特許 7469487 キサゲ加工を行うロボットシステム、方法、及びコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】キサゲ加工を行うロボットシステム、方法、及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/10 20060101AFI20240409BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

B25J9/10 A

B25J13/08 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022547531

(86)(22)【出願日】2021-09-01

(86)【国際出願番号】 JP2021032167

(87)【国際公開番号】W WO2022054674

(87)【国際公開日】2022-03-17

【審査請求日】2023-04-05

(31)【優先権主張番号】P 2020150703

(32)【優先日】2020-09-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 忠則

【審査官】杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】特許第６７２３６２３（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１６－１３７５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４０８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－１２３９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０４２１６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ ～ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの表面を平坦にするために削るキサゲ加工を行うロボットシステムであって、
前記表面を削るスクレーパを移動させるロボットと、
前記ロボットを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロボットによって前記スクレーパを、前記表面に沿う方向へ移動させるとともに該表面へ向かう方向へ移動させることによって、該スクレーパを該表面に対して鋭角を形成するように傾斜した軌道で当接させ、
前記スクレーパが前記表面に当接している間、前記ロボットが前記スクレーパを前記表面に押し付ける押付力が予め定めた大きさとなるように該ロボットの位置を制御するとともに、該ロボットによって該スクレーパを前記沿う方向へ移動させることで、前記キサゲ加工を実行する、ロボットシステム。

【請求項2】

前記押付力を検出する力センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記スクレーパが前記表面に当接している間、前記力センサの検出データに基づいて、前記押付力を、前記予め定めた大きさに対応する目標値に制御する力制御を実行することによって、前記ロボットの前記位置を制御する、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記制御装置は、
前記表面に沿って予め定められた複数の教示点へ前記スクレーパを順に移動させるための位置制御指令を生成し、
前記スクレーパを、前記表面から離隔する第１の前記教示点に移動させたときに、前記力制御を開始して該スクレーパを前記向かう方向へ移動させるための力制御指令を生成し、
前記位置制御指令に従って前記スクレーパを前記第１の教示点から第２の前記教示点へ移動させるとともに、前記力制御指令に従って前記スクレーパを前記向かう方向へ移動させることによって、該スクレーパを前記傾斜した軌道で前記表面に当接させる、請求項２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記位置制御指令は、前記スクレーパを前記第１の教示点から前記第２の教示点まで移動させるときの速度を規定する第１速度指令を有し、
前記力制御指令は、前記スクレーパを前記向かう方向へ移動させる速度を規定する第２速度指令を有し、
前記制御装置は、前記鋭角が予め定めた範囲内となるように、前記第１速度指令及び前記第２速度指令を生成する、請求項３に記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記力制御の実行中に前記押付力が前記目標値に到達した時点又は到達する前に、前記スクレーパを前記表面から離れる方向へ移動させて前記キサゲ加工を終了する、請求項２～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記制御装置は、前記力制御によって前記押付力が前記目標値に到達した後に該押付力を該目標値に継続して維持するように、前記キサゲ加工を継続して実行する、請求項２～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記制御装置は、前記キサゲ加工を実行しているときに、前記ロボットによって前記スクレーパを、前記表面に対して鋭角を形成するように傾斜した軌道で該表面から離反させて、前記キサゲ加工を終了する、請求項１～６のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項8】

前記スクレーパは、
前記ロボットの手先部に連結された可撓性の柄部と、
前記柄部の先端に固定され、前記表面を削る刃部と、を有し、
前記キサゲ加工の実行中に前記刃部が前記表面に押し付けられたときに前記柄部が撓むように、前記押付力の前記大きさが定められる、請求項１～７のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項9】

ワークの表面を削るスクレーパを移動させるロボットを用いて、該表面を平坦にするために削るキサゲ加工を行う方法であって、
前記ロボットによって前記スクレーパを、前記表面に沿う方向へ移動させるとともに該表面へ向かう方向へ移動させることによって、該スクレーパを該表面に対して鋭角を形成するように傾斜した軌道で当接させ、
前記スクレーパが前記表面に当接している間、前記ロボットが前記スクレーパを前記表面に押し付ける押付力が予め定めた大きさとなるように該ロボットの位置を制御するとともに、該ロボットによって該スクレーパを前記沿う方向へ移動させることで、前記キサゲ加工を実行する、方法。

【請求項10】

請求項９に記載の方法をプロセッサに実行させるコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キサゲ加工を行うロボットシステム、方法、及びコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

キサゲ加工を行うロボットが知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－０４２１６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ロボットによって高品質のキサゲ加工を実行する技術が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様において、ワークの表面を平坦にするために削るキサゲ加工を行うロボットシステムは、表面を削るスクレーパを移動させるロボットと、ロボットを制御する制御装置とを備え、該制御装置は、ロボットによってスクレーパを、表面に沿う方向へ移動させるとともに該表面へ向かう方向へ移動させることによって、該スクレーパを該表面に対して鋭角を形成するように傾斜した軌道で当接させ、スクレーパが表面に当接している間、ロボットがスクレーパを表面に押し付ける押付力が予め定めた大きさとなるように該ロボットの位置を制御するとともに、該ロボットによって該スクレーパを沿う方向へ移動させることで、キサゲ加工を実行する。

【0006】

本開示の他の態様において、ワークの表面を削るスクレーパを移動させるロボットを用いて、該表面を平坦にするために削るキサゲ加工を行う方法は、ロボットによってスクレーパを、表面に沿う方向へ移動させるとともに該表面へ向かう方向へ移動させることによって、該スクレーパを該表面に対して鋭角を形成するように傾斜した軌道で当接させ、スクレーパが表面に当接している間、ロボットがスクレーパを表面に押し付ける押付力が予め定めた大きさとなるように該ロボットの位置を制御するとともに、該ロボットによって該スクレーパを沿う方向へ移動させることで、キサゲ加工を実行する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、ロボットによって、熟練者と同等の品質でキサゲ加工を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係るロボットシステムの概略図である。

【図2】図１に示すロボットシステムのブロック図である。

【図3】図１に示すスクレーパを、図１中の矢印Ｂから見た拡大図である。

【図4】図３に示すスクレーパを、図３中の矢印Ｄから見た拡大図である。

【図5】図１に示すスクレーパをワークの表面に押し付けた状態を示す。

【図6】ワークの表面に対して設定された教示点の一例を示す。

【図7】位置制御指令としての速度指令と、力制御指令としての速度指令を説明するための図である。

【図8】キサゲ加工中にスクレーパが実際に移動する軌道を示す。

【図9】キサゲ加工中のスクレーパの柄部の状態を模式的に示す。

【図10】キサゲ加工により形成された凹部を模式的に示す。

【図11】キサゲ加工により形成された凹部を模式的に示す。

【図12】熟練者がキサゲ加工を実行しているときにスクレーパをワークの表面に押し付ける押付力の時間変化特性を示す。

【図13】図１に示すロボットシステムがキサゲ加工を実行したときにロボットがスクレーパをワークの表面に押し付ける押付力の時間変化特性を示す。

【図14】図１に示すロボットシステムの動作フローの一例を示す。

【図15】図１４中のステップＳ５のフローの一例を示す。

【図16】図１に示すロボットシステムがキサゲ加工を実行したときにロボットがスクレーパをワークの表面に押し付ける押付力の時間変化特性の他の例を示す。

【図17】ワークの表面に対して設定された教示点の他の例を示す。

【図18】図１４中のステップＳ５のフローの他の例を示す。

【図19】キサゲ加工中にスクレーパが実際に移動する軌道を示す。

【図20】図１に示すロボットシステムがキサゲ加工を実行したときにロボットがスクレーパをワークの表面に押し付ける押付力の時間変化特性のさらに他の例を示す。

【図21】厚みが比較的薄いワークに対してキサゲ加工を実行したときにスクレーパが実際に移動する軌道を示す。

【図22】図２１に示すワークに対してキサゲ加工を実行したときにロボットがスクレーパをワークの表面に押し付ける押付力の時間変化特性を示す。

【図23】図２１に示すワークに対してキサゲ加工を実行したときにロボットがスクレーパをワークの表面に押し付ける押付力の時間変化特性を示す。

【図24】厚みが比較的薄いワークに対してキサゲ加工を実行したときにスクレーパが実際に移動する軌道を示す。

【図25】図２４に示すワークに対してキサゲ加工を実行したときにロボットがスクレーパをワークの表面に押し付ける押付力の時間変化特性を示す。

【図26】ワークの表面に対して設定された教示点のさらに他の例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明においては、図中のロボット座標系Ｃ１のｘ軸プラス方向を右方、ｙ軸プラス方向を前方、ｚ軸プラス方向を上方として言及することがある。

【0010】

まず、図１を参照して、一実施形態に係るロボットシステム１０について説明する。ロボットシステム１０は、ワークの表面を平坦にするために削るキサゲ加工を行うシステムである。キサゲ加工とは、ワークの表面に形成された微小凹凸の、該ワークの厚さ方向の寸法を予め定めた範囲内（例えば、μｍオーダー）にするために、該表面を削る加工である。

【0011】

この微小凹凸は、潤滑油を溜めるためのいわゆる「油溜り」として機能する。ここで、キサゲ加工は、ワークの表面をフライス盤等で加工したときに形成される微小凹凸を第１の寸法（例えば、１０μｍ）以下とするための粗加工と、該粗加工の後に該微小凹凸を、第１の寸法よりも小さい第２の寸法（例えば、５μｍ）以下にする仕上げ加工とを含む。

【0012】

ロボットシステム１０は、ロボット１２、力センサ１４、スクレーパ１６、及び制御装置１８を備える。本実施形態においては、ロボット１２は、垂直多関節ロボットであって、ロボットベース２０、旋回胴２２、下腕部２４、上腕部２６、及び手首部２８を有する。ロボットベース２０は、作業セルの床の上に固定されている。旋回胴２２は、鉛直軸周りに旋回可能となるように、ロボットベース２０に設けられている。

【0013】

下腕部２４は、旋回胴２２に水平軸周りに回動可能に設けられ、上腕部２６は、下腕部２４の先端部に回動可能に設けられている。手首部２８は、上腕部２６の先端部に回動可能に設けられた手首ベース２８ａと、手首軸Ａ１周りに回動可能となるように該手首ベース２８ａに設けられた手首フランジ２８ｂとを有する。本実施形態においては、手首フランジ２８ｂは、ロボット１２の手先部を構成する。

【0014】

ロボット１２の各構成要素（ロボットベース２０、旋回胴２２、下腕部２４、上腕部２６、手首部２８）には、サーボモータ３４（図２）が設けられている。これらサーボモータ３４は、制御装置１８からの指令に応じて、ロボット１２の各可動要素（旋回胴２２、下腕部２４、上腕部２６、手首部２８、手先部２８ｂ）を駆動軸周りに回動させる。その結果、ロボット１２は、スクレーパ１６を移動させて任意の位置及び姿勢に配置することができる。

【0015】

力センサ１４は、ロボット１２がスクレーパ１６をワークの表面に押し付ける押付力Ｆを検出する。例えば、力センサ１４は、円筒状の本体部と、該本体部に設けられた複数の歪ゲージとを有する６軸力覚センサであって、手先部２８ｂとスクレーパ１６との間に介挿されている。本実施形態においては、力センサ１４は、その中心軸が手首軸Ａ１と一致するように配置されている。

【0016】

スクレーパ１６は、力センサ１４の先端部に固定され、キサゲ加工のためにワークの表面を削る。具体的には、スクレーパ１６は、可撓性の柄部３０と、該柄部３０の先端部に固定された刃部３２とを有する。柄部３０は、その基端部が力センサ１４の先端部に固定され、該力センサ１４を介して、ロボット１２の手先部２８ｂに連結されている。柄部３０は、力センサ１４の先端部から軸線Ａ２に沿って直線状に延びている。刃部３２は、その基端３２ｂから先端３２ａまで軸線Ａ２に沿って延在している。なお、軸線Ａ２は、手首軸Ａ１と略直交してもよい。

【0017】

図３に示すように、刃部３２の先端３２ａは、上側（図１中の矢印Ｂの方向）から見た場合に、その幅方向両端から中央に向かうにつれて外方へ膨出するように湾曲している。また、図４に示すように、刃部３２の先端３２ａは、前側（図３中の矢印Ｄの方向）から見た場合に、略矩形の外形を有している。スクレーパ１６は、その刃部３２の先端３２ａを、ワークの表面に押し当てて、該先端３２ａで該表面を削る。

【0018】

制御装置１８は、ロボット１２の動作を制御する。具体的には、制御装置１８は、プロセッサ４０、メモリ４２、Ｉ／Ｏインターフェース４４、入力装置４６、及び表示装置４８を有するコンピュータである。プロセッサ４０は、メモリ４２、Ｉ／Ｏインターフェース４４、入力装置４６、及び表示装置４８と、バス５０を介して通信可能に接続されており、これらコンポーネントと通信しつつ、キサゲ加工を実行するための演算処理を行う。

【0019】

メモリ４２は、ＲＡＭ又はＲＯＭ等を有し、各種データを一時的又は恒久的に記憶する。Ｉ／Ｏインターフェース４４は、例えば、イーサネット（登録商標）ポート、ＵＳＢポート、光ファイバコネクタ、又はＨＤＭＩ（登録商標）端子を有し、プロセッサ４０からの指令の下、外部機器との間でデータを有線又は無線で通信する。本実施形態においては、ロボット１２の各サーボモータ３４及び力センサ１４は、Ｉ／Ｏインターフェース４４に通信可能に接続されている。

【0020】

入力装置４６は、キーボード、マウス、又はタッチパネル等を有し、オペレータからデータ入力を受け付ける。表示装置４８は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等を有し、プロセッサ４０からの指令の下、各種データを視認可能に表示する。なお、入力装置４６又は表示装置４８は、制御装置１８の筐体に一体に組み込まれてもよいし、又は、制御装置１８の筐体とは別体として該筐体に外付けされてもよい。

【0021】

図１に示すように、ロボット１２には、ロボット座標系Ｃ１が設定されている。ロボット座標系Ｃ１は、ロボット１２の各可動要素の動作を制御するための座標系であって、ロボットベース２０に対して固定されている。本実施形態においては、ロボット座標系Ｃ１は、その原点が、ロボットベース２０の中心に配置され、そのｚ軸が、旋回胴２２の旋回軸に一致するように、ロボット１２に対して設定されている。

【0022】

一方、スクレーパ１６には、ツール座標系Ｃ２が設定されている。ツール座標系Ｃ２は、ロボット座標系Ｃ１におけるスクレーパ１６（又は、手先部２８ｂ）の位置及び姿勢を規定する座標系である。本実施形態においては、ツール座標系Ｃ２は、その原点（いわゆる、ＴＣＰ）が、柄部３０が撓んでいない状態における刃部３２の先端３２ａの中心に配置され、そのｚ軸が、軸線Ａ２（又は、先端３２ａの中心における、該先端３２ａの曲面の法線方向）と平行となるように、スクレーパ１６に対して設定されている。

【0023】

スクレーパ１６を移動させるとき、制御装置１８のプロセッサ４０は、ロボット座標系Ｃ１においてツール座標系Ｃ２を設定し、設定したツール座標系Ｃ２によって表される位置及び姿勢にスクレーパ１６を配置させるように、ロボット１２の各サーボモータ３４への指令を生成する。こうして、プロセッサ４０は、ロボット座標系Ｃ１における任意の位置及び姿勢にスクレーパ１６を位置決めできる。

【0024】

一方、力センサ１４には、センサ座標系Ｃ３が設定されている。センサ座標系Ｃ３は、力センサ１４に作用する力の方向を定義する座標系である。本実施形態においては、センサ座標系Ｃ３は、その原点が力センサ１４の中心に配置され、そのｚ軸が手首軸Ａ１に一致する（又は、そのｘ軸がツール座標系Ｃ２のｚ軸と平行となる）ように、力センサ１４に対して設定されている。

【0025】

図５に、ロボット１２がスクレーパ１６の刃部３２の先端３２ａをワークＷ１の表面Ｑ１に当接させた状態を示す。ロボット１２がスクレーパ１６の先端３２ａを表面Ｑ１に対し、該表面Ｑ１と直交する方向へ押付力Ｆで押し付けた場合、該押付力Ｆの反力Ｆ’が、該表面Ｑ１からスクレーパ１６を介して力センサ１４に加えられる。

【0026】

力センサ１４の歪ゲージの各々は、このときに力センサ１４に作用する力に応じた検出データを制御装置１８に送信する。プロセッサ４０は、Ｉ／Ｏインターフェース４４を通して力センサ１４から受信した検出データに基づいて、このときに力センサ１４に作用する、センサ座標系Ｃ３のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の方向の力ｆと、ｘ軸周り、ｙ軸周り及びｚ軸周りの方向のトルクτとを求める。プロセッサ４０は、力ｆ及びトルクτと、このときのスクレーパ１６の状態データＣＤとに基づいて、刃部３２の先端３２ａに対し、表面Ｑ１と直交する方向に作用する反力Ｆ’の大きさを演算する。

【0027】

状態データＣＤは、例えば、軸線Ａ２と表面Ｑ１との角度θ１、手首軸Ａ１（又は、センサ座標系Ｃ３の原点）から刃部３２の先端３２ａまでの距離ｄ、ロボット座標系Ｃ１におけるツール座標系Ｃ２（又はセンサ座標系Ｃ３）の位置及び姿勢を示すデータ、並びに、柄部３０の撓みデータ（例えば、柄部３０の撓み量又は弾性率）の少なくとも１つを含む。このように、力センサ１４は、反力Ｆ’を押付力Ｆとして検出し、制御装置１８は、力センサ１４の検出データに基づいて押付力Ｆ（反力Ｆ’）の大きさを求めることができる。

【0028】

次に、図６～図８を参照して、ロボットシステム１０が実行するキサゲ加工について説明する。図６に示すように、キサゲ加工を実行するためにスクレーパ１６の先端３２ａ（つまり、ＴＣＰ）を位置決めすべき複数の教示点ＴＰ_１、ＴＰ_２、ＴＰ_３、及びＴＰ_４が、ワークＷ１の表面Ｑ１に沿って予め設定される。

【0029】

本実施形態においては、教示点ＴＰ_２は、教示点ＴＰ_１よりも右下方に離隔した位置に設定され、教示点ＴＰ_３は、教示点ＴＰ_２の右方に離隔した位置に設定されている。教示点ＴＰ_２及びＴＰ_３のロボット座標系Ｃ１のｚ軸方向の位置は、互いに略同じである。また、教示点ＴＰ_４は、教示点ＴＰ_３よりも右上方に離隔した位置に設定されている。これら教示点ＴＰ_ｎ（ｎ＝１，２，３，４）は、ロボット座標系Ｃ１の座標として表され、ロボット１２を動作させるためのコンピュータプログラムＣＰに規定されている。

【0030】

キサゲ加工を行うとき、プロセッサ４０は、位置制御を開始する。具体的には、プロセッサ４０は、位置制御の開始後、ロボット１２によってスクレーパ１６を複数の教示点ＴＰ_ｎへ順に移動させるための位置制御指令ＰＣを生成する。具体的には、プロセッサ４０は、スクレーパ１６の先端３２ａを教示点ＴＰ_ｎから教示点ＴＰ_ｎ＋１へ移動させるための位置制御指令ＰＣ_ｎを生成する。

【0031】

プロセッサ４０は、この位置制御指令ＰＣ_ｎに従ってロボット１２の各サーボモータ３４を動作させることによって、スクレーパ１６を、教示点ＴＰ_１→ＴＰ_２→ＴＰ_３→ＴＰ_４の順に位置決めする。この位置制御により、プロセッサ４０は、スクレーパ１６（具体的には、先端３２ａ）を、複数の教示点ＴＰ_ｎによって規定される移動経路ＭＰに沿って移動させる。

【0032】

なお、本実施形態においては、理解の容易のために、ワークＷ１の表面Ｑ１は、ロボット座標系Ｃ１のｘ－ｙ平面と略平行であり、移動経路ＭＰの方向ＭＤは、ロボット座標系Ｃ１のｘ－ｚ平面と略平行であるとする。位置制御指令ＰＣ_ｎは、スクレーパ１６（つまり、ロボット１２の手先部２８ｂ）を、教示点ＴＰ_ｎから教示点ＴＰ_ｎ＋１まで移動させるときの速度Ｖ_{Ｐ_ｎ}を規定する速度指令ＰＣ_{Ｖ_ｎ}（第１速度指令）を有する。

【0033】

位置制御の開始後、スクレーパ１６が図６中の教示点ＴＰ_２に到達したとき、プロセッサ４０は、力制御を開始する。なお、本実施形態においては、教示点ＴＰ_２は、スクレーパ１６の先端３２ａが該教示点ＴＰ_２に配置されたときに該先端３２ａが表面Ｑ１から上方へ離隔するように、設定されている。力制御の開始後、プロセッサ４０は、力センサ１４の検出データに基づいて、ロボット１２がスクレーパ１６をワークＷ１の表面Ｑ１に押し付ける押付力Ｆを目標値Ｆ_Ｔに制御するように、ロボット１２の手先部２８ｂ（又は、ＴＣＰ）の位置を制御する。

【0034】

具体的には、プロセッサ４０は、力制御において、力センサ１４の検出データに基づいて取得した押付力Ｆ（具体的には、反力Ｆ’）を目標値Ｆ_Ｔに制御すべく、ロボット１２の手先部２８ｂ（ＴＣＰ）の位置を制御するための力制御指令ＦＣを生成する。そして、プロセッサ４０は、該力制御指令ＦＣを位置制御指令ＰＣ_ｎに加えて、ロボット１２のサーボモータ３４を動作させる。

【0035】

これにより、プロセッサ４０は、位置制御指令ＰＣ_ｎに従ってスクレーパ１６（又は、手先部２８ｂ）を方向ＭＤに移動させるとともに、力制御指令ＦＣに従ってスクレーパ１６をワークＷ１の表面Ｑ１に対して接近又は離反する方向（すなわち、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸方向）へ移動させる。力制御指令ＦＣは、スクレーパ１６をロボット座標系Ｃ１のｚ軸方向へ移動させる速度を規定する速度指令ＦＣ_Ｖ（第２速度指令）を有する。

【0036】

スクレーパ１６が教示点ＴＰ_２に到達したとき、プロセッサ４０は、スクレーパ１６を教示点ＴＰ_２から教示点ＴＰ_３へ移動させるための位置制御指令ＰＣ_２として速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}を生成するともに、力制御指令ＦＣとして速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}を生成する。図７に、スクレーパ１６が教示点ＴＰ_２に到達したときにプロセッサ４０が生成する速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}及び速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}を模式的に示す。

【0037】

スクレーパ１６が教示点ＴＰ_２に到達した後、プロセッサ４０は、速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}に従ってロボット１２を動作させて、スクレーパ１６を教示点ＴＰ_２から教示点ＴＰ_３へ、速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}に対応する（具体的には、一致する）速度Ｖ_{Ｐ_２}で、方向ＭＤへ移動させる。

【0038】

これとともに、プロセッサ４０は、速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}を生成し、サーボモータ３４への速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}に加えることで、スクレーパ１６を表面Ｑ１へ向かう方向（すなわち、下方）へ、該速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}に対応する速度Ｖ_{Ｆ_０}で移動させる。その結果、ロボット１２は、スクレーパ１６を、教示点ＴＰ_２を通過した後、図７中の方向ＭＤ’へ移動させることになる。

【0039】

図８に、キサゲ加工においてスクレーパ１６（具体的には、先端３２ａ）が実際に辿る軌道ＴＲを実線で示す。スクレーパ１６は、教示点ＴＰ_２を通過した後、表面Ｑ１に対して鋭角θ２を形成するように傾斜した軌道ＴＲで表面Ｑ１へ向かって移動し、位置Ｐ１で該表面Ｑ１に当接する。スクレーパ１６が表面Ｑ１に当接している間、プロセッサ４０は、位置制御指令ＰＣ_２に従ってスクレーパ１６を、表面Ｑ１に沿う方向ＭＤ（すなわち、右方）へ移動させるとともに、力制御によって押付力Ｆを目標値Ｆ_Ｔに制御するための力制御指令ＦＣとして速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}を生成する。

【0040】

この速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}により、ロボット１２の手先部２８ｂの位置を、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸方向に、速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}に対応する速度Ｖ_{Ｆ_１}で、変位させる。ここで、スクレーパ１６が表面Ｑ１に当接している間に生成する速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}（すなわち、速度Ｖ_{Ｆ_１}）の最大値は、スクレーパ１６が表面Ｑ１に当接する前に生成する速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}（すなわち、速度Ｖ_{Ｆ_０}）よりも、大きく設定され得る。

【0041】

こうして、スクレーパ１６が、目標値Ｆ_Ｔに対応する大きさの押付力Ｆで押し付けられながら表面Ｑ１に沿って右方へ移動され、これにより、スクレーパ１６の先端３２ａで表面Ｑ１を削るキサゲ加工が実行される。キサゲ加工中のスクレーパ１６の状態を図９に示す。図９に示すように、キサゲ加工中、ロボット１２は、スクレーパ１６の先端３２ａを押付力Ｆで表面Ｑ１に押し付け、これにより、スクレーパ１６の柄部３０は、下方へ膨出するように湾曲して撓む。換言すれば、力制御の目標値Ｆ_Ｔは、キサゲ加工中に柄部３０を撓ませることができる値として、設定される。

【0042】

再度、図８を参照して、スクレーパ１６（又は手先部２８ｂ）が教示点ＴＰ_３に対応する位置に到達すると、プロセッサ４０は、スクレーパ１６を教示点ＴＰ_４へ移動させるための位置制御指令ＰＣ_３を生成する。プロセッサ４０は、位置制御指令ＰＣ_３に従ってロボット１２を動作させることで、手先部２８ｂを右上方へ移動させる。その結果、スクレーパ１６は、ワークＷ１の表面Ｑ１に対して鋭角θ３を形成するように傾斜した軌道ＴＲで右上方へ移動し、該スクレーパ１６の先端３２ａが、位置Ｐ２で表面Ｑ１から離反する。こうして、キサゲ加工が終了する。

【0043】

このように実行されたキサゲ加工によって、図１０及び図１１に示すように、表面Ｑ１に、湾曲状に凹む凹部Ｒが、位置Ｐ１から位置Ｐ２まで右方へ延在するように、形成される。図１０及び図１１に示す例では、凹部Ｒは、ロボット座標系Ｃ１のｘ軸方向の長さｘ_２とｚ軸方向の深さＥとを有する。なお、図１０及び図１１では、理解の容易のために、凹部Ｒの深さＥを拡大して図示しているが、実際の凹部Ｒの深さＥは、約１０μｍ以下であることを理解されたい。

【0044】

本実施形態においては、プロセッサ４０は、上述の鋭角θ２が予め定めた範囲内となるように、速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}及びＦＣ_{Ｖ_０}を生成する。ここで、本発明者は、キサゲ加工の熟練者がスクレーパ１６の刃部３２をワークＷ１の表面Ｑ１に対して１５°～３５°の角度の軌道で移動させて該表面Ｑ１に当接させているという知見を得た。

【0045】

また、本発明者は、熟練者がキサゲ加工を連続して実行しているときにスクレーパ１６の刃部３２をワークＷ１の表面Ｑ１に押し付ける押付力Ｆ_Ｒの時間変化特性のデータを取得した。この時間変化特性を図１２に示す。図１２に示す時間変化特性から、本発明者は、１回の（つまり、１個の凹部Ｒを形成する）キサゲ加工において熟練者が刃部３２を表面Ｑ１に対して押し付ける押付力Ｆ_Ｒの大きさ（時間変化特性のピーク値）を取得するとともに、熟練者がキサゲ加工中に刃部３２を移動させている速度が約１００［ｍｍ／ｓｅｃ］であることを突き止めた。

【0046】

ここで、図８中の教示点ＴＰ_２と位置Ｐ１との間の、ロボット座標系Ｃ１のｘ軸及びｚ軸方向の距離を、それぞれ、距離ｘ_１及びｚ_１とすると、該距離ｘ_１及びｚ_１、速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}（速度Ｖ_{Ｐ_２}）、及び速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}（速度Ｖ_{Ｆ_０}）は、以下の式（１）を満たす。
ｚ_１／ｘ_１＝ＦＣ_{Ｖ_０}／ＰＣ_{Ｖ_２}＝Ｖ_{Ｆ_０}／Ｖ_{Ｐ_２} …（１）

【0047】

また、鋭角θ２、距離ｘ_１及びｚ_１、速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}（速度Ｖ_{Ｐ_２}）、及び速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}（速度Ｖ_{Ｆ_０}）は、以下の式（２）を満たす。
θ２＝ｔａｎ^－１（ｚ_１／ｘ_１）＝ｔａｎ^－１（ＦＣ_{Ｖ_０}／ＰＣ_{Ｖ_２}）＝ｔａｎ^－１（Ｖ_{Ｆ_０}／Ｖ_{Ｐ_２}） …（２）

【0048】

よって、仮に、キサゲ加工の加工条件ＭＣとして、ｘ_１＝１０［ｍｍ］、ｚ_１＝５［ｍｍ］に設定すると、式（２）より、鋭角θ２≒２６．６°として決定できる。この場合において、加工条件ＭＣとして、速度Ｖ_{Ｐ_２}（すなわち、速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}）を、上述の熟練者によるスクレーパ１６の移動速度と同様に１００［ｍｍ／ｓｅｃ］に設定した場合、式（１）より、速度Ｖ_{Ｆ_０}（すなわち、速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}）を、５０［ｍｍ／ｓｅｃ］として決定できる。

【0049】

代替的には、加工条件ＭＣとして、θ２＝２５°、速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}（速度Ｖ_{Ｐ_２}）＝１００［ｍｍ／ｓｅｃ］に設定した場合、式（２）より、ＦＣ_{Ｖ_０}（速度Ｖ_{Ｆ_０}）≒４６．６［ｍｍ／ｓｅｃ］として決定できる。この場合において、ｚ_１＝１０［ｍｍ］に設定すると、式（１）より、ｘ_１≒２１．４［ｍｍ］として決定できる。

【0050】

また、加工条件ＭＣとして、目標値Ｆ_Ｔは、ワークＷ１の材質と凹部Ｒの目標深さＥに応じた値（例えば１００［Ｎ］）に設定される。このように、加工条件ＭＣは、距離ｘ_１、距離ｚ_１、鋭角θ２、速度Ｖ_{Ｆ_０}（速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}）、及び、速度Ｖ_{Ｐ_２}（速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}）を含む。

【0051】

本発明者は、熟練者によるキサゲ加工を観察し、鋭意検討の結果、加工条件ＭＣを適切に設定すれば、上述の鋭角θ２を、例えば１５°～３５°の範囲内となるように制御することができるとともに、図１２と同様の時間変化特性となるように押付力Ｆを制御でき、以って、ロボット１２によって熟練者と同等の品質でキサゲ加工を実行できることを見出した。

【0052】

図１３に、プロセッサ４０が所定の加工条件ＭＣに従ってロボット１２を動作させてキサゲ加工を連続して実行した（つまり、複数の凹部Ｒを形成した）ときにスクレーパ１６の刃部３２をワークＷ１の表面Ｑ１に押し付ける押付力Ｆの時間変化特性を示す。図１３に示すように、適切に設定した加工条件ＭＣに従ってロボット１２にキサゲ加工を実行させることで、１回のキサゲ加工における押付力Ｆを、図１２と類似する時間変化特性の大きさとなるように、制御することができる。

【0053】

以下、図８及び図１３を参照して、ロボット１２によるキサゲ加工中の押付力Ｆの時間変化について、詳細に説明する。スクレーパ１６の先端３２ａが位置Ｐ１でワークＷ１の表面Ｑ１に当接した後、プロセッサ４０は、力制御指令ＦＣ（速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}）を生成することで、ロボット１２の手先部２８ｂの位置を速度Ｖ_{Ｆ_１}で下方へ変位させ、これにより、押付力Ｆは急激に増大する。

【0054】

一方、プロセッサ４０は、上述したようにスクレーパ１６を教示点ＴＰ_２から教示点ＴＰ_３へ移動させるための位置制御指令ＰＣ_２（速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}）を生成しているが、教示点ＴＰ_３に近づくにつれて位置制御指令ＰＣ_２が力制御指令ＦＣよりも優勢となり、プロセッサ４０は、スクレーパ１６（手先部２８ｂ）を、教示点ＴＰ_３に対応する位置に到達させる前に、ワークＷ１の表面Ｑ１から離れる方向（すなわち、上方）へ移動させることになる。その結果、押付力Ｆの大きさは、図１３に示すピーク値Ｆ_Ｐとなった後に急激に減少する。

【0055】

ここで、本実施形態においては、キサゲ加工によって形成する凹部Ｒの長さｘ_２を比較的短くすべく、教示点ＴＰ_２と教示点ＴＰ_３との間のロボット座標系Ｃ１のｘ軸方向の距離ｘ_３が、比較的短く設定されている。この場合、プロセッサ４０は、押付力Ｆが力制御の目標値Ｆ_Ｔに到達する前に、スクレーパ１６を上方へ移動させることになる。したがって、本実施形態においては、ピーク値Ｆ_Ｐは、目標値Ｆ_Ｔよりも小さくなる。

【0056】

その後、プロセッサ４０は、位置制御指令ＰＣ_２及びＰＣ_３に従ってロボット１２を動作させることで、スクレーパ１６を、鋭角θ３を形成するように傾斜した軌道ＴＲに沿って右上方へ移動させ、スクレーパ１６が位置Ｐ２で表面Ｑ１から離反した時点で、押付力Ｆがゼロになる。このようにして、プロセッサ４０は、キサゲ加工における押付力Ｆを、図１３に示す特性として予め定めた大きさとなるように、制御している。

【0057】

なお、押付力Ｆの「予め定めた大きさ」とは、ピーク値Ｆ_Ｐのみならず、図１３に示す時間変化特性も含む。また、上述したように、本実施形態においては、押付力Ｆのピーク値Ｆ_Ｐは、力制御の目標値Ｆ_Ｔよりも小さくなっている。このピーク値Ｆ_Ｐは、目標値Ｆ_Ｔに対応し、該目標値Ｆ_Ｔに依存して変化する。換言すれば、ピーク値Ｆ_Ｐは、目標値Ｆ_Ｔによって制御可能である。

【0058】

次に、図１４を参照して、ロボットシステム１０の動作フローの一例について説明する。プロセッサ４０は、メモリ４２に予め格納されたコンピュータプログラムＣＰに従って、図１４に示すフローを実行する。図１４に示すフローは、例えば、制御装置１８が起動されたときに、開始される。

【0059】

ステップＳ１において、プロセッサ４０は、加工条件ＭＣの入力を受け付けたか否かを判定する。例えば、プロセッサ４０は、加工条件ＭＣとして、上述の距離ｘ_１、距離ｚ_１、鋭角θ２、速度Ｖ_{Ｆ_０}（速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}）、速度Ｖ_{Ｐ_２}（速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}）、及び目標値Ｆ_Ｔを入力するための入力画面の画像データを生成し、制御装置１８の表示装置４８に表示させる。

【0060】

オペレータは、表示装置４８に表示された入力画面を視認しつつ、制御装置１８の入力装置４６を操作して、加工条件ＭＣとして、距離ｘ_１、距離ｚ_１、鋭角θ２、速度Ｖ_{Ｆ_０}（速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}）、及び速度Ｖ_{Ｐ_２}（速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}）のうちの少なくとも３つのデータを入力するとともに、目標値Ｆ_Ｔを入力する。プロセッサ４０は、入力装置４６から加工条件ＭＣの入力データを受け付けた場合にＹＥＳと判定し、ステップＳ２へ進む一方、加工条件ＭＣの入力データを受け付けていない場合はＮＯと判定し、ステップＳ３へ進む。

【0061】

ステップＳ２において、プロセッサ４０は、加工条件ＭＣを決定する。例えば、オペレータが、ステップＳ１において、加工条件ＭＣとしてｘ_１＝１０［ｍｍ］、ｚ_１＝５［ｍｍ］、Ｖ_{Ｐ_２}（ＰＣ_{Ｖ_２}）＝１００［ｍｍ／ｓｅｃ］と入力したとする。この場合、プロセッサ４０は、加工条件ＭＣの入力データと、上述の式（１）及び（２）とから、加工条件ＭＣとして、θ２＝２６．６°、及び、Ｖ_{Ｆ_０}（ＦＣ_{Ｖ_０}）＝５０［ｍｍ／ｓｅｃ］として自動で決定する。

【0062】

このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、オペレータから入力を受け付けた加工条件ＭＣのうちの一部のパラメータに応じて、加工条件ＭＣのうちの他のパラメータを自動で決定する。そして、プロセッサ４０は、これらｘ_１＝１０［ｍｍ］、ｚ_１＝５［ｍｍ］、Ｖ_{Ｐ_２}（ＰＣ_{Ｖ_２}）＝１００［ｍｍ／ｓｅｃ］、θ２＝２６．６°、及びＶ_{Ｆ_０}（ＦＣ_{Ｖ_０}）＝５０［ｍｍ／ｓｅｃ］、及び目標値Ｆ_Ｔを、加工条件ＭＣとして設定する。

【0063】

ステップＳ３において、プロセッサ４０は、オペレータ、上位コントローラ、又はコンピュータＣＰから、キサゲ加工開始指令を受け付けたか否かを判定する。プロセッサ４０は、キサゲ加工開始指令を受け付けた場合にＹＥＳと判定し、ステップＳ４へ進む一方、キサゲ加工開始指令を受け付けていない場合にＮＯと判定し、ステップＳ６へ進む。

【0064】

ステップＳ４において、プロセッサ４０は、全ての加工条件ＭＣが設定済みであるか否かを判定する。具体的には、プロセッサ４０は、加工条件ＭＣとして距離ｘ_１、距離ｚ_１、鋭角θ２、速度Ｖ_{Ｆ_０}（速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}）、及び速度Ｖ_{Ｐ_２}（速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}）の全てが設定済みである場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ５へ進む。一方、プロセッサ４０は、加工条件ＭＣとして距離ｘ_１、距離ｚ_１、鋭角θ２、速度Ｖ_{Ｆ_０}（速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}）、及び速度Ｖ_{Ｐ_２}（速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}）の少なくとも１つが未設定である場合はＮＯと判定し、ステップＳ７へ進む。

【0065】

ステップＳ５において、プロセッサ４０は、キサゲ加工を実行する。このステップＳ５について、図１５を参照して説明する。ステップＳ１１において、プロセッサ４０は、位置制御を開始する。具体的には、プロセッサ４０は、上述の位置制御指令ＰＣ_ｎを生成する動作を開始し、ロボット１２によってスクレーパ１６の先端３２ａを、教示点ＴＰ_１→ＴＰ_２→ＴＰ_３→ＴＰ_４の順に移動させる動作を開始する。

【0066】

ステップＳ１２において、プロセッサ４０は、スクレーパ１６が教示点ＴＰ_２に到達したか否かを判定する。例えば、ロボット１２のサーボモータ３４には、該サーボモータ３４の回転（具体的には、回転角度又は回転位置）を検出する回転検出器（エンコーダ、又はホール素子等）が設けられる。

【0067】

プロセッサ４０は、回転検出器からのフィードバックに基づいて、ロボット座標系Ｃ１におけるスクレーパ１６（具体的には、ＴＣＰ）の位置データを取得し、該位置データから、該スクレーパ１６が教示点ＴＰ_２に到達したか否かを判定できる。プロセッサ４０は、スクレーパ１６が教示点ＴＰ_２に到達した（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合は、ステップＳ１３へ進む一方、スクレーパ１６が教示点ＴＰ_２に到達していない（すなわち、ＮＯ）と判定した場合は、ステップＳ１２をループする。

【0068】

ステップＳ１３において、プロセッサ４０は、力制御を開始する。具体的には、プロセッサ４０は、上述の力制御指令ＦＣを生成する動作を開始し、位置制御指令ＰＣ_ｎに力制御指令ＦＣを加えてロボット１２を動作させる。ここで、上述のステップＳ２において、加工条件ＭＣとして、速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}＝１００［ｍｍ／ｓｅｃ］、及び、速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}＝５０［ｍｍ／ｓｅｃ］に設定されている。

【0069】

したがって、プロセッサ４０は、位置制御指令ＰＣ_２として速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}＝１００［ｍｍ／ｓｅｃ］を生成するともに、力制御指令ＦＣとして速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}＝５０［ｍｍ／ｓｅｃ］を生成する。該速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}及びＦＣ_{Ｖ_０}でロボット１２を動作させることで、プロセッサ４０は、スクレーパ１６を、速度Ｖ_{Ｐ_２}＝１００［ｍｍ／ｓｅｃ］で方向ＭＤへ移動させるとともに、速度Ｖ_{Ｆ_０}＝５０［ｍｍ／ｓｅｃ］で下方へ移動させる。その結果、スクレーパ１６は、鋭角θ２≒２６．６°で傾斜する軌道ＴＲ（図８）に沿ってワークＷ１の表面Ｑ１へ向かって移動する。こうして、鋭角θ２を所定の範囲内（例えば１５°～３５°）に制御できる。

【0070】

ステップＳ１４において、プロセッサ４０は、力センサ１４の検出データに基づいて取得した押付力Ｆが、予め定めた閾値Ｆ_ｔｈ以上（Ｆ≧Ｆ_ｔｈ）となったか否かを判定する。この閾値Ｆ_ｔｈは、スクレーパ１６の先端３２ａがワークＷ１の表面Ｑ１に当接したことを示す値として、オペレータによって予め定められる。プロセッサ４０は、Ｆ≧Ｆ_ｔｈとなった場合にＹＥＳと判定し、ステップＳ１５へ進む一方、Ｆ＜Ｆ_ｔｈである場合はＮＯと判定し、ステップＳ１４をループする。

【0071】

ステップＳ１５において、プロセッサ４０は、力制御指令ＦＣを切り換える。具体的には、プロセッサ４０は、生成する力制御指令ＦＣを、速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}から速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}に切り換える。速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}への切り換え後、プロセッサ４０は、該速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}を生成し、押付力Ｆを目標値Ｆ_Ｔに制御すべく、ロボット１２の手先部２８ｂの位置を、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸方向に、該速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}に対応する速度Ｖ_{Ｆ_１}で変位させる。上述したように、速度Ｖ_{Ｆ_１}（速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}）の最大値は、速度Ｖ_{Ｆ_０}（速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}）よりも大きくなり得る。

【0072】

ステップＳ１６において、プロセッサ４０は、スクレーパ１６（又は、手先部２８ｂ）が教示点ＴＰ_４に対応する位置に到達したか否かを判定する。ここで、ステップＳ１３の開始後は、プロセッサ４０が位置制御と力制御を並行して実行するので、スクレーパ１６の先端３２ａは、図８に示す軌道ＴＲに沿って移動することで、教示点ＴＰ_３及びＴＰ_４の下方を通過することになる。

【0073】

プロセッサ４０は、このステップＳ１６において、上述の回転検出器からのフィードバックに基づいて、先端３２ａ（又は、手先部２８ｂ）のロボット座標系Ｃ１のｘ座標が教示点ＴＰ_４のｘ座標と一致したか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合は、ステップＳ１７へ進む一方、ＮＯと判定した場合は、ステップＳ１６をループする。

【0074】

ステップＳ１６でＹＥＳと判定する前に、スクレーパ１６の先端３２ａは、上述したように、位置Ｐ２でワークＷ１の表面Ｑ１から離反する。そして、ステップＳ１７において、プロセッサ４０は、力制御と位置制御を終了する。こうして、１回のキサゲ加工が終了し、図１０及び図１１に示すような凹部ＲがワークＷ１の表面Ｑ１に形成される。

【0075】

再度、図１４を参照して、プロセッサ４０は、ステップＳ６において、オペレータ、上位コントローラ、又はコンピュータプログラムＣＰから動作終了指令を受け付けたか否かを判定する。プロセッサ４０は、動作終了指令を受け付けた場合にＹＥＳと判定し、図１４に示すフローを終了する一方、動作終了指令を受け付けていない場合はＮＯと判定し、ステップＳ１へ戻る。

【0076】

一方、ステップＳ４でＮＯと判定した場合、ステップＳ７において、プロセッサ４０は、警告信号を発信する。例えば、プロセッサ４０は、「加工条件を設定してください」という音声又は画像の警告信号を生成し、制御装置１８に設けられたスピーカ（図示せず）又は表示装置４８を通して、オペレータに出力する。そして、プロセッサ４０は、ステップＳ１へ戻る。

【0077】

以上のように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、ロボット１２によってスクレーパ１６を、鋭角θ２で傾斜した軌道ＴＲでワークＷ１の表面Ｑ１に当接させている。そして、プロセッサ４０は、スクレーパ１６が表面Ｑ１に当接している間、押付力Ｆを予め定めた大きさ（図１３）に制御するとともに、スクレーパ１６を表面Ｗ_Ｓに沿って右方へ移動させることで、キサゲ加工を実行している。この構成によれば、ロボット１２によって、熟練者と同等の品質でキサゲ加工を実行することができる。

【0078】

また、本実施形態においては、プロセッサ４０は、スクレーパ１６がワークＷ１の表面Ｑ１に当接している間、力センサ１４の検出データに基づいて力制御を実行することによって、ロボット１２の手先部２８ｂの位置を、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸方向へ制御している。この構成によれば、キサゲ加工中に、押付力Ｆを、図１３に示す特性として予め定めた大きさとなるように、高精度に制御することが可能となる。

【0079】

これにより、ロボット１２がキサゲ加工を実行しているときの押付力Ｆの時間変化特性を、熟練者による押付力Ｆ_Ｒの時間変化特性（図１２）に近づけることができるので、ロボット１２が実行するキサゲ加工の品質を、熟練者の品質に、より効果的に近づけることが可能となる。

【0080】

また、本実施形態においては、プロセッサ４０は、位置制御指令ＰＣ_２（具体的には、速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}）に従ってスクレーパ１６を教示点ＴＰ_２から教示点ＴＰ_３へ移動させるとともに、力制御指令ＦＣ（具体的には、速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}）に従ってスクレーパ１６を下方へ移動させることによって、該スクレーパ１６を、鋭角θ２だけ傾斜した軌道ＴＲでワークＷ１の表面Ｑ１に当接させている。

【0081】

そして、プロセッサ４０は、鋭角θ２が予め定めた範囲内（例えば、１５°～３５°）となるように、速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}及びＦＣ_{Ｖ_０}を生成している。この構成によれば、位置制御指令ＰＣ_２（速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}）及び力制御指令ＦＣ（速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}）によって、軌道ＴＲの鋭角θ２を、所望の範囲内となるように高精度に制御できる。これにより、ロボット１２が実行するキサゲ加工の品質を、熟練者の品質に、さらに効果的に近づけることが可能となる。

【0082】

また、本実施形態においては、プロセッサ４０は、力制御の実行中に押付力Ｆが目標値Ｆ_Ｔに到達する前に、スクレーパ１６をワークＷ１の表面Ｑ１から離れる方向（すなわち、上方）へ移動させて、キサゲ加工を終了している。この構成によれば、１回のキサゲ加工における押付力Ｆの時間変化特性（図１３）を、熟練者による押付力Ｆ_Ｒの時間変化特性（図１２）に効果的に近づけることができる。また、凹部Ｒを、図９に示すように、その中央部分が凹む湾曲状に形成できる。これにより、キサゲ加工の品質を向上させることができる。

【0083】

また、本実施形態においては、プロセッサ４０、キサゲ加工を実行しているときに、スクレーパ１６を、ワークＷ１の表面Ｑ１に対して鋭角θ３を形成するように傾斜した軌道ＴＲで該表面Ｑ１から離反させて、キサゲ加工を終了している。この構成によれば、凹部Ｒを湾曲状に形成することができるので、キサゲ加工の品質を向上させることができる。

【0084】

なお、この鋭角θ３は、教示点ＴＰ_３及びＴＰ_４の位置、又は、教示点ＴＰ_２から教示点ＴＰ_３までの移動経路ＭＰと、教示点ＴＰ_３から教示点ＴＰ_４までの移動経路ＭＰとの角度を調整することによって、制御可能である。一例として、この鋭角θ３は、１４°～２０°の角度となるように制御される。

【0085】

また、本実施形態においては、図９に示すように、キサゲ加工の実行中に刃部３２がワークＷ１の表面Ｑ１に押し付けられたときに柄部３０が撓むように、力制御の目標値Ｆ_Ｔ（すなわち、押付力Ｆの大きさ）が定められている。この構成によれば、柄部３０の撓みによってキサゲ加工中に生じた刃部３２の微小振動が吸収されるとともに、刃部３２から表面Ｑ１へ押付力Ｆを均等に作用させることができる。その結果、形成する凹部Ｒの表面が波状となってしまうのを防止できるので、キサゲ加工の品質を向上させることができる。

【0086】

なお、プロセッサ４０は、キサゲ加工中に、スクレーパ１６の軸線Ａ２が、図７中の方向ＭＤ’（つまり、教示点ＴＰ_２から位置Ｐ１までの軌道ＴＲ）と平行（すなわち、θ１＝θ２）となるように、手首部の姿勢を制御してもよい。又は、プロセッサ４０は、θ１＜θ２（又は、θ１＞θ２）を満たす（つまり、軸線Ａ２と方向ＭＤ’とが非平行となる）ように、手首部の姿勢を制御してもよい。

【0087】

上述の実施形態においては、プロセッサ４０が、力制御の実行中に押付力Ｆが目標値Ｆ_Ｔに到達する前にスクレーパ１６を上方へ移動させる場合について述べた。しかしながら、これに限らず、プロセッサ４０は、力制御の実行中に押付力Ｆが目標値Ｆ_Ｔに到達した時点でスクレーパ１６を上方へ移動させてもよい。この場合、押付力Ｆの時間変化特性は、図１３と同様となる一方、ピーク値Ｆ_Ｐは、目標値Ｆ_Ｔと同じとなる。

【0088】

一例として、教示点ＴＰ_２と教示点ＴＰ_３との間の距離ｘ_３を、上述の実施形態よりも長くすることによって、ピーク値Ｆ_Ｐが目標値Ｆ_Ｔと同じとなるように押付力Ｆを制御することができる。代替的には、プロセッサ４０は、刃部３２がワークＷ１の表面Ｑ１と当接した（上述のステップＳ１４でＹＥＳと判定）後の力制御で生成する速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}を増大させることによって、ピーク値Ｆ_Ｐが目標値Ｆ_Ｔと同じとなるように押付力Ｆを制御することもできる。

【0089】

また、プロセッサ４０は、力制御によって押付力Ｆが目標値Ｆ_Ｔに到達した後に該押付力Ｆを該目標値Ｆ_Ｔに継続して維持するように、キサゲ加工を継続して実行してもよい。例えば、教示点ＴＰ_２と教示点ＴＰ_３との間の距離ｘ_３を長く設定し、プロセッサ４０が図１４及び図１５のフローを実行した場合、押付力Ｆを該目標値Ｆ_Ｔに継続して維持するようにキサゲ加工を継続させることになる。

【0090】

このようなキサゲ加工における押圧力Ｆの時間変化特性を図１６に示す。スクレーパ１６が教示点ＴＰ_２を通過した後に位置Ｐ１でワークＷ１の表面Ｑ１に当接した後、押付力Ｆが急激に上昇し、目標値Ｆ_Ｔに略一致する。その後、プロセッサ４０は、位置制御指令ＰＣ_２に従ってスクレーパ１６を教示点ＴＰ_３へ向かって右方へ移動させる間、押付力Ｆを該目標値Ｆ_Ｔに継続して維持させるように力制御指令ＦＣ（具体的には、速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}）を生成し、ロボット１２の手先部２８ｂの位置を制御する。

【0091】

次いで、プロセッサ４０は、上述の実施形態と同様に、スクレーパ１６を教示点ＴＰ_３に対応する位置（具体的には、教示点ＴＰ_３の下方位置）に到達させる前に、スクレーパ１６を上方へ移動させる。その結果、押付力Ｆが急激に減少し、スクレーパ１６の刃部３２が位置Ｐ２でワークＷ１の表面Ｑ１から離反したときに、押付力Ｆはゼロとなる。

【0092】

こうして、プロセッサ４０は、キサゲ加工における押付力Ｆを、図１６に示す特性として予め定めた大きさとなるように、制御している。本実施形態によれば、ロボット１２によって、比較的長い長さｘ_２を有する凹部Ｒを、熟練者と同等の品質で形成することができる。

【0093】

なお、教示点ＴＰ_ｎは、図６に示す形態に限らず、如何なる数の教示点がワークＷに対して設定されてもよい。図１７に、教示点ＴＰ_ｎの他の形態を示す。図１７に示す形態においては、ワークＷ１の表面Ｑ１に沿って、教示点ＴＰ_１、ＴＰ_２、ＴＰ_３、ＴＰ_４、及びＴＰ_５が設定されている。ここで、教示点ＴＰ_４は、教示点ＴＰ_３の右方に配置され、教示点ＴＰ_２、ＴＰ_３及びＴＰ_４の、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸方向の位置は、互いに略同じである。そして、教示点ＴＰ_５は、教示点ＴＰ_４の右上方に配置されている。

【0094】

次に、図１４、図１８、及び図１９を参照して、図１７に示すように教示点ＴＰ_ｎが設定された場合のロボットシステム１０の動作フローについて説明する。本実施形態においても、プロセッサ４０は、図１４に示すフローを実行するが、本実施形態に係るフローは、上述の実施形態と、ステップＳ５において相違する。以下、図１８を参照して、本実施形態に係るステップＳ５について説明する。

【0095】

ステップＳ５の開始後、プロセッサ４０は、上述の実施形態と同様に、ステップＳ１１～Ｓ１６を実行する。これにより、スクレーパ１６は、図１９に示すように、教示点ＴＰ_１から教示点ＴＰ_２へ移動した後、鋭角θ２で傾斜する軌道ＴＲでワークＷ１の表面Ｑ１へ向かって移動し、位置Ｐ１で表面Ｑ１に当接する。

【0096】

スクレーパ１６が表面Ｑ１に当接している間、プロセッサ４０は、位置制御指令ＰＣ_２及びＰＣ_３に従ってスクレーパ１６を方向ＭＤ（右方）へ移動させるとともに、力制御によって押付力Ｆを目標値Ｆ_Ｔに制御するための速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}を生成する。図２０に、本実施形態においてプロセッサ４０が力制御を実行したときの押付力Ｆの時間変化特性を示す。力制御によってスクレーパ１６が位置Ｐ１で表面Ｑ１に当接した時点ｔ_１から、押付力Ｆは、急激に増大する。

【0097】

ここで、本実施形態においては、プロセッサ４０は、スクレーパ１６が教示点ＴＰ_３に対応する位置に到達した時点ｔ_２で押付力Ｆがピーク値Ｆ_Ｐに達し、その後、スクレーパ１６（具体的には、先端３２ａ）が教示点ＴＰ_４に対応する位置（具体的には、教示点ＴＰ_４の下方位置）に到達した時点ｔ_３（すなわち、ステップＳ１６でＹＥＳと判定した時点）で押付力Ｆがゼロとなるように、力制御指令ＦＣ（具体的には、速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}）を生成してロボット１２の手先部２８ｂの位置を制御する。また、プロセッサ４０は、スクレーパ１６が時点ｔ_３でワークＷ１の表面Ｑ１に当接した状態となるように、位置制御指令ＰＣ_３及び力制御指令ＦＣを生成する。

【0098】

再度、図１８を参照して、ステップＳ１６でＹＥＳと判定したとき（時点ｔ_３）、ステップＳ２１において、プロセッサ４０は、力制御を終了する。ステップＳ２１の後、プロセッサ４０は、位置制御指令ＰＣ_４に従ってロボット１２を動作させることにより、スクレーパ１６を、図１９に示すように鋭角θ３で傾斜する軌道ＴＲに沿って右上方へ移動させ、その結果、スクレーパ１６は、位置Ｐ２でワークＷ１の表面Ｑ１から離反してキサゲ加工が終了する。

【0099】

ステップＳ２２において、プロセッサ４０は、スクレーパ１６が教示点ＴＰ_５に対応する位置に到達したか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ２３へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ２２をループする。そして、ステップＳ２３において、プロセッサ４０は位置制御を終了する。

【0100】

以上のように、本実施形態においては、スクレーパ１６が教示点ＴＰ_３に到達した時点ｔ_２で押付力Ｆがピーク値Ｆ_Ｐに達し、スクレーパ１６が教示点ＴＰ_４に到達した時点ｔ_３で押付力Ｆがゼロとなるように、力制御を実行している。この構成によれば、図２０に示す押付力Ｆの時間変化特性を、より詳細に制御可能となるので、熟練者がキサゲ加工を実行しているときの押付力Ｆ_Ｒの時間変化に効果的に近づけることができる。

【0101】

なお、上述の実施形態において、プロセッサ４０は、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸方向におけるワークＷの厚さＨに応じて、力制御指令を変更してもよい。以下、この機能について説明する。図２１に、図８に示すワークＷ１よりも薄い厚さＨを有するワークＷ２に対してプロセッサ４０が図１４に示すフローを実行したときのスクレーパ１６の実際の軌跡ＴＲ’を示す。なお、図２１においては、比較のために、図８に示すワークＷ１を点線、軌跡ＴＲを二点鎖線で、それぞれ重ねて図示している。

【0102】

また、図２１に示す形態においては、教示点ＴＰ_ｎ（ｎ＝１～４）は、図８の形態と同じロボット座標系Ｃ１の位置に設定されているとする。図２１に示すように、ワークＷ１は、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸方向の厚さＨ_１を有する一方、ワークＷ２は、厚さＨ_１よりも薄い厚さＨ_２（＜Ｈ_１）を有している。

【0103】

このワークＷ２に対してプロセッサ４０がキサゲ加工を実行した場合、スクレーパ１６の先端３２ａは、位置Ｐ１を通過して、該位置Ｐ１の右下方に位置する位置Ｐ１’でワークＷ２の表面Ｑ２と当接することになる。そして、プロセッサ４０は、上述の実施形態と同様に、教示点ＴＰ_３に到達する前にロボット１２の手先部２８ｂを上方へ移動させる動作を開始し、スクレーパ１６は、位置Ｐ２の下方に位置する位置Ｐ２’で表面Ｑ２から離反することになる。

【0104】

このようにキサゲ加工を実行した場合の押付力Ｆの時間変化特性を図２２に実線として示す。なお、図２２においては、比較のために、図８に示すワークＷ１に対してキサゲ加工を実行したときの押付力Ｆの時間変化特性（図１３に対応）を破線で重ねて示している。図２２に示すように、厚さが薄いワークＷ２をキサゲ加工した場合、押付力Ｆのピーク値Ｆ_Ｐ’が、ワークＷ１をキサゲ加工したときのピーク値Ｆ_Ｐよりも小さくなってしまう。この場合、ワークＷ２の表面Ｑ２へのスクレーパ１６の押付けが不十分となり、形成される凹部Ｒの深さＥが、所望の大きさに満たない可能性がある。

【0105】

そこで、本実施形態においては、プロセッサ４０は、ワークＷの厚さＨに応じて、力制御時に生成する速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}（速度Ｖ_{Ｆ_１}）を変更する。速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}は、速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}を生成するためのゲインＧ、サーボモータ３４の最大回転数Ｖ_ＭＡＸ又は時定数Ｔを変更することで、変更可能である。

【0106】

ここで、速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}は、力センサ１４の検出データ（又は、押付力Ｆ）にゲインＧをかけることで生成され、該ゲインＧは、力制御によってサーボモータ３４を動作させるときの応答速さを規定するパラメータとなる。また、時定数Ｔは、サーボモータ３４の速度Ｖを、ゼロと最大回転数Ｖ_ＭＡＸとの間で加減速させるのに要する時間を規定する。

【0107】

ゲインＧ及び最大回転数Ｖ_ＭＡＸを大きくする程、又は、時定数Ｔを小さくする程、速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}を増大させることができ、これにより、図２２に示す押付力Ｆの時間変化特性の勾配（微分値）を大きくすることができる。押付力Ｆの時間変化特性の勾配を大きくすることで、力制御中に押付力Ｆを、より短時間でピーク値Ｆ_Ｐ（又は目標値Ｆ_Ｔ）に到達させることができる。

【0108】

一例として、制御装置１８のメモリ４２は、ワークＷの厚さＨと、ゲインＧ、最大回転数Ｖ_ＭＡＸ、及び時定数Ｔとの関係性を示すデータテーブルＤＴ１を予め格納する。このデータテーブルＤＴ１においては、力制御実行時に十分な大きさのピーク値Ｆ_Ｐを確保できるゲインＧ、最大回転数Ｖ_ＭＡＸ、及び時定数Ｔが、厚さＨに関連付けられて格納されている。データテーブルＤＴ１は、例えば、実験的手法又はシミュレーションによって、ゲインＧ、最大回転数Ｖ_ＭＡＸ、及び時定数Ｔと、厚さＨとのデータセットを蓄積することで、作成され得る。

【0109】

一方、オペレータは、プロセッサ４０が図１４に示すフローを実行する前に、ワークＷの厚さＨを測定する。そして、プロセッサ４０が図１４に示すフローを開始した後、オペレータは、加工条件ＭＣとして、上述の距離ｘ_１、距離ｚ_１、鋭角θ２、速度Ｖ_{Ｆ_０}（速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}）、速度Ｖ_{Ｐ_２}（速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}）、及び目標値Ｆ_Ｔに加えて、測定したワークＷの厚さＨを入力する。

【0110】

そうすると、プロセッサ４０は、厚さＨの入力を受け付けて、ステップＳ１でＹＥＳと判定する。次いで、ステップＳ２において、プロセッサ４０は、入力された厚さＨに対応するゲインＧ、最大回転数Ｖ_ＭＡＸ、及び時定数ＴをデータテーブルＤＴ１から検索し、該厚さＨと、該ゲインＧ、該最大回転数Ｖ_ＭＡＸ、及び該時定数Ｔとを、加工条件ＭＣとして設定する。すなわち、本実施形態においては、加工条件ＭＣは、距離ｘ_１、距離ｚ_１、鋭角θ２、速度Ｖ_{Ｆ_０}（速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}）、速度Ｖ_{Ｐ_２}（速度指令ＰＣ_{Ｖ_２}）、及び目標値Ｆ_Ｔに加えて、厚さＨ、ゲインＧ、最大回転数Ｖ_ＭＡＸ、及び時定数Ｔをさらに有する。

【0111】

そして、ステップＳ５中のステップＳ１４でＹＥＳと判定した後、プロセッサ４０は、ステップＳ２で設定したゲインＧ、最大回転数Ｖ_ＭＡＸ、及び時定数Ｔを用いることで、ワークＷの厚さＨに応じた速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}を生成し、これにより力制御を実行する。図２３に、本実施形態に係る動作フローをワークＷ２に対して実行した場合の押付力Ｆの時間変化特性を示す。

【0112】

図２３に示すように、本実施形態によれば、ワークＷ２の厚さＨ_２に応じて速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}を増大させることにより、押付力Ｆの変化の勾配が、図２２の特性と比べて大きくなり、その結果、押圧力Ｆが、短時間でピーク値Ｆ_Ｐへ到達している。したがって、ワークＷ２の表面Ｑ２へスクレーパ１６を十分な押付力Ｆで押し付けることができるので、凹部Ｒの深さＥを所望の値とすることができる。

【0113】

なお、本実施形態においては、速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}を変更するためのパラメータとして、ゲインＧ、最大回転数Ｖ_ＭＡＸ、及び時定数Ｔを例示した。しかしながら、これに限らず、速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}を変更可能な如何なるパラメータを用いてもよい。また、速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}に限らず、プロセッサ４０は、力制御時に押付力Ｆをピーク値Ｆ_Ｐへ迅速に到達させるために、ワークＷの厚さＨに応じて、サーボモータ３４へのトルク指令を変更してもよい。

【0114】

なお、プロセッサ４０は、力制御時に十分な大きさのピーク値Ｆ_Ｐを確保するために、速度指令ＦＣ_{Ｖ_１}を変更する代わりに、ワークＷの厚さＨに応じて教示点ＴＰ_３及びＴＰ_３の位置を変更してもよい。以下、図２４を参照して、この機能について説明する。一例として、制御装置１８のメモリ４２は、ワークＷの厚さＨと、教示点ＴＰ_３のずらし量δ_３、及び教示点ＴＰ_４のずらし量δ_４との関係性を示すデータテーブルＤＴ２を予め格納する。なお、ずらし量δ_３及びδ_４は、互いに同じであってもよいし、又は、異なってもよい。

【0115】

このデータテーブルＤＴ２においては、力制御実行時に十分な大きさのピーク値Ｆ_Ｐを確保できるずらし量δ_３及びδ_４が、厚さＨに関連付けられて格納されている。データテーブルＤＴ２は、例えば、実験的手法、又はシミュレーションによって、ずらし量δ_３及びδ_４と厚さＨとのデータセットを蓄積することで、作成され得る。

【0116】

一方、図２１及び図２３を参照して上述した形態と同様に、オペレータは、ワークＷの厚さＨを予め測定し、図１４中のステップＳ１において、加工条件ＭＣとしてワークＷの厚さＨを入力する。ステップＳ２において、プロセッサ４０は、入力された厚さＨに対応するずらし量δ_３及びδ_４をデータテーブルＤＴ２から検索する。

【0117】

そして、プロセッサ４０は、予め定められた教示点ＴＰ_３を、ずらし量δ_３だけ右方へずらした新たな教示点ＴＰ_３’（図２４）の位置データ（具体的には、ロボット座標系Ｃ１の座標）と、予め定められた教示点ＴＰ_４を、ずらし量δ_４だけ右方へずらした新たな教示点ＴＰ_４’の位置データとを取得する。

【0118】

その後、プロセッサ４０は、ステップＳ３～Ｓ７を順次実行することで、キサゲ加工を実行する。図２４に、本実施形態に係る動作フローをワークＷ２に対して実行した場合のスクレーパ１６の軌道ＴＲ”を実線で示す。図２４に示すように、本実施形態においては、スクレーパ１６は、軌道ＴＲ”に沿って移動して、位置Ｐ１’でワークＷ１の表面Ｑ１と当接し、該表面Ｑ１に沿って右方へ移動した後、位置Ｐ２”で表面Ｑ１から離反する。図２５に、このときの押付力Ｆの時間変化特性を示す。なお、図２５においては、比較のために、ワークＷ１に対してキサゲ加工を実行したときの押付力Ｆの時間変化特性（図１３に対応）を破線で示す。

【0119】

図２５に示すように、本実施形態によれば、押付力Ｆは、ワークＷ１に対してキサゲ加工を実行したときと比べて、スクレーパ１６が図２４中の位置Ｐ１から位置Ｐ１’まで移動するのに要した時間Δｔだけ遅れて増加し始めているが、ピーク値Ｆ_Ｐに到達している。したがって、ワークＷ２の表面Ｑ２へスクレーパ１６を十分な押付力Ｆで押し付けることができるので、凹部Ｒの深さＥを所望の値とすることができる。

【0120】

なお、上述の実施形態においては、オペレータが、ワークＷの厚さＨを測定する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、プロセッサ４０は、ワークＷに対して１回目のキサゲ加工を実行したときに、厚さＨを取得してもよい。具体的には、プロセッサ４０は、ステップＳ１４でＹＥＳと判定したときに、サーボモータ３４の回転検出器からのフィードバックに基づいて、スクレーパ１６の先端３２ａ（ＴＣＰ）のロボット座標系Ｃ１のｚ軸座標ｚ_２を取得する。

【0121】

一方、ワークＷが載置された載置面（図示せず）の、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸座標ｚ_３は、既知であって、メモリ４２に予め記憶される。プロセッサ４０は、ワークＷの厚さＨを、Ｈ＝ｚ_２－ｚ_３なる式から求めることができる。そして、プロセッサ４０は、ワークＷに対して２回目のキサゲ加工する場合に、図２３又は図２５を参照して説明した方法により、押付力Ｆをピーク値Ｆ_Ｐに到達させるように力制御を実行してもよい。

【0122】

なお、上述の実施形態において、プロセッサ４０は、凹部Ｒの目標深さＥに応じて、力制御の目標値Ｆ_Ｔを自動で決定してもよい。以下、この機能について説明する。ここで、キサゲ加工によって形成される凹部Ｒの深さＥと、キサゲ加工中に実行する力制御の目標値Ｆ_Ｔとは、高度に相関する。具体的には、目標値Ｆ_Ｔを高く設定する程、キサゲ加工中の押付力Ｆのピーク値Ｆ_Ｐが高くなり、これにより、形成される凹部Ｒの深さＥが深くなる。

【0123】

一例として、制御装置１８のメモリ４２は、深さＥと目標値Ｆ_Ｔ（又はピーク値Ｆ_Ｐ）とが互いに関連付けられて格納されたデータテーブルＤＴ３を予め格納する。このデータテーブルＤＴ３は、例えば、実験的手法、又はシミュレーションによって、深さＥと目標値Ｆ_Ｔとのデータセットを蓄積することで、作成され得る。

【0124】

プロセッサ４０が図１４に示すフローを開始した後、オペレータは、加工条件ＭＣとして、目標深さＥを入力する。そうすると、プロセッサ４０は、目標深さＥの入力を受け付けて、ステップＳ１でＹＥＳと判定する。次いで、ステップＳ２において、プロセッサ４０は、入力された目標深さＥに対応する目標値Ｆ_ＴをデータテーブルＤＴ３から検索し、加工条件ＭＣとして設定する。

【0125】

そして、プロセッサ４０は、ステップＳ１３の開始後、設定した目標値Ｆ_Ｔで力制御を実行することで、目標深さＥを有する凹部Ｒが形成される。このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、オペレータが入力した目標深さＥに応じて、該目標深さＥを実現可能な目標値Ｆ_Ｔを自動で決定し、力制御を実行している。この構成によれば、キサゲ加工によって形成する凹部Ｒの深さＥを、所望の値に制御することができる。

【0126】

なお、上述の実施形態において、プロセッサ４０は、凹部Ｒの目標深さＥに応じて、入射角θ２を自動で決定してもよい。以下、この機能について説明する。ここで、キサゲ加工によって形成される凹部Ｒの深さＥと入射角θ２とは、高度に相関する。例えば、入射角θ２を小さく設定する程、形成される凹部Ｒの深さＥが浅くなり得る。

【0127】

一例として、制御装置１８のメモリ４２は、深さＥと入射角θ２とが互いに関連付けられて格納されたデータテーブルＤＴ４を予め格納する。このデータテーブルＤＴ４は、例えば、実験的手法、又はシミュレーションによって、深さＥと入射角θ２とのデータセットを蓄積することで、作成され得る。

【0128】

プロセッサ４０が図１４に示すフローを開始した後、例えば、オペレータは、加工条件ＭＣとして、目標深さＥと、上述の式（２）中の速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}及びＰＣ_{Ｖ_２}（又は、距離ｘ_１及びｚ_１）のうちの一方とを入力する。そうすると、プロセッサ４０は、加工条件ＭＣの入力を受け付けてステップＳ１でＹＥＳと判定する。

【0129】

次いで、ステップＳ２において、プロセッサ４０は、入力された目標深さＥに対応する入射角θ２をデータテーブルＤＴ４から検索し、加工条件ＭＣとして設定する。また、プロセッサ４０は、上述の式（１）より、速度指令ＦＣ_{Ｖ_０}及びＰＣ_{Ｖ_２}（又は、距離ｘ_１及びｚ_１）のうちの他方を自動で設定する。

【0130】

このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、オペレータが入力した目標深さＥに応じて、該目標深さＥを実現可能な入射角θ２を自動で決定し、加工条件ＭＣとして自動で設定している。この構成によれば、キサゲ加工によって形成する凹部Ｒの深さＥを、所望の値に制御することができる。

【0131】

なお、データテーブルＤＴ４は、入射角θ２の代わりに、上述の角度θ１を目標深さＥに関連付けて格納してもよい。この角度θ１も、凹部Ｒの深さＥと高度に相関する。この場合、プロセッサ４０は、ステップＳ２において、入力された目標深さＥに対応する角度θ１をデータテーブルＤＴ４から検索し、加工条件ＭＣとして設定する。

【0132】

なお、上述の実施形態においては、プロセッサ４０が、位置制御とともに力制御を実行することによって、キサゲ加工中に押付力Ｆを予め定めた大きさ（図１３、図２０、図２３、図２５）に制御する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、プロセッサ４０は、位置制御のみを実行することによって、押付力Ｆを予め定めた大きさに制御し、キサゲ加工を実行することもできる。この機能について、図２６を参照して説明する。

【0133】

図２６に示す形態においては、ワークＷ１の表面Ｑ１に沿って、教示点ＴＰ_１１、ＴＰ_１２、ＴＰ_１３、ＴＰ_１４、ＴＰ_１５、ＴＰ_１６、及びＴＰ_１７が設定されている。ここで、教示点ＴＰ_１２及び教示点ＴＰ_１６は、ロボット座標系Ｃ１における表面Ｑ１と同じｚ軸方向の位置に配置され、教示点ＴＰ_１３、ＴＰ_１４及びＴＰ_１５は、ロボット座標系Ｃ１における表面Ｑ１の下方の位置に配置されている。また、これら教示点ＴＰ_ｎ（ｎ＝１１～１７）の中で、教示点ＴＰ_１４が、ロボット座標系Ｃ１の最も下側に配置されている。

【0134】

この形態の場合、プロセッサ４０は、位置制御を実行して、スクレーパ１６を、教示点ＴＰ_１１→ＴＰ_１２→ＴＰ_１３→ＴＰ_１４→ＴＰ_１５→ＴＰ_１６→ＴＰ_１７の順で移動させる。具体的には、プロセッサ４０は、ロボット１２によってスクレーパ１６を教示点ＴＰ_１１から教示点ＴＰ_１２へ向かって移動させる。

【0135】

これにより、スクレーパ１６は、ワークＷの表面Ｑ１に沿う方向（右方）へ移動するとともに該表面Ｑ１へ向かう方向（下方）へ移動し、入射角θ２で傾斜する軌道でワークＷの表面Ｑ１に教示点ＴＰ_１２にて当接する。本実施形態においては、入射角θ２は、教示点ＴＰ_１１から教示点ＴＰ_１２までの移動経路ＭＰによって規定される。

【0136】

その後、プロセッサ４０は、ロボット１２の手先部２８ｂを、教示点ＴＰ_１３及びＴＰ_１４に対応する位置へ向かって右下方へさらに移動させ、次いで、教示点ＴＰ_１５及びＴＰ_１６に対応する位置へ向かって右上方へ移動させる。この間、プロセッサ４０は、スクレーパ１６の先端３２ａを押付力ＦでワークＷの表面Ｑ１に押し付けつつ、右方へ移動させる。

【0137】

そして、プロセッサ４０は、スクレーパ１６を教示点ＴＰ_１６から教示点ＴＰ_１７へ向かって移動させ、これにより、スクレーパ１６は、表面Ｑ１に対して鋭角θ３を形成するように傾斜した軌道で該表面Ｑ１から離反する。こうして、教示点ＴＰ_１２からＴＰ_１６までの長さを有する凹部Ｒが表面Ｑ１に形成される。

【0138】

ここで、教示点ＴＰ_ｎの位置を適切に選択することによって、キサゲ加工を実行しているときの押付力Ｆを、図１３に示す時間変化特性となるように、制御することができる。一例として、メモリ４２は、教示点ＴＰ_ｎの位置データ（ロボット座標系Ｃ１の座標）と、押付力Ｆの大きさ（又は時間変化特性）とを互いに関連付けて格納したデータテーブルＤＴ５を予め格納する。

【0139】

このデータテーブルＤＴ５により、キサゲ加工実行時の押付力Ｆを所望の大きさに制御可能な教示点ＴＰ_ｎの位置データを設定することができる。このように設定した教示点ＴＰ_ｎに従って位置制御を実行することにより、プロセッサ４０は、キサゲ加工における押付力Ｆを、データテーブルＤＴ５に予め格納した大きさ（時間変化特性）となるように、制御できる。

【0140】

なお、上述の実施形態においては、ワークＷの表面Ｑに対して、１回のキサゲ加工を実行する場合について述べた。しかしながら、プロセッサ４０は、ワークＷの表面Ｑに並ぶ複数の凹部Ｒを形成するために、キサゲ加工を複数回に亘って繰り返し実行してもよい。この場合、形成する複数の凹部Ｒの各々に対して、図６、図１７又は図２６に示す一群の教示点ＴＰ_ｎがそれぞれ設定される。

【0141】

例えば、複数の凹部Ｒの各々に対して図６に示す一群の教示点ＴＰ_ｎ（ｎ＝１～４）が設定された場合、プロセッサ４０は、図１４に示すフローにおいて、第１の凹部Ｒを形成するために設定された第１群の教示点ＴＰ_ｎに関して、１回目のステップＳ５を実行し、次いで、第２の凹部Ｒを形成するために設定された第２群の教示点ＴＰ_ｎに関して、２回目のステップＳ５を実行する。このようにして、プロセッサ４０は、第ｍの凹部Ｒを形成するために設定された第ｍ群の教示点ＴＰ_ｎに関して、ｍ回目のステップＳ５を実行する（ｍ＝１，２，３，・・・）ことでキサゲ加工を繰り返し実行し、複数の凹部Ｒを形成できる。

【0142】

なお、メモリ４２は、上述の距離ｘ_１又はｚ_１と凹部Ｒの深さＥとのデータテーブルＤＴ６を予め格納してもよい。そして、プロセッサ４０は、上述のステップＳ２において、入力された目標深さＥに対応する距離ｘ_１又はｚ_１をデータテーブルＤＴ６から検索し、加工条件ＭＣとして設定してもよい。距離ｘ_１又はｚ_１も、形成される凹部Ｒの深さＥと相関する。

【0143】

上述の実施形態においては、教示点ＴＰ_２が、スクレーパ１６の先端３２ａが表面Ｑ１から上方へ離隔するように設定される場合について述べた。しかしながら、これに限らず、教示点ＴＰ_２は、ロボット座標系Ｃ１における表面Ｑ１と同じ位置（又は下方）に配置されてもよい。この場合、上述の入射角θ２は、教示点ＴＰ_１から教示点ＴＰ_２までの移動経路ＭＰによって規定される。

【0144】

力センサ１４は、例えば、作業セルとロボットベース２０との間に介挿されてもよいし、又は、ロボット１２の如何なる部位に設けられてもよい。また、力センサ１４は、ロボット１２に限らず、ワークＷの側に設けられてもよい。例えば、力センサ１４を、ワークＷと、該ワークＷが載置される載置面との間に介挿することによって、押付力Ｆを検出できる。また、力センサ１４は、６軸力覚センサに限らず、例えば、１軸又は３軸力センサであってもよいし、押付力Ｆを検出可能な如何なるセンサであってもよい。

【0145】

また、上述の実施形態においては、ツール座標系Ｃ２の原点がスクレーパ１６の先端３２ａに配置される場合について述べた。しかしながら、これに限らず、ツール座標系Ｃ２の原点は、例えば、手先部２８ｂ（手首フランジ）の中心に配置されてもよいし、手先部２８ｂに対する位置が既知であれば如何なる位置に配置されてもよい。

【0146】

また、センサ座標系Ｃ３の原点は、力センサ１４の中心に限らず、力センサ１４に対して既知である如何なる位置に配置されてもよいし、その各軸は如何なる方向に定義されてもよい。また、ロボット座標系Ｃ１の原点は、ロボットベース２０の中心に限らず、ロボット１２に対して既知である如何なる位置に配置されてもよいし、その各軸は如何なる方向に定義されてもよい。以上、実施形態を通じて本開示を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。

【符号の説明】

【0147】

１０ ロボットシステム
１２ ロボット
１４ 力センサ
１６ スクレーパ
１８ 制御装置
４０ プロセッサ

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】