ホーム > 特許ランキング > シチズン時計株式会社
(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】P2024071989
(43)【公開日】2024-05-27
(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】
B24B 27/00 20060101AFI20240520BHJP
B23D 79/06 20060101ALI20240520BHJP
B23P 23/00 20060101ALI20240520BHJP
B24B 9/00 20060101ALI20240520BHJP
B23D 79/10 20060101ALI20240520BHJP
B25J 13/08 20060101ALI20240520BHJP
【ＦＩ】
B24B27/00 A
B23D79/06
B23P23/00 Z
B24B9/00 602B
B23D79/10
B25J13/08 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 2022182550
(22)【出願日】2022-11-15
(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】三ツ橋 正
(72)【発明者】
【氏名】町田 港
【テーマコード（参考）】
3C049
3C050
3C158
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C049AA02
3C049AA12
3C049AA18
3C049AC02
3C049BA07
3C049CB03
3C050FC09
3C158AA02
3C158AA12
3C158AA18
3C158AC02
3C158BA07
3C158CB03
3C158DA13
3C707AS12
3C707BS12
3C707KS34
3C707KX06
3C707LT08
3C707LU08
3C707MT06
(57)【要約】
【課題】キサゲ加工により生じたバリを除去するバリ取り作業を自動的に行うことのできるキサゲ加工装置を提供する。
【解決手段】スクレーパ２２により加工された加工対象面１１を研磨する砥石を有する砥石ユニット５０と、スクレーパ２２を有するスクレーパユニット２０と砥石ユニット５０が着脱自在に構成され、かつ、スクレーパユニット２０と砥石ユニット５０を移動させるためのロボットアーム２００と、を備えるキサゲ加工装置１であって、砥石ユニット５０は、前記砥石の研磨面が加工対象面１１に倣って追従するように前記砥石の向きを変更可能に前記砥石を保持する保持機構を備えることを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】スクレーパ２２により加工された加工対象面１１を研磨する砥石を有する砥石ユニット５０と、スクレーパ２２を有するスクレーパユニット２０と砥石ユニット５０が着脱自在に構成され、かつ、スクレーパユニット２０と砥石ユニット５０を移動させるためのロボットアーム２００と、を備えるキサゲ加工装置１であって、砥石ユニット５０は、前記砥石の研磨面が加工対象面１１に倣って追従するように前記砥石の向きを変更可能に前記砥石を保持する保持機構を備えることを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スクレーパにより加工された加工対象面を研磨する砥石を有する砥石ユニットと、
前記スクレーパを有するスクレーパユニットと前記砥石ユニットが着脱自在に構成され、かつ、前記スクレーパユニットと前記砥石ユニットを移動させるための移動機構と、
を備えるキサゲ加工装置であって、
前記砥石ユニットは、前記砥石の研磨面が前記加工対象面に倣って追従するように前記砥石の向きを変更可能に前記砥石を保持する保持機構を備えることを特徴とするキサゲ加工装置。
前記スクレーパを有するスクレーパユニットと前記砥石ユニットが着脱自在に構成され、かつ、前記スクレーパユニットと前記砥石ユニットを移動させるための移動機構と、
を備えるキサゲ加工装置であって、
前記砥石ユニットは、前記砥石の研磨面が前記加工対象面に倣って追従するように前記砥石の向きを変更可能に前記砥石を保持する保持機構を備えることを特徴とするキサゲ加工装置。
【請求項2】
前記保持機構は、
第１の軸部によって、前記砥石を揺動自在に支持する第１の支持部材と、
第２の軸部によって、前記第１の支持部材を揺動自在に支持する第２の支持部材と、
を備え、
前記研磨面に垂直な方向に見た場合に、前記第１の軸部の中心軸線と前記第２の軸部の中心軸線が直交するように、前記第１の軸部と前記第２の軸部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のキサゲ加工装置。
第１の軸部によって、前記砥石を揺動自在に支持する第１の支持部材と、
第２の軸部によって、前記第１の支持部材を揺動自在に支持する第２の支持部材と、
を備え、
前記研磨面に垂直な方向に見た場合に、前記第１の軸部の中心軸線と前記第２の軸部の中心軸線が直交するように、前記第１の軸部と前記第２の軸部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のキサゲ加工装置。
【請求項3】
前記第１の支持部材と前記第２の軸部は板バネを介して連結されていることを特徴とする請求項２に記載のキサゲ加工装置。
【請求項4】
前記保持機構は、
前記砥石を支持するための支持部材と、
前記支持部材と前記砥石とを連結するための自在継手と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のキサゲ加工装置。
前記砥石を支持するための支持部材と、
前記支持部材と前記砥石とを連結するための自在継手と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のキサゲ加工装置。
【請求項5】
前記支持部材と前記自在継手の間隔が一定範囲内で変更可能に構成されると共に、
前記支持部材と前記自在継手の間に、前記間隔の変更に伴って伸縮するバネが設けられていることを特徴とする請求項４に記載のキサゲ加工装置。
前記支持部材と前記自在継手の間に、前記間隔の変更に伴って伸縮するバネが設けられていることを特徴とする請求項４に記載のキサゲ加工装置。
【請求項6】
スクレーパにより加工された加工対象面を研磨する砥石を有する砥石ユニットと、
前記スクレーパを有するスクレーパユニットと前記砥石ユニットが着脱自在に構成され、かつ、前記スクレーパユニットと前記砥石ユニットを移動させるための移動機構と、
を備え、前記砥石ユニットは、前記砥石の研磨面が前記加工対象面に倣って追従するように前記砥石の向きを変更可能に前記砥石を保持する保持機構を有するキサゲ加工装置を用いたキサゲ加工方法であって、
前記移動機構によって、前記砥石の研磨面を前記加工対象面に押し当てて倣わせた状態で前記砥石ユニットを移動させて前記加工対象面を研磨することを特徴とするキサゲ加工方法。
前記スクレーパを有するスクレーパユニットと前記砥石ユニットが着脱自在に構成され、かつ、前記スクレーパユニットと前記砥石ユニットを移動させるための移動機構と、
を備え、前記砥石ユニットは、前記砥石の研磨面が前記加工対象面に倣って追従するように前記砥石の向きを変更可能に前記砥石を保持する保持機構を有するキサゲ加工装置を用いたキサゲ加工方法であって、
前記移動機構によって、前記砥石の研磨面を前記加工対象面に押し当てて倣わせた状態で前記砥石ユニットを移動させて前記加工対象面を研磨することを特徴とするキサゲ加工方法。
【請求項7】
前記スクレーパユニットにより前記加工対象面を加工するキサゲ工程と、
前記移動機構に取り付けられた前記スクレーパユニットを前記砥石ユニットに交換した後に、前記砥石ユニットによって前記加工対象面を研磨加工する研磨工程と、
を有することを特徴とする請求項６に記載のキサゲ加工方法。
前記移動機構に取り付けられた前記スクレーパユニットを前記砥石ユニットに交換した後に、前記砥石ユニットによって前記加工対象面を研磨加工する研磨工程と、
を有することを特徴とする請求項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】
従来、金属を削る手持ち工具の一種で、キサゲと呼ばれる工具が知られている。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。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。このような、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。そこで、キサゲ加工を自動で行うキサゲ加工装置の開発が進んでいる（特許文献１参照）。
【0003】
上記のキサゲ加工装置によって、加工対象面に加工を行うと、加工後の加工対象面にバリが生じることがある。従来、砥石を用いて手作業によりバリを除去しており、作業性が低下する原因になっている。なお、回転する砥石を用いて自動的にバリ取りを行う装置も知られているが（特許文献２，３参照）、平面状の加工対象面に生じたバリを、これらの特許文献に開示された技術を用いて除去するのは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－５８９７５号公報
【特許文献2】特開２０１７－７０４１号公報
【特許文献3】特開２０１６－４９６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、キサゲ加工により生じたバリを除去するバリ取り作業を自動的に行うことのできるキサゲ加工装置及びキサゲ加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【0007】
本発明のキサゲ加工装置は、
スクレーパにより加工された加工対象面を研磨する砥石を有する砥石ユニットと、
前記スクレーパを有するスクレーパユニットと前記砥石ユニットが着脱自在に構成され、かつ、前記スクレーパユニットと前記砥石ユニットを移動させるための移動機構と、
を備えるキサゲ加工装置であって、
前記砥石ユニットは、前記砥石の研磨面が前記加工対象面に倣って追従するように前記砥石の向きを変更可能に前記砥石を保持する保持機構を備えることを特徴とする。
スクレーパにより加工された加工対象面を研磨する砥石を有する砥石ユニットと、
前記スクレーパを有するスクレーパユニットと前記砥石ユニットが着脱自在に構成され、かつ、前記スクレーパユニットと前記砥石ユニットを移動させるための移動機構と、
を備えるキサゲ加工装置であって、
前記砥石ユニットは、前記砥石の研磨面が前記加工対象面に倣って追従するように前記砥石の向きを変更可能に前記砥石を保持する保持機構を備えることを特徴とする。
【0008】
本発明によれば、移動機構によりスクレーパユニットを移動させることで、加工対象面に対してキサゲ加工を行うことができる。そして、スクレーパユニットを砥石ユニットに交換して、移動機構により砥石ユニットを移動させることで、研磨加工を行うことができる。従って、キサゲ加工により生じたバリを除去することができる。また、キサゲ加工装置は、上記のように構成された保持機構を備えているので、砥石の研磨面の全体が加工対象面に接した状態で研磨加工がなされる。
【0009】
前記保持機構は、
第１の軸部によって、前記砥石を揺動自在に支持する第１の支持部材と、
第２の軸部によって、前記第１の支持部材を揺動自在に支持する第２の支持部材と、
を備え、
前記研磨面に垂直な方向に見た場合に、前記第１の軸部の中心軸線と前記第２の軸部の中心軸線が直交するように、前記第１の軸部と前記第２の軸部が設けられているとよい。
第１の軸部によって、前記砥石を揺動自在に支持する第１の支持部材と、
第２の軸部によって、前記第１の支持部材を揺動自在に支持する第２の支持部材と、
を備え、
前記研磨面に垂直な方向に見た場合に、前記第１の軸部の中心軸線と前記第２の軸部の中心軸線が直交するように、前記第１の軸部と前記第２の軸部が設けられているとよい。
【0010】
これにより、砥石ユニットにおいては、砥石の研磨面が加工対象面に倣って追従するように砥石の向きが変わる。
【0011】
前記第１の支持部材と前記第２の軸部は板バネを介して連結されているとよい。
【0012】
これにより、適度な力で砥石の研磨面が加工対象面に接するようにすることができる。
【0013】
前記保持機構は、
前記砥石を支持するための支持部材と、
前記支持部材と前記砥石とを連結するための自在継手と、
を備えることも好適である。
前記砥石を支持するための支持部材と、
前記支持部材と前記砥石とを連結するための自在継手と、
を備えることも好適である。
【0014】
これにより、砥石ユニットにおいては、砥石の研磨面が加工対象面に倣って追従するように砥石の向きが変わる。
【0015】
前記支持部材と前記自在継手の間隔が一定範囲内で変更可能に構成されると共に、
前記支持部材と前記自在継手の間に、前記間隔の変更に伴って伸縮するバネが設けられているとよい。
前記支持部材と前記自在継手の間に、前記間隔の変更に伴って伸縮するバネが設けられているとよい。
【0016】
これにより、適度な力で砥石の研磨面が加工対象面に接するようにすることができる。
【0017】
また、本発明のキサゲ加工方法は、
スクレーパにより加工された加工対象面を研磨する砥石を有する砥石ユニットと、
前記スクレーパを有するスクレーパユニットと前記砥石ユニットが着脱自在に構成され、かつ、前記スクレーパユニットと前記砥石ユニットを移動させるための移動機構と、
を備え、前記砥石ユニットは、前記砥石の研磨面が前記加工対象面に倣って追従するように前記砥石の向きを変更可能に前記砥石を保持する保持機構を有するキサゲ加工装置を用いたキサゲ加工方法であって、
前記移動機構によって、前記砥石の研磨面を前記加工対象面に押し当てて倣わせた状態で前記砥石ユニットを移動させて前記加工対象面を研磨することを特徴とする。
スクレーパにより加工された加工対象面を研磨する砥石を有する砥石ユニットと、
前記スクレーパを有するスクレーパユニットと前記砥石ユニットが着脱自在に構成され、かつ、前記スクレーパユニットと前記砥石ユニットを移動させるための移動機構と、
を備え、前記砥石ユニットは、前記砥石の研磨面が前記加工対象面に倣って追従するように前記砥石の向きを変更可能に前記砥石を保持する保持機構を有するキサゲ加工装置を用いたキサゲ加工方法であって、
前記移動機構によって、前記砥石の研磨面を前記加工対象面に押し当てて倣わせた状態で前記砥石ユニットを移動させて前記加工対象面を研磨することを特徴とする。
【0018】
前記スクレーパユニットにより前記加工対象面を加工するキサゲ工程と、
前記移動機構に取り付けられた前記スクレーパユニットを前記砥石ユニットに交換した後に、前記砥石ユニットによって前記加工対象面を研磨加工する研磨工程と、
を有するとよい。
前記移動機構に取り付けられた前記スクレーパユニットを前記砥石ユニットに交換した後に、前記砥石ユニットによって前記加工対象面を研磨加工する研磨工程と、
を有するとよい。
【0019】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【0020】
以上説明したように、本発明によれば、キサゲ加工により生じたバリを除去するバリ取り作業を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための実施形態及び実施例について詳しく説明する。ただし、この実施形態及び実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0023】
【0024】
＜加工装置の概略構成＞
図１は本発明の実施形態に係るキサゲ加工装置１の概略構成を示す図であり、各種構成を斜視図にて示している。図中、矢印Ｚは鉛直方向を示し、矢印Ｘ，Ｙは、Ｚ方向に垂直かつ互いに直交する方向を示している。なお、Ｘ，Ｙ方向を含む面は水平面に対して平行な面である。キサゲ加工装置１は、制御装置１００と、移動機構としてのロボットアーム２００と、三次元形状計測器３００とを備えている。
図１は本発明の実施形態に係るキサゲ加工装置１の概略構成を示す図であり、各種構成を斜視図にて示している。図中、矢印Ｚは鉛直方向を示し、矢印Ｘ，Ｙは、Ｚ方向に垂直かつ互いに直交する方向を示している。なお、Ｘ，Ｙ方向を含む面は水平面に対して平行な面である。キサゲ加工装置１は、制御装置１００と、移動機構としてのロボットアーム２００と、三次元形状計測器３００とを備えている。
【0025】
キサゲ加工装置１は、加工対象であるワーク１０の加工対象面１１に対してキサゲ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、キサゲ工具であるスクレーパ２２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、さらに油溜まりを形成することによって摺動摩擦係数を低減させることができる。なお、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。キサゲ加工においては、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、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。
【0026】
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。
【0027】
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を示す斜視図である。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、ホル
ダ部２１と一体に設けられたキサゲ工具であるスクレーパ２２とを有す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刃２４を有している。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は刃２４の幅寸法を示している。本実施形態に係る刃２４の先端２５の形状は、弧状（例えば、円弧状や楕円弧状）である。ただし、刃２４の先端２５の形状はＶ字状であってもよい。例えば、ロボットハンド２１０には、刃２４の幅寸法Ｗ、及び先端２５の寸法形状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。
ダ部２１と一体に設けられたキサゲ工具であるスクレーパ２２とを有す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刃２４を有している。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は刃２４の幅寸法を示している。本実施形態に係る刃２４の先端２５の形状は、弧状（例えば、円弧状や楕円弧状）である。ただし、刃２４の先端２５の形状はＶ字状であってもよい。例えば、ロボットハンド２１０には、刃２４の幅寸法Ｗ、及び先端２５の寸法形状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。
【0028】
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。
【0029】
図３は、スクレーパ２２の刃２４をワーク１０の加工対象面１１に当接させた状態を側方から見た図である。キサゲ加工では、加工対象面１１に刃２４を斜めに当てがい、ロボットハンド２１０を－Ｚ方向に駆動して加工対象面１１に刃２４を押し付けた状態からロボットハンド２１０をＸ－Ｙ平面と平行に、図３中矢印方向に移動させる。これにより、加工対象面１１は、ミクロンオーダーあるいはサブミクロンオーダーの厚さずつ切削される。
【0030】
なお、図３に示す符号θは、加工対象面１１を刃２４によって切削する際に刃２４とＸ－Ｙ平面とがなす角度である（以下、「工具角度」という）。ロボットアーム２００は、例えば、キサゲ加工時における工具角度θとロボットハンド２１０の垂直押し込み量（－Ｚ方向への変位量）δｚを制御パラメータとすることで、スクレーパ２２における１行程の切削加工で、加工対象面１１を切削する切削深さΔＤＳ、及び切削幅ＷＣを調整することができる。ここで、ロボットハンド２１０の垂直押し込み量（－Ｚ方向への変位量）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が撓んだ状態で加工対象面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あるいはサブミクロンオーダーの寸法であるのに対して、切削時におけるロボットハンド２１０の垂直押し込み量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。
【0031】
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、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。
【0032】
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。
【0033】
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、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。
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、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。
【0034】
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に作用する負荷（抵抗）を検出するセンサである。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は本発明に係る移動機構の一例であり、移動機構はロボットアーム２００に限定されない。本発明に係る移動機構は、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。
【0035】
そして、本実施形態に係るキサゲ加工装置１は、スクレーパ２２により加工された後の加工対象面１１に生じ得るバリを除去する砥石ユニット５０を備えている。この砥石ユニット５０は、スクレーパユニット２０等と同様に、ロボットハンド２１０に着脱自在に保持可能に構成されている。また、キサゲ加工装置１は、砥石ユニット５０を載置する砥石用架台Ｃ５を備えている。キサゲ加工（キサゲ工程）が終了した後に、ロボットハンド２１０に装着されていたスクレーパユニット２０は取り外されて、ロボットハンド２１０に砥石ユニット５０が装着される。つまり、ロボットハンド２１０に取り付けられたスクレーパユニット２０が砥石ユニット５０に交換される。その後、キサゲ加工が行われた加工対象面１１に対して研磨加工が行われて（研磨工程）、バリが除去される。なお、加工用架台Ｃ１に固定されたワーク１０に対して、キサゲ加工が終了した後に、そのまま研磨加工を行ってもよいし、別の架台（不図示）にキサゲ加工後のワーク１０を移動させて研磨加工を行うようにしてもよい。
【0036】
＜制御装置＞
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及び研磨加工が行われる。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によって生成されてもよい。この場合、当該情報処理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。
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及び研磨加工が行われる。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によって生成されてもよい。この場合、当該情報処理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。
【0037】
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。
【0038】
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。
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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、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。
【0042】
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。
【0043】
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と、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、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。
【0044】
以下、上述の研磨加工を行う際に用いる砥石ユニットの具体的な例（実施例）について説明する。
【0045】
（実施例１）
図６及び図７を参照して、本発明の実施例１に係る砥石ユニットについて説明する。図６及び図７は本発明の実施例１に係る研磨ユニットの概略構成図であり、図６（ａ）は研磨ユニットの平面図、同図（ｂ）は研磨ユニットの裏面図、図７（ａ）は研磨ユニットの正面図、同図（ｂ）は研磨ユニットの側面図である。
図６及び図７を参照して、本発明の実施例１に係る砥石ユニットについて説明する。図６及び図７は本発明の実施例１に係る研磨ユニットの概略構成図であり、図６（ａ）は研磨ユニットの平面図、同図（ｂ）は研磨ユニットの裏面図、図７（ａ）は研磨ユニットの正面図、同図（ｂ）は研磨ユニットの側面図である。
【0046】
砥石ユニット５０は、砥石の研磨面がワーク１０の加工対象面１１に倣って追従するように砥石の向きを変更可能に砥石を保持する保持機構を備えている。この点について、よ
り詳細に説明する。
り詳細に説明する。
【0047】
砥石ユニット５０は、ロボットハンド２１０に着脱自在なホルダ部５１と、砥石５２ａを有する砥石部品５２と、上記の保持機構とを備えている。この保持機構は、第１の軸部５３によって、砥石５２ａ（砥石５２ａ有する砥石部品５２）を揺動自在に支持する第１の支持部材５４と、第２の軸部５５によって、第１の支持部材５４を揺動自在に支持する第２の支持部材５６とを備えている。なお、第２の支持部材５６はホルダ部５１に固定されている。
【0048】
第１の軸部５３は、砥石部品５２に固定された軸部材により構成して、この軸部材を第１の支持部材５４に設けられた軸孔（軸受）に対して回転自在に構成することができる。また、第１の軸部５３は、第１の支持部材５４に固定された軸部材により構成して、この軸部材を砥石部品５２に設けられた軸孔（軸受）に対して回転自在に構成することもできる。要は、第１の支持部材５４に対して砥石部品５２が回転可能になるように第１の軸部５３が設けられればよい。また、本実施例においては、第１の支持部材５４に、砥石部品５２の回転を一定範囲に規制するためのストッパ５４ａ，５４ｂが設けられている。なお、砥石部品５２の回転を一定範囲に規制するための構成は、図示の例に限らず、各種公知技術を採用し得る。このように、砥石部品５２は、第１の支持部材５４に対して回転範囲が一定範囲に規制される。つまり、砥石部品５２は、第１の支持部材５４に対して揺動自在に支持されるということができる。以上のように、第１の軸部５３によって、第１の支持部材５４は、砥石５２ａ（砥石５２ａ有する砥石部品５２）を揺動自在に支持する。
【0049】
第２の支持部材５６は、第２の軸部５５（軸部材）を回転自在に支持する軸受５６ａを備えている。第１の支持部材５４と第２の軸部５５は板バネ５７によって連結されている。なお、本実施例では、第１の支持部材５４と第２の軸部５５が板バネ５７によって直接連結される構成を採用しているが、第１の支持部材５４と第２の軸部５５が板バネ５７を介して連結されていれば、第１の支持部材５４と第２の軸部５５との間に他の部材が介在されていても構わない。そして、第２の支持部材５６に第１の支持部材５４の回転を一定範囲に規制するためのストッパ５６ｂが設けられている。なお、第１の支持部材５４の回転を一定範囲に規制するための構成は、図示の例に限らず、各種公知技術を採用し得る。このように、第１の支持部材５４は、第２の支持部材５６に対して回転範囲が一定範囲に規制される。つまり、第１の支持部材５４は、第２の支持部材５６に対して揺動自在に支持されるということができる。以上のように、第２の軸部５５によって、第２の支持部材５６は、第１の支持部材５４を揺動自在に支持する。
【0050】
ここで、本実施例においては、砥石５２ａの表面（研磨面）は平面状に構成されている。なお、完全な平面であることを意味している訳ではなく、研磨する機能を発揮するために、表面に微小な凹凸が設けられていることは言うまでもない。そして、砥石５２ａの研磨面に垂直な方向に見た場合に、第１の軸部５３の中心軸線と第２の軸部５５の中心軸線が直交するように、第１の軸部５３と第２の軸部５５は配されている。
【0051】
以上のように構成される砥石ユニット５０によれば、ロボットハンド２１０によって、ワーク１０の加工対象面１１に向かって砥石ユニット５０が移動すると、砥石５２ａが加工対象面１１に突き当たる。更に、ロボットハンド２１０によって、砥石ユニット５０が押されると、板バネ５７が撓むことで、砥石ユニット５０は弾性的に加工対象面１１を押圧する。そして、砥石部品５２は、第１の軸部５３の中心軸線と第２の軸部５５の中心軸線の双方に対して回転（揺動）可能に構成されている（砥石部品５２は、ローリング方向とピッチング方向の双方に揺動可能に構成されていると言うこともできる）。そのため、砥石５２ａの研磨面がワーク１０の加工対象面１１に倣って追従するように、砥石５２ａの向きが変わる。より具体的には、平面状の研磨面の全体が、平面状の加工対象面１１に
接するように、砥石５２ａの向きが変わる。そして、制御装置１００によって、所定の押圧力で砥石ユニット５０を押圧した状態で、例えば、直線的に砥石ユニット５０を往復移動させることで、砥石５２ａの研磨面の全体が加工対象面１１に接した状態のまま砥石５２ａが往復移動する。これにより、加工対象面１１が研磨されてバリは除去される。
接するように、砥石５２ａの向きが変わる。そして、制御装置１００によって、所定の押圧力で砥石ユニット５０を押圧した状態で、例えば、直線的に砥石ユニット５０を往復移動させることで、砥石５２ａの研磨面の全体が加工対象面１１に接した状態のまま砥石５２ａが往復移動する。これにより、加工対象面１１が研磨されてバリは除去される。
【0052】
（実施例２）
図８及び図９を参照して、本発明の実施例２に係る砥石ユニットについて説明する。図８及び図９は本発明の実施例２に係る研磨ユニットの概略構成図であり、図８（ａ）は研磨ユニットの平面図、同図（ｂ）は研磨ユニットの裏面図、図９は研磨ユニットの正面図である。
図８及び図９を参照して、本発明の実施例２に係る砥石ユニットについて説明する。図８及び図９は本発明の実施例２に係る研磨ユニットの概略構成図であり、図８（ａ）は研磨ユニットの平面図、同図（ｂ）は研磨ユニットの裏面図、図９は研磨ユニットの正面図である。
【0053】
本実施例に係る砥石ユニット５０Ｘにおいても、砥石の研磨面がワーク１０の加工対象面１１に倣って追従するように砥石の向きを変更可能に砥石を保持する保持機構を備えている。この点について、より詳細に説明する。
【0054】
砥石ユニット５０Ｘは、ロボットハンド２１０に着脱自在なホルダ部５１Ｘと、砥石５２Ｘａを有する砥石部品５２Ｘと、上記の保持機構とを備えている。なお、本実施例においても、砥石５２Ｘａの表面（研磨面）は平面状に構成されている。保持機構は、砥石５２Ｘａを支持するための支持部材５５Ｘと、支持部材５５Ｘと砥石５２Ｘａ（砥石５２Ｘａ有する砥石部品５２Ｘ）とを連結するための自在継手５３Ｘとを備えている。支持部材５５Ｘはホルダ部５１Ｘに固定されている。自在継手５３Ｘについては、各種公知技術を採用し得る、ここでは、その一例を簡単に説明する。
【0055】
図示の自在継手５３Ｘは、砥石部品５２Ｘに固定される第１の継手部品５３Ｘａと、自在継手５３Ｘを支持部材５５Ｘに取り付けるための軸部材５４Ｘに固定される第２の継手部品５３Ｘｂと、第１の継手部品５３Ｘａと第２の継手部品５３Ｘｂとを連結するための第３の継手部品５３Ｘｃとを備えている。第１の継手部品５３Ｘａは第１の軸部５３Ｘｄの中心軸線を中心に第３の継手部品５３Ｘｃに対して揺動自在（一定の範囲で回転自在）に構成されている。また、第３の継手部品５３Ｘｃは第２の軸部５３Ｘｅの中心軸線を中心に第２の継手部品５３Ｘｂに対して揺動自在（一定の範囲で回転自在）に構成されている。第１の軸部５３Ｘｄの中心軸線と第２の軸部５３Ｘｅの中心軸線は、直交するように構成されている。以上の構成により、砥石部品５２Ｘは、第１の軸部５３Ｘｄの中心軸線と第２の軸部５３Ｘｅの中心軸線の双方に対して揺動自在である。これにより、砥石部品５２Ｘは、ローリング方向とピッチング方向の双方に揺動可能となっている。
【0056】
第２の継手部品５３Ｘｂに固定された軸部材５４Ｘは、支持部材５５Ｘに設けられた貫通孔５５Ｘａに挿通されている。軸部材５４Ｘの外周面と貫通孔５５Ｘａの内周面との間にはクリアランス（環状の隙間）が設けられており、軸部材５４Ｘは貫通孔５５Ｘａ内を直線的に移動可能に構成されている。また、軸部材５４Ｘにはストッパ５４Ｘａが取り付けられることで、軸部材５４Ｘは支持部材５５Ｘから抜け落ちないように構成されている。以上の構成により、第２の継手部品５３Ｘｂは、支持部材５５Ｘに対して近づいたり離れたりすることができる。つまり、支持部材５５Ｘと自在継手５３Ｘは、その間隔が一定範囲内で変更可能に構成されている。そして、支持部材５５Ｘと自在継手５３Ｘの間に、上記の間隔の変更に伴って伸縮するバネ５６Ｘが設けられている。具体的には、バネ５６Ｘ（スプリングバネ）に軸部材５４Ｘが挿通し、かつ、バネ５６Ｘの一端が支持部材５５Ｘに接し、バネ５６Ｘの他端が第２の継手部品５３Ｘｂに接するように、バネ５６Ｘが設けられている。
【0057】
以上のように構成される砥石ユニット５０Ｘによれば、ロボットハンド２１０によって、ワーク１０の加工対象面１１に向かって砥石ユニット５０Ｘが移動すると、砥石５２Ｘ
ａが加工対象面１１に突き当たる。更に、ロボットハンド２１０によって、砥石ユニット５０Ｘが押されると、バネ５６Ｘが縮むことで、砥石ユニット５０Ｘは弾性的に加工対象面１１を押圧する。そして、砥石部品５２Ｘは、第１の軸部５３Ｘｄの中心軸線と第２の軸部５３Ｘｅの中心軸線の双方に対して回転（揺動）可能に構成されている。そのため、砥石５２Ｘａの研磨面がワーク１０の加工対象面１１に倣って追従するように砥石５２Ｘａの向きが変わる。より具体的には、平面状の研磨面の全体が、平面状の加工対象面１１に接するように、砥石５２Ｘａの向きが変わる。そして、制御装置１００によって、所定の押圧力で砥石ユニット５０Ｘを押圧した状態で、例えば、直線的に砥石ユニット５０Ｘを往復移動させることで、砥石５２Ｘａの研磨面の全体が加工対象面１１に接した状態のまま砥石５２Ｘａが往復移動する。これにより、加工対象面１１が研磨されてバリは除去される。
ａが加工対象面１１に突き当たる。更に、ロボットハンド２１０によって、砥石ユニット５０Ｘが押されると、バネ５６Ｘが縮むことで、砥石ユニット５０Ｘは弾性的に加工対象面１１を押圧する。そして、砥石部品５２Ｘは、第１の軸部５３Ｘｄの中心軸線と第２の軸部５３Ｘｅの中心軸線の双方に対して回転（揺動）可能に構成されている。そのため、砥石５２Ｘａの研磨面がワーク１０の加工対象面１１に倣って追従するように砥石５２Ｘａの向きが変わる。より具体的には、平面状の研磨面の全体が、平面状の加工対象面１１に接するように、砥石５２Ｘａの向きが変わる。そして、制御装置１００によって、所定の押圧力で砥石ユニット５０Ｘを押圧した状態で、例えば、直線的に砥石ユニット５０Ｘを往復移動させることで、砥石５２Ｘａの研磨面の全体が加工対象面１１に接した状態のまま砥石５２Ｘａが往復移動する。これにより、加工対象面１１が研磨されてバリは除去される。
【0058】
＜本実施形態に係るキサゲ加工装置の優れた点＞
本実施形態に係るキサゲ加工装置１によれば、ロボットアーム２００によりスクレーパユニット２０を移動させることで、加工対象面１１に対してキサゲ加工を行うことができる。そして、スクレーパユニット２０を砥石ユニット５０に交換して、ロボットアーム２００により砥石ユニット５０を移動させることで、研磨加工を行うことができる。従って、キサゲ加工により生じたバリを除去することができる。また、キサゲ加工装置は、実施例１や実施例２で示した保持機構を備えているので、砥石の研磨面の全体が加工対象面１１に接した状態で研磨加工がなされる。これにより、平面状の加工対象面１１に対しても適切に研磨加工がなされる。以上のように、本実施形態に係るキサゲ加工装置１においては、キサゲ加工により生じたバリを除去するバリ取り作業を自動的に行うことができるので、作業性を向上させることができる。
本実施形態に係るキサゲ加工装置１によれば、ロボットアーム２００によりスクレーパユニット２０を移動させることで、加工対象面１１に対してキサゲ加工を行うことができる。そして、スクレーパユニット２０を砥石ユニット５０に交換して、ロボットアーム２００により砥石ユニット５０を移動させることで、研磨加工を行うことができる。従って、キサゲ加工により生じたバリを除去することができる。また、キサゲ加工装置は、実施例１や実施例２で示した保持機構を備えているので、砥石の研磨面の全体が加工対象面１１に接した状態で研磨加工がなされる。これにより、平面状の加工対象面１１に対しても適切に研磨加工がなされる。以上のように、本実施形態に係るキサゲ加工装置１においては、キサゲ加工により生じたバリを除去するバリ取り作業を自動的に行うことができるので、作業性を向上させることができる。
【0059】
（その他）
保持機構については、上記実施例１，２に示す構成に限定されることはない。砥石の研磨面がワークの加工対象面に倣って追従するように砥石の向きを変更可能に砥石を保持可能であれば、各種公知の機構を採用し得る。
保持機構については、上記実施例１，２に示す構成に限定されることはない。砥石の研磨面がワークの加工対象面に倣って追従するように砥石の向きを変更可能に砥石を保持可能であれば、各種公知の機構を採用し得る。
【符号の説明】
【0060】
１：キサゲ加工装置
１０：ワーク
１１：加工対象面
２０：スクレーパユニット
２１：ホルダ部
２２：スクレーパ
２３：スクレーパ本体
２４：刃
２５：先端
３０：ハンドチャック
５０，５０Ｘ：砥石ユニット
５１，５１Ｘ：ホルダ部
５２，５２Ｘ：砥石部品
５２ａ，５２Ｘａ：砥石
５３：第１の軸部
５３Ｘ：自在継手
５３Ｘａ：第１の継手部品
５３Ｘｂ：第２の継手部品
５３Ｘｃ：第３の継手部品
５３Ｘｄ：第１の軸部
５３Ｘｅ：第２の軸部
５４：第１の支持部材
５４Ｘ：軸部材
５４ａ，５４ｂ，５４Ｘａ：ストッパ
５５：第２の軸部
５５Ｘ：支持部材
５５Ｘａ：貫通孔
５６：第２の支持部材
５６ａ：軸受
５６ｂ：ストッパ
５６Ｘ：バネ
５７：板バネ
１００：制御装置
２００：ロボットアーム
２１０：ロボットハンド
２２０：力覚センサ
３００：三次元形状計測器
Ｃ１：加工用架台
Ｃ２：計測用架台
Ｃ３：工具載置用架台
Ｃ４：ハンドチャック用架台
Ｃ５：砥石用架台
１０：ワーク
１１：加工対象面
２０：スクレーパユニット
２１：ホルダ部
２２：スクレーパ
２３：スクレーパ本体
２４：刃
２５：先端
３０：ハンドチャック
５０，５０Ｘ：砥石ユニット
５１，５１Ｘ：ホルダ部
５２，５２Ｘ：砥石部品
５２ａ，５２Ｘａ：砥石
５３：第１の軸部
５３Ｘ：自在継手
５３Ｘａ：第１の継手部品
５３Ｘｂ：第２の継手部品
５３Ｘｃ：第３の継手部品
５３Ｘｄ：第１の軸部
５３Ｘｅ：第２の軸部
５４：第１の支持部材
５４Ｘ：軸部材
５４ａ，５４ｂ，５４Ｘａ：ストッパ
５５：第２の軸部
５５Ｘ：支持部材
５５Ｘａ：貫通孔
５６：第２の支持部材
５６ａ：軸受
５６ｂ：ストッパ
５６Ｘ：バネ
５７：板バネ
１００：制御装置
２００：ロボットアーム
２１０：ロボットハンド
２２０：力覚センサ
３００：三次元形状計測器
Ｃ１：加工用架台
Ｃ２：計測用架台
Ｃ３：工具載置用架台
Ｃ４：ハンドチャック用架台
Ｃ５：砥石用架台
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】