JP3779523B2 - 位置教示方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は研削砥石等の加工具による加工、特に研削砥石による鋳物のバリ取り加工に用いて好適なワーク加工装置における位置教示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワークが鋳物の場合、湯口やバリを除去するバリ取り加工が不可欠であり、このようなバリを自動研削する加工装置が種々開発されている。
一例として、研削砥石等の加工具を所定の位置に回転自在に配置し、この加工具の近辺に鋳物を、相互に関節で連結された複数のアームで構成される駆動機構によって移動可能に配置し、鋳物を加工の処理手順にしたがって移動させて加工具に押し当て、バリ取りを行う加工装置がある。
そして、所要のバリ取り作業を行う前に、ワークの最適移動軌跡を決める、いわゆる教示（ティーチング）を行う。
この教示方法としては、加工装置に取り付けたワークを動かしてワークの被加工部分を加工具に当てながら位置を順次教示することで移動軌跡を入力する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにワークを動かして教示する場合に、ワークを動かす手段として人が手で動かす場合と、加工装置自体を作動させて動かす場合の二つの方法があり、種々の条件を考慮して使い分けられている。
そして、加工装置自体を作動させてワークを動かす場合には、ワークの被加工部分が加工具と当接した場合、作業者が加工装置によるワークの移動を停止させない限り、ワークは指示された方向に強引に動こうとする。その結果、ワークや加工具、さらには加工具を支持する支持機構やワークを支持して動かすアームや駆動用モータに大きな負荷が加わり、これらを破損してしまう恐れがあるという課題がある。
【０００４】
また、うまくワークを加工具に当接できた場合でも、ワークは加工装置によって所定の力で加工具に押し付けられた状態であるから、ワークを支持して動かすアーム等には機械的な歪み（撓みやバックラッシュ等）が生じており、アーム同士を連結する関節部分に配置された角度位置センサ（エンコーダ等で構成される）や関節間の機械的な寸法から計算されるワークの位置と、実際のワークの位置とに誤差が生じており、正確な位置教示が行えないという課題もある。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ワークや加工具やワークの駆動機構等に大きな負荷をかけず、また正確な位置を教示できる位置教示方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る位置教示方法は、基台に設けた第１の回転軸を中心に第１の水平面内で回転する第１のアームと、該第１のアームを回転駆動する第１のモータと、前記第１のアームの先端部に設けた第２の回転軸を中心に第２の水平面内で回転する第２のアームと、該第２のアームを回転駆動する第２のモータと、前記第２のアームの先端部に設けられ、鉛直な第３の回転軸を中心に回転すると共に、ワークを保持するワーク保持手段と、該ワーク保持手段を回転駆動する第３のモータと、前記第１のアーム、前記第２のアームおよび前記ワーク保持手段をそれぞれ各前記モータを制御して回転させながら、前記ワークを予め記憶された位置に移動させることで、ワークの被加工部分を加工具に当接させて加工する制御部とを具備するワーク加工装置に対して前記軌跡上の位置を教示する位置教示方法において、前記制御部により各前記モータに流れる励磁電流を検出しながら各モータを動作させ、前記ワークを目標とする教示位置の手前から該教示位置に向けて移動させるステップと、前記ワークを前記教示位置に対応した前記加工具の表面に突き当てるステップと、各前記モータに流れる前記励磁電流の内の少なくとも一つが予め決められた規定値を越えた場合に、すべてのモータの励磁電流を一時的にオフにするステップと、該励磁電流のオフ中に、前記ワークを前記加工具に突き当てた際に加工具から各前記アームやモータに加わった反力と各アームやモータに生ずる機械的摩擦力とがバランスした状態での前記ワークの位置を目標とする教示位置として記憶するステップとを具備することを特徴とする。
【０００７】
これによれば、ワークと加工具とが当接した後に、一時的に全てのモータの励磁電流がオフされるので、ワークと加工具との当接関係は維持したまま、ワークおよびワークを移動させていた各アームが若干後戻りし、アームに生じた歪みが解消若しくは軽減される。そしてこの状態で、各アーム間の角度やアーム長に基づいてワークの位置検出を行い、この検出位置を目標とする教示位置とすることができるので、従来のように各アーム等に生ずる歪みが大きい状態でワークの位置を検出して位置教示する場合に比べて、正確な位置教示が行えるようになる。また、ワークと加工具とが当接して少なくとも一つのモータの励磁電流が規定値を越えた時点で全てのモータの励磁電流がオフ状態となるから、ワークや加工具やワークを駆動するアームに過大な負荷が加わわることを防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
まず、ワーク加工装置の一例として鋳物のバリ取り装置について説明する。
図１はバリ取り装置１０の正面図、図２は平面図を示す。
１１は加工具としての研削砥石、１２はその回転軸の軸受、１３は駆動用のモータ（駆動部）である。研削砥石１１、軸受１２、モータ１３は基台１４に砥石の回転軸が水平となるように支持されている。
【０００９】
１６は第１のアームであり、基部側で基台１４に一体的に取り付けられ、基台１４の前方側で、水平面内で回転しうるように設けられている。また第１のアーム１６は移動手段により上下動可能となっている。すなわち図３に明確に示されるように、第１のアーム１６はその基部側が、ボールネジ１７によって上下動される移動体１８に固定されて上下動される断面ほぼＬ字状をなすステー１９に取り付けられている。すなわち、ステー１９の下面側にはモータ（第１のモータ）２０が取り付けられ、このモータ２０の回転軸（第１の回転軸、図示せず）がステー１９を貫通して上方に伸びており、この回転軸に第１のアーム１６が固定されることにより、第１のアーム１６は水平面内で回転する。
ステー１９は両サイドを適宜なガイドによりガイドされることにより上下方向にのみ移動可能になっており、ボールネジ１７を中心とする回転は規制される。
【００１０】
モータ２０にはエンコーダ（第１の位置検出手段）２１が取り付けられていて、適当な基準位置からの第１のアーム１６の回転位置が検出可能になっている。２３は基台１４に取り付けられたモータ（第４のモータ）であり、ボールネジ１７を回転させる。２４はボールネジ１７の軸受であり、一例としてボールネジ１７はこの軸受２４に片持ち支持されている。もちろんボールネジ１７は両持ち支持してもよい。
モータ２３にもエンコーダ（第４の検出手段）２５が取り付けられ、ボールネジ１７の回転位置、したがって第１のアーム１６の適当な基準位置からの上下の高さ位置が検出可能となっている。
【００１１】
２６は第２のアームであり、第１のアーム１６の先端部上に第１のアーム１６と平行な面（水平面）内で回転可能に設けられている。
すなわち、第１のアーム１６の先端部下面側にはモータ（第２のモータ）２７が取り付けられ、このモータ２７の回転軸（第２の回転軸、図示せず）が第１のアーム１６を貫通して上方に伸びており、この回転軸に第２のアーム２６の基部側が固定されることにより、第２のアーム２６がやはり水平面内で回転する。
モータ２７にもエンコーダ（第２の検出手段）２８が取り付けられ、第２のアーム２６の適当な基準位置からの回転位置を検出しうるようになっている。
【００１２】
第２のアーム２６の先端部にはワーク保持手段３０が取り付けられている。
このワーク保持手段３０を図４により説明する。
３１は下側挾持部、３２は上側挾持部である。
下側挾持部３１は、第２のアーム２６の先端に取り付けられたステー３３に取り付けられる。
ステー３３下面にはモータ（第３のモータ）３４が固定されており、このモータ３４の回転軸（第３の回転軸、図示せず）がステー３３を貫通して上方に伸びており、この回転軸に下側挾持部３１が固定されている。この回転軸は第２のアーム２６の回転平面と直交する方向、つまり鉛直方向に設けられている。したがって、下側挾持部３１は第２のアームの回転平面（水平面）と平行な面内で回転軸を中心に回転する。
下側挾持部３１には、種々の形状のワーク３７を載置しうるように、ボルト３８を含む締具により、ワーク載置用の治具３９が交換可能に固定される。
モータ３４にもエンコーダ（第３の検出手段）４０が取り付けられ、ワーク３７の適当な基準位置からの回転位置が検出される。
【００１３】
上側挾持部３２は治具３９との間でワーク３７を挾持して保持するものである。
４３はその押圧桿であり、ボルトからなり、回動板４４を貫通して回動板４４に高さ調節可能に取り付けられている。すなわち、回動板４４を挾む両ナットを緩めて回動板４４に対する位置調節をし、その位置でナットを締めこむことにより回動板４４に固定されている。
押圧桿４３の下端には押圧子４５が押圧桿４３の軸線を中心に回転自在に固定されている。
【００１４】
回動板４４はほぼＬ字状をなす取付桿４６に固定され、取付桿４６はその基端において、第２のアーム２６上に上方に向けて取り付けられた台４７に軸４８を中心として回動自在に軸着されている。また取付桿４６の中途部にはトグル機構を構成するリンク４９がその中途部において軸５０により回動自在に軸着されている。リンク４９の上端には、台４７上に軸５１を中心に揺動自在に取り付けられたシリンダ装置５２のロッド５２ａ端が軸５３により相互に回動自在に連結されている。シリンダ装置５２が駆動されてロッド５２ａが伸びると回動板４４は図４上時針回転方向に回動し、治具３９上に載置されているワーク３７を押圧子４５と治具３９との間で強力に挟み込む。またロッド５２ａが縮退すると回動板４４は図の破線位置まで上昇するよう回動し、ワーク３７を交換しうるようになる。
【００１５】
そして、上記のように構成されたバリ取り装置は、図１の制御部５５に組み込まれている所定のプログラム（記憶手段に所定のワーク処理手順が記憶されている）に従い、動作する。
詳細には、制御部５５は、第４のモータ２３、第１のモータ２０、第２のモータ２７、第３のモータ３４をそれぞれ駆動し、第１のアーム１６の上下動、第１のアーム１６、第２のアーム２６の回転、下側挾持部３１の回転を制御し、ワーク保持手段３０に取り付けられているワーク３７を研削砥石１１に対して、上下動、水平面内での移動、軸線を中心とする回転をさせ、研削砥石１１により湯口の切断、バリ取り等、所要の加工をするのである。
【００１６】
本実施の形態の場合、図２の平面図から明らかなように、第１のアーム１６、第２のアーム２６は基台１４の前方側の空間内で、基台１４側から伸びて研削砥石１１を巻込むように、研削砥石１１の近くで回動するので、全体装置を小型に構成でき、空間効率に極めて優れる。あたかも作業者が、小型のワークを手にもち、研削砥石１１の前に立ち、バリ取り作業をするのに似て、簡易に構成できるのである。これは、第１のアーム１６の取り付けを、研削砥石１１を支持する基台１４に一体的に取り付け、基台１４の前方空間を有効に利用するようにしたからに他ならない。従来のようにワークの加工具をワークの周囲で移動させる構成と比較して、空間効率が大きく異なるのである。
【００１７】
次に、ワークの移動軌跡を構成する位置をワーク加工装置に教示する教示方法について、ワーク加工装置の制御系の構成と併せて説明する。
本実施の形態のワーク移動軌跡を決定する教示方法は基本的にワークを作業者が手で目標位置の近辺まで動かし、その後は教示操作盤（本実施の形態ではタッチパネル操作盤）を操作してワーク３７を加工具（本実施の形態では研削砥石）１１に向けて移動させ、ワーク３７の被加工部分を加工具に当接することによって教示位置を教示する方法である。
【００１８】
まず、制御部５５の詳細な構成を図９を用いて説明する。
コンピュータ７０は、制御部５５の中核をなし制御部５５全体の動作を統括制御する。
演算部７２は、指令発生部７２ａと分配部７２ｂとから構成される。この指令発生部７２ａは、コンピュータ７０からの指令を受けて第１のアーム１６、第２のアーム２６や下側挟持部３１を回転駆動する第１のモータ２０、第２のモータ２７、第３のモータ３４の作動・停止指令を発生する。また、第１〜第３のモータ２０、２７、３４の次に回転すべき目標位置を連続して演算し、順次出力する。
分配部７２ｂは、指令発生部７２ａから出力されてくる各モータ２０、２７、３４の目標位置をバッファすると共に、入力された順番で各モータ２０、２７、３４に振り分けて出力する。
【００１９】
モータ制御部７４は、各アーム１６、２６や下側挟持部３１を回転駆動する第１のモータ２０、第２のモータ２７、第３のモータ３４毎に個別に設けられる。各モータ制御部７４の構成は共通であり、一例として第１のモータ２０のモータ制御部７４で説明すると、エラーレジスタ７６ａとサーボ部７６ｂとから成るサーボ制御部７６と、アンプ７８と、第１のモータ２０に取り付けられたエンコーダ（一例としてＰＣ：パルスカウンタで構成される）２１と、サーボ部７６ｂに対する電流制限値を記憶するメモリ８２とで構成される。メモリ８２に記憶された電流制限値は、その値自体を直接サーボ部７６ｂに対する制限値としても良いが、実際には各アームが高速に動作している場合にはこのアームを駆動するモータに供給する励磁電流は大きくなり、低速に動作している場合には励磁電流は小さくなる。このため、電流制限値を固定値にする場合には、高速に動作している際の励磁電流を基準に決定せざるを得ないため、低速に動作している場合には励磁電流が電流制限値に達するまでの間に大きなギャップが生じ、励磁電流をオフにするタイミングが遅れてしまうというような課題が生ずる。このため、電流制限値を固定値とするよりも、アームの動作速度、つまりアームを駆動するモータの回転速度に応じて（一例として比例して）電流制限値を変更し、サーボ部７８に対する電流制限値とすると良い。本実施の形態でもこの構成を採用している。
詳細には、エラーレジスタ７６ａは、分配部７２ｂから入力された目標位置（第１のモータ２０の回転子の回転位置で与えられる）と、現在のモータ２０の回転位置とを比較し、相互の差やその差を無くすための回転方向を演算して求め、差に応じた量で、かつ回転方向に対応した極性の制御信号を生成し、サーボ部７６ｂに出力する。また、エラーレジスタ７６ａは、目標位置と回転位置との差が予め決められた所定の範囲内になったときに、第１のモータ２０が目標位置に達したことを示すインポジション信号が出力される。
【００２０】
サーボ部７６ｂは、エラーレジスタ７６ａからの制御信号を受けてモータ駆動用の励磁電流を発生する。また、この励磁電流とコンピュータ７０で設定されてメモリ８２に記憶された電流制限値とを常時比較しており、励磁電流が電流制限値を越えた場合にはトルク制限到達信号をコンピュータ７０へ出力する。また、サーボ部７６ｂはコンピュータ７０からサーボOFF信号が入力された場合には強制的に励磁電流をゼロにする機能を有する。
アンプ７８は、サーボ部７６ｂから出力された励磁電流を、実際に第１のモータ２０を駆動できるレベルにまで増幅する。
【００２１】
第１のモータ２０に取り付けられたエンコーダ２１は、具体的には一例として第１のモータ２０の回転軸に取り付けられたパルス発生器（ＰＣ）からのパルス数をカウントすることによって、第１のモータ２０によって回転される第１アーム１６の現在の回転位置、詳細には初期位置から変位回転角度を検出する機能を有する。なお、アブソリュートエンコーダを用いて回転位置を検出する構成でもよい。ここで検出された第１のアーム１６の現在の回転位置は、分配部７２ｂとエラーレジスタ７６ａに入力される。
以上がモータ制御部７４（他のモータのモータ制御部との区別のため７４ａと表示する）の説明であり、第１のモータ２０、第１のアーム１６、エンコーダ２１をそれぞれ、第２のモータ２７、第２のアーム２６、エンコーダ２８と読み替えれば第２のモータ２７に対するモータ制御部７４ｂの構成となり、また第３のモータ３４、下側挟持部３１、エンコーダ４０と読み替えれば第３のモータ３４に対するモータ制御部７４ｃの構成となる。
【００２２】
ティーチング操作盤としてのタッチパネル操作盤５６は、コンピュータ７０に、ワーク３７の移動方向を指示したり、移動指示や移動の停止指示を入力するためのものである。図５（ａ）は、第１のモータ２０や第２のモータ２７や第３のモータ３４を動かしてワークを水平面内において移動させる際のタッチパネル操作盤５６の表示画面であり、図５（ｂ）は、モータ２３を駆動し、第１のアーム１６を上下動してワークを上下に移動させる際のタッチパネル操作盤５６の表示画面である。
【００２３】
タッチパネル操作盤５６の各操作キーについて説明する。
図５（ａ）の「教示２ＹＢ」キーを操作すると、図５（ａ）の表示画面が図５（ｂ）の表示画面に切替わる。同様に、図５（ｂ）の「教示１ＸＺＡ」キーを操作すると、図５（ｂ）の表示画面が図５（ａ）の表示画面に切替わる。
図５（ａ）および図５（ｂ）の「教示可」キーを操作すると、コンピュータ７０からサーボOFF信号が出力されて、第１のモータ２０や第２のモータ２７や第３のモータ３４に対する励磁電流が停止される。つまり、サーボ量がゼロになる。これにより、作業者は手で第１のアーム１６、第２のアーム２６および下側挟持部３１を自由に動かしてワークを移動させることができる。
【００２４】
図５（ａ）の「ＪＯＧ有効」キーを操作すると、作業者が後述する図５（ａ）の「前＋Ｚ」キー、「後−Ｚ」キー、「左−Ｘ」キー、「右＋Ｘ」キー、や図５（ｂ）の「上−」キーや「下＋」キーを操作した際に、コンピュータ７０から演算部７２へ「ＪＯＧ送り」信号が出力できる状態になる。つまり、「ＪＯＧ有効」キーを操作してないと、「前＋Ｚ」キー等を操作しても、ワーク加工装置によってワークを移動させることができない。安全性の確保のためである。
図５（ａ）および図５（ｂ）の「Ｇ０４」キー、「Ｇ００」キー、「Ｇ０１」キー、「Ｆ」キーは、コード選択キーである。
このうち、「Ｇ０４」キーは、このキーを押した後に入力された数値が示す時間だけ、作業内容を記録したプログラムの実行を一時的に停止させる設定を行うものである。
また、「Ｇ００」キーは早送り移動指令キーであり、このキーを選択し、プログラム書込キーを押すことにより、サンプリング位置（プログラム中で指定された位置決めポイント）まで、第１のアーム１６、第２のアーム２６および下側挟持部３１を早送りで移動させる。
「Ｇ０１」キーは直線補間指示キーであり、このキーを選択し、プログラム書込キーを押すことにより、サンプリング位置間（プログラム中で指定された位置決めポイント間）が直線補間される。つまり、サンプリング位置間に亙ってワークがほぼ直線的に移動されるように教示される。
「Ｆ」キーは、直線補間されたサンプリング位置間の移動速度を指定する。
【００２５】
図５（ａ）の「右転」キーと「左転」キーを操作すると、第３のモータ３４に励磁電流が供給され、第３のモータ３４がそれぞれ右方向、左方向に回転する。
図５（ａ）の「前＋Ｚ」キー、「後−Ｚ」キー、「左−Ｘ」キー、「右＋Ｘ」キーを操作すると、第１のモータ２０、第２のモータ２７および第３のモータ３４に励磁電流が供給され、第１のアーム１６、第２のアーム２６および下側挟持部３１を連携して作動させることによって、ワークを直線的に、かつワークの向きが一定の状態でそれぞれ、前後・左右に移動できる。
【００２６】
図５（ｂ）の「上−」キーや「下＋」キーを操作すると、モータ２３が駆動され、第１のアーム１６が上下動される。
図５（ａ）および図５（ｂ）の「低」キー、「中」キー、「高」キーは、「前＋Ｚ」キー等のワークを移動させるキーを操作した際のワークの移動速度（送りスピード）を設定する。
図５（ａ）および図５（ｂ）の「変更」キーを操作すると、教示によって登録されたデータを上書き形式で変更することができる。「削除」キーを操作すると、教示によって登録したデータを削除することができる。
【００２７】
図５（ａ）の「水平ＸＺＡ」キーを操作すると、教示によって生成したデータの内、水平方向の移動に関するデータのみを動作プログラムとして登録する（書込む）ことができる。
図５（ｂ）の「上下Ｙ」キーを操作すると、教示によって生成したデータの内、垂直方向の移動に関するデータのみを動作プログラムとして登録する（書込む）ことができる。
図５（ａ）および図５（ｂ）の「全軸ＸＺＡＹ」キーを操作すると、教示によって生成した全データ（水平方向の移動に関するデータおよび垂直方向の移動に関するデータ）を動作プログラムとして登録する（書込む）ことができる。
「操作」キーを操作すると、図示はしないが、手動操作についてのキーが表示される表示画面に切替えることができる。
【００２８】
実際の教示手順について説明する。
ワーク３７をワーク保持手段３０に固定する。
ワーク３７の加工部位の高さを研削砥石１１の高さに、図５（ｂ）の画面表示の状態で「上−」キーや「下＋」キーを操作し、第１のアーム１６を上下動させることにより設定する。このときの高さ位置データはエンコーダ２５により検出されるボールネジ１７の初期位置からの回転量で決定される。つまり、ボールネジ１７のネジピッチが既知であり、このネジピッチと回転量とで第１のアーム１６の高さ位置データが求められる。そして「上下Ｙ」キー若しくは「全軸ＸＺＡＹ」キーを操作して、この高さ位置データが記憶手段に記録される。
【００２９】
高さ位置が設定されると、次に「教示可」キーと「ＪＯＧ有効」キーを交互に操作しながら、ワーク３７を、人手とワーク加工装置により交互に動かし、図６に例示するワーク３７の加工経路（Ｓ）に従い、この加工方向に複数のサンプリング個所ａ、ｂ、ｃ・・・順に順次サンプリング個所を研削砥石１１に当接させて、必要なデータを検出し、教示をするのである。
すなわち、まず「教示可」キーを操作して各モータ２０、２７、３４をサーボOFFとした後、図７（ａ）や図８（ａ）に示すように、ワーク３７の被加工部分である個所ａが研削砥石１１に対向する位置まで、つまり目標とする教示位置の手前まで、ワーク３７を手で、水平面内で回転する各アーム１６、２６や下側挟持部３１を動かしながら移動する（ステップ１００）。第１のアーム１６は第１の回転軸Ｔを中心に水平面内で回転し、また第２のアーム２６は第２の回転軸Ｕを中心に水平面内で回転し、さらに下側挟持部３１（つまりワーク保持手段３０）は鉛直な第３の回転軸Ｖを中心に回転することで、ワーク３７は同一水平面内で任意の位置に移動できる。
【００３０】
次に、「ＪＯＧ有効」キーを操作して「前＋Ｚ」キー等の機能を有効にした後、これら「前＋Ｚ」キー等のワーク移動用のキーを操作して、ワーク３７を目標とする教示位置に向けて移動させる（ステップ１０２）。
具体的には、「前＋Ｚ」キー等のワーク移動用のキーを操作し、コンピュータ７０にワーク３７を研削砥石１１方向に移動させる旨の移動命令を入力する。コンピュータ７０はこの入力を受けて、指令発生部７２ａにワーク３７を指示された方向、つまり研削砥石１１方向に移動させる旨のジョグ（JOG）送り指示を出す。指令発生部７２ａでは、この指示を受けると、ワーク３７の個所ａから研削砥石１１方向に向かう直線を予め決められた単位距離で分割し、各単位距離の終点を目標位置とする各モータ２０、２７、３４に対する目標位置を演算して求める。そして、求めた各モータ２０、２７、３４に対する目標位置は分配部７２ｂを介して各アーム１６、２６や下側挟持部３１のモータ制御部７４へ送出される。
そしてモータ制御部７４では、目標位置とエンコーダ２１、２８、４０で検出された現在位置とをエラーレジスタ７６ａで比較し、差分に応じた制御信号を出力する。サーボ部７６ｂは制御信号に応じた励磁電流を発生させ、アンプ７８がこれを増幅して各モータ２０、２７、３４を回転駆動する。この動作は、各モータ制御部７４で同時に行われる。その結果、ワーク３７は単位距離ずつその個所ａが研削砥石１１に接近するように直線的に動く。
【００３１】
そして、しばらくすると図７（ｂ）や図８（ｂ）に示すように、ワーク３７と研削砥石１１とが当接するが、各モータ制御部７４のサーボ部７６ｂの内の少なくとも一つが、その励磁電流が電流制限値に達したことを検出するまで、各モータ２０、２７、３４の回転動作は停止せず、各アーム１６、２６や下側挟持部３１はワーク３７を移動させるように動こうとしている。
その結果、各モータ制御部７４のサーボ部７６ｂの内の少なくとも一つが、その励磁電流が電流制限値に達したことを検出した時点では、図７（ｃ）や図８（ｃ）に示すように、各アーム１６、２６に歪みが生じたり、また下側挟持部３１が第２のアーム２６に対して（鉛直線に対して）傾いたりした状態となる。従来では、この状態の時にワーク３７の位置を教示していたため、各エンコーダ２１、２８、４０によって検出される各アーム１６、２６や下側挟持部３１を駆動する各モータ２０、２７、３４の回転位置にずれが生じていた。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、各モータ制御部７４のサーボ部７６ｂの内の少なくとも一つが、その励磁電流が電流制限値に達したことを検出した時点で励磁電流を電流制限値にクランプすると同時に、このサーボ部７６ｂがコンピュータ７０に向けてトルク制限到達信号を出力する（ステップ１０４）。
これにより、ワーク３７や研削砥石１１やワーク３７を移動させる各アーム１６、２６や下側挟持部３１等に過度の力がかかるのを防止して、これら部材の損傷を防ぐことができる。
【００３３】
トルク制限到達信号を受けたコンピュータ７０は、指令発生部７２ａに対してジョグ送り信号をオフすると共に、全てのサーボ部７６ｂに対して励磁電流を強制的に停止する旨のサーボオフ信号を出力する（ステップ１０６）。
これにより全モータ２０、２７、３４がフリー状態となって、各アーム１６、２６や下側挟持部３１に作用していたワーク３７を研削砥石１１に強制的に押し付けようとする力がなくなる。よって、図７（ｃ）や図８（ｃ）の状態から、図７（ｄ）や図８（ｄ）のように各アーム１６、２６や下側挟持部３１が、研削砥石１１から受ける反力と各アーム１６、２６や下側挟持部３１間に生ずる機械的摩擦力とがバランスする状態にまで戻る（後戻りする）。図７（ｄ）や図８（ｄ）の状態になった場合でも、各アーム１６、２６や下側挟持部３１等に生ずる機械的摩擦力が研削砥石１１側に向かうバネ力となってワーク３７に作用し、ワーク３７の加工部分である個所ａと研削砥石１１とは適度な接触圧を維持した状態で接触した状態にある。
【００３４】
そしてコンピュータ７０は、この時の各エンコーダ２１、２８、４０で読み取られた各モータ２０、２７、３４の回転位置を取り込み、ワーク３７の個所ａに対する教示位置として一時記憶する（ステップ１０８）。最終的には、作業者が「水平ＸＺＡ」キー若しくは「全軸ＸＺＡＹ」キーを操作することで動作用プログラムとして記憶される。
また、各モータ２０、２７、３４の回転位置は同時に分配部７２ｂにも入力され、分配部７２ｂではこの際フォローアップ機能が働き、分配部７２ｂから出力される目標位置として、この入力された回転位置が出力される。これにより、エラーレジスタ７６ａには、同じ２つの値を持つデータ（分配部７２ｂからの目標位置とエンコーダ２１、２８、４０からの回転位置）が入力されるため、インポジション信号がコンピュータ７０に出力される。
コンピュータ７０では、このインポジション信号を検出すると、サーボOFF信号の出力を停止して励磁電流が出力できる状態にサーボ部７６ｂを戻し、タッチパネル操作盤５６からの次の移動命令の入力待ちの状態となる（ステップ１１０）。
以上で、ワーク３７の加工部分の個所ａの位置教示動作が完了する。
【００３５】
上記のようにして、順次ワーク３７の他の加工部分である個所ｃ、個所ｄ、・・・の前記３軸の回転位置データ、およびコード選択キー６２における設定データが記憶手段に記憶され、教示をすることができる。
もちろん、ワーク３７の加工位置の高さ変動がある場合、「上−」キーや「下＋」キーを操作しつつ、つまりワーク３７の高さ位置データも変更しつつ、研削砥石１１に対するワーク加工位置が常に所要位置になるように教示をすることができる。
【００３６】
また上記実施の形態では、上記３軸とＹ軸方向への移動の、計４軸のワーク加工装置およびその教示について説明したが、例えばアームについても第１のアーム１６、第２のアーム２６ばかりでなく、３つ以上の複数のアームで構成してもよい（本発明では、第２のアーム以降の複数のアームを全て第２のアームとして定義する）等、種々の改変が可能である。
【００３７】
また、本実施の形態のワーク加工装置は内部的には、第１のアーム１６、第２のアーム２６およびワーク保持手段３０（具体的には下側挟持部３１）がそれぞれの回転軸を中心として回転する、いわゆる極座標系で表されたデータに基づいて動作しているが、作業者が操作するタッチパネル操作盤５６においては上述したように作業者が感覚的にわかりやすい直交座標系（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）で表される操作系で加工装置を操作できるようにしている。加工装置内部では、コンピュータ７０が直交座標系データを極座標系データに変換している。
【００３８】
以上本発明につき好適な実施の形態を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ワークの加工はバリ取り等の研削のみでなく、ワークの切断、研摩等広い概念を含むものであり、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を含むことはもちろんである。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ワークと加工具とが当接した後に、一時的に全てのモータの励磁電流がオフされるので、ワークと加工具との当接関係は維持したまま、ワークおよびワークを移動させていた各アームが若干後戻りし、アームに生じた歪みが解消若しくは軽減される。そしてこの状態で、各アーム間の角度やアーム長に基づいてワークの位置検出を行い、この検出位置を目標とする教示位置とすることができるので、従来のように各アーム等に生ずる歪みが大きい状態でワークの位置を検出して位置教示する場合に比べて、正確な位置教示が行えるようになる。
また、ワークと加工具とが当接して少なくとも一つのモータの励磁電流が規定値を越えた時点で全てのモータの励磁電流がオフ状態となるから、ワークや加工具やワークを駆動するアームに過大な負荷が加わわることを防止できる。また、これにより教示作業中に誤って作業者がアームに巻き込まれ、または挟まれる様な状態になっても、アームが作業者に当たった時点でモータの励磁電流がオフ状態となるから、作業者が軽い力でアームを逃がすことができ、安全に教示作業を行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワーク加工装置の一例を示す正面図である。
【図２】図１の装置の平面図である。
【図３】第１のアームの上下動手段の一例を示す説明図である。
【図４】ワーク保持手段の一例を示す説明図である。
【図５】ティーチング操作盤の説明図であり、（ａ）はワークを水平面内で移動させる際の表示画面、（ｂ）はワークを鉛直方向に移動させる際の表示画面である。
【図６】ワーク加工経路の一例を示す説明図である。
【図７】ワークを加工具に当接させて位置挟持する動作を説明するための平面説明図である。
【図８】ワークを加工具に当接させて位置挟持する動作を説明するための正面説明図である。
【図９】ワーク加工装置の一例の構成を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１０ バリ取り装置
１１ 研削砥石
１３ 駆動用モータ
１４ 基台
１６ 第１のアーム
１７ ボールネジ
２０ モータ（第１のモータ）
２１ エンコーダ（第１の検出手段）
２３ モータ
２６ 第２のアーム
２７ モータ（第２のモータ）
２８ エンコーダ（第２の検出手段）
３０ ワーク保持手段
３１ 下側挾持部
３２ 上側挾持部
３４ モータ（第３のモータ）
３７ ワーク
４０ エンコーダ（第３の検出手段）
５５ 制御部
７０ コンピュータ
７２ 演算部
７２ａ 指令発生部
７２ｂ 分配部
７４ モータ制御部
７６ サーボ制御部
７６ａ エラーレジスタ
７６ｂ サーボ部
７８ アンプ
８２ メモリ

Claims (1)

1. 基台に設けた第１の回転軸を中心に第１の水平面内で回転する第１のアームと、該第１のアームを回転駆動する第１のモータと、前記第１のアームの先端部に設けた第２の回転軸を中心に第２の水平面内で回転する第２のアームと、該第２のアームを回転駆動する第２のモータと、前記第２のアームの先端部に設けられ、鉛直な第３の回転軸を中心に回転すると共に、ワークを保持するワーク保持手段と、該ワーク保持手段を回転駆動する第３のモータと、前記第１のアーム、前記第２のアームおよび前記ワーク保持手段をそれぞれ各前記モータを制御して回転させながら、前記ワークを予め記憶された位置に移動させることで、ワークの被加工部分を加工具に当接させて加工する制御部とを具備するワーク加工装置に対して前記軌跡上の位置を教示する位置教示方法において、
   前記制御部により各前記モータに流れる励磁電流を検出しながら各モータを動作させ、前記ワークを目標とする教示位置の手前から該教示位置に向けて移動させるステップと、
   前記ワークを前記教示位置に対応した前記加工具の表面に突き当てるステップと、
   各前記モータに流れる前記励磁電流の内の少なくとも一つが予め決められた規定値を越えた場合に、すべてのモータの励磁電流を一時的にオフにするステップと、
   該励磁電流のオフ中に、前記ワークを前記加工具に突き当てた際に加工具から各前記アームやモータに加わった反力と各アームやモータに生ずる機械的摩擦力とがバランスした状態での前記ワークの位置を目標とする教示位置として記憶するステップとを具備することを特徴とする位置教示方法。

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