WO2016013101A1

WO2016013101A1 - 成形制御装置、成形制御方法、および、プログラム

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Publication number: WO2016013101A1
Application number: PCT/JP2014/069644
Authority: WO
Inventors: 知三三上; 浩一郎林
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2017-01-25

Abstract

　成形制御装置（１）のロボット動作制御部（７）は、ドレッシング面（９ａ）と位置特定面（１０）に対して、研磨工具（５）の工具回転軸が垂直となる第１の姿勢で、ドレッシング面（９ａ）もしくは位置特定面（１０）に近接する方向に研磨工具（５）を移動させる（Ｓ１０２）。次いで、力検知出力部（８）から出力される出力値が閾値を超え研磨工具（５）がドレッシング面（９ａ）もしくは位置特定面（１０）に当接した位置を基準位置とする（Ｓ１０６）。次に、基準位置に基づいて、ドレッシング面上もしくはドレッシング面（９ａ）に面する位置である移動完了位置まで研磨工具（５）を移動させる（Ｓ１１０）。基準位置から移動完了位置までの移動過程において、研磨工具（５）を、第１の姿勢から、ドレッシング面（９ａ）に対して工具回転軸が傾斜した第２の姿勢へと変位させるとともに（Ｓ１１２）、第２の姿勢で回転させながらドレッシング面（９ａ）に当接させる（Ｓ１１６）。

Description

成形制御装置、成形制御方法、および、プログラム

　本発明は、研磨工具を成形する成形制御装置、成形制御方法、および、プログラムに関する。

　近年、産業用ロボットを利用した製造工程などの自動化が進んでいる。産業用ロボットは、力覚センサなどの検出値に応じてアーム（マニピュレータ）の動作を自動制御して、部材の組立や加工を行う。例えば、特許文献１に記載の構成の場合、アームに作用する力とトルクを検出する６軸力センサが設けられており、回転する研磨工具（砥石）に対し、アームに把持したワークを押し当てて研磨加工する。

　そして、研磨工具のドレッシングが必要になると、ワークの代わりにドレッシング部材（砥石）をアームにセットして、ドレッシング部材を研磨工具に押し当て、研磨工具が所望の形状となるまでドレッシングを行う。研磨工具のドレッシング中、６軸力センサの出力値が設定値となるようにアームが制御されており、その設定値はコンピュータによってＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御される。

特開平１０－３２９０１７号公報

　特許文献１では、研磨工具が所望の形状となったことをどのように判定してドレッシングを終了するのかが明記されていない。上記のように研磨工具のドレッシングを自動化する場合、研磨工具をドレッシング部材に当接させてから、研磨工具をドレッシング部材にどの位置まで押し付けてドレッシングするのかを正確に制御することが困難であった。

　本発明は、このような課題に鑑み、ドレッシングにおいて高い形状精度を実現することが可能な成形制御装置、成形制御方法、および、プログラムを提供することを目的としている。

　上記課題を解決するために、本発明の成形制御装置は、研磨工具を移動して、前記研磨工具を回転させながらドレッシング面に当接させて、該研磨工具を成形研磨するロボット動作制御部と、前記研磨工具に作用する荷重を示す出力値を出力する力検知出力部と、を備え、前記ロボット動作制御部は、前記ドレッシング面もしくは位置特定面に対して、前記研磨工具の工具回転軸が垂直となる第１の姿勢で、該ドレッシング面もしくは該位置特定面に近接する方向に該研磨工具を移動させ、前記力検知出力部から出力される出力値が閾値を超え、前記研磨工具が前記ドレッシング面もしくは前記位置特定面に当接した位置を基準位置とし、該基準位置に基づいて、該ドレッシング面上もしくは該ドレッシング面に面する位置である移動完了位置まで前記研磨工具を移動させ、前記基準位置から前記移動完了位置までの移動過程において、前記研磨工具を、前記第１の姿勢から、前記ドレッシング面に対して前記工具回転軸が傾斜した第２の姿勢へと変位させるとともに、該第２の姿勢で回転させながら該ドレッシング面に当接させることを特徴とする。

　前記ロボット動作制御部は、前記力検知出力部から出力される出力値が前記閾値を超えたときに、前記研磨工具のうち、前記ドレッシング面もしくは前記位置特定面と接触した前記工具回転軸上の点を回動中心点として、該研磨工具を前記第２の姿勢に傾斜させてもよい。

　前記ロボット動作制御部は、前記研磨工具を前記第１の姿勢で前記ドレッシング面に近接する方向に移動させるとともに、前記基準位置から、該ドレッシング面に対して垂直な方向への離隔距離によって、前記移動完了位置を特定し、前記力検知出力部から出力される出力値が前記閾値を超えると、前記基準位置から、前記近接する方向と逆方向である離隔方向に向けて、前記離隔距離以上に前記研磨工具を移動させるとともに、該移動過程において該研磨工具の移動距離を計測し、前記離隔距離以上に前記研磨工具が移動した後、前記研磨工具を、前記第１の姿勢から前記第２の姿勢へと変位させるとともに、該第２の姿勢で回転させながら、前記移動完了位置まで、前記近接する方向へと移動させてもよい。

　前記ロボット動作制御部は、前記研磨工具を、前記第２の姿勢で回転させながら前記ドレッシング面に当接させつつ、前記移動完了位置までの移動が完了したか否かを判定させてもよい。

　前記ロボット動作制御部は、前記研磨工具を、前記第２の姿勢に維持しつつ回転を停止し、前記ドレッシング面もしくは前記位置特定面のうち、前記基準位置を設定した方に近接する方向に該研磨工具を移動させ、前記力検知出力部から出力される出力値が前記閾値を超えた位置と前記基準位置との差分から、前記移動完了位置までの移動が完了したか否かを判定してもよい。

　上記課題を解決するために、本発明の成形制御方法は、ドレッシング面もしくは位置特定面に対して、研磨工具の工具回転軸が垂直となる第１の姿勢で、該ドレッシング面もしくは該位置特定面に近接する方向に該研磨工具を移動させ、前記研磨工具に作用する荷重を示す出力値が閾値を超え、前記研磨工具が前記ドレッシング面もしくは前記位置特定面に当接した位置を基準位置とし、該基準位置に基づいて、該ドレッシング面上もしくは該ドレッシング面に面する位置である移動完了位置まで前記研磨工具を移動させ、前記基準位置から前記移動完了位置までの移動過程において、前記研磨工具を、前記第１の姿勢から、前記ドレッシング面に対して前記工具回転軸が傾斜した第２の姿勢へと変位させるとともに、該第２の姿勢で回転させながら該ドレッシング面に当接させることを特徴とする。

　上記課題を解決するために、研磨工具に作用する荷重を示す出力値を出力する力検知出力部を備え、該研磨工具を移動して、該研磨工具を回転させながらドレッシング面に当接させて、該研磨工具を成形研磨するロボット動作制御部として機能するコンピュータを、前記ドレッシング面もしくは位置特定面に対して、前記研磨工具の工具回転軸が垂直となる第１の姿勢で、該ドレッシング面もしくは該位置特定面に近接する方向に該研磨工具を移動させ、前記力検知出力部から出力される出力値が閾値を超え、前記研磨工具が前記ドレッシング面もしくは前記位置特定面に当接した位置を基準位置とし、該基準位置に基づいて、該ドレッシング面上もしくは該ドレッシング面に面する位置である移動完了位置まで前記研磨工具を移動させ、前記基準位置から前記移動完了位置までの移動過程において、前記研磨工具を、前記第１の姿勢から、前記ドレッシング面に対して前記工具回転軸が傾斜した第２の姿勢へと変位させるとともに、該第２の姿勢で回転させながら該ドレッシング面に当接させる処理を実行させるためのプログラムが提供される。

　上記本発明の装置、方法、および、プログラムによれば、ロボット動作制御部は、力検知出力部の出力値が閾値を超えたときの基準位置に基づいて、移動完了位置を特定する。そのため、移動完了位置の位置精度が高く、ドレッシングを完了した研磨工具の形状精度を高くすることが可能となる。
　従って、本発明によって、ドレッシングにおいて高い形状精度を実現することが可能となる。

ワークの研磨加工時における成形制御装置の全体構成を示す説明図である。ドレッシング時における成形制御装置の全体構成を示す説明図である。ドレッシングの途中を示す説明図である。ドレッシング面に面する移動完了位置の説明図である。ドレッシング面の面上に位置する移動完了位置の説明図である。成形制御方法の処理の流れを示したフローチャートである。位置特定面に対する第１の姿勢の説明図である。研磨工具の端面が位置特定面に当接した位置の説明図である。ドレッシング部材のドレッシング面に面する位置の説明図である。ドレッシング面に対する第２の姿勢の説明図である。研磨工具がドレッシング面に当接する位置の説明図である。研磨工具の傾斜面が位置特定面に当接した位置の説明図である。変形例における成形制御方法の処理の流れを示したフローチャートである。

　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（成形制御装置１）(dressing control system)
　図１は、ワークＷの研磨加工時における成形制御装置１の全体構成を示す説明図である。図１に示すように、成形制御装置１は、ロボットアーム２を備える。ロボットアーム２は、複数の関節部２ａ(joint)を有し、関節部２ａで連結される節部２ｂ(Link)が関節部２ａを回転中心として回転することが可能な構造となっている。電動部３は、例えばモータで構成され、それぞれの関節部２ａに設けられ、本体２ｃに接続された電源の電力によって、関節部２ａを中心に節部２ｂを回転させる動力を与える。

　ロボットアーム２の先端にも、電動部３の一部を構成するモータ３ａが設けられている。また、モータ３ａのシャフト先端には工具保持部４が設けられている。工具保持部４は、研磨工具５を保持しつつ、モータ３ａによって回転可能に形成されている。研磨工具５は、例えば、砥石であり、研磨工具５の軸心がモータ３ａのシャフトの回転軸の延長上に位置するように工具保持部４に保持される。

　ロボット動作制御部７(Robot motion control unit)は、例えば、制御ＰＣ７ａ(control PC)、および、ロボットコントローラ７ｂ(Robot controller)で構成される。制御ＰＣ７ａは、電動部３の動作を制御するプログラムが書き込まれたコンピュータである。ロボットコントローラ７ｂは、制御ＰＣ７ａから出力された制御信号に応じて電動部３に供給する電力を制御する。

　そして、ロボット動作制御部７は、モータ３ａを回転させながら、上記ロボットアーム２の移動を制御し、チャック装置６に保持されたワークＷに、研磨工具５を押し当てることでワークＷを成形研磨する。

　力検知出力部８は、例えば、研磨工具５に作用する荷重を、ロボット動作制御部７の制御ＰＣ７ａに出力する。制御ＰＣ７ａは、力検知出力部８からの出力値に応じ、電動部３を制御することで、研磨工具５の姿勢制御を遂行する。

　研磨工具５はワークＷの研磨を行うごとに磨耗し、初期形状からの乖離が進むと、研磨の品質が維持できなくなる。そのため、研磨工具５のドレッシング（工具成形など）が必要となる。例えば、研磨処理を行ったワークＷの数、研磨処理の累積時間などの指標が閾値を越えたことを契機として、ドレッシングが遂行される。

　成形制御装置１は、ワークＷの研磨を遂行するとともに、研磨工具５のドレッシングが必要となると、研磨工具５を工具保持部４から着脱することなく、ドレッシングを行うことができる。この場合、研磨工具５は、ドレッシングの対象となる被成形部材となる。また、成形制御装置１は、研磨工具５の元となる形状から研磨開始前の研磨工具５の形状を成形するドレッシングも遂行する。この場合、研磨工具５の元となる素材がドレッシングの対象となる被成形部材となる。以下では、研磨工具５と、研磨工具５の元となる素材を区別せず、単に研磨工具５と称す。

　図２は、ドレッシング時における成形制御装置１の全体構成を示す説明図である。ドレッシングにおいて、チャック装置６にドレッシング部材９が保持される。ドレッシング部材９は、研磨工具５よりも固く、例えばダイヤモンド電着砥石などで構成される。

　そして、ロボット動作制御部７は、電動部３を制御し、ドレッシング部材９のドレッシング面９ａに対し、研磨工具５の軸心が傾斜した状態で、研磨工具５の軸心を工具回転軸として回転させながらドレッシング面９ａに当接させ、ドレッシング面９ａに垂直な方向に押圧し続けることで、研磨工具５をドレッシングする。

　この場合、ドレッシング完了時、研磨工具５の工具回転軸のドレッシング面９ａに対する傾斜角と、研磨工具５のドレッシング面９ａに垂直な方向の位置によって、研磨工具５の形状が定まる。成形制御装置１は、例えば、制御ＰＣ７ａによって計算された座標空間内における研磨工具５の位置および姿勢に基づいて、ドレッシングを制御する。

　図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃは、移動完了位置Ｆを説明するための説明図である。図３Ａに示すように、ドレッシングの途中では、研磨工具５が工具回転軸ａを中心として回転しながら、第２の姿勢でドレッシング面９ａに当接する。

　第２の姿勢は、研磨工具５の工具回転軸ａが、ドレッシング面９ａに垂直な方向（以下、単に垂直方向と称す）に対して傾斜した姿勢であって、その傾斜角は、研磨工具５の目標形状に基づいて定まる。ここで、研磨工具５の目標形状は、工具回転軸ａを中心に回転しながらドレッシング面９ａ又はこれに垂直なドレス面に当てて成形できれば、どのような形状であってもよい。

　ドレッシングが進むと、研磨工具５の傾斜面５ｂが削れ、研磨工具５の端面５ａと工具回転軸ａとの交点（以下、ＴＣＰ：Tool center pint）が位置する垂直方向の高さが低くなる。そして、図３Ｂに示すように、ドレッシングが完了し、研磨工具５が目標形状となったときのＴＣＰの位置が移動完了位置Ｆである。

　図３Ｂに示すように、移動完了位置Ｆのドレッシング面９ａからの垂直方向の離隔距離Ｌは、研磨工具５の端面５ａの直径ｄ、ドレッシング面９ａと傾斜面５ｂのなす角をαとすると、以下の数式１で導出される。
Ｌ＝ｄ／２×ｃｏｓ（α／２）…数式（１）

　また、図３Ｂに示す研磨工具５の形状が目標形状である場合、移動完了位置Ｆは、ドレッシング面９ａに面する位置（ドレッシング面９ａから離れた位置）となることとなる。なお、図３Ｃに示す研磨工具５の形状が目標形状である場合、移動完了位置Ｆとなる離隔距離Ｌは０となり、移動完了位置Ｆは、ドレッシング面上（ドレッシング面９ａの面内）に位置することとなる。

　本実施形態の成形制御装置１は、上記の垂直方向をＺ軸方向とする空間座標において、研磨工具５のＴＣＰの座標を常時把握しており、ドレッシング面９ａのＺ軸座標が正確には把握できていなくとも、移動完了位置ＦのＺ軸座標を正確に特定し、ドレッシングされた研磨工具５の形状精度を高めることが可能となる。以下、成形制御装置１の具体的な処理について、フローチャートを用いて詳述する。

（成形制御方法）
　図４は、成形制御方法の処理の流れを示したフローチャートである。また図５Ａ～図５Ｆは、研磨工具５の移動を説明するための説明図である。
　図４に示すように、まず、チャック装置６にドレッシング部材９を保持させる（Ｓ１００）。ここでは、成形制御装置１がワークＷの研磨と研磨工具５のドレッシングをそれぞれ行うため、ワークＷと研磨工具５の取り換えを行うが、成形制御装置がドレッシング専用装置である場合、チャック装置６は予め研磨工具５を保持しているため、保持ステップＳ１００は行われない。

　そして、ロボット動作制御部７は、図５Ａに示すように、位置特定面１０に対して、研磨工具５の工具回転軸ａが垂直となる第１の姿勢で、Ｚ軸方向であって位置特定面１０に近接する方向に研磨工具５を移動させる（Ｓ１０２）。位置特定面１０は、好ましくは、ドレッシング面９ａと平行な面であって、ドレッシング面９ａとＺ軸座標が等しく、移動完了位置Ｆの正確な座標を特定するために用いられる。なお、位置特定面１０はドレッシング面９ａと平行でなくてもよい。

　ロボット動作制御部７は、力検知出力部８から出力される出力値が予め定められた閾値を超えたか否かを判定し（Ｓ１０４）、閾値を超えていない場合（Ｓ１０４におけるＮＯ）、移動ステップＳ１０２に処理を戻す。

　そして、出力値が閾値を超えた場合（Ｓ１０４におけるＹＥＳ）、図５Ｂに示すように、研磨工具５の端面５ａが位置特定面１０に当接したと判定する。ここで、閾値は、端面５ａがいずれの面にも当接していないにもかかわらず、ノイズによって力検知出力部８から出力されると想定された出力値の上限値よりも大きい値とする。

　すると、ロボット動作制御部７は、そのときのＴＣＰのＺ軸座標を、移動完了位置Ｆを導出するための基準位置として記憶する（Ｓ１０６）。また、ＴＣＰは、力検知出力部８の出力値が閾値を超えたとき、研磨工具５のうち、位置特定面１０と接触した工具回転軸上（工具回転軸ａ上）の点となっている。

　そして、ロボット動作制御部７は、記憶された基準位置と、移動完了位置Ｆのドレッシング面９ａからの垂直方向の離隔距離Ｌを加算することで、移動完了位置Ｆの正確なＺ軸座標を導出するとともに、予め記憶されていたドレッシング面９ａにおける、例えば中央を示すＸ軸座標およびＹ軸座標の値と組み合わせて、移動完了位置Ｆの座標を導出する（Ｓ１０８）。

　そして、ロボット動作制御部７は、研磨工具５を、位置特定面１０からＺ軸方向に離隔させ、図５Ｃに示すように、ドレッシング部材９のドレッシング面９ａに面し、移動完了位置ＦのＸ軸座標およびＹ軸座標にＴＣＰが位置する場所に移動させる（Ｓ１１０）。その後、ロボット動作制御部７は、図５Ｄに示すように、研磨工具５のＴＣＰを中心として、研磨工具５を第２の姿勢に傾斜させる（Ｓ１１２）。
　なお、第１の姿勢から第２の姿勢に移動することは必須ではない。いきなり第２の姿勢へ移動させることもできる。

　続いて、ロボット動作制御部７は、研磨工具５を第２の姿勢で回転させながら、Ｚ軸方向であってドレッシング部材９のドレッシング面９ａに近接する方向に移動させる（Ｓ１１４）。研磨工具５がドレッシング面９ａに当接すると、図５Ｅに示すように、研磨工具５のドレッシングが行われる（Ｓ１１６）。

　このように、ロボット動作制御部７は、基準位置から移動完了位置Ｆまでの移動過程において、研磨工具５を、第１の姿勢から第２の姿勢へと変位させるとともに、第２の姿勢で回転させながらドレッシング面９ａに当接させる。

　その後、ロボット動作制御部７は、例えば、予め設定された条件を満たしたか否かを判定する（Ｓ１１８）。条件を満たしていない場合（Ｓ１１８におけるＮＯ）、ドレッシング処理ステップＳ１１６を継続する。

　予め設定された条件は、例えば、研磨工具５のＴＣＰのＺ軸座標が、移動完了位置ＦのＺ軸座標から所定距離内に含まれることや、所定時間が経過したことなどである。所定距離や所定時間は、条件を満たすごとに次の条件が設定されることとする。ここで、初めからＴＣＰが移動完了位置Ｆに到達したと認識されるまで、ドレッシングを行わないのは、ドレッシングの振動などのノイズの影響を鑑み、ドレッシングのやり過ぎを回避するためである。

　予め設定された条件を満たすと（Ｓ１１８におけるＹＥＳ）、ロボット動作制御部７は、研磨工具５を、第２の姿勢に維持しつつ回転を停止し、基準位置を記憶した位置特定面１０に面する位置に移動させる（Ｓ１２０）。そして、ロボット動作制御部７は、Ｚ軸方向であって位置特定面１０に近接する方向に、研磨工具５を移動させ（Ｓ１２２）、力検知出力部８から出力される出力値が閾値を超えたか否かを判定する（Ｓ１２４）。ここでは、当該出力判定ステップＳ１２４と上述した出力判定ステップＳ１０４における閾値は同じ値とするが、個別の値が設定されていてもよい。

　閾値を超えていない場合（Ｓ１２４におけるＮＯ）、近接移動ステップＳ１２２に処理を戻す。閾値を超えた場合（Ｓ１２４におけるＹＥＳ）、図５Ｆに示すように、研磨工具５の傾斜面５ｂが位置特定面１０に当接したこととなる。ロボット動作制御部７は、そのときのＺ軸座標から、移動完了位置ＦのＺ軸座標を減算して差分を導出する（Ｓ１２６）。そして、ロボット動作制御部７は、導出された差分が許容範囲に含まれるか否かを判定する（Ｓ１２８）。許容範囲に含まれる場合（Ｓ１２８におけるＹＥＳ）、ドレッシング中に、研磨工具５のＴＣＰが移動完了位置Ｆまで移動し、ドレッシングが完了したと判定し処理を終了する。許容範囲に含まれないと判定した場合（Ｓ１２８におけるＮＯ）、移動ステップＳ１１０に処理を戻す。

　上述したように、成形制御装置１および成形制御方法によれば、ロボット動作制御部７は、力検知出力部８の出力値が閾値を超えたときのＺ軸座標（基準位置）に基づいて、移動完了位置Ｆを特定する。そのため、移動完了位置ＦのＺ軸座標の位置精度が高く、ドレッシングを完了した研磨工具５の形状精度を高くすることが可能となる。

　本実施形態では、位置特定面１０に基づいて、研磨工具５のＴＣＰが移動完了位置Ｆに到達したかを判定している。こうすることで、ドレッシングを遂行するために面が粗いドレッシング面９ａよりも、平滑な位置特定面１０によってＴＣＰのＺ軸座標を正確に特定できる。

　また、本実施形態では、ドレッシング面９ａと位置特定面１０について、Ｚ軸座標が同じとしたが、Ｚ軸座標が異なっていてもよい。その場合、ロボット動作制御部７は、ドレッシング面９ａと位置特定面１０のＺ軸座標の差を加味して、移動完了位置Ｆを特定することとする。

　また、本実施形態では、一旦、研磨工具５の工具回転軸ａを中心とした回転を停止した状態で、研磨工具５を位置特定面１０に当接させ、そのときのＴＣＰの位置によって、ドレッシングの完了を判定するため、ロボット動作制御部７は、回転に伴う振動などのノイズの影響を排除して判定することが可能となる。

　上述した実施形態では、位置特定面１０を設けて基準位置を定めたが、ドレッシング面９ａの面粗さや研磨工具５に求められる形状精度によっては、位置特定面１０を設ける必要がない場合もある。以下、このような場合に有効な変形例について説明する。ただし、成形制御装置１の構成については、位置特定面１０を設けない点を除いて、上述した実施形態と実質的に同じであるため、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また、変形例における成形制御方法の処理の流れについてフローチャートを用いて説明するが、上述した実施形態と実質的に等しい処理については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

（変形例：成形制御方法）
　図６は、変形例における成形制御方法の処理の流れを示したフローチャートである。図６において、ロボット動作制御部７は、ドレッシング面９ａに対して、研磨工具５の工具回転軸ａが垂直となる第１の姿勢で、Ｚ軸方向であってドレッシング面９ａに近接する方向に研磨工具５を移動させる（Ｓ２０２）。ここで、ロボット動作制御部７は、上述した実施形態と同様、ドレッシング面９ａの位置は正確に特定しておらずともよく、研磨工具５のＴＣＰの位置と、ドレッシング面９ａの垂直方向は正確に特定しているものとする。

　そして、ロボット動作制御部７は、出力判定ステップＳ１０４、および、基準記憶ステップＳ１０６の後、上記数式１に基づいて導出される離隔距離Ｌによって移動完了位置Ｆを特定する（Ｓ２０４）。変形例においては、移動完了位置ＦのＺ軸座標を特定せず、単に、離隔距離Ｌによって移動完了位置Ｆを特定したものとする。

　そして、ロボット動作制御部７は、基準位置から、垂直方向であって、研磨工具５がドレッシング面９ａに近接する方向と逆方向である離隔方向に向けて、例えば離隔距離以上（離隔距離Ｌ以上）に研磨工具５を移動させる（Ｓ２０６）。なおこれは必須ではなく、研磨工具５とドレッサーが干渉しない距離であればよい。この移動過程において、ロボット動作制御部７は、研磨工具５の移動距離を計測している。

　続いて、ロボット動作制御部７は、基準位置から離隔距離Ｌ以上に研磨工具５が移動した後、傾斜ステップＳ１１２からドレッシング処理ステップＳ１１６までの処理が行われる。そして、ロボット動作制御部７は、ドレッシングを遂行しつつ、移動ステップＳ２０６において計測した移動距離から離隔距離Ｌを減算した差分距離、研磨工具５を基準位置に近接する方向に移動させたか否かを判定する（Ｓ２０８）。まだ差分距離の移動が完了していない場合（Ｓ２０８におけるＮＯ）、ドレッシング処理ステップＳ１１６が継続される。

差分距離の移動が完了すると（Ｓ２０８におけるＹＥＳ）、研磨工具５のＴＣＰが移動完了位置Ｆに到達したこととなるため、ドレッシングが完了となり処理を終了する。

　かかる変形例においても、成形制御装置１および成形制御方法によれば、上述した実施形態と同様、ドレッシングを完了した研磨工具５の形状精度を高くすることが可能となる。また、変形例においては、ロボット動作制御部７は、上記のように、研磨工具５を、第２の姿勢で回転させながらドレッシング面９ａに当接させつつ、移動完了位置Ｆまでの移動が完了したか否かを判定している。そのため、位置特定面１０に移動させたりドレッシング面９ａに戻したりする分の処理時間を短縮できる上、移動完了位置Ｆまでの移動が完了したことを早期に検出でき、ドレッシングし過ぎとなる可能性を低減することができる。

　ただし、変形例においても、上述した実施形態と同様、一旦、研磨工具５の工具回転軸ａを中心とした回転を停止してから、移動完了位置Ｆまでの移動が完了したか否かを判定してもよい。

　上述した実施形態および変形例では、ロボット動作制御部７が、研磨工具５のＴＣＰの位置を予め把握している場合について説明した。しかし、基準記憶ステップＳ１０６より前に、研磨工具５のＴＣＰの位置がわかっていなくても、研磨工具５の工具回転軸ａと、ドレッシング面９ａもしくは位置特定面１０の位置を予め特定していればよい。すると、ロボット動作制御部７は、基準記憶ステップＳ１０６において、工具回転軸ａとドレッシング面９ａ（位置特定面１０）との交点として研磨工具５のＴＣＰを正確に特定できる。この場合、研磨工具５が磨耗するなどしていても、研磨工具５の形状計測などを予め行う処理を省略でき、作業負担を低減することが可能となる。

　また、上述した実施形態および変形例では、研磨工具５のうち、ドレッシング面９ａもしくは位置特定面１０と接触した工具回転軸ａ上の点であるＴＣＰを中心として研磨工具５を第２の姿勢に傾斜させる場合について説明した。しかし、研磨工具５を傾斜させる中心はＴＣＰに限らない。ただし、上記のＴＣＰを中心として研磨工具５を傾斜させることで、ＴＣＰのＺ軸座標が、研磨工具５の傾斜によって変化しないため、移動完了位置Ｆまでの移動が完了したか否かの判定処理にかかる処理負荷を低減することが可能となる。

　また、上述した変形例においては、ロボット動作制御部７は、研磨工具５を、第１の姿勢でドレッシング面９ａに当接させ、さらに、ドレッシング面９ａから離隔距離Ｌ以上、離隔させた後、ＴＣＰを中心として研磨工具５を第２の姿勢に傾斜させ、工具回転軸ａを中心に研磨工具５を回転させ、ドレッシング面９ａから離隔距離Ｌまで近接させる場合について説明した。

　しかし、ロボット動作制御部７は、研磨工具５を、第１の姿勢でドレッシング面９ａに当接させた後、ドレッシング面９ａから離隔距離Ｌ以上、離隔させることなく、工具回転軸ａを中心に研磨工具５を回転させ、ＴＣＰを中心として研磨工具５を第２の姿勢に傾斜させながら、ドレッシング面９ａから離隔距離Ｌまで離隔させてもよい。この場合であっても、ＴＣＰが移動完了位置Ｆに移動するまでドレッシングが行われれば、研磨工具５を高精度に所望の形状とすることが可能となる。ただし、一旦、離隔距離Ｌ以上、研磨工具５を離隔させてからドレッシング面９ａに近接させることで、研磨工具５の傾斜面５ｂをより均等な力でドレッシングすることができる。

　さらに、コンピュータをロボット動作制御部７として実行させるプログラムや、そのプログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。

　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

　なお、本明細書の成形制御方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。

　本発明は、成形制御装置、成形制御方法、および、プログラムに利用することができる。

ａ　工具回転軸、
ｄ　端面の直径、
Ｆ　移動完了位置、
Ｌ　離隔距離、
Ｗ　ワーク、
α　ドレッシング面と傾斜面のなす角、
１　成形制御装置、
２　ロボットアーム、
２ａ　関節部、
２ｂ　節部、
２ｃ　本体、
３　電動部、
３ａ　モータ、
４　工具保持部、
５　研磨工具（被成形部材）、
５ａ　端面、
５ｂ　傾斜面、
６　チャック装置、
７　ロボット動作制御部、
７ａ　制御ＰＣ、
７ｂ　ロボットコントローラ、
８　力検知出力部、
９　ドレッシング部材、
９ａ　ドレッシング面、
１０　位置特定面

Claims

　研磨工具を移動して、前記研磨工具を回転させながらドレッシング面に当接させて、該研磨工具を成形研磨するロボット動作制御部と、
　前記研磨工具に作用する荷重を示す出力値を出力する力検知出力部と、
を備え、
　前記ロボット動作制御部は、
　前記ドレッシング面もしくは位置特定面に対して、前記研磨工具の工具回転軸が垂直となる第１の姿勢で、該ドレッシング面もしくは該位置特定面に近接する方向に該研磨工具を移動させ、
　前記力検知出力部から出力される出力値が閾値を超え、前記研磨工具が前記ドレッシング面もしくは前記位置特定面に当接した位置を基準位置とし、該基準位置に基づいて、ドレッシング面上もしくは該ドレッシング面に面する位置である移動完了位置まで前記研磨工具を移動させ、
　前記基準位置から前記移動完了位置までの移動過程において、前記研磨工具を、前記第１の姿勢から、前記ドレッシング面に対して前記工具回転軸が傾斜した第２の姿勢へと変位させるとともに、該第２の姿勢で回転させながら該ドレッシング面に当接させることを特徴とする成形制御装置。
　前記ロボット動作制御部は、
　前記力検知出力部から出力される出力値が前記閾値を超えたときに、前記研磨工具のうち、前記ドレッシング面もしくは前記位置特定面と接触した工具回転軸上の点をＴＣＰとして、該研磨工具を前記第２の姿勢に傾斜させることを特徴とする請求項１に記載の成形制御装置。
　前記ロボット動作制御部は、
　前記研磨工具を前記第１の姿勢で前記ドレッシング面に近接する方向に移動させるとともに、前記基準位置から、該ドレッシング面に対して垂直な方向への離隔距離によって、前記移動完了位置を特定し、
　前記力検知出力部から出力される出力値が前記閾値を超えると、前記基準位置から、前記近接する方向と逆方向である離隔方向に向けて、離隔距離以上に前記研磨工具を移動させるとともに、該移動過程において該研磨工具の移動距離を計測し、
　前記離隔距離以上に前記研磨工具が移動した後、前記研磨工具を、前記第１の姿勢から前記第２の姿勢へと変位させるとともに、該第２の姿勢で回転させながら、前記移動完了位置まで、前記近接する方向へと移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の成形制御装置。
　前記ロボット動作制御部は、前記研磨工具を、前記第２の姿勢で回転させながら前記ドレッシング面に当接させつつ、前記移動完了位置までの移動が完了したか否かを判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成形制御装置。
　前記ロボット動作制御部は、前記研磨工具を、前記第２の姿勢に維持しつつ回転を停止し、前記ドレッシング面もしくは前記位置特定面のうち、前記基準位置を設定した方に近接する方向に該研磨工具を移動させ、
　前記力検知出力部から出力される出力値が前記閾値を超えた位置と前記基準位置との差分から、前記移動完了位置までの移動が完了したか否かを判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成形制御装置。
　ドレッシング面もしくは位置特定面に対して、研磨工具の工具回転軸が垂直となる第１の姿勢で、該ドレッシング面もしくは該位置特定面に近接する方向に該研磨工具を移動させ、
　前記研磨工具に作用する荷重を示す出力値が閾値を超え、前記研磨工具が前記ドレッシング面もしくは前記位置特定面に当接した位置を基準位置とし、該基準位置に基づいて、ドレッシング面上もしくは該ドレッシング面に面する位置である移動完了位置まで前記研磨工具を移動させ、
　前記基準位置から前記移動完了位置までの移動過程において、前記研磨工具を、前記第１の姿勢から、前記ドレッシング面に対して前記工具回転軸が傾斜した第２の姿勢へと変位させるとともに、該第２の姿勢で回転させながら該ドレッシング面に当接させることを特徴とする成形制御方法。
　研磨工具に作用する荷重を示す出力値を出力する力検知出力部を備え、前記研磨工具を移動して、該研磨工具を回転させながらドレッシング面に当接させて、該研磨工具を成形研磨するロボット動作制御部として機能するコンピュータを、
　前記ドレッシング面もしくは位置特定面に対して、前記研磨工具の工具回転軸が垂直となる第１の姿勢で、該ドレッシング面もしくは該位置特定面に近接する方向に該研磨工具を移動させ、
　前記力検知出力部から出力される出力値が閾値を超え、前記研磨工具が前記ドレッシング面もしくは前記位置特定面に当接した位置を基準位置とし、該基準位置に基づいて、ドレッシング面上もしくは該ドレッシング面に面する位置である移動完了位置まで前記研磨工具を移動させ、
　前記基準位置から前記移動完了位置までの移動過程において、前記研磨工具を、前記第１の姿勢から、前記ドレッシング面に対して前記工具回転軸が傾斜した第２の姿勢へと変位させるとともに、該第２の姿勢で回転させながら該ドレッシング面に当接させる処理を実行させるためのプログラム。