(57)【要約】【課題】ピーニングにより時々刻々と形状が変化している被加工面に追従して、良好なピーニングを行う、ことを目的とする。【解決手段】ピーニング装置は、被加工面に打撃を与えるピーニング打撃ピンと、ピーニング打撃ピンを振動により被加工面に対して往復運動させる装置本体と、装置本体の被加工面に対する傾きを調整するサーボモータ２２ｘ，２２ｙと、装置角度を検出するレーザ変位計２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄと、装置本体の振動状態を検出する振動センサ１８とを備える。そして、ピーニング装置の制御装置４０は、振動センサ１８によって検出された振動状態が予め定められた振動状態となるように、サーボモータ２２ｘ，２２ｙを制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工面に打撃を与える打撃手段と、
前記打撃手段を被加工面に対して往復運動させる装置本体と、
前記装置本体の前記被加工面に対する傾きを調整する傾き調整手段と、
前記装置本体の振動状態を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段によって検出された振動状態が予め定められた振動状態となるように、前記傾き調整手段を制御する制御手段と、
を備えるピーニング装置。
【請求項２】
前記傾き調整手段は、前記装置本体を所定の軸回りに回動させるモータであり、
前記制御手段は、前記モータの回転角度に基づいて前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を算出し、算出した角度と予め定められた角度との差分、及び前記振動検出手段によって検出された振動状態と前記予め定められた振動状態との差分に基づいて、前記傾き調整手段に対する操作量を決定する請求項１記載のピーニング装置。
【請求項３】
被加工面に打撃を与える打撃手段と、
前記打撃手段を振動により被加工面に対して往復運動させる装置本体と、
前記装置本体の前記被加工面に対する傾きを調整する傾き調整手段と、
前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を検出する角度検出手段と、
前記角度検出手段によって検出された角度が予め定められた角度となるように、前記傾き調整手段を制御する制御手段と、
を備えるピーニング装置。
【請求項４】
前記装置本体の振動状態を検出する振動検出手段を備え、
前記制御手段は、前記角度検出手段によって検出された角度と前記予め定められた角度との差分、及び前記振動検出手段によって検出された振動状態と予め定められた振動状態との差分に基づいて、前記傾き調整手段に対する操作量を決定する請求項３記載のピーニング装置。
【請求項５】
前記角度検出手段は、前記装置本体と前記被加工面との距離を複数箇所で検出することにより、前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を検出する請求項３又は請求項４記載のピーニング装置。
【請求項６】
前記予め定められた振動状態よりも前記振動検出手段で検出された振動状態が大きい場合、前記予め定められた振動状態は、検出された該振動状態に更新される請求項１、請求項２、請求項４、及び請求項５の何れか１項記載のピーニング装置。
【請求項７】
被加工面に打撃を与える打撃手段と、前記打撃手段を被加工面に対して往復運動させる装置本体と、前記装置本体の前記被加工面に対する傾きを調整する傾き調整手段と、前記装置本体の振動状態を検出する振動検出手段と、を備えるピーニング装置のピーニング方法であって、
前記振動検出手段によって前記装置本体の振動状態を検出する第１工程と、
検出した振動状態が予め定められた振動状態となるように、前記傾き調整手段を制御する第２工程と、
を含むピーニング方法。
【請求項８】
被加工面に打撃を与える打撃手段と、前記打撃手段を振動により被加工面に対して往復運動させる装置本体と、前記装置本体の前記被加工面に対する傾きを調整する傾き調整手段と、前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を検出する角度検出手段と、を備えるピーニング装置のピーニング方法であって、
前記角度検出手段によって、前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を検出する第１工程と、
検出した角度が予め定められた角度となるように、前記傾き調整手段を制御する第２工程と、
を含むピーニング方法。
【請求項９】
前記ピーニング装置は、前記装置本体の振動状態を検出する振動検出手段を備え、
前記第１工程は、前記角度検出手段によって、前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を検出すると共に、前記振動検出手段によって、前記装置本体の振動状態を検出し、
前記第２工程は、検出した角度と予め定められた角度との差分、及び検出した振動状態と予め定められた振動状態との差分に基づいて、前記傾き調整手段に対する操作量を決定する請求項８記載のピーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピーニング装置及びピーニング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ピーニング装置は、例えば超音波振動によって打撃手段であるピンを往復運動させ、被加工物（金属板材等）の被加工面に打撃を与えて、被加工面の表面に圧縮残留応力を発生させ、被加工物の曲げ成形（ピーン成形）や被加工物やその溶接部の疲労特性の改善を行う。
【０００３】
ピーニング装置を手動で操作し、被加工面に対してピーニングを行う場合、ピンの往復運動による振動を作業者が直接受ける。このため、従来のピーニング装置は、振動によりピーニング処理の安定性が悪いという問題や、作業者による打撃角度にばらつきが生じるという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するために特許文献１には、被加工面を基準にピーニング装置本体を垂直に保持し、バネにより振動を吸収する構造が開示されている。
また、特許文献２には、ロボット等保持機構にピーニング装置本体を保持させ、ロボット等保持機構と被加工面とが垂直となるように位置決めし、溶接ビード部に押し付けながら自動で打撃する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９５２８５６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２９８９７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、被加工面を有する被加工材が薄い等の理由で、被加工材自体がピーニングの影響を受けて振動している場合には、ロボット等保持機構等を被加工面に接触させて垂直の基準面を取ることが困難である。
また、曲げ成形を目的とする場合、被加工材が薄いと被加工面はピーニングにより時々刻々と形状変化しているので、ピーニングの前に予めピーニング装置本体と被加工面とを位置決めしても垂直を維持することは困難である。さらに、被加工面の形状変化の過程を予測することも困難であるため、形状変化にあわせたロボット等保持機構に対する事前のティーチングを行えない。
【０００７】
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、ピーニングにより時々刻々と形状が変化している被加工面に追従して、良好なピーニングを行うことができる、ピーニング装置及びピーニング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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のピーニング装置及びピーニング方法は以下の手段を採用する。
【０００９】
本発明の第一態様に係るピーニング装置は、被加工面に打撃を与える打撃手段と、前記打撃手段を被加工面に対して往復運動させる装置本体と、前記装置本体の前記被加工面に対する傾きを調整する傾き調整手段と、前記装置本体の振動状態を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段によって検出された振動状態が予め定められた振動状態となるように、前記傾き調整手段を制御する制御手段と、を備える。
【００１０】
本構成によるピーニング装置は、装置本体に備えられた打撃手段が被加工面に対して往復運動し、被加工面に打撃を与える。
【００１１】
被加工面は、ピーニングにより時々刻々と形状が変化することに伴い、被加工面と打撃手段を備える装置本体とのなす角度が変化し、装置本体の振動状態が変化する。このため、ピーニング装置は、被加工面に対して常に良好なピーニングを行えるとは限らない。
【００１２】
そこで、本構成によれば、振動検出手段によって装置本体の振動状態が検出され、検出された振動状態が予め定められた振動状態となるように、装置本体の被加工面に対する傾きを調整する傾き調整手段が制御手段によって制御される。なお、予め定められた振動状態とは、良好なピーニングを行っている場合における振動状態である。
【００１３】
このように、傾き調整手段が装置本体の振動状態が良好な振動状態となるように、装置本体の被加工面に対する傾きが調整されるので、本構成は、ピーニングにより時々刻々と形状が変化している被加工面に追従して、良好なピーニングを行うことができる。
【００１４】
上記第一態様では、前記傾き調整手段が、前記装置本体を所定の軸回りに回動させるモータであり、前記制御手段が、前記モータの回転角度に基づいて前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を算出し、算出した角度と予め定められた角度との差分、及び前記振動検出手段によって検出された振動状態と前記予め定められた振動状態との差分に基づいて、前記傾き調整手段に対する操作量を決定することが好ましい。
【００１５】
本構成によれば、傾き調整手段によって、装置本体と被加工面とのなす角度がピーニングに適した角度となると共に、装置本体の振動状態が良好な振動状態となるように、装置本体の被加工面に対する傾きが調整される。従って、ピーニングにより時々刻々と形状が変化している被加工面に追従して、より良好なピーニングを行うことができる。
【００１６】
本発明の第二態様に係るピーニング装置は、被加工面に打撃を与える打撃手段と、前記打撃手段を振動により被加工面に対して往復運動させる装置本体と、前記装置本体の前記被加工面に対する傾きを調整する傾き調整手段と、前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段によって検出された角度が予め定められた角度となるように、前記傾き調整手段を制御する制御手段と、を備える。
【００１７】
本構成によれば、角度検出手段によって装置本体と被加工面とのなす角度が検出され、検出された角度が予め定められた角度となるように、装置本体の被加工面に対する傾きを調整する傾き調整手段が制御手段によって制御される。なお、予め定められた角度とは、例えば９０°である。
【００１８】
このように、傾き調整手段によって、装置本体と被加工面とのなす角度がピーニングに適した角度となるように、装置本体の被加工面に対する傾きが調整されるので、本構成は、ピーニングにより時々刻々と形状が変化している被加工面に追従して、良好なピーニングを行うことができる。
【００１９】
上記第二態様では、前記装置本体の振動状態を検出する振動検出手段を備え、前記制御手段が、前記角度検出手段によって検出された角度と前記予め定められた角度との差分、及び前記振動検出手段によって検出された振動状態と予め定められた振動状態との差分に基づいて、前記傾き調整手段に対する操作量を決定することが好ましい。
【００２０】
本構成によれば、傾き調整手段によって、装置本体と被加工面とのなす角度がピーニングに適した角度となると共に、装置本体の振動状態が良好な振動状態となるように、装置本体の被加工面に対する傾きが調整される。従って、ピーニングにより時々刻々と形状が変化している被加工面に追従して、より良好なピーニングを行うことができる。
【００２１】
上記第二態様では、前記角度検出手段が、前記装置本体と前記被加工面との距離を複数箇所で検出することにより、前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を検出することが好ましい。
【００２２】
本構成によれば、ピーニングにより時々刻々と被加工面の形状が変化していても、装置本体と被加工面とのなす角度を精度良く検出することができる。
【００２３】
上記第一態様又は上記第二態様では、前記予め定められた振動状態よりも前記振動検出手段で検出された振動状態が大きい場合、前記予め定められた振動状態は、検出された該振動状態に更新されることが好ましい。
【００２４】
本構成によれば、振動状態をより大きくできるので、より良好なピーニングを行うことができる。
【００２５】
本発明の第三態様に係るピーニング方法は、被加工面に打撃を与える打撃手段と、前記打撃手段を被加工面に対して往復運動させる装置本体と、前記装置本体の前記被加工面に対する傾きを調整する傾き調整手段と、前記装置本体の振動状態を検出する振動検出手段と、を備えるピーニング装置のピーニング方法であって、前記振動検出手段によって前記装置本体の振動状態を検出する第１工程と、検出した振動状態が予め定められた振動状態となるように、前記傾き調整手段を制御する第２工程と、を含む。
【００２６】
本発明の第四態様に係るピーニング方法は、被加工面に打撃を与える打撃手段と、前記打撃手段を振動により被加工面に対して往復運動させる装置本体と、前記装置本体の前記被加工面に対する傾きを調整する傾き調整手段と、前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を検出する角度検出手段と、を備えるピーニング装置のピーニング方法であって、前記角度検出手段によって、前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を検出する第１工程と、検出した角度が予め定められた角度となるように、前記傾き調整手段を制御する第２工程と、を含む。
【００２７】
上記第四態様では、前記ピーニング装置が、前記装置本体の振動状態を検出する振動検出手段を備え、前記第１工程が、前記角度検出手段によって、前記装置本体と前記被加工面とのなす角度を検出すると共に、前記振動検出手段によって、前記装置本体の振動状態を検出し、前記第２工程が、検出した角度と前記予め定められた角度との差分、及び検出した振動状態と前記予め定められた振動状態との差分に基づいて、前記傾き調整手段に対する操作量を決定することが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ピーニングにより時々刻々と形状が変化している被加工面に追従して、良好なピーニングを行うことができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るピーニング装置の外観図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るピーニング装置の外観図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るピーニング装置の制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るピーニング装置の振動状態を表わすグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態に係るピーニング処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係るピーニング装置の被加工面に追従している状態を示す外観図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るピーニング装置の被加工面に追従している状態を示す外観図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るピーニング装置の制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るピーニング処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るピーニング装置の外観図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るピーニング装置の外観図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るピーニング装置の制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るピーニング処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第４実施形態に係るピーニング装置の制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明に係るピーニング装置及びピーニング方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３１】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
【００３２】
図１，２は、本第１実施形態に係るピーニング装置１０の外観図である。図１は、紙面に垂直な方向がｙ軸、左右方向がｘ軸、上下方向がｚ軸とされ、図２は、紙面に垂直な方向がｘ軸、左右方向がｙ軸、上下方向がｚ軸とされる。
ピーニング装置１０は、ロボット又はバランサ等の送り装置１２に接続されており、自動的に移動し、被加工物の被加工面に打撃を与え、曲げ成形や溶接によって生じた残留応力の低減等を行う。被加工物は、例えばアルミやアルミ合金等の金属である。
なお、ピーニング装置１０は、送り装置１２に接続されることなく、作業者により保持され、作業者によって移動されてもよい。
【００３３】
ピーニング装置１０の装置本体１４の下部、すなわち被加工面と対向する部分には、被加工面に打撃を与えるピーニング打撃ピン１６が備えられる。装置本体１４は、振動（例えば約２０ｋＨｚ以上の超音波振動）によりピーニング打撃ピン１６を被加工面に対して往復運動させる。なお、ピーニング打撃ピン１６の形状や往復運動させる方法は限定されない。
【００３４】
装置本体１４の上部には、装置本体１４の振動状態を検出する振動センサ１８が備えられている。振動センサ１８としては、装置本体１４の加速度を検出するセンサが用いられる。また、振動センサ１８の位置は一例であり、装置本体１４における他の位置に備えられてもよい。
【００３５】
装置本体１４の側面には、複数のレーザ変位計２０（レーザ変位計２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）が備えられている。レーザ変位計２０は、一例として装置本体１４のｚ軸を中心として、ｘ軸上で相対する位置に２つとｙ軸上で相対する位置に２つ備えられている。
これらレーザ変位計２０は、装置本体１４と被加工面とのなす角度（以下、「装置角度」という。）を検出する角度検出手段として機能する。すなわち、レーザ変位計２０は、装置本体１４と被加工面との距離を複数箇所で検出することにより、ｚ軸方向を垂直とした装置本体１４と被加工面とのなす角度を検出する。
【００３６】
さらに、装置本体１４は、装置本体１４の被加工面に対する傾きを調整する傾き調整手段として、ｘ軸を回転軸線としたサーボモータ２２ｘとｙ軸を回転軸線としたサーボモータ２２ｙが備えられている。
【００３７】
ここで、被加工面は、ピーニングにより時々刻々と形状が変化することに伴い、装置角度が変化し、装置本体１４の振動状態が変化する。このため、従来のピーニング装置は、被加工面に対して常に良好（振動の大きい）なピーニングを行えるとは限らない。
そこで、本第１実施形態に係るピーニング装置１０が被加工面に対して常に良好なピーニングを行えるように、振動センサ１８、レーザ変位計２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ、及びサーボモータ２２ｘ，２２ｙは、ピーニング装置１０が姿勢制御装置３０を構成する。
【００３８】
図３は、本第１実施形態に係るピーニング装置１０の制御装置４０の電気的構成を示すブロック図であり、特に装置本体１４の姿勢制御に関する電気的構成を示す。
なお、制御装置４０は、主に、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。そして、後述する角度指令出力部４２、減算部４４ｘ，４４ｙ、姿勢演算部４６、及び操作量演算部４８ｘ，４８ｙ、振動参照波形出力部５０、及び振動偏差演算部５２の各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。
【００３９】
角度指令出力部４２は、予め定められた装置角度の指令値（以下、「角度指令値」という。）を出力する。なお、角度指令出力部４２は、ｘ方向の角度指令値θｘｒｅｆを減算部４４ｘへ出力し、ｙ方向の角度指令値θｙｒｅｆを減算部４４ｙへ出力する。
なお、角度指令値θｘｒｅｆ，θｙｒｅｆは、例えば９０度である。
【００４０】
姿勢演算部４６は、レーザ変位計２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄによって検出された距離である変位センサ信号ＺＡ，ＺＢ，ＺＣ，ＺＤが入力され、これら変位センサ信号ＺＡ，ＺＢ，ＺＣ，ＺＤに基づいてｘ方向の装置角度θｘ及びｙ方向の装置角度θｙを算出する。そして、姿勢演算部４６は、装置角度θｘを減算部４４ｘへ出力し、装置角度θｙを減算部４４ｘへ出力する。
【００４１】
減算部４４ｘは、入力された装置角度θｘと角度指令値θｘｒｅｆとの偏差（以下「ｘ方向角度偏差ｅθｘ」という。）を算出し、操作量演算部４８ｘへ出力する。
減算部４４ｙは、入力された装置角度θｙと角度指令値θｙｒｅｆとの偏差（以下「ｙ方向角度偏差ｅθｙ」という。）を算出し、操作量演算部４８ｙへ出力する。
【００４２】
振動参照波形出力部５０は、装置本体１４の振動状態の参照波形を記憶し、出力する。
図４は、ピーニング装置１０の振動状態を表わすグラフの一例である。ピーニング打撃ピン１６の振動周波数よりも低い周波数であって、周波数が２００Ｈｚ以下で、振動が良好な状態と振動が不良な状態とで振動状態が異なる。図４に示されるように良好な振動状態の方が、不良な振動状態に比べてより振動が大きい。
【００４３】
振動参照波形出力部５０は、図４の例に示されるような良好な振動状態の波形を予め定められた参照波形ｅｒｅｆとして、振動偏差演算部５２へ出力する。
【００４４】
振動偏差演算部５２は、振動センサ１８から出力される振動センサ信号Ｓと参照波形ｅｒｅｆとの偏差（以下「振動偏差ｅｓ」という。）を算出し、操作量演算部４８ｘ，４８ｙへ出力する。
なお、振動偏差演算部５２は、ローパスフィルタを用いることにより、図４の例で示されるように２００Ｈｚ以下の周波数、好ましくは１００Ｈｚ以下の周波数の振動偏差ｅｓを算出する。
【００４５】
操作量演算部４８ｘは、入力されたｘ方向角度偏差ｅθｘと振動偏差ｅｓに基づいて、サーボモータ２２ｘに対する操作量を示す操作量指令値Ｖｘを演算し、サーボアンプ５４ｘへ出力する。なお、操作量演算部４８ｘは、例えば予め定められた関数によって、操作量指令値Ｖｘを演算してもよいし、ｘ方向角度偏差ｅθｘと振動偏差ｅｓと操作量指令値Ｖｘとの関係を示したテーブル情報によって、操作量指令値Ｖｘを演算してもよい。
【００４６】
操作量演算部４８ｙは、入力されたｙ方向角度偏差ｅθｙと振動偏差ｅｓに基づいて、サーボモータ２２ｙに対する操作量を示す操作量指令値Ｖｙを演算し、サーボアンプ５４ｙへ出力する。なお、操作量演算部４８ｙは、例えば予め定められた関数によって、操作量指令値Ｖｙを演算してもよいし、ｙ方向角度偏差ｅθｙと振動偏差ｅｓと操作量指令値Ｖｙとの関係を示したテーブル情報によって、操作量指令値Ｖｙを演算してもよい。
【００４７】
また、操作量指令値Ｖｘ，Ｖｙは、例えば電圧値である。
【００４８】
サーボアンプ５４ｘは、入力された操作量指令値Ｖｘに基づいてサーボモータ２２ｘを駆動させるための電流ｉｘをサーボモータ２２ｘへ供給する。
サーボモータ２２ｘは、供給された電流ｉｘに応じて回転軸を回転させる。回転軸の回転状態は、エンコーダ５６ｘによって検出される。
【００４９】
サーボアンプ５４ｙは、入力された操作量指令値Ｖｙに基づいてサーボモータ２２ｙを駆動させるための電流ｉｙをサーボモータ２２ｙへ供給する。
サーボモータ２２ｙは、供給された電流ｉｙに応じて回転軸を回転させる。回転軸の回転状態は、エンコーダ５６ｙによって検出される。
【００５０】
このように制御装置４０は、検出された装置角度θｘ，θｙと検出された振動センサ信号Ｓとがフィードバックされ、装置角度θｘ，θｙと予め定められた角度指令値θｘｒｅｆ，θｙｒｅｆとの差分、及び振動センサ信号Ｓと予め定められた参照波形ｅｒｅｆとの差分に基づいて、サーボモータ２２ｘ，２２ｙに対する操作量を決定する。
これにより、本第１実施形態に係るピーニング装置１０は、装置本体１４の振動状態を簡易に良好な振動状態とすることができる。
【００５１】
図５は、本第１実施形態に係るピーニング装置１０を用いたピーニング処理の流れを示すフローチャートである。
【００５２】
まず、ステップ１００では、ピーニング装置１０の駆動を開始する。これにより、ピーニング打撃ピン１６による被加工面への打撃が開始される。
なお、ピーニング装置１０による被加工面への押圧力は、ピーニング装置が姿勢制御装置３０を備えない場合に比べて弱く、例えば５〜１０ｋｇである。ピーニング装置１０が送り装置１２に接続される場合は、例えば、送り装置１２とピーニング装置１０との間に設けられたバネにより付勢され、被加工面へ上記押圧力を生じさせる。
【００５３】
次のステップ１０２では、レーザ変位計２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄによる検出結果に基づいて、姿勢演算部４６が装置角度θｘ，θｙを検出し、振動センサ１８が装置本体１４の振動を検出する。
【００５４】
次のステップ１０４では、装置角度θｘ，θｙ及び振動センサ信号Ｓのフィードバックによって、操作量演算部４８ｘが操作量指令値Ｖｘを算出し、操作量演算部４８ｙが操作量指令値Ｖｙを算出する。
【００５５】
次のステップ１０６では、サーボアンプ５４ｘが操作量指令値Ｖｘに基づいた電流Ｉｘをサーボモータ２２ｘへ供給し、サーボモータ２２ｘの回転軸をｘ軸回りに回転させる。これにより、図６に示されるように、装置本体１４がｘ軸回りに回動する。また、サーボアンプ５４ｙが操作量指令値Ｖｙに基づいた電流Ｉｙをサーボモータ２２ｙへ供給し、サーボモータ２２ｙの回転軸をｙ軸回りに回転させる。これにより、図７に示されるように、装置本体１４がｙ軸回りに回動する。
【００５６】
このように、装置本体１４の振動状態が参照波形ｅｒｅｆにより示される良好な振動状態となるように、サーボモータ２２ｘ，２２ｙが装置本体１４の被加工面に対する傾きを調整するので、本第１実施形態に係るピーニング装置１０は、ピーニングにより時々刻々と形状が変化している被加工面に追従して、良好なピーニングを行うことができる。
【００５７】
次のステップ１０８では、ピーニング装置１０の駆動停止が指示されたか否かを判定し、肯定判定の場合は、本ピーニング処理を終了し、否定判定の場合は、ステップ１０２へ移行して被加工面に対するピーニングを継続する。
【００５８】
以上説明したように、本第１実施形態に係るピーニング装置１０は、被加工面に打撃を与えるピーニング打撃ピン１６と、ピーニング打撃ピン１６を振動により被加工面に対して往復運動させる装置本体１４と、装置本体１４の被加工面に対する傾きを調整するサーボモータ２２ｘ，２２ｙと、装置角度を検出するレーザ変位計２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄと、装置本体１４の振動状態を検出する振動センサ１８とを備える。そして、ピーニング装置１０の制御装置４０は、振動センサ１８によって検出された振動状態が予め定められた振動状態となるように、サーボモータ２２ｘ，２２ｙを制御する。
従って、本第１実施形態に係るピーニング装置１０は、ピーニングにより時々刻々と形状が変化している被加工面に追従して、良好なピーニングを行うことができる。
【００５９】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
【００６０】
なお、本第２実施形態に係るピーニング装置１０の構成は、図１に示す第１実施形態に係るピーニング装置１０の構成と同様であるので説明を省略する。
【００６１】
図８は、本第２実施形態に係るピーニング装置１０の制御装置４０の電気的構成を示すブロック図であり、特に姿勢制御に関する電気的構成を示す。なお、図８における図３と同一の構成部分については図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６２】
本第２実施形態に係るピーニング装置１０は、図８に示されるように、振動センサ１８による検出結果に基づいてフィードバックを行わない。すなわち、制御装置４０は、レーザ変位計２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄによる検出結果に基づいたフィードバックのみを行い、操作量指令値Ｖｘ，Ｖｙを演算する。
なお、振動センサ１８による検出結果は、別途モニタされ、装置本体１４の振動状態が良好な振動状態であるか否かが作業者等によって判断される。
【００６３】
図９は、本第２実施形態に係るピーニング処理の流れを示すフローチャートである。なお、図９における図５と同一のステップについては図５と同一の符号を付して、その説明を一部又は全部省略する。
【００６４】
まず、ステップ１００でピーニング装置１０の駆動が開始されると、ステップ１０２’へ移行する。
【００６５】
ステップ１０２’では、レーザ変位計２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄによる検出結果に基づいて、姿勢演算部４６が装置角度θｘ，θｙを検出する。
【００６６】
次のステップ１０４’では、装置角度θｘ，θｙのフィードバックによって、操作量演算部４８ｘが操作量指令値Ｖｘを算出し、操作量演算部４８ｙが操作量指令値Ｖｙを算出し、ステップ１０６へ移行する。
【００６７】
ステップ１０６では、サーボアンプ５４ｘが操作量指令値Ｖｘに基づいた電流Ｉｘをサーボモータ２２ｘへ供給し、サーボアンプ５４ｙが操作量指令値Ｖｙに基づいた電流Ｉｙをサーボモータ２２ｙへ供給する。
【００６８】
次のステップ１０８では、ピーニング装置１０の駆動停止が指示されたか否かを判定し、肯定判定の場合は、本ピーニング処理を終了し、否定判定の場合は、ステップ１０２’へ移行して被加工面に対するピーニングを継続する。
【００６９】
以上説明したように、本第２実施形態に係るピーニング装置１０は、被加工面に打撃を与えるピーニング打撃ピン１６と、ピーニング打撃ピン１６を振動により被加工面に対して往復運動させる装置本体１４と、装置本体１４の被加工面に対する傾きを調整するサーボモータ２２ｘ，２２ｙと、装置角度を検出するレーザ変位計２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄとを備える。そして、ピーニング装置１０の制御装置４０は、レーザ変位計２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄによって検出された装置角度が予め定められた装置角度となるように、サーボモータ２２ｘ，２２ｙを制御する。
従って、本第２実施形態に係るピーニング装置１０は、ピーニングにより時々刻々と形状が変化している被加工面に追従して、良好なピーニングを行うことができる。
【００７０】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
【００７１】
図１０，１１は、本第３実施形態に係るピーニング装置１０の外観図である。図１０は、紙面に垂直な方向がｙ軸、左右方向がｘ軸、上下方向がｚ軸とされ、図１１は、紙面に垂直な方向がｘ軸、左右方向がｙ軸、上下方向がｚ軸とされる。
本第３実施形態に係るピーニング装置１０は、第１実施形態に係るピーニング装置１０とは異なり、レーザ変位計２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを備えておらず、その他図１０，１１における図１，２と同一の構成部分については図１，２と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】
図１２は、本第３実施形態に係るピーニング装置１０の制御装置４０の電気的構成を示すブロック図であり、特に姿勢制御に関する電気的構成を示す。なお、図１２における図３と同一の構成部分については図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７３】
本第３実施形態に係る制御装置４０は、図１２に示されるように、振動センサ１８による検出結果に基づいたフィードバックを行い、操作量指令値Ｖｘ，Ｖｙを演算する。
【００７４】
また、エンコーダ５６ｘは、サーボモータ２２ｘの回転軸の回転角度θＭｘを検出し、操作量演算部４８ｘへ出力する。
【００７５】
操作量演算部４８ｘは、回転角度θＭｘに基づいて装置角度θｘを算出し、算出した装置角度θｘと角度指令値θｘｒｅｆとの偏差であるｘ方向角度偏差ｅθｘを算出する。
そして、操作量演算部４８ｘは、算出したｘ方向角度偏差ｅθｘと振動偏差ｅｓに基づいて、サーボモータ２２ｘに対する操作量を示す操作量指令値Ｖｘを演算し、サーボアンプ５４ｘへ出力する。
【００７６】
エンコーダ５６ｙは、サーボモータ２２ｙの回転軸の回転角度θＭｙを検出し、操作量演算部４８ｙへ出力する。
【００７７】
操作量演算部４８ｙは、回転角度θＭｙに基づいて装置角度θｙを算出し、算出した装置角度θｙと角度指令値θｙｒｅｆとの偏差であるｙ方向角度偏差ｅθｙを算出する。
そして、操作量演算部４８ｙは、算出したｙ方向角度偏差ｅθｙと振動偏差ｅｓに基づいて、サーボモータ２２ｙに対する操作量を示す操作量指令値Ｖｙを演算し、サーボアンプ５４ｙへ出力する。
【００７８】
このように、本第３実施形態に係る制御装置４０は、サーボモータ２２ｘ，ｙの回転角度θＭｘ，θＭｙ及び振動センサ信号Ｓがフィードバックされ、回転角度θＭｘ，θＭｙに基づいて算出した装置角度θｘ，θｙと角度指令値θｘｒｅｆ，θｙｒｅｆとの差分、及び振動センサ信号Ｓと予め定められた参照波形ｅｒｅｆとの差分に基づいて、サーボモータ２２ｘ，２２ｙに対する操作量を決定する。
【００７９】
図１３は、本第３実施形態に係るピーニング処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１３における図５と同一のステップについては図５と同一の符号を付して、その説明を一部又は全部省略する。
【００８０】
まず、ステップ１００でピーニング装置１０の駆動が開始されると、ステップ１０２”へ移行する。
【００８１】
ステップ１０２”では、操作量演算部４８ｘ，４８ｙがサーボモータ２２ｘ，ｙの回転角度θＭｘ，θＭｙに基づいて装置角度θｘ，θｙを算出し、振動センサ１８が装置本体１４の振動を検出する。
【００８２】
次のステップ１０４”では、算出した装置角度θｘ，θｙ及び検出した振動センサ信号Ｓのフィードバックによって、操作量演算部４８ｘが操作量指令値Ｖｘを算出し、操作量演算部４８ｙが操作量指令値Ｖｙを算出し、ステップ１０６へ移行する。
【００８３】
ステップ１０６では、サーボアンプ５４ｘが操作量指令値Ｖｘに基づいた電流Ｉｘをサーボモータ２２ｘへ供給し、サーボアンプ５４ｙが操作量指令値Ｖｙに基づいた電流Ｉｙをサーボモータ２２ｙへ供給する。
【００８４】
次のステップ１０８では、ピーニング装置１０の駆動停止が指示されたか否かを判定し、肯定判定の場合は、本ピーニング処理を終了し、否定判定の場合は、ステップ１０２”へ移行して被加工面に対するピーニングを継続する。
【００８５】
以上説明したように、本第３実施形態に係るピーニング装置１０は、被加工面に打撃を与えるピーニング打撃ピン１６と、ピーニング打撃ピン１６を振動により被加工面に対して往復運動させる装置本体１４と、装置本体１４の被加工面に対する傾きを調整するサーボモータ２２ｘ，２２ｙと装置本体１４の振動状態を検出する振動センサ１８とを備える。そして、ピーニング装置１０の制御装置４０は、振動センサ１８によって検出された振動状態が予め定められた振動状態となるように、サーボモータ２２ｘ，２２ｙを制御する。
従って、本第３実施形態に係るピーニング装置１０は、ピーニングにより時々刻々と形状が変化している被加工面に追従して、良好なピーニングを行うことができる。
【００８６】
なお、本第３実施形態では、サーボモータ２２ｘ，ｙの回転角度θＭｘ，θＭｙに基づいた装置角度θｘ，θｙも用いてフィードバックする形態について説明したが、回転角度θＭｘ，θＭｙに基づいた装置角度θｘ，θｙは用いずに、振動センサ１８によって検出された振動状態のみをフィードバックする形態としてもよい。
【００８７】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
【００８８】
本第４実施形態に係るピーニング装置１０の構成は、図１に示す第１実施形態に係るピーニング装置１０の構成と同様であるので説明を省略する。
【００８９】
図１４は、本第４実施形態に係るピーニング装置１０の制御装置４０の電気的構成を示すブロック図であり、特に姿勢制御に関する電気的構成を示す。なお、図１４における図３と同一の構成部分については図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００９０】
図１４に示されるように、本第４実施形態に係る制御装置４０は、参照波形比較部６０を備えている。参照波形比較部６０は、振動参照波形出力部５０に記憶されている参照波形ｅｒｅｆと振動センサ１８から出力される振動センサ信号Ｓとを比較する。参照波形ｅｒｅｆよりも振動センサ信号Ｓが大きい場合、参照波形ｅｒｅｆは、検出された振動センサ信号Ｓに更新される。
【００９１】
その後、制御装置４０は、振動センサ１８によって検出された振動状態が更新された参照波形ｅｒｅｆはとなるように、サーボモータ２２ｘ，２２ｙを制御する。
【００９２】
従って、本第４実施形態に係るピーニング装置１０は、振動状態をより大きくできるので、より良好なピーニングを行うことができる。
【００９３】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９４】
例えば、上記各実施形態では、装置本体１４の振動状態を検出する振動検出手段として、装置本体１４の加速度を検出する振動センサ１８を備える形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、装置本体１４の振動状態とピーニングにより発せられる音とは相関関係があるため、振動検出手段として音センサ（マイクロホン）を用いる形態としてもよい。音センサは、必ずしも装置本体１４に備えられる必要はなく、被加工面の近傍に設けられていてもよい。
【００９５】
また、上記各実施形態で説明したピーニング処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０    ピーニング装置
１６    ピーニング打撃ピン
１８    振動センサ
２０    レーザ変位計
２２ｘ  サーボモータ
２２ｙ  サーボモータ
４０    制御装置
【図１】
2014076466.tif 000003
【図２】
2014076466.tif 000004
【図３】
2014076466.tif 000005
【図４】
2014076466.tif 000006
【図５】
2014076466.tif 000007
【図６】
2014076466.tif 000008
【図７】
2014076466.tif 000009
【図８】
2014076466.tif 000010
【図９】
2014076466.tif 000011
【図１０】
2014076466.tif 000012
【図１１】
2014076466.tif 000013
【図１２】
2014076466.tif 000014
【図１３】
2014076466.tif 000015
【図１４】
2014076466.tif 000016