(57)【要約】【課題】ワークの位置を精度よく検出して、加工精度の向上を図る。【解決手段】ワークＷ１の表面を加工する工具４０と、ワークＷ１に電気的に接続された接触子５２と、接触子５２を、工具４０に電気的に接続される接続位置と、工具４０から離間した退避位置との間で移動させる駆動部５４と、ワークＷ１と接触子５２との間の導通経路に設けられ、接触子５２が前記接続位置に位置する状態で工具４０がワークＷ１に接触したときに導通するタッチセンシング回路１２０と、タッチセンシング回路１２０が導通したことを検出する導通検出部１３０と、導通検出部１３０によって導通が検出されたときに、工具４０がワークＷ１に接触したと判定する制御部１００と、を備えた加工システム１を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面を加工する工具と、
前記ワークに電気的に接続された接触子と、
前記接触子を、前記工具に電気的に接続される接続位置と、前記工具から離間した退避位置との間で移動させる駆動部と、
前記ワークと前記接触子との間の導通経路に設けられ、前記接触子が前記接続位置に位置する状態で前記工具が前記ワークに接触したときに導通するタッチセンシング回路と、
前記タッチセンシング回路が導通したことを検出する導通検出部と、
前記導通検出部によって導通が検出されたときに、前記工具が前記ワークに接触したと判定する制御部と、を備えたことを特徴とする加工システム。
【請求項２】
前記工具を移動させる工具移動装置を更に備え、
前記制御部は、前記工具移動装置による前記工具の移動を制御することを特徴とする請求項１に記載の加工システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記駆動部によって前記接触子を前記退避位置から前記接続位置へ移動させる接続工程、
前記接触子が前記接続位置に位置した状態で、前記工具移動装置によって前記工具を前記ワークに接触させるように移動させる接触工程、
前記接触工程を行いながら、前記導通検出部によって前記タッチセンシング回路の導通の有無を検出する導通検出工程、
前記導通検出部によって導通が検出されたときの前記工具の位置情報に基づいて、前記ワークの位置を算出するワーク位置算出工程、
前記導通検出部によって導通が検出された後、前記駆動部によって前記接触子を前記接続位置から前記退避位置へ移動させる退避工程、及び、
前記退避工程の後、前記ワーク位置算出工程で算出された前記ワークの位置に基づいて、前記工具移動装置によって前記工具を移動させながら、該工具によって前記ワークの表面を加工する加工工程を実行することを特徴とする請求項２に記載の加工システム。
【請求項４】
前記ワークを支持する支持台から、前記タッチセンシング回路、前記接続位置に位置する前記接触子、前記工具を含む加工装置、前記工具移動装置、及び、該工具移動装置及び前記支持台が載置された床部を経由して、再び前記支持台に至る経路において、導通経路を遮断する絶縁体が設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の加工システム。
【請求項５】
前記絶縁体は、前記工具と前記工具移動装置との間に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の加工システム。
【請求項６】
前記絶縁体は、前記工具を回転駆動するスピンドルモータと、該スピンドルモータを保持して前記工具移動装置に取り付けられるスピンドルホルダとの間に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の加工システム。
【請求項７】
所定の工具によって加工されるワークに電気的に接続された接触子と、
前記接触子を、前記工具に電気的に接続される接続位置と、前記工具から離間した退避位置との間で移動させる駆動部と、
前記ワークと前記接触子との間の導通経路に設けられ、前記接触子が前記接続位置に位置する状態で前記工具が前記ワークに接触したときに導通するタッチセンシング回路と、
前記タッチセンシング回路が導通したことを検出する導通検出部と、
前記導通検出部によって導通が検出されたときに、前記工具が前記ワークに接触したと判定する制御部と、を備えたことを特徴とする接触検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具を移動させながらワークを加工する加工システム、及び、これに用いられる接触検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、工作機械等によって前加工されたワークは、多関節ロボットのアーム先端部に取り付けられた加工装置によって、研磨や面取りなどの仕上げ加工が施されることがある。この場合、ワークは所定の治具を用いて位置決めされ、ロボットは、予め用意されたプログラムに従って加工装置を動かしながら、該加工装置の工具によってワークの表面を仕上げ加工する。
【０００３】
ところが、位置決め用の治具を用いたところで、ワークを高精度に位置決めすることは困難であり、ワークの実際の位置と予め設定されたワークの位置情報との間には誤差が生じ得る。また、ワークの形状に関しても、個体毎に寸法誤差が生じ得る。そこで、高精度の仕上げ加工を実現するためには、仕上げ加工を行う前に、ワークの被加工部の実際の位置を検出して、該検出結果に応じてワークの位置情報を補正しておくことが好ましい。
【０００４】
この場合、ロボットのアーム先端部に、タッチセンシング機能を有する検出装置を取り付けて、該検出装置によってワークの位置を検出することが考えられる。この種の検出装置には、通例、位置検出用のプローブと力覚センサが設けられる。
【０００５】
この種の検出装置が用いられる場合、位置決めされたワークに位置検出用のプローブを徐々に接近させ、ワークにプローブが接触したときに生じる反力が力覚センサによって検知されることで、該反力が検知されたときのプローブの位置に基づいて、ワークの位置を自動的に検出することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−０１６７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のようにワークの位置を自動的に検出する場合、この検出結果及びこれに応じて補正される位置情報は、ロボットに検出装置が取り付けられた状態でのタッチセンシングに基づいて得られるものである。
【０００８】
しかしながら、ワークの位置検出後、ロボットのアーム先端部に取り付けられた検出装置は加工装置に交換される。そのため、ロボットに加工装置が取り付けられた状態での仕上げ加工が、ロボットに検出装置が取り付けられた状態で得られた位置情報に従って行われることになる。
【０００９】
上記の交換前におけるロボットに対する検出装置の相対位置と、交換後におけるロボットに対する加工装置の相対位置との間には微小なずれが生じ得るため、検出装置によるワークの位置検出が精度よく行われたところで、加工装置による加工品質は必ずしも効果的に高められない可能性がある。
【００１０】
また、力覚センサは、温度の影響を受けやすいとともに、アナログ出力であることから、出力値にノイズやドリフトが生じやすい。そのため、力覚センサを用いた場合、ワークの位置を高い精度で検出することが難しいという問題もある。
【００１１】
そこで、本発明は、ワークの位置を精度よく検出して、加工精度の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る加工システムは、
ワークの表面を加工する工具と、
前記ワークに電気的に接続された接触子と、
前記接触子を、前記工具に電気的に接続される接続位置と、前記工具から離間した退避位置との間で移動させる駆動部と、
前記ワークと前記接触子との間の導通経路に設けられ、前記接触子が前記接続位置に位置する状態で前記工具が前記ワークに接触したときに導通するタッチセンシング回路と、
前記タッチセンシング回路が導通したことを検出する導通検出部と、
前記導通検出部によって導通が検出されたときに、前記工具が前記ワークに接触したと判定する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この加工システムによれば、タッチセンシング回路の導通が導通検出部によって検出されることで、ワークに対する工具のタッチセンシングが行われる。これにより、デジタル信号に基づくタッチセンシングが可能になるため、力覚センサを用いてアナログ信号に基づくタッチセンシングを行う場合、及び、導通経路に設けられた点灯装置等の作動を作業者が知覚することで導通を手動で検出するようなタッチセンシングを行う場合に比べて、検出精度の向上を図ることができる。
【００１４】
また、この加工システムによれば、上記のような高精度のタッチセンシングが行われることで、この検知結果に基づいて、ワークの位置に関する高精度の位置情報が得られる。
【００１５】
さらに、上記のタッチセンシング用のプローブとして、ワーク加工用の工具が利用される。そのため、ロボット等に対して所定位置に位置決めされた工具を用いてワークの位置検出が行われた後、引き続き同じ位置に位置決めされた状態の工具を用いてワークの加工が行われることで、上記のような高精度の位置情報に従って、ワークの加工を高精度で行うことができる。
【００１６】
またさらに、この加工システムによれば、タッチセンシング時に導通経路を形成するために工具に接触される接触子を、ワーク加工時には駆動部によって工具から退避させることができるため、接触子がワークの加工に支障を来すことを回避できる。また、接続位置と退避位置との間での接触子の移動は駆動部によって自動的に行うことが可能であるため、タッチセンシングの前後に、工具に対するタッチセンシング回路の電気的な接続と切断を手動で行う手間を省くことができる。
【００１７】
上記の加工システムは、前記工具を移動させる工具移動装置を更に備えてもよく、前記制御部は、前記工具移動装置による前記工具の移動を制御してもよい。
【００１８】
この場合、上記のタッチセンシングにおいてワークに対して工具を徐々に接近させるための工具移動装置の動作、及び、ワークの加工時においてワークの要加工部に工具を押し当てるための工具移動装置の動作が自動的に行われることで、上述した高精度のタッチセンシング及び高精度の加工を効率よく行うことができる。
【００１９】
上記の加工システムにおいて、
前記制御部は、
前記駆動部によって前記接触子を前記退避位置から前記接続位置へ移動させる接続工程、
前記接触子が前記接続位置に位置した状態で、前記工具移動装置によって前記工具を前記ワークに接触させるように移動させる接触工程、
前記接触工程を行いながら、前記導通検出部によって前記タッチセンシング回路の導通の有無を検出する導通検出工程、
前記導通検出部によって導通が検出されたときの前記工具の位置情報に基づいて、前記ワークの位置を算出するワーク位置算出工程、
前記導通検出部によって導通が検出された後、前記駆動部によって前記接触子を前記接続位置から前記退避位置へ移動させる退避工程、及び、
前記退避工程の後、前記ワーク位置算出工程で算出された前記ワークの位置に基づいて、前記工具移動装置によって前記工具を移動させながら、該工具によって前記ワークの表面を加工する加工工程を実行してもよい。
【００２０】
この場合、上記の接続工程、接触工程、導通検出工程、ワーク位置算出工程、退避工程、及び、加工工程が順次自動的に行われることで、上述した効果を具体的に実現できる。
【００２１】
上記の加工システムにおいて、前記ワークを支持する支持台から、前記タッチセンシング回路、前記接続位置に位置する前記接触子、前記工具を含む加工装置、前記工具移動装置、及び、該工具移動装置及び前記支持台が載置された床部を経由して、再び前記支持台に至る経路において、導通経路を遮断する絶縁体が設けられていることが好ましい。
【００２２】
これにより、タッチセンシングが行われるとき、ワークに工具が接触する前に、上記のように支持台、タッチセンシング回路、工具移動装置及び床部等を経由した経路に電流が流れることを抑制でき、これにより、導通の誤検出が防止されることで、タッチセンシングの精度向上を図ることができる。
【００２３】
上記の加工システムにおいて、前記絶縁体は、前記工具と前記工具移動装置との間に設けられてもよい。
【００２４】
この場合、工具及び工具移動装置の構成を変更することなく、これらの間に絶縁体を介装するだけの簡素な構成によって、上述した導通の誤検出を防止できる。
【００２５】
上記の加工システムにおいて、前記絶縁体は、前記工具を回転駆動するスピンドルモータと、該スピンドルモータを保持して前記工具移動装置に取り付けられるスピンドルホルダとの間に設けられてもよい。
【００２６】
この場合、スピンドルモータとスピンドルホルダとの間に絶縁体を介装するだけの簡素な構成によって、上述した導通の誤検出を防止できる。
【００２７】
また、本発明の一態様に係る接触検出装置は、
所定の工具によって加工されるワークに電気的に接続された接触子と、
前記接触子を、前記工具に電気的に接続される接続位置と、前記工具から離間した退避位置との間で移動させる駆動部と、
前記ワークと前記接触子との間の導通経路に設けられ、前記接触子が前記接続位置に位置する状態で前記工具が前記ワークに接触したときに導通するタッチセンシング回路と、
前記タッチセンシング回路が導通したことを検出する導通検出部と、
前記導通検出部によって導通が検出されたときに、前記工具が前記ワークに接触したと判定する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
この接触検出装置によれば、タッチセンシング回路の導通が導通検出部によって検出されることで、ワークに対する工具のタッチセンシングが行われる。これにより、デジタル信号に基づくタッチセンシングが可能になるため、力覚センサを用いてアナログ信号に基づくタッチセンシングを行う場合、及び、導通経路に設けられた点灯装置等の作動を作業者が知覚することで導通を手動で検出するようなタッチセンシングを行う場合に比べて、検出精度の向上を図ることができる。
【００２９】
また、この接触検出装置によれば、上記のような高精度のタッチセンシングが行われることで、この検知結果に基づいて、ワークの位置に関する高精度の位置情報が得られる。
【００３０】
さらに、上記のタッチセンシング用のプローブとして、ワーク加工用の工具が利用される。そのため、ロボット等に対して所定位置に位置決めされた工具を用いてワークの位置検出が行われた後、引き続き同じ位置に位置決めされた状態の工具を用いてワークの加工が行われることで、上記のような高精度の位置情報に従って、ワークの加工を高精度で行うことができる。
【００３１】
またさらに、この接触検出装置によれば、タッチセンシング時に導通経路を形成するために工具に接触される接触子を、ワーク加工時には駆動部によって工具から退避させることができるため、接触子がワークの加工に支障を来すことを回避できる。また、接続位置と退避位置との間での接触子の移動は駆動部によって自動的に行うことが可能であるため、タッチセンシングの前後に、工具に対するタッチセンシング回路の電気的な接続と切断を手動で行う手間を省くことができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、導通検出部によってタッチセンシング回路の導通が自動的に検知されることで、高精度のタッチセンシングが行われるため、この検知結果に基づいてワークの位置を精度よく検出することができる。したがって、ワークの位置に関する高精度の位置情報に従って、ワークの加工を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る加工システムを示す側面図である。
【図２】加工装置及び接触検出装置を示す図１の一部拡大図である。
【図３】図１に示す加工システムの制御システム図である。
【図４】加工システムの制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】ワーク位置検出動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】ワーク位置検出動作の一例を説明するための図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】タッチセンシングによるワーク位置検出の課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。
【００３５】
［タッチセンシングの改良］
先ず、図７を参照しながら、タッチセンシングによるワークの位置検出に関して、本願発明者によって検討された新たな課題について説明する。
【００３６】
図７に示すように、本願発明者は、多関節ロボット２０１のアーム先端部に装着された加工装置２３０を用いてワークＷ２００の表面を仕上げ加工する場合において、ワークＷ２００の位置を従来よりも高精度に検出するべく、新たなタッチセンシング機構の開発を試みた。
【００３７】
上述したように、力覚センサを用いたタッチセンシングでは高精度の検出が困難であること、及び、ワークの位置検出作業から加工作業に移行するときに検出装置を加工装置に交換すると加工品質の向上を効果的に図れないことから、本願発明者は、加工用の工具をタッチセンシングに利用すること、及び、工具がワークに接触したときに導通する導通経路を形成しておき、該経路における導通の有無を確認することでタッチセンシングを行うことを見出した。
【００３８】
具体的には、先ず、電源２５０と点灯装置２５２を導線２６０によって直列に接続し、導線２６０の一端部２６０ａを加工装置２３０の工具２４０に接続し、導線２６０の他端部２６０ｂをワークＷ２００に対して直接又は支持台２０４を介して間接的に接続することで、回路が開いた状態の導通経路２７０を形成しておく。
【００３９】
この状態で、ロボット２０１によって加工装置２３０を動かすことで、工具２４０をワークＷ２００に徐々に接近させる。この結果、工具２４０がワークＷ２００に接触すると、上記の導通経路２７０の回路が閉じて導通することで、点灯装置２５２が点灯する。これにより、作業者は、点灯装置２５２の点灯を視認することで導通を確認でき、これにより、工具２４０がワークＷ２００に接触したと判断できる。
【００４０】
なお、工具２４０がワークＷ２００に接触する前の状態において、上記の導通経路２７０の回路は開いているが、電源２５０から点灯装置２５２、加工装置２３０、ロボット２０１、ロボット２０１と支持台２０４が載置された床部２０２、支持台２０４を経由して再び電源２５０に至る経路２９０において導通するような電気的な回り込みが生じ得る。しかし、これによって点灯装置２５２に流れる電流は微弱であり、点灯装置２５２の点灯が暗いことから、タッチセンシングの誤検出を防止可能である。
【００４１】
以上のようにして導通に基づくタッチセンシングを行うことで、力覚センサを用いる場合に比べて、ノイズやドリフトが抑制されることから、タッチセンシングの精度の向上を図ることができる。
【００４２】
しかしながら、図７に示す構成では、タッチセンシングのために工具２４０に導線２６０を取り付けたり、ワークＷ２００の加工の邪魔になる該導線２６０を加工作業前に工具２４０から取り外したりする手間がかかる。
【００４３】
また、点灯装置２５２の点灯確認は、作業者の知覚に依存するため、導通が生じるタイミングに対して、作業者による点灯確認のタイミングは遅れやすく、また、その遅れの程度は、作業者によってばらつきやすくなることから、タッチセンシングの精度向上に関して改善の余地がある。
【００４４】
さらに、ワークＷ２００の位置検出を行う度に、工具２４０に対する導線２６０の着脱を行ったり、点灯装置２５２の点灯を目視で確認したりする作業は煩わしいことから、ワークＷ２００の位置検出から加工までの一連の動作が自動的に行われるような加工システムの開発が求められる。
【００４５】
本願発明者は、以上のような加工システムに関する新たな課題を見出し、この課題を解決するために、以下に説明する加工システム及びこれに用いられる接触検出装置を発明した。
【００４６】
［全体構成］
図１に示すように、本実施形態に係る加工システム１は、ワークＷ１を支持する支持台４、後述のコントローラ１００（図３参照）等が配設された制御盤８、工具移動装置としてのロボット１０、ロボット１０に装着される加工装置３０、及び、後述のタッチセンシングを行うワーク位置検出用の接触検出装置４８（図２参照）を備えている。
【００４７】
支持台４、制御盤８及びロボット１０は、同じ床部２上に設置されている。支持台４は、金属材料からなる。支持台４の上面には、ワークＷ１が載置される。ワークＷ１は、例えば専用の治具（図示せず）を用いて、支持台４に位置決めされる。
【００４８】
ロボット１０は、例えば６つの軸（関節）を有する多関節ロボットである。ロボット１０は、床部２上に載置されたベース部１０ａと、該ベース部１０ａから延びるアーム部１０ｂとを有する。ベース部１０ａ及びアーム部１０ｂの主要な構成部材は、金属材料からなる。
【００４９】
ロボット１０のアーム部１０ｂには、その基端側から順に、第１軸１１、第２軸１２、第３軸１３、第４軸１４、第５軸１５及び第６軸１６が設けられている。第１〜第６軸１１〜１６は、軸毎に設けられた駆動モータ２１〜２６（図３参照）によって回転駆動される。アーム部１０ｂの先端部には、加工装置３０が装着される被装着部１８が設けられている。
【００５０】
［加工装置］
図２に示すように、加工装置３０は、ワークＷ１の表面を加工する工具４０、工具４０を回転駆動するスピンドルモータ３２、及び、ロボット１０の被装着部１８に取り付けられるスピンドルホルダ３４を備えている。
【００５１】
工具４０は、例えば棒状の部材であり、その外周面に切れ刃を有する切削工具、又は、外周面に砥粒を有する研削工具である。工具４０は、例えば超硬合金のような金属材料からなる。
【００５２】
スピンドルモータ３２は、金属材料からなる筒状の筐体３２ａを有する。筐体３２ａは、スピンドルホルダ３４を介してロボット１０に支持されている。
【００５３】
また、スピンドルモータ３２は、筐体３２ａから突出した出力軸３２ｂを有する。出力軸３２ｂは金属材料からなる。出力軸３２ｂには工具４０の基端部が取り付けられる。工具４０は、出力軸３２ｂの軸心上に配置される。スピンドルモータ３２が作動すると、工具４０は、出力軸３２ｂの軸心周りに回転駆動される。
【００５４】
スピンドルホルダ３４は、スピンドルモータ３２の筐体３２ａを径方向外側から囲むように配置された例えば筒状の部材である。ただし、スピンドルホルダ３４の形状は特に限定されるものでない。スピンドルホルダ３４は、金属材料からなる。スピンドルホルダ３４には、例えばボルト（図示せず）によってスピンドルモータ３２の筐体３２ａが固定されている。
【００５５】
スピンドルホルダ３４の内周面と、スピンドルモータ３２の筐体３２ａの外周面との間には、例えば筒状の絶縁体３６が介装されている。絶縁体３６は、例えば樹脂などの電気絶縁材料からなる。これにより、スピンドルモータ３２の筐体３２ａと、スピンドルホルダ３４との間は電気的に絶縁されている。ただし、絶縁体３６の形状は、筐体３２ａとスピンドルホルダ３４との間を電気的に絶縁可能なものであれば、特に限定されるものでない。
【００５６】
［接触検出装置］
図２に示すように、接触検出装置４８は、ワークＷ１に電気的に接続されたタッチセンシング回路１２０、及び、該タッチセンシング回路１２０を工具４０に電気的に接続させるための接続装置５０を備えている。
【００５７】
タッチセンシング回路１２０は、電源（図示せず）及び後述の導通検出部１３０（図３参照）を有する。タッチセンシング回路１２０は、例えば制御盤８（図１参照）に配設されているが、タッチセンシング回路１２０の設置場所は特に限定されるものでない。
【００５８】
タッチセンシング回路１２０は、第１の導線１２１を介して支持台４に電気的に接続されている。支持台４における第１の導線１２１の接続箇所は特に限定されるものでなく、例えば、支持台４の上面に第１の導線１２１が接続されてもよい。
【００５９】
タッチセンシング回路１２０は、支持台４を介して間接的にワークＷ１に電気的に接続されている。ただし、タッチセンシング回路１２０は、支持台４を介することなく直接ワークＷ１に接続されてもよい。
【００６０】
接続装置５０は、工具４０に電気的に接続可能に設けられた給電点としての接触子５２、及び、該接触子５２を、工具４０に電気的に接続される接続位置と、工具４０から離間した退避位置との間で移動させる駆動部としてのアクチュエータ５４を有する。
【００６１】
接触子５２は、金属材料からなる例えば棒状の部材である。接触子５２は、スピンドルモータ３２の出力軸３２ｂの軸心に直交する方向に沿って配置されている。接触子５２は、第２の導線１２２を介してタッチセンシング回路１２０に電気的に接続されている。これにより、接触子５２は、タッチセンシング回路１２０及び支持台４を介してワークＷ１に常時接続されている。
【００６２】
接触子５２は、上述のアクチュエータ５４に連結されており、該アクチュエータ５４の作動によって、図２の二点鎖線で示される接続位置と、図２の実線で示される退避位置との間で、自動的に移動可能とされている。
【００６３】
接触子５２は、接続位置に位置するとき、スピンドルモータ３２の出力軸３２ｂの外周面に接触され、これにより、該出力軸３２ｂを介して工具４０に電気的に接続される。ただし、接触子５２は、接続位置に位置するとき、工具４０の外周面に接触されることで、該工具４０に直接接続されるようにしてもよい。
【００６４】
接触子５２の退避位置は、出力軸３２ｂ及び工具４０から離間した位置であり、退避位置に位置する接触子５２は、工具４０に対する電気的接続が解除された状態となる。
【００６５】
アクチュエータ５４は、例えばエアシリンダで構成され、この場合、コンプレッサ等の空気供給源（図示せず）からエアホース等の空気供給経路５６を経由して圧縮空気が給排されることで、アクチュエータ５４が接触子５２の軸方向に伸縮される。これにより、接触子５２は、上記の接続位置と退避位置との間で、アクチュエータ５４によって軸方向に並進駆動される。
【００６６】
ただし、アクチュエータ５４は、接触子５２を接続位置と退避位置との間で移動させ得るものであれば、上記のエアシリンダに限られるものでなく、例えば、ソレノイドで構成されてもよい。
【００６７】
アクチュエータ５４は、例えば、ブラケット５８を介してスピンドルモータ３２の筐体３２ａに取り付けられている。これにより、アクチュエータ５４は、スピンドルモータ３２の出力軸３２ｂ及び工具４０に対して、所定位置に位置決めされている。
【００６８】
ただし、アクチュエータ５４を位置決めするための具体的な構成は特に限定されるものでなく、例えば、スピンドルホルダ３４にアクチュエータ５４を取り付けるようにしてもよい。
【００６９】
接触子５２が接続位置に位置する状態で工具４０がワークＷ１に接触していないとき、ワークＷ１から支持台４、タッチセンシング回路１２０、接触子５２、及び、出力軸３２ｂを経由して工具４０に至る導通経路１５０は、工具４０とワークＷ１との間で回路が開いた状態となっており、この状態において、タッチセンシング回路１２０は導通しない。
【００７０】
一方、接触子５２が接続位置に位置する状態で工具４０がワークＷ１に接触すると、上記の導通経路１５０の回路は閉じた状態となり、この状態において、タッチセンシング回路１２０は導通する。このとき、タッチセンシング回路１２０の導通は、該タッチセンシング回路１２０に設けられた導通検出部１３０（図３参照）によって検知される。
【００７１】
［制御システム］
図３に示すように、加工システム１の各種動作は、制御部としてのコントローラ１００によって制御される。コントローラ１００は、コンピュータと該コンピュータで稼働するプログラムとで構成されている。コントローラ１００には、前記プログラムと、該プログラムの実行に必要な各種情報とを記憶する記憶部１０２が設けられている。
【００７２】
記憶部１０２に記憶された情報の具体例としては、前加工を終えたワークＷ１の形状に関する情報、仕上げ加工時におけるワークＷ１の位置に関する情報、タッチセンシングにおけるワークＷ１の被検出部に関する情報、タッチセンシングにおいてワークＷ１に対して工具４０を接近させる方向に関する情報、ワークＷ１において仕上げ加工が施される部位に関する情報、仕上げ加工後のワークＷ１の形状に関する情報、及び、ロボット１０の教示に関する情報などが挙げられる。
【００７３】
コントローラ１００は、加工システム１による一連の動作を開始又は停止するための操作が行われる操作部１１０、及び、上記の導通検出部１３０に接続されており、操作部１１０及び導通検出部１３０の出力信号が入力されるようになっている。操作部１１０は、例えば制御盤８（図１参照）に配設されている。なお、コントローラ１００には、その他の各種機器からの出力信号が更に入力されるようにしてもよい。
【００７４】
また、コントローラ１００は、上述したロボット１０の各駆動モータ２１〜２６、加工装置３０のスピンドルモータ３２、及び、接続装置５０のアクチュエータ５４に接続されており、これらの機器に、上述した入力信号に基づく制御信号を送信することで、加工システム１の種々の動作を制御するように構成されている。
【００７５】
［加工システムの制御動作］
図４に示すフローチャートを参照しながら、コントローラ１００による加工システム１の制御動作の流れを説明する。
【００７６】
図４に示す制御動作は、所定の準備作業が完了した状態で開始される。準備作業では、工作機械等によって前加工されたワークＷ１が位置決め用の治具（図示せず）を介して支持台４上に載置され、ロボット１０のアーム部１０ｂの被装着部１８に加工装置３０が装着され、加工装置３０に接続装置５０が取り付けられ、タッチセンシング回路１２０が接続装置５０の接触子５２と支持台４又はワークＷ１のいずれか一方とに電気的に接続される。
【００７７】
準備作業が完了した状態において、加工装置３０の工具４０は、ワークＷ１に接触しておらず、接触子５２は退避位置に位置している（図２参照）。この初期状態において、例えば、作業者による操作部１１０（図３参照）の開始操作が行われると、図４に示す制御動作が開始される。
【００７８】
図４に示す制御動作が開始されると、先ず、ステップＳ１（接続工程）において、接続装置５０のアクチュエータ５４が作動されて、初期状態で退避位置に位置する接触子５２が、接触位置（図２の二点鎖線参照）に移動される。これにより、接触子５２が工具４０に電気的に接続されることで、工具４０は、タッチセンシング回路１２０に電気的に接続される。
【００７９】
続くステップＳ２では、支持台４上に位置決めされたワークＷ１の正確な位置をタッチセンシングによって検出するワーク位置検出動作が実行される。ワーク位置検出動作については、図５に示すサブルーチンのフローチャートを参照しながら、後に説明する。
【００８０】
ステップＳ２のワーク位置検出動作が終了すると、ステップＳ３（退避工程）において、接続装置５０のアクチュエータ５４が作動されて、接触子５２が接続位置から退避位置（図２の実線参照）に戻されるとともに、ステップＳ４において、ステップＳ２の検出結果に応じてワークＷ１の位置情報が補正される。
【００８１】
続くステップＳ５（加工工程）では、ワークＷ１の仕上げ加工を行うための所定のプログラムに従って、ロボット１０の駆動モータ２１〜２６の作動、及び、加工装置３０のスピンドルモータ３２の作動が制御される。これにより、ロボット１０による工具４０の移動、及び、工具４０の回転駆動が制御されることで、支持台４上に位置決めされたワークＷ１の表面に対して、研磨や面取りなどの仕上げ加工が実行される。
【００８２】
この仕上げ加工のプログラムは、ステップＳ４で補正されたワークＷ１の位置情報に応じて、ロボット１０の教示に関する情報を適宜修正しながら、ワークＷ１の実際の位置に対応して工具４０を移動させるように作動される。
【００８３】
このようにして仕上げ加工が行われているとき、ステップＳ３において退避された接触子５２は、高速で回転駆動されている工具４０から離間して配置されているため、仕上げ加工に支障を来すことを回避できる。
【００８４】
以上の加工システム１の制御動作によって、工具４０に接触子５２を接続し（ステップＳ１）、ワークＷ１の位置検出を行い（ステップＳ２）、工具４０から接触子５２を退避させ（ステップＳ３）、ワークＷ１の位置情報を補正し（ステップＳ４）、ワークＷ１の仕上げ加工を行う（ステップＳ５）までの一連の動作を全て自動的に行うことができる。
【００８５】
そのため、ワーク位置検出動作の前後に、工具４０をタッチセンシング回路１２０に対して接続したり切り離したりする作業、及び、ワーク位置検出動作の前後や仕上げ加工の前後に、ロボット１０のアーム部１０ｂの被装着部１８に装着される装置を交換する作業などを省略することができ、これにより、仕上げ加工の作業効率の向上を図ることができる。
【００８６】
［ワーク位置検出動作］
図５に示すフローチャートを参照しながら、ワーク位置検出動作（図４のステップＳ２）のサブルーチンの流れを説明する。
【００８７】
ワーク位置検出動作では、仕上げ加工用の工具４０をタッチセンシング用のプローブとして利用して、ワークＷ１に対する工具４０の接触を検知するタッチセンシングによって、支持台４上に載置されたワークＷ１の実際の位置が検出される。
【００８８】
図５に示すワーク位置検出動作は、ワークＷ１の位置検出を行うための所定のプログラムに従って実行される。タッチセンシングにおいて工具４０を移動させる動作は、ロボット１０の駆動モータ２１〜２６の作動が制御されることで行われる。タッチセンシングにおける動作は、工具４０の回転が停止された状態で行われる。
【００８９】
図５に示すワーク位置検出動作では、先ず、ステップＳ２１において、ワーク位置検出動作に必要な各種情報が記憶部１０２から読み込まれる。ステップＳ２１で読み込まれる情報の具体例としては、前加工を終えたワークＷ１の形状に関する情報、仕上げ加工時におけるワークＷ１の位置に関する情報、タッチセンシングにおけるワークＷ１の被検出部に関する情報、及び、タッチセンシングにおいてワークＷ１に対して工具４０を接近させる方向に関する情報などが挙げられる。
【００９０】
続くステップＳ２２では、タッチセンシングにおける所定の基準位置に工具４０が配置される。このときの工具４０の姿勢は特に限定されるものでないが、例えば、工具４０の軸心が鉛直方向に沿って配置されるような姿勢で、工具４０が基準位置に配置されるようにしてもよい。
【００９１】
また、タッチセンシングにおける工具４０の基準位置は、特に限定されるものでないが、例えば、図６の平面図（図１のＡ−Ａ線断面図）に示すように、ワークＷ１の所定箇所から側方に離間した位置を基準位置としてもよい。
【００９２】
次のステップＳ２３（接触工程）では、工具４０が、ワークＷ１における所定の被検出部に向かって所定方向に移動される。このときの工具４０の移動は、ワークＷ１に徐々に接近するように低速で行われる。ステップＳ２３における工具４０の移動は、ワークＷ１に工具４０が接触するまで継続して行われる。
【００９３】
ワークＷ１には、例えば図６に示すように、３箇所の被検出部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が設定されているが、被検出部の個数は、ワークＷ１の位置を精度よく検出し得る限り、特に限定されるものでない。ステップＳ２３では、設定された被検出部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のうちのいずれか１つの被検出部Ｐ１に向かって所定方向Ｄ１に工具４０が移動される。
【００９４】
ステップＳ２４（導通検出工程）では、上記のステップＳ２３によりワークＷ１に向かって工具４０が移動されている状態において、タッチセンシング回路１２０（図２参照）の導通が導通検出部１３０（図３参照）によって検知されたか否かが判定される。
【００９５】
ステップＳ２４の判定の結果、タッチセンシング回路１２０の導通が検知されていない場合は、ステップＳ２３における工具４０の移動が継続される。
【００９６】
一方、ステップＳ２４の判定の結果、タッチセンシング回路１２０の導通が検知された場合、工具４０がワークＷ１に接触したと判定されて、ステップＳ２５において、工具４０の移動が停止される。
【００９７】
また、この場合、ステップＳ２６において、導通が検知されたとき（ステップＳ２４）の工具４０の位置情報が取得され、該工具４０の位置情報に基づいて得られるワークＷ１の被検出部Ｐ１の位置情報が記憶部１０２に記憶される。
【００９８】
続くステップＳ２７では、ワークＷ１における全ての被検出部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３（図６参照）について、位置情報の取得が完了したか否かが判定される。
【００９９】
ステップＳ２７の判定の結果、全ての位置情報の取得が完了していない場合、残りの被検出部Ｐ２，Ｐ３の位置情報を取得するためのステップＳ２２〜ステップＳ２６の処理が実行される。
【０１００】
一方、ステップＳ２７の判定の結果、全ての被検出部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の位置情報が取得された場合、ステップＳ２８（ワーク位置算出工程）において、ステップＳ２６で得られた被検出部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の位置情報に基づいて、ワークＷ１の位置が算出されて、図４に示すメインルーチンに戻る。
【０１０１】
ステップＳ２８におけるワークＷ１の位置の算出を３つの被検出部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の位置情報に基づいて行う場合、これらの被検出部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３毎に、タッチセンシングにおける工具４０の移動方向Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３（ステップＳ２３）が異なるため（図６参照）、ワークＷ１の位置を三次元的に検出できる。したがって、例えば、ワークＷ１の中心Ｑ１（図６参照）の所定位置からの位置ずれや、該中心Ｑ１周りの回転方向におけるワークＷ１の位置ずれなどを精度よく検出できる。
【０１０２】
以上のように、図５に示す制御動作に従って行われるワーク位置検出動作によれば、タッチセンシング回路１２０（図２参照）の導通が導通検出部１３０（図３参照）によって検出されることで、ワークＷ１に対する工具４０のタッチセンシングが行われるため、デジタル信号に基づくタッチセンシングが可能になる。
【０１０３】
そのため、力覚センサを用いてアナログ信号に基づくタッチセンシングを行う場合、及び、図７に示すように点灯装置２５２等の作動を作業者が知覚することで導通を手動で検出するようなタッチセンシングを行う場合に比べて、検出精度の向上を図ることができる。したがって、このような高精度のタッチセンシングによって、ワークＷ１の位置に関する高精度の位置情報を得ることができる。
【０１０４】
さらに、上記のタッチセンシング用のプローブとして、ワーク加工用の工具４０が利用される。そのため、ロボット１０に対して所定位置に位置決めされた工具４０を用いてワーク位置検出動作が行われた後、引き続き同じ位置に位置決めされた状態の工具４０を用いて、ワークＷ１の仕上げ加工（図４のステップＳ５）が行われることで、上記のような高精度の位置情報に従って、高精度の仕上げ加工を実現できる。
【０１０５】
また、本実施形態では、図２を参照しながら上述したように、スピンドルモータ３２とスピンドルホルダ３４との間に絶縁体３６が設けられていることにより、工具４０及びスピンドルモータ３２と、ロボット１０との間の導通経路が、絶縁体３６によって遮断されている。
【０１０６】
そのため、上述したワーク位置検出動作におけるワークＷ１に工具４０が接触する前の状態において、支持台４からタッチセンシング回路１２０、接触子５２、スピンドルモータ３２、スピンドルホルダ３４、ロボット１０（図１参照）及び床部２（図１参照）を経由して再び支持台４に至る経路（図７に示す経路２９０参照）に電流が流れることを防止できる。
【０１０７】
したがって、ワーク位置検出動作における導通の検知の際（図５のステップＳ２４）、タッチセンシング回路１２０での導通が誤検出されることを防止でき、これにより、タッチセンシングの精度向上を図ることができる。
【０１０８】
また、スピンドルモータ３２とスピンドルホルダ３４との間に絶縁体３６を介装するだけの簡素な構成によって電気的絶縁が果たされるため、工具４０やスピンドルモータ３２及びロボット１０の構成を変更することなく、上述した導通の誤検出を防止できる。
【０１０９】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【０１１０】
例えば、上述の実施形態では、スピンドルモータ３２とスピンドルホルダ３４との間に絶縁体３６が設けられる例を説明したが、絶縁体３６は、支持台４からタッチセンシング回路１２０、接触子５２、加工装置３０、ロボット１０及び床部２を経由して再び支持台４に至る経路におけるいずれの位置に配置されてもよい。ただし、工具４０とロボット１０との間に絶縁体３６を設けることが好ましく、これにより、工具４０及びロボット１０の構成を変更することなく、簡素な構成によって電気的絶縁を果たすことができる。
【０１１１】
また、上述の実施形態では、支持台４、ロボット１０のベース部１０ａ及びアーム部１０ｂ、スピンドルモータ３２、スピンドルホルダ３４、工具４０、接触子５２及びワークＷ１がいずれも金属材料からなる例を説明したが、本発明において、これらのうち少なくとも１つの部材の材料は、金属以外の導電性材料であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
以上のように、本発明によれば、導通の検知によるタッチセンシングによってワークの位置を精度よく検出して、加工精度の向上を図ることが可能となるため、導電性材料からなる種々の部品の製造産業に好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【０１１３】
１                  加工システム
２                  床部
４                  支持台
１０                ロボット（工具移動装置）
３０                加工装置
３２                スピンドルモータ
３４                スピンドルホルダ
３６                絶縁体
４０                工具
４８                接触検出装置
５０                接続装置
５２                接触子
５４                アクチュエータ（駆動部）
１００              コントローラ（制御部）
１０２              記憶部
１２０              タッチセンシング回路
１３０              導通検出部
Ｗ１                ワーク
【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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