特開 2024-65769 キサゲ加工装置及びキサゲ加工方法

(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】P2024065769

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】キサゲ加工装置及びキサゲ加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23D 79/06 20060101AFI20240508BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

B23D79/06

B25J13/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022174786

(22)【出願日】2022-10-31

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】町田 港

(72)【発明者】

【氏名】三ツ橋 正

【テーマコード（参考）】

3C050

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C050FC09

3C707AS12

3C707KS17

3C707KS34

3C707KS36

3C707LU08

(57)【要約】

【課題】被加工物の加工対象面にキサゲ加工を行うキサゲ加工装置において、加工対象面を切削する際の平面精度を向上させる技術を提供する。
【解決手段】キサゲ加工装置は、スクレーパを保持する加工用ロボットと、平面出し加工処理を実行する制御装置を備える。平面出し加工処理は、加工対象面の加工領域層を上層側から順次切削する処理であると共に、各加工領域層の切削時における切削深さに応じてスクレーパの下方押し込み量とストローク抵抗力のそれぞれの基準値が定められている。制御装置は、切削対象加工領域層を切削する際、直上加工領域層の切削時におけるスクレーパの下方押し込み量と力覚センサにより測定したストローク抵抗力との関係を示すδ－ｆ特性に基づいてスクレーパの下方押し込み量を調整する押し込み量調整制御を行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物の加工対象面に対してキサゲ加工を行うキサゲ加工装置であって、
切削刃を有するスクレーパを保持して動作させる加工用ロボットと、
前記加工用ロボットの制御によって、前記加工対象面に対して前記スクレーパを下方に押し込みながら当該スクレーパを前記加工対象面に沿った所定のストローク方向にストロークさせることにより、前記加工対象面の凸部を前記切削刃によって切削する平面出し加工処理を実行する制御装置と、
前記平面出し加工処理の実行時において、ストローク中の前記切削刃が前記加工対象面からストローク進行方向と逆方向に受ける抵抗力であるストローク抵抗力を検出する力覚センサと、
を備え、
前記平面出し加工処理は、前記加工対象面の凸部を高さ方向に区分する複数の加工領域層を上層側から順次切削する処理であると共に、各加工領域層の切削時における切削深さに応じて前記スクレーパの下方押し込み量と前記ストローク抵抗力のそれぞれの基準値が定められており、
前記制御装置は、切削対象となる加工領域層である切削対象加工領域層を切削する際、当該切削対象加工領域層の直上に位置する加工領域層である直上加工領域層の切削時における前記スクレーパの下方押し込み量の制御値と前記力覚センサにより測定した前記ストローク抵抗力の測定値との関係を示すδ－ｆ特性に基づいて、当該切削対象加工領域層における前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を調整する押し込み量調整制御を行う、
キサゲ加工装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記平面出し加工処理において、前記スクレーパの下方押し込み量の基準値を用いて最上層の加工領域層である最上加工領域層を切削する、
請求項１に記載のキサゲ加工装置。

【請求項3】

前記押し込み量調整制御において、前記制御装置は、前記直上加工領域層における前記δ－ｆ特性に基づいて、順次、２層目以降の各加工領域層を切削する際の前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を調整する、
請求項１又は２に記載のキサゲ加工装置。

【請求項4】

前記押し込み量調整制御において、前記制御装置は、前記直上加工領域層の平面領域を複数に区分した区分領域毎に前記δ－ｆ特性を取得し、
前記切削対象加工領域層のうち、前記直上加工領域層における前記区分領域と上下に重なる領域を切削する際の前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を、当該領域に対応する前記区分領域の前記δ－ｆ特性に基づいて調整する、
請求項１又は２に記載のキサゲ加工装置。

【請求項5】

被加工物の加工対象面に対してキサゲ加工を行うキサゲ加工方法であって、
切削刃を有するスクレーパを保持して動作させる加工用ロボットと、
前記加工用ロボットの制御によって、被加工物の加工対象面に対して前記スクレーパを下方に押し込みながら当該スクレーパを加工対象面に沿った所定のストローク方向にストロークさせることにより、前記加工対象面の凸部を前記切削刃によって切削する平面出し加工処理を実行する制御装置と、
前記平面出し加工処理の実行時において、ストローク中の前記切削刃が前記加工対象面からストローク進行方向と逆方向に受ける抵抗力であるストローク抵抗力を検出する力覚センサと、
を備えたキサゲ加工装置によるキサゲ加工方法であって、
前記平面出し加工処理は、前記加工対象面の凸部を高さ方向に区分する複数の加工領域
層を上層側から順次切削する処理であると共に、各加工領域層の切削時における切削深さに応じて前記スクレーパの下方押し込み量と前記ストローク抵抗力のそれぞれの基準値が定められており、
前記制御装置は、切削対象となる加工領域層である切削対象加工領域層を切削する際、当該切削対象加工領域層の直上に位置する加工領域層である直上加工領域層の切削時における前記スクレーパの下方押し込み量の制御値と前記力覚センサにより測定した前記ストローク抵抗力の測定値との関係を示すδ－ｆ特性に基づいて、当該切削対象加工領域層における前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を調整する押し込み量調整制御を行う、
キサゲ加工方法。

【請求項6】

前記制御装置は、前記平面出し加工処理において、前記スクレーパの下方押し込み量の基準値を用いて最上層の加工領域層である最上加工領域層を切削する、
請求項５に記載のキサゲ加工方法。

【請求項7】

前記押し込み量調整制御において、前記制御装置は、前記直上加工領域層における前記δ－ｆ特性に基づいて、順次、２層目以降の各加工領域層を切削する際の前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を調整する、
請求項５又は６に記載のキサゲ加工方法。

【請求項8】

前記押し込み量調整制御において、前記制御装置は、前記直上加工領域層の平面領域を複数に区分した区分領域毎に前記δ－ｆ特性を取得し、
前記切削対象加工領域層のうち、前記直上加工領域層における前記区分領域と上下に重なる領域を切削する際の前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を、当該領域に対応する前記区分領域の前記δ－ｆ特性に基づいて調整する、
請求項５又は６に記載のキサゲ加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キサゲ加工装置及びキサゲ加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

移動部を有した工作機械等の摺動面には、その平面度を高めて摺動摩擦係数を低減するために、キサゲ加工（「スクレーピング加工」ともいう）が行われる。キサゲ加工は、金属加工の一種であり、従来、被加工物（ワーク）の加工対象面（被加工面）に光明丹（鉛丹）や顔料を塗り、先端が幅広でノミ状（ヘラ状）のキサゲ工具（スクレーパ）を作業者が使って、色の違いを見ながら手作業で凸部を削り除去する作業を行っていた。

【0003】

キサゲ加工の本来の目的は、摺動面を高精度な平面に仕上げることにあるが、このキサゲ加工によって摺動面に形成されたミクロン単位の微小な凹みは、摺動時に潤滑油の油溜まりの作用をするため、摺動面の潤滑性が向上し、摺動時のリンギングを防止する効果がある。しかしながら、作業者の手作業によるキサゲ加工は、熟練が要求される作業であり、また、大変な重労働でもあった。

【0004】

これに関連して、スクレーパの動作を自動制御することによって被加工物の加工対象面に対してキサゲ加工を行うキサゲ加工装置も提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－１９９６１１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、従来におけるキサゲ加工装置においては、被加工物の加工対象面を切削する際の平面精度を向上させる観点から改善の余地があった。

【0007】

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、被加工物の加工対象面にキサゲ加工を行うキサゲ加工装置において、加工対象面を切削する際の平面精度を向上させ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】

【0008】

（態様１）
本発明の態様１は、被加工物の加工対象面に対してキサゲ加工を行うキサゲ加工装置であって、切削刃を有するスクレーパを保持して動作させる加工用ロボットと、前記加工用ロボットの制御によって、前記加工対象面に対して前記スクレーパを下方に押し込みながら当該スクレーパを前記加工対象面に沿った所定のストローク方向にストロークさせることにより、前記加工対象面の凸部を前記切削刃によって切削する平面出し加工処理を実行する制御装置と、前記平面出し加工処理の実行時において、ストローク中の前記切削刃が前記加工対象面からストローク進行方向と逆方向に受ける抵抗力であるストローク抵抗力を検出する力覚センサと、を備え、前記平面出し加工処理は、前記加工対象面の凸部を高さ方向に区分する複数の加工領域層を上層側から順次切削する処理であると共に、各加工領域層の切削時における切削深さに応じて前記スクレーパの下方押し込み量と前記ストローク抵抗力のそれぞれの基準値が定められており、前記制御装置は、切削対象となる加工領域層である切削対象加工領域層を切削する際、当該切削対象加工領域層の直上に位置す
る加工領域層である直上加工領域層の切削時における前記スクレーパの下方押し込み量の制御値と前記力覚センサにより測定した前記ストローク抵抗力の測定値との関係を示すδ－ｆ特性に基づいて、当該切削対象加工領域層における前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を調整する押し込み量調整制御を行う。

【0009】

（態様２）
上記態様１において、前記制御装置は、前記平面出し加工処理において、前記スクレーパの下方押し込み量の基準値を用いて最上層の加工領域層である最上加工領域層を切削してもよい。

【0010】

（態様３）
上記態様１又は２に係るキサゲ加工装置の制御装置は、前記押し込み量調整制御において、前記直上加工領域層における前記δ－ｆ特性に基づいて、順次、２層目以降の各加工領域層を切削する際の前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を調整してもよい。

【0011】

（態様４）
上記態様１から３の何れかに係るキサゲ加工装置の制御装置は、前記押し込み量調整制御において、前記直上加工領域層の平面領域を複数に区分した区分領域毎に前記δ－ｆ特性を取得し、前記切削対象加工領域層のうち、前記直上加工領域層における前記区分領域と上下に重なる領域を切削する際の前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を、当該領域に対応する前記区分領域の前記δ－ｆ特性に基づいて調整してもよい。

【0012】

（態様５）
本発明の態様５は、被加工物の加工対象面に対してキサゲ加工を行うキサゲ加工方法であって、切削刃を有するスクレーパを保持して動作させる加工用ロボットと、前記加工用ロボットの制御によって、被加工物の加工対象面に対して前記スクレーパを下方に押し込みながら当該スクレーパを加工対象面に沿った所定のストローク方向にストロークさせることにより、前記加工対象面の凸部を前記切削刃によって切削する平面出し加工処理を実行する制御装置と、前記平面出し加工処理の実行時において、ストローク中の前記切削刃が前記加工対象面からストローク進行方向と逆方向に受ける抵抗力であるストローク抵抗力を検出する力覚センサと、を備えたキサゲ加工装置によるキサゲ加工方法であって、前記平面出し加工処理は、前記加工対象面の凸部を高さ方向に区分する複数の加工領域層を上層側から順次切削する処理であると共に、各加工領域層の切削時における切削深さに応じて前記スクレーパの下方押し込み量と前記ストローク抵抗力のそれぞれの基準値が定められており、前記制御装置は、切削対象となる加工領域層である切削対象加工領域層を切削する際、当該切削対象加工領域層の直上に位置する加工領域層である直上加工領域層の切削時における前記スクレーパの下方押し込み量の制御値と前記力覚センサにより測定した前記ストローク抵抗力の測定値との関係を示すδ－ｆ特性に基づいて、当該切削対象加工領域層における前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を調整する押し込み量調整制御を行う。

【0013】

（態様６）
上記態様５において、前記制御装置は、前記平面出し加工処理において、前記スクレーパの下方押し込み量の基準値を用いて最上層の加工領域層である最上加工領域層を切削してもよい。

【0014】

（態様７）
上記態様５又は６に係るキサゲ加工方法において、前記制御装置は、前記押し込み量調整制御において、前記直上加工領域層における前記δ－ｆ特性に基づいて、順次、２層目以降の各加工領域層を切削する際の前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を調整して
もよい。

【0015】

（態様８）
上記態様５から７の何れかに係るキサゲ加工方法において、前記制御装置は、前記押し込み量調整制御において、前記直上加工領域層の平面領域を複数に区分した区分領域毎に前記δ－ｆ特性を取得し、前記切削対象加工領域層のうち、前記直上加工領域層における前記区分領域と上下に重なる領域を切削する際の前記スクレーパの下方押し込み量の制御値を、当該領域に対応する前記区分領域の前記δ－ｆ特性に基づいて調整してもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、被加工物の加工対象面にキサゲ加工を行うキサゲ加工装置において、加工対象面を切削する際の平面精度を向上させる技術を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、実施形態１に係る自動キサゲ加工装置の概略構成を示す図である。

【図2】図２は、ロボットハンドに保持されたスクレーパユニットを示す図である。

【図3】図３は、スクレーパの切削刃によってワークの加工対象面を切削している状況を側方から眺めた図である。

【図4】図４は、制御装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図5】図５は、制御装置の機能構成の一例を概略的に示すブロック図である。

【図6】図６は、ワークの加工対象面を示す図である。

【図7】図７は、加工対象面の表面高さ情報を説明する図である。

【図8】図８は、加工対象面の凸部の形状を模式的に示す図である。

【図9】図９は、各加工平面の高さを等高線として加工対象面における表面高さを等高線状に示した図である。

【図10】図１０は、加工領域層分布情報を説明する図である。

【図11】図１１は、加工点データを説明する図である。

【図12】図１２は、切削条件情報テーブルを説明する図である。

【図13】図１３は、押し込み量設定情報テーブルを説明する図である。

【図14】図１４は、制御装置のプロセッサによって実行されるフローチャートである。

【図15】図１５は、押し込み量調整制御に係るδ－ｆ特性を説明する図である。

【図16】図１６は、加工対象面の平面領域を複数の区分領域に区分する分割パターンを説明する図である。

【図17】図１７は、各加工領域層の切削対象区分領域を模式的かつ部分的に示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は、一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本発明は、実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【0019】

＜実施形態１＞
（加工装置の概略構成）
図１は、実施形態１に係る自動キサゲ加工装置１の概略構成を示す図である。図１に示すように、自動キサゲ加工装置１は、制御装置１００、ロボットアーム２００、三次元形状計測器３００等を備えている。

【0020】

自動キサゲ加工装置１は、被対象物であるワーク１０の加工対象面（被加工面）１１に
対してキサゲ加工（スクレーピング加工）を自動で行う装置である。ワーク１０は、例えば、工作機械等を構成する金属製の摺動部材であり、その摺動面を加工対象面１１とすることができる。キサゲ加工は金属加工の一種であり、キサゲ工具（切削工具）であるスクレーパを用いて加工対象面１１の凸部を削り取り、加工対象面１１の平面度を高めることによって摺動摩擦係数を低減させる。また、キサゲ加工の本来の目的は、摺動面を高精度な平面に仕上げることにあるが、摺動面の摺動時にリンギング（Wringing）現象が発生することを防止すべく、キサゲの仕上加工においては摺動面にミクロン単位の微小な多数の窪みを潤滑油の油溜まりとして形成し、摺動面の潤滑性を向上させるようにしている。

【0021】

ロボットアーム２００は、例えば、６軸の多関節ロボットアームであり、制御装置１００によって制御される。ロボットアーム２００は、その先端側にロボットハンド２１０を有し、このロボットハンド２１０にスクレーパユニット２０やハンドチャック３０を着脱自在に保持（把持）することが可能である。すなわち、ロボットアーム２００は、ロボットハンド２１０にスクレーパユニット２０及びハンドチャック３０を選択的に付け替えることができる。そして、ロボットアーム２００は、各関節（例えば、第１軸～第６軸）をサーボモータ等によって駆動することで、ロボットハンド２１０をＸＹＺ三次元直交座標系の任意の位置へと移動させることができる。

【0022】

図２は、ロボットハンド２１０に保持されたスクレーパユニット２０を示す図である。スクレーパユニット２０は、ロボットハンド２１０に着脱自在なホルダ部２１と、当該ホルダ部２１と一体に設けられたキサゲ工具（切削工具）であるスクレーパ２２等を備えるアタッチメントである。スクレーパ２２は、可撓性を有する金属材料により形成された略帯板形状のスクレーパ本体２３と、スクレーパ本体２３の先端側に取り付けられた切削刃２４等を含んで構成されている。切削刃２４は、例えば超硬合金によって形成されており、例えば鋳物で形成されたワーク１０の加工対象面１１を切削することが可能である。図中の符号Ｗは切削刃２４の幅寸法を表す。符号２５は、切削刃２４の刃先である。図２に示す刃先２５は円弧（ラウンド）形状を有しているが、刃先２５の形状については特に限定されない。例えば、刃先２５は直線形状を有していてもよい。勿論、円弧形状を有する刃先２５を用いる場合、その曲率半径（刃先端半径）についても特に限定されない。例えば、ロボットハンド２１０には、切削刃２４の幅寸法Ｗ、曲率半径（刃先端半径）等のサイズが異なるスクレーパユニット２０を付け替えることができる。

【0023】

ワーク１０の加工対象面１１に対するキサゲ加工は、例えば図１に示す加工用架台Ｃ１にワーク１０を固定し、ロボットハンド２１０にスクレーパユニット２０を保持した状態でロボットアーム２００を制御することによって行われる。加工用架台Ｃ１の表面は、Ｘ－Ｙ平面に平行な平面状に形成されている。

【0024】

図３は、スクレーパ２２の切削刃２４によってワーク１０の加工対象面１１を切削している状況を側方から眺めた図である。キサゲ加工では、加工対象面１１に切削刃２４を斜めに当てがい、スクレーパ２２（ロボットハンド２１０）を－Ｚ方向に駆動して加工対象面１１に対してスクレーパ２２を下方（－Ｚ方向に押し込みながらスクレーパ２２を加工対象面１１に沿って（Ｘ－Ｙ平面と平行に）ストローク（以下、その方向（図３中、白抜き矢印）を「ストローク方向」と呼ぶ）させることによって、加工対象面１１を切削刃２４によってミクロンオーダー或いはサブミクロンオーダーの厚さずつ切削する。加工対象面１１を切削する際、切削刃２４を加工対象面１１に押し当てながら加工対象面１１に対してスクレーパ２２を下方に押し込むときの押し込み量（－Ｚ方向への変位量）を「下方押し込み量δｚ」と呼ぶ。

【0025】

ロボットアーム２００は、加工対象面１１に対するスクレーパ２２の下方押し込み量δｚを制御パラメータとすることで、スクレーパ２２の１ストローク当たりに切削刃２４が
加工対象面１１を切削する切削深さ（以下、「ストローク切削深さ」という）ΔＤＳを調整することができる。ここで、スクレーパ２２の下方押し込み量δｚは、例えば、三次元形状計測器３００によって計測される加工対象面１１の基準点における高さを基準高さ（ゼロ点）として設定される。加工対象面１１における基準点の位置（ＸＹ座標）は特に限定されない。例えば、加工対象面１１の隅部を基準点に設定し、その表面高さを基準高さとしてもよい。なお、スクレーパ２２のスクレーパ本体２３は上記の通り可撓性を有するため、スクレーパ本体２３が撓った状態で加工対象面１１の切削が行われる。そのため、加工対象面１１の切削深さがミクロンオーダー或いはサブミクロンオーダーの寸法であるのに対して、切削時におけるスクレーパ２２の下方押し込み量δｚはミリオーダーの変位量として設定することができる。

【0026】

次に、ハンドチャック３０について説明する。ハンドチャック３０は、架台間でワーク１０を移動させる際に、当該ワーク１０を把持するためのアタッチメントであり、ロボットハンド２１０に着脱自在となっている。図１に示すレイアウトでは、例えば、加工用架台Ｃ１及び計測用架台Ｃ２間でワーク１０を移動させる際に用いられる。すなわち、ロボットアーム２００は、ロボットハンド２１０に装着したハンドチャック３０によってワーク１０を把持することで、加工用架台Ｃ１及び計測用架台Ｃ２間でワーク１０を自由に移動させることができる。

【0027】

計測用架台Ｃ２は、三次元形状計測器３００を用いてワーク１０における加工対象面１１の三次元形状を計測する際に、ワーク１０を載置するための架台である。計測用架台Ｃ２の表面も、Ｘ－Ｙ平面に平行な平面状に形成されている。

【0028】

三次元形状計測器３００は、例えば、白色光干渉方式の計測器であり、加工対象面１１の三次元形状データ（凹凸形状データ）を高精度に取得することができる。但し、三次元形状計測器３００は、加工対象面１１の凹凸形状データ（高さデータ）を計測できれば特に限定されず、例えば三次元レーザスキャナ等を用いてもよい。また、三次元形状計測器３００は、加工対象面１１の凹凸形状データを非接触で取得する「非接触式」の計測器であってもよいし、加工対象面１１にプローブ等を接触させることで当該加工対象面１１の凹凸形状データを取得する「接触式」の計測器であってもよい。その他、自動キサゲ加工装置１は、スクレーパユニット２０を載置するための工具載置用架台Ｃ３や、ハンドチャック３０を載置するためのハンドチャック用架台Ｃ４等を備えていてもよい。

【0029】

また、ロボットアーム２００は、更に、力覚センサ２２０を備えている。力覚センサ２２０は、キサゲ加工時に、スクレーパ２２に作用する抵抗力（負荷、反力）を検出するセンサである。力覚センサ２２０は、例えば、３軸力覚センサであり、加工対象面１１の切削時におけるＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向から受ける抵抗力（負荷、反力）を検出することができる。自動キサゲ加工装置１の制御装置１００は、力覚センサ２２０が出力するキサゲ加工中における負荷の状態を監視（モニタリング）し、必要に応じて、負荷の強弱に基づいたフィードバック制御を行うことができる。なお、上述したロボットアーム２００は本発明に係るキサゲ加工用ロボットの一例であり、キサゲ加工用ロボットはロボットアーム２００に限定されない。本発明に係るキサゲ加工用ロボットは、保持したスクレーパを動作させることによってワーク１０の加工対象面１１に対して自動でキサゲ加工を行うことができる構成であれば特に限定されない。

【0030】

次に、自動キサゲ加工装置１の制御装置１００について説明する。制御装置１００は、加工指示データに従ってロボットアーム２００を制御し、その結果、ワーク１０の加工対象面１１に対して加工指示データに応じたキサゲ加工が行われる。また、制御装置１００は、ロボットアーム２００を制御するための加工指示データを生成する。すなわち、制御装置１００は、ロボットアーム２００を制御する装置として機能すると共に、ロボットア
ーム２００を制御する際に用いる加工指示データを生成するための情報処理装置（加工指示データ生成装置）として機能する。但し、ロボットアーム２００を制御するための加工指示データは、制御装置１００とは別の情報処理装置（加工指示データ生成装置）によって生成されてもよい。この場合、当該情報処理装置（加工指示データ生成装置）が生成した加工指示データを制御装置１００が取得し、取得した加工指示データに従って制御装置１００がロボットアーム２００を制御する。なお、情報処理装置（加工指示データ生成装置）から制御装置１００への加工指示データの送信は有線通信または無線通信のいずれによって行われてもよい。

【0031】

図４は、制御装置１００の構成の一例を示すブロック図である。制御装置１００は、例えば、一般的なコンピュータである。制御装置１００を構成するコンピュータは、通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）１０１、記憶装置１０２、入出力装置１０３、及びプロセッサ１０４を備え、これらが通信バス１０５を介して接続されている。

【0032】

通信Ｉ／Ｆ１０１は、例えばネットワークカードや通信モジュールであってもよく、所定のプロトコルに基づき、他のコンピュータ、機器等と通信を行う。例えば、制御装置１００は、通信Ｉ／Ｆ１０１を介してワーク１０における加工対象面１１の三次元形状情報を三次元形状計測器３００から受信する。

【0033】

記憶装置１０２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の主記憶装置、及びＨＤＤ（Hard-Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等の補助記憶装置（二次記憶装置）を含んでいる。主記憶装置は、プロセッサ１０４が読み出すプログラムや他のコンピュータとの間で送受信する情報を一時的に記憶したり、プロセッサ１０４の作業領域を確保したりする。補助記憶装置は、プロセッサ１０４が実行するプログラムや他のコンピュータとの間で送受信する情報等を記憶する。また、補助記憶装置は、リムーバブルメディア（可搬記録媒体）を含んでいてもよい。リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢメモリ、ＳＤカード、または、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、若しくはブルーレイディスクのようなディスク記録媒体である。記憶装置１０２（例えば、補助記憶装置）には、オペレーティングシステム（ＯＳ）、各種プログラム、および各種情報テーブル等が格納されている。

【0034】

入出力装置１０３は、例えば、キーボード、マウス等の入力装置、モニタ等の出力装置、タッチパネルのような入出力装置等のユーザインターフェースである。

【0035】

プロセッサ１０４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算処理装置であり、プログラムを実行することにより本実施形態に係
る各処理を行う。例えば、プロセッサ１０４が、記憶装置１０２の補助記憶装置に記憶されたプログラムを主記憶装置にロードして実行することによって、後述するような加工指示データを生成するための加工指示データ生成処理等といった各種の処理が実現される。

【0036】

なお、制御装置１００は、必ずしも単一の物理的構成によって実現される必要はなく、互いに連携する複数台のコンピュータによって構成されてもよい。

【0037】

次に、制御装置１００の機能構成について図５に基づいて説明する。図５は、制御装置１００の機能構成の一例を概略的に示すブロック図である。制御装置１００は、加工指示データ生成部１１０、制御部１１１を機能部として有している。制御装置１００のプロセッサ１０４は、記憶装置１０２の補助記憶装置に記憶されたプログラムを主記憶装置にロードして実行することにより、上述した各機能部を実現する。加工指示データ生成部１１０は、加工指示データを生成する加工指示データ生成処理を実行する。制御部１１１は、加工指示データ生成部１１０が生成した加工指示データを取得し、当該加工指示データに
従ってロボットアーム２００を制御する。

【0038】

次に、自動キサゲ加工装置１のキサゲ加工に係る各処理について説明する。ここでは、ワーク１０に対するキサゲ加工の一例として、加工対象面１１の平面度が所定の目標平面度を満たすように加工対象面１１の凸部を切削する平面出し加工処理を実行し、当該平面出し加工処理の後に、加工対象面１１に油溜まり用の窪みを形成する仕上げ加工処理を実行する例について説明する。このように、ワーク１０の加工対象面１１に対するキサゲ加工を行うに際し、平面出し加工処理と仕上げ加工処理とに分離して行うことによって加工効率を向上させることができる。

【0039】

ここで、制御装置１００が平面出し加工処理を実行する際に使用する加工指示データ（以下、「平面出し用加工指示データ」という）を生成する処理（平面出し用加工指示データ生成処理）について説明する。

【0040】

図６は、実施形態１に係るワーク１０の加工対象面１１を示す図である。図６に示す例において、ワーク１０の加工対象面１１は矩形平面を有しているが、勿論、加工対象面１１の形状、大きさ等の態様は特に限定されない。ここでは、便宜上、加工対象面１１の平面（Ｘ－Ｙ平面）のうち、長辺方向（図６において、Ｘ方向）を長さ方向と呼び、短辺方向（図６において、Ｙ方向）を幅方向と呼ぶ。

【0041】

平面出し加工用指示データの生成に際し、加工指示データ生成部１１０は、三次元形状計測器３００の計測データに基づき、加工対象面１１の表面高さ情報（三次元形状データ）を取得する。図７は、加工対象面１１の表面高さ情報を説明する図である。表面高さ情報は、加工対象面１１の平面方向（Ｘ－Ｙ平面方向）における各座標（各測定点）に対応する高さ（Ｚ座標）を示す情報である。便宜上、図７には、加工対象面１１における一部の表面高さ情報を示している。

【0042】

加工指示データ生成部１１０は、加工対象面１１の表面高さ情報に基づいて、加工対象面１１の凸部を取得する。加工対象面１１の凸部は、例えば、加工対象面１１の高さ（Ｚ座標）が最も低い位置を基準として、相対的に隆起した部位である。

【0043】

そして、加工指示データ生成部１１０は、加工対象面１１の凸部を、その高さ方向（Ｚ軸方向）にＸ－Ｙ平面と平行な加工平面によって区分し、複数の加工領域層ＣＲを設定する。

【0044】

図８は、Ｙ＝Ｙ１上（Ｙ１は、Ｙ軸上における座標）における加工対象面１１の凸部Ｓ３の形状を模式的に示す図である。図８に示す符号Ｓ０は、加工対象面１１における凸部Ｓ３のうち、当該凸部Ｓ３において高さ（Ｚ座標）が最も高い位置（頂上地点）を通り且つＸ－Ｙ平面に平行な仮想平面である。図８に示す符号ＶＰは、凸部Ｓ３を高さ方向に区分する仮想平面（図８中、一点鎖線で図示）であり、「加工平面」と呼ぶ。加工平面ＶＰは、仮想平面Ｓ０と平行（すなわち、Ｘ－Ｙ平面と平行）に設定されている。図８に示す例では、加工平面ＶＰ１～ＶＰ６によって凸部Ｓ３が高さ方向（Ｚ軸方向）に区分されており、各加工領域層ＣＲに割り当てられる高さ方向（Ｚ軸方向）の範囲が加工平面ＶＰ１～ＶＰ６によって画定されている。図８に示す例では、凸部Ｓ３における頂上地点側（最上層側）から第１加工領域層ＣＲ１～第６加工領域層ＣＲ６が割り当てられている。なお、各加工領域層ＣＲに割り当てられる高さ寸法は一定であってもよいし、一定でなくてもよい。また、図８に示す二点鎖線は、加工対象面１１の長さ方向における端部位置を示す。

【0045】

図９は、各加工平面ＶＰの高さを等高線として加工対象面１１における表面高さを等高
線状に示した図である。図９に示す例では、加工対象面１１の平面領域が、等高線（加工平面ＶＰ１～ＶＰ６）によって第１領域Ａ１から第７領域Ａ７に区画されている。図９に示される等高線は、各加工平面ＶＰによって加工対象面１１の凸部Ｓ３を仮想的に切断したときの切り口の輪郭と一致する。

【0046】

加工指示データ生成部１１０は、加工対象面１１の平面領域内における各加工領域層ＣＲの平面的な分布領域を示す加工領域層分布情報を生成する。加工領域層ＣＲの平面的な分布領域は、各加工平面ＶＰによって加工対象面１１の凸部Ｓ３を仮想的に切断したときの切り口に対応する領域といえる。例えば、第１加工領域層ＣＲ１の分布領域は、加工対象面１１の平面領域内において第１領域Ａ１が占める領域に相当する。第２加工領域層ＣＲ２の分布領域は、加工対象面１１の平面領域内において第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２が占める領域の和に相当する。つまり、第Ｎ加工領域層（Ｎは、２以上の自然数）の分布領域は、加工対象面１１の平面領域内において第１領域から第Ｎ領域が占める領域の総和に相当する。

【0047】

図１０は、加工領域層分布情報を説明する図である。図１０中、黒塗り以外の部分が各加工領域層ＣＲの平面的な分布領域を示している。本実施形態における平面出し加工処理は、加工対象面１１の凸部Ｓ３をその高さ方向に複数の加工領域層ＣＲに区分すると共に、当該複数の加工領域層ＣＲを上層側から順次切削する。図１０に示す例では、最上層の第１加工領域層ＣＲ１から最下層の第６加工領域層ＣＲ６まで、順次上層側から凸部Ｓ３を切削することになる。

【0048】

なお、図８に示す符号ＨＬは、加工領域層ＣＲの割り付け高さである。各加工領域層ＣＲの割り付け高さＨＬは、スクレーパ２２における切削刃２４が１ストローク当たりに加工対象面１１の凸部Ｓ３を切削するストローク切削深さΔＤＳに対応する寸法に設定される。言い換えると、平面出し加工処理において加工対象面１１の凸部Ｓ３を切削する際、スクレーパ２２の切削刃２４が１ストローク毎に加工領域層ＣＲの割り付け高さＨＬに相当するだけのストローク切削深さΔＤＳが得られるように、加工対象面１１に対するスクレーパ２２の下方押し込み量δｚが設定される。

【0049】

例えば、加工指示データ生成部１１０は、各加工領域層ＣＲの割り付け高さＨＬを、予め定められた固定値（例えば、３μｍ～５μｍ程度）に設定してよい。或いは、凸部Ｓ３の最大高低差（加工対象面１１の高さ（Ｚ座標）が最も低い地点と最も高い地点におけるＺ軸方向の高低差）に応じて、加工領域層ＣＲの割り付け高さＨＬを設定してもよい。また、各加工領域層ＣＲにおいて割り付け高さＨＬを等しくする必要はなく、各層の割り付け高さＨＬとして異なる値を設定してもよい。例えば、各加工領域層ＣＲにおける割り付け高さＨＬが、凸部Ｓ３の上側（＋Ｚ方向側）から下側（－Ｚ方向側）に向かって段階的に小さくなるように設定してもよい。

【0050】

また、加工指示データ生成部１１０は、ユーザから指定された値を用いて各加工領域層ＣＲにおける割り付け高さＨＬを設定してもよい。この場合、例えば、キサゲ加工処理の開始前に入出力装置１０３を介したユーザによる入力操作を受け付けておき、割り付け高さＨＬを含む入力情報（設定情報）を記憶装置１０２に記憶しておいてもよい。勿論、加工指示データ生成部１１０が、各加工領域層ＣＲの割り付け高さＨＬを自動で設定してもよい。

【0051】

次に、加工指示データ生成部１１０は、平面出し加工処理時においてスクレーパ２２の切削刃２４によって加工対象面１１の凸部Ｓ３を切削する際に切削刃２４をストロークさせる経路である加工パスＰＴを定義するデータが格納された加工点データを加工領域層ＣＲ毎に生成する。例えば、加工点データは、加工パスＰＴに関するデータを加工点番号毎
に対応付けてリストにしたデータであり、図１０で説明した加工領域層分布情報に基づいて生成することができる。加工点番号は、例えば、対象とする加工領域層ＣＲに含まれる加工パスＰＴの通し番号であり、当該加工領域層ＣＲを切削する際における切削刃２４の総ストローク回数に一致する。加工パスＰＴに関するデータは、加工パスＰＴの加工開始点及び加工終了点を規定するデータであり、例えば、各加工点における加工開始点座標（ＸＹ座標）、加工パス方向、加工パス長さが規定されていてもよい。勿論、加工パスＰＴに関するデータとして、加工パスＰＴの加工開始点座標（ＸＹ座標）及び加工終了点座標（ＸＹ座標）が規定されていてもよい。

【0052】

図１１は、加工点データを説明する図である。本実施形態において、各加工領域層ＣＲにおける加工パスＰＴの具体的な設定態様は特に限定されない。

【0053】

ここで、制御装置１００の記憶装置１０２には、図１２に示すような切削条件情報テーブルが記憶されている。切削条件情報テーブルは、平面出し加工処理時におけるストローク切削深さΔＤＳ、基準下方押し込み量δｚｂ、基準ストローク抵抗力ｆｓｂの対応関係が格納されたデータである。ストローク切削深さΔＤＳ、基準ストローク抵抗力ｆｓｂ、基準下方押し込み量δｚｂのフィールドに登録されている具体的な数値は例示である。また、切削条件情報テーブルは、いわゆるデータベースのテーブルであってもよいし、ＣＳＶ（Comma Separated Values）のような所定の形式のファイルであってもよい。

【0054】

ここで、基準下方押し込み量δｚｂは、ストローク切削深さΔＤＳに対応する下方押し込み量δｚの基準値である。上記のように、本実施形態においては、加工領域層ＣＲの割り付け高さＨＬに応じてストローク切削深さΔＤＳの要求値が定まり、このストローク切削深さΔＤＳに応じて下方押し込み量δｚの基準値が基準下方押し込み量δｚｂとして定められている。すなわち、基準下方押し込み量δｚｂは、割り付け高さＨＬ（ストローク切削深さΔＤＳ）に対応する下方押し込み量δｚに対して設定された基準値である。

【0055】

また、基準ストローク抵抗力ｆｓｂは、平面出し加工処理に係るスクレーパ２２のストローク中における切削刃２４が加工対象面１１からストローク進行方向と逆方向に受ける抵抗力であるストローク抵抗力ｆｓに対して設定される基準値である。上記のように、自動キサゲ加工装置１は、力覚センサ２２０を備えており、力覚センサ２２０の検出信号に基づいて、加工対象面１１の切削ストローク中に切削刃２４がストローク進行方向と逆方向に加工対象面１１から受けるストローク抵抗力ｆｓを測定できる。基準ストローク抵抗力ｆｓｂは、ストローク切削深さΔＤＳ及び基準下方押し込み量δｚｂの組み合わせに応じてその大きさが定められている。

【0056】

ストローク切削深さΔＤＳ、基準下方押し込み量δｚｂ、基準ストローク抵抗力ｆｓｂの対応関係は、例えば事前の試験切削によって予め求めておくことができる。例えば、試験用ワークを用意し、自動キサゲ加工装置１を用いて当該試験用ワークの表面に対して平面出し加工処理を試験的に実施する。その際、力覚センサ２２０によってストローク抵抗力ｆｓを測定しながらスクレーパ２２の下方押し込み量δｚをパラメータ（変数）として試験切削を実施し、試験後に試験用ワークの切削深さを計測することによって、上記３つのパラメータの対応関係を求めることができる。

【0057】

加工指示データ生成部１１０は、記憶装置１０２に記憶された切削条件情報テーブルと、各加工領域層ＣＲの割り付け高さＨＬに基づいて、加工領域層ＣＲ毎の下方押し込み量δｚの基本制御値を決定する。具体的には、各加工領域層ＣＲの割り付け高さＨＬに対応する基準下方押し込み量δｚｂを切削条件情報テーブルから読み出し、加工領域層ＣＲ毎に基準下方押し込み量δｚｂを対応付けた押し込み量設定情報テーブルを生成する。図１３は、押し込み量設定情報テーブルの一例を示す図である。押し込み量設定情報テーブル
は、いわゆるデータベースのテーブルであってもよいし、ＣＳＶ（Comma Separated Values）のような所定の形式のファイルであってもよい。また、図１３に示す具体的な数値は例示である。また、図１３に示すように、各加工領域層ＣＲの基準下方押し込み量δｚｂは同じ値に設定される必要は無い。勿論、各加工領域層ＣＲの基準下方押し込み量δｚｂが同じ値に設定されることは阻害されない。

【0058】

以上のように、制御装置１００の加工指示データ生成部１１０は、加工領域層ＣＲ毎の加工点データと押し込み量設定情報テーブルを含む平面出し用加工指示データを生成し、記憶装置１０２に記憶させる。

【0059】

＜キサゲ加工処理フロー＞
次に、制御装置１００において実行されるキサゲ加工処理フローについて説明する。図１４は、制御装置１００のプロセッサ１０４によって実行されるフローチャートである。キサゲ加工処理フローは、例えば、入出力装置１０３の入力装置を介してユーザからのキサゲ加工開始要求を制御装置１００が受け付けることを契機に開始される。

【0060】

先ずステップＳ１０１において、加工指示データ生成部１１０は、上述した平面出し用加工指示データ生成処理を実行し、平面出し用加工指示データを生成する。加工指示データ生成部１１０が生成した平面出し用加工指示データは、記憶装置１０２に記憶される。

【0061】

次に、ステップＳ１０２において、制御部１１１は、記憶装置１０２から平面出し用加工指示データを取得する。そして、取得した平面出し用加工指示データに従ってロボットアーム２００を制御し、ワーク１０の加工対象面１１に対する平面出し加工処理を実行する。平面出し加工処理は、上記のように、加工対象面１１の凸部Ｓ３を高さ方向に区分する複数の加工領域層ＣＲを上層側から順次切削する処理であり、図８で説明した例においては第１加工領域層ＣＲ１から第６加工領域層ＣＲ６まで、これらの順に平面出し用加工指示データに従った切削加工が行われる。平面出し用加工指示データには、上記のようにストローク切削深さΔＤＳに応じた基準下方押し込み量δｚｂ及び基準ストローク抵抗力ｆｓｂの関係が定められた押し込み量設定情報テーブルが含まれており、各加工領域層ＣＲを切削する際における下方押し込み量δｚの基本制御値には、各加工領域層ＣＲの割り付け高さＨＬ（ストローク切削深さΔＤＳ）に応じた基準下方押し込み量δｚｂの値が用いられる。

【0062】

ところで、ワーク１０の被削性には個体差、バラツキがある。したがって、ワーク１０の被削性の考慮せずに、スクレーパ２２の下方押し込み量δｚを単純に単に基準下方押し込み量δｚｂとした状態で平面出し加工処理を行ってしまうと、ワーク１０の被削性によっては、各加工領域層ＣＲにおける実際の切削深さと、その要求値との誤差が大きくなってしまう場合があり、これに起因して、加工対象面１１における平面精度が悪化する虞がある。そこで、本実施形態においては、以下に説明する押し込み量調整制御を実行することにより、ワーク１０の被削性を考慮した上で、加工対象面１１に対する平面出し加工処理を行うようにした。なお、上記の被削性とは、ワーク１０がどれくらい削りやすいかの性質を指し、被削性がよい場合にはワーク１０が削り易く、被削性が悪い場合にはワーク１０が削りにくいことを意味する。

【0063】

本実施形態に係る押し込み量調整制御は、制御装置１００によって実行される。押し込み量調整制御は、概略として、切削対象となる加工領域層である切削対象加工領域層ＣＲｔを切削する際、当該切削対象加工領域層ＣＲｔの直上に位置する直上加工領域層ＣＲｕの切削時におけるスクレーパ２２の下方押し込み量δｚの制御値と力覚センサ２２０により測定したストローク抵抗力ｆｓの測定値との関係を示すδ－ｆ特性に基づいて、当該切削対象加工領域層ＣＲｔにおけるスクレーパ２２の下方押し込み量δｚの制御値を調整す
る制御である。

【0064】

ここで、複数の加工領域層ＣＲのうち、最上層に位置する加工領域層である最上加工領域層ＣＲｕｍ（図８に示す例では、第１加工領域層ＣＲ１）は、基準下方押し込み量δｚｂの値を用いて切削加工が行われる。そして、制御装置１００は、最上加工領域層ＣＲｕｍ（第１加工領域層ＣＲ１）を平面出し用加工指示データに従って切削する過程で力覚センサ２２０が測定したストローク抵抗力ｆｓと、最上加工領域層ＣＲｕｍ（第１加工領域層ＣＲ１）の切削時における下方押し込み量δｚの制御値（ここでは、基準下方押し込み量δｚｂ）に基づいて、最上加工領域層ＣＲｕｍ（第１加工領域層ＣＲ１）のδ－ｆ特性を取得する。なお、δ－ｆ特性の詳細については後述する。

【0065】

制御装置１００は、次層である第２加工領域層ＣＲ２を切削対象加工領域層ＣＲｔとして切削する際、当該切削対象加工領域層ＣＲｔである第２加工領域層ＣＲ２の直上に位置する直上加工領域層ＣＲｕ（ここでは、第１加工領域層ＣＲ１）におけるδ－ｆ特性に基づいて下方押し込み量δｚの制御値を調整する。具体的には、第１加工領域層ＣＲ１の切削時に取得したストローク抵抗力ｆｓと、下方押し込み量δｚの制御値（ここでは、基準下方押し込み量δｚｂ）に対応する基準ストローク抵抗力ｆｓｂとを比較し、その比較結果に基づいて、次層である第２加工領域層ＣＲ２における下方押し込み量δｚの制御値を調整する。例えば、第１加工領域層ＣＲ１の切削時に取得したストローク抵抗力ｆｓが基準ストローク抵抗力ｆｓｂよりも大きかった場合には、第１加工領域層ＣＲ１の被削性が標準よりもよいと判断し、次層である第２加工領域層ＣＲ２における下方押し込み量δｚの制御値を、第２加工領域層ＣＲ２に設定された基準下方押し込み量δｚｂよりも小さな値に補正する。一方、第１加工領域層ＣＲ１の切削時に取得したストローク抵抗力ｆｓが基準ストローク抵抗力ｆｓｂよりも小さかった場合には、第１加工領域層ＣＲ１の被削性が標準よりも悪いと判断し、次層である第２加工領域層ＣＲ２における下方押し込み量δｚの制御値を、第２加工領域層ＣＲ２に設定された基準下方押し込み量δｚｂよりも大きな値に補正する。

【0066】

そして、第３加工領域層ＣＲ３を切削対象加工領域層ＣＲｔとして切削する際においても、第３加工領域層ＣＲ３の直上に位置する第２加工領域層ＣＲ２におけるδ－ｆ特性に基づいて下方押し込み量δｚの制御値を調整する。このようにして、本実施形態に係る押し込み量調整制御は、切削対象加工領域層ＣＲｔの直上に位置する直上加工領域層ＣＲｕにおけるδ－ｆ特性に基づいて、順次、２層目以降の各加工領域層を切削する際の下方押し込み量δｚの制御値を調整する。

【0067】

次に、δ－ｆ特性に基づいた下方押し込み量δｚの調整手法について説明する。図１５は、押し込み量調整制御に係るδ－ｆ特性を説明する図である。下段の図は、上段のグラフ中、四角で囲まれた領域の拡大図である。

【0068】

図１５は、縦軸をストローク抵抗力ｆｓ、横軸を下方押し込み量δｚとして、ストローク抵抗力ｆｓと下方押し込み量δｚの関係を示したグラフであり、ストローク抵抗力ｆｓを下方押し込み量δｚの関数として示している。ここでは説明を簡易にするため、ストローク抵抗力ｆｓと下方押し込み量δｚの関係を、原点を通る一次関数式（ｆｓ＝ａ＊δｚ）として表しているが、他の関数によってこれらの関係を表してもよい。

【0069】

直線Ｌｂは、基準下方押し込み量δｚｂと基準ストローク抵抗力ｆｓｂの関係を示している。あくまで例示であるが、基準下方押し込み量δｚｂと基準ストローク抵抗力ｆｓｂの関係式は、一次関数ｆｓ＝５＊δｚとして図１５に示されている。

【0070】

図１５に示す直線Ｌ１は、第１加工領域層ＣＲ１のδ－ｆ特性（以下、「第１層δ－ｆ
特性」という）を示したものであり、直線Ｌ２は、第２加工領域層ＣＲ２のδ－ｆ特性（以下、「第２層δ－ｆ特性」という）を示したものである。

【0071】

例えば、平面出し用加工指示データにおいて各加工領域層ＣＲに設定されたストローク切削深さΔＤＳ（割り付け高さＨＬ）が３．５μｍである場合を例に説明すると、図１２の切削条件情報テーブルで説明したように、各加工領域層ＣＲの基準下方押し込み量δｚｂは５．０ｍｍに設定され、これに対応する基準ストローク抵抗力ｆｓｂは２５Ｎとなる。この加工条件下で第１加工領域層ＣＲ１を切削した場合、第１加工領域層ＣＲ１の被削性が標準通りであれば、第１加工領域層ＣＲ１の切削時に測定したストローク抵抗力（以下、「第１層ストローク抵抗力ｆｓ１」という）が２５Ｎとして得られるところ、第１加工領域層ＣＲ１の被削性次第で、第１層ストローク抵抗力ｆｓ１が基準ストローク抵抗力ｆｓｂからずれた値として測定されることとなる。

【0072】

ここでは、第１加工領域層ＣＲ１の切削時に測定した第１層ストローク抵抗力ｆｓ１が３０Ｎであった場合を例に説明する。この場合、原点と座標（δｚｂ，ｆｓ１）を通る第１層δ－ｆ特性（図１５における直線Ｌ１）を求め、この第１層δ－ｆ特性に基づいて、次層である第２加工領域層ＣＲ２に設定された基準ストローク抵抗力ｆｓｂ（ここでは、２５Ｎ）に対応する下方押し込み量（以下、「第２層下方押し込み量δｚ２」という）を取得する。図１５に示す例では、第２層下方押し込み量δｚ２は４．１７ｍｍとして取得される。

【0073】

第２層下方押し込み量δｚ２は、以下のように算出できる。すなわち、第１層δ－ｆ特性に対応する直線Ｌ１（一次関数ｆｓ＝ａ＊δｚ）の傾きａは、ｆｓ及びδｚにそれぞれ３０，５を代入し、３０／５＝６として算出される。これにより、第１層δ－ｆ特性に対応する関係式がｆｓ＝６＊δｚとして得られ、これに第２加工領域層ＣＲ２に設定された基準ストローク抵抗力ｆｓｂ（ここでは、２５Ｎ）を代入することで、第２層下方押し込み量δｚ２が２５／６≒４．１７ｍｍとして算出される。

【0074】

第２加工領域層ＣＲ２の切削時には、上記のように求めた第２層下方押し込み量δｚ２が下方押し込み量δｚの制御値として採用される。すなわち、第２加工領域層ＣＲ２における下方押し込み量δｚの制御値が、直上加工領域層ＣＲｕ（ここでは、第１加工領域層ＣＲ１）におけるδ－ｆ特性（第１層δ－ｆ特性）に基づいて補正される。なお、第１加工領域層ＣＲ１における第１層ストローク抵抗力ｆｓ１が基準ストローク抵抗力ｆｓｂと等しかった場合には、第２加工領域層ＣＲ２における下方押し込み量δｚの制御値は補正されず、図１３の押し込み量設定情報テーブルで設定された基準下方押し込み量δｚｂが制御値として採用されることとなる。

【0075】

次に、下方押し込み量δｚを第２層下方押し込み量δｚ２として第２加工領域層ＣＲ２を切削した結果、第２加工領域層ＣＲ２の切削時に測定したストローク抵抗力（以下、「第２層ストローク抵抗力ｆｓ２」という）が２３Ｎであった場合を例に説明する。この場合、原点と座標（δｚｂ，ｆｓ２）を通る第２層δ－ｆ特性（図１５における直線Ｌ２）を求め、この第２層δ－ｆ特性に基づいて、次層である第３加工領域層ＣＲ３に設定された基準ストローク抵抗力ｆｓｂ（ここでは、２５Ｎ）に対応する下方押し込み量（以下、「第３層下方押し込み量δｚ３」という）を取得する。図１５に示す例では、第３層下方押し込み量δｚ３は４．５３ｍｍとして取得される。具体的には、第２層δ－ｆ特性に対応する直線Ｌ２（一次関数ｆｓ＝ａ＊δｚ）の傾きａは、ｆｓ及びδｚにそれぞれ２３，４．１７を代入し、２３／４．１７≒５．５２として算出される。これにより、第２層δ－ｆ特性に対応する関係式がｆｓ＝５．５２＊δｚとして得られ、これに第３加工領域層ＣＲ３に設定された基準ストローク抵抗力ｆｓｂ（ここでは、２５Ｎ）を代入することで、第２層下方押し込み量δｚ２が２５５．５２≒４．５３ｍｍとして算出される。そして
、第３層下方押し込み量δｚ３を下方押し込み量δｚの制御値として採用し、第３加工領域層ＣＲ３の切削が行われる。

【0076】

第３加工領域層ＣＲ３以降についても、上記同様に、切削時における下方押し込み量δｚの制御値が直上加工領域層ＣＲｕにおけるδ－ｆ特性に基づいて順次補正される。つまり、（Ｎ＋１）層目の加工領域層ＣＲの切削時における下方押し込み量δｚの制御値が、直上のＮ層目の加工領域層ＣＲの切削時に得られたδ－ｆ特性に基づいて、順次補正される。例えば、本実施形態では、第１加工領域層ＣＲ１～第６加工領域層ＣＲ６のうち、最上層に位置する第１加工領域層ＣＲ１を除いた第２加工領域層ＣＲ２～第６加工領域層ＣＲ６について切削時における下方押し込み量δｚの制御値が、第１加工領域層ＣＲ１～第５加工領域層ＣＲ５におけるδ－ｆ特性に基づいてそれぞれ補正される。なお、最下層に位置する第６加工領域層ＣＲ６については、切削時にストローク抵抗力ｆｓを測定する必要は無い。

【0077】

また、押し込み量調整制御において、加工領域層ＣＲの切削時におけるストローク抵抗力ｆｓの測定値としては、加工領域層ＣＲの切削時に力覚センサ２２０が検出したストローク抵抗力ｆｓに関する検出データの代表値（平均値、中央値等）を採用してもよい。なお、加工領域層ＣＲの切削時に力覚センサ２２０がストローク抵抗力ｆｓを検出する検出データの数は特に限定されない。本実施形態においては、図１１で説明したように、各加工領域層ＣＲを切削する際に切削刃２４をストロークさせる加工パスＰＴが加工領域層ＣＲ毎に設定される。そのため、例えば、加工パスＰＴに従って切削刃２４をストロークさせる毎（１ストローク毎）に、ストローク中のストローク抵抗力ｆｓを力覚センサ２２０が検出ししてもよい。このようにして得られた検出結果の代表値を、対応する加工領域層ＣＲにおけるストローク抵抗力ｆｓとして採用してもよい。また、加工対象面１１の平面領域を複数に区分した区分領域毎にδ－ｆ特性を取得し、次層の切削時における下方押し込み量δｚの制御値を調整してもよい。

【0078】

上記のように、本実施形態においては、制御装置１００が押し込み量調整制御を実行することで、ワーク１０の被削性を考慮に入れつつ加工対象面１１に対する平面出し加工処理を行うことができる。そのため、ワーク１０の被削性に個体差、バラツキがあっても、加工領域層ＣＲ毎に設定されているストローク切削深さΔＤＳに対する実際の切削深さの誤差が大きくなることを抑制できる。これにより、加工対象面１１に対する平面出しの精度を向上させることができる。

【0079】

上記のように、平面出し加工処理が終了すると、ステップＳ１０３に進む。制御部１１１は、ステップＳ１０３において、平面出し加工処理後における加工対象面１１の表面高さ情報を取得し、平面出し加工処理後における加工対象面１１の平面度が所定の目標平面度を満たしているか否かを判定する。なお、加工対象面１１の表面高さ情報は、三次元形状計測器３００の計測データに基づいて取得される。ここでいう「平面度」とは、例えばJIS B 0621「幾何偏差の定義及び表示」に規定されているように「平面形体の幾何学的に正しい平面（幾何学的平面）からの狂いの大きさ」として定義することができる。具体的には、加工対象面１１における平面度は、加工対象面１１のうち、その高さ（Ｚ座標）が最も高い部位（最も突出した部位）と最も低い位置（最も凹んだ位置）のＺ軸方向の高低差として捉えることができる。すなわち、加工対象面１１の平面度の値が大きいほど加工対象面１１の平面形状における凹凸（起伏）が激しく、加工対象面１１の平面度の値が小さいほど加工対象面１１の平面形状における凹凸（起伏）が小さく、平滑であることを意味する。加工対象面１１の平面度は、加工対象面１１における凹凸形状の最大高低差とも言える。本実施形態では、平面出し加工処理後の加工対象面１１における凹凸形状の最大高低差が所定の閾値以下である場合に、加工対象面１１の平面度が所定の目標平面度を満たすと判断してもよい。

【0080】

ステップＳ１０３において加工対象面１１の平面度が目標平面度を満たすと判定された場合、ステップＳ１０４に進む。一方、ステップＳ１０３において加工対象面１１の平面度が目標平面度を満たさないと判定された場合、ステップＳ１０１に戻り、平面出し用加工指示データ生成処理及び平面出し加工処理を再度実行する。つまり、加工対象面１１の平面度が目標平面度を満たすまで、平面出し加工処理が行われる。

【0081】

ステップＳ１０４では、加工指示データ生成部１１０が仕上げ用加工指示データを生成する仕上げ用加工指示データ生成処理を実行する。仕上げ用加工指示データは、制御装置１００が仕上げ加工処理を実行する際に使用する加工指示データである。仕上げ用加工指示データは、例えば、入出力装置１０３の入力装置を介して予めユーザから入力された入力情報に基づいて生成される。入力情報には、例えば、ユーザが指定した当たり面積率や当たり点数が含まれている。ここで、当たり面積率は、ワーク１０の加工対象面１１における、仕上げ加工処理によって形成される当たり面（凸部）の面積の割合として表されてもよい。また、当たり点数は、加工対象面１１における、仕上げ加工処理によって形成される当たり面（凸部）の数として表されてもよい。

【0082】

加工指示データ生成部１１０は、ユーザが入力した入力情報に含まれるパラメータの条件に合致するように仕上げ用加工指示データを生成する。仕上げ用加工指示データは、スクレーパ２２によって加工対象面１１に油溜まり用の窪みを形成するための加工パスＰＴ、下方押し込み量δｚ等といった制御パラメータを加工点番号毎に対応付けてリストにしたデータであってもよい。加工指示データ生成部１１０が生成した仕上げ用加工指示データは、記憶装置１０２に記憶される。

【0083】

ステップＳ１０５において、制御部１１１は、記憶装置１０２から仕上げ用加工指示データを取得し、取得した仕上げ用加工指示データに従ってロボットアーム２００を制御し、ワーク１０の加工対象面１１に対する仕上げ加工処理を実行する。その結果、平面出し加工処理後の加工対象面１１に油溜まり用の窪みが形成される。加工対象面１１に対する仕上げ加工処理が完了すると、キサゲ加工処理フローが終了する。

【0084】

なお、上述したキサゲ加工処理フローにおいては、平面出し用加工指示データ生成処理、平面出し加工処理、仕上げ用加工指示データ生成処理、及び仕上げ加工処理を一連のフローで実行する例を説明したが、これには限定されない。例えば、平面出し用加工指示データ生成処理や仕上げ用加工指示データ生成処理を、キサゲ加工処理フローに先だって実行しておき、予め記憶装置１０２に記憶させておいてもよい。

【0085】

＜実施形態２＞
次に、実施形態２における平面出し加工処理時の押し込み量調整制御について説明する。本実施形態における押し込み量調整制御は、直上加工領域層ＣＲｕの平面領域を区分した区分領域毎にδ－ｆ特性を取得し、その直下に位置する切削対象加工領域層ＣＲｔの切削時における下方押し込み量δｚの制御値を調整することを特徴とする。なお、ここでは実施形態１との相違点を中心に説明し、その他の態様については実施形態１と基本的に共通である。

【0086】

図１６は、加工対象面１１の平面領域を複数の区分領域ＲＡに区分する分割パターンを説明する図である。図１６に示す例では、加工対象面１１の平面領域に複数の区分領域ＲＡが矩形領域としてグリッド状に配列されている。但し、区分領域ＲＡの数、大きさ、形状、加工対象面１１の平面領域を区分するパターン等は特に限定されない。

【0087】

ここでは、制御装置１００の加工指示データ生成部１１０が平面出し用加工指示データ
を生成する際、加工対象面１１の平面領域に割り当てられた区分領域ＲＡのうち、各加工領域層ＣＲと平面的に重なる区分領域を「切削対象区分領域ＲＡｔ」として特定し、切削対象区分領域ＲＡｔ毎に加工パスＰＴを設定する場合を例に説明する。

【0088】

本実施形態においても、実施形態１と同様、切削対象加工領域層ＣＲｔを切削する際、当該切削対象加工領域層ＣＲｔの直上に位置する直上加工領域層ＣＲｕの切削時に取得したδ－ｆ特性に基づいて、切削対象加工領域層ＣＲｔにおける下方押し込み量δｚの制御値を調整（補正）する。

【0089】

図１７は、ワーク１０の断面方向における各加工領域層ＣＲの切削対象区分領域ＲＡｔを模式的かつ部分的に示した図である。ここでは、例示的に、第３加工領域層ＣＲ３を切削対象加工領域層ＣＲｔとし、第３加工領域層ＣＲ３の切削時における下方押し込み量δｚの制御値を、直上加工領域層ＣＲｕである第２加工領域層ＣＲ２のδ－ｆ特性に基づいて補正する内容を説明する。また、図１７において、凸部Ｓ３の下方に位置する領域のうち、縦破線で区切られている個々の領域が切削対象区分領域ＲＡｔを模式的に表している。

【0090】

図１７において、切削対象加工領域層ＣＲｔ及び直上加工領域層ＣＲｕにおける切削対象区分領域ＲＡｔにハッチングを付している。また、図中の符号ＲＡｔ１，ＲＡｔ２，ＲＡｔ３は、直上加工領域層ＣＲｕにおける切削対象区分領域ＲＡｔであり、符号ＲＡｔ１´，ＲＡｔ２´，ＲＡｔ３´，ＲＡｔ４´は、切削対象加工領域層ＣＲｔにおける切削対象区分領域ＲＡｔである。

【0091】

本実施形態における押し込み量調整制御では、制御装置１００は、直上加工領域層ＣＲｕの切削対象区分領域ＲＡｔ毎にδ－ｆ特性を取得する。すなわち、図１７の例では、ＲＡｔ１，ＲＡｔ２，ＲＡｔ３のδ－ｆ特性が個別に取得される。そして、切削対象加工領域層ＣＲｔのうち、直上加工領域層ＣＲｕの切削対象区分領域ＲＡｔ（ＲＡｔ１，ＲＡｔ２，ＲＡｔ３）と上下に重なる領域（ＲＡｔ１´，ＲＡｔ２´，ＲＡｔ３´）を切削する際の下方押し込み量δｚの制御値を、当該領域（ＲＡｔ１´，ＲＡｔ２´，ＲＡｔ３´）に対応する（当該領域の直上に位置する）切削対象区分領域ＲＡｔ（ＲＡｔ１，ＲＡｔ２，ＲＡｔ３）の各々におけるδ－ｆ特性に基づいて調整する。つまり、切削対象加工領域層ＣＲｔの切削対象区分領域ＲＡｔ１´，ＲＡｔ２´，ＲＡｔ３´における下方押し込み量δｚが、直上加工領域層ＣＲｕの切削対象区分領域ＲＡｔ１，ＲＡｔ２，ＲＡｔ３毎に取得された各δ－ｆ特性に基づいてそれぞれ調整される。また、切削対象加工領域層ＣＲｔのうち、直上加工領域層ＣＲｕの切削対象区分領域ＲＡｔと上下に重ならない領域ＲＡｔ４´を切削する際には、例えば、直上加工領域層ＣＲｕの切削時に力覚センサ２２０が検出したストローク抵抗力ｆｓに関する検出データの代表値（平均値、中央値等）を用いて取得したδ－ｆ特性に基づいて下方押し込み量δｚを調整するようにしてもよい。

【0092】

本実施形態に係る押し込み量調整制御によれば、加工対象面１１の平面領域を複数に区分する区分領域を１単位としてδ－ｆ特性に基づいた下方押し込み量δｚの調整が可能となる。これによれば、切削対象加工領域層ＣＲｔの切削時における下方押し込み量δｚをより細やかに調整することが可能となり、平面出し加工処理における平面出しの精度を更に向上させることができる。

【0093】

＜その他の実施形態＞
上記の実施形態はあくまでも一例であって、本開示はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。また、本開示において説明した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。

【0094】

また、１つの装置が行うものとして説明した処理が、複数の装置によって分担して実行されてもよい。あるいは、異なる装置が行うものとして説明した処理が、１つの装置によって実行されても構わない。コンピュータシステムにおいて、各機能をどのようなハードウェア構成によって実現するかは柔軟に変更可能である。

【0095】

本開示は、上記の実施形態で説明した機能を実装したコンピュータプログラムをコンピュータに供給し、当該コンピュータが有する１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータのシステムバスに接続可能な非一時的なコンピュータ可読記憶媒体によってコンピュータに提供されてもよいし、ネットワークを介してコンピュータに提供されてもよい。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ブルーレイディスク等）など任意のタイプのディスク、読み込み専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カード、フラッシュメモリ、または光学式カードのような、電子的命令を格納するために適した任意のタイプの媒体を含む。

【符号の説明】

【0096】

１・・・自動キサゲ加工装置
１０・・・ワーク
１１・・・加工対象面
１００・・・制御装置
１１０・・・加工指示データ生成部
１１１・・・制御部
２００・・・ロボットアーム
３００・・・三次元形状計測器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】