(57)【要約】【課題】溶射被膜が剥がれることを抑制し、溶射被膜のバリを自動で除去する。【解決手段】研磨用工具を備えるロボットと、前記ロボットを制御することで被研磨対象物に研磨を施す制御装置と、を備える加工装置であって、前記研磨用工具は、研磨力の異方性を有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨用工具を備えるロボットと、前記ロボットを制御することで被研磨対象物に研磨を施す制御装置と、を備える加工装置であって、
前記研磨用工具は、研磨力の異方性を有することを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記研磨力の異方性とは、前記制御装置が前記被研磨対象物に対して前記研磨用工具の研磨面を接触させて動かすことで研磨力を発生させる場合に、一方向に動かした場合の研磨力が他の方向に動かした場合よりも高いことであることを特徴とする請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
前記研磨面は、前記一方向の動摩擦係数が他の方向と比較して高い表面形状を有することを特徴とする請求項２記載の加工装置。
【請求項４】
前記制御装置は、予め教示された目標軌道に基づいて前記ロボットを制御することで、前記研磨用工具を移動させながら前記一方向に沿って往復動作させることを特徴とする請求項２または３記載の加工装置。
【請求項５】
前記研磨用工具は、
基材と、
前記基材の表面に複数の砥粒が固定された砥粒層と、
を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ワーク表面の被溶射面にのみ溶射被膜を形成するために、溶射材を塗布しない領域（非塗布領域）にマスキングテープを貼付して溶射剤を塗布する。ただし、マスキングテープが剥がされると、溶射被膜の縁に溶射材の「ささくれ」のようなバリが発生する。そこで、現状では、下記特許文献１に記載の研磨パット等の研磨用工具を用いてそのバリを除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５７１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的には、研磨用工具でバリを除去する場合には、研磨用工具をバリに接触させながら往復運動させる。しかしながら、研磨用工具を往復運動させると溶射被膜を剥がす方向にも力がかかるため、溶射被膜を剥がしてしまう場合がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、溶射被膜が剥がれることを抑制し、溶射被膜のバリを自動で除去することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、加工装置に係る第１の解決手段として、研磨用工具を備えるロボットと、前記ロボットを制御することで被研磨対象物に研磨を施す制御装置と、を備える加工装置であって、前記研磨用工具は、研磨力の異方性を有することを特徴とする加工装置、という手段を採用する。
【０００７】
本発明では、加工装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記研磨力の異方性とは、前記制御装置が前記被研磨対象物に対して前記研磨用工具の研磨面を接触させて動かすことで研磨力を発生させる場合に、一方向に動かした場合の研磨力が他の方向に動かした場合よりも高い、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、加工装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記研磨面は、前記一方向の動摩擦係数が他の方向と比較して高い表面形状を有する、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、加工装置に係る第４の解決手段として、上記第２又は上記第３の解決手段において、記制御装置は、予め教示された目標軌道に基づいて前記ロボットを制御することで、前記研磨用工具を移動させながら前記一方向に沿って往復動作させる、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、加工装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段において、前記研磨用工具は、基材と、前記基材の表面に複数の砥粒が固定された砥粒層と、を有する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、溶射被膜が剥がれることを抑制し、溶射被膜のバリを自動で除去するができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る加工装置Ａの概要構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る研磨用工具５の概要構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る加工装置Ａの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る加工装置Ａは、ワークＷの表面に形成された溶射被膜Ｃを仕上げ加工する。加工装置Ａは、図１に示すようにロボット１及び制御装置２を備える。
【００１４】
ロボット１は、ロボットアーム３、ハンド部４、及び研磨用工具５を備える。
ロボットアーム３は、複数の多関節機構を有する。ロボットアーム３の各関節には、各関節を各々駆動するモータが設けられている。ロボットアーム３は、制御装置２によりモータが駆動されることで、例えば、三次元空間を６軸方向に移動することができる。また、各関節には、モータの回転角度を検知するエンコーダが設けられている。
【００１５】
ハンド部４は、研磨用工具５をロボットアーム３に対して着脱可能に接続する。
研磨用工具５は、ハンド部４によりロボットアーム３の先端に取り付けられる。研磨用工具５は、ロボットアーム３の駆動により、三次元空間内で位置と姿勢を移動可能である。
【００１６】
研磨用工具５は、研磨面を被研磨対象物に接触させて往復運動することで、該被研磨対象物を除去する。本実施形態では、被研磨対象物とは、ワークＷの表面に形成された溶射被膜ＣのバリＣｒである。
この研磨用工具５は、動かされる方向によって異なる研磨力を有する。すなわち、研磨用工具５は、研磨力の異方性を有する。この研磨力とは、被研磨対象物の表面を削り取り、平滑にする力である。
【００１７】
以下に、研磨部５１の構成について、図２をも参照して詳しく説明する。
研磨用工具５は、研磨部５１及び支持部５２を備える。
【００１８】
研磨部５１は、基材５１１及び砥粒層５１２を備える。
基材５１１の表面には砥粒層５１２が形成されている。基材５１１は、例えば、スチール、ＳＵＳ鋼、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金等の金属、又は機械的強度、耐熱性等に優れた性質を有するプラスチックが使用される。
【００１９】
砥粒層５１２は、基材５１１の表面に砥粒５１３が電着されることで形成される。例えば、砥粒層５１２は、砥粒５１３を結合剤５１４で固着した、いわゆる砥石である。
この砥粒層５１２の表面は、研磨用工具５の研磨面であって、研磨力の異方性を有する。
【００２０】
砥粒５１３は、ダイヤモンド砥粒やｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒などの硬質粒子である。例えば、砥粒５１３は、図２に示すように、直角三角形状であり、底面が基材５１１の表面に固定されている。これにより、砥粒層５１２を砥粒５１３の斜辺と反対方向にのみ動かすことで、他の方向に動かす場合と比較して高い研磨力が発生させることができる。これにより、砥粒５１３の斜辺と反対方向、すなわち高い研磨力を発生させることができる移動方向が研磨用工具５の研磨方向となる。
【００２１】
したがって、上記研磨力の異方性とは、被研磨対象物に対して砥粒層５１２の研磨面を接触させて動かすことで研磨力を発生させる場合に、一方向に動かした場合の研磨力が他の方向に動かした場合よりも高いことである。
【００２２】
支持部５２は、一端に研磨部５１が固定されることで研磨部５１を支持する。そして、支持部５２の他端がハンド部４に取り付けられることで、研磨用工具５がロボットアーム３の先端に固定される。
【００２３】
制御装置２は、ロボット制御部２１及び記憶部２２を備える。
ロボット制御部２１は、例えば、事前に作業者により手動で教示された目標軌道に沿って研磨用工具５を移動させる、いわゆるティーチングプレイバック制御を行う。そして、ロボット制御部２１は、教示された移動経路に沿って研磨用工具５を移動させながら、研磨方向に沿って往復動作させることでワークに研磨を施す。
【００２４】
記憶部２２には、加工データが予め記憶されている。この加工データは、加工軌道データテーブル及び加工条件データを含む。
加工軌道データテーブルは、研磨用工具５を移動させる軌道（目標軌道）を示すデータであり、一定距離間隔における空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）からなる。この加工軌道データテーブルは、例えば、ワークＷの３ＤＣＡＤモデルから自動的に生成する。
加工条件データは、研磨用工具５の移動方向、及び往復動作の振幅及び周期等のデータである。
【００２５】
次に、加工装置Ａの動作について、図３をも参照して詳しく説明する。
【００２６】
ロボット制御部２１は、作業者により、ロボットアーム３の先端に研磨用工具５を取り付けられると、記憶部２２から加工軌道データテーブル及び加工条件データを読み出す。そして、ロボット制御部２１は、記憶部２２から読み出した往復動作の振幅及び周期のデータから往復動作の成分を作成し、目標軌道に重ね合わせる。したがって、ロボット制御部２１は、研磨用工具５が、往復動作の成分が重ね合わされた目標軌道に沿って移動するように制御することで、研磨用工具５を研磨方向に沿って往復動作させ、溶射被膜ＣのバリＣｒを研磨することができる。
【００２７】
ここで、研磨用工具５は、研磨特性の異方性を有し、例えば、研磨面が一方向（研磨方向）にのみ動摩擦係数が高い表面形状を有する。したがって、研磨方向にのみ研磨用工具５を動かすことでワークＷに対して研磨することができる。そのため、研磨用工具５の研磨方向を、溶射被膜Ｃを剥がす方向とは反対方向、例えば、溶射被膜Ｃの縁に向かう方向に設定することで、溶射被膜Ｃを剥がす方向に力がかからなくなり、溶射被膜Ｃを剥がすことなく、バリＣｒを削り取ることができる。
【００２８】
本実施形態によれば、本発明の一実施形態に係る加工装置Ａは、研磨用工具５を備えるロボット１と、ロボット１を制御することで被研磨対象物に研磨を施す制御装置２と、を備え、その研磨用工具５は研磨力の異方性を有する。これにより、溶射被膜Ｃが剥がれることを抑制し、溶射被膜ＣのバリＣｒを自動で除去するができる。
【００２９】
また、研磨用工具５の研磨面は、一方向の動摩擦係数が他の方向と比較して高い表面形状を有することで、上記研磨力の異方性が発現することになる。例えば、研磨用工具５の研磨面は、直角三角形状の砥粒５１３の底面が基材５１１の表面に固定されることで、上記研磨力の異方性が発現することになる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、位置制御することで研磨用工具５を目標軌道に沿って移動させるように制御したが、本発明はこれに限定されない。例えば、加工装置Ａは、研磨用工具５に作用する外力Ｆを検出する力センサを備え、ロボット制御部２１が、取得した外力Ｆが一定値になるように、ロボットアーム３に設けられたモータの駆動を制御する、いわゆる力制御することで、ワークＷに対して研磨を施してもよい。
【００３１】
（２）上記実施形態では、研磨用工具５をワークＷに接触させないように制御しながが、本発明はこれに限定されない。例えば、加工装置Ａは、研磨用工具５の支持部５２に装着され、研磨部５１の研磨面に対して突出した倣い面を備える補助部材を備えてもよい。この倣い面は、例えば、補助部材の端面である。この場合には、ロボット制御部２１は、力センサから取得した外力Ｆが一定値になるように、ロボットアーム３に設けられたモータの駆動を制御することで、上記補助部材の倣い面をワークＷの表面に押し付けながら移動させる。これにより、マスキングテープが剥がされることで発生したバリＣｒにのみ研磨部５１の研磨面が接触し、そのバリＣｒを削り取ることができる。これにより、ワークＷや溶射被膜Ｃを研磨部５１で不必要に傷つけることなくバリＣｒのみを取り除くことができる。
【００３２】
（３）上記実施形態では、研磨用工具５は、電着により基材の表面に砥粒が固定される、いわゆる電着工具である場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、研磨用工具５は、樹脂等の接着により基材５１１の表面に砥粒５１３を固定されていてもよい。
【００３３】
１  ロボット
２  制御装置
３  ロボットアーム
４  ハンド部
５  研磨用工具
２１  ロボット制御部
２２  記憶部
５１  研磨部
５２  支持部
５１１  基材
５１２  砥粒層
５１３  砥粒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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