(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】P2022066034
(43)【公開日】2022-04-28
(54)【発明の名称】自動研磨システム及び自動研磨装置
(51)【国際特許分類】
B24B 27/00 20060101AFI20220421BHJP
B24B 49/16 20060101ALI20220421BHJP
B24B 49/12 20060101ALI20220421BHJP
B25J 13/00 20060101ALI20220421BHJP
【ＦＩ】
B24B27/00 A
B24B49/16
B24B49/12
B25J13/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020174931
(22)【出願日】2020-10-16
(71)【出願人】
【識別番号】000191009
【氏名又は名称】新東工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】田名網 克周
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 康二
(72)【発明者】
【氏名】林 美由希
【テーマコード（参考）】
3C034
3C158
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C034AA19
3C034BB92
3C034BB93
3C034CA16
3C034CB20
3C034DD07
3C158AA06
3C158AA12
3C158AA16
3C158AC02
3C158BA01
3C158CB06
3C707AS12
3C707AS23
3C707BS10
3C707CV08
3C707CW08
(57)【要約】
【課題】移動体のボディの表面の状態に応じて、研磨の度合いを調整することができる自動研磨システムを提供すること。
【解決手段】自動研磨システム（１０）は、多関節型ロボット（１３）と、軸回りに回転するスピンドル軸（１１１１）と、スピンドル軸（１１１１）の先端に固定された研磨具（１１２）とを含む研磨機（１１）と、多関節型ロボット（１３）と研磨機（１１）との間に介在し、被研磨面（Ｐ）から研磨機（１１）に作用する垂直抗力（ｚ軸成分Ｆｚ）及びスピンドル軸（１１１１）の軸回りに作用するモーメント（ｚ軸成分Ｍｚ）を検出するセンサ（１２）と、垂直抗力（ｚ軸成分Ｆｚ）及びモーメント（ｚ軸成分Ｍｚ）に応じて多関節型ロボット（１３）を制御する制御部（１５）と、を備えている。
【選択図】図１
【解決手段】自動研磨システム（１０）は、多関節型ロボット（１３）と、軸回りに回転するスピンドル軸（１１１１）と、スピンドル軸（１１１１）の先端に固定された研磨具（１１２）とを含む研磨機（１１）と、多関節型ロボット（１３）と研磨機（１１）との間に介在し、被研磨面（Ｐ）から研磨機（１１）に作用する垂直抗力（ｚ軸成分Ｆｚ）及びスピンドル軸（１１１１）の軸回りに作用するモーメント（ｚ軸成分Ｍｚ）を検出するセンサ（１２）と、垂直抗力（ｚ軸成分Ｆｚ）及びモーメント（ｚ軸成分Ｍｚ）に応じて多関節型ロボット（１３）を制御する制御部（１５）と、を備えている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（１）多関節型ロボットと、（２）前記多関節型ロボットの先端部に設けられた研磨機であって、軸回りに回転するスピンドル軸と、当該スピンドル軸の先端に固定された研磨具とを含む研磨機と、（３）前記先端部と前記研磨機との間に介在するセンサであって、被研磨面から前記研磨機に作用する垂直抗力を示す垂直抗力情報、及び、前記スピンドル軸の軸回りに作用するモーメントを示すモーメント情報を出力するセンサと、
を含む自動研磨装置と、
前記垂直抗力情報及び前記モーメント情報を取得し、前記垂直抗力及び前記モーメントに応じて前記多関節型ロボットを制御する制御部と、を備えている、
ことを特徴とする自動研磨システム。
を含む自動研磨装置と、
前記垂直抗力情報及び前記モーメント情報を取得し、前記垂直抗力及び前記モーメントに応じて前記多関節型ロボットを制御する制御部と、を備えている、
ことを特徴とする自動研磨システム。
【請求項2】
前記制御部は、
前記研磨機が前記被研磨面のうち予め定められた領域である研磨領域を研磨している期間中、前記垂直抗力が予め定められた範囲内に収まるように前記多関節型ロボットを制御するロボット制御部と、
前記モーメントが予め定められた閾値以下である場合に、前記研磨領域の研磨が完了したと判定する閾値判定部と、を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載の自動研磨システム。
前記研磨機が前記被研磨面のうち予め定められた領域である研磨領域を研磨している期間中、前記垂直抗力が予め定められた範囲内に収まるように前記多関節型ロボットを制御するロボット制御部と、
前記モーメントが予め定められた閾値以下である場合に、前記研磨領域の研磨が完了したと判定する閾値判定部と、を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載の自動研磨システム。
【請求項3】
前記被研磨面は、自動車のボディを覆う塗膜の表面であり、
当該自動車を含む画像を示す画像情報を出力するカメラを更に備え、
前記制御部は、前記画像情報が示す画像に含まれる自動車に応じて前記閾値を設定する閾値設定部を更に備えている、
ことを特徴とする請求項２に記載の自動研磨システム。
当該自動車を含む画像を示す画像情報を出力するカメラを更に備え、
前記制御部は、前記画像情報が示す画像に含まれる自動車に応じて前記閾値を設定する閾値設定部を更に備えている、
ことを特徴とする請求項２に記載の自動研磨システム。
【請求項4】
前記ロボット制御部は、前記研磨機が前記研磨領域を研磨している期間中、前記スピンドル軸の前記被研磨面における位置が、前記予め定められた領域である研磨領域内において周期的な軌跡を描くように前記多関節型ロボットを制御し、
前記閾値判定部は、前記モーメントの１周期における最大値が前記閾値以下である場合に、前記研磨領域の研磨が完了したと判定する、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の自動研磨システム。
前記閾値判定部は、前記モーメントの１周期における最大値が前記閾値以下である場合に、前記研磨領域の研磨が完了したと判定する、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の自動研磨システム。
【請求項5】
前記センサは、６軸力覚センサであり、
前記制御部は、前記被研磨面から前記研磨機に作用する並進力であって、前記垂直抗力を含む並進力と、前記被研磨面から前記研磨機に作用するモーメントであって、前記スピンドル軸の軸回りに作用するモーメントを含むモーメントとに応じて、前記研磨具が前記被研磨面に倣うように前記多関節型ロボットを制御する、
ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の自動研磨システム。
前記制御部は、前記被研磨面から前記研磨機に作用する並進力であって、前記垂直抗力を含む並進力と、前記被研磨面から前記研磨機に作用するモーメントであって、前記スピンドル軸の軸回りに作用するモーメントを含むモーメントとに応じて、前記研磨具が前記被研磨面に倣うように前記多関節型ロボットを制御する、
ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の自動研磨システム。
【請求項6】
前記自動研磨装置を複数台備えている、
ことを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の自動研磨システム。
ことを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の自動研磨システム。
【請求項7】
（１）多関節型ロボットと、
（２）前記多関節型ロボットの先端部に設けられた研磨機であって、軸回りに回転するスピンドル軸と、当該スピンドル軸の先端に固定された研磨具とを含む研磨機と、
（３）前記先端部と前記研磨機との間に介在するセンサであって、被研磨面から前記研磨機に作用する垂直抗力を示す垂直抗力情報、及び、前記スピンドル軸におけるモーメントを示すモーメント情報を出力するセンサと、を備えている、
ことを特徴とする自動研磨装置。
（２）前記多関節型ロボットの先端部に設けられた研磨機であって、軸回りに回転するスピンドル軸と、当該スピンドル軸の先端に固定された研磨具とを含む研磨機と、
（３）前記先端部と前記研磨機との間に介在するセンサであって、被研磨面から前記研磨機に作用する垂直抗力を示す垂直抗力情報、及び、前記スピンドル軸におけるモーメントを示すモーメント情報を出力するセンサと、を備えている、
ことを特徴とする自動研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動研磨システム及び自動研磨装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の美観をできるだけ手間を掛けずに美しく保つために、自動車を構成するボディの塗膜表面に保護層をコーティングする技術が普及している。この保護層は、液体状であるガラス系材料又はポリマー材料を塗膜表面に塗布したうえで乾燥させることによって得られる。
【0003】
このような保護層のコーティングにおいては、仕上がりの良否が塗膜表面の平滑性に依存する。そのため、塗膜表面の平滑性を高めるために、コーティングを施すまえに、塗膜表面を研磨することが多い。また、コーディング後の仕上がりを更に高めるために、コーティング後の保護層の表面を研磨することも多い。
【0004】
塗膜表面及び保護層の表面の研磨は、熟練した職人が経験に基づいて実施する場合が多い。ただし、職人の後継者不足や、コーティングにかかるコスト削減の要請などに鑑み、これらの研磨の工程の自動化が望まれている。例えば、特許文献１には、ボディの塗膜表面を研磨機（特許文献１においてはバフ研磨機）により自動で研磨する技術であって、研磨機を塗膜に押しつける際に生じる垂直抗力（特許文献１においては押付加重）を一定に保ちながら研磨する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開１９９７－２６２７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１の技術では、垂直抗力を一定に保ちながら研磨を実施することができるものの、塗膜表面又は保護層の表面の状態（例えば、平滑性）に応じて研磨の度合いを変化させることができない。したがって、特許文献１の技術では、塗膜表面又は保護層の表面の状態に応じて研磨の度合いを変化させることは想定しておらず、塗膜表面又は保護層の表面の全領域を一定の度合いで研磨すると考えられる。すなわち、特許文献１の技術では、塗膜表面又は保護層の表面においてバフ研磨を実施している研磨機を走査させる走査速度を一定にしていると考えられる。
【0007】
その結果、塗膜表面又は保護層の表面の一部領域であって、他の領域に比べて状態が悪かった一部領域においては、施された研磨が不十分な場合が生じ得る。また、他の領域に比べて状態が悪い一部領域に併せて走査速度を低く設定した場合、他の領域においては過度の研磨が施され、且つ、１台あたりの研磨に要する時間が無用に長くなる。
【0008】
本発明の一態様は、上述した課題に鑑みなされたものであり、移動体のボディの表面の状態に応じて、当該表面に施す研磨の度合いを調整することができる技術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】
【0009】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る自動研磨システムは、自動研磨装置と、制御部と、を備えている。自動研磨装置は、以下の（１）～（３）を備えている。
（１）多関節型ロボット。
（２）前記多関節型ロボットの先端部に設けられた研磨機。この研磨機は、軸回りに回転するスピンドル軸と、当該スピンドル軸の先端に固定された研磨具とを含む。
（３）前記先端部と前記研磨機との間に介在するセンサ。このセンサは、垂直抗力情報（被研磨面から前記研磨機に作用する垂直抗力を示す情報）及び、モーメント情報（前記スピンドル軸の軸回りに作用するモーメントを示す情報）を出力する。
また、制御部は、前記垂直抗力情報及び前記モーメント情報を取得し、前記垂直抗力及び前記モーメントに応じて前記多関節型ロボットを制御する。
（１）多関節型ロボット。
（２）前記多関節型ロボットの先端部に設けられた研磨機。この研磨機は、軸回りに回転するスピンドル軸と、当該スピンドル軸の先端に固定された研磨具とを含む。
（３）前記先端部と前記研磨機との間に介在するセンサ。このセンサは、垂直抗力情報（被研磨面から前記研磨機に作用する垂直抗力を示す情報）及び、モーメント情報（前記スピンドル軸の軸回りに作用するモーメントを示す情報）を出力する。
また、制御部は、前記垂直抗力情報及び前記モーメント情報を取得し、前記垂直抗力及び前記モーメントに応じて前記多関節型ロボットを制御する。
【0010】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る自動研磨装置は、（１）多関節型ロボットと、（２）前記多関節型ロボットの先端部に設けられた研磨機であって、軸回りに回転するスピンドル軸と、当該スピンドル軸の先端に固定された研磨具とを含む研磨機と、（３）前記先端部と前記研磨機との間に介在するセンサであって、被研磨面から前記研磨機に作用する垂直抗力を示す垂直抗力情報、及び、前記スピンドル軸におけるモーメントを示すモーメント情報を出力するセンサと、を備えている。
【発明の効果】
【0011】
本発明の一態様によれば、移動体のボディの表面の状態に応じて、当該表面に施す研磨の度合いを調整することができる自動研磨システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る自動研磨システムの模式図である。（ｂ）は、（ａ）に示した自動研磨システムが備えている研磨機及びセンサの斜視図である。
【図3】（ａ）は、図１の（ａ）に示した自動研磨システムが研磨する被研磨面の平面図であって、スピンドル軸の軌跡及び研磨領域を示した被研磨面の平面図である。（ｂ）は、図１の（ａ）に示した自動研磨システムの変形例が研磨する被研磨面の平面図であって、スピンドル軸の軌跡及び研磨領域を示した被研磨面の平面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る自動研磨方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
〔自動研磨システムの構成〕
本発明の一実施形態に係る自動研磨システム１０の構成について、図１を参照して説明する。図１の（ａ）は、自動研磨システム１０の模式図である。図１の（ｂ）は、自動研磨システム１０が備えている研磨機１１及びセンサ１２の斜視図である。
本発明の一実施形態に係る自動研磨システム１０の構成について、図１を参照して説明する。図１の（ａ）は、自動研磨システム１０の模式図である。図１の（ｂ）は、自動研磨システム１０が備えている研磨機１１及びセンサ１２の斜視図である。
【0014】
図１の（ａ）に示すように、自動研磨システム１０は、研磨機１１、センサ１２、多関節型ロボット１３、カメラ１４、及び制御部１５を備えている。なお、研磨機１１、センサ１２、及び多関節型ロボット１３は、本発明の一態様である自動研磨装置を構成する。
【0015】
本実施形態において、自動研磨システム１０は、１台の自動研磨装置を備えている。ただし、自動研磨システム１０は、複数台の自動研磨システム１０を備えていてもよい。
【0016】
自動研磨システム１０は、移動体のボディの表面を被研磨面として、その被研磨面をコンピュータ制御により自動的に研磨する。本実施形態では、移動体の一例として自家用車である自動車ＡＭを用いて自動研磨システム１０について説明する。ただし、移動体は、自動車ＡＭに限定されるものではなく、バスやトラックなどの大型な自動車であってもよし、航空機であってもよいし、電車であってもよい。自動車ＡＭの表面を構成する鋼板製のボディパネルＰは、被研磨面の一例である。
【0017】
移動体が自動車である場合、自動研磨システム１０は、自動車を構成するボディの塗膜表面に保護層をコーティングする前段階として、ボディの塗膜表面を研磨するために好適に利用できる。また、自動研磨システム１０は、ボディの塗膜表面に保護層をコーティングしたあとに実施する仕上げの研磨にも好適に利用できる。
【0018】
また、移動体が航空機及び電車である場合、ボディのデザインを変更するために、ボディを再塗装したり、カッティングシートを用いてボディにラッピングを施したりする場合がある。自動研磨システム１０は、ボディの再塗装及びラッピングの前段階として、ボディの表面を研磨するために好適に利用できる。
【0019】
＜多関節型ロボット＞
図１の（ａ）に示す多関節型ロボット１３は、垂直多関節型ロボットとも呼ばれる産業用ロボットの一態様である。多関節型ロボット１３は、ベース部（地面に固定されている）と、ベース部に設けられた第１関節１３１と、第１アーム１３２と、第２関節１３３と、第２アーム１３４と、第３関節１３５と、第３アーム１３６とを備えている。
図１の（ａ）に示す多関節型ロボット１３は、垂直多関節型ロボットとも呼ばれる産業用ロボットの一態様である。多関節型ロボット１３は、ベース部（地面に固定されている）と、ベース部に設けられた第１関節１３１と、第１アーム１３２と、第２関節１３３と、第２アーム１３４と、第３関節１３５と、第３アーム１３６とを備えている。
【0020】
ベース部は、地面に対して垂直な軸を回転軸として、その軸回りに回転自在な状態で、地面に対して固定されている。図１の（ａ）においては、自動車ＡＭに隠れているので図示されていない。ベース部には、第１関節１３１が設けられている。
【0021】
第１関節１３１には、第１アーム１３２の一方の端部が接続されている。第１関節１３１が可動することによって、第１アーム１３２は、地面とのなす角を変化させることができる。
【0022】
第１アーム１３２の他方の端部には、第２関節１３３を介して、第２アーム１３４の一方の端部が接続されている。第２関節１３３が可動することによって、第２アーム１３４は、第１アーム１３２とのなす角を変化させることができる。
【0023】
第２アーム１３４の他方の端部には、第３関節１３５を介して、第３アーム１３６の一方の端部が接続されている。第３関節１３５が可動することによって、第３アーム１３６は、第２アーム１３４とのなす角を変化させることができる。また、第３関節１３５は、第３アーム１３６の一方の端部から他方の端部へ向かう方向と平行な軸（図１の（ｂ）に示すｘ軸）を回転軸として、第３アーム１３６を回転可能なように構成されている。
【0024】
第３アーム１３６は、図１の（ｂ）に示すように、直方体状のブロックであり、多関節型ロボット１３の先端部を構成する。
【0025】
第１関節１３１、第２関節１３３、及び第３関節１３５の各々は、後述する制御部１５が生成する制御信号ＳＣ２に基づいて動作する。すなわち、多関節型ロボット１３は、制御信号ＳＣ２により制御されている。
【0026】
＜研磨機＞
図１の（ｂ）に示すように、研磨機１１は、本体１１１と、研磨具１１２（本実施形態ではバフ）とを備えている。本体１１１は、モータと、当該モータを用いて駆動されるスピンドル軸１１１１とを備えている。スピンドル軸１１１１は、円柱状の部材であり、その中心軸を回転軸として軸回りに回転する。スピンドル軸１１１１は、円柱状である本体１１１の一方の端面から突出するように設けられている。
図１の（ｂ）に示すように、研磨機１１は、本体１１１と、研磨具１１２（本実施形態ではバフ）とを備えている。本体１１１は、モータと、当該モータを用いて駆動されるスピンドル軸１１１１とを備えている。スピンドル軸１１１１は、円柱状の部材であり、その中心軸を回転軸として軸回りに回転する。スピンドル軸１１１１は、円柱状である本体１１１の一方の端面から突出するように設けられている。
【0027】
本体１１１の他方の端面は、後述するセンサ１２を介して、第３アーム１３６を構成する４つの側面のうちの１つに固定されている。
【0028】
なお、図１の（ｂ）においては、スピンドル軸１１１１の中心軸と平行になるようにｚ軸を定め、第３アーム１３６を構成する直方体状のブロックを構成する辺のうち、第３アーム１３６の一方の端部から他方の端部へ向かう辺と平行になるようにｘ軸を定め、ｘ軸及びｚ軸とともに右手系の直交座標系を構成するようにｙ軸を定めている。また、ｚ軸方向のうち第３アーム１３６から研磨具１１２へ向かう方向をｚ軸正方向と定め、ｘ軸方向のうち第３アーム１３６の一方の端部から他方の端部へ向かう方向をｘ軸正方向と定め、ｘ軸正方向及びｚ軸正方向とともに右手系の直交座標系を構成するようにｙ軸正方向を定めている。
【0029】
研磨具１１２は、フェルトや綿などを用いて構成されたディスク状の研磨材である。本実施形態において、研磨具１１２を平面視した場合、研磨具１１２の輪郭は、円形状である。研磨具１１２を構成する材料や、その粗さなどは、限定されるものではなく、被研磨面を構成する材料（例えば塗膜）に応じて適宜選択することができる。研磨具１１２は、スピンドル軸１１１１の先端に、その中心と、スピンドル軸１１１１の中心軸とがほぼ一致するように固定されている。
【0030】
研磨機１１は、スピンドル軸１１１１を回転させることによって研磨具１１２を回転させる。スピンドル軸１１１１を回転させながら研磨具１１２の研磨面をボディパネルＰに押しつけることによって、研磨機１１は、ボディパネルＰを研磨する。
【0031】
研磨機１１の本体１１１は、後述する制御部１５が生成する制御信号ＳＣ１を取得し、制御信号ＳＣ１に基づいてモータを制御しスピンドル軸１１１１を回転させる。すなわち、研磨具１１２の回転速度は、制御信号ＳＣ１により制御されている。
【0032】
＜センサ＞
センサ１２は、多関節型ロボット１３の先端部を構成する第３アーム１３６の側面と、研磨機１１との間に介在するように設けられている。
センサ１２は、多関節型ロボット１３の先端部を構成する第３アーム１３６の側面と、研磨機１１との間に介在するように設けられている。
【0033】
本実施形態において、センサ１２は、６軸力覚センサである。したがって、スピンドル軸１１１１が軸回りに回転した状態で研磨具１１２がボディパネルＰに押しつけられた場合に、（１）ボディパネルＰから研磨機１１に作用する並進力Ｆのｘ軸成分Ｆｘ、ｙ軸成分Ｆｙ、及びｚ軸成分Ｆｚと、（２）ボディパネルＰから研磨機１１に作用するモーメントＭのｘ軸成分Ｍｘ、ｙ軸成分Ｍｙ、及びｚ軸成分Ｍｚと、を検出する。そのうえで、センサ１２は、ｘ軸成分Ｆｘ、ｙ軸成分Ｆｙ、及びｚ軸成分Ｆｚの各々を示す第１の力情報、第２の力情報、及び第３の力情報と、ｘ軸成分Ｍｘ、ｙ軸成分Ｍｙ、及びｚ軸成分Ｍｚの各々を示す第１のモーメント情報、第２のモーメント情報、及び第３のモーメント情報とを後述する制御部１５に出力する。なお、以下において、ｘ軸成分Ｆｘ、ｙ軸成分Ｆｙ、及びｚ軸成分Ｆｚと、ｘ軸成分Ｍｘ、ｙ軸成分Ｍｙ、及びｚ軸成分Ｍｚとをまとめてセンサ情報ＳＳと称する。
【0034】
ｚ軸成分Ｆｚは、ボディパネルＰから研磨機１１に作用する垂直抗力の一例であり、研磨機１１をボディパネルＰに押しつける押付加重と同義である。したがって、ｚ軸成分Ｆｚが予め定められた範囲内に収まるように多関節型ロボット１３を制御することによって、押付加重をほぼ一定に保つことができる。また、第３の力情報は、垂直抗力情報の一例である。
【0035】
ｚ軸成分Ｍｚは、スピンドル軸１１１１の軸回りに作用するモーメントの一例であり、ボディパネルＰと研磨機１１との間に生じる摩擦抵抗を評価する指標として用いることができる。研磨機１１を用いてボディパネルＰに研磨を施す場合、ボディパネルＰに研磨を施すにしたがって、ｚ軸成分Ｍｚは、低下していく。したがって、研磨中にｚ軸成分Ｍｚをモニタしておき、ｚ軸成分Ｍｚが予め定められた閾値以下である場合に研磨を終了することによって、ボディパネルＰの状態に応じた研磨度合いの調整が可能になる。また、第３のモーメント情報は、スピンドル軸１１１１の軸回りに作用するモーメントを示すモーメント情報の一例である。
【0036】
ｘ軸成分Ｆｘ及びｙ軸成分Ｆｙの各々は、ボディパネルＰに研磨機１１を押付ながら、研磨機１１をボディパネルＰの表面上を走査している場合において、ボディパネルＰの表面上に凸状の障害物（例えばドアノブなど）が存在する場合に大きくなる。ｘ軸成分Ｆｘ及びｙ軸成分Ｆｙの各々が予め定められた範囲内に収まるように多関節型ロボット１３を制御することによって、凸状の障害物を避けながら研磨機１１を走査することができる。
【0037】
ｘ軸成分Ｍｘ、ｙ軸成分Ｍｙの各々は、ボディパネルＰに研磨機１１を押付ながら、研磨機１１をボディパネルＰの表面上を走査している場合において、ボディパネルＰの表面の傾斜が変化した場合に大きくなる。ｘ軸成分Ｍｘ、ｙ軸成分Ｍｙの各々が予め定められた範囲内に収まるように多関節型ロボット１３を制御することによって、ボディパネルＰに倣いながら研磨機１１を走査することができる。また、ｘ軸成分Ｍｘ、ｙ軸成分Ｍｙの各々が予め定められた範囲内に収まるように多関節型ロボット１３を制御することによって、スピンドル軸１１１１の中心軸（図１の（ｂ）に示したｚ軸）を、ボディパネルＰの法線方向にほぼ一致させながら研磨機１１を走査することができる。
【0038】
なお、本発明の一実施形態において、センサ１２は、少なくとも、ｚ軸成分Ｆｚを示す第３の力情報と、ｚ軸成分Ｍｚを示す第３のモーメント情報とを出力する２軸の力覚センサであればよい。
【0039】
＜カメラ＞
カメラ１４は、撮影した画像を示す情報を出力するデジタルカメラである。本実施形態において、カメラ１４は、自動研磨システム１０が自動研磨を実施する研磨スペースに入庫した自動車ＡＭを含む画像を撮影し、当該画像を示す画像情報ＳＩを出力し、後述する制御部１５に供給する。
カメラ１４は、撮影した画像を示す情報を出力するデジタルカメラである。本実施形態において、カメラ１４は、自動研磨システム１０が自動研磨を実施する研磨スペースに入庫した自動車ＡＭを含む画像を撮影し、当該画像を示す画像情報ＳＩを出力し、後述する制御部１５に供給する。
【0040】
＜制御部＞
制御部１５は、自動研磨システム１０の動作を制御するための構成である。制御部１５は、研磨機１１が生成したセンサ情報ＳＳを取得し、センサ情報ＳＳに含まれる、第３の力情報が示すｚ軸成分Ｆｚ、及び、第３のモーメント情報が示すｚ軸成分Ｍｚに応じて、多関節型ロボット１３を制御する。以下では、制御部１５を構成する各機能ブロックについて、図２及び図３を参照して説明する。図２は、制御部１５のブロック図である。図３の（ａ）は、自動研磨システム１０が研磨するボディパネルＰの平面図であって、スピンドル軸１１１１の軌跡及び各研磨領域ＲＰｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｎの自然数、ｎは、任意の正の整数）を示す被研磨面の平面図である。図３の（ｂ）は、自動研磨システム１０の変形例が研磨するボディパネルＰの平面図であって、スピンドル軸１１１１の軌跡及び研磨領域ＲＰ１～ＲＰ７を示す被研磨面の平面図である。
制御部１５は、自動研磨システム１０の動作を制御するための構成である。制御部１５は、研磨機１１が生成したセンサ情報ＳＳを取得し、センサ情報ＳＳに含まれる、第３の力情報が示すｚ軸成分Ｆｚ、及び、第３のモーメント情報が示すｚ軸成分Ｍｚに応じて、多関節型ロボット１３を制御する。以下では、制御部１５を構成する各機能ブロックについて、図２及び図３を参照して説明する。図２は、制御部１５のブロック図である。図３の（ａ）は、自動研磨システム１０が研磨するボディパネルＰの平面図であって、スピンドル軸１１１１の軌跡及び各研磨領域ＲＰｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｎの自然数、ｎは、任意の正の整数）を示す被研磨面の平面図である。図３の（ｂ）は、自動研磨システム１０の変形例が研磨するボディパネルＰの平面図であって、スピンドル軸１１１１の軌跡及び研磨領域ＲＰ１～ＲＰ７を示す被研磨面の平面図である。
【0041】
図２に示すように、画像識別部１５１、閾値設定部１５２、研磨機制御部１５３、ロボット制御部１５４、及び閾値判定部１５５を備えている。
【0042】
（画像識別部）
画像識別部１５１は、カメラ１４から画像情報ＳＩを取得する。画像識別部１５１は、画像情報ＳＩが示す画像に含まれる自動車ＡＭのメーカー、車種名、及びボディーカラーを識別し、識別した自動車ＡＭのメーカー、車種名、及びボディーカラーを示す自動車情報を生成する。画像識別部１５１は、自動車情報を閾値設定部１５２に出力する。
画像識別部１５１は、カメラ１４から画像情報ＳＩを取得する。画像識別部１５１は、画像情報ＳＩが示す画像に含まれる自動車ＡＭのメーカー、車種名、及びボディーカラーを識別し、識別した自動車ＡＭのメーカー、車種名、及びボディーカラーを示す自動車情報を生成する。画像識別部１５１は、自動車情報を閾値設定部１５２に出力する。
【0043】
（閾値設定部）
閾値設定部１５２は、画像識別部１５１から自動車情報を取得する。閾値設定部１５２は、自動車情報が示す自動車ＡＭのメーカー、車種、及びボディーカラーに応じてｚ軸成分Ｍｚの閾値を設定する。本実施形態において、閾値設定部１５２は、メーカー、車種名、及びボディーカラーにより特定される１種類の自動車に対して、その自動車に固有の閾値を対応付けたルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照し、そのＬＵＴに基づき自動車ＡＭの閾値を設定する。閾値設定部１５２は、自動車ＡＭの閾値を示す閾値情報を生成し、閾値判定部１５５に出力する。
閾値設定部１５２は、画像識別部１５１から自動車情報を取得する。閾値設定部１５２は、自動車情報が示す自動車ＡＭのメーカー、車種、及びボディーカラーに応じてｚ軸成分Ｍｚの閾値を設定する。本実施形態において、閾値設定部１５２は、メーカー、車種名、及びボディーカラーにより特定される１種類の自動車に対して、その自動車に固有の閾値を対応付けたルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照し、そのＬＵＴに基づき自動車ＡＭの閾値を設定する。閾値設定部１５２は、自動車ＡＭの閾値を示す閾値情報を生成し、閾値判定部１５５に出力する。
【0044】
なお、ＬＵＴは、メーカー、車種名、及びボディーカラーのうち少なくとも何れかにより特定される１種類の自動車に対して、その自動車に固有の閾値を対応付けるように構成されていてもよい。例えば、ボディーカラーごとに固有の閾値を対応付けるようにＬＵＴが構成されている場合、閾値設定部１５２は、自動車ＡＭのボディーカラーに応じて閾値を設定することになる。また、自動車ごとに閾値を設定する必要がない場合、閾値を予め設定しておき、閾値設定部１５２を省略することもできる。
【0045】
なお、閾値の設定には、機械学習により構築された学習済モデルを用いてもよい。この場合、例えば、自動車ＡＭのメーカー、車種、及びボディーカラーを入力とし、自動車ＡＭに適した閾値を出力する学習済モデルを利用することができる。また、これらの入力に加えて、或いは、これらの入力に代えて、この学習モデルに、自動車ＡＭの塗装の状態（例えば、塗膜の表面粗さや光沢指数や塗膜の厚みなど）を入力する構成を採用してもよい。また、自動車ＡＭを被写体として含む画像（画像情報ＳＩが示す画像）を入力とし、自動車ＡＭに適した閾値を出力する学習済モデルを用いてもよい。この場合、自動車ＡＭのメーカー、車種、ボディーカラー、塗装の状態を考慮したうえで、最適な閾値を設定することが可能になる。この場合、画像識別部１５１におけるメーカー、車種、ボディーカラーの識別は省略することができる。
【0046】
なお、ｚ軸成分Ｍｚは、研磨具１１２の研磨面とボディパネルＰの研磨領域ＲＰｉとの間に生じる摩擦抵抗と相関がある。したがって、ｚ軸成分Ｍｚは、ｚ軸成分Ｆｚを一定として研磨領域ＲＰｉを研磨する場合であっても、研磨具１１２の研磨面の摩耗度合いに応じて変化する場合がある。自動研磨システム１０においては、ボディパネルＰの研磨を始める前に参照用表面を用いて研磨具１１２の研磨面の摩耗度合いを評価することができる。参照用表面は、表面粗さ（平滑性を表す指標）や光沢指数（例えば、光沢度、曇り度、写像性、ＢＲＤＦ（Bidirectional Reflectance Distribution Function）、など）が予め定められた状態に仕上げられている表面であって、自動車のボディパネルの表面を模した表面である。実際に研磨領域ＲＰｉを研磨するときと同じ条件でスピンドル軸１１１１を回転させ、ｚ軸成分Ｆｚが予め定められた範囲内に収まるように多関節型ロボット１３を制御した状態で、ｚ軸成分Ｍｚをモニターすることによって、研磨具１１２の研磨面の摩耗度合いを評価することができる。研磨面の摩耗度合いの評価を実施した場合、その評価結果に応じて、閾値設定部１５２は、ＬＵＴに基づき設定した自動車ＡＭの閾値を補正するように構成されていてもよい。この構成によれば、研磨具１１２の研磨面の摩耗度合いが異なる場合であっても、自動研磨システム１０が研磨を実施したあとのボディパネルＰの仕上がりに生じ得るばらつきを低減することができる。
【0047】
（研磨機制御部）
研磨機制御部１５３は、研磨機１１を制御する制御信号ＳＣ１を生成し、研磨機１１へ出力する。制御信号ＳＣ１は、研磨機１１のモータの電源をオン／オフするための制御信号や、モータの回転数（すなわちスピンドル軸１１１１の回転数）を制御するための制御信号を含む。
研磨機制御部１５３は、研磨機１１を制御する制御信号ＳＣ１を生成し、研磨機１１へ出力する。制御信号ＳＣ１は、研磨機１１のモータの電源をオン／オフするための制御信号や、モータの回転数（すなわちスピンドル軸１１１１の回転数）を制御するための制御信号を含む。
【0048】
（ロボット制御部）
ロボット制御部１５４は、多関節型ロボット１３を制御する制御信号ＳＣ２を生成し、多関節型ロボット１３へ出力する。制御信号ＳＣ２を取得した多関節型ロボット１３は、制御信号ＳＣ２にしたがって第１関節１３１、第２関節１３３、及び第３関節１３５を動かす。その結果、多関節型ロボット１３は、研磨機１１のスピンドル軸１１１１のボディパネルＰにおける位置と、ｚ軸成分Ｆｚ（すなわち研磨機１１をボディパネルＰに押しつける押付加重）とを任意に制御することができる。なお、研磨機１１のスピンドル軸１１１１のボディパネルＰにおける位置とは、スピンドル軸１１１１の中心軸をボディパネルＰの表面上に投影することによって得られる位置を意味する。また、以下において、スピンドル軸１１１１のボディパネルＰにおける位置のことを、単に、スピンドル軸１１１１の位置とも称する。
ロボット制御部１５４は、多関節型ロボット１３を制御する制御信号ＳＣ２を生成し、多関節型ロボット１３へ出力する。制御信号ＳＣ２を取得した多関節型ロボット１３は、制御信号ＳＣ２にしたがって第１関節１３１、第２関節１３３、及び第３関節１３５を動かす。その結果、多関節型ロボット１３は、研磨機１１のスピンドル軸１１１１のボディパネルＰにおける位置と、ｚ軸成分Ｆｚ（すなわち研磨機１１をボディパネルＰに押しつける押付加重）とを任意に制御することができる。なお、研磨機１１のスピンドル軸１１１１のボディパネルＰにおける位置とは、スピンドル軸１１１１の中心軸をボディパネルＰの表面上に投影することによって得られる位置を意味する。また、以下において、スピンドル軸１１１１のボディパネルＰにおける位置のことを、単に、スピンドル軸１１１１の位置とも称する。
【0049】
ロボット制御部１５４は、研磨機１１がボディパネルＰのうち予め定められた領域である研磨領域ＲＰｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｎの自然数、ｎは、任意の正の整数）を研磨している期間中、研磨機１１からｚ軸成分Ｆｚを取得する。そのうえで、ロボット制御部１５４は、ｚ軸成分Ｆｚが予め定められた範囲内に収まるように多関節型ロボット１３を制御する。その結果、研磨の期間中において、押付加重がほぼ一定に保たれる。
【0050】
図３の（ａ）に示す例において、ロボット制御部１５４は、まず、スピンドル軸１１１１の位置が研磨の始点である点Ｐ１と一致するように多関節型ロボット１３を制御する。点Ｐ１は、研磨領域ＲＰ１の中心である。また、研磨領域ＲＰ１の半径は、研磨具１１２の半径とほぼ同じである。この点について、各研磨領域ＲＰｉ及び各点Ｐｉの各々は、それぞれ、研磨領域ＲＰ１及び点Ｐ１と同じである。
【0051】
ロボット制御部１５４は、後述する閾値判定部１５５から研磨が完了した旨を示す研磨完了情報を取得するまで、スピンドル軸１１１１の位置を点Ｐ１に固定しておく。
【0052】
ロボット制御部１５４は、閾値判定部１５５から研磨完了信号を取得すると、スピンドル軸１１１１の位置を点Ｐ１から点Ｐ２へ移動させる。その結果、研磨機１１は、研磨領域ＲＰ２を研磨する。
【0053】
以上のように、ロボット制御部１５４は、研磨機１１がボディパネルＰを研磨している期間中、予め定められた位置（図３の（ａ）においては、点Ｐ１～Ｐ７）にスピンドル軸１１１１を移動させる行程と、スピンドル軸１１１１を予め定められた位置（点Ｐ１～Ｐ７）の各々に固定する工程とを、ｉが１以上ｎ以下であるかぎり繰り返す。
【0054】
なお、ロボット制御部１５４は、研磨機１１がボディパネルＰを研磨している期間中、スピンドル軸１１１１の位置が各研磨領域ＲＰｉにおいて周期的な軌跡を描くように多関節型ロボット１３を制御するように構成されていてもよい（図３の（ｂ）参照）。図３の（ｂ）に示す例において、ロボット制御部１５４は、スピンドル軸１１１１の中心軸が「∞」の軌跡を描くように多関節型ロボット１３を制御する。
【0055】
（閾値判定部）
閾値判定部１５５は、研磨機１１がボディパネルＰのうち予め定められた領域である研磨領域ＲＰｉを研磨している期間中、研磨機１１からｚ軸成分Ｍｚを取得する。また、閾値判定部１５５は、閾値設定部１５２から自動車ＡＭの閾値を示す閾値情報を取得する。そのうえで、閾値判定部１５５は、ｚ軸成分Ｍｚと閾値情報が示す閾値とを比較し、ｚ軸成分Ｍｚが当該閾値以下である場合に、研磨領域ＲＰｉの研磨が完了したと判定する。このとき、閾値判定部１５５は、研磨領域ＲＰｉの研磨が完了した旨を示す研磨完了信号をロボット制御部１５４へ出力する。
閾値判定部１５５は、研磨機１１がボディパネルＰのうち予め定められた領域である研磨領域ＲＰｉを研磨している期間中、研磨機１１からｚ軸成分Ｍｚを取得する。また、閾値判定部１５５は、閾値設定部１５２から自動車ＡＭの閾値を示す閾値情報を取得する。そのうえで、閾値判定部１５５は、ｚ軸成分Ｍｚと閾値情報が示す閾値とを比較し、ｚ軸成分Ｍｚが当該閾値以下である場合に、研磨領域ＲＰｉの研磨が完了したと判定する。このとき、閾値判定部１５５は、研磨領域ＲＰｉの研磨が完了した旨を示す研磨完了信号をロボット制御部１５４へ出力する。
【0056】
閾値判定部１５５は、この工程をｉが１以上ｎ以下であるかぎり繰り返す。
【0057】
なお、スピンドル軸１１１１の位置が各研磨領域ＲＰｉにおいて周期的な軌跡を描くようにロボット制御部１５４が構成されている場合（図３の（ｂ）参照）、閾値判定部１５５は、ｚ軸成分Ｍｚの１周期における最大値が閾値以下である場合に、研磨領域ＲＰｉの研磨が完了したと判定すればよい。
【0058】
【0059】
図４に示すように、自動研磨方法Ｍ１５は、画像識別工程Ｓ１５１、閾値設定工程Ｓ１５２、研磨機を始動する工程Ｓ１５３ａ、ロボット制御工程Ｓ１５４、閾値判定工程Ｓ１５５、及び研磨機を停止させる工程Ｓ１５３ｂを含んでいる。
【0060】
画像識別工程Ｓ１５１は、図２に示す画像識別部１５１が実施する工程である。画像識別工程Ｓ１５１は、画像情報ＳＩが示す画像に含まれる自動車ＡＭのメーカー、車種名、及びボディーカラーを識別し、識別した自動車ＡＭのメーカー、車種名、及びボディーカラーを示す自動車情報を生成する。
【0061】
閾値設定工程Ｓ１５２は、図２に示す閾値設定部１５２が実施する工程である。閾値設定工程Ｓ１５２は、自動車情報が示す自動車ＡＭのメーカー、車種名、及びボディーカラーに応じてｚ軸成分Ｍｚの閾値を設定する。
【0062】
研磨機を始動する工程Ｓ１５３ａ及び研磨機を停止させる工程Ｓ１５３ｂは、図２に示す研磨機制御部１５３が実施する工程である。
【0063】
ロボット制御工程Ｓ１５４は、図２に示すロボット制御部１５４が実施する工程である。ロボット制御工程Ｓ１５４は、研磨機１１がボディパネルＰのうち予め定められた領域である研磨領域ＲＰｉを研磨している期間中、研磨機１１からｚ軸成分Ｆｚを取得する。そのうえで、ロボット制御部１５４は、ｚ軸成分Ｆｚが予め定められた範囲内に収まるように多関節型ロボット１３を制御する。
【0064】
また、ロボット制御工程Ｓ１５４は、スピンドル軸１１１１の位置が研磨の始点である点Ｐ１に移動させる。そのうえで、ロボット制御部１５４は、研磨領域ＲＰ１の研磨が完了するまで、スピンドル軸１１１１の位置を点Ｐ１に固定しておく。
【0065】
閾値判定工程Ｓ１５５は、図２に示す閾値判定部１５５が実施する工程である。閾値判定工程Ｓ１５５は、研磨機１１が研磨領域ＲＰ１を研磨している期間中、ｚ軸成分Ｍｚと閾値情報が示す閾値とを比較し、ｚ軸成分Ｍｚが当該閾値以下である場合に、研磨領域ＲＰｉの研磨が完了したと判定する。
【0066】
自動研磨方法Ｍ１５においては、ｉが１以上ｎ以下であるかぎり、ロボット制御工程Ｓ１５４と閾値判定工程Ｓ１５５とを順番に繰り返す。また、ｉがｎを上回った場合、研磨機を停止させる工程Ｓ１５３ｂを実施し、自動研磨方法Ｍ１５は、終了する。
【0067】
（制御部のソフトウェアによる実現例）
制御部１５の一部又は全部の機能は、集積回路（ＩＣチップ）等のハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。後者の場合、制御部１５の各機能は、例えば、ソフトウェアであるプログラムＰの命令を実行するコンピュータによって実現される。
制御部１５の一部又は全部の機能は、集積回路（ＩＣチップ）等のハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。後者の場合、制御部１５の各機能は、例えば、ソフトウェアであるプログラムＰの命令を実行するコンピュータによって実現される。
【0068】
このようなコンピュータの一例（以下、コンピュータＣと記載する）を図５に示す。コンピュータＣは、図５に示すように、少なくとも１つのプロセッサＣ１と、少なくとも１つのメモリＣ２と、を備えている。メモリＣ２には、コンピュータＣを制御部１５として動作させるためのプログラムＰが記録されている。コンピュータＣにおいて、プロセッサＣ１は、このプログラムＰをメモリＣ２から読み取って実行することにより、制御部１５の各機能を実現する。
【0069】
プロセッサＣ１としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＦＰＵ（Floating point number Processing Unit）、ＰＵ（Physics Processing Unit）、マイクロコントローラ、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。メモリＣ２としては、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。
【0070】
なお、コンピュータＣは、プログラムＰを実行時に展開したり、各種データを一時的に記憶したりするためのＲＡＭ（Random Access Memory）を更に備えていてもよい。また、コンピュータＣは、他の装置との間でデータを送受信するための通信インタフェースを更に備えていてもよい。また、コンピュータＣは、キーボードやマウスなどの入力機器、及び／又は、ディスプレイやプリンタなどの出力機器を接続するための入出力インタフェースを更に備えていてもよい。
【0071】
また、プログラムＰは、コンピュータＣが読み取り可能な、一時的でない有形の記録媒体Ｍに記録することができる。このような記録媒体Ｍとしては、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、又はプログラマブルな論理回路などを用いることができる。コンピュータＣは、このような記録媒体Ｍを介してプログラムＰを取得することができる。また、プログラムＰは、伝送媒体を介して伝送することができる。このような伝送媒体としては、例えば、通信ネットワーク、又は放送波などを用いることができる。コンピュータＣは、このような伝送媒体を介してプログラムＰを取得することもできる。
【0072】
（まとめ）
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る自動研磨システムは、（１）多関節型ロボットと、（２）前記多関節型ロボットの先端部に設けられた研磨機であって、軸回りに回転するスピンドル軸と、当該スピンドル軸の先端に固定された研磨具とを含む研磨機と、（３）前記先端部と前記研磨機との間に介在するセンサであって、被研磨面から前記研磨機に作用する垂直抗力を示す垂直抗力情報、及び、前記スピンドル軸の軸回りに作用するモーメントを示すモーメント情報を出力するセンサとを含む自動研磨装置と、前記垂直抗力情報及び前記モーメント情報を取得し、前記垂直抗力及び前記モーメントに応じて前記多関節型ロボットを制御する制御部と、を備えている。
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る自動研磨システムは、（１）多関節型ロボットと、（２）前記多関節型ロボットの先端部に設けられた研磨機であって、軸回りに回転するスピンドル軸と、当該スピンドル軸の先端に固定された研磨具とを含む研磨機と、（３）前記先端部と前記研磨機との間に介在するセンサであって、被研磨面から前記研磨機に作用する垂直抗力を示す垂直抗力情報、及び、前記スピンドル軸の軸回りに作用するモーメントを示すモーメント情報を出力するセンサとを含む自動研磨装置と、前記垂直抗力情報及び前記モーメント情報を取得し、前記垂直抗力及び前記モーメントに応じて前記多関節型ロボットを制御する制御部と、を備えている。
【0073】
被研磨面に対して研磨機を一定の加重で押しつけた場合（すなわち、被研磨面からの垂直抗力が一定である場合）、被研磨面の平滑性が高ければ高いほど被研磨面と研磨具との間に生じる摩擦抵抗が小さくなるため、スピンドル軸の軸回りに作用するモーメントは小さくなる。
【0074】
上記の構成によれば、センサが垂直抗力に加えてスピンドル軸の軸回りに作用するモーメントを検出することができるので、研磨中における被研磨面の平滑性を評価する指標としてこのモーメントを用いることができる。したがって、第１の態様に係る自動研磨システムは、被研磨面の状態に応じて、当該被研磨面に施す研磨の度合いを調整することができる。なお、被研磨面の例としては、移動体のボディの表面が挙げられる。
【0075】
また、本発明の第２の態様に係る自動研磨システムは、上述した第１の態様に係る自動研磨システムの構成に加えて、前記制御部は、前記研磨機が前記被研磨面のうち予め定められた領域である研磨領域を研磨している期間中、前記垂直抗力が予め定められた範囲内に収まるように前記多関節型ロボットを制御するロボット制御部と、前記モーメントが予め定められた閾値以下である場合に、前記研磨領域の研磨が完了したと判定する閾値判定部と、を備えている、構成が採用されている。
【0076】
上記の構成によれば、垂直抗力が予め定められた範囲内に収まっている状態でモーメントをモニターしつづけ、モーメントが閾値以下になった場合に研磨領域の研磨が完了したと判定することができる。したがって、第２の態様に係る自動研磨システムは、前記被研磨面に施す研磨の度合いを確実に調整することができる。
【0077】
また、本発明の第３の態様に係る自動研磨システムは、上述した第２の態様に係る自動研磨システムの構成に加えて、前記被研磨面は、自動車のボディを覆う塗膜の表面であり、当該自動車を含む画像を示す画像情報を出力するカメラを更に備え、前記制御部は、前記画像情報が示す画像に含まれる自動車に応じて前記閾値を設定する閾値設定部を更に備えている、構成が採用されている。
【0078】
自動車のボディの塗膜を構成する塗料は、自動車のメーカー、車種、及び色に応じて様々である。また、塗膜と研磨具との間に生じる摩擦抵抗の大小は、塗膜を構成する塗料に依存して変化し得る。したがって、塗膜表面に施す研磨の度合いを調整するために用いる閾値は、研磨する自動車のメーカー、車種、及び色に応じて設定されることが好ましい。上記の構成によれば、閾値を研磨する自動車のメーカー、車種、及び色に応じて自動的に設定することができる。
【0079】
また、本発明の第４の態様に係る自動研磨システムは、上述した第２の態様又は第３の態様に係る自動研磨システムの構成に加えて、前記ロボット制御部は、前記研磨機が前記研磨領域を研磨している期間中、前記スピンドル軸の前記被研磨面における位置が、前記予め定められた領域である研磨領域内において周期的な軌跡を描くように前記多関節型ロボットを制御し、前記閾値判定部は、前記モーメントの１周期における最大値が前記閾値以下である場合に、前記研磨領域の研磨が完了したと判定する、構成が採用されている。
【0080】
上記の構成によれば、研磨機が被研磨面のうち予め定められた領域を研磨している期間中にスピンドル軸が周期的な軌跡を描くように移動し続けるので、被研磨面に残り得る研磨痕を減らすことができる。
【0081】
また、本発明の第５の態様に係る自動研磨システムは、上述した第１の態様～第４の態様に何れか一態様に係る自動研磨システムの構成に加えて、前記センサは、６軸力覚センサであり、前記制御部は、前記被研磨面から前記研磨機に作用する並進力であって、前記垂直抗力を含む並進力と、前記被研磨面から前記研磨機に作用するモーメントであって、前記スピンドル軸の軸回りに作用するモーメントを含むモーメントとに応じて、前記研磨具が前記被研磨面に倣うように前記多関節型ロボットを制御する、構成が採用されている。
【0082】
上記の構成によれば、被研磨面の形状に倣いながら当該被研磨面を自動で研磨するシステムを簡易な構成を用いて実現することができる。
【0083】
また、本発明の第６の態様に係る自動研磨システムは、上述した第１の態様～第５の態様に何れか一態様に係る自動研磨システムの構成に加えて、前記自動研磨装置を複数台備えている、構成が採用されている。
【0084】
上記の構成によれば、複数の自動研磨装置を用いて並行して被研磨面を研磨することができるので、研磨の所要時間を短縮することができる。
【0085】
上記の課題を解決するために、本発明の第７の態様に係る自動研磨装置は、（１）多関節型ロボットと、（２）前記多関節型ロボットの先端部に設けられた研磨機であって、軸回りに回転するスピンドル軸と、当該スピンドル軸の先端に固定された研磨具とを含む研磨機と、（３）前記先端部と前記研磨機との間に介在するセンサであって、被研磨面から前記研磨機に作用する垂直抗力を示す垂直抗力情報、及び、前記スピンドル軸におけるモーメントを示すモーメント情報を出力するセンサと、を備えている。
【0086】
上記の構成によれば、第１の態様に係る自動研磨システムと同様の効果を奏する。
【0087】
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0088】
１０ 自動研磨システム
１１ 研磨機
１１１ 本体
１１１１ スピンドル軸
１１２ 研磨具
１２ センサ
１３ 多関節型ロボット
１３１ 第１関節
１３２ 第１アーム
１３３ 第２関節
１３４ 第２アーム
１３５ 第３関節
１３６ 第３アーム（多関節型ロボットの先端部）
１４ カメラ
１５ 制御部
１５１ 画像識別部
１５２ 閾値設定部
１５３ 研磨機制御部
１５４ ロボット制御部
１５５ 閾値判定部
１１ 研磨機
１１１ 本体
１１１１ スピンドル軸
１１２ 研磨具
１２ センサ
１３ 多関節型ロボット
１３１ 第１関節
１３２ 第１アーム
１３３ 第２関節
１３４ 第２アーム
１３５ 第３関節
１３６ 第３アーム（多関節型ロボットの先端部）
１４ カメラ
１５ 制御部
１５１ 画像識別部
１５２ 閾値設定部
１５３ 研磨機制御部
１５４ ロボット制御部
１５５ 閾値判定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】