JP2019115959A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学センサ等の専用の測定装置を用いることなくツールの摩耗量を測定することができる研磨装置を提供する。【解決手段】ロボット５と、ロボットに取り付けられた研磨ツール３と、研磨ツール３にかかる力を検出する力センサ４と、力センサ４と接続されると共にロボット５を制御するように構成された制御装置２０と、を備える研磨装置である。制御装置２０は、力センサ４によって検出される押付力が一定となるように研磨ツール３を基準面に対して押し付けることによってロボット５の現在位置を取得し、取得された現在位置と予め保持されたロボット５の基準位置との差分を研磨ツール３の変化量として取得する変化量取得部２１を有する。【選択図】図１３

Description

本発明は、ワークを研磨するための研磨装置に関する。

各種ワークの表面を研磨する研磨装置では、研磨品質を維持することが求められる。一例として、研磨品質を維持するため、研磨テーブル上の研磨パッドを繰り返しドレッシングすることに伴う研磨パッドのプロファイルの変化を取得するように構成された研磨装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１６０３０３号公報

ところで、溶接ビードの研磨やバリ取リ等を行う研磨装置においては、研磨動作を繰り返すと研磨を行うツール（回転砥石等）が摩耗して、ツールがワークに当たる位置が変化してしまい、研磨品質に影響を及ぼすことがある。このようなツールの摩耗を測定するために一般に取られる手法は、ツールの摩耗量を測定するための光学センサ等の専用の測定装置を研磨装置とは別個に設置し、このような測定装置を用いて摩耗量を測定する工程を設けるというものである。しかしながら、このような専用の測定装置を用いて摩耗量の測定を行うことは作業時間の増加や、作業コストのアップをまねく。このような専用の測定装置を用いることなくツールの摩耗量を測定することが望まれている。

本開示の一態様は、ロボットと、前記ロボットに取り付けられた研磨ツールと、前記研磨ツールにかかる力を検出する力センサと、前記力センサと接続されると共に前記ロボットを制御するように構成された制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記力センサによって検出される押付力が一定となるように前記研磨ツールを基準面に対して押し付けることによって前記ロボットの現在位置を取得し、取得された前記現在位置と予め保持された前記ロボットの基準位置との差分を前記研磨ツールの変化量として取得する変化量取得部を有する、研磨装置である。

上記態様によれば、研磨ツールの摩耗量等を測定するための専用のセンサ等を導入する必要なく、研磨装置が研磨動作のために有している力センサの一定力押付機能を用いて正確に摩耗量等を測定して、補正等に用いることが可能になる。

添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれらの目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明確になるであろう。

実施形態に係る研磨装置の構成を模式的に表す図である。 研磨ツールの構成を表す図である。 研磨動作について説明するための図である。 研磨ツールの回転砥石が径方向に摩耗する場合の例を示す図である。 図４のような摩耗のパターンを測定するための手法を説明する図である。 研磨ツールの回転砥石が厚み方向に摩耗する場合の例を示す図である。 図６のような摩耗のパターンを測定するための手法を説明する図である。 回転砥石を溶接ビードに斜めに当てて研磨を行う状態を説明する図である。 ２方向について新品の研磨ツールが取り付けられたロボットの基準位置を取得する状態を説明する図である。 ２方向について摩耗後の研磨ツールが取り付けられたロボットの現在位置を取得する状態を説明する図である。 研磨開始点の補正が行われる状態を説明するための図である。 変化量測定処理の動作をフローチャートである。 研磨装置の構成を表すブロック図である。 複数の加工点を有するワークの模式図である。 図１４のワークに対する摩耗量の測定及び位置補正に関するフローチャートである。

次に、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。参照する図面において、同様の構成部分または機能部分には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。

図１（ａ）は本開示の一実施形態に係る研磨装置１０の全体構成を模式的に表す図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるロボット先端部の研磨ツール近辺を拡大して示す図である。図１に示されるように、研磨装置１０は、ロボット５と、ロボット５を制御する制御装置２０とを備える。ロボット５は、複数のアーム部と各アーム部を連結する複数の関節部とを含む垂直型多関節ロボットである。ロボット５の手首先端部に力センサ４を介して研磨ツール３が装着されている。ロボット５、力センサ４、及び研磨ツール３は、制御装置２０に接続されている。制御装置２０には、ロボット５に研磨動作を実行させるための研磨プログラムが格納されている。なお、制御装置２０には教示入力を行うための教示操作盤（不図示）が接続されていても良い。

制御装置２０には、力センサ４からの検出信号が入力される。力センサ４は、研磨ツール３にかかる力を測定するためのセンサである。力センサ４としては、一般的な構成ものを用いることができる。一例として、力センサ４は、３軸方向の力成分及び３軸回りに作用するトルク成分（モーメント）を検出可能な、ひずみゲージ式のセンサである。研磨装置１０において力センサ４は、ワークを研磨するときに研磨ツール３にかかる力を検出し、その検出値を制御装置２０に提供する。

研磨ツール３としては様々な種類のツールを用いることができる。以下の説明では、一例として、研磨ツール３として、図２に示すような回転砥石を有するタイプのものを用いるものとする。図２（ａ）、図２（ｂ）は、それぞれ、研磨ツール３の平面図、側面図である。図２（ａ）、図２（ｂ）に示されるように、研磨ツール３は、回転砥石３１と、回転砥石３１を回転可能に保持すると共に回転駆動力を伝達する保持部３２と、回転砥石３１の一部を覆うカバー部３３とを有する。

制御装置２０は、研磨動作を行う際にワークが、ある方向において、研磨ツール３によって常に一定の力で押し付けられるように制御する機能（以下、一定力押付機能とも記載する）を有する。制御装置２０は、力センサ４からの検出信号を用いてこの一定力押付機能を実行する。一定力押付機能を用いてワークに対する研磨動作を行うことにより、研磨動作中に研磨ツール３が常に一定の力でワークに対して押し付けられた状態で研磨を行うことができ（すなわち、過度な力が溶接ビード等に対してかかった状態で研磨が行われるような状態の発生を回避し）、研磨の仕上がり品質を高品質に保つことが可能になる。

ここで、図３を参照して研磨動作について説明する。ここでは、一例として、溶接ビードに対する研磨動作を説明する。なお、図３では、説明の便宜のために、回転砥石３１と、ワークＷと、ワークＷ上の溶接ビードＢのみを示している。また、図３中の位置Ｐｓは、新品の研磨ツール３が最初にロボット５に取り付けられた状態のときに研磨プログラムによって定義される研磨動作の開始点（以下、研磨開始点とも記載する）である。研磨動作においては、制御装置２０に格納されている研磨プログラムにしたがって、研磨ツール３の回転砥石３１の角部が図３のように開始点Ｐｓに位置付けられ、研磨プログラムによる移動軌跡に沿って回転砥石３１が図３中の矢印Ａ１方向に移動され溶接ビードＢの研磨が行われる。以下で、詳細に説明するように、本実施形態による研磨装置１０は、各種の要因に基づく開始点Ｐｓの変化を測定し、測定結果に基づき回転砥石３１が正しく開始点Ｐｓに位置付けられるように位置補正を行うように構成されている。

研磨開始点を変化させる要因は、摩耗、交換による個体差、取付誤差等が考えられるが、本実施形態による測定手法はこれらの要因に対して同様に適用することができるので、以下では、摩耗の場合に関して詳細に説明することとする。

研磨装置１０において一定力押付機能等を用いて溶接ビードの研磨やバリ取り等の研磨動作を行うと、研磨を行うツール（本実施形態において回転砥石３１）が摩耗する。回転砥石３１が摩耗すると、研磨装置１０を同じ研磨プログラムで動作させた場合、ワークに対する回転砥石３１の位置か変化することとなり、研磨品質が低下する可能性が生じる。このような、問題の発生を防ぐため、本実施形態に係る研磨装置１０は、力センサによる一定力押付機能を利用して研磨ツール３における回転砥石３１の摩耗量を測定する摩耗量測定機能を有している。測定された摩耗量に相当する分だけ研磨開始点を補正（すなわち、研磨ツール３による動作の軌跡を補正）することによって、ワークに対する研磨ツール３の位置関係を維持し、研磨動作の品質を維持することができる。

以下では、研磨ツール３の回転砥石３１が摩耗する場合の３つのパターンとその測定方法について説明する。図４は、研磨ツール３の回転砥石３１が径方向に摩耗する場合の例を示している。ここでは、説明の便宜のため、図４のように保持部３２の中心線３２ｃに沿った方向をＸ方向と定義している。このような摩耗のパターンは、研磨ツール３の回転砥石３１の周面３１ａがワークに押し付けられる状態で研磨動作が実行される場合に生じ得る。図４（ａ）は摩耗していない新品の回転砥石３１を示している。新品の回転砥石３１は、半径Ｒ０の外径サイズを有している。他方、図４（ｂ）は、摩耗により半径Ｒ１の外径サイズとなった回転砥石３１を示している。

図５は、図４のような摩耗のパターンを測定するための手法を説明する図である。図５において上側に示すように、制御装置２０は、新品の研磨ツール３がロボット５に取り付けられた際に、Ｘ方向に対して垂直な基準面である壁面９０に一定力押付機能による一定力で研磨ツール３の回転砥石３１を押し付ける。このとき、ロボット５に対して定義される座標系におけるロボット５の位置及び姿勢を取得しておく。以下では、このように新品の研磨ツール３がロボット５に取り付けられた際に最初に測定することによって得られるロボット５の位置を基準位置（Ｐ０）と定義する。研磨ツール３の回転砥石３１が摩耗した後、制御装置２０は、再び一定力押付機能を用いて、新品の測定の場合と同一の一定力及び同一の姿勢で、研磨ツール３の回転砥石３１を壁面９０に押し付ける。この場合、同一の姿勢とは基準位置を取得した場合と同じＸ方向において研磨ツール３の回転砥石３１を壁面９０に押し付けることに対応している。力センサ４によって研磨ツール３にかかる力の大きさと方向が同時に検出されるので、力センサ４の検出結果を確認することで研磨ツール３を確実にＸ方向において一定力で押し付けることが可能である。以上により、摩耗後の研磨ツール３がロボット５に取り付けられた際のロボット５の現在位置（Ｐ１）が求められる。基準位置Ｐ０と現在位置Ｐ１とのＸ方向における差は、新品の回転砥石３１の半径Ｒ０と摩耗後の回転砥石３１の半径Ｒ１との差（Ｒ０−Ｒ１）と等しい。よって、上記測定により回転砥石３１の摩耗量ΔＸが求められる。ここで得られる摩耗量としての研磨ツールの変化量は、力センサにより研磨ツールにかかる実際の力の大きさと方向を検出しつつ、新品の研磨ツールがロボットに取り付けられた際の測定時と摩耗後の研磨ツールがロボットに取り付けられた際の測定時とで同じ一定力及び同じ姿勢で測定されているので、高い精度で変化量を求めることができることとなる。

制御装置２０は、以降の研磨動作において、求められたＸ方向の摩耗量ΔＸの分だけ、研磨ツール３の位置（研磨開始点）をＸ方向にシフトさせる。これにより、以降の研磨動作においても、ワークに対する研磨ツール３の回転砥石３１の位置関係を維持し、研磨ツール３を好適な状態でワークに当てて研磨動作を行うことができる。したがって、研磨動作の品質を維持することができる。

図６は、研磨ツール３の回転砥石３１が厚み方向（Ｚ方向）に摩耗する場合の例を示している。このような摩耗のパターンは、研磨ツール３の回転砥石３１の底面３１ｂがワークに押し付けられる状態で研磨動作が実行される場合に生じ得る。図６（ａ）は摩耗していない新品の回転砥石３１を示している。新品の回転砥石３１は、厚みＨ０のサイズを有している。他方、図６（ｂ）は、摩耗により厚みＨ１のサイズとなった回転砥石３１を示している。

図７は、図６のような摩耗のパターンを測定するための手法を説明する図である。図７（ａ）に示すように、制御装置２０は、新品の研磨ツール３がロボット５に取り付けられた際に、Ｚ軸方向に対して垂直な基準面９１（例えば、ワークを設置するためのテーブル面）に一定力押付機能による一定力で研磨ツール３の回転砥石３１を押し付ける。これにより、一例として、ロボット５に対して定義される座標系におけるロボット５の基準位置が求められる。研磨ツール３の回転砥石３１が摩耗した後、制御装置２０は、再び一定力押付機能を用いて、新品の測定の場合と同一の一定力及び同一の姿勢で、研磨ツール３の回転砥石３１を基準面９１に押し付ける（図７（ｂ）参照）。この場合、同一の姿勢とは基準位置を取得した場合と同じＺ方向において研磨ツール３の回転砥石３１を壁面９１に押し付けることに対応している。力センサ４によって研磨ツール３にかかる力の大きさと方向が同時に検出されるので、力センサ４の検出結果を確認することで研磨ツール３を確実にＺ方向において一定力で押し付けることが可能である。以上により、ロボット５の現在位置が取得される。なお、図７において、距離Ｚ０は、新品の研磨ツール３における保持部３２の中心線３２ｃと基準面９１との距離を表し、距離Ｚ１は、摩耗後の研磨ツール３における保持部３２の中心線３２ｃと基準面９１との距離を表している。したがって、基準位置と現在位置とのＺ方向における差は、距離Ｚ０と距離Ｚ１との際であり、すなわち、新品の回転砥石３１の厚さＨ０と摩耗後の回転砥石３１の厚さＨ１との差と等しい。よって、上記測定により回転砥石３１の摩耗量ΔＺが求められる。

制御装置２０は、以降の研磨動作において、求められたＺ方向の摩耗量ΔＺの分だけ研磨ツール３の位置をＺ方向にシフトさせる。これにより、以降の研磨動作においても、研磨ツール３の回転砥石３１の底面とワークとの相対的な位置関係が維持され、研磨動作の品質を維持できることとなる。

実際の溶接ビードの研磨等では、回転砥石３１を溶接ビードに対して図８（ａ）に示すように斜めに当てて研磨動作を行う場合がある。この場合、回転砥石３１の摩耗は、摩耗により削られた面３１ｃが図８（ｂ）に示すように回転砥石３１の底面３１ｂに対して斜めになるように発生することとなる。なお、図８（ａ）では、回転砥石３１の底面３１ｂが水平なワークＷの表面１０１に対してなす角度をαと表している。図９から図１１は、このように摩耗した面が斜めに発生するような場合における摩耗量の測定手法を説明するための図である。この場合の測定では、２方向の摩耗量を迅速に測定するために、垂直に交わる壁面１２１、１２２を基準面として利用する（図９（ａ）参照）。なお、図９から図１１では、説明の便宜のため、壁面１２２と平行な方向をＸ方向、壁面１２１と平行な方向をＺ方向と定義している。はじめに、図９（ａ）に示すように、新品の研磨ツール３の回転砥石３１を、底面３１ｂが壁面１２２に対して角度αをなす姿勢を有するように位置付ける。次に、新品の研磨ツール３の回転砥石３１を、壁面１２１に対して、力センサ４の一定力押付機能を利用して一定の力で押付けた状態で、ロボット５の座標を基準座標Ｐｘ０として取得する。また、図９（ｂ）に示すように、新品の研磨ツール３の回転砥石３１を、垂直に交わる壁面１２１、１２２のうちＺ方向に対する壁面１２２に対して、力センサ４の一定力押付機能を利用して一定の力で押付けた状態で、ロボット５の座標を基準座標Ｐｚ０として取得する。

次に、摩耗を生じた研磨ツール３の回転砥石３１を、新品の回転砥石３１を測定した場合と同じの一定の押付力及び姿勢で測定する。具体的には、摩耗を生じた研磨ツール３の回転砥石３１をその底面３１ｂが壁面１２２に対して角度αをなすようにし、新品の研磨ツール３を測定した場合と同じ一定力による一定力押付機能を利用して壁面１２１に対して押し付けた状態で（図１０（ａ）参照）、ロボット５の座標を摩耗後Ｘ座標Ｐｘ１として取得する。基準座標Ｐｘ０と摩耗後Ｘ座標Ｐｘ１との差分が、Ｘ方向における摩耗量ΔＸを表すと考えることができる。次に、この状態から、新品の研磨ツール３を測定した場合と同じ一定力による一定力押付機能を利用して、研磨ツール３を壁面１２２に対して押し付けた状態で（図１０（ｂ）参照）、ロボット５の座標を摩耗後Ｚ座標Ｐｚ１として取得する。基準座標Ｐｚ０と摩耗後Ｚ座標Ｐｚ１との差分が、Ｚ方向における摩耗量ΔＺを表すと考えることができる。上記のような測定においても、力センサ４の検出結果を確認することで、研磨ツール３の回転砥石３１を壁面１２１や壁面１２２に対して基準座標を取得した場合と同じくＸ方向やＺ方向に正確に押し付けることが可能である。したがって、正確な位置測定を行うことができる。

制御装置２０は、以降の研磨動作において、求められたＸ方向及びＺ方向の摩耗量ΔＸ，ΔＺの分だけ研磨ツール３の位置をＸ方向及びＺ方向にシフトさせる。図１１は、新品の回転砥石３１の底面３１ｂと周面部３１ａとの角部に定義される開始点Ｐｓが、上述の測定による座標のシフトにより、摩耗後の回転砥石３１上のどのような位置に定義されるかを説明している。図１１に示すように、新品の回転砥石の底面３１ｂと周面部３１ａとの角部に定義される開始点Ｐｓを、摩耗量ΔＸ、ΔＺの分だけＸ方向及びＺ方向にシフトさせることにより得られる座標Ｐｎは、摩耗後の回転砥石３１の傾斜した摩耗面３１ｃ上に定義され得ることが理解される。なお、実際の摩耗の形状によっては、上述の測定により得られる摩耗量ΔＸ，ΔＺに実験値等に基づくゲタをはかせた上で実際のシフト量を設定してもよい。これにより、以降の研磨動作においても、研磨ツール３の回転砥石３１の周面とワークとの相対的な位置関係が維持され、研磨動作の品質を維持することができる。

図４〜図１１を参照して説明した測定例は、力センサ４を用いた一定力押付機能により新品の研磨ツール３がロボット５に取り付けられた際のロボット５の基準位置に対する摩耗後の研磨ツール３がロボット５に取り付けられた際のロボット５の位置を測定することにより研磨ツール３の摩耗量を求めるというものであった。このような測定手法は、摩耗量のみならず、メンテナンス等に伴う研磨ツールの交換後の位置補正等にも適用することができる。例えば、メンテネナンス等により研磨ツールを新品に交換する場面を考慮する。この場合、交換前の研磨ツール３が新品であったときに測定していた位置を基準位置として、交換後の新品の研磨ツール３の位置を上述と同様の測定手法で測定する。そして、交換前の研磨ツールの基準位置と交換品の現在位置との差分を求める。この場合の差分値は、研磨ツールの個体差や取付誤差を表していることとなる。この場合にも、差分値を用いて研磨動作の開始点を補正することで、個体差や取付誤差による研磨動作への影響を排除して好適な研磨動作を維持することができる。

図１２は、上述の変化量測定処理の動作をフローチャートとして表した図である。図１２に示す動作は、制御装置２０による制御の下で実行される。なお、図１２の処理を実行する前に、新品の研磨ツールについての基準位置は予め取得されているものとする。はじめに、ステップＳ１において、制御装置２０は、研磨ツール３を作業テーブル上の指定位置に移動させる。テーブル上の指定位置は、摩耗量の測定を行うのに適した基準面を有する部分であって、新品の研磨ツールについて基準位置の取得が行われた箇所である。次に、制御装置２０は、一定力押付機能を利用して、研磨ツール３（回転砥石３１）をテーブル等の基準面に押し付け（ステップＳ２）、この状態でロボット５の現在位置を取得する（ステップＳ３）。

次に、制御装置２０は、新品の研磨ツールがロボット５に取り付けられた際のロボット５の位置を表す基準位置と、ステップＳ３で取得された現在位置との差分を計算する。この差分は、上述の通り、研磨ツール３の摩耗量、個体差、取付誤差等を表している。続いて、制御装置２０は、ステップＳ４で得られた差分値を補正量として研磨開始点を補正する。この場合の補正は、例えば、研磨軌跡の開始点を上記差分値の分だけ補正することによって行われてもよい（ステップＳ５）。

図１３は、以上で説明した摩耗量測定及び位置補正を行う研磨装置１０の構成をブロック図として示した図である。図１３に示されるように、制御装置２０には、ロボット５、力センサ４、及び研磨ツール３が接続されている。制御装置２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置等を有する一般的なコンピュータとしての構成を有していても良い。制御装置２０には、力センサ４によって検出される押付力が一定となるように研磨ツール３を基準面に対して押し付けることによってロボット５の現在位置を取得し、取得された現在位置と基準位置との差分を研磨ツール３の変化量として取得する変化量取得部２１と、取得された変化量に基づいて研磨ツール２１による研磨動作の開始点を補正する位置補正部２２とが構成されている。

次に、上述の摩耗量測定方法を複数の加工点を有するような一般的なワークに適用する場合の具体例について、図１４及び図１５を参照して説明する。ここでは、図１４に示すように、ワークＷが複数の同様なバリ（ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ６・・・）を含むような場合について考慮する。このようなワークＷに対して高い品質の研磨処理が要求される場合、一つ一つのバリについて研磨処理を行うたびに、研磨ツール３の摩耗による位置の変化を補正することが望まれる。そこで、上述の本実施形態による摩耗量測定処理によれば正確な摩耗量を得ることに鑑みて、図１５に示すような動作フローでワークＷに対する研磨処理を行う。

はじめに、先頭のバリ（図１４の例においてバリｂ１）から研磨処理を順次行う（ステップＳ３１）。次に、所定数のバリについて研磨処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ３２）。ここでは、一例として、所定数を４箇所（バリｂ１からｂ４）とする。所定数のバリの研磨処理が終了していない場合には、終了するまで待機する（Ｓ３２：ＮＯ）。所定数のバリについて研磨処理が終了している場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、図１２の摩耗量測定処理したがった手法で研磨ツール３の摩耗量を測定する。ここで得られる摩耗量は、４箇所のバリの処理による摩耗量を合計したものであるので、摩耗量を処理したバリの数（ここでは４つ）で割ることで、バリ１箇所当たりの平均の摩耗量を求める（ステップＳ３３）。以降では、各バリについての研磨処理が終了する度に、ステップＳ３３で求めた摩耗量の分だけ研磨ツール３の位置を補正する動作を実行する（ステップＳ３４）。

以上の動作によれば、バリ１箇所当たりの平均の摩耗量を一度求めておくことで、それ以降のバリの処理において摩耗量測定を逐一実行する必要がなくなり、研磨動作の品質を維持しつつも処理の全体的な所要時間を低減することが可能になる。

以上説明した実施形態によれば、研磨ツールの摩耗量等を測定するための専用のセンサ等を導入する必要なく、研磨装置が研磨動作のために有している力センサの一定力押付機能を用いて正確に摩耗量等を測定し研磨開始点の補正を行うことができる。したがって、摩耗量測定のための工程に要する時間や工数を大きく低減することができる。

研磨ツールの位置の取得に力センサの検出結果が利用されるので、基準位置を求めたときに研磨ツールにかかる力の大きさと方向を正確に再現した状態でロボットの現在位置を取得することができる。

特に、本実施形態では、研磨ツールの摩耗後等に測定された変化量を用いて研磨動作の開始点を補正することによって研磨動作の軌跡を補正する構成となっており、研磨プログラム自体に変更を加える必要がない（すなわち、再度の教示入力を行う必要はない）構成となっている。

上述の実施形態では、基準位置を、新品の研磨ツール３が最初にロボット５に取り付けられた際に測定し取得しているが、基準位置は、例えば、研磨ツール３の寸法仕様に基づいて計算上で求めることもできる。

以上、典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、上述の各実施形態に変更及び種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。

上述の実施形態は、垂直型多関節ロボットに研磨ツールを取り付けた研磨装置の例を示したが、研磨装置の構成例はこのような例に限られない。上述の実施形態の構成は、様々なタイプのロボットを用いた研磨装置の構成に適用することができる。

図１２で説明した変化量測定処理において、基準位置に対する現在位置が所定の閾値よりも大きい場合には、研磨ツールの摩耗が大きく進行した場合や、交換後の研磨ツールが正しく取り付けられていない場合が考えられる。したがって、基準位置に対する現在位置が所定の閾値よりも大きい場合には、オペレータに対してアラームを通知（表示や音によるアラーム）するようにしても良い。

なお、上述した実施形態による変化量測定及び研磨開始点補正の手法によれば、ロボット５に対して種類の異なる研磨ツールを取り付けた際に実行した場合にも、研磨プログラム自体に変更を加えることなく所期の研磨動作を続行することができるという効果をもたらすことができる。

また、本開示の課題を解決するために、以下のような各種の態様とその効果を提供することができる。なお、以下の態様の説明文における括弧内の番号は本開示の図面の参照符号に対応する。

例えば、本開示の第一態様は、ロボット（５）と、前記ロボットに取り付けられた研磨ツール（３）と、前記研磨ツール（３）にかかる力を検出する力センサ（４）と、前記力センサ（４）と接続されると共に前記ロボット（５）を制御するように構成された制御装置（２０）と、を備え、前記制御装置（２０）は、前記力センサ（４）によって検出される押付力が一定となるように前記研磨ツール（３）を基準面に対して押し付けることによって前記ロボット（５）の現在位置を取得し、取得された前記現在位置と予め保持された前記ロボット（５）の基準位置との差分を前記研磨ツール（３）の変化量として取得する変化量取得部（２１）を有する、研磨装置（１０）である。

上記第一態様によれば、研磨ツールの摩耗量等を測定するための専用のセンサ等を導入する必要なく、研磨装置が研磨動作のために有している力センサの一定力押付機能を用いて正確に摩耗量等を測定し、補正等に用いることが可能になる。

また、本開示の第二態様は、上記第一態様の研磨装置（１０）であって、前記制御装置（２０）は、取得された前記変化量に基づいて前記研磨ツール（３）による研磨動作の開始点を補正する位置補正部（２２）をさらに有する。

また、本開示の第三態様は、上記第一態様又は第二態様の研磨装置（１０）であって、前記変化量取得部（２１）は、前記研磨ツール（３）が研磨動作に使用される前に、前記力センサ（４）によって検出される押付力が一定となるように前記研磨ツール（３）を前記基準面に対して押し付けることによって前記基準位置を取得する。

また、本開示の第四態様は、上記第三態様の研磨装置（１０）であって、前記ロボット（５）の前記基準位置を取得する際の前記一定の押付力と、前記ロボット（５）の前記現在位置を取得する際の前記一定の押付力は同一であり、前記ロボット（５）の前記基準位置を取得する際に前記力センサ（４）によって検出される前記一定の押付力の方向と、前記ロボット（５）の前記現在位置を取得する際に前記力センサ（４）によって検出される前記一定の押付力の方向は同一である。

また、本開示の第五態様は、上記第三態様の研磨装置（１０）であって、前記ロボット（５）の前記基準位置を取得する際の前記一定の押付力と、前記ロボット（５）の前記現在位置を取得する際の前記一定の押付力は同一であり、前記ロボット（５）の前記基準位置を取得する際の前記基準面に対する前記研磨ツール（３）の姿勢と、前記ロボット（５）の前記現在位置を取得する際の前記基準面に対する前記研磨ツール（３）の姿勢は同一である。

また、本開示の第六態様は、上記第一態様又は第二態様の研磨装置（１０）であって、前記変化量取得部（２１）は、前記ロボット（５）の前記基準位置を取得する際に、前記力センサ（４）によって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサ（４）によって検出される前記押付力の方向が第１の方向となるように前記研磨ツール（３）を前記基準面に対して押し付け、前記ロボット（５）の前記現在位置を取得する際に、前記力センサ（４）によって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサ（４）によって検出される前記押付力の方向が前記第１の方向となるように前記研磨ツール（３）を前記基準面に対して押し付けることにより、前記第１の方向における前記研磨ツール（３）の前記変化量を取得する。

また、本開示の第七態様は、上記第一態様又は第二態様の研磨装置（１０）であって、前記基準面は、少なくとも２つの方向に対してそれぞれ垂直な第１の基準面と第２の基準面とを有し、前記変化量取得部（２１）は、前記力センサ（４）によって検出される押付力が一定となるように前記研磨ツール（３）を少なくとも前記第１の基準面と第２の基準面に押し付けることによって、前記研磨ツール（３）の現在位置を前記少なくとも２つの方向の成分について取得する。

また、本開示の第八態様は、上記第七態様の研磨装置（１０）であって、前記少なくとも２つの方向は第１の方向と第２の方向であり、前記変化量取得部（２１）は、前記ロボット（５）の前記基準位置を取得する際に、前記力センサ（４）によって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサ（４）によって検出される前記押付力の方向が前記第１の方向となるように前記研磨ツール（３）を前記第１の基準面に対して押し付け、前記ロボット（５）の前記現在位置を取得する際に、前記力センサ（４）によって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサ（４）によって検出される前記押付力の方向が前記第１の方向となるように前記研磨ツール（３）を前記第１の基準面に対して押し付けることにより、前記変化量の前記第１の方向における成分を取得し、前記ロボット（５）の前記基準位置を取得する際に、前記力センサ（４）によって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサ（４）によって検出される前記押付力の方向が前記第２の方向となるように前記研磨ツール（３）を前記第２の基準面に対して押し付け、前記ロボット（５）の前記現在位置を取得する際に、前記力センサによって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサ（４）によって検出される前記押付力の方向が前記第２の方向となるように前記研磨ツール（３）を前記第２の基準面に対して押し付けることにより、前記変化量の記第２の方向における成分を取得する。

また、本開示の第九態様は、上記第一態様から第八態様のいずれかの研磨装置（１０）であって、前記現在位置が取得される場合における前記研磨ツール（３）は、研磨動作後の摩耗した状態のものであり、前記変化量は、前記研磨ツール（３）の摩耗量を表す。

また、本開示の第十態様は、上記第一態様から第八態様のいずれかの研磨装置（１０）であって、前記現在位置が取得される場合における前記研磨ツール（３）は、前記基準位置を取得した際の研磨ツール（３）を交換することによって前記ロボットに新たに取り付けられた状態のものであり、前記変化量は、交換後の前記研磨ツール（３）の個体差、取付誤差の少なくとも一方に関する変化量を表す。

また、本開示の第十一態様は、上記第二態様の研磨装置（１０）であって、前記変化量取得部（２１）は、ワーク上の複数の加工点のうち所定数の加工点についての研磨処理後に前記変化量を求め、求められた前記変化量を前記所定数で割ることによって１加工点についての研磨処理における平均変化量を求め、前記位置補正部（２２）は、求められた前記平均変化量を用いて前記研磨ツールによる研磨動作の開始点を補正する。

３ 研磨ツール
４ 力センサ
５ ロボット
１０ 研磨装置
２０ 制御装置
２１ 変化量取得部
２２ 位置補正部
３１ 回転砥石
３２ 保持部
３３ カバー
９０ 基準面
９１ 基準面
１２１ 基準面
１２２ 基準面

Claims (11)

1. ロボットと、
   前記ロボットに取り付けられた研磨ツールと、
   前記研磨ツールにかかる力を検出する力センサと、
   前記力センサと接続されると共に前記ロボットを制御するように構成された制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記力センサによって検出される押付力が一定となるように前記研磨ツールを基準面に対して押し付けることによって前記ロボットの現在位置を取得し、取得された前記現在位置と予め保持された前記ロボットの基準位置との差分を前記研磨ツールの変化量として取得する変化量取得部を有する、研磨装置。
2. 前記制御装置は、取得された前記変化量に基づいて前記研磨ツールによる研磨動作の開始点を補正する位置補正部をさらに有する、請求項１に記載の研磨装置。
3. 前記変化量取得部は、前記研磨ツールが研磨動作に使用される前に、前記力センサによって検出される押付力が一定となるように前記研磨ツールを前記基準面に対して押し付けることによって前記基準位置を取得する、請求項１又は２に記載の研磨装置。
4. 前記ロボットの前記基準位置を取得する際の前記一定の押付力と、前記ロボットの前記現在位置を取得する際の前記一定の押付力は同一であり、
   前記ロボットの前記基準位置を取得する際に前記力センサによって検出される前記一定の押付力の方向と、前記ロボットの前記現在位置を取得する際に前記力センサによって検出される前記一定の押付力の方向は同一である、請求項３に記載の研磨装置。
5. 前記ロボットの前記基準位置を取得する際の前記一定の押付力と、前記ロボットの前記現在位置を取得する際の前記一定の押付力は同一であり、
   前記ロボットの前記基準位置を取得する際の前記基準面に対する前記研磨ツールの姿勢と、前記ロボットの前記現在位置を取得する際の前記基準面に対する前記研磨ツールの姿勢は同一である、請求項３に記載の研磨装置。
6. 前記変化量取得部は、
   前記ロボットの前記基準位置を取得する際に、前記力センサによって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサによって検出される前記押付力の方向が第１の方向となるように前記研磨ツールを前記基準面に対して押し付け、
   前記ロボットの前記現在位置を取得する際に、前記力センサによって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサによって検出される前記押付力の方向が前記第１の方向となるように前記研磨ツールを前記基準面に対して押し付けることにより、
   前記第１の方向における前記研磨ツールの前記変化量を取得する、
   請求項１又は２に記載の研磨装置。
7. 前記基準面は、少なくとも２つの方向に対してそれぞれ垂直な第１の基準面と第２の基準面とを有し、
   前記変化量取得部は、前記力センサによって検出される押付力が一定となるように前記研磨ツールを少なくとも前記第１の基準面と第２の基準面に押し付けることによって、前記研磨ツールの現在位置を前記少なくとも２つの方向の成分について取得する、請求項１又は２に記載の研磨装置。
8. 前記少なくとも２つの方向は第１の方向と第２の方向であり、
   前記変化量取得部は、
   前記ロボットの前記基準位置を取得する際に、前記力センサによって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサによって検出される前記押付力の方向が前記第１の方向となるように前記研磨ツールを前記第１の基準面に対して押し付け、
   前記ロボットの前記現在位置を取得する際に、前記力センサによって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサによって検出される前記押付力の方向が前記第１の方向となるように前記研磨ツールを前記第１の基準面に対して押し付けることにより、前記変化量の前記第１の方向における成分を取得し、
   前記ロボットの前記基準位置を取得する際に、前記力センサによって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサによって検出される前記押付力の方向が前記第２の方向となるように前記研磨ツールを前記第２の基準面に対して押し付け、
   前記ロボットの前記現在位置を取得する際に、前記力センサによって検出される押付力が一定となり且つ前記力センサによって検出される前記押付力の方向が前記第２の方向となるように前記研磨ツールを前記第２の基準面に対して押し付けることにより、前記変化量の記第２の方向における成分を取得する、
   請求項７に記載の研磨装置。
9. 前記現在位置が取得される場合における前記研磨ツールは、研磨動作後の摩耗した状態のものであり、
   前記変化量は、前記研磨ツールの摩耗量を表す、請求項１から８のいずれか一項に記載の研磨装置。
10. 前記現在位置が取得される場合における前記研磨ツールは、前記基準位置を取得した際の研磨ツールを交換することによって前記ロボットに新たに取り付けられた状態のものであり、
    前記変化量は、交換後の前記研磨ツールの個体差、取付誤差の少なくとも一方に関する変化量を表す、請求項１から８のいずれか一項に記載の研磨装置。
11. 前記変化量取得部は、ワーク上の複数の加工点のうち所定数の加工点についての研磨処理後に前記変化量を求め、求められた前記変化量を前記所定数で割ることによって１加工点についての前記研磨処理における平均変化量を求め、
    前記位置補正部は、求められた前記平均変化量を用いて前記研磨ツールによる研磨動作の開始点を補正する、請求項２に記載の研磨装置。

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