特開 2023-39350 研磨ロボット及び研磨方法

(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】P2023039350

(43)【公開日】2023-03-20

(54)【発明の名称】研磨ロボット及び研磨方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20230313BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021146479

(22)【出願日】2021-09-08

(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】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】小河路 隆裕

(72)【発明者】

【氏名】林 美由希

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS12

3C707BS09

3C707KS33

3C707KX06

3C707LU08

3C707LV05

(57)【要約】

【課題】作業者の技量に依存することなく、教示作業の工数を削減することができる研磨ロボット及び研磨方法を提供する。
【解決手段】研磨装置（３）を移動させながら研磨装置（３）を用いてワークを研磨する作業において、力覚センサ（４０）が検出する各軸回りのモーメントのうちの、ワークのワーク表面内に配置されるｘ軸及びｙ軸の各軸回りのモーメントの少なくとも一方と、ワーク表面に垂直となるｚ軸の軸回りのモーメントとに基づいて、研磨装置（３）の、ワーク表面に押し当てられる研磨面がワーク表面の垂直方向に接するように、研磨装置（３）の姿勢を変化させる研磨ロボット（２）である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットアームと、
前記ロボットアームに装着された、ワークを研磨するための研磨装置と、
前記研磨装置に発生するモーメントを検出する力覚センサと、
前記力覚センサにより検出される、３軸の各軸回りのモーメントに基づいて、前記ロボットアームを制御する制御部と
を備え、
前記ロボットアームにより、前記研磨装置を移動させながら前記研磨装置を用いてワークを研磨する場合において、
前記制御部は、
前記力覚センサが検出する各軸回りのモーメントのうちの、前記ワークのワーク表面内に配置されるｘ軸及びｙ軸の各軸回りのモーメントの少なくとも一方と、前記ワーク表面に垂直となるｚ軸の軸回りのモーメントとに基づいて、前記研磨装置の、前記ワーク表面に押し当てられる研磨面が前記ワーク表面の垂直方向に接するように、前記ロボットアームを制御して前記研磨装置の姿勢を変化させる研磨ロボット。

【請求項2】

前記制御部は、
前記ｚ軸回りのモーメントの大きさと所定の閾値との大小比較を行うことにより前記ロボットアームを制御することにより、前記研磨装置の姿勢変化を、前記研磨面が前記ワーク表面に押し当てられている現在の状態に応じたものとする、請求項１に記載の研磨ロボット。

【請求項3】

前記現在の状態は、
前記研磨装置の移動方向とは逆方向に前記研磨装置に加わる、前記ワーク表面との間の摩擦力により、前記研磨装置に前記ｘ軸回りのモーメント又は前記ｙ軸回りのモーメントの少なくとも一方が発生している状態と、
前記研磨ロボットが前記研磨装置の前記研磨面を前記ワーク表面の垂直方向から外れた方向に押し当てたことにより、前記研磨装置に前記ｘ軸回りのモーメント又は前記ｙ軸回りのモーメントの少なくとも一方が発生している状態と
を含む、請求項１又は２に記載の研磨ロボット。

【請求項4】

ロボットアームと、前記ロボットアームに装着された、ワークを研磨するための研磨装置と、前記研磨装置に発生するモーメントを検出する力覚センサとを備えた研磨ロボットを用いてワークを研磨する研磨方法であって、
前記ロボットアームにより、前記研磨装置を移動させながら前記研磨装置を用いてワークを研磨する場合において、
前記力覚センサが検出する各軸回りのモーメントのうちの、前記ワークのワーク表面内に配置されるｘ軸及びｙ軸の各軸回りのモーメントの少なくとも一方と、前記ワーク表面に垂直となるｚ軸の軸回りのモーメントとに基づいて、前記研磨装置の、前記ワーク表面に押し当てられる研磨面が前記ワーク表面の垂直方向に接するように、前記ロボットアームを制御して前記研磨装置の姿勢を変化させる研磨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、研磨ロボット及び研磨方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工具を搭載したロボットにより、当該工具を移動させながら当該工具を用いてワークを加工する際には、当該ロボットの動作を事前に教示する必要がある（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－８８０３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のロボットのように、研磨装置をロボットに装着し、ロボットに装着した研磨装置を移動させながら研磨装置をワーク表面に押し当ててワークを研磨する場合には、次の課題があった。

【0005】

先ず、研磨装置によりワークを研磨する場合、ワーク表面に押し当てられる研磨装置の研磨面がワーク表面に対して所定の角度で接することが要求される。このため、例えば研磨装置の研磨面をワーク表面に対して垂直に接するようにしたい場合、研磨装置の研磨面がワーク表面に接する方向がワーク表面の垂直方向から外れた場合を事前に考慮した教示を行うことが望まれる。しかしながら、この教示作業には多大な工数が必要である。

【0006】

また、教示作業が人手による場合、教示作業を行った作業者の技量の良し悪しによって教示データの精度に差が出てしまう。このため、教示作業の作業者の違いによって研磨の出来具合が変わってしまうという不具合もある。

【0007】

本開示は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、作業者の技量に依存することなく、教示作業の工数を削減することができる研磨ロボット及び研磨方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係る研磨ロボットは、ロボットアームと、前記ロボットアームに装着された、ワークを研磨するための研磨装置と、前記研磨装置に発生するモーメントを検出する力覚センサと、前記力覚センサにより検出される、３軸の各軸回りのモーメントに基づいて、前記ロボットアームを制御する制御部とを備え、前記ロボットアームにより、前記研磨装置を移動させながら前記研磨装置を用いてワークを研磨する場合において、前記制御部は、前記力覚センサが検出する各軸回りのモーメントのうちの、前記ワークのワーク表面内に配置されるｘ軸及びｙ軸の各軸回りのモーメントの少なくとも一方と、前記ワーク表面に垂直となるｚ軸の軸回りのモーメントとに基づいて、前記研磨装置の、前記ワーク表面に押し当てられる研磨面が前記ワーク表面の垂直方向に接するように、前記ロボットアームを制御して前記研磨装置の姿勢を変化させる。

【発明の効果】

【0009】

本開示の一態様によれば、作業者の技量に依存することなく、教示作業の工数を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施形態に係る研磨システムの概要を示す図である。

【図2】上記研磨システムに含まれる研磨ロボットの構造の一例を示す図である。

【図3】上記研磨ロボットに含まれる力覚センサの構造と、当該力覚センサが検出するパラメータとを示す図である。

【図4】上記研磨システムに含まれる情報処理装置、及び上記研磨ロボットの各内部構成を示すブロック図である。

【図5】上記研磨ロボットに装着された研磨装置を用いてワークを研磨する様子を示す側面図である。

【図6】上記研磨ロボットに装着された研磨装置を用いてワークを研磨する様子を示す斜視図である。

【図7】上記研磨ロボットに装着された研磨装置を用いてワークを研磨する他の様子を示す側面図である。

【図8】上記研磨ロボットに装着された研磨装置を用いてワークを研磨する他の様子を示す側面図である。

【図9】上記研磨ロボットを用いた研磨方法の流れを示すフローチャートである。

【図10】図９の研磨工程の流れを示すフローチャートである。

【図11】図１０の判定工程の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を用いて本開示の実施形態について説明する。

【0012】

≪研磨システムの概要≫
図１は、本開示の実施形態に係る研磨システム１００の概要を示す図である。図１に示すとおり、研磨システム１００は、情報処理装置１と、研磨ロボット２と、研磨装置３と、を含む。情報処理装置１と研磨ロボット２とは、有線又は無線で接続されている。

【0013】

（情報処理装置１）
情報処理装置１は、研磨ロボット２を直接的に、又は間接的に制御する装置である。なお、情報処理装置１と研磨装置３とが接続されている場合、情報処理装置１は研磨装置３の動作を制御してもよい。本実施形態では一例として、情報処理装置１は、研磨ロボット２に教示データを送信することとする。これにより、情報処理装置１は、研磨ロボット２を間接的に制御することができる。

【0014】

教示データとは、研磨ロボット２に特定の動作を実行させるためのプログラム及び／又はパラメータである。本実施形態における教示データは、研磨ロボット２に研磨対象であるワークを研磨させるための一連の動作を実行させるためのプログラム及び／又はパラメータである。教示データは、研磨ロボット２を動かす直接教示、ＣＡＤデータ等を用いるオフライン教示、及び作業者による数値入力等によって作成される。情報処理装置１は、作成された教示データを研磨ロボット２に送信する。そして、研磨ロボット２においてこの教示データに基づく動作が実行される。これにより、情報処理装置１は、教示データの規定のとおりに、研磨ロボット２にワークを研磨させることができる。

【0015】

（研磨ロボット２と研磨装置３）
研磨ロボット２は、情報処理装置１の制御に従ってワークを研磨するロボットである。研磨装置３は、ワークの表面を研磨するための装置である。研磨ロボット２は、自身に装着された研磨装置３をワークに押し当てることで、ワークを研磨する。

【0016】

≪研磨ロボット２の構造≫
図２は、研磨ロボット２の構造の一例を示す図である。研磨ロボット２は、図２に示すとおり、土台２２と、基部２３と、ロボットアーム２４と、ジョイント部２５と、を含む。また、ロボットアーム２４とジョイント部２５との間には、力覚センサ４０が組み込まれている。

【0017】

土台２２は、研磨ロボット２の土台である。土台２２は回転可能であってもよい。土台２２が回転すると、土台２２に固定されている基部２３、及び基部２３と接続している、後述する図４のロボ通信ＩＦ２６、力覚センサ４０、及びジョイント部２５が併せて回転する。これにより研磨ロボット２は向きを変えることができる。なお、土台２２はＡＧＶ（Automatic Guides Vehicle）等、自走可能な機構に固定されていてもよい。換言すると、研磨ロボット２は自走可能なロボットであってもよい。

【0018】

基部２３は、土台２２とロボットアーム２４とを繋ぐ構造物である。後述する図４の制御部２０、記憶部２１、及びロボ通信ＩＦ２６は、基部２３又は土台２２に内蔵されていてよい。また、基部２３はロボットアーム２４を動かすためのモータ等の動力源が内蔵されていてもよい。

【0019】

ロボットアーム２４は、研磨ロボット２が作業を行う際の「手」となるアームである。ロボットアーム２４は、研磨装置３を所定の姿勢で保持するものである。ロボットアーム２４は図２に示すように、多関節で構成されていてよい。ロボットアーム２４は関節部分の折り曲げ角度を調節することによって、ジョイント部２５の先の位置及び向きを調節することができる。ロボットアーム２４の先端は、力覚センサ４０が取り付け可能な構造になっている。ジョイント部２５は、研磨装置３をロボットアーム２４に装着するための構造物である。ジョイント部２５は研磨装置３を固定するための構造と、力覚センサ４０を取り付けるための構造とを有している。そして、ロボットアーム２４とジョイント部２５との間に力覚センサ４０が取り付けられる。

【0020】

力覚センサ４０は、ワークにかかる力及びモーメントを検出するためのセンサである。図２の例では、力覚センサ４０は、ロボットアーム２４とジョイント部２５との間に取り付けられているが、力覚センサ４０の取り付け位置は図２の例に限定されない。力覚センサ４０は、ワークにかかる力及びモーメントを検出可能な位置であれば、研磨ロボット２のどの位置に取り付けられても構わない。

【0021】

≪研磨装置３の構造≫
研磨装置３は、図２に示すとおり、長手状の本体部３１と、本体部３１の一端側に設けられた駆動部３２と、回転駆動する円形状の研磨ディスク３３と、を有する。研磨装置３は、円板形の研磨ディスク３３を回転させながらワークを研磨する。本体部３１は、駆動源としての電動モータを内蔵する。当該電動モータの回転が、駆動部３２を介して、研磨ディスク３３に伝達され、研磨ディスク３３が回転する。

【0022】

≪力覚センサ４０の構造≫
図３は、図２に示す力覚センサ４０の構造と、力覚センサ４０が検出するパラメータとを示す図である。図３に示すように、力覚センサ４０は、第１面４０１を有する第１部材と、第２面４０２を有する第２部材と、第１部材及び第２部材の間に配置された起歪体（図示しない）とを有する。

【0023】

力覚センサ４０の第１面４０１は、ロボットアーム２４に取り付けられる。

【0024】

第２面４０２は、ジョイント部２５に取り付けられる。力覚センサ４０は、内部の起歪体の変形を検出することにより、力覚センサ４０において３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の各方向に対し作用する力の大きさ（図３のｆｘ、ｆｙ、ｆｚ）と、各軸回りのモーメントの大きさ（図３のｍｘ、ｍｙ、ｍｚ）とを検出する。力覚センサ４０は、ジョイント部２５を介して研磨装置３と接続している。したがって、力覚センサ４０の検出する各種力及び各モーメントは、研磨装置３にかかる各種力及び各モーメントと略同一であるとみなすことができる。

【0025】

≪情報処理装置１及び研磨ロボット２の各内部構成≫
図４は、情報処理装置１及び研磨ロボット２の各内部構成を示すブロック図である。情報処理装置１は、プロセッサ１０と、メモリ１１と、入力インタフェース（以下、「入力ＩＦ」と称する。）１２と、出力インタフェース（以下、「出力ＩＦ」と称する。）１３と、装置通信インタフェース（以下、「装置通信ＩＦ」と称する。）１４と、とを含む。プロセッサ１０、メモリ１１、入力ＩＦ１２、出力ＩＦ１３、及び装置通信ＩＦ１４は、バスを介して相互に接続されている。

【0026】

研磨ロボット２は、制御部２０、記憶部２１、ロボ通信インタフェース（以下、「ロボ通信ＩＦ」と称する。）２６と、力覚センサ４０と、を含む。制御部２０、記憶部２１、及びロボ通信ＩＦ２６は、バスを介して相互に接続されている。なお、土台２２がモータ等の電気的構成を有する場合、土台２２もバスを介し、上述した各構成と相互に接続されていてもよい。

【0027】

研磨ロボット２は、自身に取り付けられた力覚センサ４０と接続する。研磨ロボット２と力覚センサ４０との接続ＩＦは特に限定されない。例えば、力覚センサ４０はロボットアーム２４の端部を介して、研磨ロボット２のバスと接続する構成であってもよい。

【0028】

（情報処理装置１の内部構成）
メモリ１１は、情報処理装置１の動作に必要なデータ及びプログラムを記憶する。メモリ１１として利用可能なデバイスとしては、例えば、半導体ＲＡＭ（Random Access Memory）を挙げることができる。

【0029】

教示データは、研磨ロボット２を動作させるための教示データである。教示データは、プロセッサ１０によって作成される。

【0030】

プロセッサ１０は、メモリ１１に格納されているプログラムに記述された命令を実行することで、各種演算を実行する演算装置である。研磨ロボット２を動作させるための教示データは、プロセッサ１０によって作成される。

【0031】

入力ＩＦ１２は、情報処理装置１が入力装置からの入力を受け付けるためのインタフェースである。出力ＩＦ１３は、情報処理装置１が出力装置にデータを出力するためのインタフェースである。装置通信ＩＦ１４は、情報処理装置１と研磨ロボット２とを接続するためのインタフェースである。

【0032】

（研磨ロボット２の内部構成）
記憶部２１は、研磨ロボット２の動作に必要なデータ及びプログラムを記憶する。より詳細には、記憶部２１は、研磨ロボット２が情報処理装置１から受信した教示データを記憶している。

【0033】

制御部２０は、記憶部２１に格納されているプログラムに記述された命令を実行することで、研磨ロボット２を統括的に制御する。より具体的には、制御部２０は、記憶部２１に記憶されている教示データを読み出して実行することにより、教示データにより指定される通りに土台２２、基部２３、ロボットアーム２４、及びジョイント部２５の各々に備えられている各種モータ及びギア等の駆動機構を動作させる。これにより、制御部２０は、研磨ロボット２全体を、教示データの指示通りに動かすことができる。

【0034】

ロボ通信ＩＦ２６は、研磨ロボット２と情報処理装置１を接続する通信ＩＦである。また、制御部２０とロボットアーム２４とは、ロボ通信ＩＦ２６を介して、接続されている。また、制御部２０と力覚センサ４０とは、ロボ通信ＩＦ２６を介して、接続されている。

【0035】

力覚センサ４０は、制御部２０に対し、力覚センサ４０が検出した力及びモーメントの各パラメータを送信する。力覚センサ４０の各パラメータの検出及び送信は、随時行われてよい。また、制御部２０は力覚センサ４０からの検出値を監視し、当該検出値に応じて研磨ロボット２全体をフィードバック制御してもよい。

【0036】

≪研磨ロボットを用いた研磨方法≫
次に、研磨ロボット２を用いた研磨方法について説明する。なお、以下では、初めに、研磨ロボット２の基本動作について説明しておく。

【0037】

（研磨ロボットの基本動作）
図５は、研磨ロボット２に装着された研磨装置３を用いてワークＷを研磨する様子を示す側面図である。なお、図５、並びに後述の図６、図７及び図８においては、図面の見易さを考慮して、研磨装置３を保持する研磨ロボット２の記載が省略されている。

【0038】

図５には、研磨ロボット２が、ロボットアーム２４に装着された研磨装置３をワークＷに対し適切な力Ｆｚで押し当てている様子が描かれている。

【0039】

ここで、ワークＷの表面ＷＳの研磨においては、研磨装置３が有する研磨ディスク３３の研磨面３３Ｓがワーク表面ＷＳに接する方向をワーク表面ＷＳに対して所定の角度となるようにすることで、高い研磨品質を得ることができる。なお、本実施形態の研磨装置３では、上記の所定の角度は、ワーク表面ＷＳに対して垂直方向であることが好ましいが、本実施形態はこれに限るものではない。以下では、研磨装置３が有する研磨ディスク３３の研磨面３３Ｓがワーク表面ＷＳに接する方向をワーク表面ＷＳの垂直方向となるようにすることを例として、本実施形態を説明する。

【0040】

研磨ロボット２は、研磨ディスク３３の研磨面３３Ｓをワーク表面ＷＳに押し当てる。この状態で、力覚センサ４０は、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各方向に対し作用する力と、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回りのモーメントとを検出する。制御部２０は、検出された力及びモーメントに基づきロボットアーム２４を制御して、研磨ディスク３３の研磨面３３Ｓがワーク表面ＷＳの垂直方向に接するようにロボットアーム２４の姿勢を変化させる。なお、図５の例では、ｘ軸及びｙ軸がワーク表面ＷＳ内に配置され、ｚ軸がワーク表面に垂直となる。

【0041】

図６には、研磨ロボット２が、研磨装置３をワークＷに対し適切な力Ｆｚで押し当てながら移動させてワークＷＳ表面を研磨する様子が描かれている。研磨装置３は、移動方向Ｈに沿って、位置３Ａから位置３Ｂに向かって移動する。

【0042】

研磨装置３の研磨ディスク３３が回転しつつ、研磨装置３が移動すると、研磨装置３に対し、移動方向Ｈとは逆方向に、研磨装置３の移動に逆らう抵抗力、すなわち、摩擦力が加わることになる。そして、この摩擦力により、図５の例では、研磨装置３にｘ軸回りのモーメントｍｘ又はｙ軸回りのモーメントｍｙのうちの少なくとも一方が発生する。以下、図５の例においてモーメントｍｘが発生した状態を「図５の状態」と称する。

【0043】

また、研磨ロボット２が研磨装置３をワークＷに押し当てる際、ロボットアーム２４の制御不良により、研磨面３３Ｓをワーク表面ＷＳの垂直方向から外れた方向に押し当ててしまう場合がある。この場合、研磨装置３にはｘ軸回りのモーメントｍｘ又はｙ軸回りのモーメントｍｙのうちの少なくとも一方が発生する。図７には、モーメントｍｘが発生した状態（以下、「図７の状態」と称する。）が描かれている。図７の状態では、符号Ｕ１で示す箇所にて、研磨ディスク３３の研磨面３３Ｓがワーク表面ＷＳから離れてしまっており、研磨面３３Ｓはワーク表面ＷＳの垂直方向に接していない。また、図８にも、モーメントｍｘが発生した状態（以下、「図８の状態」と称する。）が描かれている。図８の状態では、符号Ｕ２で示す箇所にて、研磨ディスク３３の研磨面３３Ｓがワーク表面ＷＳから離れてしまっており、図７の状態と同様、研磨面３３Ｓはワーク表面ＷＳの垂直方向に接していない。

【0044】

研磨ロボット２は、上述の図７の状態又は図８の状態のいずれであっても、研磨面３３Ｓがワーク表面ＷＳの垂直方向に接するように、ロボットアーム２４を制御してモーメントｍｘが小さくなる方向にロボットアーム２４の姿勢を変化させることになる。なお、以下、図７及び図８の各状態を総称して「非垂直状態」と称する場合がある。

【0045】

ここで問題となるのが、力覚センサ４０により検出されたモーメントｍｘの大きさからは、研磨装置３が、図５の状態にあるのか、それとも、非垂直状態にあるのか、を区別することができない、という点にある。すなわち、図５の状態において検出されたモーメントｍｘの大きさと、非垂直状態において検出されたモーメントｍｘの大きさとが一致してしまうと、モーメントｍｘの大きさからは、研磨装置３が図５の状態にあるのか、それとも、非垂直状態にあるのかを区別できない。

【0046】

上述のとおり、研磨ロボット２は、ロボットアーム２４を制御してモーメントｍｘが小さくなる方向にロボットアーム２４の姿勢を変化させる。ロボットアーム２４の姿勢を変化させる際に重要となるのは、モーメントｍｘの発生が図５の状態によるものか、それとも、非垂直状態によるものかを把握することである。図５の状態によるものか、それとも、非垂直状態によるものかを把握できないと、研磨ロボット２は、ロボットアーム２４の姿勢を正確に制御することができない。

【0047】

このような状況を鑑み、研磨装置３の研磨面３３Ｓがワーク表面ＷＳの垂直方向に接しないあらゆる状態を事前に考慮した教示を行うことが考えられる。しかしながら、この教示作業には多大な工数が必要となるのは明らかである。また、仮に、この教示作業を人手によって行ったとしても、熟練の作業者が行った教示作業と経験の少ない作業者が行った教示作業とでは、作成される教示データの精度に大きな差が出てしまう。

【0048】

ここで注目すべきは、図５の状態において検出されたモーメントｍｘの大きさと、非垂直状態において検出されたモーメントｍｘの大きさとが一致する場合であっても、各々の状態において検出されるｚ軸回りのモーメントｍｚの大きさが互いに異なる点である。図５の状態における研磨面３３Ｓとワーク表面ＷＳとの接触面積は、非垂直状態における研磨面３３Ｓとワーク表面ＷＳとの接触面積よりも大きくなる。非垂直状態、すなわち、図７の状態又は図８の状態においては、研磨ディスク３３の研磨面３３Ｓがワーク表面ＷＳから離れてしまっているからである。このため、図５の状態において検出されるモーメントｍｚの大きさは、非垂直状態の状態において検出されるモーメントｍｚの大きさよりも大きくなる。

【0049】

そこで、研磨ロボット２は、モーメントｍｘの発生が、図５の状態によるものなのか、それとも、図７又は図８の状態によるものか、を把握する。

【0050】

なお、上記では、図５～図８を用いてモーメントｍｘが発生した場合を例として研磨ロボット２の基本動作を説明したが、モーメントｍｙが発生した場合であっても、モーメントｍｘ及びモーメントｍｙの両方が発生した場合であっても、研磨ロボット２の基本動作を同様に説明できることに留意すべきである。

【0051】

以上説明したとおり、研磨装置３の研磨面３３Ｓがワーク表面ＷＳの垂直方向に接しないあらゆる状態を考慮することなく教示することができるので、教示作業に要する工数は削減される。また、経験の少ない作業者であっても熟練の作業者と同等の教示データを作成することも可能となる。

【0052】

（処理の流れ）
以下、上述の研磨ロボット２の基本動作を踏まえて、研磨ロボット２を用いた研磨方法について説明する。

【0053】

図９は、研磨ロボット２の研磨方法の流れを示すフローチャートである。図９に示すように、まず、情報処理装置１が研磨ロボット２に対し、研磨プログラムを設定する設定工程（Ｓ１）が実施される。研磨プログラムは図１の教示データの一例である。

【0054】

次に、研磨ロボット２によって、配置工程（Ｓ２）と、研磨工程（Ｓ３）とが順に行われる。次に、研磨ロボット２において、研磨プログラムが完了したか否かの判定が行われる（Ｓ４）。次に、設定工程（Ｓ１）にて設定された研磨プログラムが完了するまで（Ｓ４：ＹＥＳ）、配置構成（Ｓ２）及び研磨工程（Ｓ３）が繰り返し実行される。以下、各工程について詳しく説明する。

【0055】

設定工程（Ｓ１）において、情報処理装置１は、研磨ロボット２に研磨プログラムを設定する。より詳細には、情報処理装置１は、研磨ロボット２に適用する研磨プログラムを作成し、作成した研磨プログラムを研磨ロボット２に送信する。

【0056】

情報処理装置１は、装置通信ＩＦ１４を介して、研磨ロボット２に研磨プログラムを送信する。研磨ロボット２は、ロボ通信ＩＦ２６を介して、研磨プログラムを受信し、記憶部２１に記憶させる。制御部２０は、記憶部２１から研磨プログラムを読み出して実行することで、以降の配置工程（Ｓ２）及び研磨工程（Ｓ３）を実行する。

【0057】

設定工程（Ｓ１）終了後、配置工程（Ｓ２）が実行される。配置工程（Ｓ２）では、まず、研磨ロボット２は、ロボットアーム２４の姿勢を制御して、研磨装置３をワークの研磨開始位置に配置する。これにより、ロボットアーム２４の研磨装置３により、ワークのワーク表面の研磨がすぐに行える状態にする。

【0058】

次に、研磨工程（Ｓ３）が行われる。図１０は、研磨工程（Ｓ３）の流れを示すフローチャートである。研磨工程Ｓ３では、処理工程（Ｓ１１）と、検出工程（Ｓ１２）及び判定工程（Ｓ１３）とが並行して、又は順不同に行われる。

【0059】

処理工程（Ｓ１１）では、制御部２０は、ロボ通信ＩＦ２６を介してロボットアーム２４を制御することで、研磨装置３を移動させつつ、ワークのワーク表面に研磨装置３の研磨面３３Ｓを押し当てながら研磨ディスク３３を回転させることにより、ワークのワーク表面を研磨する。

【0060】

研磨装置３が移動方向Ｈに移動すると、研磨装置３には、３軸の各軸回りのモーメントｍｘ、ｍｙ及びｍｚが発生する。検出工程（Ｓ１２）では、力覚センサ４０が、研磨装置３に発生する各モーメントを検出し、検出結果を制御部２０へ出力する。

【0061】

判定工程（Ｓ１３）では、制御部２０は、検出工程（Ｓ１２）にて検出された各モーメントが所定の条件を満たしているか否かを判定する。以下、図１１を用いて判定工程（Ｓ１３）について具体的に説明する。

【0062】

図１１は、図１０の判定工程（Ｓ１３）の流れを示すフローチャートである。図１１において、研磨装置３はワークに押し当てられる（Ｓ１０１）。そして、制御部２０は、研磨装置３に発生したモーメントｍｘの大きさが第１閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。モーメントｍｘの大きさが第１閾値以下であれば（ステップＳ１０２にてＹＥＳ）、ステップＳ１０３へ進む。なお、モーメントｍｘの大きさが第１閾値以下であれば、研磨装置３は上述の図５の状態又は非垂直状態のいずれにかにあると考えられる。

【0063】

次に、制御部２０は、研磨装置３に発生したモーメントｍｚの大きさが第２閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。モーメントｍｚの大きさが第２閾値以上であれば（ステップＳ１０３にてＹＥＳ）、本処理は終了する。なお、モーメントｍｚの大きさが第２閾値以上であれば、研磨装置３は上述の図５の状態にあることになる。

【0064】

また、モーメントｍｚの大きさが第２閾値よりも小さければ（ステップＳ１０３にてＮＯ）、制御部２０は、ロボットアーム２４の姿勢を制御し、モーメントｍｚの大きさが第２閾値以上となるようにロボットアーム２４の姿勢を変化させる（ステップＳ１０４）。そして、本処理は終了する。なお、モーメントｍｚの大きさが第２閾値よりも小さければ、研磨装置３は上述の非垂直状態にあることになる。

【0065】

一方、ステップＳ１０２において、モーメントｍｘの大きさが第１閾値よりも大きければ（ステップＳ１０２にてＮＯ）、ステップＳ１０５へ進む。制御部２０は、研磨装置３に発生したモーメントｍｚの大きさが第３閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。モーメントｍｚの大きさが第３閾値以上であれば（ステップＳ１０５にてＹＥＳ）、本処理は終了する。また、モーメントｍｚの大きさが第３閾値よりも小さければ（ステップＳ１０５にてＮＯ）、制御部２０は、ロボットアーム２４の姿勢を制御し、モーメントｍｘの大きさが第１閾値以下となり、モーメントｍｚの大きさが第３閾値以上となるようにロボットアーム２４の姿勢を変化させる（ステップＳ１０６）。そして、本処理は終了する。

【0066】

なお、図１１の例では、ステップＳ１０２において、研磨装置３にモーメントｍｘが発生した場合が想定されているが、モーメントｍｙが発生した場合、並びにモーメントｍｘ及びモーメントｍｙの両方が発生した場合であっても、研磨ロボット２を用いた研磨方法を同様に説明できることに留意すべきである。

【0067】

（第２閾値及び第３閾値）
研磨装置３の研磨ディスク３３の種類、研磨時における研磨ディスク３３の回転速度、ワークの材料、及び研磨時において研磨装置３をワークに押し当てる力、といった研磨条件により、上述の図７の状態と図８の状態において発生するモーメントｍｚの大きさが異なる。このため、各種研磨条件と研磨装置３に発生する各軸回りのモーメントとの関係を機械学習させた学習済モデルを作成し、当該学習済モデルを用いて上述の第２閾値及び第３閾値の値を算出するのが好ましい。

【0068】

なお、学習済モデルは、各ノードの出力に対する重み付け係数が機械学習により最適化されたニューラルネットワーク（ＮＮ：Neural Network）であってもよい。なお、学習済モデルがＮＮである場合、学習済モデルは、高い特定精度が期待できる多層（例えば、４層以上）のＮＮであることが好ましい。

【0069】

本開示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開示の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0070】

１００ 研磨システム、１ 情報処理装置、２ 研磨ロボット、３ 研磨装置、１０ プロセッサ、１１ メモリ、１２ 入力ＩＦ、１３ 出力ＩＦ、１４ 装置通信ＩＦ、２０ 制御部、２１ 記憶部、２２ 土台、２３ 基部、２４ ロボットアーム、２５ ジョイント部、２６ ロボ通信ＩＦ、４０ 力覚センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】