特開 2021-81849 加工装置及び加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-81849(P2021-81849A)

(43)【公開日】2021年5月27日

(54)【発明の名称】加工装置及び加工方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 3/00 20060101AFI20210430BHJP

   G05B 19/404 20060101ALN20210430BHJP

【ＦＩ】

   G05D3/00 V

   G05B19/404 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2019-207068(P2019-207068)

(22)【出願日】2019年11月15日

(71)【出願人】

【識別番号】000144038

【氏名又は名称】株式会社三井ハイテック

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(72)【発明者】

【氏名】貞内 剛

【テーマコード（参考）】

3C269

5H303

【Ｆターム（参考）】

3C269AB07

3C269BB03

3C269CC02

3C269EF10

3C269GG01

3C269MN05

3C269MN14

3C269MN16

5H303AA01

5H303BB01

5H303BB06

5H303CC01

5H303DD01

5H303EE03

5H303FF09

5H303HH05

5H303LL03

5H303LL09

(57)【要約】

【課題】ステージの往復移動における移動方向の反転位置の精度を高める。
【解決手段】加工装置１は、加工対象のワークＷを載置可能なステージ１３と、ステージを所定の方向に沿って往復移動させる移動機構と、ステージの位置に係る情報を取得する位置情報取得部と、移動機構に対してステージの往復移動に係る駆動指令を送信する制御部と、を有する。位置情報取得部は、ステージの移動経路のうちの一方の端部で移動方向を変更した位置に係る情報を取得し、制御部は、位置情報取得部が取得した一方の端部においてステージが移動方向を変更した位置に係る情報と、駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報と、を比較し、その結果に基づいて駆動指令に含まれる移動機構に対して送信する当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報を補正する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工対象のワークを載置可能なステージと、
前記ステージを所定の方向に沿って往復移動させる移動機構と、
前記ステージの位置に係る情報を取得する位置情報取得部と、
前記移動機構に対して前記ステージの往復移動に係る駆動指令を送信する制御部と、
を有する加工装置であって、
前記位置情報取得部は、前記ステージの移動経路のうちの一方の端部で移動方向を変更した位置に係る情報を取得し、
前記制御部は、前記位置情報取得部が取得した前記一方の端部において前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、前記駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報とを比較し、その結果に基づいて前記駆動指令に含まれる前記移動機構に対して送信する当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報を補正する、加工装置。

【請求項2】

前記位置情報取得部は、前記ステージの移動経路のうちの両方の端部において移動方向を変更した位置に係る情報を取得し、
前記制御部は、前記位置情報取得部が取得した前記両方の端部のそれぞれにおいて前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、前記駆動指令に含まれる前記両方の端部のそれぞれにおける移動方向を変更する位置を指定する情報とを比較し、その結果に基づいて前記駆動指令に含まれる前記移動機構に対して送信する移動方向を変更する位置を指定する情報を補正し、駆動指示を行う、請求項１に記載の加工装置。

【請求項3】

前記移動機構は、前記所定の方向に沿った前記ステージの移動に応じたパルス信号を前記位置情報取得部に対して送信し、
前記位置情報取得部は、前記移動機構からの前記パルス信号を取得し前記ステージの位置に応じた数値を記録するカウントレジスタと、前記ステージの位置に応じた数値の極値を取得するピークレジスタと、を有し、
前記ピークレジスタにおいて取得される極値に係る情報を前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報として取り扱う、請求項１または２に記載の加工装置。

【請求項4】

前記制御部による補正は、
前記位置情報取得部が取得した直近の移動において前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、前記駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報と、の差分を、当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報における補正量とする第１の段階と、
前記位置情報取得部が取得した情報に基づいて特定される直近の複数回の移動における、前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、前記駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報と、の差分から、当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報における補正量を算出する第２の段階と、
を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の加工装置。

【請求項5】

前記位置情報取得部は、前記ステージの移動経路の中間点を前記ステージが通過する度に、前記ステージが移動方向を変更した位置に係る情報を取得し、
前記制御部は、前記ステージの移動経路の中間点を前記ステージが次に通過するまでに、前記駆動指令に含まれる前記移動機構に対して送信する移動方向を変更する位置を指定する情報を補正し、駆動指示を行う、請求項１〜４のいずれか一項に記載の加工装置。

【請求項6】

加工対象のワークが載置されたステージを移動機構によって所定の方向に沿って往復移動させる加工装置における加工方法であって、
前記ステージの移動経路のうちの一方の端部で移動方向を変更した位置に係る情報を取得することと、
取得した前記一方の端部において前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報とを比較し、その結果に基づいて前記駆動指令に含まれる当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報を補正する、加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工装置及び加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、被加工物を工具に対して所定の方向に往復移動させながら研削加工を行う装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６−７５６１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

被加工物に対して所望の加工を行うために被加工物が載置されたステージを高速移動させた場合、ステージが所定の位置とはずれた位置で往復を繰り返すことがある。

【0005】

本開示は上記を鑑みてなされたものであり、ステージの往復移動における移動方向の反転位置の精度を高めることが可能な加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示の一形態に係る加工装置は、加工対象のワークを載置可能なステージと、前記ステージを所定の方向に沿って往復移動させる移動機構と、前記ステージの位置に係る情報を取得する位置情報取得部と、前記移動機構に対して前記ステージの往復移動に係る駆動指令を送信する制御部と、を有する加工装置であって、前記位置情報取得部は、前記ステージの移動経路のうちの一方の端部で移動方向を変更した位置に係る情報を取得し、前記制御部は、前記位置情報取得部が取得した前記一方の端部において前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、前記駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報とを比較し、その結果に基づいて前記駆動指令に含まれる前記移動機構に対して送信する当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報を補正する。

【0007】

本開示の一形態に係る加工方法は、加工対象のワークが載置されたステージを移動機構によって所定の方向に沿って往復移動させる加工装置における加工方法であって、前記ステージの移動経路のうちの一方の端部で移動方向を変更した位置に係る情報を取得することと、取得した前記一方の端部において前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報とを比較し、その結果に基づいて前記駆動指令に含まれる当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報を補正する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、ステージの往復移動における移動方向の反転位置の精度を高めることが可能な加工装置及び加工方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、加工装置の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、加工装置のレールに沿った移動の例を説明する図である。

【図3】図３は、加工装置の主要部を示すブロック図である。

【図4】図４は、コントローラのハードウェア構成を示す概略図である。

【図5】図５は、駆動指令の補正の手順を説明するためのフローチャートである。

【図6】図６は、駆動指令の補正のタイミング等について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１には、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸により規定される直交座標系が例示されている。当該直交座標系において、Ｙ軸は鉛直上向きに延びており、Ｘ軸はＹ軸に直交するように水平方向に延びており、Ｚ軸はＸ軸及びＹ軸の双方に直交するように水平方向に延びている。

【0011】

［加工装置］
図１〜図４を参照して、加工装置１について説明する。加工装置１は、図１に示されるように、加工対象であるワークＷを加工する機能を有する。ワークＷは、例えば、シート状の母材（金属板など）を打ち抜く打抜装置を構成する金型部品であってもよい。ワークＷの形状は、例えば、直方体形状、円柱形状、多角柱形状、その他の異形状であってもよい。

【0012】

加工装置１は、図１に示されるように、ベースユニット１０と、加工ユニット２０と、コントローラ３０（制御部）と、パルスカウンタボード４０（位置情報取得部）とを備える。加工装置１は、これらの一部又は全部を収容可能に構成された筐体（図示せず）をさらに備えていてもよい。

【0013】

ベースユニット１０は、ベース１１と、ガイド機構１２と、ステージ１３と、サーボモータ１４と、を含む。ベース１１は、ガイド機構１２及びステージ１３を下側から支持するように構成されている。ガイド機構１２は、ベース１１上に取り付けられている。ガイド機構１２は、サーボモータ１４によって駆動するリニアアクチュエータであってもよい。ガイド機構１２は、例えば、レール１２ａと、ブロック（図示せず）とを含んでいてもよい。ブロックは、コントローラ３０からの指示に基づいて、レール１２ａ（Ｚ軸）に沿って往復移動可能に構成されていてもよい。

【0014】

ステージ１３は、上面（載置面）に載置されたワークＷを吸着保持するように構成されている。ステージ１３は、例えば、マグネットチャックであってもよいし、真空チャックであってもよい。ステージ１３がマグネットチャックである場合、ステージ１３の表面に磁性体が露出していてもよい。ステージ１３は、少なくとも一つのワークＷを保持してもよいし、複数のワークＷを保持してもよい。ステージ１３は、ガイド機構１２のブロックに接続されていてもよい。そのため、ブロックがレール１２ａを往復移動すると、ステージ１３に保持されているワークＷも共にレール１２ａ（Ｚ軸）に沿って往復移動する。

【0015】

サーボモータ１４は、ガイド機構１２のレール１２ａに沿ってブロックを往復させるためのモータである。サーボモータ１４の駆動によるモータの回転がＺ軸方向の直進運動に変換され、ブロックがレール１２ａに沿って往復移動する。サーボモータ１４は、エンコーダ（図示せず）を含んでいてもよい。

【0016】

サーボモータ１４の駆動によるガイド機構１２上のステージ１３の移動の例を図２に示す。図２に示すように、サーボモータ１４によって、ステージ１３及びワークＷは、予め定められた点Ａと点Ｂとの間を往復移動する。ガイド機構１２のブロックがＺ軸方向に沿って延びるレール１２ａに沿って移動することにより、点Ａと点Ｂとの間では、ステージ１３及びワークＷは直線状に移動する。また、点Ａ及び点Ｂはステージ１３の移動経路の端部となり、点Ａまたは点Ｂにおいて移動方向を変更（反転）するようにステージ１３の移動が制御される。このように、ガイド機構１２及びサーボモータ１４は、ワークＷが載置されたステージ１３をレール１２ａ（Ｚ軸）に沿って往復移動させるための移動機構として機能する。

【0017】

図１に戻り、加工ユニット２０は、ワークＷが所定形状となるようワークＷを加工する機能を有する。加工ユニット２０は、ベースユニット１０の上方にベースユニット１０から離間して配置されていてもよい。加工ユニット２０は、工具２１と、シャフト２２と、駆動機構２３とを含む。

【0018】

工具２１は、ワークＷに接触した状態でワークＷを加工するように構成されている。例えば、加工装置１が研削装置である場合には、工具２１は、ワークＷを研削加工する砥石であってもよい。工具２１は、例えば、円柱状を呈していてもよい。この場合、工具２１の周面がワークＷと接触することによりワークＷの加工が行われてもよいし、工具２１の端面がワークＷと接触することによりワークＷの加工が行われてもよい。

【0019】

シャフト２２は、Ｘ軸に沿って延びている。シャフト２２の一端には、工具２１が取り付けられている。シャフト２２の中心軸と工具２１の中心軸とは略一致していてもよい。シャフト２２の他端には、駆動機構２３が取り付けられている。

【0020】

駆動機構２３は、コントローラ３０からの指示に基づいて、シャフト２２を支持して回転させるように構成されている。シャフト２２の回転に伴い、シャフト２２の中心軸を回転軸として、工具２１も回転する。駆動機構２３は、コントローラ３０からの指示に基づいて、シャフト２２をＹ軸に沿って上下動させるように構成されている。このとき、シャフト２２に取り付けられている工具２１も共に上下方向に往復移動する。駆動機構２３は、コントローラ３０からの指示に基づいて、シャフト２２をＸ軸に沿って進退させるように構成されている。このとき、シャフト２２に取り付けられている工具２１も共に水平方向に往復移動する。

【0021】

コントローラ３０からの指示に基づいてサーボモータ１４が動作することで、ガイド機構１２によってステージ１３上のワークがＺ軸に沿って移動する。駆動機構２３によって工具２１がＸ軸及びＹ軸に沿って移動すると、工具２１とワークＷとの相対位置が変動する。工具２１によるワークＷの加工が行われる場合には、駆動機構２３によって、ワークＷと接触する高さまで工具２１をＹ軸に沿って移動させ、工具２１を所定の速度で回転させる。次に、ガイド機構１２によってステージ１３上のワークＷをＺ軸に沿って所定の速度で移動させる。これにより、工具２１がワークＷに接触した領域（例えば、工具２１の幅に対応する領域）が加工される。次に、駆動機構２３によって、工具２１をＸ軸に沿って所定の大きさ（例えば、工具２１の幅以下の大きさ）だけ繰り出し又は引き込む。次に、ガイド機構１２によってワークＷをＺ軸に沿って所定の速度で移動させる。これにより、ワークＷのうち加工済領域の隣の領域が加工される。その後は、工具２１がワークＷの全域と接触して加工が完了するまで、ステージ１３及び工具２１が同様に動作する。すなわち、工具２１は、ワークＷに対して蛇行しながらワークＷを加工する。

【0022】

コントローラ３０は、ベースユニット１０のサーボモータ１４に対して駆動指令を出すことで、ガイド機構１２のブロックを往復移動させる。また、コントローラ３０は、加工ユニット２０の駆動機構２３に対して駆動指令を出すことで、工具２１を回転させると共に上下方向・水平方向に移動させる。

【0023】

パルスカウンタボード４０は、ベースユニット１０のサーボモータ１４の駆動に応じて発せられるガイド機構１２のブロックの位置（すなわち、ブロックに保持されるステージ１３及びワークＷの位置）を示すパルス信号を取得すると共に記録する機能を有する。サーボモータ１４の位置を示すパルス信号としては、例えば、サーボモータ１４に含まれるエンコーダのパルス信号を用いることができる。また、パルスカウンタボード４０はコントローラ３０からの指令に基づいて記録した信号に係る情報、すなわち、サーボモータ１４の駆動によって移動するブロック、ステージ１３、及びワークＷの位置に係る情報をコントローラ３０に対して送信する機能を有する。コントローラ３０は、パルスカウンタボード４０から取得する位置情報に基づいて、コントローラ３０からサーボモータ１４に対して出す駆動指令の内容を変更する。この点については後述する。

【0024】

次に、図３を参照しながら、コントローラ３０及びパルスカウンタボード４０の機能と、コントローラ３０、パルスカウンタボード４０及びサーボモータ１４間の信号の送受信について説明する。

【0025】

図３に示されるように、コントローラ３０は、機能モジュールとして、カウンタ制御部３１、カウント情報取得部３２、ピーク情報取得部３３、駆動条件補正部３４、駆動指示部３５、出力部３６、及び、記憶部３７を含んで構成される。これらの機能モジュールは、コントローラ３０の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラ３０を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）により実現されるものであってもよい。

【0026】

また、パルスカウンタボード４０は、機能モジュールとして、カウントレジスタ４１、最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３を含んで構成される。これらの機能モジュールは、パルスカウンタボード４０の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、パルスカウンタボード４０を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路により実現されるものであってもよい。

【0027】

まず、パルスカウンタボード４０の各部について説明する。パルスカウンタボード４０のカウントレジスタ４１は、サーボモータ１４から取得するパルス信号を取得する機能を有する。サーボモータ１４では、ブロック（すなわち、ステージ１３及びワークＷ）の位置に対応したパルス信号を定期的に発信する。位置に対応したパルス信号とは、Ｚ軸方向に沿ったブロックの経路上において、ブロックの一定の移動量毎にＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるパルス列を有する信号である。パルスカウンタボード４０のカウントレジスタ４１では、サーボモータ１４からのパルス信号におけるパルス列をカウントすることで、ブロックの位置を把握することができる。ブロックが移動することにより発生するパルスをカウントレジスタ４１でモニタすることで、ブロックの位置を把握することができる。このように、カウントレジスタ４１では、このサーボモータ１４から発信されるパルス信号を継続して取得することで、ブロックの位置に係る情報を取得する。

【0028】

最大値レジスタ４２は、カウントレジスタ４１で取得するパルス信号に基づいて把握されるブロックの移動位置の最大値を記録する機能を有する。また、最小値レジスタ４３は、カウントレジスタ４１で取得するパルス信号に基づいて把握されるブロックの移動位置の最小値を記録する機能を有する。最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３は、パルス信号に基づいて把握されるブロックの移動位置の極値を記録するピークレジスタとしての機能を有する。

【0029】

上述のようにブロックの位置の変化に応じて発信されるパルス信号に基づいて、カウントレジスタ４１ではブロックの位置を把握する。このとき、カウントレジスタ４１では、ブロックの位置を数値として管理している。したがって、カウントレジスタ４１では、ブロックの位置に対応した数値を把握していることになる。ここで、ブロックが移動すると、カウントレジスタ４１が把握しているブロックの位置に対応した数値が変化する。ブロックがＺ軸に沿って往復移動している場合、ブロックの進行方向が逆転する直前のブロックの位置では、パルス信号から求められるブロックの位置に応じた数値は極値（極大値または極小値）を示すことになる。最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３においてそれぞれパルス信号から求められるブロックの位置の極大値を取得することで、ブロックがどの位置まで移動して進行方向を変更したかを特定することができる。なお、詳細は後述するが、最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３は、コントローラ３０からの指令に基づいて定期的に保持している情報（極値）をコントローラ３０に対して提供すると共に、保持している情報を定期的にリセットする。これによって、最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３は、繰り返し往復移動するブロックが進行方向を変更した位置を細かく記録することができる。

【0030】

次に、コントローラ３０の各部について説明する。コントローラ３０のカウンタ制御部３１は、パルスカウンタボード４０を制御する機能を有する。カウンタ制御部３１は、パルスカウンタボード４０に対して制御信号を送信し、パルスカウンタボード４０のカウントレジスタ４１、最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３からの信号を取得する。

【0031】

カウント情報取得部３２は、カウントレジスタ４１において記録した情報を取得する機能を有する。カウントレジスタ４１からの情報をカウント情報取得部３２において取得することコントローラ３０ではブロックがどのような位置を移動しているかを概略把握することができる。

【0032】

ピーク情報取得部３３は、最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３において保持される極値に係る情報を取得する機能を有する。これにより、ピーク情報取得部３３においても、繰り返し往復移動するブロックが進行方向を変更した位置を把握することができる。

【0033】

駆動条件補正部３４は、ピーク情報取得部３３において取得した情報に基づいて、サーボモータ１４に対する駆動指示に係る条件の補正を行う。コントローラ３０は、サーボモータ１４に対して所定位置間（例えば、図２に示す点Ａ−点Ｂ間）でのブロックの往復移動を行うように駆動指令を出す。しかしながら、ピーク情報取得部３３において取得した情報から、ブロックが実際に進行方向を変更した位置が点Ａまたは点Ｂとは異なる位置であることが把握される場合がある。この場合、駆動条件補正部３４は、サーボモータ１４に対する駆動指令の内容を変更することで、所定の位置（点Ａまたは点Ｂ）で移動方向を変更するように制御する。

【0034】

駆動指示部３５は、駆動条件補正部３４において補正された駆動条件に基づいてサーボモータ１４に対して駆動指令を出す機能を有する。補正された駆動指令がコントローラ３０から出された場合、サーボモータ１４は補正後の駆動指令に基づいた動作に動作内容を変更する。

【0035】

出力部３６は、コントローラ３０が保持する情報を出力する機能を有する。出力部３６が出力する情報は特に限定されないが、例えば、パルスカウンタボード４０から取得した情報に基づくブロックの位置に係る情報、加工ユニット２０による加工の進行状況等が挙げられる。

【0036】

記憶部３７は、コントローラ３０が取得した情報等を保持する機能を有する。記憶部３７において保持する情報とは、例えば、サーボモータ１４及び駆動機構２３に対して出す駆動指令に関する情報、パルスカウンタボード４０から取得した情報等が挙げられる。

【0037】

コントローラ３０のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成されていてもよい。コントローラ３０は、ハードウェア上の構成として、例えば図４に示される回路３０１を含んでいてもよい。回路３０１は、電気回路要素（circuitry）で構成されていてもよい。回路３０１は、具体的には、プロセッサ３０２（制御部）と、メモリ３０３（記憶部）と、ストレージ３０４（記憶部）と、入出力ポート３０５とを含む。プロセッサ３０２は、メモリ３０３及びストレージ３０４の少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート３０５を介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。入出力ポート３０５は、プロセッサ３０２、メモリ３０３及びストレージ３０４と、加工装置１の各部との間で、信号の入出力を行う。

【0038】

加工装置１は、例えば、一つのコントローラ３０を備えていてもよいし、複数のコントローラ３０で構成されるコントローラ群（制御部）を備えていてもよい。加工装置１がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つ又は複数のコントローラ３０によって実現されていてもよい。コントローラ３０が複数のコンピュータ（回路３０１）で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つ又は複数のコンピュータ（回路３０１）によって実現されていてもよい。コントローラ３０が複数のプロセッサ３０２を含んでいる場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つ又は複数のプロセッサ３０２によって実現されていてもよい。

【0039】

［加工方法］
次に、図５及び図６を参照して、加工装置１においてワークＷを加工する際にワークＷを載置したステージ１３（及びステージ１３を支持するブロック）の移動方法について説明する。図５は、コントローラ３０によるサーボモータ１４及びパルスカウンタボード４０に係る制御の手順を示すフロー図である。また、図６は、Ｚ軸に沿ったステージ１３（ブロック）の移動を模式的に示す図である。なお、図６では、矢印Ｌ１〜Ｌ５がブロックの移動を示していて、ブロックは矢印Ｌ１〜Ｌ５に対応した移動をするとする。実際にはブロックはレール１２ａ（図１参照）に沿った一軸での往復運動をしているが、図６ではブロックの移動について細かく説明するために、矢印Ｌ１〜Ｌ５をずらして示している。

【0040】

まず、作業者又はロボットが少なくとも１つのワークＷをステージ１３に載置した後に、コントローラ３０の駆動指示部３５がサーボモータ１４に対して駆動指令を出すことで、ガイド機構１２を動作させてステージ１３を保持するブロックの往復運動を開始させる（Ｓ０１）。このとき、駆動指示部３５は予め記憶部３７に保持された駆動条件に基づいてサーボモータ１４に対して駆動指令を出す。サーボモータ１４に対する駆動指令とは、例えば、図６に示すように、スタート地点Ｓｔからまず点Ｂへ向かって（Ｚ軸正方向へ）移動し、点Ｂで進行方向を変更（反転）した後、点Ａへ向かって（Ｚ軸負方向へ）移動し、点Ａで進行方向を変更（反転）し、点Ｂへ向かうという動作によって点Ａ−点Ｂ間の移動を繰り返すというものである。また、駆動条件としては、ブロックの移動速度、点Ａ、点Ｂにおいてブロックが進行方向を変更するためにサーボモータ１４が回転方向を変更する条件を指定する情報等が挙げられる。このように、駆動指令には、移動方向を変更する位置を指定する情報（また、それを実現するための情報）が含まれる。なお、点Ａ及び点Ｂを指定することで、点Ａ及び点Ｂの中間点である点Ｃ（図６参照）を特定することもできる。

【0041】

ブロックの往復運動を開始させると、コントローラ３０のカウンタ制御部３１は、パルスカウンタボード４０に対して動作の開始を指示する。これにより、パルスカウンタボード４０では、カウントレジスタ４１におけるパルス信号の受信及びコントローラ３０への信号の送信と、最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３での極値の記録と、が開始される。

【0042】

コントローラ３０は、カウント情報取得部３２において取得する情報から、ブロックの位置を把握する。ここで、ブロックがスタート地点Ｓｔから移動を開始し最初に中間点Ｃに到達したことを確認すると、パルスカウンタボード４０に対してピークレジスタのリセットを指示する（Ｓ０２）。

【0043】

具体的には、図６に示すように、スタート地点Ｓｔからブロックが矢印Ｌ１に示す移動を開始したとする。ここで、カウント情報取得部３２において取得する情報から、コントローラ３０が、ブロックが最初に中間点Ｔ１を通過したことを把握すると、パルスカウンタボード４０に対してピークレジスタである最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３のリセットを指示する。これにより、最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３が保持している情報が消去され、その後の極値の記録が行われる。最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３では、カウントレジスタ４１において算出された、パルス信号に基づいたブロックの位置を示す数値の最大値及び最小値の記録を行う。

【0044】

ブロックは矢印Ｌ１に沿ってＺ軸正方向へ移動した後、当初の駆動条件に基づいた所定の位置で進行方向を変更する。図６に示す例では、コントローラ３０からの駆動指令では点Ｂにおいて進行方向をＺ軸負方向に変更することが指示されていたとする。しかしながら実際には、点Ｂ’でブロックの進行方向が変更されて矢印Ｌ２に沿った移動を開始したとする。矢印Ｌ１，Ｌ２に沿ってブロックが移動した場合、最大値レジスタ４２では、サーボモータ１４からのパルス信号に基づいて、矢印Ｌ１に沿った移動から矢印Ｌ２に沿った移動に変更された点Ｂ’に対応する数値が、ブロックの位置を示す数値の最大値として記録される。

【0045】

その後、ブロックは矢印Ｌ２に沿ってＺ軸負方向へ移動し、中間点Ｔ２を通過する。カウント情報取得部３２において取得する情報から、コントローラ３０が、ブロックが中間点（ここでは、中間点Ｔ２）を通過したことを把握する（Ｓ０３−ＹＥＳ）と、パルスカウンタボード４０に対してピークレジスタである最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３において保持される情報の読み出しを指示し、ピーク情報取得部３３が最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３からの情報を取得する（Ｓ０４）。

【0046】

このとき、最大値レジスタ４２には、点Ｂ’に対応する数値が記録されている。一方、最小値レジスタ４３には、中間点Ｔ１（＝中間点Ｃ）に対応する数値が記録されている。したがって、ピーク情報取得部３３は、２つのレジスタから情報を取得することで、点Ｂ’でブロックが進行方向を変更したことを把握することができる。

【0047】

なお、ピークレジスタの読み出し（Ｓ０４）を行った後に、コントローラ３０のカウンタ制御部３１は、パルスカウンタボード４０に対してピークレジスタである最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３のリセットを指示する（Ｓ０５）。これにより、最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３が保持している情報が消去され、その後の極値の記録が行われる。

【0048】

コントローラ３０では、パルスカウンタボード４０から取得した情報に基づいて、駆動条件で指示した点Ｂと、実際にブロックが進行方向を変更した点Ｂ’とが一致しないことを認識することができる。したがって、コントローラ３０の駆動条件補正部３４では、ブロックが実際に点Ｂで進行方向を変更することができるように、目標位置の補正を行う（Ｓ０６）。図６に示す例では、点Ｂで進行位置を変更するように駆動条件を設定していた結果、点Ｂ’までしかブロックが移動しなかったことになる。すなわち、駆動条件と比べてブロックが実際に移動する距離が短くなっていることになる。したがって、点Ｂよりも中間点Ｃから遠い点Ｂ_Ｔでブロックが進行方向を変更するように駆動条件を補正すると、ブロックを点Ｂまで移動させることが可能となると考えられる。コントローラ３０では上記の手法で駆動条件を変更し、点Ｂでブロックが進行方向を変更するように補正を行う。そして、駆動条件の補正が完了したら、コントローラ３０の駆動指示部３５からサーボモータ１４に対して駆動条件を変更して動作を継続するように駆動指令を行う（Ｓ０７）。これにより、サーボモータ１４では更新された駆動条件に基づいた動作を行うことになる。

【0049】

コントローラ３０からサーボモータ１４への駆動指令は、次にブロックが中間点に到達するまでに行われる。すなわち、ブロックが矢印Ｌ２に沿ってＺ軸負方向へ移動し、点Ａ’で進行方向を変更した後矢印Ｌ３に沿ってＺ軸正方向へ移動して中間点Ｔ３に到達するまでに、上記のピークレジスタの読み出し（Ｓ０４）〜駆動指令（Ｓ０７）の一連の処理が行われる。そして、往復運動が終了しない（Ｓ０８→ＮＯ）場合には、再びブロックが中間点へ到達したことを検知すると（Ｓ０３→ＹＥＳ）、一連の動作（Ｓ０４〜Ｓ０７）を行う。

【0050】

ブロックが中間点Ｔ３へ到達したときには、コントローラ３０では、パルスカウンタボード４０から取得した情報に基づいて、駆動条件で指示した点Ａと、実際にブロックが進行方向を変更した点Ａ’とが一致しないことを認識することができる。したがって、ブロックが中間点Ｔ３を通過した後の一連の動作（Ｓ０４〜Ｓ０７）では、点Ａに向かうブロックの目標位置を点Ａ_Ｔへ変更するための動作が行われる。その結果は、ブロックが矢印Ｌ３及び矢印Ｌ４に沿って移動して中間点Ｔ４へ到達するまでに、コントローラ３０からサーボモータ１４へ変更後の駆動指令として伝達される。

【0051】

また、ブロックが中間点Ｔ３を通過した段階では、最大値レジスタ４２には中間点Ｔ２（＝中間点Ｃ）に対応する数値が記録されているのに対して、最小値レジスタ４３には点Ａ’に対応する数値が記録されている。このように、中間点をブロックが通過する度にコントローラ３０がピークレジスタの読み出し（Ｓ０４）を行った場合、一方のレジスタからの情報には中間点に対応する情報が含まれ、他方のレジスタからの情報にはブロックが進行方向を変更した位置を特定する情報が含まれることになる。したがって、コントローラ３０では、ブロックの移動方向を特定しなくても、２つのレジスタからの情報を参照することで、点Ａ、点Ｂのうち補正を行う対象となる点を特定することができる。ただし、コントローラ３０において中間点を通過する際のブロックの移動方向を把握しておき、２つのピークレジスタから読み出した情報のうちブロックの移動方向に応じて補正を行う対象となる情報を選択する構成としてもよい。

【0052】

なお、目標位置の補正を行う（Ｓ０６）際に、目標位置（点Ａに対応する点Ａ_Ｔ、点Ｂに対応する点Ｂ_Ｔ）をどのように補正するかは適宜変更することができる。例えば、ブロック（ステージ１３及びワークＷ）の往復運動の開始から所定の期間（例えば、ブロックがレール１２ａ上を１０往復するまで、等）と、所定の期間以降とでは、補正の内容を変更することができる。一例としては、往復運動の開始から所定の期間の第１の期間では、第１の段階として、駆動条件で指示した点Ａと、実際にブロックが進行方向を変更した点Ａ’との差分を目標位置（点Ａ_Ｔ）の設定に反映させることが考えられる。駆動条件で指示した点Ａと、実際にブロックが進行方向を変更した点Ａ’が一致しておらず、点Ａ’が点Ａよりも中間点Ｃ寄りになっている場合には、目標位置（点Ａ_Ｔ）を点Ａと点Ａ’との差分に対応した長さだけ点Ａよりも遠方に設定することが考えられる。このような構成とすることで、補正後の駆動条件では、点Ａよりも遠方の目標位置（点Ａ_Ｔ）へ向けてブロックを移動するため、点Ａ’よりも点Ａに近付いた位置までブロックを移動させることができる。一方、第１の期間よりも後の第２の期間では、第２の段階として、直前のブロックの移動において駆動条件で指示した点Ａと実際にブロックが進行方向を変更した点Ａ’との差分をそのまま目標位置（点Ａ_Ｔ）の変更に反映するのではなく、直前の移動を含む直近の数回のブロックの移動において駆動条件で指示した進路を変更する点と実際にブロックが進路を変更した点との差分を考慮して次回の目標位置の補正を行うことが考えられる。具体的には、直近の１０回の移動におけるおいて移動方向を変更した位置（反転位置）の平均値を算出し、目標位置（点Ａ_Ｔ）をこの平均値と点Ａとの差分に対応した長さだけ点Ａから移動させることが考えられる。ただし、上記は一例であり、上記の方法に限定されるものではない。第１の期間と比べて第２の期間では、ブロック（ステージ１３）の往復移動を開始してからの時間が長くなり、サーボモータ１４の駆動が安定することが考えられる。したがって、上記のようにコントローラ３０による駆動条件の補正の手法を変更することで、より安定した動作を実現することが可能となると考えられる。

【0053】

［作用］
上記の実施形態で説明した加工装置１及び加工方法によれば、加工対象のワークＷを載置可能であって、移動機構であるサーボモータ１４及びガイド機構１２によって移動するステージ１３の位置に係る情報を、パルスカウンタボード４０において取得する。特に、パルスカウンタボード４０では、ステージ１３の移動経路のうちの一方の端部で移動方向を変更した位置（点Ａ’または点Ｂ’）に係る情報を取得する。そして、制御部としてのコントローラ３０では、上記のパルスカウンタボード４０において取得されたステージ１３が移動方向を変更した位置に係る情報と、コントローラ３０からサーボモータ１４に対して出される駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置（点Ａまたは点Ｂ）を指定する情報とを比較し、その結果に基づいて駆動指令に含まれる情報を補正する。上記の加工装置１及び加工方法によれば、上記の構成を有することで、往復移動するステージ１３について移動方向の反転位置の精度を高めることができる。

【0054】

従来から加工装置では、ステージを往復移動させながらのワークの加工が行われている。この場合、ステージの反転位置は制御部によって制御されるが、特にステージを高速移動させた場合には反転位置が駆動指令で指定した位置からずれてしまう場合がある。このような事象が起きる原因としては、ワークを支持したステージがそれなりの重量（数十ｋｇ〜数百ｋｇ程度）となっていることが考えられる。サーボモータ等により移動機構を構成する場合、重量物であるステージを高速移動させると、サーボ剛性を超える負荷がサーボモータにかかる場合がある。この場合、サーボ遅れによって反転位置の制御を精度良く行うことができなくなる場合がある。

【0055】

これに対して、上記の加工装置１及び加工方法によれば、ステージ１３が移動方向を変更した位置に係る情報を取得し、その情報とコントローラ３０からサーボモータ１４への駆動指令に含まれる情報とを比較して、その結果に基づいて駆動指令に含まれる情報を補正する。このような構成とすることで、当初の駆動指令において指定された位置での反転が適切に行えない場合であっても、その状況を考慮して駆動指令を補正することができるため、反転位置を精度良く制御することができる。

【0056】

また、上記実施形態で説明したように、ステージ１３の移動経路のうちの両方の端部で移動方向を変更した位置（点Ａ’及び点Ｂ’）に係る情報を取得し、コントローラ３０からサーボモータ１４に対して出される駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置（点Ａ及び点Ｂ）を指定する情報と比較して駆動指令を補正する態様としてもよい。このような構成とすることで、往復移動するステージ１３の反転位置を両方の端部で精度良く制御することができる。なお、一方の端部においてのみ反転位置を精度良く制御することが求められる場合には、上記実施形態で説明した手法に代えて、一方の端部についてのみ駆動指令を補正する態様としてもよい。

【0057】

また、上記の反転位置の制御を実現する構成として、移動機構は、所定の方向に沿ったステージの移動に応じたパルス信号を位置情報取得部に対して送信し、位置情報取得部は、移動機構からのパルス信号を取得に基づいて、ブロックの位置に対応する数値を記録するカウントレジスタ４１と、ブロックの位置に対応する数値の極値を取得するピークレジスタ（最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３）と、を有し、ピークレジスタにおいて取得される極値に係る情報をステージが移動方向を変更した位置に係る情報として取り扱う構成としてもよい。上記のように、サーボモータ１４が移動機構として用いられている場合、ステージ１３（を支持するブロック）の位置に係るパルス信号が発振される。したがって、このパルス信号を利用してステージ１３の反転位置に係る情報を取得する構成としてもよい。

【0058】

また、コントローラ３０（制御部）による補正は、直近の移動においてステージ１３が移動方向を変更した位置に係る情報と、駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報と、の差分を、当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報における補正量とする第１の段階と、直近の複数回の移動における、ステージ１３が移動方向を変更した位置に係る情報と、駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報と、の差分から、当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報における補正量を算出する第２の段階と、を含んでもよい。このような構成とすることで、移動機構によるステージ１３の移動がある程度安定した状況では第２の段階を採用してゆるやかに反転位置の調整を行う構成とすることができる。また、このような構成とすることで、例えば、第２の段階では、振動等の何らかの影響を受けて反転位置が１回のみ変化した際に、この局所的な変化が駆動指令の補正に反映されることを防ぐことができる。

【0059】

また、上記実施形態では、位置情報取得部としてのパルスカウンタボード４０では、ステージの移動経路の中間点をステージ１３が通過する度に、ステージ１３が移動方向を変更した位置に係る情報を取得し、制御部としてのコントローラ３０では、往復移動するステージ１３が中間点を次に通過するまでに、駆動指令に含まれる移動機構に対して送信する移動方向を変更する位置を指定する情報を補正し、駆動指示を行う。このような構成とすることで、往復移動するステージ１３が次にその端部に到達する際には、補正された駆動指令に基づいた動作を行うことができる。すなわち、駆動指令の補正及びその補正内容に基づく制御をリアルタイムで行うことができるため、反転位置を速やかに補正できる。

【0060】

［変形例］
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、特許請求の範囲及びその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。

【0061】

例えば、上記実施形態で説明した加工装置の構成は一例であり、ステージ１３の移動機構の構成、駆動させるためのモータ等は適宜変更することができる。

【0062】

また、パルスカウンタボード４０で保持している情報をコントローラ３０が取得するタイミング、取得する情報の種類、コントローラ３０からサーボモータ１４への補正後の駆動指令を送信するタイミング等は適宜変更することができる。

【0063】

例えば、上記実施形態では、中間点をステージ１３（ブロック）が通過する度にパルスカウンタボード４０の最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３において保持される情報の読み出しを行い、コントローラ３０において最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３から取得した情報のどちらに基づいて駆動指令を補正するかを判断する場合について説明した。しかしながら、上記の手法に代えて、例えば、中間点をステージ１３（ブロック）が通過する度に、ステージ１３（ブロック）の移動方向に基づいて最大値レジスタ４２及び最小値レジスタ４３のいずれか一方からの情報の読み出しを行う構成としてもよい。すなわち、ステージ１３（ブロック）の移動方向に基づいて、コントローラ３０が読み出すべきピークレジスタを特定し、特定されたレジスタからのみ情報を読み出す構成としてもよい。また、補正した駆動指令をサーボモータ１４に対して送信するタイミング等も、適宜変更することができる。例えば、上記実施形態では、ステージ１３（ブロック）が中間点を通過する度に、ピークレジスタにおいて保持する情報の読み出し及び駆動条件の補正を行う場合について説明したが、例えば、ステージ１３が所定の方向で移動しながら、ステージ１３（ブロック）が中間点を通過する場合のみに一連の処理を行う構成としてもよい。

【0064】

また、上記実施形態では、ステージ１３の位置を取得するための構成としてパルスカウンタボード４０が用いられる場合について説明したが、パルスカウンタボード４０を用いない構成であってもよい。すなわち、加工装置では、ステージ１３がどの位置で反転したかを特定するための構成を有していればよく、その構成は例えば、カメラによる撮像を利用する構成等、適宜変更することができる。

【0065】

［付記］
なお、上述した具体例は、以下の構成を含んでいる。

【0066】

本開示の一形態に係る加工装置は、加工対象のワークを載置可能なステージと、前記ステージを所定の方向に沿って往復移動させる移動機構と、前記ステージの位置に係る情報を取得する位置情報取得部と、前記移動機構に対して前記ステージの往復移動に係る駆動指令を送信する制御部と、を有する加工装置であって、前記位置情報取得部は、前記ステージの移動経路のうちの一方の端部で移動方向を変更した位置に係る情報を取得し、前記制御部は、前記位置情報取得部が取得した前記一方の端部において前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、前記駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報とを比較し、その結果に基づいて前記駆動指令に含まれる前記移動機構に対して送信する当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報を補正する。

【0067】

前記位置情報取得部は、前記ステージの移動経路のうちの両方の端部において移動方向を変更した位置に係る情報を取得し、前記制御部は、前記位置情報取得部が取得した前記両方の端部のそれぞれにおいて前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、前記駆動指令に含まれる前記両方の端部のそれぞれにおける移動方向を変更する位置を指定する情報とを比較し、その結果に基づいて前記駆動指令に含まれる前記移動機構に対して送信する移動方向を変更する位置を指定する情報を補正し、駆動指示を行う態様とすることができる。

【0068】

前記移動機構は、前記所定の方向に沿った前記ステージの移動に応じたパルス信号を前記位置情報取得部に対して送信し、前記位置情報取得部は、前記移動機構からの前記パルス信号を取得し前記ステージの位置に応じた数値を記録するカウントレジスタと、前記ステージの位置に応じた数値の極値を取得するピークレジスタと、を有し、前記ピークレジスタにおいて取得される極値に係る情報を前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報として取り扱う態様とすることができる。

【0069】

前記制御部による補正は、前記位置情報取得部が取得した直近の移動において前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、前記駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報と、の差分を、当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報における補正量とする第１の段階と、前記位置情報取得部が取得した情報に基づいて特定される直近の複数回の移動における、前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、前記駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報と、の差分から、当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報における補正量を算出する第２の段階と、を含む態様とすることができる。

【0070】

前記位置情報取得部は、前記ステージの移動経路の中間点を前記ステージが通過する度に、前記ステージが移動方向を変更した位置に係る情報を取得し、前記制御部は、前記ステージの移動経路の中間点を前記ステージが次に通過するまでに、前記駆動指令に含まれる前記移動機構に対して送信する移動方向を変更する位置を指定する情報を補正し、駆動指示を行う態様とすることができる。

【0071】

本開示の一形態に係る加工方法は、加工対象のワークが載置されたステージを移動機構によって所定の方向に沿って往復移動させる加工装置における加工方法であって、前記ステージの移動経路のうちの一方の端部で移動方向を変更した位置に係る情報を取得することと、取得した前記一方の端部において前記ステージが前記移動方向を変更した位置に係る情報と、駆動指令に含まれる当該端部において移動方向を変更する位置を指定する情報とを比較し、その結果に基づいて前記駆動指令に含まれる当該端部での移動方向を変更する位置を指定する情報を補正する態様とすることができる。

【符号の説明】

【0072】

１…加工装置、１０…ベースユニット、１１…ベース、１２…ガイド機構、１２ａ…レール、１３…ステージ、１４…サーボモータ、２０…加工ユニット、２１…工具、２２…シャフト、２３…駆動機構、３０…コントローラ、３１…カウンタ制御部、３２…カウント情報取得部、３３…ピーク情報取得部、３４…駆動条件補正部、３５…駆動指示部、３６…出力部、３７…記憶部、４０…パルスカウンタボード、４１…カウントレジスタ、４２…最大値レジスタ、４３…最小値レジスタ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】