，控制装置3设定有完成条件。控制装置3在完成条件被满足时，从一个目标轨迹切换到下一个目标轨迹，而在完成条件没有被满足时，再次使用相同的目标轨迹执行磨削加工。通过使用相同的目标轨迹进行多次磨削加工，即使加工部分B的磨削量是每次一点，也能够较容易地将加工部分B加工为所期望的形状。

如上所述，机器人系统100包括机器人1和控制装置3，所述机器人1由磨削装置11a(工具)对对象物体W的加工部分B进行去除加工，所述控制装置3控制机器人1。控制装置3具有轨迹生成部610和动作命令部60，所述轨迹生成部610生成通过加工部分B的磨削装置11a的目标轨迹，所述动作命令部60执行位置控制，同时，执行弹性控制，在所述位置控制中，以磨削装置11a沿着目标轨迹移动的方式，来使机器人1动作，在所述弹性控制中，以磨削装置11a响应于来自对象物体W的反作用力而脱离目标轨迹移动且向对象物体W的磨削装置11a的按压力响应于自目标轨迹的距离而变大的方式，来使机器人1动作。

换句话说，机器人1的加工方法包括生成通过对象物体W的加工部分B的、机器人1的磨削装置11a的目标轨迹的步骤、执行位置控制的步骤和与位置控制并行地执行弹性控制的步骤，在所述位置控制中，以磨削装置11a沿着目标轨迹移动的方式使机器人1动作，在所述弹性控制中，以磨削装置11a响应于来自对象物体W的反作用力而脱离目标轨迹移动且向对象物体W的磨削装置11a的按压力响应于自目标轨迹的距离而变大的方式，来使机器人1动作。

并且，所述加工程序32a为了使机器人1去除加工对象物体W的加工部分B而使计算机执行生成通过对象物体W的加工部分B的、机器人1的磨削装置11a的目标轨迹的步骤、执行位置控制的步骤和与位置控制并行地执行弹性控制的步骤，在所述位置控制中，以磨削装置11a沿着目标轨迹移动的方式使机器人1动作，在所述弹性控制中，以磨削装置11a响应于来自对象物体W的反作用力而脱离目标轨迹移动且向对象物体W的磨削装置11a的按压力响应于自目标轨迹的距离而变大的方式，来使机器人1动作。

根据该结构，在由磨削装置11a对加工部分B进行去除加工时，并行地进行位置控制和弹性控制。因此，磨削装置11a基本上沿着目标轨迹移动，同时，当来自对象物体W的反作用力较大时，从目标轨迹脱离且向对象物体W的按压力响应于自目标轨迹的距离而变大。其结果是能够防止从对象物体W向磨削装置11a以及机器人1的反作用力过大的情况，同时，将适当的按压力赋予给对象物体W，将对象物体W加工成所期望的形状。

另外，如上所述，机器人1除了弹性控制之外，还可追加惯性控制以及粘性控制。

并且，轨迹生成部610生成通过加工部分B存在的、对象物体W的基准面R上的目标轨迹，动作命令部60以使磨削装置11a将加工部分B去除到基准面R为止的方式，使机器人1动作。

根据该结构，由于生成通过基准面R的目标轨迹，加工部分B被去除到基准面R为止，因此能够防止对象物体W被去除过度的情况。

并且，轨迹生成部610生成向基准面R侧具有间隔地排列的多个目标轨迹，在多个目标轨迹中含有通过基准面R上的最终目标轨迹，动作命令部60依次使用从多个目标轨迹中的、远离基准面R的目标轨迹到最终目标轨迹，以磨削装置11a沿着目标轨迹移动的方式，来使机器人1动作。

也就是说，在机器人1的加工方法中，在目标轨迹的生成中，生成向对象物体W中的、加工部分B存在的基准面R侧具有间隔地排列的多个目标轨迹，多个目标轨迹从远离基准面R的目标轨迹被依次使用，来进行位置控制以及弹性控制。

并且，在加工程序32a中，在目标轨迹的生成中，生成向对象物体W中的、加工部分B存在的基准面R侧具有间隔地排列的多个目标轨迹，多个目标轨迹从远离基准面R的目标轨迹被依次使用，来进行位置控制以及弹性控制。

根据该结构，加工部分B朝着基准面R被分多次去除。因此，能够减少从对象物体W向磨削装置11a以及机器人1的反作用力。并且，能够通过一点一点去除加工部分B，来防止连不应该去除的部分都被去除的情况。

动作命令部60在沿着一个目标轨迹使磨削装置11a移动进行了去除加工之后，当满足了规定的完成条件时，切换成下一个目标轨迹进行去除加工，而当没有满足所述完成条件时，再次沿着一个所述目标轨迹使所述工具移动进行去除加工。

根据该结构，用相同的目标轨迹继续去除加工，直到完成条件被满足为止。也就是说，由于通过弹性控制避免了过度的反作用力以及接触力，因此也有可能用一次的去除加工不能按照目标轨迹去除加工部分B。所以，当判断为满足了完成条件时，目标轨迹切换到下一个目标轨迹，执行下一次的去除加工。从而，即使是一点一点去除加工部分B，也能够确实地去除加工部分B。

完成条件是与去除加工相关连的参数稳定。

根据该结构，当判断为与去除加工相关连的参数已稳定时，切换成下一个目标轨迹来进行去除加工。与去除加工相关连的参数响应于对象物体W的去除的程度而变动。当对象物体W的去除量较小时，与去除加工相关连的参数的变动较少，即，可以认为与去除加工相关连的参数已稳定。于是，动作命令部60以与去除加工相关连的参数已稳定为理由，判断为完成条件已满足。

更具体而言，与去除加工相关连的参数是去除加工中的向对象物体W的磨削装置11a的接触力fs、去除加工中的磨削装置11a的命令位置xd、去除加工中的磨削装置11a的命令速度xd’以及去除加工中的磨削装置11a的加速度xd”的至少之一。

根据该结构，用相同的目标轨迹继续去除加工，直到去除加工中的向对象物体W的磨削装置11a的接触力fs、去除加工中的磨削装置11a的命令位置xd、去除加工中的磨削装置11a的命令速度xd’以及去除加工中的磨削装置11a的加速度xd”的至少之一变小为止(例如，直到成为规定的阈值以下为止)。当去除加工中的向对象物体W的磨削装置11a的接触力fs、去除加工中的磨削装置11a的命令位置xd、去除加工中的磨削装置11a的命令速度xd’以及去除加工中的磨削装置11a的加速度xd”的至少之一稳定(例如，去除加工中的变动变小)时，能够被看作充分地执行了去除加工。当判断为充分地执行了去除加工时，目标轨迹切换为下一个目标轨迹，执行下一次去除加工。从而，即使是一点一点去除加工部分B，也能够确实地去除加工部分B。

《其它实施方式》

如上所述，将所述实施方式作为在本申请中公开的技术的例子进行了说明。但是，本公开的技术并不限定于此，还能够适用于进行了适当改变、置换、附加、省略等的实施方式。并且，还能够将在所述实施方式中所说明的各个构成要素进行组合作为新的实施方式。并且，在记载在附图以及详细说明的构成要素中不仅包含了为解决课题所必须的构成要素，为了对所述技术举例，还可能包含不是为解决课题所必须的构成要素。因此，不应该以那些不是必须的构成要素被记载在附图以及详细说明中，而立刻认为那些不是必须的构成要素是必须的。

例如，机器人1并不限于可实现双边控制的机器人。例如，也可以省略操作装置2。

对象物体并不限于铸造品。对象物体只要是含有加工部分的工件，任意工件都可能成为对象。加工部分并不限于毛刺。加工部分只要是应该被加工的部分，任意部分都可能成为对象。

成像装置81也可以不设置在机器人臂12。例如，成像装置81也可以被固定在远离机器人1的地方。例如，成像装置81也可以从机器人1分离，配置在对象物体W的上方。

三维扫描仪82也可以不设置在机器人臂12。例如，三维扫描仪82也可以被固定在远离机器人1的地方。例如，三维扫描仪82也可以从机器人1分离，配置在对象物体W的上方。

对象物体的三维信息并不限于点云数据。三维信息只要是表现对象物体的三维形状的信息即可。例如，三维信息也可以是深度图像。

对象物体W的图像以及三维信息并不限于由设置在机器人1的成像装置81以及三维扫描仪82所获取的信息。对象物体W的图像以及三维信息也可以事先获取，被预先保持在存储部32。

对象物体W的图像中的加工部分B以及基准面R的指定的方法并不限于上述方法。图像中的加工部分B也可以不是由框F指定，而是由点P指定。控制装置3也可以求出三维信息中的对应于图像中的点P的部分，将包含该部分的、与周围相比突出的部分作为加工部分B导出。并且，也可以将加工部分B的周围的部分作为基准面R导出。

并且，控制装置3也可以经由指定装置9仅接收图像中的加工部分B的指定，而不接收基准面R的直接的指定。也就是说，控制装置3也可以根据对象物体W的图像中的由指定装置9所指定的部分和对象物体W的三维信息，导出三维信息中的加工部分B，且将加工部分B的周围的面作为基准面R导出。像这样，控制装置3即使不接收基准面R的直接的指定，通过接收加工部分B的指定，也除了加工部分B之外，还导出基准面R。

去除加工的方法并不限于上述说明。控制装置3朝着基准面R分多次去除了加工部分B，但是并不限于此。控制装置3也可以仅生成最终目标轨迹Tf，一开始就沿着最终目标轨迹Tf进行磨削加工。

并且，动作命令部60在从一个目标轨迹转移到下一个目标轨迹时，判断是否已满足磨削加工的完成条件，但是并不限于此。也就是说，动作命令部60也可以在沿着一个目标轨迹的磨削加工结束时，不确认是否已满足完成条件，而是转移到沿着下一个目标轨迹的磨削加工。

完成条件并不限于上述内容。例如，完成条件也可以是磨削时的接触力fs的标准偏差在规定的第一阈值α以下。完成条件也可以是磨削时的命令位置xds的标准偏差在规定的第二阈值β以下。完成条件也可以是磨削时的接触力fs的标准偏差在规定的第一阈值α以下以及磨削时的命令位置xds的标准偏差在规定的第二阈值β以下的至少之一被满足的情况。

控制装置3使用用式子(1)所表示的运动模型进行位置控制以及弹性控制，位置控制以及弹性控制并不限于此。只要是控制工具的位置，以使工具沿着目标轨迹移动，同时进行控制，使得从对象物体向工具的反作用力较大时工具从目标轨迹脱离且根据自目标轨迹的距离将向对象物体的按压力赋予给工具，就能够采用使用了任意模型的位置控制以及弹性控制。

流程图只不过是一个例子。也可以对流程图中的步骤适当进行改变、置换、追加、省略等。并且，也可以或改变流程图中的步骤的顺序，或并行处理串行的处理。

通过本说明书中所记载的构成要素所实现的功能也可以在包含为执行所记载的功能而被程序化的通用处理器、专用处理器、集成电路、ASICs(Application SpecificIntegrated Circuits)、CPU(a Central Processing Unit)、常规电路以及/或者它们的组合的电路(circuitry)或处理电路(processing circuitry)中实现。处理器包含晶体管和其它电路，被看作电路或处理电路。处理器也可以是执行存储在存储器中的程序的可编程处理器(programmed processor)。

在本说明书中，电路(circuitry)、单元或装置是为了实现所记载的功能而被程序化的硬件或执行的硬件。该硬件也可以是本说明书中所公开的各种硬件或者为了实现该被记载的功能而被程序化的或作为执行的硬件而被众所周知的各种硬件。

当该硬件是被看作电路(circuitry)的类型的处理器时，该电路、装置或单元是硬件和为了构成该硬件以及/或者处理器而使用的软件的组合。

Claims (10)

1.一种机器人系统，其特征在于：

所述机器人系统包括机器人和控制装置，所述机器人由工具对对象物体的加工部分进行去除加工，所述控制装置控制所述机器人，

所述控制装置具有轨迹生成部和动作命令部，所述轨迹生成部生成通过所述加工部分的所述工具的目标轨迹，所述动作命令部执行位置控制，同时，执行弹性控制，在所述位置控制中，以所述工具沿着所述目标轨迹移动的方式，来使所述机器人动作，在所述弹性控制中，以所述工具响应于来自所述对象物体的反作用力而脱离所述目标轨迹移动且向所述对象物体的所述工具的按压力响应于自所述目标轨迹的距离而变大的方式，来使所述机器人动作。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于：

所述轨迹生成部生成通过所述加工部分存在的、所述对象物体的基准面上的所述目标轨迹，

所述动作命令部使所述机器人动作，以使所述工具将所述加工部分去除到所述基准面为止。

3.根据权利要求2所述的机器人系统，其特征在于：

所述轨迹生成部生成向所述基准面侧具有间隔地排列的多个所述目标轨迹，

在多个所述目标轨迹含有通过所述基准面上的最终目标轨迹，

所述动作命令部以依次使用从多个所述目标轨迹中的远离所述基准面的目标轨迹到所述最终目标轨迹，所述工具沿着所述目标轨迹移动的方式，来使所述机器人动作。

4.根据权利要求3所述的机器人系统，其特征在于：

所述动作命令部在沿着一个所述目标轨迹使所述工具移动进行了去除加工之后，当满足了规定的完成条件时，切换成下一个所述目标轨迹进行去除加工，而当没有满足所述完成条件时，再次沿着一个所述目标轨迹使所述工具移动进行去除加工。

5.根据权利要求4所述的机器人系统，其特征在于：

所述完成条件是与去除加工相关连的参数稳定。

6.根据权利要求5所述的机器人系统，其特征在于：

所述与去除加工相关连的参数是去除加工中的向所述对象物体的所述工具的接触力、去除加工中的所述工具的位置、去除加工中的所述工具的速度以及去除加工中的所述工具的加速度的至少之一。

7.一种机器人的加工方法，其特征在于：

所述机器人的加工方法包括生成通过对象物体的加工部分的、机器人的工具的目标轨迹的步骤、执行位置控制的步骤和与所述位置控制并行地执行弹性控制的步骤，在所述位置控制中，以所述工具沿着所述目标轨迹移动的方式使所述机器人动作，在所述弹性控制中，以所述工具响应于来自所述对象物体的反作用力而脱离所述目标轨迹移动且向所述对象物体的所述工具的按压力响应于自所述目标轨迹的距离而变大的方式，来使所述机器人动作。

8.根据权利要求7所述的机器人的加工方法，其特征在于：

在所述目标轨迹的生成中，生成向所述对象物体中的、所述加工部分存在的基准面侧具有间隔地排列的多个所述目标轨迹，

所述多个目标轨迹从远离所述基准面的目标轨迹开始被依次使用，来执行所述位置控制以及所述弹性控制。

9.一种加工程序，其特征在于：

所述加工程序为了使机器人去除加工对象物体的加工部分而使计算机执行生成通过对象物体的加工部分的、机器人的工具的目标轨迹的步骤、执行位置控制的步骤和与所述位置控制并行地执行弹性控制的步骤，在所述位置控制中，以所述工具沿着所述目标轨迹移动的方式使所述机器人动作，在所述弹性控制中，以所述工具响应于来自所述对象物体的反作用力而脱离所述目标轨迹移动且向所述对象物体的所述工具的按压力响应于自所述目标轨迹的距离而变大的方式，来使所述机器人动作。

10.根据权利要求9所述的加工程序，其特征在于：

在所述目标轨迹的生成中，生成向所述对象物体中的、所述加工部分存在的基准面侧具有间隔地排列的多个所述目标轨迹，

所述多个目标轨迹从远离所述基准面的目标轨迹开始被依次使用，来执行所述位置控制以及所述弹性控制。