CN116056840A - 进行刮研加工的机器人系统、方法以及计算机程序 - Google Patents

Abstract

寻求一种通过机器人来执行高品质的刮研加工的技术。机器人系统(10)具备：机器人(12)，其使对工件的表面进行刮削的刮削器(16)移动；以及控制装置(18)，其控制机器人(12)。控制装置(18)通过机器人(12)使刮削器(16)在向沿着工件的表面的方向移动的同时、向去向该表面的方向移动，由此使该刮削器(16)沿着以相对于该表面形成锐角的方式倾斜的轨迹与该表面抵接，在刮削器(16)抵接于表面的期间，在以机器人(12)使刮削器(16)对表面进行按压的按压力为预先决定的大小的方式控制该机器人(12)的位置的同时，通过该机器人(12)使该刮削器(16)向沿着表面的方向移动，由此执行刮研加工。

Description

进行刮研加工的机器人系统、方法以及计算机程序

技术领域

本发明涉及一种进行刮研加工的机器人系统、方法以及计算机程序。

背景技术

已知一种进行刮研加工的机器人(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-042164号公报

发明内容

发明要解决的问题

寻求一种通过机器人来执行高品质的刮研加工的技术。

用于解决问题的方案

在本公开的一个方式中，进行为了使工件的表面平坦而对该表面进行刮削的刮研加工的机器人系统具备：机器人，其使对表面进行刮削的刮削器移动；以及控制装置，其控制机器人，其中，该控制装置通过机器人使刮削器在向沿着表面的方向移动的同时、向去向该表面的方向移动，由此使该刮削器沿着以相对于该表面形成锐角的方式倾斜的轨迹与该表面抵接，在刮削器抵接于表面的期间，在以机器人使刮削器对表面进行按压的按压力为预先决定的大小的方式控制该机器人的位置的同时，通过该机器人使该刮削器向沿着表面的方向移动，由此执行刮研加工。

在本公开的其它方式中，是使用使对工件的表面进行刮削的刮削器移动的机器人来进行为了使该表面平坦而对该表面进行刮削的刮研加工的方法，在该方法中，通过机器人使刮削器在向沿着表面的方向移动的同时、向去向该表面的方向移动，由此使该刮削器沿着以相对于该表面形成锐角的方式倾斜的轨迹与该表面抵接，在刮削器抵接于表面的期间，在以机器人使刮削器对表面进行按压的按压力为预先决定的大小的方式控制该机器人的位置的同时，通过该机器人使该刮削器向沿着表面的方向移动，由此执行刮研加工。

发明的效果

根据本公开，能够通过机器人以与由熟练者执行刮研加工时的品质同等的品质执行刮研加工。

附图说明

图1是一个实施方式所涉及的机器人系统的概要图。

图2是图1所示的机器人系统的框图。

图3是从图1中的箭头B的方向观察图1所示的刮削器时的放大图。

图4是从图3中的箭头D的方向观察图3所示的刮削器时的放大图。

图5示出使图1所示的刮削器对工件的表面进行按压的状态。

图6示出针对工件的表面设定的示教点的一例。

图7是用于说明作为位置控制指令的速度指令和作为力控制指令的速度指令的图。

图8示出在刮研加工期间刮削器实际移动的轨迹。

图9示意性地示出刮研加工期间的刮削器的柄部的状态。

图10示意性地示出通过刮研加工形成的凹部。

图11示意性地示出通过刮研加工形成的凹部。

图12示出在熟练者执行刮研加工时使刮削器对工件的表面进行按压的按压力的随时间变化的特性。

图13示出在图1所示的机器人系统执行刮研加工时机器人使刮削器对工件的表面进行按压的按压力的随时间变化的特性。

图14示出图1所示的机器人系统的动作流程的一例。

图15示出图14中的步骤S5的流程的一例。

图16示出在图1所示的机器人系统执行刮研加工时机器人使刮削器对工件的表面进行按压的按压力的随时间变化的特性的其它例。

图17示出针对工件的表面设定的示教点的其它例。

图18示出图14中的步骤S5的流程的其它例。

图19示出在刮研加工期间刮削器实际移动的轨迹。

图20示出在图1所示的机器人系统执行刮研加工时机器人使刮削器对工件的表面进行按压的按压力的随时间变化的特性的另一其它例。

图21示出在对厚度比较薄的工件执行刮研加工时刮削器实际移动的轨迹。

图22示出在对图21所示的工件执行刮研加工时机器人使刮削器对工件的表面进行按压的按压力的随时间变化的特性。

图23示出在对图21所示的工件执行刮研加工时机器人使刮削器对工件的表面进行按压的按压力的随时间变化的特性。

图24示出在对厚度比较薄的工件执行刮研加工时刮削器实际移动的轨迹。

图25示出在对图24所示的工件执行刮研加工时机器人使刮削器对工件的表面进行按压的按压力的随时间变化的特性。

图26示出针对工件的表面设定的示教点的另一其它例。

具体实施方式

下面，基于附图来对本公开的实施方式详细地进行说明。此外，在下面说明的各种实施方式中，对同样的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。另外，在下面的说明中，有时将图中的机器人坐标系C1的x轴正方向称为右方，将y轴正方向称为前方，将z轴正方向称为上方。

首先，参照图1来对一个实施方式所涉及的机器人系统10进行说明。机器人系统10是进行为了使工件的表面平坦而对该表面进行刮削的刮研加工的系统。刮研加工是指为了使在工件的表面形成的微小凹凸的在该工件的厚度方向上的尺寸为预先决定的范围内(例如μm级)而对该表面进行刮削的加工。

该微小凹凸作为用于积蓄润滑油的所谓的“蓄油坑”来发挥功能。在此，刮研加工包括用于使在通过铣削刀盘等对工件的表面进行加工时形成的微小凹凸为第一尺寸(例如10μm)以下的粗加工、以及在该粗加工之后使该微小凹凸为比第一尺寸小的第二尺寸(例如5μm)以下的精加工。

机器人系统10具备机器人12、力传感器14、刮削器16以及控制装置18。在本实施方式中，机器人12是垂直多关节机器人，具有机器人基座20、回转躯体22、下臂部24、上臂部26以及手腕部28。机器人基座20固定在作业室的地面上。回转躯体22以能够绕铅垂轴回旋的方式设置于机器人基座20。

下臂部24以能够绕水平轴转动的方式设置于回转躯体22，上臂部26以能够转动的方式设置于下臂部24的前端部。手腕部28具有以能够转动的方式设置于上臂部26的前端部的手腕基座28a、以及以能够绕手腕轴A1转动的方式设置于该手腕基座28a的手腕凸缘28b。在本实施方式中，手腕凸缘28b构成机器人12的手前端部。

在机器人12的各构成要素(机器人基座20、回转躯体22、下臂部24、上臂部26、手腕部28)中设置有伺服马达34(图2)。这些伺服马达34根据来自控制装置18的指令来使机器人12的各可动要素(回转躯体22、下臂部24、上臂部26、手腕部28、手前端部28b)绕驱动轴转动。其结果，机器人12能够使刮削器16移动并将其配置为任意的位置和姿势。

力传感器14检测机器人12使刮削器16对工件的表面进行按压的按压力F。例如，力传感器14是具有圆筒状的主体部和设置于该主体部的多个应变仪的六轴力觉传感器，该力传感器14被插入于手前端部28b与刮削器16之间。在本实施方式中，力传感器14配置为其中心轴与手腕轴A1一致。

刮削器16被固定于力传感器14的前端部，为了进行刮研加工而对工件的表面进行刮削。具体地说，刮削器16具有挠性的柄部30以及固定于该柄部30的前端部的刃部32。柄部30的基端部固定于力传感器14的前端部，从而该柄部30经由该力传感器14来与机器人12的手前端部28b连结。柄部30从力传感器14的前端部沿着轴线A2呈直线状延伸。刃部32从其基端32b起到前端32a为止沿着轴线A2延伸。此外，轴线A2也可以与手腕轴A1大致正交。

如图3所示，在从上侧(图1中的箭头B的方向)观察刃部32的前端32a的情况下，该刃部32的前端32a以随着从其宽度方向两端去向中央而向外侧鼓出的方式弯曲。另外，如图4所示，在从前侧(图3中的箭头D的方向)观察刃部32的前端32a的情况下，该刃部32的前端32a具有大致矩形的外形。刮削器16将该刃部32的前端32a推压到工件的表面并通过该前端32a对该表面进行刮削。

控制装置18控制机器人12的动作。具体地说，控制装置18是具有处理器40、存储器42、I/O接口44、输入装置46以及显示装置48的计算机。处理器40与存储器42、I/O接口44、输入装置46及显示装置48经由总线50而以能够进行通信的方式连接，该处理器40与这些组件进行通信并且进行用于执行刮研加工的运算处理。

存储器42具有RAM或ROM等，用于临时或永久地存储各种数据。I/O接口44例如具有以太网(注册商标)端口、USB端口、光纤连接器、或HDMI(注册商标)端子，基于来自处理器40的指令来与外部设备之间通过有线或无线对数据进行通信。在本实施方式中，机器人12的力传感器14及各伺服马达34与I/O接口44以能够进行通信的方式连接。

输入装置46具有键盘、鼠标或触摸面板等，用于从操作员处受理数据输入。显示装置48具有液晶显示器或有机EL显示器等，基于来自处理器40的指令将各种数据以能够视觉确认的方式进行显示。此外，输入装置46或显示装置48既可以一体地组装在控制装置18的壳体中，或者也可以与控制装置18的壳体分开地设置于该壳体外。

如图1所示，对于机器人12，设定了机器人坐标系C1。机器人坐标系C1是用于对机器人12的各可动要素的动作进行控制的坐标系，相对于机器人基座20固定。在本实施方式中，机器人坐标系C1是以其原点配置于机器人基座20的中心、且其z轴与回转躯体22的回旋轴一致的方式针对机器人12设定的。

另一方面，针对刮削器16，设定了工具坐标系C2。工具坐标系C2是用于规定机器人坐标系C1中的刮削器16(或手前端部28b)的位置和姿势的坐标系。在本实施方式中，工具坐标系C2是以其原点(所谓的TCP)配置于柄部30没有发生挠曲的状态下的刃部32的前端32a的中心、且其z轴与轴线A2(或前端32a的中心处的、该前端32a的曲面的法线方向)平行的方式针对刮削器16设定的。

在使刮削器16移动时，控制装置18的处理器40在机器人坐标系C1中设定工具坐标系C2，并且以使刮削器16被配置为由所设定的工具坐标系C2表示的位置和姿势的方式生成针对机器人12的各伺服马达34的指令。这样，处理器40能够将刮削器16定位为机器人坐标系C1中的任意的位置和姿势。

另一方面，针对力传感器14，设定了传感器坐标系C3。传感器坐标系C3是用于定义作用于力传感器14的力的方向的坐标系。在本实施方式中，传感器坐标系C3是以其原点配置于力传感器14的中心、且其z轴与手腕轴A1一致(或者其x轴与工具坐标系C2的z轴平行)的方式针对力传感器14设定的。

图5中示出机器人12使刮削器16的刃部32的前端32a抵接于工件W1的表面Q1的状态。在机器人12使刮削器16的前端32a对表面Q1向与该表面Q1正交的方向以按压力F进行按压的情况下，该按压力F的反作用力F’从该表面Q1经由刮削器16施加于力传感器14。

力传感器14的各个应变仪向控制装置18发送与此时作用于力传感器14的力相应的检测数据。处理器40基于通过I/O接口44从力传感器14接收到的检测数据来求出此时作用于力传感器14的在传感器坐标系C3的x轴方向、y轴方向及z轴方向上的力f、以及绕x轴方向、绕y轴方向及绕z轴方向上的转矩τ。处理器40基于力f、转矩τ、以及此时的刮削器16的状态数据CD，来运算在与表面Q1正交的方向上作用于刃部32的前端32a的反作用力F’的大小。

状态数据CD例如包括轴线A2与表面Q1之间的角度θ1、从手腕轴A1(或传感器坐标系C3的原点)到刃部32的前端32a的距离d、表示机器人坐标系C1中的工具坐标系C2(或传感器坐标系C3)的位置和姿势的数据、以及柄部30的挠曲数据(例如，柄部30的挠曲量或弹性模量)中的至少一者。像这样，力传感器14将反作用力F’作为按压力F进行检测，控制装置18能够基于力传感器14的检测数据来求出按压力F(反作用力F’)的大小。

接着，参照图6～图8来对机器人系统10执行的刮研加工进行说明。如图6所示，沿着工件W1的表面Q1预先设定有为了执行刮研加工而应将刮削器16的前端32a(也就是说，TCP)定位到的多个示教点TP₁、TP₂、TP₃以及TP₄。

在本实施方式中，示教点TP₂设定于相对于示教点TP₁向右下方分离的位置，示教点TP₃设定于向示教点TP₂的右方分离的位置。示教点TP₂和示教点TP₃在机器人坐标系C1的z轴方向上的位置彼此大致相同。另外，示教点TP₄设定于相对于示教点TP₃向右上方分离的位置。这些示教点TP_n(n＝1、2、3、4)被表示为机器人坐标系C1中的坐标，并在用于使机器人12进行动作的计算机程序CP中进行了规定。

在进行刮研加工时，处理器40开始进行位置控制。具体地说，处理器40在开始进行位置控制之后，生成用于通过机器人12使刮削器16向多个示教点TP_n依次移动的位置控制指令PC。具体地说，处理器40生成用于使刮削器16的前端32a从示教点TP_n向示教点TP_n+1移动的位置控制指令PC_n。

处理器40通过按照该位置控制指令PC_n使机器人12的各伺服马达34进行动作，来将刮削器16按示教点TP₁→TP₂→TP₃→TP₄的顺序进行定位。通过该位置控制，处理器40使刮削器16(具体地说，是前端32a)沿着由多个示教点TP_n规定的移动路径MP移动。

此外，在本实施方式中，为了易于理解，设为工件W1的表面Q1与机器人坐标系C1的x-y平面大致平行，且移动路径MP的方向MD与机器人坐标系C1的x-z平面大致平行。位置控制指令PC_n具有用于规定使刮削器16(也就是机器人12的手前端部28b)从示教点TP_n移动到示教点TP_n+1时的速度V_{P_n}的速度指令PC_{V_n}(第一速度指令)。

在位置控制开始之后，在刮削器16到达图6中的示教点TP₂时，处理器40开始进行力控制。此外，在本实施方式中，示教点TP₂设定为在刮削器16的前端32a被配置到该示教点TP₂时该前端32a相对于表面Q1向上方分离。在力控制开始之后，处理器40以基于力传感器14的检测数据将机器人12使刮削器16对工件W1的表面Q1进行按压的按压力F控制为目标值F_T的方式来控制机器人12的手前端部28b(或TCP)的位置。

具体地说，在力控制中，处理器40为了将基于力传感器14的检测数据获取到的按压力F(具体地说，是反作用力F’)控制为目标值F_T而生成用于控制机器人12的手前端部28b(TCP)的位置的力控制指令FC。然后，处理器40在位置控制指令PC_n中加入该力控制指令FC，来使机器人12的伺服马达34进行动作。

由此，处理器40在按照位置控制指令PC_n使刮削器16(或手前端部28b)向方向MD移动的同时、按照力控制指令FC使刮削器16在与工件W1的表面Q1接近或分离的方向(即机器人坐标系C1的z轴方向)上移动。力控制指令FC具有用于规定使刮削器16在机器人坐标系C1的z轴方向上移动的速度的速度指令FC_V(第二速度指令)。

在刮削器16到达示教点TP₂时，处理器40生成速度指令PC_{V_2}作为用于使刮削器16从示教点TP₂向示教点TP₃移动的位置控制指令PC₂，并且生成速度指令FC_{V_0}作为力控制指令FC。图7中示意性地示出在刮削器16到达示教点TP₂时处理器40生成的速度指令PC_{V_2}和速度指令FC_{V_0}。

在刮削器16到达示教点TP₂之后，处理器40按照速度指令PC_{V_2}使机器人12进行动作，来使刮削器16从示教点TP₂向示教点TP₃以与速度指令PC_{V_2}对应的(具体地说，是一致的)速度V_{P_2}向方向MD移动。

与此同时，处理器40通过生成速度指令FC_{V_0}并在针对伺服马达34的速度指令PC_{V_2}中加入该速度指令FC_{V_0}，来使刮削器16向去向表面Q1的方向(即下方)以与该速度指令FC_{V_0}对应的速度V_{F_0}移动。其结果，机器人12在刮削器16经过了示教点TP₂之后使该刮削器16向图7中的方向MD’移动。

图8中通过实线示出在刮研加工中刮削器16(具体地说，是前端32a)实际前进的轨迹TR。刮削器16在经过了示教点TP₂之后，沿着以相对于表面Q1形成锐角θ2的方式倾斜的轨迹TR朝向表面Q1移动，并在位置P1抵接于该表面Q1。在刮削器16抵接于表面Q1的期间，处理器40在按照位置控制指令PC₂使刮削器16向沿着表面Q1的方向MD(即，右方)移动的同时，生成速度指令FC_{V_1}作为用于通过力控制来将按压力F控制为目标值F_T的力控制指令FC。

通过该速度指令FC_{V_1}，使机器人12的手前端部28b的位置沿着机器人坐标系C1的z轴方向以与速度指令FC_{V_1}对应的速度V_{F_1}位移。在此，在刮削器16抵接于表面Q1的期间生成的速度指令FC_{V_1}(即速度V_{F_1})的最大值能够设置得比刮削器16抵接于表面Q1之前生成的速度指令FC_{V_0}(即速度V_{F_0})大。

这样，刮削器16一边被以与目标值F_T对应的大小的按压力F按压一边沿着表面Q1向右方移动，由此执行通过刮削器16的前端32a对表面Q1进行刮削的刮研加工。在图9中示出刮研加工期间的刮削器16的状态。如图9所示，在刮研加工期间，机器人12使刮削器16的前端32a以按压力F对表面Q1进行按压，由此，刮削器16的柄部30以向下方鼓出的方式弯曲而发生挠曲。换而言之，力控制的目标值F_T被设定为在刮研加工期间使柄部30发生挠曲的值。

再次参照图8，当刮削器16(或手前端部28b)到达与示教点TP₃对应的位置时，处理器40生成用于使刮削器16向示教点TP₄移动的位置控制指令PC₃。处理器40通过按照位置控制指令PC₃使机器人12进行动作，来使手前端部28b向右上方移动。其结果，刮削器16沿着以相对于工件W1的表面Q1形成锐角θ3的方式倾斜的轨迹TR向右上方移动，并且该刮削器16的前端32a在位置P2离开表面Q1。这样，刮研加工结束。

通过像这样执行的刮研加工，如图10和图11所示，在表面Q1，呈弯曲状凹陷的凹部R以从位置P1向右方延伸到位置P2方式形成。在图10和图11所示的例中，凹部R具有机器人坐标系C1的x轴方向上的长度x₂和z轴方向上的深度E。此外，在图10和图11中，为了易于理解，将凹部R的深度E放大来进行图示，但希望能够理解的是，实际的凹部R的深度E为约10μm以下。

在本实施方式中，处理器40以使上述的锐角θ2在预先决定的范围内的方式生成速度指令PC_{V_2}和速度指令FC_{V_0}。在此，本发明的发明人得到了刮研加工的熟练者使刮削器16的刃部32沿着相对于工件W1的表面Q1呈15°～35°的角度的轨迹移动来与该表面Q1抵接这样的见解。

另外，本发明的发明人获取到在由熟练者连续地执行刮研加工时使刮削器16的刃部32对工件W1的表面Q1进行按压的按压力F_R的随时间变化的特性的数据。在图12中示出该随时间变化的特性。根据图12所示的随时间变化的特性，本发明的发明人获取在一次(也就是说，形成一个凹部R的)刮研加工中熟练者使刃部32对表面Q1进行按压的按压力F_R的大小(随时间变化的特性的峰值)，并且发现熟练者在刮研加工期间使刃部32移动的速度为约100[mm/sec]。

在此，当将图8中的示教点TP₂与位置P1之间的在机器人坐标系C1的x轴方向和z轴方向上的距离分别设为距离x₁和距离z₁时，该距离x₁和距离z₁、速度指令PC_{V_2}(速度V_{P_2})以及速度指令FC_{V_0}(速度V_{F_0})满足下面的式(1)。

z₁/x₁＝FC_{V_0}/PC_{V_2}＝V_{F_0}/V_{P_2}···(1)

另外，锐角θ2、距离x₁和距离z₁、速度指令PC_{V_2}(速度V_{P_2})以及速度指令FC_{V_0}(速度V_{F_0})满足下面的式(2)。

θ2＝tan^﹣1(z₁/x₁)＝tan^﹣1(FC_{V_0}/PC_{V_2})＝tan^﹣1(V_{F_0}/V_{P_2})···(2)

由此，当假设设定为x₁＝10[mm]且z₁＝5[mm]作为刮研加工的加工条件MC时，通过式(2)，能够决定为锐角θ2≈26.6°。在该情况下，在作为加工条件MC而将速度V_{P_2}(即速度指令PC_{V_2})设定为与由上述的熟练者移动刮削器16的移动速度相同的100[mm/sec]的情况下，通过式(1)，能够将速度V_{F_0}(即速度指令FC_{V_0})决定为50[mm/sec]。

代替地，在设定为θ2＝25°且速度指令PC_{V_2}(速度V_{P_2})＝100[mm/sec]作为加工条件MC的情况下，通过式(2)，能够决定为FC_{V_0}(速度V_{F_0})≈46.6[mm/sec]。在该情况下，当设定为z₁＝10[mm]时，通过式(1)，能够决定为x₁≈21.4[mm]。

另外，作为加工条件MC，目标值F_T被设定为与工件W1的材质以及凹部R的目标深度E相应的值(例如100[N])。像这样，加工条件MC包括距离x₁、距离z₁、锐角θ2、速度V_{F_0}(速度指令FC_{V_0})以及速度V_{P_2}(速度指令PC_{V_2})。

本发明的发明人对由熟练者进行的刮研加工进行观察并专心探讨的结果是发现了：如果适当地设定加工条件MC，则能够将上述的锐角θ2控制为例如15°～35°的范围内，并且能够以使按压力F的随时间变化的特性成为与图12同样的随时间变化的特性的方式控制该按压力F，由此，能够通过机器人12以与熟练者执行刮研加工时的品质同等的品质执行刮研加工。

图13中示出在处理器40按照规定的加工条件MC使机器人12进行动作来连续地执行刮研加工(也就是说，形成了多个凹部R)时使刮削器16的刃部32对工件W1的表面Q1进行按压的按压力F的随时间变化的特性。如图13所示，通过按照适当地设定的加工条件MC使机器人12执行刮研加工，能够将一次刮研加工中的按压力F控制为与图12类似的随时间变化的特性的大小。

下面参照图8和图13来对由机器人12进行刮研加工的期间的按压力F随时间的变化详细地进行说明。在刮削器16的前端32a在位置P1抵接于工件W1的表面Q1之后，处理器40通过生成力控制指令FC(速度指令FC_{V_1})，来使机器人12的手前端部28b的位置以速度V_{F_1}向下方位移，由此，按压力F急剧增大。

另一方面，处理器40生成用于像上述那样使刮削器16从示教点TP₂向示教点TP₃移动的位置控制指令PC₂(速度指令PC_{V_2})，但是随着接近示教点TP₃，位置控制指令PC₂比力控制指令FC更占优，处理器40使刮削器16(手前端部28b)在到达与示教点TP₃对应的位置之前，向离开工件W1的表面Q1的方向(即上方)移动。其结果是，按压力F的大小在成为图13所示的峰值F_P之后急剧减小。

在此，在本实施方式中，为了使通过刮研加工形成的凹部R的长度x₂比较短而将示教点TP₂与示教点TP₃之间的在机器人坐标系C1的x轴方向上的距离x₃设定得比较短。在该情况下，处理器40在按压力F达到力控制的目标值F_T之前使刮削器16向上方移动。因而，在本实施方式中，峰值F_P变得比目标值F_T小。

之后，处理器40通过按照位置控制指令PC₂和位置控制指令PC₃使机器人12进行动作，来使刮削器16沿着以形成锐角θ3的方式倾斜的轨迹TR向右上方移动，在刮削器16在位置P2离开表面Q1的时间点，按压力F变为零。像这样，处理器40将刮研加工期间的按压力F控制为作为图13所示的特性预先决定的大小。

此外，按压力F的“预先决定的大小”不仅包括峰值F_P，还包括图13所示的随时间变化的特性。另外，如上所述，在本实施方式中，按压力F的峰值F_P变得比力控制的目标值F_T小。该峰值F_P与目标值F_T对应，依赖于该目标值F_T而变化。换而言之，峰值F_P能够通过目标值F_T被进行控制。

接着，参照图14来对机器人系统10的动作流程的一例进行说明。处理器40按照预先保存于存储器42的计算机程序CP来执行图14所示的流程。图14所示的流程例如在控制装置18启动时开始。

在步骤S1中，处理器40判定是否受理到加工条件MC的输入。例如，处理器40生成用于输入作为加工条件MC的上述的距离x₁、距离z₁、锐角θ2、速度V_{F_0}(速度指令FC_{V_0})、速度V_{P_2}(速度指令PC_{V_2})以及目标值F_T的输入画面的图像数据，并使控制装置18的显示装置48显示该图像数据。

操作员一边视觉确认显示于显示装置48的输入画面一边操作控制装置18的输入装置46，来输入作为加工条件MC的距离x₁、距离z₁、锐角θ2、速度V_{F_0}(速度指令FC_{V_0})以及速度V_{P_2}(速度指令PC_{V_2})中的至少三个数据，并且输入作为加工条件MC的目标值F_T。处理器40在从输入装置46受理到加工条件MC的输入数据的情况下判定为“是”，并进入步骤S2，另一方面，在未受理到加工条件MC的输入数据的情况下判定为“否”，并进入步骤S3。

在步骤S2中，处理器40决定加工条件MC。例如，设为操作员在步骤S1中输入了作为加工条件MC的x₁＝10[mm]、z₁＝5[mm]、V_{P_2}(PC_{V_2})＝100[mm/sec]。在该情况下，处理器40根据加工条件MC的输入数据、以及上述的式(1)和式(2)，自动地决定为θ2＝26.6°和V_{F_0}(FC_{V_0})＝50[mm/sec]作为加工条件MC。

像这样，在本实施方式中，处理器40根据从操作员处受理输入而得到的加工条件MC中的一部分参数来自动地决定加工条件MC中的其它参数。然后，处理器40将这些x₁＝10[mm]、z₁＝5[mm]、V_{P_2}(PC_{V_2})＝100[mm/sec]、θ2＝26.6°、V_{F_0}(FC_{V_0})＝50[mm/sec]、以及目标值F_T设定为加工条件MC。

在步骤S3中，处理器40判定是否从操作员、上级控制器或计算机CP受理到刮研加工开始指令。处理器40在受理到刮研加工开始指令的情况下判定为“是”，并进入步骤S4，另一方面，在未受理到刮研加工开始指令的情况下判定为“否”，并进入步骤S6。

在步骤S4中，处理器40判定是否所有加工条件MC设定完成。具体地说，处理器40在作为加工条件MC的距离x₁、距离z₁、锐角θ2、速度V_{F_0}(速度指令FC_{V_0})以及速度V_{P_2}(速度指令PC_{V_2})全部设定完成的情况下判定为“是”，并进入步骤S5。另一方面，处理器40在作为加工条件MC的距离x₁、距离z₁、锐角θ2、速度V_{F_0}(速度指令FC_{V_0})以及速度V_{P_2}(速度指令PC_{V_2})中的至少一方未设定的情况下判定为“否”，并进入步骤S7。

在步骤S5中，处理器40执行刮研加工。对于该步骤S5，参照图15来进行说明。在步骤S11中，处理器40开始进行位置控制。具体地说，处理器40开始进行生成上述的位置控制指令PC_n的动作，并开始进行通过机器人12使刮削器16的前端32a按示教点TP₁→TP₂→TP₃→TP₄的顺序移动的动作。

在步骤S12中，处理器40判定刮削器16是否到达示教点TP₂。例如，在机器人12的伺服马达34设置有检测该伺服马达34的旋转(具体地说，是旋转角度或旋转位置)的旋转检测器(编码器或霍尔元件等)。

处理器40基于来自旋转检测器的反馈来获取机器人坐标系C1中的刮削器16(具体地说，是TCP)的位置数据，并能够根据该位置数据来判定该刮削器16是否到达示教点TP₂。处理器40在判定为刮削器16到达示教点TP₂(即，“是”)的情况下，进入步骤S13，另一方面，在判定为刮削器16未到达示教点TP₂(即，“否”)的情况下，循环步骤S12。

在步骤S13中，处理器40开始进行力控制。具体地说，处理器40开始进行生成上述的力控制指令FC的动作，在位置控制指令PC_n中加入力控制指令FC来使机器人12进行动作。在此，在上述的步骤S2中，设定为速度指令PC_{V_2}＝100[mm/sec]和速度指令FC_{V_0}＝50[mm/sec]作为加工条件MC。

因而，处理器40生成速度指令PC_{V_2}＝100[mm/sec]作为位置控制指令PC₂，并且生成速度指令FC_{V_0}＝50[mm/sec]作为力控制指令FC。通过该速度指令PC_{V_2}和速度指令FC_{V_0}来使机器人12进行动作，由此处理器40使刮削器16在以速度V_{P_2}＝100[mm/sec]向方向MD移动的同时以速度V_{F_0}＝50[mm/sec]向下方移动。其结果，刮削器16沿着以锐角θ2≈26.6°倾斜的轨迹TR(图8)朝向工件W1的表面Q1移动。这样，能够将锐角θ2控制在规定的范围内(例如15°～35°)。

在步骤S14中，处理器40判定基于力传感器14的检测数据获取到的按压力F是否变为预先决定的阈值F_th以上(F≥F_th)。该阈值F_th是作为表示刮削器16的前端32a已抵接于工件W1的表面Q1的值由操作员预先决定的。处理器40在变为F≥F_th的情况下判定为“是”，并进入步骤S15，另一方面，在F＜F_th的情况下判定为“否”，并循环步骤S14。

在步骤S15中，处理器40切换力控制指令FC。具体地说，处理器40将所要生成的力控制指令FC从速度指令FC_{V_0}切换为速度指令FC_{V_1}。在切换为速度指令FC_{V_1}之后，处理器40生成该速度指令FC_{V_1}，并为了将按压力F控制为目标值F_T而使机器人12的手前端部28b的位置沿着机器人坐标系C1的z轴方向以与该速度指令FC_{V_1}对应的速度V_{F_1}位移。如上所述，速度V_{F_1}(速度指令FC_{V_1})的最大值能够变得比速度V_{F_0}(速度指令FC_{V_0})大。

在步骤S16中，处理器40判定刮削器16(或手前端部28b)是否到达与示教点TP₄对应的位置。在此，在步骤S13开始之后，处理器40将位置控制与力控制并行地执行，因此刮削器16的前端32a通过沿着图8所示的轨迹TR移动而经过示教点TP₃和示教点TP₄的下方。

在该步骤S16中，处理器40基于来自上述的旋转检测器的反馈，来判定前端32a(或手前端部28b)在机器人坐标系C1中的x坐标是否与示教点TP₄的x坐标一致。处理器40在判定为“是”的情况下，进入步骤S17，另一方面，在判定为“否”的情况下，循环步骤S16。

在步骤S16中判定为“是”之前，如上所述，刮削器16的前端32a在位置P2离开工件W1的表面Q1。然后，在步骤S17中，处理器40结束力控制和位置控制。这样，一次刮研加工结束，在工件W1的表面Q1形成图10和图11所示那样的凹部R。

再次参照图14，在步骤S6中，处理器40判定是否从操作员、上级控制器或计算机程序CP受理到动作结束指令。处理器40在受理到动作结束指令的情况下判定为“是”，并结束图14所示的流程，另一方面，在未受理到动作结束指令的情况下判定为“否”，并返回步骤S1。

另一方面，在步骤S4中判定为“否”的情况下，在步骤S7中，处理器40发送警告信号。例如，处理器40生成“请设定加工条件”这样的声音或图像的警告信号，并通过设置于控制装置18的扬声器(未图示)或显示装置48来向操作员输出警告信号。然后，处理器40返回步骤S1。

像上面那样，在本实施方式中，处理器40通过机器人12使刮削器16沿着以锐角θ2倾斜的轨迹TR与工件W1的表面Q1抵接。而且，在刮削器16抵接于表面Q1的期间，处理器40在将按压力F控制为预先决定的大小(图13)的同时，使刮削器16沿着表面W_S向右方移动，由此执行刮研加工。根据该结构，能够通过机器人12以与熟练者执行刮研加工时的品质同等的品质执行刮研加工。

另外，在本实施方式中，在刮削器16抵接于工件W1的表面Q1的期间，处理器40基于力传感器14的检测数据来执行力控制，由此沿着机器人坐标系C1的z轴方向控制机器人12的手前端部28b的位置。根据该结构，能够在刮研加工期间将按压力F高精度地控制为作为图13所示的特性预先决定的大小。

由此，能够使由机器人12执行刮研加工时的按压力F的随时间变化的特性接近由熟练者执行刮研加工时的按压力F_R的随时间变化的特性(图12)，因此能够使由机器人12执行的刮研加工的品质更有效地接近由熟练者执行的刮研加工的品质。

另外，在本实施方式中，处理器40通过在按照位置控制指令PC₂(具体地说，是速度指令PC_{V_2})使刮削器16从示教点TP₂向示教点TP₃移动的同时、按照力控制指令FC(具体地说，是速度指令FC_{V_0})使刮削器16向下方移动，来使该刮削器16沿着以锐角θ2倾斜的轨迹TR与工件W1的表面Q1抵接。

而且，处理器40以使锐角θ2在预先决定的范围内(例如，15°～35°)的方式生成速度指令PC_{V_2}和速度指令FC_{V_0}。根据这样的结构，能够通过位置控制指令PC₂(速度指令PC_{V_2})和力控制指令FC(速度指令FC_{V_0})来将轨迹TR的锐角θ2高精度地控制为期望的范围内。由此，能够使由机器人12执行的刮研加工的品质更有效地接近由熟练者执行的刮研加工的品质。

另外，在本实施方式中，处理器40在执行力控制的期间按压力F达到目标值F_T之前，使刮削器16向从工件W1的表面Q1离开的方向(即上方)移动来结束刮研加工。根据该结构，能够使一次刮研加工中的按压力F的随时间变化的特性(图13)有效地接近由熟练者执行力控制时的按压力F_R的随时间变化的特性(图12)。另外，能够如图9所示那样使凹部R形成为其中央部分凹陷的弯曲状。由此，能够使刮研加工的品质提高。

另外，在本实施方式中，处理器40在执行刮研加工时，使刮削器16沿着以相对于工件W1的表面Q1形成锐角θ3的方式倾斜的轨迹TR离开该表面Q1，来结束刮研加工。根据该结构，能够使凹部R形成为弯曲状，因此能够使刮研加工的品质提高。

此外，该锐角θ3能够通过调整示教点TP₃和示教点TP₄的位置、或者从示教点TP₂到示教点TP₃的移动路径MP与从示教点TP₃到示教点TP₄的移动路径MP之间的角度来控制。作为一例，该锐角θ3被控制为14°～20°的角度。

另外，在本实施方式中，如图9所示，以使在执行刮研加工的期间刃部32被按压到工件W1的表面Q1时柄部30发生挠曲的方式决定力控制的目标值F_T(即，按压力F的大小)。根据该结构，能够通过柄部30的挠曲来吸收在刮研加工期间产生的刃部32的微小振动，并且使按压力F从刃部32均匀地作用于表面Q1。其结果，能够防止所形成的凹部R的表面成为波状，因此能够使刮研加工的品质提高。

此外，处理器40也可以在刮研加工期间以使刮削器16的轴线A2与图7中的方向MD’(也就是说，从示教点TP₂到位置P1的轨迹TR)平行(即θ1＝θ2)的方式控制手腕部的姿势。或者，处理器40也可以以满足θ1＜θ2(或θ1＞θ2)(也就是说，轴线A2与方向MD’不平行)的方式控制手腕部的姿势。

在上述的实施方式中，对处理器40在执行力控制的期间按压力F达到目标值F_T之前使刮削器16向上方移动的情况进行了叙述。然而不限于此，处理器40也可以在执行力控制的期间按压力F达到目标值F_T的时间点使刮削器16向上方移动。在该情况下，按压力F的随时间变化的特性与图13相同，另一方面，峰值F_P与目标值F_T相同。

作为一例，能够通过使示教点TP₂与示教点TP₃之间的距离x₃比上述的实施方式中的示教点TP₂与示教点TP₃之间的距离长，来以使峰值F_P与目标值F_T相同的方式控制按压力F。代替地，处理器40还能够通过使在刃部32抵接于工件W1的表面Q1(在上述的步骤S14中判定为“是”)之后的力控制中生成的速度指令FC_{V_1}增大，来以使峰值F_P与目标值F_T相同的方式控制按压力F。

另外，也可以是，处理器40在通过力控制而按压力F达到目标值F_T之后，以使该按压力F继续维持为该目标值F_T的方式继续执行刮研加工。例如，在将示教点TP₂与示教点TP₃之间的距离x₃设定得长并且处理器40执行了图14和图15的流程的情况下，以将按压力F继续维持为该目标值F_T的方式继续进行刮研加工。

在图16中示出这样的刮研加工中的按压力F的随时间变化的特性。在刮削器16经过了示教点TP₂之后在位置P1抵接于工件W1的表面Q1之后，按压力F急剧上升，与目标值F_T大致一致。之后，处理器40在按照位置控制指令PC₂使刮削器16朝向示教点TP₃向右方移动的期间，以使按压力F继续维持为该目标值F_T的方式生成力控制指令FC(具体地说，是速度指令FC_{V_1})，来控制机器人12的手前端部28b的位置。

接着，处理器40与上述的实施方式同样地，在使刮削器16到达与示教点TP₃对应的位置(具体地说，是示教点TP₃的下方位置)之前，使刮削器16向上方移动。其结果，按压力F急剧减小，在刮削器16的刃部32在位置P2离开工件W1的表面Q1时，按压力F变为零。

这样，处理器40将刮研加工中的按压力F控制为作为图16所示的特性预先决定的大小。根据本实施方式，能够通过机器人12以与由熟练者执行刮研加工时的品质同等的品质形成具有比较长的长度x₂的凹部R。

此外，示教点TP_n不限于图6所示的方式，也可以针对工件W设定任意数量的示教点。图17中示出示教点TP_n的其它方式。在图17所示的方式中，沿着工件W1的表面Q1设定有示教点TP₁、TP₂、TP₃、TP₄以及TP₅。在此，示教点TP₄配置在示教点TP₃的右方，且示教点TP₂、TP₃以及TP₄在机器人坐标系C1的z轴方向上的位置彼此大致相同。而且，示教点TP₅配置在示教点TP₄的右上方。

接着，参照图14、图18以及图19来对如图17所示那样设定了示教点TP_n的情况下的机器人系统10的动作流程进行说明。在本实施方式中，处理器40也执行图14所示的流程，但是本实施方式所涉及的流程在步骤S5中与上述的实施方式不同。下面参照图18来对本实施方式所涉及的步骤S5进行说明。

在步骤S5开始之后，与上述的实施方式同样地，处理器40执行步骤S11～S16。由此，如图19所示，刮削器16在从示教点TP₁移动至示教点TP₂之后，沿着以锐角θ2倾斜的轨迹TR朝向工件W1的表面Q1移动，并在位置P1抵接于表面Q1。

在刮削器16抵接于表面Q1的期间，处理器40在按照位置控制指令PC₂和位置控制指令PC₃使刮削器16向方向MD(右方)移动的同时，生成用于通过力控制将按压力F控制为目标值F_T的速度指令FC_{V_1}。图20中示出本实施方式中处理器40执行力控制时的按压力F的随时间变化的特性。通过力控制，从刮削器16在位置P1抵接于表面Q1的时间点t₁起按压力F急剧增大。

在此，在本实施方式中，处理器40以在刮削器16到达与示教点TP₃对应的位置的时间点t₂按压力F达到峰值F_P、之后在刮削器16(具体地说，是前端32a)到达与示教点TP₄对应的位置(具体地说，是示教点TP₄的下方位置)的时间点t₃(即，在步骤S16中判定为“是”的时间点)按压力F变为零的方式生成力控制指令FC(具体地说，是速度指令FC_{V_1})，来控制机器人12的手前端部28b的位置。另外，处理器40以使刮削器16在时间点t₃成为抵接于工件W1的表面Q1的状态的方式生成位置控制指令PC₃和力控制指令FC。

再次参照图18，在步骤S16中判定为“是”时(时间点t₃)，在步骤S21中，处理器40结束力控制。步骤S21之后，处理器40通过按照位置控制指令PC₄使机器人12进行动作，来使刮削器16如图19所示那样沿着以锐角θ3倾斜的轨迹TR向右上方移动，其结果，刮削器16在位置P2离开工件W1的表面Q1，刮研加工结束。

在步骤S22中，处理器40判定刮削器16是否到达与示教点TP₅对应的位置。处理器40在判定为“是”的情况下，进入步骤S23，另一方面，在判定为“否”的情况下，循环步骤S22。然后，在步骤S23中，处理器40结束位置控制。

像上面那样，在本实施方式中，以在刮削器16到达示教点TP₃的时间点t₂按压力F达到峰值F_P、且在刮削器16到达示教点TP₄的时间点t₃按压力F变为零的方式执行力控制。根据该结构，能够更详细地控制图20所示的按压力F的随时间变化的特性，因此能够有效地使图20所示的按压力F的随时间变化的特性接近由熟练者执行刮研加工时的按压力F_R随时间的变化。

此外，在上述的实施方式中，处理器40也可以根据工件W的在机器人坐标系C1的z轴方向上的厚度H来变更力控制指令。下面对该功能进行说明。图21中示出处理器40对具有比图8所示的工件W1薄的厚度H的工件W2执行图14所示的流程时的刮削器16的实际的轨迹TR’。此外，在图21中，为了进行比较，将通过虚线表示的图8所示的工件W1与通过点划线表示的轨迹TR以叠加的方式图示出。

另外，在图21所示的方式中，设为示教点TP_n(n＝1～4)被设定在与图8的方式相同的机器人坐标系C1中的位置。如图21所示，工件W1具有机器人坐标系C1的z轴方向上的厚度H₁，另一方面，工件W2具有比厚度H₁薄的厚度H₂(＜H₁)。

在处理器40对该工件W2执行刮研加工的情况下，刮削器16的前端32a会经过位置P1并在位于该位置P1的右下方的位置P1’与工件W2的表面Q2抵接。然后，与上述的实施方式同样地，处理器40使机器人12的手前端部28b在到达示教点TP₃之前开始进行向上方移动的动作，从而刮削器16在位于位置P2的下方的位置P2’离开表面Q2。

在图22中将像这样执行刮研加工的情况下的按压力F的随时间变化的特性表示为实线。此外，在图22中，为了进行比较，将对图8所示的工件W1执行刮研加工时的按压力F的随时间变化的特性(与图13对应)用虚线以叠加的方式示出。如图22所示，在对厚度薄的工件W2进行刮研加工的情况下，按压力F的峰值F_P’变得比对工件W1进行刮研加工时的峰值F_P小。在该情况下，存在刮削器16对工件W2的表面Q2的按压不充分从而所形成的凹部R的深度E不满足期望的大小的可能性。

因此，在本实施方式中，处理器40根据工件W的厚度H来变更在力控制时生成的速度指令FC_{V_1}(速度V_{F_1})。能够通过变更用于生成速度指令FC_{V_1}的增益G、伺服马达34的最大转速V_MAX或时间常数T来变更速度指令FC_{V_1}。

在此，速度指令FC_{V_1}是通过对力传感器14的检测数据(或按压力F)乘以增益G生成的，该增益G为用于规定通过力控制来使伺服马达34进行动作时的响应速度的参数。另外，时间常数T用于规定使伺服马达34的速度V在零与最大转速V_MAX之间加速减速所需要的时间。

将增益G和最大转速V_MAX设定得越大、或者将时间常数T设定得越小，则能够使速度指令FC_{V_1}越增大，由此，能够使图22所示的按压力F的随时间变化的特性的梯度(微分值)变大。通过使按压力F的随时间变化的特性的梯度变大，能够在力控制期间使按压力F以更短的时间达到峰值F_P(或目标值F_T)。

作为一例，控制装置18的存储器42预先保存表示工件W的厚度H与增益G、最大转速V_MAX及时间常数T之间的关系性的数据表DT1。在该数据表DT1中，将能够在执行力控制时确保足够大小的峰值F_P的增益G、最大转速V_MAX及时间常数T与厚度H相关联地保存。数据表DT1例如能够通过由实验的方法或模拟累积增益G、最大转速V_MAX及时间常数T与厚度H的数据集来制作。

另一方面，在处理器40执行图14所示的流程之前，操作员测定工件W的厚度H。然后，在处理器40开始图14所示的流程之后，操作员除了输入作为加工条件MC的上述的距离x₁、距离z₁、锐角θ2、速度V_{F_0}(速度指令FC_{V_0})、速度V_{P_2}(速度指令PC_{V_2})以及目标值F_T以外，还输入所测定出的工件W的厚度H作为加工条件MC。

于是，处理器40受理厚度H的输入，并在步骤S1中判定为“是”。接着，在步骤S2中，处理器40从数据表DT1中搜索与所输入的厚度H对应的增益G、最大转速V_MAX及时间常数T，并将该厚度H与该增益G、该最大转速V_MAX及该时间常数T设定为加工条件MC。即，在本实施方式中，加工条件MC不仅有距离x₁、距离z₁、锐角θ2、速度V_{F_0}(速度指令FC_{V_0})、速度V_{P_2}(速度指令PC_{V_2})以及目标值F_T，还有厚度H、增益G、最大转速V_MAX以及时间常数T。

然后，在步骤S5中的步骤S14中判定为“是”之后，处理器40通过使用在步骤S2中设定的增益G、最大转速V_MAX及时间常数T，来生成与工件W的厚度H相应的速度指令FC_{V_1}，由此执行力控制。图23中示出对工件W2执行本实施方式所涉及的动作流程的情况的按压力F的随时间变化的特性。

如图23所示，根据本实施方式，根据工件W2的厚度H₂使速度指令FC_{V_1}增大，由此按压力F的变化的梯度变得比图22的特性大，其结果，按压力F以短时间达到峰值F_P。因而，能够使刮削器16以足够的按压力F对工件W2的表面Q2进行按压，因此能够使凹部R的深度E成为期望的值。

此外，在本实施方式中，作为用于变更速度指令FC_{V_1}的参数，例示了增益G、最大转速V_MAX以及时间常数T。然而不限于此，也可以使用能够变更速度指令FC_{V_1}的任意参数。另外，不限于变更速度指令FC_{V_1}，处理器40也可以根据工件W的厚度H来变更针对伺服马达34的转矩指令，以使在力控制时按压力F迅速地达到峰值F_P。

此外，处理器40也可以代替变更速度指令FC_{V_1}而根据工件W的厚度H来变更示教点TP₃和示教点TP₃的位置，以在力控制时确保足够大小的峰值F_P。下面参照图24来对该功能进行说明。作为一例，控制装置18的存储器42预先保存表示工件W的厚度H与示教点TP₃的偏移量δ₃及示教点TP₄的偏移量δ₄之间的关系性的数据表DT2。此外，偏移量δ₃与偏移量δ₄既可以彼此相同，或者也可以不同。

在该数据表DT2中，将能够在执行力控制时确保足够大小的峰值F_P的偏移量δ₃和偏移量δ₄与厚度H相关联地保存。数据表DT2例如能够通过由实验的方法或模拟累积偏移量δ₃及偏移量δ₄与厚度H的数据集来制作。

另一方面，参照图21和图23，与上述的方式同样地，操作员预先测定工件W的厚度H，并在图14中的步骤S1中，输入作为加工条件MC的工件W的厚度H。在步骤S2中，处理器40从数据表DT2中搜索与所输入的厚度H对应的偏移量δ₃和偏移量δ₄。

然后，处理器40获取将预先决定的示教点TP₃向右方偏移了偏移量δ₃后的新的示教点TP₃’(图24)的位置数据(具体地说，是机器人坐标系C1中的坐标)、以及将预先决定的示教点TP₄向右方偏移了偏移量δ₄后的新的示教点TP₄’的位置数据。

之后，处理器40通过依次执行步骤S3～S7来执行刮研加工。图24中通过实线示出对工件W2执行本实施方式所涉及的动作流程的情况下的刮削器16的轨迹TR”。如图24所示，在本实施方式中，刮削器16沿着轨迹TR”移动，在位置P1’与工件W1的表面Q1抵接，并沿着该表面Q1向右方移动，之后在位置P2”离开表面Q1。图25中示出此时的按压力F的随时间变化的特性。此外，在图25中，为了进行比较，通过虚线表示对工件W1执行刮研加工时的按压力F的随时间变化的特性(与图13对应)。

如图25所示，根据本实施方式，按压力F相比于对工件W1执行刮研加工时而言延迟了刮削器16从图24中的位置P1移动到位置P1’所需要的时间Δt开始增加，但是达到了峰值F_P。因而，能够使刮削器16以足够的按压力F对工件W2的表面Q2进行按压，因此能够使凹部R的深度E成为期望的值。

此外，在上述的实施方式中，对操作员测定工件W的厚度H的情况进行了叙述。然而不限于此，也可以是处理器40在对工件W执行第一次刮研加工时获取厚度H。具体地说，处理器40在步骤S14中判定为“是”时，基于来自伺服马达34的旋转检测器的反馈来获取刮削器16的前端32a(TCP)在机器人坐标系C1中的z轴坐标z₂。

另一方面，载置有工件W的载置面(未图示)在机器人坐标系C1中的z轴坐标z₃是已知的，且预先存储于存储器42。处理器40能够根据H＝z₂-z₃的式子求出工件W的厚度H。然后，处理器40也可以在对工件W进行第二次刮研加工的情况下，通过参照图23或图25说明的方法以使按压力F达到峰值F_P的方式执行力控制。

此外，在上述的实施方式中，处理器40也可以根据凹部R的目标深度E来自动地决定力控制的目标值F_T。下面对该功能进行说明。在此，通过刮研加工形成的凹部R的深度E与在刮研加工期间执行的力控制的目标值F_T之间具有高度的相关性。具体地说，将目标值F_T设定得越高，则刮研加工期间的按压力F的峰值F_P越高，由此，形成的凹部R的深度E越深。

作为一例，控制装置18的存储器42预先保存数据表DT3，在该数据表DT3中将深度E与目标值F_T(或峰值F_P)相互关联地保存。该数据表DT3例如能够通过由实验的方法或模拟累积深度E与目标值F_T的数据集来制作。

在处理器40开始图14所示的流程之后，操作员输入作为加工条件MC的目标深度E。于是，处理器40受理目标深度E的输入，并在步骤S1中判定为“是”。接着，在步骤S2中，处理器40从数据表DT3中搜索与所输入的目标深度E对应的目标值F_T，并将该目标值F_T设定为加工条件MC。

然后，处理器40在开始步骤S13之后，通过以所设定的目标值F_T执行力控制，来形成具有目标深度E的凹部R。像这样，在本实施方式中，处理器40根据操作员输入的目标深度E自动地决定能够实现该目标深度E的目标值F_T并执行力控制。根据该结构，能够将通过刮研加工形成的凹部R的深度E控制为期望的值。

此外，在上述的实施方式中，处理器40也可以根据凹部R的目标深度E自动地决定入射角θ2。下面对该功能进行说明。在此，通过刮研加工形成的凹部R的深度E与入射角θ2之间具有高度的相关性。例如，将入射角θ2设定得越小，则形成的凹部R的深度E会越浅。

作为一例，控制装置18的存储器42预先保存数据表DT4，在该数据表DT4中将深度E与入射角θ2相互关联地保存。该数据表DT4例如通过由实验的方法或模拟累积深度E与入射角θ2的数据集来制作。

在处理器40开始图14所示的流程之后，例如，操作员输入作为加工条件MC的上述的式(2)中的速度指令FC_{V_0}和速度指令PC_{V_2}(或者距离x₁和距离z₁)中的一方、以及目标深度E。于是，处理器40受理加工条件MC的输入，并在步骤S1中判定为“是”。

接着，在步骤S2中，处理器40从数据表DT4中搜索与所输入的目标深度E对应的入射角θ2，并将该入射角θ2设定为加工条件MC。另外，处理器40通过上述的式(1)自动地设定速度指令FC_{V_0}和速度指令PC_{V_2}(或者距离x₁和距离z₁)中的另一方。

像这样，在本实施方式中，处理器40根据操作员输入的目标深度E自动地决定能够实现该目标深度E的入射角θ2，并将该入射角θ2自动地设定为加工条件MC。根据该结构，能够将通过刮研加工形成的凹部R的深度E控制为期望的值。

此外，在数据表DT4中，也可以代替入射角θ2而将上述的角度θ1与目标深度E相关联地保存。该角度θ1也与凹部R的深度E之间具有高度的相关性。在该情况下，在步骤S2中，处理器40从数据表DT4中搜索与所输入的目标深度E对应的角度θ1，并将该角度θ1设定为加工条件MC。

此外，在上述的实施方式中，对处理器40通过将力控制与位置控制一起执行来在刮研加工期间将按压力F控制为预先决定的大小(图13、图20、图23、图25)的情况进行了叙述。然而不限于此，处理器40还能够通过仅执行位置控制来将按压力F控制为预先决定的大小并执行刮研加工。参照图26来对该功能进行说明。

在图26所示的方式中，沿着工件W1的表面Q1设定了示教点TP₁₁、TP₁₂、TP₁₃、TP₁₄、TP₁₅、TP₁₆以及TP₁₇。在此，示教点TP₁₂和示教点TP₁₆配置在机器人坐标系C1中的在z轴方向上与表面Q1相同的位置，示教点TP₁₃、TP₁₄以及TP₁₅配置在机器人坐标系C1中的表面Q1的下方的位置。另外，在这些示教点TP_n(n＝11～17)之中，示教点TP₁₄配置在机器人坐标系C1中的最下侧。

在该方式的情况下，处理器40执行位置控制，使刮削器16按示教点TP₁₁→TP₁₂→TP₁₃→TP₁₄→TP₁₅→TP₁₆→TP₁₇的顺序移动。具体地说，处理器40通过机器人12使刮削器16从示教点TP₁₁向示教点TP₁₂移动。

由此，刮削器16在向沿着工件W的表面Q1的方向(右方)移动的同时、向去向该表面Q1的方向(下方)移动，从而沿着以入射角θ2倾斜的轨迹在示教点TP₁₂处与工件W的表面Q1抵接。在本实施方式中，入射角θ2是通过从示教点TP₁₁到示教点TP₁₂的移动路径MP规定的。

之后，处理器40使机器人12的手前端部28b朝向与示教点TP₁₃和示教点TP₁₄对应的位置进一步向右下方移动，接着，使该手前端部28b朝向与示教点TP₁₅和示教点TP₁₆对应的位置向右上方移动。在此期间，处理器40使刮削器16的前端32a一边以按压力F对工件W的表面Q1进行按压一边向右方移动。

然后，处理器40使刮削器16从示教点TP₁₆朝向示教点TP₁₇移动，由此，刮削器16沿着以相对于表面Q1形成锐角θ3的方式倾斜的轨迹离开该表面Q1。这样，在表面Q1形成具有从示教点TP₁₂到TP₁₆的长度的凹部R。

在此，能够通过适当地选择示教点TP_n的位置，来将执行刮研加工时的按压力F控制为图13所示的随时间变化的特性。作为一例，存储器42预先保存数据表DT5，在该数据表DT5中将示教点TP_n的位置数据(机器人坐标系C1中的坐标)与按压力F的大小(或随时间变化的特性)相互关联地保存。

通过该数据表DT5，能够设定能够将执行刮研加工时的按压力F控制为期望的大小的、示教点TP_n的位置数据。通过按照像这样设定的示教点TP_n执行位置控制，处理器40能够将刮研加工中的按压力F控制为数据表DT5中预先保存的大小(随时间变化的特性)。

此外，在上述的实施方式中，对于对工件W的表面Q执行一次刮研加工的情况进行了叙述。然而，处理器40也可以为了形成排列于工件W的表面Q的多个凹部R而重复执行多次刮研加工。在该情况下，针对形成的多个凹部R中的各个凹部R分别设定图6、图17或图26所示的一组示教点TP_n。

例如，在针对多个凹部R中的各个凹部R设定了图6所示的一组示教点TP_n(n＝1～4)的情况下，在图14所示的流程中，处理器40对于为了形成第一凹部R而设定的第一组示教点TP_n执行第一次的步骤S5，接着，对于为了形成第二凹部R而设定的第二组示教点TP_n执行第二次的步骤S5。如此，处理器40通过对于为了形成第m凹部R而设定的第m组示教点TP_n执行第m次的步骤S5(m＝1、2、3、……)来重复执行刮研加工，从而能够形成多个凹部R。

此外，存储器42也可以预先保存上述的距离x₁或距离z₁与凹部R的深度E的数据表DT6。而且，处理器40也可以在上述的步骤S2中，从数据表DT6中搜索与所输入的目标深度E对应的距离x₁或距离z₁，并将该距离x₁或距离z₁设定为加工条件MC。距离x₁或距离z₁也与形成的凹部R的深度E具有相关性。

在上述的实施方式中，对以使刮削器16的前端32a相对于表面Q1向上方分离的方式设定示教点TP₂的情况进行了叙述。然而不限于此，示教点TP₂也可以配置在机器人坐标系C1中的与表面Q1相同的位置(或下方)。在该情况下，上述的入射角θ2通过从示教点TP₁到示教点TP₂的移动路径MP规定。

力传感器14例如也可以插入在作业室与机器人基座20之间，或者还可以设置于机器人12的任意部位。另外，力传感器14不限于设置在机器人12侧，也可以设置在工件W侧。例如，通过将力传感器14插入于工件W与载置该工件W的载置面之间，能够检测按压力F。另外，力传感器14不限于是六轴力觉传感器，例如也可以是单轴或三轴力传感器，还可以是能够检测按压力F的任意的传感器。

另外，在上述的实施方式中，对工具坐标系C2的原点配置于刮削器16的前端32a的情况进行了叙述。然而不限于此，工具坐标系C2的原点例如也可以配置于手前端部28b(手腕凸缘)的中心，只要工具坐标系C2的原点相对于手前端部28b的位置是已知的，则可以配置于任意的位置。

另外，传感器坐标系C3的原点不限于配置于力传感器14的中心，也可以配置于相对于力传感器14的位置已知的任意的位置，其各轴也可以定义为任意的方向。另外，机器人坐标系C1的原点不限于配置于机器人基座20的中心，也可以配置于相对于机器人12的位置已知的任意的位置，其各轴也可以定义为任意的方向。以上，通过实施方式对本公开进行了说明，但是上述的实施方式不是对权利要求书所涉及的发明进行限定。

附图标记说明

10：机器人系统；12：机器人；14：力传感器；16：刮削器；18：控制装置；40：处理器。

Claims (10)

1.一种机器人系统，进行为了使工件的表面平坦而对该表面进行刮削的刮研加工，所述机器人系统具备：

机器人，其使对所述表面进行刮削的刮削器移动；以及

控制装置，其控制所述机器人，

其中，所述控制装置通过所述机器人使所述刮削器在向沿着所述表面的方向移动的同时、向去向该表面的方向移动，由此使该刮削器沿着以相对于该表面形成锐角的方式倾斜的轨迹与该表面抵接，在所述刮削器抵接于所述表面的期间，所述控制装置在以所述机器人使所述刮削器对所述表面进行按压的按压力为预先决定的大小的方式控制该机器人的位置的同时，通过该机器人使该刮削器向沿着所述表面的方向移动，由此执行所述刮研加工。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中，

还具备力传感器，所述力传感器检测所述按压力，

在所述刮削器抵接于所述表面的期间，所述控制装置通过基于所述力传感器的检测数据执行将所述按压力控制为与所述预先决定的大小对应的目标值的力控制，来控制所述机器人的所述位置。

3.根据权利要求2所述的机器人系统，其中，

所述控制装置生成用于使所述刮削器沿着所述表面向预先决定的多个示教点依次移动的位置控制指令，

所述控制装置在使所述刮削器移动到相对于所述表面分离的第一所述示教点时，开始进行所述力控制并生成用于使该刮削器向去向所述表面的方向移动的力控制指令，

所述控制装置通过在按照所述位置控制指令使所述刮削器从所述第一示教点向第二所述示教点移动的同时、按照所述力控制指令使所述刮削器向去向所述表面的方向移动，来使该刮削器沿着所述倾斜的轨迹与所述表面抵接。

4.根据权利要求3所述的机器人系统，其中，

所述位置控制指令具有用于规定使所述刮削器从所述第一示教点移动至所述第二示教点时的速度的第一速度指令，

所述力控制指令具有用于规定使所述刮削器向去向所述表面的方向移动的速度的第二速度指令，

所述控制装置以使所述锐角在预先决定的范围内的方式生成所述第一速度指令和所述第二速度指令。

5.根据权利要求2～4中的任一项所述的机器人系统，其中，

所述控制装置在执行所述力控制的期间所述按压力达到所述目标值的时间点或达到所述目标值之前，使所述刮削器向离开所述表面的方向移动，来结束所述刮研加工。

6.根据权利要求2～4中的任一项所述的机器人系统，其中，

所述控制装置在通过所述力控制而所述按压力达到所述目标值之后，以使该按压力继续维持为该目标值的方式继续执行所述刮研加工。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的机器人系统，其中，

所述控制装置在执行所述刮研加工时，通过所述机器人使所述刮削器沿着以相对于所述表面形成锐角的方式倾斜的轨迹离开该表面，来结束所述刮研加工。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的机器人系统，其中，

所述刮削器具有：

挠性的柄部，其与所述机器人的手前端部连结；以及

刃部，其固定于所述柄部的前端，用于对所述表面进行刮削，其中，以在执行所述刮研加工的期间在所述刃部被按压到所述表面时所述柄部发生挠曲的方式决定所述按压力的所述大小。

9.一种方法，是使用使对工件的表面进行刮削的刮削器移动的机器人来进行为了使该表面平坦而对该表面进行刮削的刮研加工的方法，在所述方法中，

通过所述机器人使所述刮削器在向沿着所述表面的方向移动的同时、向去向该表面的方向移动，由此使该刮削器沿着以相对于该表面形成锐角的方式倾斜的轨迹与该表面抵接，在所述刮削器抵接于所述表面的期间，在以所述机器人使所述刮削器对所述表面进行按压的按压力为预先决定的大小的方式控制该机器人的位置的同时，通过该机器人使该刮削器向沿着所述表面的方向移动，由此执行所述刮研加工。

10.一种计算机程序，使处理器执行根据权利要求9所述的方法。

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