特開 2024-53171 加工装置および加工方法

(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】P2024053171

(43)【公開日】2024-04-15

(54)【発明の名称】加工装置および加工方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4097 20060101AFI20240408BHJP

   G05B 19/4093 20060101ALI20240408BHJP

   B23Q 15/00 20060101ALI20240408BHJP

   B24B 17/06 20060101ALI20240408BHJP

   B23Q 35/128 20060101ALI20240408BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4097 C

G05B19/4093 H

B23Q15/00 305C

B23Q15/00 307Z

B24B17/06 A

B24B17/06 B

B23Q35/128 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022159250

(22)【出願日】2022-10-03

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】林 浩一郎

【テーマコード（参考）】

3C049

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C049AA02

3C049AA13

3C049AC02

3C049BA07

3C049BB02

3C049BC02

3C049CB01

3C269AB07

3C269BB01

3C269CC02

3C269EF02

3C269EF70

3C269JJ10

3C269JJ18

3C269JJ19

3C269MN09

3C269MN26

3C269MN42

(57)【要約】

【課題】低コストで高精度に加工する。
【解決手段】加工装置１００は、マスターワークの表面形状および加工対象ワークの表面形状を計測する計測部１１０と、計測されたマスターワークの表面形状に基づき、工具１３０の基準加工軌道を補正して補正後加工軌道を生成し、補正後加工軌道と、計測された加工対象ワークの表面形状との差分を算出する演算部２１０と、算出された差分に基づいて加工条件を変更し、補正後加工軌道に基づいて加工対象ワークを工具１３０により加工する加工部２２０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マスターワークの表面形状および加工対象ワークの表面形状を計測する計測部と、
計測された前記マスターワークの表面形状に基づき、工具の基準加工軌道を補正して補正後加工軌道を生成し、前記補正後加工軌道と、計測された前記加工対象ワークの表面形状との差分を算出する演算部と、
算出された前記差分に基づいて加工条件を変更し、前記補正後加工軌道に基づいて前記加工対象ワークを前記工具により加工する加工部と、
を備える、加工装置。

【請求項2】

前記加工条件は、前記加工対象ワークへの前記工具の目標押し付け力を含む、請求項１に記載の加工装置。

【請求項3】

前記加工条件は、前記工具の送り速度を含む、請求項１に記載の加工装置。

【請求項4】

前記加工条件は、前記工具の実加工軌道を含む、請求項１に記載の加工装置。

【請求項5】

前記基準加工軌道および前記補正後加工軌道において、軌道上の各点に対して前記工具の押し付け方向および送り方向が設定されており、
前記演算部は、
前記基準加工軌道を前記マスターワークの表面形状に沿うように補正して前記補正後加工軌道を生成し、
前記補正後加工軌道上の各点の前記工具の押し付け方向を前記マスターワークの表面に直交するように設定し、
前記補正後加工軌道上の各点の前記工具の送り方向を前記マスターワークの表面に平行になるように設定する、請求項１から４のいずれか１項に記載の加工装置。

【請求項6】

マスターワークの表面形状および加工対象ワークの表面形状を計測し、
計測した前記マスターワークの表面形状に基づき、工具の基準加工軌道を補正して補正後加工軌道を生成し、
生成した前記補正後加工軌道と、計測した前記加工対象ワークの表面形状との差分を算出し、
算出した前記差分に基づいて加工条件を変更し、前記補正後加工軌道に基づいて前記加工対象ワークを前記工具により加工する、加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、加工装置および加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

加工装置において加工対象ワークの三次元形状を計測し、計測された三次元形状と、設計形状とを比較して、加工対象ワークに対し、切削、研磨等の加工を施す技術が広く利用されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－３４６８９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来技術において、三次元形状の計測は、絶対位置決め精度に依存する。このため、加工精度を高くしようとすると、絶対位置決め精度の高い加工装置が必要となり、加工装置に要するコストが高くなるという問題が生じる。

【0005】

そこで、本開示は、このような課題に鑑み、低コストで高精度に加工することが可能な加工装置および加工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】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る加工装置は、マスターワークの表面形状および加工対象ワークの表面形状を計測する計測部と、計測されたマスターワークの表面形状に基づき、工具の基準加工軌道を補正して補正後加工軌道を生成し、補正後加工軌道と、計測された加工対象ワークの表面形状との差分を算出する演算部と、算出された差分に基づいて加工条件を変更し、補正後加工軌道に基づいて加工対象ワークを工具により加工する加工部と、を備える。

【0007】

また、加工条件は、加工対象ワークへの工具の目標押し付け力を含んでもよい。

【0008】

また、加工条件は、工具の送り速度を含んでもよい。

【0009】

また、加工条件は、工具の実加工軌道を含んでもよい。

【0010】

また、基準加工軌道および補正後加工軌道において、軌道上の各点に対して工具の押し付け方向および送り方向が設定されており、演算部は、基準加工軌道をマスターワークの表面形状に沿うように補正して補正後加工軌道を生成し、補正後加工軌道上の各点の工具の押し付け方向をマスターワークの表面に直交するように設定し、補正後加工軌道上の各点の工具の送り方向をマスターワークの表面に平行になるように設定してもよい。

【0011】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る加工方法は、マスターワークの表面形状および加工対象ワークの表面形状を計測し、計測したマスターワークの表面形状に基づき、工具の基準加工軌道を補正して補正後加工軌道を生成し、生成した補正後加工軌道と、計測した加工対象ワークの表面形状との差分を算出し、算出した差分に基づいて加工条件を変更し、補正後加工軌道に基づいて加工対象ワークを工具により加工する。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、低コストで高精度に加工することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本実施形態に係る加工装置を説明する図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る基準加工軌道を説明する図である。

【図3】図３は、演算部による補正処理の一例を説明する第１の図である。

【図4】図４は、演算部による補正処理の一例を説明する第２の図である。

【図5】図５は、演算部による差分算出処理の一例を説明する第１の図である。

【図6】図６は、演算部による差分算出処理の一例を説明する第２の図である。

【図7】図７は、演算部による差分算出処理の一例を説明する第３の図である。

【図8】図８は、本実施形態に係る加工方法の処理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】

【0014】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、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、本開示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する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0015】

［加工装置１００］
図１は、本実施形態に係る加工装置１００を説明する図である。図１に示すように、加工装置１００は、計測部１１０と、中央制御部１２０と、工具１３０とを含む。なお、図１において、破線の矢印は、信号の流れを示す。

【0016】

計測部１１０は、マスターワークの表面形状および加工対象ワークの表面形状を計測する。マスターワークは、設計形状との誤差が公差内であるワークである。つまり、マスターワークは、設計形状を有するワークとも言える。加工対象ワークは、加工装置１００によって加工されるワークである。本実施形態において、加工対象ワークは、例えば、荒切削や溶接が為された後のワークである。

【0017】

計測部１１０は、例えば、三次元計測機である。計測部１１０は、接触式三次元計測機であってもよいし、非接触式三次元計測機であってもよい。接触式三次元計測機は、プローブをワークに接触させて、ワークの表面形状を三次元で計測する。非接触式三次元計測機は、レーザー等の光を照射して、ワークの表面形状を三次元で計測する。

【0018】

本実施形態において、計測部１１０は、複数の計測点それぞれの三次元位置座標を計測する。

【0019】

中央制御部１２０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。中央制御部１２０は、ＲＯＭからＣＰＵを動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。中央制御部１２０は、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して加工装置１００全体を管理および制御する。

【0020】

本実施形態において、中央制御部１２０は、演算部２１０、加工部２２０として機能する。

【0021】

演算部２１０は、加工対象ワークに対する加工軌道と、マスターワークと加工対象ワークとの差分（余肉）を演算する。加工部２２０は、演算部２１０によって演算された加工軌道および差分に基づいて、加工対象ワークを工具１３０により加工する。演算部２１０および加工部２２０の具体的な処理については、後述する。

【0022】

工具１３０は、加工部２２０による制御指令に基づいて、加工対象ワークを加工する。ここで、加工とは、例えば、切削、研磨等の仕上げ加工である。

【0023】

［演算部２１０および加工部２２０］
続いて、本実施形態に係る演算部２１０および加工部２２０について説明する。以下、演算部２１０による処理、および、加工部２２０による処理をこの順に説明する。

【0024】

［演算部２１０による処理］
まず、演算部２１０は、基準加工軌道を補正して補正後加工軌道を作成する補正後加工軌道生成処理を行う。そして、演算部２１０は、生成した補正後加工軌道と、計測部１１０によって計測された加工対象ワークの表面形状との差分を算出する差分算出処理を行う。

【0025】

［補正後加工軌道生成処理］
図２は、本実施形態に係る基準加工軌道ＲＴを説明する図である。なお、本実施形態の図２、図３、図５では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。

【0026】

演算部２１０は、まず、加工対象ワークＴＷにおける加工範囲ＭＡを決定する。そして、図２に示すように、演算部２１０は、加工範囲ＭＡを網羅する基準加工軌道ＲＴを作成する。基準加工軌道ＲＴは、加工範囲ＭＡを一定の間隔で所定方向に移動する工具１３０の移動経路を示す。なお、本実施形態において、工具１３０は、図２中、Ｘ軸方向、または、Ｙ軸方向に移動する。また、本実施形態において、工具１３０は、図２中、－Ｚ軸方向に押し付けられる。

【0027】

基準加工軌道ＲＴは、複数の点Ｒｐからなり、各点Ｒｐに対し、三次元位置座標Ｒｓ、工具１３０の押し付け方向Ｒｖ、および、工具１３０の送り方向Ｒｕが設定されている。本実施形態において、押し付け方向Ｒｖと、送り方向Ｒｕとは直交関係にある。例えば、押し付け方向Ｒｖは、図２中、－Ｚ軸方向である。また、送り方向Ｒｕは、図２中、Ｘ軸方向またはＹ軸方向である。また、後述する補正後加工軌道ＣＴにおいて、補正後加工軌道ＣＴの各点Ｃｐに対し、三次元位置座標Ｃｓ、工具１３０の押し付け方向Ｃｖ、および、工具１３０の送り方向Ｃｕが設定される。本実施形態において、押し付け方向Ｃｖと、送り方向Ｃｕとは直交関係にある。基準加工軌道ＲＴ、および、補正後加工軌道ＣＴにおいて、押し付け方向Ｒｖ、Ｃｖおよび送り方向Ｒｕ、Ｃｕは、例えば、単位ベクトルで表される。

【0028】

基準加工軌道ＲＴは、例えば、設計形状（ＣＡＤモデル）に基づいて作成される。

【0029】

続いて、演算部２１０は、計測部１１０によって計測されたマスターワークＭＷの表面形状に基づき、基準加工軌道ＲＴを補正して、補正後加工軌道ＣＴを生成する。本実施形態において、演算部２１０は、基準加工軌道ＲＴをマスターワークＭＷの表面形状に沿うように補正して補正後加工軌道ＣＴを生成する。

【0030】

以下、演算部２１０による補正後加工軌道ＣＴの生成処理の一例を説明する。本実施形態において、演算部２１０は、基準加工軌道ＲＴを構成する複数の点Ｒｐについて、下記に示す補正処理を施して、複数の点Ｃｐからなる補正後加工軌道ＣＴを生成する。基準加工軌道ＲＴと同様に、補正後加工軌道ＣＴ上の複数の点Ｃｐに対し、三次元位置座標Ｃｓ、工具１３０の押し付け方向Ｃｖ、および、工具１３０の送り方向Ｃｕが設定される。

【0031】

［補正処理］
図３、図４は、演算部２１０による補正処理の一例を説明する図である。

【0032】

本実施形態において、計測部１１０は、マスターワークＭＷの表面形状として、複数の計測点それぞれの三次元位置座標を取得する。なお、計測部１１０による計測点の間隔は、基準加工軌道ＲＴ上の各点Ｒｐの間隔よりも狭い。

【0033】

図３に示すように、演算部２１０は、まず、マスターワークＭＷの複数の計測点のうち、基準加工軌道ＲＴの点Ｒｐの近傍の点群Ｐｋを抽出する。演算部２１０は、例えば、仮想直線ＶＬ１との間の距離が所定距離以内の点群Ｐｋを抽出する。仮想直線ＶＬ１は、基準加工軌道ＲＴの点Ｒｐを通り、点Ｒｐに設定された押し付け方向Ｒｖ（図３中、Ｚ軸方向）に延在する直線である。

【0034】

そして、図４に示すように、演算部２１０は、点群Ｐｋが含まれる近似平面ＭＰを算出する。近似平面ＭＰは、マスターワークＭＷの表面を示す。例えば、演算部２１０は、点群Ｐｋの代表点Ｐｃを算出し、代表点Ｐｃを通る平面を近似平面ＭＰとする。代表点Ｐｃは、近似平面ＭＰに含まれる点群Ｐｋの座標の平均値を有する点である。なお、近似平面ＭＰの算出方法は、他の既存の様々な技術を利用してもよい。

【0035】

続いて、演算部２１０は、補正後加工軌道ＣＴ上の点Ｃｐに設定される押し付け方向Ｃｖとして、近似平面ＭＰに直交する方向を設定する。

【0036】

また、演算部２１０は、近似平面ＭＰと仮想直線ＶＬ２との交点の座標を、補正後加工軌道ＣＴ上の点Ｃｐの三次元位置座標Ｃｓとして設定する。仮想直線ＶＬ２は、基準加工軌道ＲＴの点Ｒｐを通る、点Ｒｐの押し付け方向Ｒｖに延在する直線である。つまり、補正後加工軌道ＣＴ上の点Ｃｐは、基準加工軌道ＲＴ上の点ＲｐがマスターワークＭＷ上に投影された点である。

【0037】

また、演算部２１０は、補正後加工軌道ＣＴ上の点Ｃｐに設定される送り方向Ｃｕとして、押し付け方向Ｃｖと直交する方向を設定する。つまり、送り方向Ｃｕは、近似平面ＭＰと平行になるように設定される。

【0038】

このように、演算部２１０は、補正処理において、まず、基準加工軌道ＲＴを構成する点Ｒｐ近傍の点群Ｐｋの近似平面ＭＰを算出する。そして、演算部２１０は、近似平面ＭＰに直交する方向を押し付け方向Ｃｖとする。また、演算部２１０は、押し付け方向Ｃｖと直交する方向を送り方向Ｃｕとする。さらに、演算部２１０は、近似平面ＭＰと仮想直線ＶＬ２との交点の座標を三次元位置座標Ｃｓとする。そして、演算部２１０は、算出した押し付け方向Ｃｖ、送り方向Ｃｕ、および、三次元位置座標Ｃｓを補正後加工軌道ＣＴの点Ｃｐに設定する。こうして、演算部２１０は、基準加工軌道ＲＴを構成する複数の点Ｒｐそれぞれについて、上記に示す補正処理を施して、複数の点Ｃｐからなる補正後加工軌道ＣＴを生成する。

【0039】

［差分算出処理］
演算部２１０は、補正後加工軌道ＣＴと、計測部１１０によって計測された加工対象ワークＴＷの表面形状との差分を算出する。

【0040】

本実施形態において、計測部１１０は、加工対象ワークＴＷの表面形状として、複数の計測点それぞれの三次元位置座標を取得する。なお、計測部１１０による計測点の間隔は、基準加工軌道ＲＴ上の各点Ｒｐの間隔よりも狭い。

【0041】

図５～図７は、演算部２１０による差分算出処理の一例を説明する図である。

【0042】

図５に示すように、演算部２１０は、まず、加工対象ワークＴＷの複数の計測点のうち、補正後加工軌道ＣＴの点Ｃｐの近傍の点群Ｈｋを抽出する。演算部２１０は、例えば、仮想直線ＶＬ３との間の距離が所定距離以内の点群Ｈｋを抽出する。仮想直線ＶＬ３は、補正後加工軌道ＣＴの点Ｃｐを通り、点Ｃｐに設定された押し付け方向Ｃｖ（図５中、Ｚ軸方向）に延在する直線である。

【0043】

そして、図６、図７に示すように、演算部２１０は、点群Ｈｋが含まれる近似平面ＴＰを算出する。近似平面ＴＰは、加工対象ワークＴＷの表面を示す。例えば、演算部２１０は、上記した近似平面ＭＰの算出方法と同様に、点群Ｈｋの代表点Ｈｃを算出し、代表点Ｈｃを通る平面を近似平面ＴＰとする。代表点Ｈｃは、近似平面ＴＰに含まれる点群Ｈｋの座標の平均値を有する点である。なお、近似平面ＴＰの算出方法は、上記の補正処理で説明したように、他の既存の様々な技術を利用してもよい。

【0044】

続いて、演算部２１０は、補正後加工軌道ＣＴ上の各点Ｃｐと、近似平面ＴＰとの間の距離を差分ｗとして算出する。例えば、演算部２１０は、補正後加工軌道ＣＴ上の点Ｃｐと、点Ｃｐを近似平面ＴＰ上に投影した点Ｔｐとの間の距離を差分ｗとして算出する。演算部２１０は、近似平面ＴＰと仮想直線ＶＬ４との交点の座標を点Ｔｐの三次元位置座標Ｔｓとする。仮想直線ＶＬ４は、補正後加工軌道ＣＴの点Ｃｐを通る、点Ｃｐの押し付け方向Ｃｖに延在する直線である。

【0045】

［加工部２２０による処理］
加工部２２０は、補正後加工軌道ＣＴと近似平面ＴＰとの差分ｗ、つまり、補正後加工軌道ＣＴと加工対象ワークＴＷの表面形状との差分ｗに基づいて加工条件を変更し、補正後加工軌道ＣＴに沿って加工対象ワークＴＷを工具１３０により加工する。

【0046】

本実施形態において、加工部２２０は、補正後加工軌道ＣＴ上の各点Ｃｐにおいて、力制御および位置制御を行う。加工部２２０は、例えば、工具１３０に印加されるＺ軸方向の反力を力センサで検出し、反力が目標押し付け力Ｆとなるように力制御する。また、加工部２２０は、補正後加工軌道ＣＴの各点Ｃｐに設定された三次元位置座標Ｃｓおよび送り方向Ｃｕに基づいて、位置制御を行う。

【0047】

［加工条件変更処理］
また、本実施形態において、加工部２２０は、上記差分ｗに基づいて、加工条件を変更する加工条件変更処理を行う。加工条件は、加工対象ワークＴＷへの工具１３０の目標押し付け力Ｆ、工具１３０の送り速度Ｖ、または、実加工軌道である。以下、各加工条件の変更について具体的に説明する。

【0048】

［目標押し付け力Ｆ］
加工部２２０は、図６に示すように、点Ｃｐと近似平面ＴＰとの差分ｗが、正であり（ｗ>０）、かつ、公差ｄより大きい場合、目標押し付け力Ｆを差分ｗに応じて変化させる。一方、点Ｃｐと近似平面ＴＰとの差分ｗが正である（ｗ>０）ものの公差ｄ以下である場合、もしくは、図７に示すように、点Ｃｐと近似平面ＴＰとの差分ｗが負である場合（ｗ<０）、加工部２２０は、目標押し付け力Ｆをゼロに設定する。

【0049】

［送り速度Ｖ］
加工部２２０は、点Ｃｐと近似平面ＴＰとの差分ｗが正であり（ｗ>０）、かつ、公差ｄより大きい場合、下記式（１）に示すように、送り速度Ｖを変更する。
Ｖ´ ＝ Ｖ － Ｋ（ｗ－ｄ） …式（１）
上記式（１）において、Ｋは、ゲインである。

【0050】

加工部２２０が工具１３０の送り速度Ｖを、式（１）に示す送り速度Ｖ´とすることで、差分ｗが大きいほど送り速度Ｖを小さくでき、加工精度の低下を抑制することが可能となる。なお、送り速度Ｖは、公差ｄに応じて設定される上限速度以下としてもよい。これにより、加工対象ワークＴＷを削りすぎてしまうリスクを低減することができる。

【0051】

［実加工軌道］
上記では、加工部２２０が、実加工軌道として補正後加工軌道ＣＴに沿って工具１３０を移動させる場合を例に挙げた。しかし、加工部２２０は、点Ｃｐと近似平面ＴＰとの差分ｗに基づいて、実加工軌道を変更してもよい。例えば、加工部２２０は、点Ｃｐと近似平面ＴＰとの差分ｗが正である場合（ｗ>０）、補正後加工軌道ＣＴよりも加工対象ワークＴＷに近い位置に実加工軌道を変更する。

【0052】

［加工方法］
続いて、上記加工装置１００を用いた加工対象ワークＴＷの加工方法について説明する。図８は、本実施形態に係る加工方法の処理の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、本実施形態に係る加工方法は、第１計測工程Ｓ１１０、補正後加工軌道生成工程Ｓ１２０、第２計測工程Ｓ１３０、差分算出工程Ｓ１４０、判定工程Ｓ１５０、加工工程Ｓ１６０を含む。以下、各工程について説明する。

【0053】

［第１計測工程Ｓ１１０］
計測部１１０は、マスターワークＭＷの表面形状を計測する。

【0054】

［補正後加工軌道生成工程Ｓ１２０］
演算部２１０は、第１計測工程Ｓ１１０において計測したマスターワークＭＷの表面形状に基づき、基準加工軌道ＲＴを補正して補正後加工軌道ＣＴを生成する。

【0055】

［第２計測工程Ｓ１３０］
計測部１１０は、加工対象ワークＴＷの表面形状を計測する。

【0056】

［差分算出工程Ｓ１４０］
演算部２１０は、補正後加工軌道生成工程Ｓ１２０において生成した補正後加工軌道ＣＴと、第２計測工程Ｓ１３０において計測した加工対象ワークＴＷの表面形状（近似平面ＴＰ）との差分を算出する。

【0057】

［判定工程Ｓ１５０］
演算部２１０は、補正後加工軌道ＣＴ上のすべての点Ｃｐと近似平面ＴＰとの差分ｗが、正であり、かつ、公差ｄ以内である（０<ｗ≦ｄ）か、もしくは、差分ｗが負である（ｗ<０）か否かを判定する。その結果、差分ｗが、正であり、かつ、公差ｄ以内である、もしくは、差分が負であると判定した場合（Ｓ１５０におけるＹＥＳ）、演算部２１０は、当該加工方法を終了する。一方、補正後加工軌道ＣＴ上の点Ｃｐと近似平面ＴＰとの差分ｗのうち、公差ｄ超である正の差分ｗがあると判定した場合（Ｓ１５０におけるＮＯ）、演算部２１０は、加工工程Ｓ１６０に処理を移す。

【0058】

［加工工程Ｓ１６０］
加工部２２０は、差分算出工程Ｓ１４０において算出した差分に基づいて加工条件を変更し、補正後加工軌道ＣＴに沿って加工対象ワークＴＷを工具１３０により加工する。そして、演算部２１０は、第２計測工程Ｓ１３０からの処理を繰り返す。

【0059】

以上説明したように、本実施形態に係る加工装置１００およびこれを用いた加工方法は、計測部１１０および演算部２１０を備え、演算部２１０は、計測されたマスターワークＭＷの表面形状に基づき補正後加工軌道ＣＴを生成する。これにより、演算部２１０は、補正後加工軌道ＣＴを実際のマスターワークＭＷの表面形状に近づけることができる。

【0060】

そして、演算部２１０は、補正後加工軌道ＣＴと、計測された加工対象ワークＴＷの表面形状との差分ｗを算出する。これにより、演算部２１０は、マスターワークＭＷの表面形状と、加工対象ワークＴＷの表面形状との差分ｗを把握することができる。したがって、計測部１１０の絶対位置決め精度が低い場合であっても、演算部２１０は、計測部１１０の繰り返し位置決め精度に応じた精度で、マスターワークＭＷの表面形状と、加工対象ワークＴＷの表面形状との差分ｗを把握することができる。

【0061】

なお、絶対位置決め精度は、アクチュエータを目標点で停止させる動作をさせた場合の、目標点と実際の停止位置との差の絶対値である。差の絶対値が小さいほど、絶対位置決め精度は高い。また、繰り返し位置決め精度は、アクチュエータを目標点で停止させる動作を複数回させた場合の、実際の停止位置のバラツキである。バラツキが小さいほど、繰り返し位置決め精度は高い。

【0062】

このため、計測部１１０に要求される絶対位置決め精度を低くすることができ、加工装置１００は、マスターワークＭＷの表面形状と、加工対象ワークＴＷの表面形状との差分ｗを低コストで高精度に把握することが可能となる。

【0063】

また、上記したように、演算部２１０は、基準加工軌道ＲＴをマスターワークＭＷの表面形状に沿うように補正して補正後加工軌道ＣＴを生成する。これにより、演算部２１０は、マスターワークＭＷの表面形状と実質的に等しい補正後加工軌道ＣＴを生成することができる。したがって、演算部２１０は、マスターワークＭＷの表面形状と、加工対象ワークＴＷの表面形状との差分ｗを高精度に把握することが可能となる。

【0064】

そして、加工部２２０は、算出された差分ｗに基づいて加工条件を変更し、補正後加工軌道ＣＴに沿って加工対象ワークＴＷを工具１３０により加工する。計測部１１０と同様に、加工部２２０は、工具１３０の繰り返し位置決め精度に応じた精度で加工対象ワークＴＷを加工することができる。このため、工具１３０に要求される絶対位置決め精度を低くすることができ、加工装置１００は、低コストで高精度に加工対象ワークＴＷを加工することが可能となる。例えば、工具１３０として、安価な垂直多関節型ロボットアームを採用することができる。

【0065】

また、上記したように、加工部２２０は、力制御を行う。これにより、加工部２２０は、工具１３０の絶対位置決め精度が低くても、反力に基づいて加工できるため、加工対象ワークＴＷの形状をマスターワークＭＷの形状に近づけることが可能となる。

【0066】

また、上記したように、演算部２１０は、補正後加工軌道ＣＴ上の各点Ｃｐの工具１３０の押し付け方向Ｃｖを加工対象ワークＴＷの表面に直交するように設定し、かつ、各点Ｃｐの工具１３０の送り方向Ｃｕを加工対象ワークＴＷの表面に平行になるように設定する。これにより、加工部２２０による力制御と位置制御との干渉を防止することができる。

【0067】

また、上記したように、加工部２２０は、差分ｗに基づいて加工対象ワークＴＷへの工具１３０の目標押し付け力Ｆを変更する。これにより、加工部２２０は、加工対象ワークＴＷの余肉を好適に除去することができる。

【0068】

また、上記したように、加工部２２０は、差分ｗに基づいて工具１３０の送り速度Ｖを変更する。これにより、加工部２２０は、加工対象ワークＴＷの余肉を好適に除去することができる。

【0069】

また、上記したように、加工部２２０は、差分ｗに基づいて実加工軌道を変更する。これにより、加工部２２０は、加工対象ワークＴＷの余肉を好適に除去することができる。

【0070】

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記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開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0071】

例えば、上記実施形態において、加工部２２０が、加工条件として、目標押し付け力Ｆ、送り速度Ｖ、または、実加工軌道を変更する場合を例に挙げた。しかし、加工部２２０は、目標押し付け力Ｆ、送り速度Ｖ、および、実加工軌道のうちの複数の加工条件を変更してもよい。

【符号の説明】

【0072】

１００ 加工装置
１１０ 計測部
１３０ 工具
２１０ 演算部
２２０ 加工部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】