CN116783038A - 用于决定通过刮研加工应形成的凹部的位置的装置、机器人系统以及方法 - Google Patents

Abstract

有时使机器人重复执行刮研加工以在工件的表面形成多个凹部。寻求更简单地构建能够执行这样的刮研加工的机器人系统的技术。一种装置(60)，用于决定多个凹部的位置，所述多个凹部是通过机器人(12)利用刮削工具对工件的表面进行刮削以使其平坦的刮研加工而应在该表面形成的凹部，所述装置(60)具备：输入受理部(54)，其受理表面的形状信息和该表面上的多个凹部的图案信息的输入；以及位置决定部(56)，其基于输入受理部(54)受理了的形状信息和图案信息，来自动地决定表面上的各个凹部的位置。

Description

用于决定通过刮研加工应形成的凹部的位置的装置、机器人 系统以及方法

技术领域

本公开涉及用于决定通过刮研加工而应在工件的表面形成的凹部的位置的装置、机器人系统以及方法。

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

有时以在工件的表面形成多个凹部的方式使机器人重复执行刮研加工。寻求更简单地构建能够执行这样的刮研加工的机器人系统。

用于解决问题的方案

在本公开的一个方式中，一种装置，用于决定多个凹部的位置，所述多个凹部是通过机器人利用刮削工具对工件的表面进行刮削以使其平坦的刮研加工而应在该表面形成的凹部，所述装置具备：输入受理部，其受理表面的形状信息和该表面上的多个凹部的图案信息的输入；以及位置决定部，其基于输入受理部受理了的形状信息和图案信息，来自动地决定表面上的各个凹部的位置。

在本公开的另一方式中，一种方法，用于决定多个凹部的位置，所述多个凹部是通过机器人利用刮削工具对工件的表面进行刮削以使其平坦的刮研加工而应在该表面形成的凹部，在所述方法中，处理器受理表面的形状信息和该表面上的多个凹部的图案信息的输入，所述处理器基于所受理了的形状信息和图案信息来自动地决定表面上的各个凹部的位置。

发明的效果

根据本公开，能够在工件的表面上自动地决定凹部的位置，因此，能够将刮研加工用的机器人系统的启动所花费的作业简化。

附图说明

图1是一个实施方式所涉及的机器人系统的示意图。

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观察图1所示的刮削工具(scraper)的放大图。

图4示出将图1所示的刮削工具按压于工件的表面的状态。

图5示出针对工件的表面而设定的示教点的一例。

图6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7示出在刮研加工期间刮削工具实际移动的轨迹的一例。

图8示意性地示出刮研加工期间的刮削工具的柄部的状态。

图9示意性地示出通过刮研加工形成的凹部。

图10示意性地示出通过刮研加工形成的凹部。

图11示出工件的表面的形状的一例。

图12示出工件的表面的形状的另一例。

图13示出工件的表面的形状的又一例。

图14示出由花纹信息指定的平移花纹。

图15示出由花纹信息指定的锯齿花纹。

图16是用于说明由角度信息设定的角度的图。

图17是用于说明由偏移信息设定的偏移距离的图。

图18示出多个凹部的位置被决定为平移花纹的例子。

图19示出多个凹部的位置被决定为锯齿花纹的例子。

图20示出多个凹部的位置被决定为以45°的角度倾斜的平移花纹的例子。

图21是在图2所示的机器人系统中示出控制装置18的其它功能的框图。

图22示出用于决定凹部的位置的顺序的一例。

图23是示出图21所示的机器人系统的动作流程的一例的流程图。

图24是示出图21所示的机器人系统的动作流程的另一例的流程图。

图25示出图24中的步骤S27的流程的一例。

图26是用于说明图24中的步骤S21的图。

图27是用于说明在图24所示的流程中决定凹部的位置的方法的图。

图28是用于说明在图24所示的流程中决定凹部的位置的方法的图。

图29是用于说明在图24所示的流程中决定凹部的位置的方法的图。

图30示出在图24所示的流程中决定的凹部的所有位置。

图31示出在图24所示的流程中所决定的凹部的位置中的未被消除的位置。

图32是用于说明位置消除条件的图，示出决定了位置的凹部的虚拟占有区域从工件的表面的端缘突出的状态。

图33示出在工件的表面设定了加工区域的状态。

图34示出在工件的表面设定了非加工区域的状态。

图35示出在刮研加工期间刮削工具实际移动的轨迹的另一例。

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轴正方向提及为右方，将y轴正方向提及为前方，将z轴正方向提及为上方。

首先，参照图1和图2来说明一个实施方式所涉及的机器人系统10。机器人系统10是进行刮研加工的系统，该刮研加工用于对工件W的表面Q进行刮削以使其平坦。刮研加工是指对工件W的表面Q进行刮削以使形成在该表面Q的微小凹凸的、该工件W的厚度方向上的尺寸为预先确定的范围内(例如，μm级)的加工。该微小凹凸作为用于在该表面Q积存润滑油的、所谓的“油积存部”发挥功能，该表面Q被用作滑动面。

例如，刮研加工包括用于使在由铣削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、刮削工具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，该机器人12具有机器人基座20、回转主体22、下臂部24、上臂部26以及手腕部28。机器人基座20被固定在作业室(workcell)的地面上。回转主体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主体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具有手腕基座28a，其以能够转动的方式设置于上臂部26的前端部；以及手腕凸缘28b，其以能够绕手腕轴A1转动的方式设置于该手腕基座28a。

在机器人12的各构成要素(机器人基座20、回转主体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(回转主体22、下臂部24、上臂部26、手腕部28、手腕凸缘28b)绕驱动轴转动。其结果，机器人12能够使刮削工具16移动并将其配置为任意的位置和姿势。

力传感器14用于检测机器人12将刮削工具16按压于工件W的表面的按压力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计的、六轴力觉传感器，该力传感器14被插入于手腕凸缘28b与刮削工具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。

刮削工具16被固定于力传感器14的前端部，用于对工件W的表面进行刮削以进行刮研加工。具体地说，刮削工具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的基端部被固定于力传感器14的前端部。柄部30从力传感器14的前端部起沿着轴线A2呈直线状地延伸。刃部32从其基端32b起沿着轴线A2延伸到前端32a。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)来看的情况下，刃部32的前端32a以随着从其宽度方向两端朝向中央而向外侧鼓出的方式弯曲。刮削工具16将该刃部32的前端32a推压于工件W的表面Q并通过该前端32a对该表面Q进行刮削。

控制装置18控制机器人12的动作。如图2所示，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具有CPU或GPU等，该处理器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以能够进行通信的方式连接，该处理器40在与这些组件进行通信的同时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在处理器40执行的运算处理中利用的各种数据、以及在运算处理的中途生成的各种数据。I/O接口44例如具有Ethernet(注册商标)端口、USB端口、光纤连接器、或HDMI(注册商标)端子，该I/O接口44在来自处理器40的指令下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，力传感器14及机器人12的各伺服马达34与I/O接口44以能够通信的方式连接。

输入装置46具有键盘、鼠标或触摸面板等，能够由操作员进行数据输入。显示装置48具有液晶显示器或有机EL显示器等，该显示装置48在来自处理器40的指令下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既可以一体地组装于控制装置18的壳体，或者也可以与控制装置18的壳体分开地外置于该壳体。

如图1所示，针对机器人12设定了机器人坐标系C1。机器人坐标系C1是用于控制机器人12的各可动要素的动作的坐标系，该机器人坐标系C1相对于机器人基座20而被固定。在本实施方式中，针对机器人12设定机器人坐标系C1，以使其原点配置于机器人基座20的中心，且其z轴与回转主体22的回旋轴一致。

另一方面，针对刮削工具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中的刮削工具16(或手腕凸缘28b)的位置和姿势的坐标系。在本实施方式中，针对刮削工具16设定工具坐标系C2，以使其原点(所谓的TCP)配置于柄部30没有弯曲的状态下的刃部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。

在使刮削工具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，以使刮削工具16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(位置指令、速度指令、转矩指令等)。

这样，处理器40将刮削工具16定位为机器人坐标系C1中的任意的位置和姿势，由此执行刮研加工。像这样，在本实施方式中，处理器40作为控制机器人12的动作以执行刮研加工的机器人控制部52(图2)发挥功能。

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，针对力传感器14设定传感器坐标系C3，以使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)。

在图4中示出机器人12将刮削工具16的刃部32的前端32a与工件W的表面Q抵接的状态。在机器人12以按压力F将刮削工具16的前端32a沿与表面Q正交的方向向该表面Q进行按压的情况下，该按压力F的反作用力F’从该表面Q经由刮削工具16施加到力传感器14。

力传感器14的各个应变计向控制装置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、传感器坐标系C3的x轴、y轴及z轴的方向上的力f以及绕x轴、绕y轴及绕z轴的方向上的转矩τ。处理器40基于力f及转矩τ以及此时的刮削工具16的状态数据CD，来运算沿与表面Q正交的方向作用于刃部32的前端32a的反作用力F’的大小。

状态数据CD例如包含轴线A2与表面Q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)的位置和姿势的位置数据、以及柄部30的弯曲数据(例如柄部30的弯曲量或弹性模量)中的至少一者。像这样，力传感器14检测反作用力F’来作为按压力F，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5～图7来说明机器人12执行的刮研加工。如图5所示，沿着定位于机器人坐标系C1的已知的位置处的工件W的表面Q设定多个示教点TP₁、TP₂以及TP₃，所述多个示教点TP₁、TP₂以及TP₃应定位刮削工具16的前端32a(也就是TCP)以执行刮研加工。

在本实施方式中，示教点TP₂设定于沿比示教点TP₁靠右方离开的位置，示教点TP₃设定于向示教点TP₂的右上方离开的位置。此外，示教点TP₁和TP₂的机器人坐标系C1的z轴方向上的位置彼此大致相同。这些示教点TP_n(n＝1、2、3)被表示为机器人坐标系C1的坐标。

在进行刮研加工时，处理器40开始进行位置控制，来生成用于利用机器人12使刮削工具16移动到示教点TP_n的位置控制指令PC_n。处理器40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，由此将刮削工具16按示教点TP₁→TP₂→TP₃的顺序进行定位。通过该位置控制，处理器40使刮削工具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W的表面Q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具有用于对使刮削工具16(也就是机器人12的手腕凸缘28b)移动到示教点TP_n时的速度V_{P_n}进行规定的速度指令PC_{V_n}。

在位置控制开始之后，处理器40按照位置控制指令PC₁使机器人12进行动作，来使刮削工具16向示教点TP₁移动。在刮削工具16的前端32a配置于示教点TP₁时，如图6所示，该前端32a从表面Q向上方离开。

当刮削工具16到达示教点TP₁时，处理器40开始进行力控制。在力控制开始之后，处理器40以基于力传感器14的检测数据来将按压力F控制为目标值F_T的方式控制机器人12的手腕凸缘28b(或TCP)的位置，所述按压力F是机器人12将刮削工具16按压于工件W的表面Q的力。

具体地说，处理器40在力控制中生成力控制指令FC，该力控制指令FC用于控制机器人12的手腕凸缘28b(TCP)的位置以将基于力传感器14的检测数据而获取到的按压力F(具体地说是反作用力F’)控制为目标值F_T。然后，处理器40将该力控制指令FC加入到位置控制指令PC_n中，来使机器人12的伺服马达34进行动作。

由此，处理器40按照位置控制指令PC_n使刮削工具16(或手腕凸缘28b)在移动路径MP的方向MD上移动，并且按照力控制指令FC使刮削工具16在相对于工件W的表面Q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具有速度指令FC_V，该速度指令FC_V用于规定使刮削工具16在机器人坐标系C1的z轴方向上移动的速度。

在刮削工具16到达示教点TP₁时，处理器40生成速度指令PC_{V_2}作为用于使刮削工具16向示教点TP₂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。在图6中示意性地示出在刮削工具16到达示教点TP₁时处理器40生成的速度指令PC_{V_2}和速度指令FC_{V_0}。

在刮削工具16到达示教点TP₁之后，处理器40按照速度指令PC_{V_2}使机器人12进行动作，来使刮削工具16朝向示教点TP₂以与速度指令PC_{V_2}对应的(具体地说为一致)速度V_{P_2}在方向MD上移动。

与此同时，处理器40生成速度指令FC_{V_0}以将按压力F控制为目标值F_T，并将该速度指令FC_{V_0}加入到针对伺服马达34的速度指令PC_{V_2}中，由此使刮削工具16沿朝向表面Q的方向(即下方)以与该速度指令FC_{V_0}对应的(具体地说为一致)速度V_{F_0}移动。其结果，机器人12使刮削工具16在通过了示教点TP₁之后在图6中的方向MD’上移动。

在图7中用实线示出在刮研加工中刮削工具16(具体地说为前端32a)实际前进的轨迹TR。刮削工具16在通过了示教点TP₁之后沿着以相对于表面Q形成角度θ2的方式倾斜的轨迹TR朝向表面Q移动，并在位置P1抵接于该表面Q。

在此，当将图7中的示教点TP₁与位置P1之间的、机器人坐标系C1的x轴及z轴方向上的距离分别设为距离x1及z1时，该距离x1及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，角度θ2、距离x1及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)

因此，当假设作为刮研加工的加工条件MC而设定为x1＝10[mm]、z1＝5[mm]时，能够根据式(2)而决定为角度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100[mm/sec]的情况下，能够根据式(1)将速度V_{F_0}(即速度指令FC_{V_0})决定为50[mm/sec]。

在刮削工具16抵接于表面Q的期间，处理器40按照位置控制指令PC₂使刮削工具16沿方向MD(即右方)移动，并且生成速度指令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。

根据该速度指令FC_{V_1}使机器人12的手腕凸缘28b的位置在机器人坐标系C1的z轴方向上以与速度指令FC_{V_1}对应的(具体地说为一致)速度V_{F_1}进行位移。在此，在刮削工具16抵接于表面Q的期间生成的速度指令FC_{V_1}(即速度V_{F_1})的最大值能够设定得比在刮削工具16抵接于表面Q之前生成的速度指令FC_{V_0}(即速度V_{F_0})大。

这样，使刮削工具16一边以与目标值F_T对应的大小的按压力F进行按压一边沿着表面Q向右方移动，由此，执行利用刮削工具16的前端32a对表面Q进行刮削的刮研加工。在图8中示出刮研加工期间的刮削工具16的状态。如图8所示，在刮研加工期间，机器人12使刮削工具16的前端32a以按压力F对表面Q进行按压，由此，刮削工具16的柄部30以向下方鼓出的方式弯曲而挠曲。换言之，力控制的目标值F_T被设定为能够在刮研加工期间使柄部30挠曲的值。

再次参照图7，当刮削工具16(或手腕凸缘28b)到达与示教点TP₂对应的位置时，处理器40结束力控制，另一方面，处理器40生成用于使刮削工具16向示教点TP₃移动的位置控制指令PC₃。处理器40按照位置控制指令PC₃使机器人12进行动作，由此使刮削工具16朝向示教点TP₃向右上方移动。

其结果，刮削工具16沿以相对于工件W的表面Q形成角度θ3的方式倾斜的轨迹TR向右上方移动，该刮削工具16的前端32a在位置P2处与表面Q分离。这样，利用刮削工具16在距离x2的整个范围内将表面Q从位置P1刮削到位置P2，刮研加工结束。此外，在本实施方式中，设为机器人坐标系C1的x轴方向上的位置P2的坐标与示教点TP₂大致相同。之后，刮削工具16到达示教点TP₃。

在此，当将图7中的示教点TP₂(或位置P2)与示教点TP₃之间的、机器人坐标系C1的x轴方向上的距离设为距离x3、并将位置P2与示教点TP₃之间的、机器人坐标系C1的z轴方向上的距离设为距离z2时，在本实施方式中，距离x3和z2满足下面的式(3)。

θ3＝tan^-1(z2/x3)…(3)

如图9和图10所示，通过这样执行的刮研加工，来在表面Q以从位置P1到位置P2为止向右方延伸的方式形成呈弯曲状凹陷的凹部R。在图9和图10所示的例子中，凹部R具有机器人坐标系C1的x轴方向上的长度x2、y轴方向上的宽度y1以及z轴方向上的深度z3。

此外，在图9中，为了容易理解，放大地图示出凹部R的深度z3，但要理解的是，实际的凹部R的深度z3为约10μm以下。另外，如图10所示，在凹部R中，将位置P1与位置P2连结的线的中点P3被确定。位置P1、位置P2以及中点P3各自为机器人坐标系C1中的表示凹部R的位置的基准点RP。

处理器40通过重复执行上述那样的刮研加工，从而在工件W的表面Q形成多个凹部R。在此，在本实施方式中，处理器40决定通过刮研加工而应在该表面Q形成的多个凹部R的位置。下面，说明该功能。

首先，处理器40受理表面Q的形状信息SI的输入。作为形状信息SI的输入的一例，操作员操作控制装置18的输入装置46，输入表面Q的各顶点的机器人坐标系C1的坐标P(x，y，z)以及用于指定该表面Q的形状(四边形、八边形、梯形等)的信息SI_D作为形状信息SI。

在图11中示出工件W的表面Q的一例。在图11所示的例子的情况下，操作员操作输入装置46，输入矩形的表面Q的各顶点P11、P12、P13及P14的、机器人坐标系C1中的坐标P11(x₁₁，y₁₁，z₁₁)、P12(x₁₂，y₁₂，z₁₂)、P13(x₁₃，y₁₃，z₁₃)及P14(x₁₄，y₁₄，z₁₄)作为形状信息SI。

另外，操作员操作输入装置46，输入用于使处理器40识别各顶点P11、P12、P13及P14的顺序作为用于指定表面Q的形状的信息SI_D。在图11所示的例子的情况下，操作员向处理器40输入顶点P11→P12→P13→P14→P11的顺序，以使处理器40按该顺序进行识别。于是，处理器40在机器人坐标系C1中按顶点P11→P12→P13→P14的顺序描绘虚拟线，由此识别矩形的表面Q的形状。

作为替代，操作员也可以输入用于指定设为形状识别的起点的顶点的信息以及用于指定识别其它顶点的方向的信息作为用于指定形状的信息SI_D。例如，在图11所示的例子的情况下，设为：操作员输入了用于按照从上方观察的“顺时针方向”以顶点P11为起点依次识别其它顶点P12、P13及P14的信息。

在该情况下，处理器40能够通过以顶点P11为起点按顶点P11→P12→P13→P14→P11的顺序描绘虚拟线，来识别矩形的表面Q的形状。此外，作为用于指定识别其它顶点的方向的信息，也可以指定“逆时针方向”。在该情况下，处理器40以顶点P11为起点，按顶点P11→P14→P13→P12→P11的顺序识别各顶点。

在图12所示的例子中，操作员输入顶点P11→P13→P12→P14→P11的顺序作为用于指定表面Q的形状的信息SI_D。于是，如图12所示，处理器40将工件W的表面Q识别为两个三角形的表面Q1及表面Q2。

在图13所示的例子中，操作员输入八边形的表面Q的各顶点P11～P18的机器人坐标系C1中的坐标P11(x₁₁，y₁₁，z₁₁)～P18(x₁₈，y₁₈，z₁₈)，并且输入同于指定顶点P11→P12→P13→P14→P15→P16→P17→P18→P11的顺序的信息SI_D作为形状信息SI。于是，处理器40识别图13所示的八边形的表面Q。这样，操作员通过输入表面Q的形状的各顶点的坐标以及用于指定该形状的信息SI_D作为形状信息SI，从而能够使处理器40识别各种形状的表面Q。

作为形状信息SI的输入的另一例，操作员操作输入装置46，从外部设备(例如，CAD装置或外置存储器)向控制装置18输入工件W的附图数据(CAD数据)，并且输入用于指定模型坐标系C4与机器人坐标系C1之间的位置关系的信息作为形状信息SI，该模型坐标系C4用于规定该附图数据的位置。

作为替代，也可以是，在工件W的附图数据被预先保存于存储器42的情况下，操作员操作输入装置46，输入用于指定保存于存储器42的工件W的附图数据的信息以及用于指定该附图数据的模型坐标系C4与机器人坐标系C1之间的位置关系的信息作为形状信息SI。

作为形状信息SI的输入的又一例，机器人系统10还具备能够拍摄物体的视觉传感器(未图示)，该视觉传感器也可以向控制装置18输入拍摄工件W的表面Q而得到的画像数据作为该表面Q的形状信息SI。具体地说，视觉传感器例如是三维视觉传感器或二维摄像机，该视觉传感器被安装于机器人12中的已知的位置并被该机器人12移动，或者被固定于机器人坐标系C1的已知的位置。处理器40能够从视觉传感器受理形状信息SI(画像数据)的输入，来获取机器人坐标系C1中的表面Q的坐标。

这样，处理器40通过输入装置46(或视觉传感器)来受理形状信息SI的输入。因而，在本实施方式中，处理器40作为用于受理形状信息SI的输入的输入受理部54(图2)发挥功能。处理器40基于所输入的形状信息SI，来获取机器人坐标系C1中的表面Q的位置(也就是顶点和端缘的坐标)。像这样，机器人坐标系C1中的表面Q的位置成为已知。

另外，处理器40受理用于决定将应在表面Q形成的多个凹部R以怎样的方式配置在该表面Q上的图案信息PI的输入。图案信息PI例如具有花纹信息PI1、间距信息PI2、角度信息PI3以及偏移信息PI4。花纹信息PI1是用于指定将多个凹部R在表面Q上沿确定的行方向G及列方向H呈网格状排列配置的花纹的种类的信息。

在图14中作为花纹的一例而示出平移花纹。在图14所示的平移花纹中，多个凹部R沿彼此正交的行方向G及列方向H呈网格状排列。此外，在图14所示的例子中，行方向G被确定为与机器人坐标系C1的x轴方向平行，列方向H被决定为与机器人坐标系C1的y轴方向平行。图14中的凹部R_{k_m}表示第k行且第m列的凹部R。在图14所示的平移花纹中，沿行方向G排列的凹部R的基准点RP(位置P1、位置P2、中点P3)在列方向H上的位置一致，并且沿列方向H排列的凹部R的基准点RP在行方向G上的位置一致。

在图15中作为花纹的另一例而示出锯齿花纹。在图15所示的锯齿花纹中，将多个凹部R沿行方向G和列方向H呈网格状排列配置，但沿列方向H排列的凹部R的基准点RP在行方向G上的位置一致，另一方面，沿行方向G排列的凹部的基准点RP在列方向H上交替地偏移了偏移量Δ。花纹信息PI1用于指定上述的“平移花纹”或“锯齿花纹”那样的花纹的种类。

间距信息PI2是用于在由花纹信息PI1指定的花纹(例如，平移花纹或锯齿花纹)中设定在行方向G上彼此相邻的两个凹部R之间的间距PT_G以及在列方向H上彼此相邻的两个凹部R之间的间距PT_H的信息。

此外，在图15所示的锯齿花纹中，在行方向G上相邻的两个凹部R的基准点RP(例如，中点P3)的偏移量Δ也可以被确定为对列方向H的间距PT_H乘以规定的系数ρ(0≤ρ<1)而得到的值。在图15所示的例子中，为ρ＝0.5(也就是Δ＝PT_H/2)。该系数ρ也可以包含于花纹信息PI1或间距信息PI2。

角度信息PI3是用于设定行方向G或列方向H相对于基准方向的角度θ4的信息。参照图16来说明该角度θ4。在图16所示的例子中，工件W以其长边方向与机器人坐标系C1的x轴方向平行的方式配置于机器人坐标系C1的已知的位置。在该情况下，例如，当设为将基准方向确定为机器人坐标系C1的x轴方向时，在图16所示的例子中，确定为行方向G相对于基准方向(x轴方向)倾斜角度θ4。

在这样确定了行方向G和列方向H的情况下，多个凹部R以图16所示那样沿相对于基准方向(x轴方向)倾斜角度θ4的行方向G和列方向H排列的方式呈网格状配置。角度信息PI3用于设定上述那样的角度θ4。此外，也可以将角度θ4确定为列方向H相对于基准方向(x轴方向)的角度，另外，请理解为也可以将机器人坐标系C1的y轴方向确定为基准方向。

当通过花纹信息PI1、间距信息PI2以及角度信息PI3来决定花纹的种类、间距PT以及角度θ4时，能够唯一地确定表面Q上的多个凹部R(具体地说，基准点RP)的位置关系。即，在将一个凹部R配置于表面Q上的任意位置的情况下，也能够唯一地确定其它凹部R的位置。

偏移信息PI4是用于设定表面Q的端缘O与凹部R之间的偏移距离δ的信息。该偏移距离δ在决定凹部R的位置时表示使该凹部R相对于相邻的表面Q的端缘O偏移的距离。参照图17来说明该偏移距离δ。

在图17所示的例子中，偏移距离δ1表示表面Q的前端缘O2同与该前端缘O2相邻的凹部R的位置P1(或中点P3)之间的距离。另外，偏移距离δ2表示前端缘O2同与该前端缘O2相邻的凹部R的外缘之间的最短距离。

另一方面，偏移距离δ3表示表面Q的左端缘O1同与该左端缘O1相邻的凹部R的中点P3之间的距离。另外，偏移距离δ4表示左端缘O1同与该左端缘O1相邻的凹部R的外缘之间的最短距离(也就是左端缘O1与位置P1之间的距离)。

此外，虽然未图示，但偏移距离δ1也可以规定表面Q的后端缘O3(图11、图13)同与该后端缘O3相邻的凹部R的位置P1(中点P3)之间的距离，偏移距离δ2也可以规定后端缘O3同与该后端缘O3相邻的凹部R的外缘之间的最短距离。另外，偏移距离δ3也可以规定表面Q的右端缘O4(图11、图13)同与该右端缘O4相邻的凹部R的中点P3之间的距离，偏移距离δ4也可以规定右端缘O4同与该右端缘O4相邻的凹部R的外缘(也就是位置P2)或位置P1之间的最短距离。

操作员操作控制装置18的输入装置46来输入花纹信息PI1、间距信息PI2、角度信息PI3以及偏移信息PI4作为图案信息PI。处理器40作为输入受理部54发挥功能，该处理器40通过输入装置46受理图案信息PI的输入。像这样，处理器40获取形状信息SI和图案信息PI。此外，处理器40也可以使显示装置48显示用于输入形状信息SI或图案信息PI的输入画面。

处理器40基于受理来自操作员的输入而得到的形状信息SI和图案信息PI，来自动地决定表面Q上的各个凹部R的位置。下面说明该功能。作为一例，设为输入了图18所示的矩形的工件W的形状信息作为形状信息SI。

在该情况下，处理器40基于受理到的花纹信息PI1、间距信息PI2、角度信息PI3以及偏移信息PI4，来在配置于机器人坐标系C1的已知的位置的表面Q的区域内决定各个凹部R的基准点RP的位置，并获取该基准点RP在机器人坐标系C1中的位置数据(坐标)。

此外，在图18所示的例子中，将决定了基准点RP的凹部R的虚拟占有区域表示为虚线区域R’。图18示出指定平移花纹作为花纹信息PI1且指定θ4＝0°作为角度信息PI3的例子。例如，在图18所示的例子中，设定将凹部R的位置P1决定为基准点RP。

在该情况下，为了决定凹部R的位置P1，例如，处理器40在表面Q上决定最初的位置P1_{_1}。该最初的位置P1_{_1}能够决定为从前端缘O2分离了由偏移信息PI4规定的偏移距离δ1且从左端缘O1分离了偏移距离δ4的位置。

当决定该最初的位置P1_{_1}的位置时，处理器40能够自动地将其它位置P1决定为满足处于表面Q的区域内且从端缘O1、O2、O3及O4分离了由偏移信息PI4确定的偏移距离δ1及δ4以上这一条件的、以平移花纹排列的点。像这样，如图18所示，能够在表面Q上自动地决定多个凹部R的位置P1的位置。

图19示出指定锯齿花纹作为花纹信息PI1且指定θ4＝0°作为角度信息PI3的例子。在图19所示的例子中，处理器40例如将最初的位置P1_{_1}决定为从前端缘O2分离了偏移距离δ1且从左端缘O1分离了偏移距离δ4的位置。当决定最初的位置P1_{_1}时，处理器40能够根据图案信息PI自动地决定其它位置P1。

图20示出指定平移花纹作为花纹信息PI1且指定θ4＝45°作为角度信息PI3的例子。在图20所示的例子中，处理器40例如将最初的位置P1_{_1}决定为从后端缘O3分离了偏移距离δ1且从左端缘O1分离了偏移距离δ4的位置。

当决定最初的位置P1_{_1}时，处理器40能够根据图案信息PI自动地决定其它位置P1_{_1}。这样，在本实施方式中，处理器40作为位置决定部56(图2)发挥功能，该位置决定部56基于受理来自操作员的输入而得到的形状信息SI和图案信息PI来自动地决定表面Q上的各个凹部R的位置。

如以上那样，在本实施方式中，处理器40作为输入受理部54和位置决定部56发挥功能，用于决定机器人12通过刮研加工而应在表面Q形成的多个凹部R的位置(具体地说，位置P1的坐标)。因而，输入受理部54和位置决定部56构成用于决定通过刮研加工而应在表面Q上形成的多个凹部R的位置的装置60(图2)。根据该装置60，能够自动地决定凹部R的位置，因此，能够将机器人系统10的启动所花费的作业简化。

接着，参照图21来说明控制装置18的其它功能。在本实施方式中，处理器40自动地生成形成凹部R时的机器人12的移动路径MP。具体地说，操作员操作控制装置18的输入装置46，输入用于使机器人12执行刮研加工的加工条件MC。

加工条件MC包含凹部R的尺寸信息DI、机器人12移动的刮削工具16的轨迹控制信息TI、以及用于使机器人12执行刮研加工的指令CM。尺寸信息DI例如包含图9和图10所示的长度x2(也就是从位置P1到位置P2为止的距离x2)、宽度y1以及深度z3。

轨迹控制信息TI用于规定在刮研加工中机器人12使刮削工具16移动并与表面Q抵接的角度θ2(图7)、以及刮削工具16从表面Q离开的角度θ3。具体地说，轨迹控制信息TI包含图7所示的距离x1、z1、x3及z2。距离x1及z1如上述的式(2)所示那样规定角度θ2，距离x3及z2如上述的式(3)所示那样规定角度θ3。

另外，针对机器人12的指令CM例如包含上述的位置控制指令PC_n(速度指令PC_{V_n}等)和力控制指令FC(速度指令FC_V等)。处理器40作为输入受理部54发挥功能，用于通过输入装置46受理加工条件MC(尺寸信息DI、轨迹控制信息TI、指令CM)的输入。

接下来，处理器40基于从操作员受理输入而得到的加工条件MC、以及作为位置决定部56发挥功能而决定的1个凹部R的基准点RP(P1、P2或P3)的位置，来自动地生成形成该1个凹部R时的机器人12的移动路径MP。例如，处理器40在作为位置决定部56而决定了凹部R的位置P1的坐标(X1，Y1，Z1)的情况下，根据所决定出的坐标(X1，Y1，Z1)以及作为加工条件MC的尺寸信息DI中所包含的凹部R的长度x2，来求出机器人坐标系C1中的位置P2(图7)的坐标(X1+x2，Y1，Z1)。

然后，处理器40根据位置P1的坐标以及作为加工条件MC的轨迹控制信息TI中所包含的距离x1及z1，来求出机器人坐标系C1中的示教点TP₁的坐标(X1-x1，Y1，Z1+z1)。另外，处理器40根据位置P2的坐标以及轨迹控制信息TI中所包含的距离x3及z2，来求出机器人坐标系C1中的示教点TP₃的坐标(X1+x2+x3，Y1，Z1+z2)。另外，处理器40求出示教点TP₂的坐标作为从位置P2起向上方离开了距离z1的坐标(X1+x2，Y1，Z1+z1)。

这样，处理器40基于所决定出的凹部R的位置、尺寸信息DI(长度x2)以及轨迹控制信息TI(距离x1、z1、x3、z2)，来自动地计算示教点TP_n，其结果，自动地生成由该示教点TP_n规定的移动路径MP。因而，在本实施方式中，处理器40作为自动地生成移动路径MP的路径生成部58(图21)发挥功能。

处理器40针对应形成的多个凹部R中的各凹部R计算示教点TP_n来生成移动路径MP。如以上那样，在本实施方式中，装置60具备输入受理部54、位置决定部56以及路径生成部58。根据该装置60，能够省略针对各个凹部R向机器人12进行示教点TP_n的示教的作业，自动地生成用于执行刮研加工的作业程序PG。因而，能够大幅削减机器人系统10的启动所花费的作业。

此外，加工条件MC也可以还包含用于指定形成多个凹部R的顺序OR的信息。在该情况下，处理器40也可以作为位置决定部56发挥功能，按照顺序OR依次逐一决定多个凹部R的基准点RP的位置。在图22中示出顺序OR的一例。

根据图22所示的例子，处理器40以位置P1_{_1}、位置P1_{_2}、位置P1_{_3}、…位置P1_{_18}、…这一顺序OR来决定位置P1_{_i}。然后，处理器40按照该顺序OR对多个凹部R进行加工。此外，加工条件MC也可以包含用于指定顺序OR1以及顺序OR2的信息，该顺序OR1用于决定凹部R的位置，该顺序OR2用于形成决定了位置的凹部R。

接着，说明在图21所示的机器人系统10中执行刮研加工的方法。处理器40按照保存于存储器42的作业程序PG来使机器人12进行动作。具体地说，作业程序PG包含位置控制程序PG1以及示教点计算程序PG2，该位置控制程序PG1用于使机器人12定位于示教点TP_n，该示教点计算程序PG2用于基于尺寸信息DI和轨迹控制信息TI来计算示教点TP_n。在以下的表1中示意性地示出位置控制程序PG1的一例。

[表1]

1	MOVE[TP1]
		2	MOVE[TP2]
3	MOVE[TP3]

表1

该位置控制程序PG1中的"MOVE[TP1]”是用于使刮削工具16(或TCP)定位于示教点TP₁的命令文。处理器40按照位置控制程序PG1来生成上述的位置控制指令PC_n。另一方面，如上所述，示教点计算程序PG2是用于使处理器40根据基准点RP的位置数据(位置P1的坐标)、尺寸信息DI(长度x2)以及轨迹控制信息TI(距离x1、z1、x3、z2)来自动计算示教点TP_n的计算机程序。

接着，参照图23，来说明机器人系统10执行的刮研加工的动作流程的一例。在处理器40受理了形状信息SI、图案信息PI(花纹信息PI1、间距信息PI2、角度信息PI3、偏移信息PI4)以及加工条件MC(尺寸信息DI、轨迹控制信息TI、指令CM、顺序OR)的输入之后、从操作员、上级控制器或计算机程序(例如，作业程序PG)受理到刮研加工开始指令时开始进行图23所示的流程。

在步骤S1中，处理器40将用于确定要决定的凹部R的位置P1_{_i}的编号“i”设定为“1”。在步骤S2中，处理器40决定第i个凹部R的位置P1_{_i}的位置。例如，在该步骤S2的开始时间点设定为i＝1的情况下，处理器40按照由加工条件MC规定的顺序OR，通过上述的方法来决定第1个凹部R的位置P1_{_1}(图22)的位置。

在步骤S3中，处理器40作为路径生成部58发挥功能，并针对具有第i位置P1_{_i}的凹部R计算示教点TP_n。具体地说，处理器40读出示教点计算程序PG2，将尺寸信息DI(长度x2)及轨迹控制信息TI(距离x1、z1、x3、z2)以及在最近的步骤S2中所决定的位置P1_{_i}的坐标应用于示教点计算程序PG2，由此自动地计算用于形成具有第i位置P1_{_i}的凹部R的示教点TP_n(n＝1，2，3)。这样，自动地生成用于形成具有第i位置P1_{_i}的凹部R的移动路径MP(图5)。

在步骤S4中，处理器40开始机器人12的位置控制。具体地说，处理器40依次读出上述的表1中示出的由位置控制程序PG1规定的命令文，来生成用于使刮削工具16向由该命令文规定的示教点TP_n移动的位置控制指令PC_n。

此时，处理器40将在最近的步骤S3中计算出的示教点TP₁、TP₂及TP₃在机器人坐标系C1的坐标分别应用于位置控制程序PG1中的[TP1]、[TP2]及[TP3]。这样，处理器40按照位置控制程序PG1使机器人12进行动作，开始使刮削工具16按照在最近的步骤S3中计算出的示教点TP₁→TP₂→TP₃的顺序进行定位的位置控制。

在步骤S5中，处理器40判定刮削工具16是否到达示教点TP₁。例如，处理器40基于来自设置于机器人12的各伺服马达34的旋转检测器(编码器、霍尔元件等)的反馈FB，来求出刮削工具16在机器人坐标系C1中的位置，并能够根据所求出的该位置来判定刮削工具16是否到达示教点TP₁。处理器40在判定为刮削工具16到达了示教点TP₁(即，“是”)的情况下进入步骤S6，另一方面，在判定为刮削工具16未到达示教点TP₁(即，“否”)的情况下，循环步骤S5。

在步骤S6中，处理器40开始上述的力控制。其结果，如图7所示，刮削工具16沿着以相对于表面Q形成角度θ2的方式倾斜着的轨迹TR朝向表面Q移动，在位置P1处与该表面Q抵接。在步骤S7中，处理器40基于反馈FB来判定刮削工具16(或手腕凸缘28b)是否到达了与示教点TP₂对应的位置。处理器40在判定为“是”的情况下，进入步骤S8，另一方面，在判定为“否”的情况下，循环步骤S7。

在步骤S8中，处理器40结束力控制。其结果，刮削工具16沿着以相对于工件W的表面Q形成角度θ3的方式倾斜着的轨迹TR向右上方移动，该刮削工具16的前端32a在位置P2处从表面Q离开。在步骤S9中，处理器40基于反馈FB来判定刮削工具16是否到达了示教点TP₃。处理器40在判定为“是”的情况下，进入步骤S10，另一方面，在判定为“否”的情况下，循环步骤S9。

在步骤S10中，处理器40结束位置控制。在步骤S11中，处理器40使用于确定第i个凹部R的位置P1_{_i}的编号“i”递增“1”(i＝i+1)。在步骤S12中，处理器40判定用于确定第i个凹部R的位置P1_{_i}的编号“i”是否为i>i_MAX。

该最大值i_MAX用于规定应在表面Q形成的凹部R的个数(也就是执行刮研加工的次数)，该最大值i_MAX能够包含在作为加工条件MC的顺序OR的信息中。处理器40在判定为i>i_MAX(即，“是”)的情况下，停止机器人12的动作并结束图23所示的流程，另一方面，在判定为i≤i_MAX(即，“否”)的情况下，返回到步骤S2。

像这样，处理器40重复执行步骤S2～S12的循环直到在步骤S12中判定为“是”为止，处理器40按照顺序OR例如图22所示那样依次决定凹部R的位置P1_{_i}，并基于所决定出的凹部R的位置P1_{_i}来控制机器人12的动作，由此在表面Q依次形成多个凹部R。此外，顺序OR不限于图22所示的例子，能够由操作员任意确定。

如以上那样，在本实施方式中，处理器40能够自动地决定凹部R的位置，并且通过自动计算示教点TP_n来自动地制作作业程序PG。因而，能够将制作作业程序PG的作业大幅简化。

另外，在本实施方式中，处理器40每当执行刮研加工时，更新由位置控制程序PG1规定的示教点TP_n(也就是命令文[TP1]、[TP2]以及[TP3])的位置数据。根据该结构，只要在存储器42内设置用于存储示教点TP_n的1个寄存器，并在该1个寄存器中依次更新示教点TP_n即可。因而，不需要将针对所有凹部R的示教点TP_n保存于存储器42，因此能够节约所使用的存储器42的容量。

接着，参照图24来说明图21的机器人系统10执行的刮研加工的动作流程的另一例。在处理器40受理了形状信息SI、图案信息PI(花纹信息PI1、间距信息PI2、角度信息PI3、偏移信息PI4)以及加工条件MC(尺寸信息DI、轨迹控制信息TI、指令CM、顺序OR)的输入之后、从操作员、上级控制器或计算机程序(例如，作业程序PG)受理到刮研加工开始指令时开始进行图24所示的流程。

此外，在本实施方式中，设为操作员输入了图13所示的八边形的表面Q的形状信息SI。在步骤S21中，处理器40作为位置决定部56发挥功能，用于决定最初的凹部R的位置。具体地说，首先，如图26所示，处理器40在机器人坐标系C1中设定起点P21。在此，将表面Q的左端点(在本实施方式中为顶点P11及P18)的x坐标设为X_α并将前端点(在本实施方式中为顶点P12及P13)的y坐标设为Y_α。

在该情况下，处理器40使用由偏移信息PI4规定的偏移距离δ，来将机器人坐标系C1的x-y平面内的起点P21的坐标(X₂₁，Y₂₁)确定为(X₂₁，Y₂₁)＝(X_α+δ4，Y_α-δ1)。因而，起点P21被设定为从顶点P11向右方偏移了偏移距离δ4且从顶点P12向后方偏移了偏移距离δ1的位置。

接下来，处理器40将最初的凹部R的基准点RP的位置决定为起点P21。例如，在将凹部R的位置P1用作基准点RP的情况下，处理器40将最初的凹部R的位置P1_{_1}的坐标(X1_{_1}，Y1_{_1})决定为(X1_{_1}，Y1_{_1})＝(X₂₁，Y₂₁)＝(X_α+δ4，Y_α-δ1)。其结果，如图27所示，最初的位置P1_{_1}被决定为起点P21。处理器40将所决定的位置P1_{_1}的坐标(X1_{_1}，Y1_{_1})存储于存储器42。

在步骤S22中，处理器40判定与最近决定的位置P1_{_i}对应的虚拟占有区域R’的整个区域是否处于表面Q的区域内。在此，虚拟占有区域R’能够根据尺寸信息DI中所包含的凹部R的长度x2及宽度y1来估计。

因而，处理器40能够根据尺寸信息DI(长度x2、宽度y1)和所决定的位置P1_{_i}的坐标来求出与该位置P1_{_i}对应的虚拟占有区域R’在机器人坐标系C1中的位置(坐标)。然后，处理器40能够根据所求出的虚拟占有区域R’的位置和表面Q的形状信息SI来判定该虚拟占有区域R’的至少一部分是否从表面Q的端缘向外侧突出。

处理器40在判定为虚拟占有区域R’的整个区域处于表面Q的区域内(即，“是”)的情况下，进入步骤S27，另一方面，在判定为虚拟占有区域R’的至少一部分向表面Q的区域外突出(即，“否”)的情况下，消除(例如，从存储器42删除)最近决定出的凹部R的位置P1_{_i}，并进入步骤S23。

在步骤S23中，处理器40决定下一列的凹部R的位置。例如，在设为处理器40在该步骤S23稍前执行步骤S21的情况下，处理器40将下一个凹部R的位置P1_{_2}决定为从在稍前的步骤S23中决定出的位置P1_{_1}沿列方向H位移了由间距信息PI2规定的间距PT_H后的位置。

也就是，处理器40将下一个凹部R的位置P1_{_2}的坐标(X1_{_2}，Y1_{_2})决定为(X1_{_2}，Y1_{_2})＝(X1_{_1}，Y1_{_1}-PT_H)＝(X_α+δ4，Y_α-δ1-PT_H)。其结果，如图27所示，第二凹部R的位置P1_{_2}被决定为从第一位置P1_{_1}向后方偏移了距离PT_H后的位置。

处理器40重复执行步骤S23直到在后述的步骤S24中判定为“是”为止，由此，使用第i-1个凹部R的位置P1_{_i-1}的坐标(X1_{_i-1}，Y1_{_i-1})和间距PT_H来将第i个凹部R的位置P1_{_i}的坐标(X1_{_i}，Y1_{_i})决定为(X1_{_i}，Y1_{_i})＝(X1_{_i-1}，Y1_{_i-1}-PT_H)。

像这样，如图27和图28所示，依次决定第一位置P1_{_1}、第二位置P1_{_2}、第三位置P1_{_3}、…第i-1位置P1_{_i-1}以及第i位置P1_{_i}。处理器40将在步骤S23中决定出的位置P1_{_i}的坐标(X1_{_i}，Y1_{_i})存储于存储器42。

在步骤S24中，判定在最近的步骤S23中决定出的第i位置P1_{_i}是否超过y轴方向上的终点P22。在此，将表面Q的后端点(在本实施方式中为顶点P16及P17)的y坐标设为Y_β。在该情况下，终点P22被确定为坐标(X，Y_β)的点(换言之，通过顶点P16及P17的虚拟线上的点)。

在该步骤S24中，处理器40在最近决定出的位置P1_{_i}的y坐标：Y1_{_i}满足Y1_{_i}≤Y_β的情况下，判定为该位置P1_{_i}超过了终点P22(即，“是”)。然后，处理器40消除(例如，从存储器42删除)最近决定出的位置P1_{_i}，并进入步骤S25。

另一方面，处理器40在满足Y1_{_i}>Y_β的情况下判定为“否”，并返回到步骤S22。例如，在图28所示的例子的情况下，位置P1_{_i}处于比终点P22靠后方的位置(Y1_{_i}<Y_β)，因此，处理器40消除位置P1_{_i}并进入步骤S25。

在步骤S25中，处理器40决定下一行的凹部R的位置。例如，在最近的步骤S23中，设为决定了图28所示的第一行后端的位置P1_{_i}。在该情况下，如图27所示，处理器40将第二行的凹部R的位置P1_{_i+1}决定为从第一行前端的位置P1_{_1}起沿行方向G位移了由间距信息PI2规定的间距PT_G后的位置。

也就是，处理器40将第二行的凹部R的位置P1_{_i+1}的坐标(X1_{_i+1}，Y1_{_i+1})决定为(X1_{_i+1}，Y1_{_i+1})＝(X1_{_1}+PT_G，Y1_{_1})。其结果，如图27所示，第i+1个凹部R的位置P1_{_i+1}被决定为向第一位置P1_{_1}的右方偏移了距离PT_G后的位置。处理器40将在步骤S25中决定出的位置P1_{_i+1}存储于存储器42。

在步骤S26中，处理器40判定在最近的步骤S25中决定出的第i位置P1_{_i}是否超过x轴方向上的终点P23。在图29中示出终点P23的例子。在此，将表面Q的右端点(在本实施方式中为顶点P14及P15)的x坐标设为X_β。在该情况下，终点P23被确定为坐标(X_β，Y)的点(换言之，通过顶点P14及P15的虚拟线上的点)。

在该步骤S26中，处理器40在最近决定出的位置P1_{_i}的x坐标：X1_{_i}满足X1_{_i}≥X_β的情况下，判定为该位置P1_{_i}超过了终点P23(即，“是”)。然后，处理器40消除(例如，从存储器42删除)最近决定出的位置P1_{_i}，并结束图24所示的流程。

另一方面，处理器40在满足X1_{_i}<X_β的情况下判定为“否”，并进入步骤S22。例如，在图29所示的例子的情况下，位置P1_{_i}处于比终点P23靠右方的位置(X1_{_i}>X_β)，因此，处理器40消除位置P1_{_i}，并结束图24所示的流程。

在步骤S22中判定为“是”的情况下，在步骤S27中，处理器40基于最近决定出的位置P1_{_i}来执行刮研加工。在图25中示出该步骤S27。此外，在图25所示的流程中，对与图23同样的工艺赋予相同的步骤编号，并省略重复的说明。

在步骤S27开始后，在步骤S3中，处理器40基于受理输入而得到的加工条件MC以及最近决定出的位置P1_{_i}来计算示教点TP_n，并基于该示教点TP_n来执行步骤S4～S10，由此通过刮研加工来形成从位置P1_{_i}延伸距离x2到位置P2_{_i}为止的凹部R。

如以上那样，处理器40通过执行步骤S21、S23及S25，来决定与图30所示的虚拟区域R’对应的位置P1_{_i}，来消除所决定出的位置P1_{_i}中的、在步骤S22中判定为“否”的位置P1_{_i}，由此，其结果，针对与图31所示的虚拟区域R’对应的位置P1_{_i}执行步骤S27。

在本实施方式中，上述的起点P21(图27)配置为从顶点P11及P12分别偏移了偏移距离δ4及δ1，因此，以使第一行的凹部R的位置P1_{_i}从端缘O1向右方偏移了偏移距离δ4、使第一列的凹部R的位置P1_{_i}从端缘O2向后方偏移了偏移距离δ1的方式决定这些凹部R的位置。根据本实施方式，处理器40能够自动地决定凹部R的位置，并且通过自动计算示教点TP_n来自动地制作作业程序PG。

此外，要理解的是，通过图24所示的流程，能够决定呈图15所示那样的锯齿花纹排列的凹部R的位置。另外，在图24所示的流程中，处理器40也可以在步骤S23中决定下一行的凹部R的位置P1_{_i}，在步骤S25中决定下一列的凹部R的位置P1_{_i}。在该情况下，处理器40沿行方向G依次决定凹部R的位置P1_{_i}，在所决定出的位置P1_{_i}超过了终点P23时，决定下一列的第一行的凹部R的位置P1_{_i}。

另外，在图23或图25所示的流程中，处理器40也可以省略步骤S8，在步骤S10中结束位置控制和力控制。即，在该情况下，处理器40并行地执行位置控制和力控制直到在步骤S9中判定为“是”为止。

此外，图案信息PI也可以还包含位置消除条件CC，该位置消除条件CC用于确定在处理器40决定了位置的凹部R的虚拟占有区域R’的一部分从表面Q的端缘O向外侧突出的情况下是否消除所决定出的该位置。参照图32来说明该位置消除条件CC。在图32所示的例子中，在处理器40决定了第六位置P1_{_6}时，与该位置P1_{_6}对应的虚拟占有区域R’的一部分的区域J从工件W的后端缘O3向后方突出。

如上述的步骤S22那样，处理器40能够根据尺寸信息DI(长度x2、宽度y1)和所决定出的位置P1_{_6}的坐标，来求出与位置P1_{_6}对应的虚拟占有区域R’在机器人坐标系C1中的位置(坐标)，并根据虚拟占有区域R’的该位置和表面Q的形状信息SI，来判定与该位置P1_{_6}对应的虚拟占有区域R’的一部分是否从表面Q的端缘O1、O2、O3或O4向外侧突出。

位置消除条件CC用于确定在与所决定出的位置P1_{_i}对应的虚拟占有区域R’的一部分从表面Q的端缘O1、O2、O3或O4向外侧突出的情况下是否消除所决定出的位置P1_{_i}。例如，在作为位置消除条件CC而确定了在虚拟占有区域R’从表面Q的端缘O1、O2、O3或O4突出的情况下消除位置P1_{_i}这一条件的情况下，处理器40与在上述的步骤S22中判定为“否”的情况同样地、消除所决定出的位置P1_{_i}，并决定下一个位置P1_{_i+1}。也就是，在图32所示的例子中，处理器40消除第六位置P1_{_6}。在该情况下，处理器40不执行用于形成具有第六位置P1_{_i}的凹部R的刮研加工。

相反，在作为位置消除条件CC而确定了在虚拟占有区域R’从表面Q的端缘O1、O2、O3或O4突出的情况下不消除位置P1_{_i}这一条件的情况下，处理器40将所决定出的位置P1_{_i}的位置数据保持于存储器42，并执行用于形成具有该位置P1_{_i}的凹部R的刮研加工。

在此，在通过刮研加工形成了具有图32中的位置P1_{_6}的凹部R的情况下，在刮研加工期间在刮削工具16的前端32a所抵接的表面Q的后端缘O3产生应力集中，凹部R的深度z3有可能会在该后端缘O3的位置过大。为了避免这样的情况，操作员通过以消除位置P1_{_6}的方式确定位置消除条件CC，从而能够避免在后端缘O3处形成深度z3过大的凹部R。

另一方面，在将所形成的凹部R的位置P1与位置P2连结的线L(也就是，与表面Q抵接的期间的前端32a的轨迹TR)与表面Q的端缘O1、O2、O3或O4大致正交的情况下，在通过刮研加工形成了该凹部R的情况下，在端缘O1、O2、O3或O4产生的应力集中能够被缓和。例如，在图29的例子的情况下，将位置P1与位置P2连结的线L与表面Q的端缘O4大致正交。

在这样的情况下，即使形成该凹部R，深度z3也有可能不会过大，因此，能够不需要消除所决定出的位置P1_{_i}。因此，操作员能够允许通过在线L与端缘O1、O2、O3或O4大致正交的情况下以不消除所决定的位置P1_{_i}的方式决定位置消除条件CC来形成凹部R。

在该情况下，处理器40在决定位置P1_{_i}时，判定将该位置P1_{_i}与位置P2_{_i}连结的线L是否与端缘O1、O2、O3或O4正交。此外，位置消除条件CC也可以被确定为仅在将位置P1与位置P2连结的线L不与端缘O1、O2、O3或O4正交的情况下消除所决定出的凹部R的位置P1_{_i}这一条件。

这样，根据本实施方式，操作员通过输入装置46输入位置消除条件CC，由此，在与位置决定部56所决定出的位置P1_{_i}对应的虚拟占有区域R’的一部分从端缘O向外侧突出的情况下，能够任意选择消除该位置P1_{_i}而不执行刮研加工或者保持位置P1_{_i}执行刮研加工。

此外，位置消除条件CC也可以被确定为在与所决定出的位置P1_{_i}对应的虚拟占有区域R’从工件W的端缘O向外侧突出的突出量PA超过了规定的阈值PA_th的情况下消除所决定出的位置P1_{_i}这一条件。例如，在图32所示的例子中，突出量PA也可以被确定为区域J从后端缘O3向前方突出的距离y2。

作为替代，突出量PA也可以被确定为区域J的体积或者机器人坐标系C1的x-y平面内的区域J的面积。处理器40在决定出位置P1_{_i}时根据虚拟占有区域R’在机器人坐标系C1中的位置和表面Q的形状信息SI来计算突出量PA，并判定该突出量PA是否超过阈值PA_th(PA≥PA_th)。处理器40按照位置消除条件CC仅在突出量PA超过了阈值PA_th的情况下消除所决定出的位置P1_{_i}。

此外，图案信息PI也可以还包含加工区域设定信息MI和非加工区域设定信息NI中的至少一方，该加工区域设定信息MI用于在表面Q设定应执行刮研加工的加工区域ME，该非加工区域设定信息NI用于在表面Q设定不执行刮研加工的非加工区域NE。下面，参照图33和图34来说明加工区域ME和非加工区域NE。

在图33所示的例子中，在表面Q的中央区域设定有加工区域ME。该加工区域ME是执行刮研加工而应形成凹部R的表面Q的区域。加工区域设定信息MI包含用于设定加工区域ME的机器人坐标系C1的位置(坐标)的信息。

另一方面，在图34所示的例子中，在表面Q的中央区域设定有非加工区域NE。该非加工区域NE是应避免通过刮研加工形成凹部R的表面Q的区域。非加工区域设定信息NI包含用于设定非加工区域NE的机器人坐标系C1的位置(坐标)的信息。

操作员输入加工区域设定信息MI或非加工区域设定信息NI作为图案信息PI。例如，如图33和图34所示，操作员输入用于划分加工区域ME或非加工区域NE的多边形的各顶点P31、P32、P33及P34在机器人坐标系C1中的坐标以及用于指定该多边形的形状的信息SI_D’作为加工区域设定信息MI或非加工区域设定信息NI。

与上述的信息SI_D同样，用于指定形状的信息SI_D’例如包含用于识别顶点31、P32、P33及P34的顺序(例如，“顺时针方向”或“逆时针方向”)。作为替代，在加工区域ME或非加工区域NE为圆形的情况下，操作员也可以输入圆的中心点的坐标和直径作为加工区域设定信息MI或非加工区域设定信息NI。

处理器40参照加工区域设定信息MI而在机器人坐标系C1中设定加工区域ME，并作为位置决定部56发挥功能，在所设定出的加工区域ME内决定凹部R的位置(基准点RP的位置)。其结果，如图33所示，在加工区域ME内决定凹部R的位置。

或者，处理器40参照非加工区域设定信息NI而在机器人坐标系C1中设定非加工区域NE，并作为位置决定部56发挥功能，以避免所设定的非加工区域NE的方式决定凹部R的位置(例如，位置P1)。其结果，如图34所示，在表面Q上的、除非加工区域NE以外的区域内决定凹部R的位置。例如，操作员能够根据非加工区域设定信息NI来设定形成于表面Q的孔、槽或凸部等作为非加工区域NE，从而任意地避免对表面Q上的孔、槽或凸部执行刮研加工。

此外，上述的偏移信息PI4也可以还包含用于设定加工区域NE或非加工区域NE的边界线与凹部R之间的偏移距离δ的信息。在该情况下，处理器40将凹部R的位置决定为从加工区域NE或非加工区域NE的边界线分离了偏移距离δ后的位置。

另外，处理器40也可以在受理了凹部R的长度x2和宽度y1的输入作为加工条件MC的尺寸信息DI并且受理了偏移距离δ2及δ4(图17)的输入作为偏移信息PI4的情况下，将凹部R的位置决定为相对应的虚拟占有区域R’与端缘O之间的距离为偏移距离δ2或δ4以上。如上所述，虚拟占有区域R’能够根据长度x2和宽度y1来估计。

处理器40也可以根据从操作员受理输入而得到的加工条件MC中的一部分的参数，来自动地决定加工条件MC中的其它参数。例如，设为操作员将作为加工条件MC的尺寸信息DI设为x1＝10[mm]及z1＝5[mm]并将作为加工条件MC的指令CM设为速度指令PC_{V_2}(速度V_{P_2})＝100[mm/sec]来输入。在该情况下，处理器40能够根据加工条件MC的输入数据和上述的式(1)及(2)，来自动地将作为加工条件MC的速度指令FC_V_0(速度V_{F_0})决定为FC_{V_0}＝50[mm/sec]。

上述的加工条件MC也可以还包含按压力F的目标值F_T。另外，也可以是，关于加工条件MC，将尺寸信息DI(长度x2、宽度y1及深度z3)、轨迹控制信息TI(距离x1、z1、x3及z2)、指令CM(位置控制指令PC_n及力控制指令FC)以及力控制的目标值F_T中的至少两者彼此相关联地保存的数据表DT1被存储于存储器42。作为一例，设为操作员输入了深度z3作为加工条件MC的尺寸信息DI。在该情况下，处理器40也可以从数据表DT1检索并自动地设定与所输入的深度z3对应的目标值F_T。

此外，在上述的实施方式中，叙述了如图7所示那样在刮研加工结束时刮削工具16的前端32a到达示教点TP₃、另外机器人坐标系C1中的位置P2与示教点TP₂的x坐标大致相同的情况。然而，实际上，有时在刮研加工结束时刮削工具16的前端32a从示教点TP₃(例如，向下方)偏移，另外，有时位置P2从示教点TP₂(例如，向右方)偏移。在图35中示出这样的例子。

在图35所示的例子中，在刮研加工期间的刮削工具16的实际的轨迹TR上，在位置P2从示教点TP₂向右方偏移并且刮削工具16到达与示教点TP₃对应的位置时，该刮削工具16的前端32a配置于从示教点TP₃向下方偏移的轨迹终点P4。

在该轨迹TR上，位置P1与示教点TP₂之间的、机器人坐标系C1的x轴方向上的距离x2’小于所形成的凹部R的长度x2。该距离x2’为与长度x2具有高度相关性的参数，能够包含在尺寸信息DI中。另外，位置P2与轨迹终点P4(或示教点TP₃)之间的、机器人坐标系C1的x轴方向上的距离x3’小于示教点TP₂与示教点TP₃之间的距离x3。

另外，位置P2与轨迹终点P4之间的、机器人坐标系C1的z轴方向上的距离z2’小于位置P2与示教点TP₃之间的距离z2。作为轨迹控制信息TI的距离x3及z2是与实际的轨迹TR的距离x3’及z2’具有高度相关性的参数，距离x3’及z2’能够与距离x3及z2一起包含于轨迹控制信息TI中。

例如在图23或图25所示的流程中，能够在处理器40省略步骤S8并在步骤S10中结束位置控制和力控制的情况下形成图35所示的轨迹TR。在这样的情况下，操作员操作输入装置46，输入距离x2’以及凹部R的长度x2、宽度y1及深度z3作为尺寸信息DI，输入距离x3及z2作为轨迹控制信息TI。

然后，处理器40在上述的步骤S2、S21、S23或S25中决定凹部R的位置P1的坐标(X1，Y1，Z1)的情况下，在上述的步骤S3中，按照示教点计算程序PG2，求出示教点TP₂的坐标为坐标(X1+x2’，Y1，Z1+z1)，并且求出示教点TP₃的坐标为坐标(X1+x2’+x3，Y1，Z1+z2)。像这样，处理器40能够基于尺寸信息DI和轨迹控制信息TI，来自动地计算用于规定移动路径MP的示教点TP_n。

此外，在图35所示的例子中，将凹部R的长度x2与距离x2’、x3及z2(或表示示教点TP_n相对于凹部R的基准点RP的位置的示教点位置数据)彼此相关联地保存的数据表DT2也可以被存储于存储器42。

在该情况下，也可以是，操作员输入凹部R的长度x2作为尺寸信息DI，处理器40从数据表DT2检索与所输入的长度x2对应的距离x2’、x3及z2(或示教点位置数据)，并根据该距离x2’、x3及z2(或示教点位置数据)以及作为位置决定部56发挥功能而决定出的凹部R的位置(位置P1)，来自动地计算示教点TP_n在机器人坐标系C1中的位置。例如，通过实验的方法或模拟以规定的加工条件MC和示教点TP_n来试行刮研加工，由此能够制作该数据表DT2。

作为替代，将长度x2、距离x3’及z2’与距离x2’、x3及z2(或示教点位置数据)彼此相关联地保存的数据表DT2’也可以被存储于存储器42。在该情况下，操作员也可以输入凹部R的长度x2作为尺寸信息DI，输入作为轨迹控制信息TI的距离x3’及z2’。

然后，处理器40也可以从数据表DT2’检索与所输入的长度x2、x3’及z2’对应的距离x2’、x3及z2(或示教点位置数据)，并根据该距离x2’、x3及z2(或示教点位置数据)以及作为位置决定部56发挥功能而决定的凹部R的位置(位置P1)，来自动地计算示教点TP_n在机器人坐标系C1中的位置。

此外，行方向G和列方向H不限于图示的例子，也可以相对于表面Q确定为任意方向。另外，在图23和图24所示的流程中叙述了每当执行刮研加工时更新示教点TP_n的情况。然而，不限于此，处理器40也可以在执行刮研加工之前，决定所有凹部R的位置，并针对决定了位置的所有凹部R计算示教点TP_n的位置。然后，处理器40也可以在将所有凹部R的位置以及针对所有凹部R计算出的示教点TP_n存储于存储器42后，开始刮研加工。

另外，能够由花纹信息PI1指定的花纹不限于上述的平移花纹和锯齿花纹，例如，也可以具有在1个凹部R上呈X字状重合其它凹部R的X字花纹、或者使用随机数表等在表面Q随机配置凹部R的随机花纹等、其它任意花纹。

另外，在上述的实施方式中叙述了将表示凹部R的位置的基准点RP设为位置P1的情况。然而，不限于此，例如也可以使用位置P2或中点P3作为基准点，或者也可以使用相对于凹部R的位置为已知的任意点。

另外，在上述的实施方式中，叙述了处理器40将凹部R的位置决定为机器人坐标系C1的坐标的情况。然而，不限于此，处理器40例如也可以决定为针对工件W设定的工件坐标系、用于规定作业室的三维空间的世界坐标系、或操作员任意设定的用户坐标系等、其它任意坐标系的坐标。以上，通过实施方式说明了本公开，但上述的实施方式不限定权利要求书所涉及的发明。

附图标记说明

10：机器人系统；12：机器人；16：刮削工具；18：控制装置；40：处理器；52：机器人控制部；54：输入受理部；56：位置决定部；58：路径生成部；60：装置。

Claims (10)

1.一种装置，用于决定多个凹部的位置，所述多个凹部是通过机器人利用刮削工具对工件的表面进行刮削以使其平坦的刮研加工而应在该表面形成的凹部，所述装置具备：

输入受理部，其受理所述表面的形状信息和该表面上的所述多个凹部的图案信息的输入；以及

位置决定部，其基于所述输入受理部受理了的所述形状信息和所述图案信息，来自动地决定所述表面上的各个所述凹部的所述位置。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述图案信息包含花纹信息以及间距信息，

所述花纹信息用于指定将所述多个凹部在所述表面上沿确定的行方向及列方向呈网格状排列配置的花纹的种类，

所述间距信息用于设定在所述行方向或所述列方向上彼此相邻的2个所述凹部之间的间距。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，

所述图案信息还包含角度信息，所述角度信息用于设定所述行方向或所述列方向相对于针对所述表面确定的基准方向的角度。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的装置，其中，

所述图案信息还包含位置消除条件，所述位置消除条件用于确定在所述位置决定部决定了所述位置的所述凹部的虚拟占有区域的一部分从所述表面的端缘向外侧突出的情况下是否消除所决定出的该位置。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的装置，其中，

所述图案信息还包含偏移信息，所述偏移信息用于设定所述凹部相对于所述表面的端缘的偏移距离，

所述位置决定部以使所述凹部相对于所述端缘偏移所述偏移距离的方式决定所述位置。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的装置，其中，

所述图案信息还包含加工区域设定信息或非加工区域设定信息，

所述加工区域设定信息用于在所述表面设定应执行所述刮研加工的加工区域，

所述非加工区域设定信息用于在所述表面设定不执行所述刮研加工的非加工区域，

所述位置决定部在所述加工区域内决定所述位置或者以避开所述非加工区域的方式决定所述位置。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的装置，其中，

所述输入受理部还受理用于使所述机器人执行所述刮研加工的加工条件的输入，

所述装置还具备路径生成部，所述路径生成部基于所述输入受理部受理了的所述加工条件和所述位置决定部决定出的1个所述凹部的所述位置，来自动地生成形成1个该凹部时的所述机器人的移动路径。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，

所述加工条件包含所述凹部的尺寸信息以及轨迹控制信息，

所述轨迹控制信息用于规定在所述刮研加工中所述机器人使所述刮削工具移动并与所述表面抵接的角度，

所述路径生成部基于所述尺寸信息和所述轨迹控制信息来自动地计算用于规定所述移动路径的示教点。

9.一种机器人系统，具备：

机器人，其使刮削工具移动；

根据权利要求1～8中的任一项所述的装置；以及

机器人控制部，其基于所述位置决定部决定出的所述位置来控制所述机器人的动作以使所述刮研加工执行。

10.一种方法，用于决定多个凹部的位置，所述多个凹部是通过机器人利用刮削工具对工件的表面进行刮削以使其平坦的刮研加工而应在该表面形成的凹部，在所述方法中，

处理器受理所述表面的形状信息和该表面上的所述多个凹部的图案信息的输入，

所述处理器基于所受理了的所述形状信息和所述图案信息来自动地决定所述表面上的各个所述凹部的所述位置。