(57)【要約】【課題】フローティングジョイントによって接続されたエンドエフェクタの姿勢に関わらず、エンドエフェクタによる加工位置を正確かつ迅速に位置決めすることを目的とする。【解決手段】加工装置は、被加工部材に対して加工を行うエンドエフェクタが設置される支持部８と、支持部８とロボットアーム３との間に設けられる弾性部２０を有し、支持部８とロボットアーム３とを接続するフローティングジョイント５と、支持部８との接続及び接続の解除が可能な構成を有し、支持部８と接続されたとき、ロボットアーム３に対する支持部８の位置を所定の位置で固定する固定部９とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工部材に対して加工を行うエンドエフェクタが設置される支持部と、
前記支持部とロボットアームとの間に設けられる弾性部を有し、前記支持部と前記ロボットアームとを接続する連結部と、
前記支持部との接続及び前記接続の解除が可能な構成を有し、前記支持部と接続されたとき、前記ロボットアームに対する前記支持部の位置を所定の位置で固定する固定部と、
を備える加工装置。
【請求項２】
前記固定部は、前記支持部と接続されたとき、前記ロボットアームに対する前記支持部の向きを所定の向きで固定する請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記支持部は、互いに異なる位置に形成された三つの第１係合部を有し、
前記固定部は、前記三つの第１係合部とそれぞれ係合される三つの第２係合部を有する請求項２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記第１係合部は、突出して形成された凸部、又は、窪んで形成された凹部であり、前記第２係合部は、前記第１係合部の前記凸部又は前記凹部に対応した形状を有する凹部又は凸部である請求項３に記載の加工装置。
【請求項５】
前記支持部は、
前記三つの第１係合部のうち二つの前記第１係合部が形成された第１面部と、
前記第１面部と異なる面であり、残りの一つの第１係合部が形成された第２面部と、
を有し、
前記固定部は、
前記第１面部と対向して設置され、前記第１面部に対して近接及び離隔が可能であり、前記三つの第２係合部のうち二つの前記第２係合部が形成された第１固定部と、
前記第２面部と対向して設置され、前記第２面部に対して近接及び離隔が可能であり、前記三つの第２係合部のうち残りの一つの前記第２係合部が形成された第２固定部と、
を有する請求項３又は４に記載の加工装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の加工装置を用いた加工方法であって、
前記支持部と前記固定部が接続された状態で、前記被加工部材の加工目標位置に前記エンドエフェクタの先端を移動するステップと、
前記加工目標位置に応じて、前記エンドエフェクタの位置を調整するステップと、
前記エンドエフェクタの位置を調整したときの前記ロボットアームの位置を記録するステップと、
を備える加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工装置及び加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機部品の板材（例えばスキンパネル）を複数枚重ね合わせたり、板材に対して部品（例えばストリンガー）を取り付けたりする際、リベット等の締結部品によって複数の板材又は板材と部品（以下「複数の部材」という。）が互いに結合される。自動穴明け・打鋲装置（オートマチックリベッタ）を用いる場合、ドリル等を有する穴明け装置によって、リベットを挿通するための貫通孔が切削加工によって形成される。その後、リベットが貫通孔に挿通され、打鋲装置によってリベットが貫通孔に固定される。これにより、複数の部品が互いに結合される。
【０００３】
オートマチックリベッタは、穴明け装置や打鋲装置を備えるヘッドと被加工部材との干渉により移動可能な範囲が限られていたり、組立手順によっては動作が困難である場合がある。この場合、従来、作業者による手作業によって、穴明け加工や打鋲が行われている。しかし、作業場所の高さが例えば数ｍになるようなサイズを有する部品である場合や加工の向きによっては、手作業による穴明け加工や打鋲は、時間や手間が掛かり、場合によっては危険を伴う。そのため、作業の効率性等の観点から、ロボットアームを有する産業用ロボットを用いることが検討されている。
【０００４】
下記の特許文献１では、ロボットアームの様々な姿勢による重力作用が生じた場合においても、位置誤差吸収機能を発揮させるため、固定体と可動体を複数の流体圧シリンダを介して連結し、全体としてパラレルメカニズムを構成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−６２３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ロボットアームを有するロボットを用いた場合、ロボット自体の制御システムのみでは、穴明け加工等の際の加工位置の位置決め精度を確保することが困難である。位置決め精度は、同一形状の部品を複数製作する場合に、所定の誤差の範囲内で、同一位置で加工を行えることが要求される。また、外部センサを用いてエンドエフェクタの先端位置を決定するフィードバック制御を行ったとしても、外部センサの検知結果を用いることから、サイクルタイムが長くなるという問題がある。
【０００７】
図１２及び図１３に示すように、ロボットアーム５１の先端に取り付けられた穴明け装置等のエンドエフェクタ５２が、フローティングジョイント５３を介してロボットアーム５１と接続されているものがある。この場合、フローティングジョイント５３のばね５４が変形することによって、ロボットアーム５１をエンドエフェクタ５２の軸方向に対して平行に移動させるだけで、加工目標位置Ｐとエンドエフェクタ５２の位置の誤差を吸収できる。
【０００８】
しかし、フローティングジョイントは、ロボットアームとエンドエフェクタをばね等の弾性部材で連結した構造である。そのため、エンドエフェクタの姿勢や、エンドエフェクタの重心バランスに応じて、エンドエフェクタの先端位置が様々に変化する。例えば、航空機部品等の３次元曲面を有する部材を加工する場合、加工位置ごとに、エンドエフェクタの姿勢が異なる。そのため、図１４に示すように、重心バランスの変化によって、フローティングジョイント５３のばね５４が撓み、エンドエフェクタ５２の先端位置がずれる。
【０００９】
したがって、フローティングジョイントを用いたロボットでは、エンドエフェクタの姿勢等によってロボットアームとエンドエフェクタの先端位置の関係が異なるため、加工位置の正確な位置決めが困難であるという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フローティングジョイントによって接続されたエンドエフェクタの姿勢に関わらず、エンドエフェクタによる加工位置を正確かつ迅速に位置決めすることが可能な加工装置及び加工方法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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の加工装置及び加工方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る加工装置は、被加工部材に対して加工を行うエンドエフェクタが設置される支持部と、前記支持部とロボットアームとの間に設けられる弾性部を有し、前記支持部と前記ロボットアームとを接続する連結部と、前記支持部との接続及び前記接続の解除が可能な構成を有し、前記支持部と接続されたとき、前記ロボットアームに対する前記支持部の位置を所定の位置で固定する固定部とを備える。
【００１２】
この構成によれば、支持部には、被加工部材に対して加工を行うエンドエフェクタが設置され、連結部が支持部とロボットアームとの間に設けられる弾性部を有し、連結部が支持部とロボットアームとを接続する。すなわち、連結部はフローティングジョイントを構成する。これにより、エンドエフェクタが設置された支持部は、ロボットアームに対して弾性的に接続され、ロボットアームに対してエンドエフェクタによる加工位置に関する位置誤差を吸収できる。
【００１３】
また、固定部は、支持部との接続や、支持部との接続の解除が可能な構成を有し、固定部と支持部が接続されたとき、ロボットアームに対する支持部の位置が固定部によって所定の位置で固定される。これにより、固定部が支持部と接続されているとき、エンドエフェクタによる加工位置を一意に決定できる。その結果、フローティングジョイントによって接続されたエンドエフェクタの姿勢に関わらず、エンドエフェクタによる加工位置を正確かつ迅速に位置決めできる。所定の位置とは、例えば支持部の可動範囲の中心位置である。
【００１４】
上記発明において、前記固定部は、前記支持部と接続されたとき、前記ロボットアームに対する前記支持部の向きを所定の向きで固定してもよい。
【００１５】
この構成によれば、固定部と支持部が接続されたとき、ロボットアームに対する支持部の向きが固定部によって所定の向きで固定される。これにより、固定部が支持部と接続されているとき、エンドエフェクタによる加工方向を一意に決定できる。所定の向きとは、例えば支持部の可動範囲の中心における支持部の向きである。
【００１６】
上記発明において、前記支持部は、互いに異なる位置に形成された三つの第１係合部を有し、前記固定部は、前記三つの第１係合部とそれぞれ係合される三つの第２係合部を有してもよい。
【００１７】
この構成によれば、支持部には、三つの第１係合部が互いに異なる位置に形成され、固定部は、三つの第１係合部とそれぞれ係合される三つの第２係合部を有する。三つの第１係合部と三つの第２係合部が係合することによって、ロボットアームに対する支持部の位置及び向きが所定の位置及び向きで固定される。
【００１８】
上記発明において、前記第１係合部は、突出して形成された凸部、又は、窪んで形成された凹部であり、前記第２係合部は、前記第１係合部の前記凸部又は前記凹部に対応した形状を有してもよい。
【００１９】
この構成によれば、突出して形成された凸部、又は、窪んで形成された凹部である第１係合部が、第１係合部の凸部又は凹部に対応した形状を有する凹部又は凸部である第２係合部と係合する。
【００２０】
上記発明において、前記支持部は、前記三つの第１係合部のうち二つの前記第１係合部が形成された第１面部と、前記第１面部と異なる面であり、残りの一つの第１係合部が形成された第２面部とを有し、前記固定部は、前記第１面部と対向して設置され、前記第１面部に対して近接及び離隔が可能であり、前記三つの第２係合部のうち二つの前記第２係合部が形成された第１固定部と、前記第２面部と対向して設置され、前記第２面部に対して近接及び離隔が可能であり、前記三つの第２係合部のうち残りの一つの前記第２係合部が形成された第２固定部とを有してもよい。
【００２１】
この構成によれば、支持部は、第１面部と第２面部を有し、第１面部には三つの第１係合部のうち二つの第１係合部が形成されており、第１面部と異なる面である第２面部には、残りの一つの第１係合部が形成されている。また、固定部は、支持部の第１面部と対向して設置された第１固定部と、支持部の第２面部と対向して設置された第２固定部を有する。第１固定部は、第１面部に対して近接及び離隔が可能であり、三つの第２係合部のうち二つの第２係合部が形成され、第２固定部は、第２面部に対して近接及び離隔が可能であり、三つの第２係合部のうち残りの一つの第２係合部が形成される。したがって、第１面部と第１固定部が近接することによって二つの第１係合部と二つの第２係合部が係合し、第２面部と第２固定部が近接することによって残りの一つの第１係合部と残りの一つの第２係合部が係合する。
【００２２】
本発明に係る加工方法は、上述した加工装置を用いた加工方法であって、前記支持部と前記固定部が接続された状態で、前記被加工部材の加工目標位置に前記エンドエフェクタの先端を移動するステップと、前記加工目標位置に応じて、前記エンドエフェクタの位置を調整するステップと、前記エンドエフェクタの位置を調整したときの前記ロボットアームの位置を記録するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、フローティングジョイントによって接続されたエンドエフェクタの姿勢に関わらず、エンドエフェクタによる加工位置を正確かつ迅速に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る加工装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る加工装置のフローティングジョイント及びロック部を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る加工装置のフローティングジョイント及びロック部を示す正面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る加工装置のフローティングジョイント及びロック部を示す正面図であり、支持部と固定部の接続が解除された状態を示す。
【図５】本発明の一実施形態に係る加工装置のフローティングジョイント及びロック部を示す正面図であり、支持部と固定部が接続された状態を示す。
【図６】本発明の一実施形態に係る加工装置のフローティングジョイント及びロック部を示す底面図であり、支持部と固定部の接続が解除された状態を示す。
【図７】本発明の一実施形態に係る加工装置のフローティングジョイント及びロック部を示す底面図であり、支持部と固定部が接続された状態を示す。
【図８】本発明の一実施形態に係る加工装置、ドリルプレート及び被加工部材を示す概略構成図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る加工装置、ドリルプレート及び被加工部材を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る加工装置のフローティングジョイントを示す正面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る加工装置のフローティングジョイントを示す正面図である。
【図１２】従来の加工装置のフローティングジョイントを示す正面図である。
【図１３】従来の加工装置のフローティングジョイントを示す正面図である。
【図１４】従来の加工装置のロボットアーム、エンドエフェクタ及びフローティングジョイントを示す正面図である。
【図１５】従来の加工装置のフローティングジョイントを示す正面図である。
【図１６】従来の加工装置のフローティングジョイントを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の一実施形態に係る加工装置１について、図面を参照して説明する。加工装置１は、例えば、航空機の胴体や主翼などの航空機部品の構造体を組み立てる際に用いられる。航空機部品の胴体や主翼等は、構造体と、薄板部材（スキンパネル）とが結合されて構成され、構造体は、複数の構造用部品が組み合わされて構成される。複数の構造用部品は、ストリンガー、クリップ、シェアタイ、フレームなどである。なお、本発明の適用先は、航空機部品に限定されず、本発明は、他の部品の組み立てにも適用可能である。
【００２６】
加工装置１は、図１に示すように、ロボット本体部２と、ロボットアーム３と、エンドエフェクタ４と、フローティングジョイント（連結部）５と、ロック部６と、制御部７などを備える。制御部７は、プログラムを実行するコンピュータなどによって実現される。
【００２７】
ロボット本体部２は、ロボット本体部２は、ロボットアーム３を支持して、ロボットアーム３や、ロボットアーム３に設置されたエンドエフェクタ４の位置や傾きを調整できる。
【００２８】
エンドエフェクタ４は、ロボットアーム３の先端において、フローティングジョイント５を介してロボットアーム３に設置される。エンドエフェクタ４は、例えばドリルを有し、被加工部材、例えばスキンパネル及びフレームなどに対して穴明け加工を施す。
【００２９】
フローティングジョイント５は、ばね等の弾性部２０を有する。フローティングジョイント５は、ロボットアーム３とロック部６とを接続する。
【００３０】
ロック部６は、図２〜図７に示すように、支持部８と、固定部９を有する。ロック部６は、エンドエフェクタ４をロボットアーム３に対して固定したり、エンドエフェクタ４のロボットアーム３に対する固定を解除したりする。
【００３１】
支持部８は、フローティングジョイント５の先端側に設置され、フローティングジョイント５とエンドエフェクタ４とを接続する。支持部８は、エンドエフェクタ４を支持する。また、支持部８は、図３〜図７に示すように、第１面部１０と、第２面部１１が形成され、第１面部１０には、二つの第１係合部１２が設けられ、第２面部１１には、一つの第１係合部１２が設けられる。すなわち、支持部８には、合計三つの第１係合部１２が設けられる。
【００３２】
また、固定部９は、支持部８に対向して設置され、図５及び図７に示すように、支持部８と近接することによって支持部８と接続されたり、図４及び図６に示すように、支持部８から離隔することによって支持部８との接続が解除されたりする。固定部９には、支持部８の第１係合部１２の一つずつに対応して、合計三つの第２係合部１９が設けられる。
【００３３】
固定部９は、第１固定部１３と、第２固定部１４を有する。第１固定部１３と第２固定部１４は、支持部８を間に挟んで支持部８の両側に設置される。
【００３４】
第１固定部１３は、板状の第１板部１５と、第１板部１５を支持し、かつ、第１板部１５を移動させる第１駆動部１６とを有する。
【００３５】
第１板部１５は、支持部８の第１面部１０と対向して設置される。第１板部１５は、合計三つの第２係合部１９のうち二つの第２係合部１９が形成される。第１駆動部１６は、例えばエアシリンダであり、第１駆動部１６が駆動することによって、第１面部１０に対して第１板部１５を近接させたり離隔させたりする。
【００３６】
第２固定部１４は、板状の第２板部１７と、第２板部１７を支持し、かつ、第２板部１７を移動させる第２駆動部１８とを有する。
【００３７】
第２板部１７は、支持部８の第２面部１１と対向して設置される。第２板部１７は、合計三つの第２係合部１９のうち一つの第２係合部１９が形成される。第２駆動部１８は、例えばエアシリンダであり、第２駆動部１８が駆動することによって、第２面部１１に対して第２板部１７を近接させたり離隔させたりする。
【００３８】
三つの第１係合部１２は、支持部８においてそれぞれ異なる位置に形成される。三つの第２係合部１９は、三つの第１係合部１２とそれぞれ係合される。三つの第１係合部１２と三つの第２係合部１９が係合することによって、ロボットアーム３に対する支持部８の位置及び向きが所定の位置及び向きで固定される。
【００３９】
第１係合部１２は、例えば、支持部８の第１面部１０又は第２面部１１において外側方向に突出して形成された凸部である。第１係合部１２は、例えば円錐台形状（テーパー形状）であり、先端側に向けて細くなる先細り形状を有する。
【００４０】
第２係合部１９は、例えば、固定部９の第１板部１５又は第２板部１７において内側方向に窪んで形成された凹部である。第２係合部１９は、第１係合部１２の凸部に対応した形状を有し、例えば円錐台形状（テーパー形状）であり、底側に向けて細くなる先細り形状を有する。
【００４１】
本実施形態では、第１面部１０と第１固定部１３が近接することによって二つの第１係合部１２と二つの第２係合部１９が係合し、第２面部１１と第２固定部１４が近接することによって残りの一つの第１係合部１２と残りの一つの第２係合部１９が係合する。したがって、固定部９は、第１固定部１３と第２固定部１４の二つの部材を用いて、支持部８との接続を行うことができる。これにより、少ないスペースと少ない部品数で支持部８と固定部９が接続される。
【００４２】
なお、本発明は、固定部９において、第１固定部１３と第２固定部１４の二つの部材を用いる例に限定されない。支持部８と固定部９を３点で係合できればよいことから、固定部９は、三つの部材（第１，第２及び第３固定部（図示せず。））から構成されてもよい。第１，第２及び第３固定部は、それぞれ一つずつ第２係合部１９を有する第２板部１７と、第２駆動部１８（例えばエアシリンダ）を有する。この場合、第２係合部１９に対応するように、支持部８には第１係合部１２がそれぞれ異なる面に設けられた合計３面の面部が形成される。
【００４３】
なお、上述した本実施形態では、三つの第１係合部１２がすべて凸部であり、三つの第２係合部１９がすべて凹部である場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。反対に三つの第１係合部１２がすべて凹部であり、三つの第２係合部１９がすべて凸部でもよい。また、三つの第１係合部１２のうち一つ又は二つが凸部、残りの二つ又は一つが凹部の組み合わせでもよく、この場合、第１係合部１２に対応するように、支持部８において第２係合部１９の凹部と凸部が一つ又は二つ設けられる。
【００４４】
また、第１係合部１２及び第２係合部１９は、円錐台形状に限定されず、例えば、面が平面で構成されたくさび形状（断面形状が略Ｖ字形状）を有するものでもよい。さらに、各第１係合部１２及び各第２係合部１９は、同一サイズ同一形状を有さなくてもよく、異なるサイズ又は異なる形状を有してもよい。
【００４５】
三つの第１係合部１２と三つの第２係合部１９がそれぞれ接続されたとき、３点で支持部８と固定部９が係合されることから、図５及び図７に示すように、ロボットアーム３に対する支持部８の位置が所定の位置で固定され、支持部８の向きが所定の向きで固定される。
【００４６】
すなわち、図４及び図５に示すように、フローティングジョイント５の側面方向から見ると、ロボットアーム３の中心軸に対するフローティングジョイント５の傾き、すなわち、フローティングジョイント５の撓みが矯正される。これにより、ロボットアーム３の中心軸とフローティングジョイント５の中心軸が一致した状態で、支持部８と固定部９が固定される。また、図６及び図７に示すように、フローティングジョイント５の下面方向から見ると、ロボットアーム３の中心軸を中心としたフローティングジョイント５の回転、すなわち、フローティングジョイント５の捻じれが矯正される。これにより、ロボットアーム３の中心軸を中心にしてフローティングジョイント５が回転していない状態で、支持部８と固定部９が固定される。
【００４７】
なお、支持部８と固定部９が接続されたとき、ロボットアーム３に対する支持部８の位置が所定の位置で固定され、支持部８の向きが所定の向きで固定されればよく、第１係合部１２と第２係合部１９の代わりに電磁石などを用いて、支持部８と固定部９を接続してもよい。
【００４８】
次に、本実施形態に係る加工装置１の動作について説明する。
フローティングジョイント５を介してロボットアーム３と接続されたエンドエフェクタ４を用いた加工において、エンドエフェクタ４の先端位置の位置決め精度を向上させるため、図８及び図９に示すように、被加工部材７０の上面にプレート状のドリルプレート６０を設置する。ドリルプレート６０には、加工目標位置Ｐに対応する位置に予めガイドブッシュ（貫通孔）６１が形成されている。
【００４９】
支持部８と固定部９の固定が解除されると、エンドエフェクタ４の先端位置は、例えば図１１に示すように、加工目標位置Ｐから外れた位置に移動するが、ドリルプレート６０のガイドブッシュ６１にエンドエフェクタ４の先端を挿入することによって、エンドエフェクタ４の先端位置を位置決めできる。以下、ドリルプレート６０を用いた加工方法について説明する。
【００５０】
エンドエフェクタ４によって、穴明け加工が行われる場合、エンドエフェクタ４には、ドリル等の穴明け装置が設置される。被加工部材７０は、エンドエフェクタ４の穴明け装置によって貫通孔が形成される。
【００５１】
ドリルプレート６０に形成されたガイドブッシュ６１は、穴明け装置のドリルの径よりも大きい内径を有し、被加工部材７０において目標とする位置及び向きに貫通穴が形成されるように、ガイドブッシュ６１が設けられている。ガイドブッシュ６１において、ガイドブッシュ６１の軸方向と、被加工部材７０に形成される貫通穴の軸方向は、平行である。したがって、ガイドブッシュ６１に沿ってドリルが穴明け加工を施すことによって、目標とする位置及び向きを有する貫通穴が被加工部材７０において形成される。なお、ガイドブッシュ６１とドリルの相対位置誤差は、フローティングジョイント５によって吸収される。
【００５２】
教示プログラムを作成する場合、図８に示すように、ドリルプレート６０が設置された加工目標位置Ｐの近傍へエンドエフェクタ４を移動する。
【００５３】
本実施形態では、加工目標位置Ｐの近傍へのエンドエフェクタ４の移動を開始する前、又は、加工目標位置Ｐの近傍にエンドエフェクタ４を移動した後、支持部８が固定部９によって固定される。図５及び図７に示すように、支持部８と固定部９が接続されたとき、ロボットアーム３に対する支持部８の位置が所定の位置及び所定の向きで固定されることから、エンドエフェクタ４による加工位置や加工方向が一意に決定される。
【００５４】
ガイドブッシュ６１にエンドエフェクタ４を挿入する前、支持部８と固定部９が接続された状態で、ドリルプレート６０から離れた位置で、エンドエフェクタ４の位置や向きを調整し決定する。これにより、図１０に示すように、ガイドブッシュ６１の軸方向とドリルの軸方向が平行かつ一致する。そして、図１１に示すように、支持部８と固定部９との接続を解除して、エンドエフェクタ４を加工目標位置Ｐに対応するガイドブッシュ６１にエンドエフェクタ４の先端を挿入する。
【００５５】
なお、支持部８と固定部９が接続されたとき、エンドエフェクタ４は、エンドエフェクタ４の可動範囲の中心に位置する。そして、この位置でエンドエフェクタ４の位置や向きが教示プログラムに記録されることから、支持部８と固定部９の固定が解除されたとき、エンドエフェクタ４の可動範囲の中心付近に加工目標位置Ｐを収めることができる。これにより、エンドエフェクタ４をドリルの軸方向に移動し、フローティングジョイント５によって相対位置誤差を吸収させるだけで、穴明け加工を開始できる。
【００５６】
以上のロボットアーム３の動作を記録することによって教示プログラムが作成される。
【００５７】
また、教示プログラムに基づいて実際に加工を行う場合、教示プログラムに基づいて、エンドエフェクタ４を移動させる。また、教示プログラムに基づいて、エンドエフェクタ４の位置及び向きが調整される。このとき、支持部８と固定部９は固定された状態でもよいし、支持部８と固定部９の固定が解除された状態でもよい。
【００５８】
教示プログラムどおりエンドエフェクタ４が移動し、エンドエフェクタ４の位置及び向きが調整されれば、仮に支持部８と固定部９が接続されたとき、ガイドブッシュ６１の軸方向とドリルの軸方向が平行かつ一致する。すなわち、エンドエフェクタ４は、図１０に示すように、エンドエフェクタ４の可動範囲の中心に位置する。
【００５９】
エンドエフェクタ４が加工目標位置Ｐの近傍に移動し、エンドエフェクタ４の位置及び向きが調整された後、図１１に示すように、支持部８と固定部９の固定が解除された状態とされる。この状態で、エンドエフェクタ４は、エンドエフェクタ４の重心位置に応じた方向及び向きとなる。そして、支持部８と固定部９の固定が解除された状態で、エンドエフェクタ４をドリルの軸方向に移動する。本実施形態では、支持部８と固定部９の固定が解除されて、弾性部２０のみによってエンドエフェクタ４が支持されていることから、ガイドブッシュ６１に向けてエンドエフェクタ４を軸方向に移動させつつ、ガイドブッシュ６１に沿うようにドリルを導くことができる。
【００６０】
また、ロボットアーム３の動作や被加工部材７０の位置及び向きがずれることによって、ガイドブッシュ６１の軸方向とドリルの軸方向が一致せず、相対位置誤差が生じている場合がある。この場合でも、弾性部２０のみによってエンドエフェクタ４が支持されていることから、相対位置誤差を吸収できる。また、支持部８と固定部９が接続されたとき、エンドエフェクタ４の可動範囲の中心となる位置でエンドエフェクタ４の位置や向きが教示プログラムに記録されていることから、エンドエフェクタ４の可動範囲の中心付近に加工目標位置Ｐが収まっている。
【００６１】
ドリルが加工目標位置Ｐに到達した後、エンドエフェクタ４を用いて被加工部材７０に対して加工が行われる。
【００６２】
従来の構成では、フローティングジョイントにおいてばね等の弾性部が使用されているため、エンドエフェクタの姿勢や、エンドエフェクタの重心バランスに応じて、エンドエフェクタ４の先端位置が様々に変化する。そのため、加工位置ごとに、加工位置とエンドエフェクタの先端位置の関係が異なる。したがって、フローティングジョイントに接続されたエンドエフェクタを用いて教示プログラムを作成する際、加工位置ごとに加工位置とエンドエフェクタの相対位置関係を異ならせる必要があるため、教示プログラムの作成が困難である。
【００６３】
これに対し、本実施形態では、支持部８と固定部９が固定されることによって、ロボットアーム３に対する支持部８の位置が所定の位置及び所定の向きで固定される。よって、エンドエフェクタ４による加工位置や加工方向が一意に決定される。この状態で、エンドエフェクタ４を加工目標位置Ｐの近傍に設置するとき、例えば、ガイドブッシュ６１の軸方向とドリルの軸方向が平行かつ一致させれば、加工位置によらず、加工位置とエンドエフェクタ４の先端位置の相対位置関係を同一にすることができる。
【００６４】
したがって、教示プログラムを作成する際、支持部８と固定部９を固定することによって、加工位置ごとに加工位置とエンドエフェクタ４の相対位置関係を異ならせる必要がなく、教示プログラムの作成が容易になる。
【００６５】
また、従来の構成で、フローティングジョイント５３のばね５４によって支持された状態で、教示プログラムを作成する場合、加工目標位置Ｐによっては、図１５に示すように、ガイドブッシュ６１の軸方向に対するエンドエフェクタ５２の軸方向（例えばドリルの軸方向）が大きく傾くことがある。この場合、フローティングジョイント５３の可動範囲において、フローティングジョイント５３が中心から外れた偏った位置にあるときのアームの位置及び傾きが、教示プログラムとして記録されることになる。その結果、教示プログラムを実施するとき、フローティングジョイント５３の可動範囲が狭い状態で、エンドエフェクタ５２が加工目標位置Ｐの近傍に設置される。したがって、実際の加工時に生じる位置ずれによっては、図１６に示すように、相対位置誤差を吸収できず、ガイドブッシュ６１にドリルを挿入できない可能性がある。
【００６６】
ガイドブッシュ６１にドリルを挿入できない場合は、被加工部材（例えばスキンプレート）、ロボット本体部やエンドエフェクタ、又は、ドリルプレート６０が破損するおそれがある。
【００６７】
これに対し、本実施形態では、支持部８と固定部９が接続されたとき、図１０に示すように、エンドエフェクタ４は、エンドエフェクタ４の可動範囲の中心に位置する。そして、この位置でロボットアーム３の位置及び傾きが教示プログラムに記録される。したがって、教示プログラムを作成する場合、加工位置に応じて、ガイドブッシュ６１の軸方向に対してエンドエフェクタ４の軸方向（例えばドリルの軸方向）が大きく傾くことがない。
【００６８】
その結果、教示プログラムを実施するとき、図１１に示すように、支持部８と固定部９の固定が解除された状態で、エンドエフェクタ４の可動範囲の中心付近に加工目標位置Ｐ収めることができる。したがって、実際の加工時に位置ずれが生じた場合でも、相対位置誤差を吸収でき、ガイドブッシュ６１にドリルを確実に挿入できる。よって、被加工部材７０（例えばスキンプレート）、ロボット本体部２やエンドエフェクタ４、又は、ドリルプレート６０が破損するおそれがない。
【００６９】
従来の構成では、フローティングジョイントの弾性部によって支持されており、撓みが大きくなるため、エンドエフェクタ及びフローティングジョイントが横向きになる位置では教示プログラムを作成できない場合がある。これに対し、本実施形態では、支持部８と固定部９が接続されたとき、エンドエフェクタ４及びフローティングジョイント５を横向き（ほぼ水平方向）に設置することも可能である。そして、この状態で教示プログラムを作成でき、また、この状態でドリルをガイドブッシュ６１に挿入し、その後、支持部８と固定部９の接続を解除すれば、被加工部材７０に対して加工を行うこともできる。したがって、被加工部材７０の形状や加工位置等に応じて決まるエンドエフェクタ４やフローティングジョイント５の設置方向を考慮して、被加工部材７０の配置換えなどの調整を行う必要がなく、加工工程にかかる時間や手間を短縮できる。
【符号の説明】
【００７０】
１    ：加工装置
２    ：ロボット本体部
３    ：ロボットアーム
４    ：エンドエフェクタ
５    ：フローティングジョイント（連結部）
６    ：ロック部
７    ：制御部
８    ：支持部
９    ：固定部
１０  ：第１面部
１１  ：第２面部
１２  ：第１係合部
１３  ：第１固定部
１４  ：第２固定部
１５  ：第１板部
１６  ：第１駆動部
１７  ：第２板部
１８  ：第２駆動部
１９  ：第２係合部
２０  ：弾性部
５１  ：ロボットアーム
５２  ：エンドエフェクタ
５３  ：フローティングジョイント
５４  ：ばね
６０  ：ドリルプレート
６１  ：ガイドブッシュ
７０  ：被加工部材
Ｐ    ：加工目標位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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