JP2016068177A - 加工装置 - Google Patents
加工装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016068177A JP2016068177A JP2014198653A JP2014198653A JP2016068177A JP 2016068177 A JP2016068177 A JP 2016068177A JP 2014198653 A JP2014198653 A JP 2014198653A JP 2014198653 A JP2014198653 A JP 2014198653A JP 2016068177 A JP2016068177 A JP 2016068177A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- force
- processing
- drive
- processing apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37404—Orientation of workpiece or tool, surface sensor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45129—Boring, drilling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
Abstract
【課題】加工対象物を加工する加工装置において、ツールを加工対象物から離すべき状況に良好に対応できるようにする。
【解決手段】加工装置においては、ツールに、ツールを加工対象物から離す方向の力が加わった際に、この力の大きさに応じて、ツールを加工対象物に押し付けるようにアクチュエータを駆動させるか、ツールを加工対象物から離すようアクチュエータを駆動させるかを設定する(S130〜S190)。そして、この設定に従ってアクチュエータを駆動させる(S210、S220)。
【選択図】図3
【解決手段】加工装置においては、ツールに、ツールを加工対象物から離す方向の力が加わった際に、この力の大きさに応じて、ツールを加工対象物に押し付けるようにアクチュエータを駆動させるか、ツールを加工対象物から離すようアクチュエータを駆動させるかを設定する(S130〜S190)。そして、この設定に従ってアクチュエータを駆動させる(S210、S220)。
【選択図】図3
Description
本発明は、加工対象物を加工する加工装置に関する。
上記の加工装置において、加工対象物を加工するツールが加工対象物に接触したときの力(加工反力)に打ち勝つように、ツールを加工対象物に押し付ける際の力を設定するものが知られている。(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記加工装置では、ツールを加工対象物から離すべき状況(使用者の意図や故障抑制)が考慮されていないので、ツールを加工対象物から離すべき状況において、ツールが加工対象物に押し付けられたままになる虞がある。
そこで、このような問題点を鑑み、加工対象物を加工する加工装置において、ツールを加工対象物から離すべき状況に良好に対応できるようにすることを本発明の目的とする。
本発明の加工装置においては、加工対象物を加工するためのツールと、ツールを、その位置及び向きを変更可能に支持する1または複数の支持部と、ツールに加わる力および該力の方向を検出する力検出部と、支持部を変位させることによってツールを変位させる駆動部と、を備えている。また、駆動設定手段は、ツールに対してツールを加工対象物から離す方向の力が加わった際に、この力の大きさに応じて、ツールを加工対象物に押し付けるように駆動部を駆動させるか、ツールを変位させる方向を設定する。そして、駆動制御手段は、この設定に従って駆動部を駆動させる。
このような加工装置によれば、ツールを加工対象物から離す方向の力の大きさに応じてツールを変位させる方向(例えば、ツールを加工対象物に押し付け続けるか、加工対象物から離すか等)を設定するので、使用者の意図や許容される力の大きさに応じて適切な制御を行うことができる。
なお、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、一部構成を除外してもよい。
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
[本実施形態の構成]
図1及び図2に示す加工装置1は、医療分野で使用される装置である。加工装置1は、医療分野の中でも特に歯科医療分野で使用され、歯科医療機器を患者口内の所定の位置(歯の欠損部の位置)に配置する際に用いられる。加工装置1は、ツール移動装置10、及びコントローラ70を備える。
[本実施形態の構成]
図1及び図2に示す加工装置1は、医療分野で使用される装置である。加工装置1は、医療分野の中でも特に歯科医療分野で使用され、歯科医療機器を患者口内の所定の位置(歯の欠損部の位置)に配置する際に用いられる。加工装置1は、ツール移動装置10、及びコントローラ70を備える。
ツール移動装置10は、ツール11及びツール支持アーム12を備える。ツール11は歯科医療機器である。本実施形態では、ツール11は、患者の顎骨を削るドリルが棒状の剛体(以下、「棒状部」という。)に直角をなすように取り付けられた構造を取る。
ツール支持アーム12は、複数の関節を備えた(換言すれば多自由度を有する)ロボットアームであり、ツール11をその位置及び向きを変更可能に支持する。ツール支持アーム12は、力センサ13、接続部14、リンク15,16,17,18,19,20(以下、「15〜20」とも表記する。)、図示しない連結具、連結具21、アクチュエータ22,23,24,25,26,27(以下、「22〜27」とも表記する。)及び位置センサ28,29,30,31,32,33(以下、「28〜33」とも表記する。)を備える。
力センサ13は、接続部14を介して、ツール11の棒状部に接続される。本実施形態では、歯科医師等の使用者がツール11の一部を把持し、使用者によって加えられた力の向きにツール11が動くように、ツール支持アーム12の形状が電気的な駆動力により変化する。
また、力センサ13は、3次元の回転力と3次元の並進力とを検出する6軸センサデバイスとして構成されている。力センサ13は、ツール11に力が加えられることで接続部14を介して、力センサ13に加えられる力の大きさ及び向きを検出する。
具体的には、力センサ13は、ツール11に加えられた力が加工対象物40(図4参照)に押し付けられる方向である際に、正の値を出力する。また、ツール11は、加工反力など、ツール11に加えられた力がツール11を加工対象物40から離す方向である際に、負の値を出力する(図4参照)。
リンク15〜20は、剛体の構造物である。第1リンク15(ツール11側のリンク)の一端は、力センサ13に直接接続される。第1リンク15の他端は、図示しない回転可能な第1連結具を介して第2リンク16に接続される。ここでいう回転とは、回転する物体(この場合、第1リンク15)の重心の位置が変わらないような回転(その場での回転)を意味する。
第2リンク16の一端は、図示しない回転可能な第1連結具を介して第1リンク15に接続され、他端は、図示しない旋回可能な第2連結具を介して第3リンク17に接続される。
第3リンク17の一端は、図示しない旋回可能な第2連結具を介して第2リンク16に接続され、他端は、図示しない回転可能な第3連結具を介して第4リンク18に接続される。
第4リンク18の一端は、図示しない回転可能な第3連結具を介して第3リンク17に接続され、他端は、図示しない旋回可能な第4連結具を介して第5リンク19に接続される。
第5リンク19の一端は、図示しない旋回可能な第4連結具を介して第4リンク18に接続され、他端は、旋回可能な第5連結具21を介して第6リンク20に接続される。
第6リンク20の一端は、旋回可能な第5連結具21を介して第5リンク19に接続され、他端は、図示しない回転可能な第6連結具を介して図示しない基台部に接続される。
第6リンク20の一端は、旋回可能な第5連結具21を介して第5リンク19に接続され、他端は、図示しない回転可能な第6連結具を介して図示しない基台部に接続される。
アクチュエータ22〜27及び位置センサ28〜33は、上記5つの図示しない連結具及び連結具21(すなわち、ツール支持アーム12の関節)に備えられる。
すなわち、アクチュエータ22及び位置センサ28は、第1連結具に備えられ、アクチュエータ23及び位置センサ29は、第2連結具に備えられ、アクチュエータ24及び位置センサ30は、第3連結具に備えられる。アクチュエータ25及び位置センサ31は、第4連結具に備えられ、アクチュエータ26及び位置センサ32は、第5連結具21に備えられ、アクチュエータ27及び位置センサ33は、第6連結具に備えられる。
すなわち、アクチュエータ22及び位置センサ28は、第1連結具に備えられ、アクチュエータ23及び位置センサ29は、第2連結具に備えられ、アクチュエータ24及び位置センサ30は、第3連結具に備えられる。アクチュエータ25及び位置センサ31は、第4連結具に備えられ、アクチュエータ26及び位置センサ32は、第5連結具21に備えられ、アクチュエータ27及び位置センサ33は、第6連結具に備えられる。
本実施形態では、アクチュエータ22〜27はモータである。ツール11、力センサ13、リンク15〜20及び基台部のそれぞれはアクチュエータ22〜27が作動することにより互いに相対駆動する。
また、本実施形態では、位置センサ28〜33はエンコーダである。位置センサ28は、アクチュエータ22の回転量を検出する。位置センサ29は、アクチュエータ23の回転量を検出する。位置センサ30は、アクチュエータ24の回転量を検出する。位置センサ31は、アクチュエータ25の回転量を検出する。位置センサ32は、アクチュエータ26の回転量を検出する。位置センサ33は、アクチュエータ27の回転量を検出する。
ツール支持アーム12は、回転可能な3つの連結具と旋回可能な3つの連結具とを備える。また、旋回可能な第2連結具と旋回可能な第4連結具との間には回転可能な第3の連結具が位置するため、第2連結具と第4連結具とは異なった方向への旋回動作を実現する。そのため、ツール支持アーム12は、任意方向への並進及び任意方向への回転によりツール11の位置及び向きを変更する。
コントローラ70は、CPU、ROM、及びRAMを中心とする周知のコンピュータを備える。コントローラ70は、力センサ13、アクチュエータ22〜27、及び位置センサ28〜33に接続される。
コントローラ70は、位置センサ28〜33により検出されたアクチュエータ22〜27の回転量に基づいてツール支持アーム12の変形状態を検出する。そして、コントローラ70は、ツール支持アーム12の変形状態に基づいてツール11の基準点の位置及びツール11の向きを検出する。
コントローラ70は、4つの制御モード(ドリルモード、引き戻しモード、反力補正モード、フリーモード)を切り替える。つまり、コントローラ70は、各制御モード中に使用者がツール11に力を加えた場合に、後述する条件に従ってツール支持アーム12の形状を変化させる。
[本実施形態の処理]
このように構成された加工装置1において、コントローラ70は、図3に示す加工処理を実施する。加工処理は、ツール11を用いて患者の口腔内にインプラント用の穴を開ける処理である。また、加工処理は、例えば使用者によってツール11の最終目標領域(例えば開始目標位置に対するツール11の深さそのものや、その深さを示す領域)が設定され、加工装置1に対して加工開始操作が入力されると開始される処理である。
このように構成された加工装置1において、コントローラ70は、図3に示す加工処理を実施する。加工処理は、ツール11を用いて患者の口腔内にインプラント用の穴を開ける処理である。また、加工処理は、例えば使用者によってツール11の最終目標領域(例えば開始目標位置に対するツール11の深さそのものや、その深さを示す領域)が設定され、加工装置1に対して加工開始操作が入力されると開始される処理である。
加工処理では、まず、図3に示すように、力センサ13に入力される操作力を検出する(S110)。この処理では、初めに、力センサ13から検出値を取得する。この処理では、図4に示すように、リンク15に取り付けられた力センサ13を用いて、ツール11に加わる力を検出する。
この際の力には、使用者がツール11に加える力だけでなく、加工対象物40とツール11とが接触することによって生じる反力も含まれる。力センサ13により検出された力は、力センサ13を基準とする座標系(力センサ基準座標系)にて3次元ベクトルとして表される。
力センサ基準座標系は、力センサ13の位置が変化した場合に力センサ13に追従する。本実施形態では、力センサ基準座標系の座標軸のうちの1つは、力センサ13の表面であって接続部14が接続されている面に垂直に取られ、他の2つの座標軸は、上記座標軸に垂直に取られる。
次に、ツール11を基準とする座標系(ツール基準座標系)にてツール11に加えられた力の大きさ及び向きを計算する。ツール基準座標系は、ツール11の位置が変化した場合にツール11に追従する。
本実施形態では、ツール11(ドリル)の軸がツール基準座標系の座標軸の1つであり、ドリルの先端であって棒状部に接続されていない方の先端がツール基準座標系の原点とされる。このようなツール基準座標系において、ツール11に加えられた力が計算される。
続いて、ツール11の先端位置及び最大切削位置を計算する(S120)。この処理では、ツール11の向きについても計算される。ツール11の位置及び向きは、位置センサ28〜33により検出されるアクチュエータ22〜27の回転量に基づき検出される。
また、最大切削位置については、図5に示すように、予め設定されたツール11による切削軸の方向において、ある基準点を原点とする座標のうち、本処理開始後にツール11の先端が切削しつつ到達した最大座標(ツール11が掘り進む方向:正の方向)を示す。なお、最大切削位置についてはRAM等において記録され、記録されていた最大切削位置を越えて切削される都度、RAM等に記録された値も更新される。
続いて、最大切削位置とドリル先端位置との偏差が予め設定された設定範囲内であるか否かを判定する(S130)。ここで、設定範囲は、図5に示すように、最大切削位置を基準に、切削軸においてツール11が戻る方向(負の方向)に、加工対象物40からの加工反力を加味して設定される。
つまり、設定範囲は、加工反力を受ける可能性がある範囲内に設定される。具体的には、設定範囲は、例えば、最大切削位置から数mm程度の範囲内に設定される。
最大切削位置とドリル先端位置との偏差が設定範囲内でなければ(S130:NO)、制御モードをフリーモードに設定する(S140)。ここで、コントローラ70においては、図6に示すように、力の大きさや方向に応じてモデル(マップ)を選択し、このモデルに基づいてロボット変位(アクチュエータ22〜27の駆動量)を設定する。
最大切削位置とドリル先端位置との偏差が設定範囲内でなければ(S130:NO)、制御モードをフリーモードに設定する(S140)。ここで、コントローラ70においては、図6に示すように、力の大きさや方向に応じてモデル(マップ)を選択し、このモデルに基づいてロボット変位(アクチュエータ22〜27の駆動量)を設定する。
特に、フリーモードでは、ツール11において加えられた力に対して、その力の方向と同じ方向にロボット変位を設定するためのモデルを選択する。このモードでは、力をツール11に加えれば、その方向にツール11を動かすことができる。
また、S130の処理にて最大切削位置とドリル先端位置との偏差が設定範囲内であれば(S130:YES)、操作力(ツール11に加わる力)の方向を判定する(S150)。操作力の方向が切削軸においてツール11が戻る方向である引き戻し方向でなければ(S150:NO)、ドリルモードに設定する(S160)。
ここで、ドリルモードでは、フリーモードと同様に、ツール11において加えられた力に対して、その力の方向と同じ方向にロボット変位を設定するためのモデルを選択する。このドリルモードでは、加工対象物40を掘り進む方向にツール11を移動させる際には、加工反力を抑制するために、フリーモードよりも、低速に移動するようにしてもよい。
また、操作力の方向が引き戻し方向であれば(S150:YES)、操作力の大きさと予め設定された閾値Ftとを比較する(S170)。ここで、閾値Ftは、使用者が慎重な操作でツール11を加工対象物40に接触させたときの加工反力よりも大きな値に設定されており、かつ、ツール11が損傷する際の加工反力よりも小さな値に設定されている。
操作力の大きさが閾値Ft未満であれば(S170:NO)、制御モードを反力補正モードに設定する(S180)。反力補正モードでは、ツール11において加えられた力が引き戻し方向(ツール11を加工対象物40から離す方向)である場合に、その力の方向と反対方向、つまりツール11を加工対象物40に押し付けるようにロボット変位を設定するためのモデルを選択する。
操作力の大きさが閾値Ft以上であれば(S170:YES)、制御モードを引き戻しモードに設定する(S190)。引き戻しモードでは、フリーモードと同様に、ツール11において加えられた力に対して、その力の方向と同じ方向にロボット変位を設定するためのモデルを選択する。このフリーモードでは、引き戻し方向にツール11を移動させる際に、フリーモードよりも、高速に移動するようにしてもよい。
これらのように制御モードが設定されると、選択されたモデルを用いて、入力された力に対するロボット変位を求める(S210)。続いて、この変位に従って、ツール座標系においてツール11を移動させる(S220)。
続いて、ツール11の先端位置が予め設定された最終目標位置(深さ)に到達したか否かを判定する(S230)。最終目標位置は、例えば本処理の開始後、最初に加工反力を受ける位置を基準に予め設定された深さ分だけ切削軸の方向(ツール11から見て加工対象物40の側)に設定される。
なお、最初に加工反力を受ける位置は、予め撮影されたX線CT画像を用いて設定されていてもよいし、使用者のスイッチ操作等により認識してもよい。また、カメラ等による撮像画像を画像処理し、ツール11の加工対象物40への接触を検出することにより認識してもよい。
ツール11の先端位置が最終目標位置に到達していなければ(S230:NO)、S110の処理に戻る。また、ツール11の先端位置が最終目標位置に到達していれば(S230:YES)、使用者によって操作を終了する旨の指令が入力されたか否かを判定する(S240)。
操作を終了する旨の指令が入力されていなければ(S240:NO)、S140の処理に戻る。また、操作を終了する旨の指令が入力されていれば(S240:YES)、加工処理を終了する。
[加工時における制御モードの作動例]
加工装置1を用いて加工対象物40を加工(切削)するときにおいて、力センサによる測定値およびツール11の変位の一例を図7に示す。図7に示す例では、時間の経過と共にツール11の先端を加工対象物40に接近させる。この際、図5の(1)や(5)に示すように、ドリルモードが採用される。
加工装置1を用いて加工対象物40を加工(切削)するときにおいて、力センサによる測定値およびツール11の変位の一例を図7に示す。図7に示す例では、時間の経過と共にツール11の先端を加工対象物40に接近させる。この際、図5の(1)や(5)に示すように、ドリルモードが採用される。
そして、図7に示すように、ツール11が加工対象物40に触れたときに、加工反力が生じる(図7の[A]参照)。このときの加工反力の大きさ(絶対値)が閾値Ft未満である際には、図5の(4)や(6)に示すような反力補正モードが採用される。
反力補正モードが維持されると、ツール11による切削が進み、やがて加工反力は小さくなる。使用者は再びツール11を加工対象物40の方向に進め、さらに切削を続けることになる(図7の[B]参照)。
ここで、使用者がツール11を加工対象物40から遠ざける方向に操作すると、図7に示すように、この操作による力が閾値を越えることになる(図7の[C]参照)。この場合、図5の(2)に示すように、引き戻しモードが採用される。
引き戻しモードの際に、ツール11の位置が設定範囲外になると、図5の(3)に示すように、フリーモードが採用される。また、切削を続け、図5の(7)に示すように、ツール11の先端が最終目標位置に到達すると、フリーモードが採用される。この際、さらに切削を継続しようとしても切削反力が生じるとツール11が引き戻し方向に移動するので、切削し過ぎることが抑制される。
[本実施形態による効果]
以上のように詳述した加工装置1においては、加工対象物40を加工するためのツール11と、ツール11を、その位置及び向きを変更可能に支持する1または複数の接続部12、リンク15〜20と、ツール11に加わる力および該力の方向を検出する力センサ13と、接続部12、リンク15〜20を変位させることによってツール11を変位させるアクチュエータ22〜27と、を備えている。
以上のように詳述した加工装置1においては、加工対象物40を加工するためのツール11と、ツール11を、その位置及び向きを変更可能に支持する1または複数の接続部12、リンク15〜20と、ツール11に加わる力および該力の方向を検出する力センサ13と、接続部12、リンク15〜20を変位させることによってツール11を変位させるアクチュエータ22〜27と、を備えている。
そして、コントローラ70は、ツール11に、ツール11を加工対象物40から離す方向の力が加わった際に、この力の大きさに応じて、ツール11を加工対象物40に押し付けるようにアクチュエータ22〜27を駆動させるか、ツール11を加工対象物40から離すようアクチュエータ22〜27を駆動させるかを設定する。そして、コントローラ70は、この設定に従ってアクチュエータ22〜27を駆動させる。
このような加工装置1によれば、ツール11を加工対象物40から離す方向の力の大きさに応じてツール11を加工対象物40に押し付け続けるか、加工対象物40から離すかを設定するので、使用者の意図や許容される力の大きさに応じて適切な制御を行うことができる。
また、上記の加工装置1においてコントローラ70は、ツール11によって加工対象物40を加工する際の前記ツール11の加工深さ方向における最大到達位置(最大切削位置)を記録する。そして、ツール11の位置が最大到達位置から予め設定された距離内を表す加工範囲の外である場合において、ツール11を加工対象物40から離す方向の力が加わった際に、この力の大きさに拘わらず、ツール11を加工対象物40から離すようアクチュエータ22〜27を駆動させる設定をする。
すなわち、加工装置1においては、ツール11の位置が既に加工を終了している領域(加工範囲の外)である場合には、ツール11を加工対象物40に押し付ける必要がないため、加工対象物40から離す方向の力が加わった際にツール11を加工対象物40から離すようアクチュエータ22〜27を駆動させる。このような加工装置1によれば、既に加工を終了している領域では、より小さな外力を加えるだけでツール11を加工対象物40から離すことができる。
また、上記の加工装置1においてコントローラ70は、ツール11の位置が予め設定された加工終了領域(位置・終了地点を含む概念:上記実施形態では最終目標位置)に到達したか否かを判定する。そして、ツール11の位置が加工終了領域に到達している場合において、ツール11を加工対象物40から離す方向の力が加わった際に、この力の大きさに拘わらず、ツール11を加工対象物40から離すようアクチュエータ22〜27を駆動させる設定をする。
すなわち、ツール11の位置が加工終了領域に到達している場合には、ツール11を加工対象物40に押し付ける必要がないため、加工対象物40から離す方向の力が加わった際にツール11を加工対象物40から離すようアクチュエータ22〜27を駆動させる。このような加工装置1によれば、加工終了後は、より小さな外力を加えるだけでツール11を加工対象物40から離すことができる。
また、上記の加工装置1においてコントローラ70は、ツール11を加工対象物40から離す方向の力の大きさが予め設定された閾値以上である際にツール11を加工対象物40から離すようアクチュエータ22〜27を駆動させる設定を行い、力の大きさが閾値未満である際にツール11を加工対象物40に押し付けるようにアクチュエータ22〜27を駆動させる。
このような加工装置1によれば、閾値を用いることで、使用者の意図や許容される力が大きくなると、ツール11を加工対象物40から離すことができる。よって、使用者の意図や許容される力を適切に反映させた制御を行うことができる。
また、上記の加工装置1においてツール11は、医療機器とされている。
このような加工装置1によれば、医療機器の位置を適切に制御することができる。
また、上記の加工装置1においてツール11の先端は、患者の歯及び骨の少なくとも1つを削るドリルとされている。
このような加工装置1によれば、医療機器の位置を適切に制御することができる。
また、上記の加工装置1においてツール11の先端は、患者の歯及び骨の少なくとも1つを削るドリルとされている。
このような加工装置1によれば、ドリルの位置を適切に制御することができる。
[その他の実施形態]
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
[その他の実施形態]
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
上述した加工装置1の他、当該加工装置1を構成要素とするシステム、当該加工装置1としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、加工方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
例えば、上記実施形態においては、ツール11に加わる力の大きさが閾値を超えるか否かによってツール11を変位させる方向を設定したが、力の大きさに応じてツール11を変位させればどのような構成でもよい。例えば、力の大きさが小さいときには、ツール11が変位しないように保持したり、力の大きさが過度に大きいときには、より安全になる方向(加工対象物40が存在しない方向など)に変位させたりしてもよい。
[実施形態の構成と本発明の手段との対応関係]
上記実施形態における接続部12、およびリンク15〜20は本発明でいう支持部に相当し、上記実施形態における力センサ13は本発明でいう力検出部に相当し、上記実施形態におけるアクチュエータ22〜27は本発明でいう駆動部に相当する。また、上記実施形態においてコントローラ70が実行する処理のうちの、S120の処理は本発明でいう最大到達位置記録手段に相当し、上記実施形態においてS130〜S190の処理は本発明でいう駆動設定手段に相当する。
上記実施形態における接続部12、およびリンク15〜20は本発明でいう支持部に相当し、上記実施形態における力センサ13は本発明でいう力検出部に相当し、上記実施形態におけるアクチュエータ22〜27は本発明でいう駆動部に相当する。また、上記実施形態においてコントローラ70が実行する処理のうちの、S120の処理は本発明でいう最大到達位置記録手段に相当し、上記実施形態においてS130〜S190の処理は本発明でいう駆動設定手段に相当する。
また、上記実施形態においてS210、S220の処理は本発明でいう駆動制御手段に相当し、上記実施形態においてS230の処理は本発明でいう終了到達判定手段に相当する。
1…加工装置、10…ツール移動装置、11…ツール、12…ツール支持アーム、12…接続部、13…力センサ、14…接続部、15…第1リンク、16…第2リンク、17…第3リンク、18…第4リンク、19…第5リンク、20…第6リンク、21…連結具、21…第5連結具、22〜27…アクチュエータ、28〜33…位置センサ、40…加工対象物、70…コントローラ。
Claims (7)
- 加工対象物を加工するためのツール(11)と、
前記ツールを、その位置及び向きを変更可能に支持する1または複数の支持部(12、15〜20)と、
前記ツールに加わる力および該力の方向を検出する力検出部(13)と、
前記支持部を変位させることによって前記ツールを変位させる駆動部(22〜27)と、
前記ツールに対して前記ツールを前記加工対象物から離す方向の力が加わった際に、この力の大きさに応じて、前記ツールを変位させる方向を設定する駆動設定手段(S130〜S190)と、
前記設定に従って前記駆動部を駆動させる駆動制御手段(S210、S220)と、
を備えたことを特徴とする加工装置。 - 請求項1に記載の加工装置において、
前記駆動設定手段は、前記ツールに対して前記ツールを前記加工対象物から離す方向の力が加わった際に、この力の大きさに応じて、前記ツールを前記加工対象物に押し付けるように前記駆動部を駆動させるか、前記ツールを前記加工対象物から離すよう前記駆動部を駆動させるかを設定すること
を特徴とする加工装置。 - 請求項1または請求項2に記載の加工装置において、
前記ツールによって前記加工対象物を加工する際の前記ツールの加工深さ方向における最大到達位置を記録する最大到達位置記録手段(S120)、
を備え、
前記駆動設定手段は、前記ツールの位置が前記最大到達位置から予め設定された距離内を表す加工範囲の外である場合において、前記ツールを前記加工対象物から離す方向の力が加わった際に、この力の大きさに拘わらず、前記ツールを前記加工対象物から離すよう前記駆動部を駆動させる設定をすること
を特徴とする加工装置。 - 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の加工装置において、
前記ツールの位置が予め設定された加工終了領域に到達したか否かを判定する終了到達判定手段(S230)、
を備え、
前記駆動設定手段は、前記ツールの位置が前記加工終了領域に到達している場合において、前記ツールを前記加工対象物から離す方向の力が加わった際に、この力の大きさに拘わらず、前記ツールを前記加工対象物から離すよう前記駆動部を駆動させる設定をすること
を特徴とする加工装置。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の加工装置において、
前記駆動設定手段は、前記力の大きさが予め設定された閾値以上である際に前記ツールを前記加工対象物から離すよう前記駆動部を駆動させる設定を行い、前記力の大きさが前記閾値未満である際に前記ツールを前記加工対象物に押し付けるように前記駆動部を駆動させること
を特徴とする加工装置。 - 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の加工装置において、
前記ツールは、医療機器であること
を特徴とする加工装置。 - 請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の加工装置において、
前記ツールの先端は、患者の歯及び骨の少なくとも1つを削るドリルであること
を特徴とする加工装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014198653A JP2016068177A (ja) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | 加工装置 |
US14/867,093 US20160091885A1 (en) | 2014-09-29 | 2015-09-28 | Machining apparatus for machining workpiece with tool |
DE102015116396.9A DE102015116396B4 (de) | 2014-09-29 | 2015-09-28 | Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014198653A JP2016068177A (ja) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | 加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016068177A true JP2016068177A (ja) | 2016-05-09 |
Family
ID=55486000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014198653A Pending JP2016068177A (ja) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | 加工装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160091885A1 (ja) |
JP (1) | JP2016068177A (ja) |
DE (1) | DE102015116396B4 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB201503683D0 (en) * | 2015-03-05 | 2015-04-22 | Rolls Royce Plc | A tool for machining an object |
US10272568B2 (en) * | 2015-09-17 | 2019-04-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Robot apparatus, robot controlling method, program, recording medium, and assembly manufacturing method |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6130310A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-12 | Hitachi Ltd | ボ−ル盤 |
JPS6228104A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-06 | Mitsubishi Electric Corp | 産業用ロボツト装置 |
JPH04250910A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-09-07 | Meidensha Corp | ドリルの定押し圧装置及び加工制御方法 |
JPH07184929A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-25 | Olympus Optical Co Ltd | 手術装置 |
JPH0938814A (ja) * | 1995-07-31 | 1997-02-10 | Ntn Corp | 穴加工方法及び装置 |
JPH09300114A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-25 | Press Kogyo Kk | ロボットによる穴明け装置 |
US20060182596A1 (en) * | 2002-09-03 | 2006-08-17 | Alastair Dent | Robot head comprising spindle drive |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9108316B2 (en) * | 2008-12-10 | 2015-08-18 | Abb Research Ltd. | Method and system for in-production optimization of the parameters of a robot used for assembly |
JP5481919B2 (ja) * | 2009-04-24 | 2014-04-23 | 株式会社Ihi | ワーク加工装置とその制御方法 |
JP6069072B2 (ja) | 2013-03-29 | 2017-01-25 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体、及び排ガス浄化装置 |
-
2014
- 2014-09-29 JP JP2014198653A patent/JP2016068177A/ja active Pending
-
2015
- 2015-09-28 US US14/867,093 patent/US20160091885A1/en not_active Abandoned
- 2015-09-28 DE DE102015116396.9A patent/DE102015116396B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6130310A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-12 | Hitachi Ltd | ボ−ル盤 |
JPS6228104A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-06 | Mitsubishi Electric Corp | 産業用ロボツト装置 |
JPH04250910A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-09-07 | Meidensha Corp | ドリルの定押し圧装置及び加工制御方法 |
JPH07184929A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-25 | Olympus Optical Co Ltd | 手術装置 |
JPH0938814A (ja) * | 1995-07-31 | 1997-02-10 | Ntn Corp | 穴加工方法及び装置 |
JPH09300114A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-25 | Press Kogyo Kk | ロボットによる穴明け装置 |
US20060182596A1 (en) * | 2002-09-03 | 2006-08-17 | Alastair Dent | Robot head comprising spindle drive |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160091885A1 (en) | 2016-03-31 |
DE102015116396B4 (de) | 2017-11-16 |
DE102015116396A1 (de) | 2016-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10315313B2 (en) | Robot device | |
JP6490032B2 (ja) | 組立ロボットのロボット制御装置 | |
KR20180043326A (ko) | 로봇시스템 | |
US10532461B2 (en) | Robot and robot system | |
JP5370127B2 (ja) | ロボットの干渉回避装置 | |
JP5272617B2 (ja) | ロボット装置及びロボット装置の制御方法 | |
US20160256997A1 (en) | Robot and method of operating robot | |
JP2008238338A (ja) | 動作支援装置およびその制御方法 | |
JP2006021287A (ja) | ロボットの接触力検出装置 | |
KR20140066544A (ko) | 로봇 및 로봇의 마찰 보상 방법 | |
JP4997145B2 (ja) | パワーアシスト装置およびその制御方法 | |
JP2017052015A (ja) | 制御装置、ロボットおよびロボットシステム | |
JP2016068177A (ja) | 加工装置 | |
JP2015168017A (ja) | ロボット、ロボットシステム、及び制御装置 | |
JP6603203B2 (ja) | 工作機械における対象物の位置計測方法及び位置計測システム | |
JP2017159427A (ja) | 制御装置、ロボット、及びロボットシステム | |
TWI494889B (zh) | 端菜機器人及其控制方法 | |
WO2022075257A1 (ja) | バリ取り制御装置及びバリ取りシステム | |
JP7228717B2 (ja) | 超音波診断システム | |
JP6416560B2 (ja) | 位置決め制御装置 | |
KR101050482B1 (ko) | 임플란트 시술 보조 시스템 | |
JP2017226045A (ja) | ロボット、制御装置およびロボットシステム | |
JP4873254B2 (ja) | ロボットの直接教示装置 | |
JP2020039397A (ja) | 作業装置 | |
JP2017159428A (ja) | 制御装置、ロボット、及びロボットシステム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170413 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180220 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180904 |