CN106334836A - 机械加工装置以及机械加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明能够以更低的成本，对复合材料、蜂窝构造体等部件进行机械加工。实施方式所涉及的机械加工装置具有电动式的锯和安装机构。电动式的锯将加工对象部件切断。安装机构将所述锯安装于机器人的臂部。另外，实施方式所涉及的机械加工方法是如下机械加工方法，即，通过利用在机器人的臂部安装的切削刀具对复合材料或者蜂窝构造体进行加工，从而制造机械加工部件。另外，实施方式所涉及的机械加工方法是如下机械加工方法，即，通过使在机器人的臂部安装的引导部与用于设置加工对象部件的工具接触，同时利用在所述臂部安装的切削刀具对所述加工对象部件沿所述工具的形状进行加工，从而制造机械加工部件。

Description

机械加工装置以及机械加工方法

技术领域

本发明的实施方式涉及一种机械加工装置以及机械加工方法。

背景技术

作为飞机部件等要求强度和轻量化的部件的材料，以往使用复合材料或蜂窝构造体。作为将复合材料或蜂窝构造体作为原材料而制造规定形状的部件的方法之一，举出使用铣刀等切削刀具的机械加工。

例如，在制造由复合材料构成的面板(外板)等飞机部件的情况下，将铣刀安装于铣削盘或加工中心等门型的工作机械而进行外形加工等机械加工(例如参照专利文献1)。另一方面，在制造由蜂窝构造体构成的飞机部件的情况下，预先利用市场上出售的带锯(band saw)、金属锯等锯切出规定尺寸的蜂窝芯材，通过使用手工工具的手工作业或者使用了门型的工作机械的机械加工，从而进行外形、表面等的精加工(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2013－244556号公报

专利文献2：日本特开2002－18629号公报

发明内容

本发明的目的在于，使得能够以更低的成本对复合材料、蜂窝构造体等部件进行机械加工。

本发明的实施方式所涉及的机械加工装置具有电动式的锯和安装机构。电动式的锯将加工对象部件切断。安装机构将前述锯安装于机器人的臂部。

另外，本发明的实施方式所涉及的机械加工方法是如下机械加工方法，即：利用在机器人的臂部安装的切削刀具，对复合材料或者蜂窝构造体进行加工，从而制造机械加工部件。

另外，本发明的实施方式所涉及的机械加工方法是如下机械加工方法，即：通过使在机器人的臂部安装的引导部与用于设置加工对象部件的工具接触，同时利用在前述臂部安装的切削刀具对前述加工对象部件沿前述工具的形状进行加工，从而制造机械加工部件。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的机械加工装置的结构的斜视图。

图2是从其他方向对图1所示的机器人的臂部的前端、安装机构以及电动式的锯进行观察的斜视图。

图3是图1所示的带锯的正视图。

图4是说明通过使用锯的切断加工而进行蜂窝芯的倒角(chamfer)加工的情况的例子的图。

图5是表示在机械加工装置设置用于确保加工精度的引导部的例子的图。

图6是表示图5所示的工具的块体以及带锯侧的凸起的形状的第1变形例的仰视图。

图7是表示图5所示的工具的块体以及带锯侧的凸起的形状的第2变形例的仰视图。

图8是表示图1所示的机械加工装置所涉及的加工对象、即复合材料面板的一个例子的俯视图。

图9是图8所示的复合材料面板的侧视图。

标号的说明

1…机械加工装置、2…锯、3…安装机构、3A…安装件、3B…杆、3C…安装件、4…机器人、5…带锯、5A…刀片、5B…轮、5C…电动机、5D…壳体、6…动力源、7…臂部、8…控制装置、8A…输入装置、8B…显示装置、9…引导部、9A…凸起、10…压力传感器、11…可视传感器、11A…第1可视传感器、11B…第2可视传感器、W…加工对象部件、W1…蜂窝芯、W2…复合材料面板、W3…耳片、J…工具、J1…块体

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施方式所涉及的机械加工装置以及机械加工方法进行说明。

(结构以及功能)

图1是表示本发明的实施方式所涉及的机械加工装置的结构的斜视图，图2是从其他方向对图1所示的机器人的臂部的前端、安装机构以及电动式的锯进行观察的斜视图，图3是图1所示的带锯的正视图。

机械加工装置1是利用安装机构3将用于对加工对象部件W进行切断的电动式的锯2安装于机器人4而构成的。在图示的例子中，使用带锯5作为电动式的锯2，但也可以使用线锯、竖锯或者链锯等其他电动式的锯2。

电动式的带锯5是如下动力刀具，即，通过将设置了刃具的带状的刀片5A连接为环状，利用大于或等于2个轮5B从内侧进行拉伸，同时进行旋转，从而刀片5A被驱动。因此，作为用于使轮5B进行旋转的动力源，电动机5C被设置于带锯5。在图示的例子中，带锯5构成为，2个轮5B收容于带锯5的壳体5D内，刀片5A的一部分从壳体5D外通过而进行旋转。因此，在从壳体5D外通过的刀片5A的直线的部分，加工对象部件W被切断。

电动式的线锯是如下动力刀具，即，通过将固接了金刚石粒子等的切断线连接为环状，利用大于或等于2个轮从内侧进行拉伸，同时进行旋转，从而使切断线被驱动。线锯具有如下优点，即，切断方向是自由的，在切断过程中能够容易地改变切断方向。竖锯(jigsaw)是如下动力刀具，即，通过使设置了刃具的刀片往复运动，从而将加工对象部件W切断。链锯是如下动力刀具，即，通过使设置了多个刃具的链条在刀片的外侧蠕动，利用动力而使链条进行旋转，从而将加工对象部件W切断。

机器人4是由电动机等动力源6进行驱动的、具有臂部7的多关节机器人等驱动装置。在图示的例子中，使用能够通过连杆机构从而使多个关节旋转驱动的多关节机器人。当然，也可以使用1个驱动轴的简单的机器人，也可以使用具有多个驱动轴的机器人。

例如，能够将在日本特开2011－41992号公报中公开的这种在市场上出售的多关节机器人作为机械加工装置1的机器人4进行使用。此外，为了使得能够将电动式的锯2安装于各种机器人进行使用，也可以不将机器人4自身作为构成要素，而利用电动式的锯2和安装机构3构成具有通用性的机械加工装置1。在该情况下，机械加工装置1成为能够通过安装机构3而安装于所期望的机器人的动力刀具。

机器人4由控制装置8进行控制。控制装置8能够由执行机器人4的控制程序的处理器等处理电路构成。另外，根据需要，将输入装置8A及显示装置8B连接于控制装置8。

安装机构3是用于将锯2安装于机器人4的臂部7的附加装置。因此，能够将锯2安装于多关节机器人等而将加工对象部件W切断。在图示的例子中，使用安装机构3作为附加装置，该安装机构3具有如下构造，即，将用于安装于臂部7的安装件3C设置于杆3B，在该杆3B的两端设置了用于对锯2进行安装的安装件3A。

但是，加工对象部件W的加工内容还可能包含除切断以外的切削。因此，能够将安装机构3设为在机器人4的臂部7可拆装的构造。由此，能够通过将各种电动刀具安装于机器人4的臂部7，从而进行多种加工。

作为实用的例子，如果准备用于将刀具安装于机器人4的臂部7的安装机构，该刀具用于以铣刀、钻头等刀具轴为中心进行旋转而进行切削加工，则还能够在利用锯2将加工对象部件W切断后利用铣刀进行外形精加工、表面精加工，或者反过来在利用铣刀进行铣削加工后利用锯2将加工对象部件W切断。即，能够预先可更换地准备用于将锯2安装于机器人4的臂部7的拆装工具、和用于将铣刀等其他刀具安装于机器人4的臂部7的拆装工具。

如果将至少锯2安装于机器人4的臂部7，则利用机械加工装置1当然能够廉价地进行金属的板材、块体材料的加工，还能够廉价地进行玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glass fiberreinforced plastics)、碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)等复合材料的加工、由复合材料或者金属构成的蜂窝构造体的加工。

例如，在使用门型的工作机械进行机械加工的情况下，需要建造具有用于对大规模的工作机械进行设置、对工作机械进行设置的大小的厂房。与此相对，如果是将锯2等电动刀具安装于机器人4的臂部7的机械加工装置1，则与对工作机械进行设置的情况相比，能够大幅度地降低机械加工装置1的规模、成本及所占据的面积。

而且，在被机械加工去除的切削量的部分大、且加工后的面是平面或者2维曲面的情况下，通过设为使用锯2的切断加工而非使用铣刀的铣削加工，从而能够缩短加工时间。作为具体例，在形成C倒角(chamfer)的倒角加工、外形加工中，加工后的面成为平面或者2维曲面。因此，在切削量大的情况下，通过使用锯2的切断加工，从而能够进行高效的机械加工。

图4是说明通过使用锯2的切断加工而进行蜂窝芯的倒角加工的情况的例子的图。

如图4所示，在对蜂窝芯W1形成倒角的情况下，如果使带锯5的刀片5A与倒角的角度相匹配地平行移动，则能够以最小的加工量对蜂窝芯W1形成倒角。即，与使用铣刀进行蜂窝芯W1的切入的情况相比，能够使切削量显著降低。其结果，能够缩短倒角加工所需的加工时间。当然，不限于蜂窝芯W1的倒角加工，在进行复合材料、金属块体材料、板材的倒角加工的情况下也是同样的。

如果在机器人4的臂部7设置所需的驱动轴，则还能够在切削过程中使刀片5A的角度变化。另外，如果使用线锯作为锯2，则能够在切削过程中使切削方向变化。因此，如果使用机械加工装置1，则不限于平面加工，还能够进行曲面加工。作为实用的例子，能够进行由金属、复合材料或者蜂窝芯构成的面板的外形加工。

但是，由于多关节机器人的臂部是悬臂式构造，因此多关节机器人的臂部的定位精度低，与工作机械的主轴的定位精度相比相差悬殊。例如，如果是工作机械，则能够以0.01mm至0.001mm的间距进行刀具的定位。与此相对，多关节机器人的定位精度存在波动，不能容易地得到工作机械那样的定位精度。

通常，对圆材(spar)、肋材(rib)、面板以及纵梁(stringer)等飞机部件要求的精度的公差是±0.1mm至±1.0mm。因此，如果利用多关节机器人的自动控制进行机械加工，则由于加工精度的波动，有时超出所要求的公差。即，如果单纯地利用多关节机器人的自动控制进行机械加工，则难以稳定地满足飞机部件的设计要求。这就是当前在飞机部件等要求精度的部件的机械加工中逐渐使用工作机械的理由。

实际上，在进行复合材料的外形加工、蜂窝构造体的外形加工、复合材料的倒角加工或者蜂窝构造体的倒角加工等情况下，在不能使用工作机械的情况下，以往在作业者利用带锯、金属锯等手工工具进行粗加工后，需要通过手工作业来进行精加工。

因此，能够在机械加工装置1设置用于确保精度的引导部。

图5是表示在机械加工装置1设置用于确保加工精度的引导部的例子的图。

如图5所例示的，加工对象部件W大多被设置于工具J。因此，能够将引导部9直接或间接地安装于机器人4的臂部7，该引导部9用于通过与工具J接触从而进行沿工具J的形状的仿形加工，该工具J用于设置加工对象部件W。例如，能够将引导部9设置于通过臂部7的驱动而进行移动的锯2或者安装机构3。在该情况下，还与引导部9的形状及构造相应地对工具J的形状及构造进行设计，以使得通过使工具J与引导部9接触，从而能够进行加工对象部件W的仿形加工。

在图5所示的例子中，作为加工对象部件W而将蜂窝芯W1设置于倒角加工用的工具J。另一方面，在使带锯5的刀片5A与倒角的角度相应地倾斜的情况下，在与工具J接近的、带锯5的壳体5D的部分设置有凸起9A，作为引导部9。另外，在工具J也设置有用于使与带锯5侧的凸起9A接触的、作为引导部而横截面为矩形的棒状的块体J1。因此，如果使带锯5侧的凸起9A与工具J的块体J1接触，同时使臂部7移动，则能够以足够的定位精度使带锯5的刀片5A与倒角的形状相应地移动。

即，作为对带锯5侧的凸起9A进行引导的轨道，在刀具J设置有块体J1。因此，能够使带锯5沿作为轨道起作用的块体J1移动。此外，即使将供带锯5侧的凸起9A嵌入的槽形成于工具J，也能够进行同样的仿形加工。

另外，蜂窝芯W1的倒角的倾斜角度还可能变化。在上述情况下，使带锯5的朝向也与蜂窝芯W1的倒角的倾斜角度相应地变化，这将有助于高效的切削加工。因此，在蜂窝芯W1的倒角的倾斜角度不恒定的情况下，能够以使带锯5的朝向与蜂窝芯W1的倒角的倾斜角度相应地变化的方式决定块体J1的形状。即，通过对带锯5侧的凸起9A的形状、和工具J的块体J1的形状适当地进行设计，从而能够进行与带锯5的倾斜角度的变化相适应的仿形加工。

图6是表示图5所示的工具J的块体J1以及带锯5侧的凸起9A的形状的第1变形例的仰视图。

例如，如图6所示，能够将工具J的块体J1的形状设为前端包含从下底面进行观察时为圆形的凸起在内的形状。并且，能够与块体J1的形状相应地，在带锯5侧的凸起9A形成与块体J1的圆形的凸起相比曲率等同的凹面。这样，能够使带锯5侧的凸起9A沿块体J1的圆形的凸起旋转，同时进行曲线移动。由此，能够进行沿工具J的块体J1的、与带锯5的倾斜角度的变化相适应的仿形加工。

图7是表示图5所示的工具J的块体J1以及带锯5侧的凸起9A的形状的第2变形例的仰视图。

例如，如图7所示，能够将工具J的块体J1的形状设为包含在前端设置了圆形的凹面在内的形状。并且，能够与块体J1的形状相应地，在带锯5侧的凸起9A形成与块体J1的圆形的凹面相比曲率等同的圆形的前端。这样，能够使带锯5侧的凸起9A沿块体J1的圆形的凹面旋转移动。由此，能够进行沿工具J的块体J1的、与带锯5的倾斜角度的变化相适应的仿形加工。

当然，不限于在图6及图7中例示的形状，能够以保持轨道和引导部之间的关系的方式，将工具J的块体J1的形状以及带锯5侧的凸起9A的形状设计为各种形状。

另外，不限于图5所示的蜂窝芯W1的加工例，在面板等的外形加工中，通过制作与面板的外形相应的工具J，从而能够进行外形的仿形加工。并且，对于利用工具J及引导部9的仿形加工，在将除锯2以外的铣刀等切削刀具安装于机器人4的臂部7的情况下，也能够同样地执行。

即，能够使直接地或者间接地安装于机器人4的臂部7的引导部9与用于设置由金属、复合材料或者蜂窝构造体等构成的加工对象部件W的工具J接触，同时利用安装于臂部7的切削刀具对加工对象部件W沿工具J的形状进行加工。

通过上述的利用工具J及引导部9的仿形加工，从而即使是公差为±0.1mm至±1.0mm的机械加工部件，也能够以公差内的精度制造机械加工部件。由此，不仅能够由机械加工装置1自动地进行加工对象部件W的粗加工，还能够由机械加工装置1自动地进行加工对象部件W的精加工。

在进行利用工具J及引导部9的仿形加工的情况下，在机器人4设置压力传感器10是有效的。压力传感器10是用于对施加于机器人4的臂部7的力进行测量的传感器。因此，压力传感器10能够设置于臂部7。在多个驱动轴设置于臂部7的情况下，以能够分别对朝向多个方向的压力进行测量的方式，将多个传感器组合而构成压力传感器10是实用的。

如果将压力传感器10设置于机器人4，则能够将从工具J施加于引导部9的力作为施加于臂部7的力而间接地进行测量。因此，能够利用压力传感器10对从工具J施加于引导部9的力进行测量，对机器人4进行反馈控制，以使从工具J施加于引导部9的力恒定。

即，能够对控制装置8设置如下功能，即，基于压力传感器10的测量结果，对机器人4进行反馈控制，以使从工具J施加于引导部9的力恒定。控制装置8通常具有利用控制程序对臂部7进行控制的功能，该控制程序将从臂部7的某个位置起直至下一个位置为止的移动量作为递增值而相对地进行指示。因此，例如能够对控制装置8设置如下功能，即，能够基于通过压力传感器10得到的压力的测量值，对基于控制程序的、臂部7的控制位置进行校正，以使施加于臂部7的载荷恒定。在该情况下，臂部7及锯2等电动刀具的实际的移动路径成为通过反馈控制实现的针对控制程序所涉及的控制位置的校正位置。

如上所述，能够使用压力传感器10而以恒定的力将带锯5的刀片5A、铣刀等刀具按压于具有与加工对象部件W的加工形状相应的形状的工具J，并且实施外形加工等仿形加工，而不使用基于表示加工对象部件W的几何学形状的数据的自动控制。由此，能够稳定地进行利用工具J及引导部9的仿形加工。

对于在市场上出售的多关节机器人，在将用于抓取物体的手部安装于臂部的情况下，作为标准规格，大多设置用于对物体是否已被手部抓取进行识别的压力传感器。用于对由安装于臂部的手部所实现的保持力进行感知的压力传感器构成为，通常设置于臂部的第一关节，能够对3个轴向的压力进行感知。在上述情况下，作为标准规格，能够利用多关节机器人所具有的3个轴向的压力传感器，将从工具J朝向引导部9施加的力作为矢量进行测量。

作为从工具J朝向引导部9施加的力的控制值，能够通过针对每个加工对象部件W的加工试验、模拟而决定为在经验上或者理论上适当的值。实际上，利用压力传感器10对使引导部9与工具J接触时的压力进行测量，以使5kg左右的载荷施加于臂部7侧的方式进行反馈控制，并且实施了工具J的仿形加工。其结果，能够确认到，能够以足够的精度对加工对象部件W进行加工。

在能够由压力传感器10对2个轴向或者3个轴向的压力进行感知的情况下，不仅能够对从工具J施加于引导部9的压力进行测量，还能够作为锯2等切削刀具的行进方向上的压力而对切削阻力进行测量。切削阻力存在与切削刀具的消耗相伴而增加的趋势。因此，能够通过切削阻力的测量而掌握切削刀具的消耗程度以及更换时期。

在该情况下，能够对控制装置8设置如下功能，即，从压力传感器10获取切削刀具的行进方向上的压力的测量值，基于获取到的压力的测量值，求出表示切削刀具的消耗程度的指标并进行提示，或者针对切削刀具的更换时期进行通知。例如，能够将切削刀具的行进方向上的压力的测量值自身作为表示切削刀具的消耗程度的指标而显示于显示装置8B。或者，也可以对切削刀具的行进方向上的压力的测定值设定阈值，在切削刀具的行进方向上的压力的测量值大于或等于阈值的情况下或者超过了阈值的情况下，判定为切削刀具的更换时期已经到来，并输出至显示装置8B。

以上，对使用工具J、引导部9以及压力传感器10提高定位精度的方法进行了说明，但也可以通过其他方法来提高定位精度。作为具体例，能够举出如下方法，即，将可视传感器11设置于机械加工装置1，基于利用可视传感器11检测出的基准位置而对臂部7的位置进行控制。

可视传感器11是光学照相机、红外线照相机等图像传感器。可视传感器11能够设置于任意的位置。作为具体例，能够将第1可视传感器11A设置于机器人4的臂部7，将第2可视传感器11B设置于能够对加工对象部件W、锯2以及臂部7的相对位置关系进行感知的位置。这样，能够利用第1可视传感器11A对加工对象部件W以及安装于臂部7的锯2进行感知，利用第2可视传感器11B对加工对象部件W、锯2以及臂部7的相对位置关系进行感知。

从更准确地对臂部7的位置进行控制的角度出发，使用安装于臂部7的第1可视传感器11A、即与锯2等刀具一起移动的第1可视传感器11A进行臂部7的控制是现实的。因此，能够使用安装于臂部7的第1可视传感器11A进行臂部7的定位。

图8是表示图1所示的机械加工装置1所涉及的作为加工对象的复合材料面板的一个例子的俯视图，图9是图8所示的复合材料面板的侧视图。

如图8及图9所示，在弯曲的板状的复合材料面板W2是加工对象部件W的情况下，能够利用夹具、真空吸盘而将复合材料面板W2固定于工具J。并且，在工具J及复合材料面板W2的要切削部分中的至少一方，能够设置一个或者多个孔而作为基准位置。

这样，能够使用安装于臂部7的第1可视传感器11A，对在工具J及复合材料面板W2的要切削部分中的至少一方设置的孔分别进行检测。另外，对于工具J及复合材料面板W2中至少一方的轮廓，也能够使用第1可视传感器11A进行检测。

并且，能够将使用第1可视传感器11A检测出的孔的位置以及轮廓中的至少一方作为基准，对加工前的复合材料面板W2的位置进行确定。由此，能够进行基于加工前的复合材料面板W2的位置的、臂部7的位置校正。

此外，也可以取代孔而将作为记号的点、标记印刻于工具J及复合材料面板W2的要切削部分中的至少一方，或者使作为记号的点、标记显示于工具J及复合材料面板W2的要切削部分中的至少一方。

在图示的例子中，在加工前的复合材料面板W2设置有2个耳片W3，在2个耳片W3分别设置有孔。因此，能够将耳片W3的孔以及加工前的复合材料面板W2的轮廓作为基准进行使用。例如，能够利用第1可视传感器11A对耳片W3的孔进行检测，从使臂部7从耳片W3的孔移动恒定的偏移量后的位置起，沿复合材料面板W2的轮廓而进行仿形加工。或者，还能够在加工前利用第1可视传感器11A预先对2个孔的位置进行检测，根据2个孔的位置，基于复合材料面板W2的设计信息，在几何学上决定臂部7的移动路径。

在加工对象部件W以及工具J均不能设置孔等记号的情况下，能够将加工对象部件W或者工具J的直线的轮廓作为臂部7的位置校正的基准进行使用。例如，能够使用第1可视传感器11A对加工对象部件W或者工具J的直线的轮廓进行检测，将相对于检测出的直线的轮廓偏移后的直线的位置设为臂部7的控制位置。在该情况下，偏移量能够基于加工对象部件W的设计信息而在几何学上决定。作为其他方法，也可以通过对加工对象部件W或者工具J的至少2个部位的直线的轮廓进行检测，从而对加工对象部件W的位置进行确定。在该情况下，能够基于加工对象部件W的设计信息而进行曲线加工等各种加工。

对控制装置8设置如下功能，即，在使用第1可视传感器11A进行臂部7的控制的情况下，基于由第1可视传感器11A拍摄的图像信息，决定臂部7的控制位置。作为具体例，对控制装置8设置如下功能，即，通过针对由第1可视传感器11A拍摄的图像数据的轮廓提取处理、阈值处理、图像识别处理等公知的图像处理，从而对加工对象部件W或者工具J的轮廓、记号的位置进行检测，基于预先赋予的加工对象部件W的设计信息，决定臂部7的移动路径。另外，对控制装置8设置如下功能，即，在沿使用第1可视传感器11A检测出的加工对象部件W或者工具J的轮廓进行仿形加工的情况下，通过针对由第1可视传感器11A拍摄的图像数据的图像处理，从而对加工对象部件W或者工具J的轮廓进行检测，沿检测出的轮廓对臂部7的位置进行反馈控制。

如上所述，如果基于由第1可视传感器11A拍摄的图像数据进行臂部7的控制，则即使在不使用工具J的情况、难以使引导部9与工具J接触的情况下，也能够提高臂部7的定位精度。

特别地，对于市场上出售的多关节机器人，除压力传感器以外，作为标准规格，有时在臂部还设置有可视传感器。对市场上出售的多关节机器人设置的可视传感器是出于如下目的而设置的，即，在将手部安装于臂部的情况下，对由手部所保持的物体进行识别。在上述情况下，能够将多关节机器人所具有的可视传感器用于机械加工中的定位。

另外，在加工对象部件W的量产加工前的切削试验时，优选使得能够对加工对象部件W正在被安全地进行加工的情况进行确认。因此，能够利用将臂部7设为拍摄视野内的第2可视传感器11B，对加工对象部件W、锯2等刀具以及臂部7进行拍摄，并显示于显示装置8B或者其他显示装置。由此，在切削试验时等，能够利用图像对加工对象部件W、锯2等刀具以及臂部7的相对位置关系进行确认，同时进行加工。

(动作及作用)

下面，对使用机械加工装置1制造机械加工部件的机械加工方法进行说明。

首先，使所期望的切削刀具安装于机器人4的臂部7。在这里，将利用安装机构3使带锯5、线锯或者链锯等电动式的锯2安装于机器人4的臂部7的情况作为例子进行说明。另一方面，使加工对象部件W设置于规定的位置。根据需要，使加工对象部件W在设置于工具J的状态下被设置。

并且，将与加工对象部件W的形状相应的臂部7的控制程序输入至控制装置8。由此，能够开始加工对象部件W的机械加工。

在利用带锯5等锯2进行加工对象部件W的切断加工的情况下，为了减小切削阻力，使刀片5A等刃具朝向切削方向倾斜规定的角度成为优选的加工条件。但是，如果锯2的刃具倾斜角度过大，则与加工对象部件W接触的刃具的长度变长。例如，如果将锯2的刃具的倾斜角度设为45度，则与锯2的刃具的倾斜角度为零度的情况相比，与加工对象部件W接触的刃具的长度增加至1.4倍左右。其结果，需要使用切削长度的上限更长、刚性高的刃具。

因此，对切削阻力进行抑制、并且使与加工对象部件W接触的刃具的区域的长度不过大是重要的。因此，期望与作为切断对象的加工对象部件W的厚度、材质相应地，以在从1度至30度的范围确定出的适当的角度而使锯2的刃具倾斜。

此外，从将加工对象部件W稳定地固定的角度出发，期望将刀片5A等刃具的移动方向设为向下。即，如果使锯2的刃具朝向下方移动，则通过锯2的刃具，从而加工对象部件W被按压至工具J或者基座面(bed)。因此，能够使加工对象部件W稳定化。

在使锯2的刃具倾斜的情况下，以使锯2以规定的角度与加工对象部件W接触的方式对臂部7的控制位置进行编程。然后，控制装置8依据臂部7的控制程序而对臂部7进行控制。由此，锯2与臂部7一起移动。其结果，能够利用锯2的刃具将加工对象部件W切断。即，能够将电动式的带锯5、线锯或者链锯等锯2向前进方向倾斜1度至30度，将由金属、复合材料或者蜂窝构造体构成的加工对象部件W切断。

但是，仅由控制程序实现的臂部7的自动控制可能得不到足够的定位精度。因此，能够使直接地或者间接地安装于机器人4的臂部7的引导部9与用于设置由金属、复合材料或者蜂窝构造体等构成的加工对象部件W的工具J接触，同时利用作为切削刀具而安装于臂部7的锯2将加工对象部件W沿工具J的形状进行加工。在该情况下，能够利用在机器人4的臂部7的第一关节等设置的压力传感器10，对从工具J施加于引导部9的力进行测量。并且，能够利用控制装置8对机器人4的臂部7进行反馈控制，以使从工具1施加于引导部9的力恒定。

或者，还能够进行如下控制，即，基于由在机器人4的臂部7安装的第1可视传感器11A所拍摄的图像而对基准位置进行检测，基于检测出的基准位置而对臂部7的位置进行校正。

根据上述的提高定位精度的技术，即使是公差从±0.1mm至±1.0mm的机械加工部件，也能够进行制造。因此，即使是设计要求严格的飞机部件，也能够通过由机械加工装置1进行的机械加工而进行制造。

如果由锯2进行的加工对象部件W的切断加工完成，则还能够根据需要，进行使用铣刀、倒角刀具或者去毛刺刀具等其他工具的机械加工。当然，还可以在由锯2进行的加工对象部件W的切断加工之前，进行使用其他刀具的机械加工。另外，还能够将其他由锯2进行的加工对象部件W的切断加工作为其他工序而进行。

在使用包含锯2在内的多个刀具进行加工对象部件W的机械加工的情况下，能够将多个刀具安装于多个机器人4的臂部7或者单个机器人4的多个臂部7而连续地进行加工对象部件W的加工。或者，也可以将自动刀具更换装置(ATC：automatic tool change)设置于机器人4，使得能够自动地对安装于臂部7的刀具进行更换。另外，如果刀具的更换频度低，则如上所述，也可以通过分别准备用于将多个刀具安装于臂部7的安装机构，从而使得作业者能够手动地对安装于臂部7的刀具进行更换。

并且，通过使用含有带锯5、线锯或者链锯等锯2在内的单一或者多个刀具，从而能够进行包含金属、复合材料或者蜂窝构造体的切断在内的机械加工。由此，能够制造所期望的机械加工部件。

即，上述的机械加工装置1是利用安装机构3将带锯5、线锯或者链锯等电动式的锯2安装于多关节机器人等机器人4的臂部7而成的机械加工装置。另外，上述的机械加工方法是如下机械加工方法，即，通过利用在多关节机器人等机器人4的臂部7安装的切削刀具，对金属、复合材料或者蜂窝构造体进行加工，从而制造机械加工部件。

(效果)

因此，根据机械加工装置1以及机械加工方法，能够进行机械加工对象W的机械加工，而不使用大规模且高价的门型的工作机械。另外，不能使用高价的工作机械的结果，能够将作业者通过手工作业而进行的加工对象部件W的外形装饰加工、倒角加工以及外形精加工等自动化。即，能够将加工对象部件W的机械加工自动化，而不使用大规模且高价的门型的工作机械。因此，能够显著地降低机械加工部件的制造成本。

而且，通过利用工具J的仿形加工、利用可视传感器11的臂部7的位置校正，从而能够使用多关节机器人等机器人4进行以往被认为若不使用工作机械则困难重重的、高精度的机械加工。因此，作为期望降低制作成本的飞机部件，对于代表性的大型的复合材料面板、蜂窝芯的加工，能够满足设计要求，并且廉价地实施。例如，通过与利用了与工具J接触的引导部9及压力传感器10的反馈控制相适应的仿形加工，从而能够制造具有±0.1mm至±1.0mm的公差的机械加工部件。

以上记载了特定的实施方式，但所记载的实施方式不过是一个例子，不是对发明的范围进行限定的内容。在这里所记载的新方法及装置能够具体化为各种其他样式。另外，对于在这里所记载的方法及装置的样式，在不脱离发明的主旨的范围，能够进行各种省略、置换以及变更。随附的权利要求书及其等同物作为包含于发明的范围及主旨的内容而包含上述各种样式及变形例。

Claims (12)

1.一种机械加工装置，其具有：

电动式的锯，其用于将加工对象部件切断；以及

安装机构，其用于将所述锯安装于机器人的臂部。

2.根据权利要求1所述的机械加工装置，其中，

还具有引导部，该引导部用于通过与用于设置所述加工对象部件的工具接触，从而进行沿所述工具的形状的仿形加工。

3.根据权利要求1或2所述的机械加工装置，其中，

还具有所述机器人。

4.根据权利要求2所述的机械加工装置，其中，

具有：

所述机器人；

传感器，其用于对从所述工具施加于所述引导部的力进行测量；以及

控制装置，其基于所述传感器的测量结果对所述机器人进行反馈控制，以使从所述工具施加于所述引导部的力恒定。

5.一种机械加工方法，其中，

通过利用在机器人的臂部安装的切削刀具对复合材料或者蜂窝构造体进行加工，从而制造机械加工部件。

6.一种机械加工方法，其中，

通过使在机器人的臂部安装的引导部与用于设置加工对象部件的工具接触，同时利用在所述臂部安装的切削刀具对所述加工对象部件沿所述工具的形状进行加工，从而制造机械加工部件。

7.根据权利要求5所述的机械加工方法，其中，

通过使在所述臂部安装的引导部与用于设置由复合材料或者蜂窝构造体构成的加工对象部件的工具接触，同时利用所述切削刀具对所述加工对象部件沿所述工具的形状进行加工，从而制造所述机械加工部件。

8.根据权利要求6或7所述的机械加工方法，其中，

利用传感器，对从所述工具施加于所述引导部的力进行测量，对所述机器人进行反馈控制，以使从所述工具施加于所述引导部的力恒定。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的机械加工方法，其中，

对公差为±0.1mm至±1.0mm的机械加工部件进行制造。

10.根据权利要求5至7中任一项所述的机械加工方法，其中，

利用电动式的带锯、线锯、竖锯或者链锯，进行包含所述复合材料或者所述蜂窝构造体的切断在内的机械加工。

11.根据权利要求10所述的机械加工方法，其中，

将所述带锯、线锯、竖锯或者链锯向前进方向倾斜1度至30度而将所述复合材料或者所述蜂窝构造体切断。

12.根据权利要求5至7中任一项所述的机械加工方法，其中，

基于由可视传感器所检测出的基准位置，对所述臂部的位置进行控制。