JP2581633Y2

JP2581633Y2 - バリ測定装置

Info

Publication number: JP2581633Y2
Application number: JP1769992U
Authority: JP
Inventors: 真一杉田
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1992-03-30
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2007-03-30
Also published as: JPH0579416U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ロボットの先端に取り
付けられて工作物のバリの高さを測定するバリ測定装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳物製品に発生するバリを効率良く除去
するためには、発生したバリの有無および大きさを測定
する必要がある。従来、このようなバリ測定装置には、
図６（ａ）で示されるようなレーザスキャン方式の変位
測定器Ｓが用いられている。このような変位測定器Ｓか
ら照射されるレーザ光によって、工作物ＷＡの表面上を
一定方向に走査し、変位量を測定すると、工作物ＷＡ上
に発生したバリ１の部分では変位量が大きく変化するた
め、バリ１の有無と高さを検出することができる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
なバリ測定装置では、図６（ａ）で示されるような平面
的な工作物ＷＡの場合や、断面形状が真円形状の工作物
の場合は、バリ測定装置に対して工作物表面までの位置
が一定または一定の割合で変化するため、図６（ｂ）で
示される変位測定器の出力からも明らかなように工作物
ＷＡ表面とバリ１との出力が明確となり、演算によって
バリ１の高さｈを特定することが容易であるが、図６
（ｃ）で示されるカムシャフトのような断面形状が複雑
な工作物ＷＢの場合は、バリ測定装置に対して工作物表
面までの位置が不特定に変化するため、変位測定器Ｓの
出力が図６（ｄ）で示されるようになり、演算によって
バリ１の高さｈを特定することが非常に困難であるとい
う問題点があった。

【０００４】本考案は以上の問題点を解決するためにな
されたものであり、カムシャフトのような断面形状が複
雑な工作物の場合でも、容易にバリ高さを求めることが
できるバリ測定装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案のバリ測定装置
は、上述した目的を達成する手段として、駆動手段によ
って相対的に移動される工作物の表面に接触してこの工
作物に形成されたバリの高さを測定するバリ測定装置で
あって、測定装置本体部に平行かつ軸線方向に各個単独
でスライド可能に支持された第１スライド軸および第２
スライド軸と、前記第１スライド軸の先端にこの第１ス
ライド軸の軸線方向と直交する軸線回りに回転可能に支
持され円周方向にバリ高さよりも深い多数の溝を形成し
た表面検出ローラと、前記第２スライド軸の先端に前記
表面検出ローラと平行な軸線回りに回転可能に支持され
たバリ検出ローラと、前記表面検出ローラの先端とバリ
検出ローラの先端とが一致する方向に前記第１スライド
軸および前記第２スライド軸を付勢する付勢手段と、前
記第１スライド軸および前記第２スライド軸の相対変位
を測定する変位測定器とを備えたものである。

【０００６】

【作用】工作物にバリ測定装置を接近させて表面検出ロ
ーラとバリ検出ローラとを工作物の表面に接触させる
と、工作物の表面は駆動手段によって相対的に移動され
るため、バリが形成されている部分に表面検出ローラと
バリ検出ローラとが接触するまでは、表面検出ローラと
バリ検出ローラの先端は一致し、第１スライド軸と第２
スライド軸との間に相対的な変位は生じない。バリが形
成されている部分に表面検出ローラとバリ検出ローラと
が接触すると、表面検出ローラは溝が形成されているた
めバリに影響されずに工作物の表面に当接する。しか
し、バリ検出ローラはバリに乗り上げてバリの高さ分だ
け付勢手段の付勢力に反して第２スライド軸を変位させ
る。この時生じる第１スライド軸と第２スライド軸の相
対変位を変位測定器によって測定する。

【０００７】

【実施例】以下本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１において、１０は６軸型の多関節ロボットであ
り、アーム先端に取り付けられたバリ測定装置２０によ
り工作物Ｗのバリの有無および高さを測定するものであ
る。バリ測定装置２０は、アーム先端から取り外し可能
となっており、ロボット１０がバリ除去用の工具に持ち
替えることによってバリ除去作業を行えるようになって
いる。工作物Ｗは、図５に示すようなカムシャフトであ
り、バリ１が存在するカム部とジャーナル部からなる複
数の測定部Ｗ１からＷ７を有してモータ５２（駆動手
段）により回転１００回りに回転駆動される。

【０００８】バリ測定装置２０は、図２、図３および図
４に示すように、本体部２１に表面検出子２２とバリ検
出子２３が支持された構成となっている。この表面検出
子２２とバリ検出子２３は平行に支持され、互いに独立
して図３において上下方向に変位可能となっている。表
面検出子２２は直動軸受２６ａに支持された第１スライ
ド軸２４の先端に枠体２７が取り付けられており、この
枠体２７には、揺動体２８が揺動可能に支持され、さら
に揺動体２８の先端には表面検出ローラ２９が回転可能
に支持されている。表面検出子２２は、第１スライド軸
２４の枠体２７が取り付けられていない末端側にストッ
パ３０が取り付けられ、枠体２７と本体部２１との間に
バネ３１（付勢手段）を介して支持されることにより、
常に図３において下方に付勢されている。枠体２７は、
図２に示すように後述する変位測定器３２から照射され
るレーザ光Ｌを反射する反射板２７ａを有している。

【０００９】揺動体２８は回転軸３００を中心として揺
動可能に枠体２７に支持され、２つのストッパピン３
４，３６によって揺動角度をθに規制されている。スト
ッパピン３４は、枠体２７の反射板２７ａの下面に取り
付けられており、揺動体２８に固着されたストッパブロ
ック３５との間にバネ３４を支持するとともに、ストッ
パブロック３５に当接して、図２おいて弾性的に上下方
向の揺動を規制している。ストッパピン３６は、ストッ
パブロック３５に取り付けられており、枠体２７に当接
して、図２おいて左右方向の揺動を規制している。

【００１０】表面検出ローラ２９は、回転軸２００を中
心として回転可能に揺動体２８に支持された円盤形状の
部材である。この表面検出ローラ２９の外周には鋸歯状
の溝２９ａが円周方向に多数形成されており、この溝２
９ａの深さｄは推定される最大のバリの高さよりも大き
い値に設定されている。バリ検出子２３は表面検出子２
２と同様に直動軸受２６ｂに支持された第２スライド軸
２５の先端に枠体３７が取り付けられており、第２スラ
イド軸２５の枠体３７が取り付けられていない末端側に
ストッパ４０が取り付けられ、枠体３７と本体部２１と
の間にバネ３８（付勢手段）を介して支持されることに
より、常に図３において下方に付勢されている。枠体３
７には、バリ検出ローラ３９が回転可能に支持されてお
り、バリの検出を行わない通常の状態ではバリ検出ロー
ラ３９と表面検出ローラ２９とは回転軸２００を中心と
した同軸上となるように設定されている。このバリ検出
ローラ３９は、表面検出ローラ２９と同径の円盤形状の
部材であるが、バリ検出ローラ３９のように溝は形成さ
れておらず真円形状であり、広範囲のバリを検出できる
ようにバリ検出ローラ３９よりも肉厚の部材となってい
る。

【００１１】また、図２、図４に示されるようにストッ
パ４０には、ブラケット４１が取り付けられている。ブ
ラケット４１はバリ検出子２３側から表面検出子２２側
へＬ字状に伸び、表面検出子２２の枠体２７の反射板２
７ａ上で変位測定器３２を固着している。変位測定器３
２はレーザ光Ｌの照射光とその反射光から照射位置から
反射位置までの距離を測定する距離センサである。従っ
て変位測定器３２は、バリ検出子２３と表面検出子２２
との相対的な変位によって生じる変位測定器３２先端の
検出部３２ａと枠体２７の反射板２７ａとの距離の差を
検出するようになっている。

【００１２】次に図１に基づいて本実施例の電気的構成
について説明する。４５はロボット１０の制御を行うた
めのロボットコントローラである。ロボットコントロー
ラ４５は、主に中央処理装置（ＣＰＵ）４６、記憶装置
４７およびサーボユニット４８からなる。記憶装置４７
は、あらかじめ作業者によって教示された加工軌跡に関
する教示データや、ロボット１０の動作プログラムを記
憶するエリアを有するとともに、後述する測定されたバ
リに関するデータを保管するバリデータ保管エリア４７
ａを有する。中央処理装置４６は、記憶装置４７に記憶
された動作プログラムや教示データに基づいてロボット
１０の各軸毎の目標位置を算出しサーボユニット４８に
出力するようになっている。サーボユニット４８はロボ
ット１０の各軸毎のサーボ制御用ＣＰＵを備え、中央処
理装置４６から与えられた目標位置を実現すべくロボッ
ト１０のサーボモータをフィードバック制御するように
なっている。

【００１３】バリ測定装置２０の変位測定器３２から出
力された変位量は、この変位量を増幅するセンサアンプ
４９、バリの有無を判定するコンパレータ５０および工
作物Ｗの測定部Ｗ１からＷ７とバリに関するデータを対
応させて記憶するバリ測定データ記憶装置５１を介して
ロボットコントローラ４５に出力されるようになってい
る。

【００１４】次に本実施例の作用について説明する。ロ
ボット１０は、ロボットコントローラ４５からの動作指
令に従い、工作物Ｗの測定部Ｗ１からＷ７を順次測定す
べく位置決め制御される。図５において測定部Ｗ４（他
の測定部も同様）を測定する場合は、ロボット１０はバ
リ測定装置２０の先端を測定部Ｗ４の表面に押し付ける
ように位置決め固定される。ここにおいて工作物Ｗは、
サイクルタイム短縮のため既に回転駆動されているが、
この位置決め固定後に回転駆動されても良い。

【００１５】バリ測定装置２０が位置決め固定され、工
作物Ｗが回転駆動された時、測定部Ｗ４の表面にバリ１
が存在しないフラットな位置ではバリ検出子２３と表面
検出子２２の先端は一致する。従って、バリ検出子２３
と表面検出子２２との間に相対的な変位は生じないた
め、変位測定器３２から出力は一定値を示す。しかし、
測定部Ｗ４の表面にバリ１が存在する位置では、バリ検
出子２３と表面検出子２２の先端はバリ高さｈの分だけ
相対的な変位が生じる。即ち、表面検出子２２の表面検
出ローラ２９には溝２９ａが形成され、揺動体２８が角
度θ分だけ揺動可能であるため、バリ１が存在しても揺
動によるフローチング作用によってバリ１と干渉するこ
と無く、これをまたいで常に測定部Ｗ４の表面に当接す
る。しかし、バリ検出子２３のバリ検出ローラ３９は真
円形状であるため、バリ１を乗り越え、バリ高さｈの分
だけバネ３８の付勢力に反して変位する。この相対変位
によって変位測定器３２の検出部３２ａと枠体２７の反
射板２７ａとの距離が変化するため、この変位量を変位
測定器３２はセンサアンプ４９に出力する。

【００１６】センサアンプ４９は変位測定器３２からの
変位量を増幅し、バリ高さデータとしてアナログ出力す
る。コンパレータ５０はセンサアンプ４９から出力され
たバリ高さデータをあらかじめ定められた設定値と比較
し、この設定値よりバリ高さデータが大きければ工作物
Ｗにおける現在測定している測定部にバリが存在すると
して、バリ有りの信号をバリ高さデータとともにバリ測
定データ記憶装置５１に出力する。また、設定値よりバ
リ高さデータが小さければ測定部にバリが存在しないも
のとして、バリ無しの信号をバリ測定データ記憶装置５
１に出力する。

【００１７】バリ測定データ記憶装置５１は現在測定を
行っている箇所が測定部Ｗ４であることを示すデータを
ロボットコントローラ４５から受け取り、この測定部Ｗ
４と、コンパレータ５０からのバリの有無を示す信号と
バリ高さｈとを１組としてマップ状に記憶する。以上の
ようなバリ１の測定を工作物Ｗの測定部Ｗ１からＷ７の
全てにおいて繰り返し行った後、これらのバリ測定デー
タ記憶装置５１に記憶されたバリに関するデータ群は、
ロボットコントローラ４５内の記憶装置４７におけるバ
リデータ保管エリア４７ａに転送され記憶される。そし
て動作プログラムに基づいてロボット１０はアーム先端
のバリ測定装置２０を外し、バリ除去用の工具と持ち替
えることによりバリデータ保管エリア４７ａのデータに
基づいて工作物Ｗのバリ除去作業を行う。この時、バリ
に関するデータは、測定部Ｗ１からＷ７に対するバリ１
の有無と、バリ高さｈが記憶されているため、バリ１の
無い測定部は作業から外し、バリ高さｈに応じた効率の
良いバリ除去作業が行える。

【００１８】以上述べたように本実施例のバリ測定装置
２０では、バリ検出子２３と表面検出子２２とが相対的
に変位可能とし、表面検出子２２先端の表面検出ローラ
２９は、溝２９ａが形成されるとともに、揺動体２８に
よってフローチング可能であるために、バリ１と干渉す
ることが無い。従って常に変位測定器３２は、工作物Ｗ
表面を基準としたバリ１の高さを検出できるため、工作
物Ｗが複雑な形状であってもデータを複雑な演算処理に
よって求める必要が無くバリ１の高さを高速に求めるこ
とができる。また、構成が簡単で有るために鋳物製品を
扱う比較的環境の悪い所でも精度の良いバリ１の検出作
業が行える。

【００１９】上述した実施例では、バリに関するデータ
を測定部、バリの有無およびバリ高さの３つのデータよ
り構成しているが、必要によっては測定部とバリの有無
や、測定部とバリの高さ等の２つのデータから構成して
も良い。また、上述した実施例において工作物Ｗを回転
駆動するモータ５２の回転角度αをエンコータ５２ａに
よって検出し、測定部におけるバリ１が発生している位
相を求める構成としても良い。この場合、回転角度αを
バリ測定データ記憶装置５１に出力することによりバリ
に関するデータは、測定部、バリの発生する位相、バリ
の有無およびバリ高さの４つのデータより構成され、工
作物の表面積に対してバリの存在する位置が不特定かつ
狭い範囲の場合には回転角度αに基づいてバリを割り出
し、効率良くバリ除去作業が行える。

【００２０】さらに本実施例ではモータ５２によって工
作物Ｗを回転駆動しているが、バリ測定装置２０が有す
る２つのローラの回転方向、即ち表面検出ローラ２９と
バリ検出ローラ３９の回転方向と同方向に工作物Ｗをス
ライド移動させる構成にしても良い。また、本実施例で
は表面検出子２２側に反射板２７ａを設け、バリ検出子
２３側に変位測定器３２の検出部３２ａを設けている
が、これとは逆に表面検出子２２側に変位測定器３２の
検出部３２ａを設け、バリ検出子２３側に反射板２７ａ
を設ける構成としても良く、変位測定器３２もレーザ光
を用いるものに限られるものではなく、例えば表面検出
子２２とバリ検出子２３の相対変位をリミットスイッチ
によって検出する構成によって、バリの有無と高さを判
断するようにしても良い。

【００２１】

【考案の効果】以上、述べたように本考案のバリ測定装
置は、第１スライド軸と第２スライド軸とが相対的に変
位可能とするとともに、第１スライド軸先端の表面検出
ローラは溝が形成されているために、バリと干渉するこ
とが無い。従って常に変位測定器は、工作物表面を基準
としたバリの高さを検出できるため、工作物が複雑な形
状であってもデータを複雑な演算処理によって求める必
要が無くバリの高さを高速に求めることができる。ま
た、構成が簡単で有るために鋳物製品を扱う比較的環境
の悪い所でも精度の良いバリの検出作業が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の全体構成を示す図である。

【図２】本実施例のバリ測定装置を示した図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２のＢ矢視図である。

【図５】本実施例の作用を説明するための図である。

【図６】本考案の従来技術を示した図である。

【符号の説明】

２１本体部２４第１スライド軸２５第２スライド軸２９表面検出ローラ２９ａ溝３１，３８バネ３２変位測定器３９バリ検出ローラ５２モータ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】駆動手段によって相対的に移動される工
作物の表面に接触してこの工作物に形成されたバリの高
さを測定するバリ測定装置であって、測定装置本体部に
平行かつ軸線方向に各個単独でスライド可能に支持され
た第１スライド軸および第２スライド軸と、前記第１ス
ライド軸の先端にこの第１スライド軸の軸線方向と直交
する軸線回りに回転可能に支持され円周方向にバリ高さ
よりも深い多数の溝を形成した表面検出ローラと、前記
第２スライド軸の先端に前記表面検出ローラと平行な軸
線回りに回転可能に支持されたバリ検出ローラと、前記
表面検出ローラの先端とバリ検出ローラの先端とが一致
する方向に前記第１スライド軸および前記第２スライド
軸を付勢する付勢手段と、前記第１スライド軸および前
記第２スライド軸の相対変位を測定する変位測定器とを
備えたことを特徴とするバリ測定装置。