JP5896123B2 - Tool control method and apparatus - Google Patents
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Description
対象物の稜線の加工や形状計測において、対象物の稜線に沿ってツールを移動させるツール制御方法および装置に関する。特に、本発明は、その接線方向が不連続変化点で不連続的に変化する稜線に沿って、ツールを移動させるツール制御方法および装置に関する。 The present invention relates to a tool control method and apparatus for moving a tool along a ridge line of an object in processing or shape measurement of the ridge line of the object. In particular, the present invention relates to a tool control method and apparatus for moving a tool along a ridge line whose tangent direction changes discontinuously at a discontinuous change point.
対象物の稜線に沿ってツールを移動させることにより、対象物の稜線に対する加工や形状計測を行うことができる。稜線に対する加工では、対象物の稜線に沿ってツールを移動させることにより、この稜線に対して面取り加工やバリ取り加工をする。稜線に対する形状計測では、対象物の稜線に沿ってツールを移動させることにより、ツールの移動軌跡を求め、この移動軌跡に基づいて稜線の形状を求める。 By moving the tool along the ridgeline of the object, it is possible to perform processing and shape measurement on the ridgeline of the object. In the processing for the ridgeline, the tool is moved along the ridgeline of the target object, thereby chamfering or deburring the ridgeline. In the shape measurement with respect to the ridgeline, the tool movement trajectory is obtained by moving the tool along the ridgeline of the object, and the shape of the ridgeline is obtained based on the movement trajectory.
以下において、ツールにより、対象物（被加工物）の稜線に対して加工をする場合について説明する。すなわち、ツールが、面取り加工やバリ取り加工を行う加工具である場合を説明する。 Below, the case where it processes with respect to the ridgeline of a target object (to-be-processed object) with a tool is demonstrated. That is, a case where the tool is a processing tool that performs chamfering or deburring will be described.
従来のツール制御方法を、図１と図２に基づいて説明する。図１は、対象物１における凹形状の稜線２を加工する場合の説明図であり、図２は、対象物１における凸形状の稜線２を加工する場合の説明図である。図１（Ａ）と図２（Ａ）は、斜視図である。図１（Ｂ）と図２（Ｂ）は、対象物１とツール５の平面図である。すなわち、図１（Ｂ）と図２（Ｂ）は、それぞれ、対象物１の上面１ａを含む平面による図１（Ａ）と図２（Ａ）の断面図である。稜線２は、その接線方向が不連続的に変化する不連続変化点２ｃと、不連続変化点２ｃから異なる方向に延びている第１稜線部分２ａおよび第２稜線部分２ｂとを有する。図１と図２の例では、ツール５は、円筒形の砥石であり、その軸回りに回転しながら移動して対象物１を加工する。 A conventional tool control method will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram for processing the concave ridge line 2 in the object 1, and FIG. 2 is an explanatory diagram for processing the convex ridge line 2 in the object 1. 1A and 2A are perspective views. FIG. 1B and FIG. 2B are plan views of the object 1 and the tool 5. That is, FIGS. 1B and 2B are cross-sectional views of FIGS. 1A and 2A, respectively, taken along a plane including the upper surface 1 a of the object 1. The ridgeline 2 has a discontinuous change point 2c whose tangential direction changes discontinuously, and a first ridgeline portion 2a and a second ridgeline portion 2b extending in different directions from the discontinuous change point 2c. In the example of FIGS. 1 and 2, the tool 5 is a cylindrical grindstone, and moves while rotating around its axis to process the object 1.
上述の第１稜線部分２ａにツール５を押し付けた状態で、ツール５を、第１稜線部分２ａに沿って、不連続変化点２ｃに向けた矢印Ａ１方向に移動させる。これにより、第１稜線部分２ａを加工する。
ツール５が第１稜線部分２ａの端部まで加工したら、ツール５の姿勢を変更するとともに、ツール５による加工位置を第２稜線部分２ｂの端部に切り換える。
次いで、ツール５を上述の第２稜線部分２ｂに押し付けた状態で、ツール５を、第２稜線部分２ｂに沿って、不連続変化点２ｃから離れる矢印Ａ２方向に移動させる。これにより、第２稜線部分２ｂを加工する。
With the tool 5 pressed against the first ridge line portion 2a, the tool 5 is moved along the first ridge line portion 2a in the direction of the arrow A1 toward the discontinuous change point 2c. Thereby, the 1st ridgeline part 2a is processed.
When the tool 5 is processed to the end of the first ridge line portion 2a, the posture of the tool 5 is changed, and the processing position by the tool 5 is switched to the end of the second ridge line portion 2b.
Next, in a state where the tool 5 is pressed against the second ridge line portion 2b described above, the tool 5 is moved along the second ridge line portion 2b in the direction of the arrow A2 away from the discontinuous change point 2c. Thereby, the 2nd ridgeline part 2b is processed.
このような加工は、対象物１の稜線２が三次元曲線である場合は、高価な多軸工作機械が必要であった。そのため、位置決め精度は、多軸工作機械よりも低いが、安価で、可動範囲の広いロボットアームを利用することが行われていた。すなわち、ツール５をロボットアームの先端部に取り付け、ロボットアームの動作を制御することにより、上述のようにツール５の移動や、対象物１へのツール５の押し付けや、ツール５の姿勢変更などを行わせる。 Such machining requires an expensive multi-axis machine tool when the ridgeline 2 of the object 1 is a three-dimensional curve. For this reason, the positioning accuracy is lower than that of a multi-axis machine tool, but a low-cost robot arm having a wide movable range has been used. That is, by attaching the tool 5 to the tip of the robot arm and controlling the operation of the robot arm, the tool 5 is moved, the tool 5 is pressed against the object 1 as described above, the posture of the tool 5 is changed, and the like. To do.
ロボットアームの制御において、対象物の加工または形状計測の精度を高めるために、例えば、ハイブリッド制御を採用することができる。ハイブリッド制御では、位置制御と力制御を、互いに直交する方向に分離して行う。位置制御は、ロボットアームの先端部を、稜線２の接線方向に移動させる制御であり、力制御は、ロボットアームの先端部（ツール５）を対象物１に押し付ける制御である。位置制御による制御方向は、稜線２の接線方向であり、力制御による制御方向は、稜線２の接線方向と直交する方向である。このようなハイブリット制御により、ツール５を対象物１に所望の力で押し付けながら、対象物１の稜線２に沿ってツール５を移動させることができる。 In the control of the robot arm, for example, hybrid control can be employed in order to increase the accuracy of processing or shape measurement of the object. In hybrid control, position control and force control are performed separately in directions orthogonal to each other. The position control is control for moving the tip of the robot arm in the tangential direction of the ridge line 2, and the force control is control for pressing the tip of the robot arm (tool 5) against the object 1. The control direction by the position control is a tangential direction of the ridge line 2, and the control direction by the force control is a direction orthogonal to the tangential direction of the ridge line 2. By such hybrid control, the tool 5 can be moved along the ridgeline 2 of the object 1 while pressing the tool 5 against the object 1 with a desired force.
なお、ロボットアームを用いた加工や形状計測は、例えば、下記の特許文献１、２に記載されている。
特許文献１では、ロボットアームの先端部にツールを取り付け、ツールを対象物に押し付けた状態で、対象物の表面に沿ってツールを移動させることにより、対象物の加工または形状計測を行っている。
特許文献２では、ロボットアームの先端部にツールを取り付け、対象物の表面にならってツールを移動させることにより、対象物の形状を計測している。
Note that machining and shape measurement using a robot arm are described in, for example, Patent Documents 1 and 2 below.
In Patent Document 1, a tool is attached to the tip of a robot arm, and the tool is moved or moved along the surface of the object while the tool is pressed against the object, thereby processing the object or measuring the shape of the object. .
In Patent Document 2, a tool is attached to the tip of a robot arm, and the shape of the object is measured by moving the tool along the surface of the object.
ツール５は、図１（Ｂ）と図２（Ｂ）に示すように、予め定められた設定軌道Ｘ上を移動するように制御される。設定軌道Ｘを、図１（Ｂ）と図２（Ｂ）において太線で示す。ツール５の設定軌道Ｘは、例えば、対象物１の形状データに基づいて定められている。ツール５が、この設定軌道Ｘに沿って移動するように制御されることにより（例えば、設定軌道Ｘに基づいた上述の位置制御により）、ツール５は、第１稜線部分２ａの端部（すなわち不連続変化点２ｃ）まで移動し、次いで、第２稜線部分２ｂに沿って移動する。ツール５は、第１稜線部分２ａに沿って移動している時には、（例えば上述の力制御により）第１稜線部分２ａに押し付けられた状態にある。同様に、ツール５は、第２稜線部分２ｂに沿って移動している時には、（例えば上述の力制御により）第２稜線部分２ｂに押し付けられた状態にある。このようにして、ツール５は、第１稜線部分２ａと第２稜線部分２ｂを加工する。 As shown in FIGS. 1B and 2B, the tool 5 is controlled so as to move on a predetermined set trajectory X. The set trajectory X is indicated by a bold line in FIGS. 1 (B) and 2 (B). The set trajectory X of the tool 5 is determined based on, for example, the shape data of the object 1. When the tool 5 is controlled so as to move along the set trajectory X (for example, by the above-described position control based on the set trajectory X), the tool 5 is the end of the first ridge line portion 2a (that is, Move to the discontinuous change point 2c), and then move along the second ridgeline portion 2b. When the tool 5 is moving along the first ridge line portion 2a, the tool 5 is pressed against the first ridge line portion 2a (for example, by the above-described force control). Similarly, when the tool 5 is moving along the second ridge line portion 2b, the tool 5 is pressed against the second ridge line portion 2b (for example, by the above-described force control). In this way, the tool 5 processes the first ridge line portion 2a and the second ridge line portion 2b.
しかし、ロボットアームの位置決め誤差、対象物１の設置位置の誤差、設定軌道Ｘの誤差などにより、稜線２に対する加工または形状計測において、以下のような問題が生じる。 However, due to the positioning error of the robot arm, the installation position error of the object 1, the error of the set trajectory X, etc., the following problems occur in processing or shape measurement for the ridgeline 2.
凹形状の稜線２の加工または形状計測において、上述の誤差により、図３（Ａ）のように、ツール５が実際に移動しようとする移動経路が、太線で示す経路Ｙのようになって、対象物１に対してずれてしまう場合がある。この場合、ツール５が、第２稜線部分２ｂに当たった後も、さらに、第２稜線部分２ｂに向けて駆動されるので、必要以上に深く第２稜線部分２ｂを加工してしまったり、ツール５に作用する応力が過大になったりする。 In the processing or shape measurement of the concave ridge line 2, due to the above-described error, as shown in FIG. 3A, the movement path on which the tool 5 actually moves is changed to a path Y indicated by a thick line, In some cases, the object 1 may be displaced. In this case, after the tool 5 hits the second ridge line portion 2b, the tool 5 is further driven toward the second ridge line portion 2b, so that the second ridge line portion 2b is processed deeper than necessary. The stress acting on 5 becomes excessive.
凹形状の稜線２の加工または形状計測において、上述の誤差により、図３（Ｂ）のように、ツール５が実際に移動しようとする移動経路が、太線で示す経路Ｙのようになって、対象物１に対してずれてしまう場合がある。この場合、ツール５は、不連続変化点２ｃに至る前に、その移動方向が方向Ａ１から方向Ａ２に切り換えられるので、ツール５は、対象物１から離れた状態で、第２稜線部分２ｂに沿って移動を開始してしまう。従って、第２稜線部分２ｂの加工または形状計測が適切に行われなくなってしまう。 In the processing or shape measurement of the concave ridge line 2, due to the above-described error, as shown in FIG. 3B, the movement path on which the tool 5 actually moves is as a path Y indicated by a thick line, In some cases, the object 1 may be displaced. In this case, since the movement direction of the tool 5 is switched from the direction A1 to the direction A2 before reaching the discontinuous change point 2c, the tool 5 moves to the second ridge line portion 2b while being away from the object 1. Will start moving along. Therefore, the processing or shape measurement of the second ridge line portion 2b is not appropriately performed.
凸形状の稜線２の加工または形状計測において、上述の誤差により、図３（Ｃ）のように、ツール５が実際に移動しようとする移動経路が、太線で示す経路Ｙのようになって、対象物１に対してずれてしまう場合がある。この場合、第１稜線部分２ａの端部まで加工する前に、ツール５の移動方向が方向Ａ１から方向Ａ２に切り換えてしまうことがある。従って、必要以上に深く稜線２を加工してしまったり、ツール５に作用する応力が過大になったりする。 In the processing or shape measurement of the convex ridgeline 2, due to the above-described error, the movement path on which the tool 5 actually moves as shown in FIG. In some cases, the object 1 may be displaced. In this case, before processing to the end of the first ridge line portion 2a, the moving direction of the tool 5 may be switched from the direction A1 to the direction A2. Therefore, the ridgeline 2 is processed deeper than necessary, or the stress acting on the tool 5 becomes excessive.
凸形状の稜線２の加工または形状計測において、上述の誤差により、図３（Ｄ）のように、ツール５が実際に移動しようとする移動経路が、太線で示す経路Ｙのようになって、対象物１に対してずれてしまう場合がある。この場合、ツール５は、第１稜線部分２ａの端部を通過した後、対象物１から離れた状態で、第２稜線部分２ｂに沿って移動を開始してしまう。従って、第２稜線部分２ｂの加工または形状計測が適切に行われなくなってしまう。 In the processing or shape measurement of the convex ridgeline 2, due to the above-described error, the movement path on which the tool 5 actually moves as shown in FIG. In some cases, the object 1 may be displaced. In this case, the tool 5 starts to move along the second ridge line portion 2b in a state of being away from the object 1 after passing through the end portion of the first ridge line portion 2a. Therefore, the processing or shape measurement of the second ridge line portion 2b is not appropriately performed.
そこで、本発明の目的は、ツール（ロボットアーム）の位置決め誤差、対象物の設置位置の誤差、対象物の形状の誤差があっても、対象物に沿ってツールを高精度に移動させることができるツール制御方法と装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to move the tool along the object with high accuracy even if there is a positioning error of the tool (robot arm), an error in the installation position of the object, or an error in the shape of the object. It is an object of the present invention to provide a tool control method and apparatus that can be used.
上述の目的を達成するため、本発明によると、対象物の稜線に沿ってツールを移動させるツール制御方法であって、
稜線は、その接線方向が不連続的に変化する不連続変化点と、不連続変化点から互いに異なる方向に延びている第１稜線部分および第２稜線部分とを有し、
第１稜線部分と第２稜線部分と不連続変化点は、不連続変化点を底点とする凹形状を形成し、
（Ａ）ツールを第１稜線部分に押し付けた状態で、不連続変化点に向かう方向に第１稜線部分に沿ってツールを移動させ、
前記（Ａ）において、前記第１稜線部分に沿って前記ツールが移動する方向と反対方向に、前記第１稜線部分から前記ツールの受ける反作用力が、しきい値より小さい状態となっており、
（Ｂ）前記ツールが不連続変化点近傍で、前記反作用力が前記しきい値以上になったときに前記不連続変化点と判断することにより、前記ツールの移動方向を、前記第２稜線部分に沿った方向に切り換え、
（Ｃ）前記ツールを前記第２稜線部分に押し付けた状態で、前記不連続変化点から離れる方向に前記第２稜線部分に沿って前記ツールを移動させる、ことを特徴とするツール制御方法が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a tool control method for moving a tool along an edge of an object,
The ridge line has a discontinuous change point whose tangent direction changes discontinuously, and a first ridge line part and a second ridge line part extending in different directions from the discontinuous change point,
The first ridge line part, the second ridge line part and the discontinuous change point form a concave shape with the discontinuous change point as a bottom point ,
(A) With the tool pressed against the first ridge line part, move the tool along the first ridge line part in the direction toward the discontinuous change point,
In (A), the reaction force received by the tool from the first ridge line portion in a direction opposite to the direction in which the tool moves along the first ridge line portion is in a state smaller than a threshold value,
(B) the tool near a discontinuous point of change by the reaction force is determined to the discontinuous change point when it becomes more than the threshold value, the movement direction of the tool, the second ridge portion Switch to the direction along
(C) in a state in which the tool is pressed against the second ridge portion, along said second ridge line portion in a direction away from said discontinuous change point Before moving the tool, the tool control method characterized by Provided.
また、上述の目的を達成するため、本発明によると、対象物の稜線に沿ってツールを移動させるツール制御方法であって、
稜線は、その接線方向が不連続的に変化する不連続変化点と、不連続変化点から互いに異なる方向に延びている第１稜線部分および第２稜線部分とを有し、
第１稜線部分と第２稜線部分と不連続変化点は、不連続変化点を頂点とする凸形状を形成し、
（Ａ）ツールを第１稜線部分に押し付けた状態で、不連続変化点に向かう方向に第１稜線部分に沿ってツールを移動させ、
（Ｂ）ツールが不連続変化点に至ったと判断したことにより、ツールの移動方向を、第２稜線部分に沿った方向に切り換え、
（Ｃ）ツールを第２稜線部分に押し付けた状態で、不連続変化点から離れる方向に第２稜線部分に沿ってツールを移動させ、
前記（Ａ）において、第１稜線部分にツールが押し付け方向に押し付けられていることにより、当該押し付け方向におけるツールの変位がしきい値以下である状態となっており、
前記しきい値は、前記（Ａ）におけるツールの変位の最大値以上であり、
この状態から、前記押し付け方向において前記しきい値よりも大きくツールが変位したことを検出した場合に、前記（Ｂ）において、ツールが不連続変化点に至ったと判断する、ことを特徴とするツール制御方法が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a tool control method for moving a tool along a ridge line of an object,
The ridge line has a discontinuous change point whose tangent direction changes discontinuously, and a first ridge line part and a second ridge line part extending in different directions from the discontinuous change point,
The first ridge line part, the second ridge line part and the discontinuous change point form a convex shape having the discontinuous change point as a vertex,
(A) With the tool pressed against the first ridge line part, move the tool along the first ridge line part in the direction toward the discontinuous change point,
(B) By determining that the tool has reached the discontinuous change point, the tool movement direction is switched to the direction along the second ridge line portion,
(C) With the tool pressed against the second ridge line part, move the tool along the second ridge line part in a direction away from the discontinuous change point,
In (A), the tool is pressed against the first ridge line portion in the pressing direction, so that the displacement of the tool in the pressing direction is not more than a threshold value,
The threshold is not less than the maximum value of the displacement of the tool in (A),
From this state, when it is detected that the tool is displaced larger than the threshold value in the pressing direction, it is determined in (B) that the tool has reached a discontinuous change point. A control method is provided.
上述の目的を達成するため、本発明によると、ロボットアームの先端部に取り付けられたツールを、対象物の稜線に沿って移動させるツール制御装置であって、
稜線は、その接線方向が不連続的に変化する不連続変化点と、不連続変化点から互いに異なる方向に延びている第１稜線部分および第２稜線部分とを有し、
第１稜線部分と第２稜線部分と不連続変化点は、不連続変化点を底点とする凹形状を形成し、
対象物からツールの受ける反作用力を検出する力覚センサと、
稜線の形状データに基づいて予め定められたツールの設定軌道を記憶する記憶部と、
ロボットアームを制御することによりツールを制御する制御部と、を備え、
制御部は、
（Ａ）設定軌道に基づいて、ツールを第１稜線部分に押し付けた状態で、不連続変化点に向かう方向に第１稜線部分に沿ってツールを移動させ、
前記（Ａ）において、前記第１稜線部分に沿って前記ツールが移動する方向と反対方向に、前記第１稜線部分から前記ツールの受ける反作用力が、しきい値より小さい状態となっており、
（Ｂ）前記ツールが不連続変化点近傍で、前記反作用力が前記しきい値以上になったときに前記不連続変化点と判断することにより、前記ツールの移動方向を、前記第２稜線部分に沿った方向に切り換え、
（Ｃ）前記ツールを前記第２稜線部分に押し付けた状態で、前記不連続変化点から離れる方向に前記第２稜線部分に沿って前記ツールを移動させる、ことを特徴とするツール制御装置が提供される。
To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a tool control device for moving a tool attached to a tip of a robot arm along a ridge line of an object,
The ridge line has a discontinuous change point whose tangent direction changes discontinuously, and a first ridge line part and a second ridge line part extending in different directions from the discontinuous change point,
The first ridge line part, the second ridge line part and the discontinuous change point form a concave shape with the discontinuous change point as a bottom point ,
A force sensor for detecting the reaction force received by the tool from the object;
A storage unit that stores a predetermined trajectory of the tool set based on the shape data of the ridge line;
A control unit that controls the tool by controlling the robot arm, and
The control unit
(A) Based on the set trajectory, with the tool pressed against the first ridge line part, the tool is moved along the first ridge line part in the direction toward the discontinuous change point,
In (A), the reaction force received by the tool from the first ridge line portion in a direction opposite to the direction in which the tool moves along the first ridge line portion is in a state smaller than a threshold value,
(B) the tool near a discontinuous point of change by the reaction force is determined to the discontinuous change point when it becomes more than the threshold value, the movement direction of the tool, the second ridge portion Switch to the direction along
(C) in a state in which the tool is pressed against the second ridge portion, along said second ridge line portion in a direction away from said discontinuous change point Before moving the tool, the tool control, characterized in that Provided.
また、上述の目的を達成するため、本発明によると、ロボットアームの先端部に取り付けられたツールを、対象物の稜線に沿って移動させるツール制御装置であって、
前記稜線は、その接線方向が不連続的に変化する不連続変化点と、前記不連続変化点から互いに異なる方向に延びている第１稜線部分および第２稜線部分とを有し、
前記第１稜線部分と前記第２稜線部分と前記不連続変化点は、前記不連続変化点を頂点とする凸形状を形成し、
対象物から前記ツールの受ける反作用力を検出する力覚センサと、
前記稜線の形状データに基づいて予め定められた前記ツールの設定軌道を記憶する記憶部と、
前記ロボットアームを制御することにより前記ツールを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
（Ａ）設定軌道に基づいて、前記不連続変化点に向かう方向に前記第１稜線部分に沿って前記ツールを移動させ、
（Ｂ）前記ツールが前記不連続変化点に至ったと判断したことにより、前記ツールの移動方向を、前記第２稜線部分に沿った方向に切り換え、
（Ｃ）前記設定軌道に基づいて、前記不連続変化点から離れる方向に前記第２稜線部分に沿って前記ツールを移動させ、
前記（Ａ）において、前記第１稜線部分に前記ツールが押し付け方向に押し付けられていることにより、当該押し付け方向における前記ツールの変位がしきい値以下である押し付け状態となっており、
前記しきい値は、前記（Ａ）における前記ツールの前記変位の最大値以上であり、
前記制御部は、前記変位の検出値に基づいて、前記押し付け状態から、前記押し付け方向において前記しきい値よりも大きく前記ツールが変位したことを検出した場合に、前記（Ｂ）において、前記ツールが前記不連続変化点に至ったと判断する、ことを特徴とするツール制御装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a tool control device that moves a tool attached to the tip of a robot arm along a ridge line of an object,
The ridge has a discontinuous change point where the tangential direction changes discontinuously, the first ridge portion and the second ridge portion extending in different directions from the discontinuous change point,
The discontinuous change point and the first ridge portion and the second ridge portion forms a convex shape whose vertices are the discontinuous change point,
A force sensor for detecting a reaction force received from the object of said tool,
A storage unit for storing a set trajectory of the tool is predetermined based on the shape data of said ridge,
And a control unit for controlling the tool by controlling the robot arm,
The controller is
(A) based on the set trajectory, moving the tool along said first ridge line portion in a direction toward the discontinuous change point,
(B) by the tool is judged to reach the discontinuous change point, the moving direction of the tool is switched to a direction along the second ridge portion,
(C) based on said set trajectory, moving the tool along said second ridge line portion in a direction away from said discontinuous change point,
In the (A), by the said tools to the first ridge line portion is pressed against the pressing direction, the displacement of the tool in the pressing direction is a state pressing is not more than the threshold value,
The threshold is not less than the maximum value of the displacement of the tool in (A),
Wherein, based on a detection value of the displacement, from the pressing state, when the pressing larger the tool than the threshold value in the direction is detected that displaced, in the (B), the tool There it is determined that led to the discontinuous change point, tool control apparatus according to claim is provided that.
上述のように、本発明によると、ツールを第１稜線部分に接触させた状態で、不連続変化点に向かう方向に第１稜線部分に沿ってツールを移動させることにより、ツールが不連続変化点に至ると、対象物からツールの受ける反作用力、または、第１稜線部分に対するツールの押し付け方向におけるツールの変位が変化する。
本発明によると、ツール制御装置により、この変化を検出した場合に、ツールが不連続変化点に至ったと判断する。従って、ツールの位置決め誤差、対象物の設置位置の誤差、または、ツールの設定軌道の誤差があっても、ツール制御装置により、ツールが不連続変化点に至った時に、ツールの移動方向を、第２稜線部分に沿った方向に切り換えることができる。
よって、対象物の稜線に沿ってツールを高精度に移動させることができる。
As described above, according to the present invention, the tool is discontinuously changed by moving the tool along the first ridge line portion in the direction toward the discontinuous change point while the tool is in contact with the first ridge line portion. When the point is reached, the reaction force received by the tool from the object or the displacement of the tool in the pressing direction of the tool against the first edge portion changes.
According to the present invention, when this change is detected by the tool control device, it is determined that the tool has reached a discontinuous change point. Therefore, even if there is a tool positioning error, an object installation position error, or a tool setting trajectory error, when the tool reaches a discontinuous change point by the tool control device, The direction can be switched along the second ridge line portion.
Therefore, the tool can be moved with high accuracy along the ridgeline of the object.
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図４は、本発明の実施形態によるツール制御方法に用いることができるツール制御装置１０を示す。
ツール制御装置１０は、ツール５を、対象物１の稜線２に沿って移動させる装置である。後述する図５や図６に示すように、稜線２は、稜線２上の位置の連続的な変化に対してその接線方向が不連続的に変化する不連続変化点２ｃと、不連続変化点２ｃから互いに異なる方向に延びている第１稜線部分２ａおよび第２稜線部分２ｂとを有する。
FIG. 4 shows a tool control apparatus 10 that can be used in the tool control method according to the embodiment of the present invention.
The tool control device 10 is a device that moves the tool 5 along the ridgeline 2 of the object 1. As shown in FIGS. 5 and 6 to be described later, the ridge line 2 includes a discontinuous change point 2c where the tangent direction changes discontinuously with respect to a continuous change of the position on the ridge line 2, and a discontinuous change point. It has the 1st ridgeline part 2a and the 2nd ridgeline part 2b which are extended in the mutually different direction from 2c.
ロボットアーム３の先端部には、ツール５と力覚センサ９が設けられている。 A tool 5 and a force sensor 9 are provided at the tip of the robot arm 3.
ツール５は、ロボットアーム３の先端部に設けられたスピンドルモータ４により、ツール５の軸回りに回転駆動される。本実施形態では、ツール５は、円筒形の砥石である。この場合、本実施形態では、ツール５の側面で、対象物（被加工物）１に対して面取り加工をする。ただし、ツール５は、他の形状を有していてもよい。例えば、ツール５は、対象物１を側面で加工する円錐形の砥石であってもよい。また、ツール５の種類は、砥石に限定されず、超硬カッターでもよい。 The tool 5 is rotationally driven around the axis of the tool 5 by a spindle motor 4 provided at the tip of the robot arm 3. In this embodiment, the tool 5 is a cylindrical grindstone. In this case, in this embodiment, the object (workpiece) 1 is chamfered on the side surface of the tool 5. However, the tool 5 may have other shapes. For example, the tool 5 may be a conical grindstone that processes the object 1 on its side surface. Moreover, the kind of tool 5 is not limited to a grindstone, A carbide cutter may be used.
力覚センサ９は、対象物１からツール５が受ける反作用力を検出する。すなわち、力覚センサ９は、ツール５と対象物１とが互いに及ぼしあう力を検出する。力覚センサ９は、ツール５に作用する力の各方向成分を検出する。力の各方向成分は、例えば、ロボットアーム３の先端部に固定された互いに直交する３つの軸方向の各々における力の成分である。従って、後述する制御部１１は、力覚センサ９で検出した力の各方向成分に基づいて、検出対象方向にツール５に作用する力を検出できる。検出対象方向が、例えば、ツール５が対象物１に押し付けられる方向と反対の方向である場合には、制御部１１は、ツール５が対象物１に押し付けられたことによりツール５に作用する反作用力を検出する。すなわち、力覚センサ９は、対象物１へのツール５の押し付け力を検出する。図４の例では、力覚センサ９は、ロボットアーム３の先端部に取り付けられる。ただし、力覚センサ９は、ロボットアーム３の先端部に取り付けられている必要はなく、対象物１と、対象物１の設置面との間に配置されていてもよい。この場合、力覚センサ９は、対象物１と対象物１の設置面とが互いに及ぼしあう力を、対象物１からツール５が受ける反作用力として検出する。 The force sensor 9 detects a reaction force received by the tool 5 from the object 1. That is, the force sensor 9 detects the force that the tool 5 and the object 1 exert on each other. The force sensor 9 detects each direction component of the force acting on the tool 5. Each direction component of force is, for example, a force component in each of three axial directions fixed to the tip of the robot arm 3 and orthogonal to each other. Therefore, the control unit 11 to be described later can detect the force acting on the tool 5 in the detection target direction based on each direction component of the force detected by the force sensor 9. When the detection target direction is, for example, a direction opposite to the direction in which the tool 5 is pressed against the object 1, the control unit 11 reacts on the tool 5 when the tool 5 is pressed against the object 1. Detect force. That is, the force sensor 9 detects the pressing force of the tool 5 against the object 1. In the example of FIG. 4, the force sensor 9 is attached to the tip of the robot arm 3. However, the force sensor 9 does not need to be attached to the tip of the robot arm 3 and may be disposed between the object 1 and the installation surface of the object 1. In this case, the force sensor 9 detects the force that the object 1 and the installation surface of the object 1 exert on each other as a reaction force that the tool 5 receives from the object 1.
ツール制御装置１０は、ロボットアーム３の動作を制御することにより、ツール５の動作を制御する。ツール制御装置１０は、上述の力覚センサ９と、記憶部８と、制御部１１とを有する。 The tool control device 10 controls the operation of the tool 5 by controlling the operation of the robot arm 3. The tool control device 10 includes the force sensor 9 described above, a storage unit 8, and a control unit 11.
記憶部８は、ツール５の設定軌道を記憶している。設定軌道は、対象物１の稜線２の形状データに基づいて予め定められたものである。形状データは、例えばＣＡＤデータである。代わりに、形状データは、ならい動作により求めてもよい。ならい動作では、稜線２にツール５を接触させながら、第１稜線部分２ａと第２稜線部分２ｂに沿ってツール５を移動させ、この時のツール５の移動軌跡を形状データとして取得する。 The storage unit 8 stores the set trajectory of the tool 5. The set trajectory is determined in advance based on the shape data of the ridgeline 2 of the object 1. The shape data is, for example, CAD data. Instead, the shape data may be obtained by a follow-up operation. In the following operation, the tool 5 is moved along the first ridge line portion 2a and the second ridge line portion 2b while the tool 5 is in contact with the ridge line 2, and the movement locus of the tool 5 at this time is acquired as shape data.
制御部１１は、記憶部８に記憶されている設定軌道と、力覚センサ９から入力される力の検出値とに基づいて、ロボットアーム３の先端部（ツール５）が、予め定められた押し付け力で稜線２に押し付けられた状態で、稜線２に沿って移動するように、ロボットアーム３の動作を制御する。 Based on the set trajectory stored in the storage unit 8 and the detection value of the force input from the force sensor 9, the control unit 11 determines the tip of the robot arm 3 (tool 5) in advance. The operation of the robot arm 3 is controlled so as to move along the ridgeline 2 while being pressed against the ridgeline 2 with a pressing force.
ロボットアーム３は、例えば、垂直多関節型の６自由度アームであるが、その先端部が、対象物１の稜線２に沿って移動できる自由度と可動範囲を有している装置であればどのような構成でもよい。この場合、ロボットアーム３の形態は、直交座標型、スカラ型など、どのような形態であってもよい。なお、ロボットアーム３の形態は、７自由度の垂直多関節型でもよい。 The robot arm 3 is, for example, a vertical articulated 6-degree-of-freedom arm, and the tip of the robot arm 3 is a device that has a degree of freedom and a movable range that can move along the ridgeline 2 of the object 1. Any configuration is possible. In this case, the robot arm 3 may have any form such as an orthogonal coordinate type or a scalar type. The form of the robot arm 3 may be a 7-degree-of-freedom vertical articulated type.
本実施形態によるツール制御方法では、図５と図６に示すように、稜線２の不連続変化点２ｃから互いに異なる方向に延びている対象物１の第１稜線部分２ａおよび第２稜線部分２ｂを面取り加工する。図５と図６は、対象物１を示す斜視図である。図５は、第１稜線部分２ａと第２稜線部分２ｂと不連続変化点２ｃが、不連続変化点２ｃを底点とする凹形状を形成する場合を示し、図６は、第１稜線部分２ａと第２稜線部分２ｂと不連続変化点２ｃが、不連続変化点２ｃを頂点とする凸形状を形成する場合を示す。図５と図６では、第１稜線部分２ａと第２稜線部分２ｂを、ツール５で面取り加工する。図５（Ａ）と図６（Ａ）では、第１稜部１ａは、対象物１における隣接する２つの面１ａ、１ｂの交わり部分（例えば、線分）であり、第２稜部１ｂは、対象物１における隣接する２つの面１ａ、１ｃの交わり部分（例えば、線分）である。第１稜部１ａと第２稜線部分２ｂの各々は、不連続変化点２ｃから線状に延びている。なお、図５（Ｂ）と図６（Ｂ）において、破線は、面取り加工により形成された面を示す。なお、第１稜線部分２ａと第２稜線部分２ｂは、直線状に延びていてもよいし、曲線状に延びていてもよい。 In the tool control method according to the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the first ridge line portion 2 a and the second ridge line portion 2 b of the object 1 extending in different directions from the discontinuous change point 2 c of the ridge line 2. Chamfering. 5 and 6 are perspective views showing the object 1. FIG. 5 shows a case where the first ridge line portion 2a, the second ridge line portion 2b, and the discontinuous change point 2c form a concave shape with the discontinuous change point 2c as a base point, and FIG. 6 shows the first ridge line portion. The case where 2a, the 2nd ridgeline part 2b, and the discontinuous change point 2c form the convex shape which uses the discontinuous change point 2c as a vertex is shown. In FIG. 5 and FIG. 6, the first ridge line portion 2 a and the second ridge line portion 2 b are chamfered with the tool 5. In FIG. 5 (A) and FIG. 6 (A), the 1st ridge part 1a is a crossing part (for example, line segment) of the two adjacent surfaces 1a and 1b in the target object 1, and the 2nd ridge part 1b is , A crossing portion (for example, a line segment) of two adjacent surfaces 1a and 1c in the object 1. Each of the first ridge portion 1a and the second ridge line portion 2b extends linearly from the discontinuous change point 2c. In FIGS. 5B and 6B, a broken line indicates a surface formed by chamfering. In addition, the 1st ridgeline part 2a and the 2nd ridgeline part 2b may be extended linearly, and may be extended in the shape of a curve.
上述の設定軌道は、静止座標系で表現されてよい。静止座標系は、空間上に固定されている座標系であり、対象物１に対して固定されている。 The set trajectory described above may be expressed in a stationary coordinate system. The stationary coordinate system is a coordinate system fixed in space and is fixed with respect to the object 1.
図７（Ａ）（Ｂ）は、設定軌道１７を示す。図７（Ａ）は、図５（Ａ）において、対象物１の面１ａを含む平面による断面図である。図７（Ｂ）は、図６（Ａ）において、対象物１の面１ａを含む平面による断面図である。
設定軌道１７は、図７に示すように、第１稜線部分２ａに沿って延びる第１軌道線１７ａと、第２稜線部分２ｂに沿って延びる第２軌道線１７ｂと、第１軌道線１７ａと第２軌道線１７ｂの交点１７ｃと、第１軌道線１７ａにおいて交点１７ｃと反対側に位置する第１接触開始点１７ｄと、第２軌道線１７ｂにおいて前記交点１７ｃの近傍に位置する第２接触開始点１７ｅとを有する。なお、図７（Ａ）において、この例では、交点１７ｃと第２接触開始点１７ｅは、同じ位置にある。
7A and 7B show the set trajectory 17. FIG. 7A is a cross-sectional view taken along a plane including the surface 1a of the object 1 in FIG. FIG. 7B is a cross-sectional view taken along a plane including the surface 1a of the object 1 in FIG.
As shown in FIG. 7, the setting track 17 includes a first track line 17a extending along the first ridge line portion 2a, a second track line 17b extending along the second ridge line portion 2b, and a first track line 17a. The intersection 17c of the second track line 17b, the first contact start point 17d located on the opposite side of the intersection 17c on the first track line 17a, and the second contact start located near the intersection 17c on the second track line 17b Point 17e. In FIG. 7A, in this example, the intersection 17c and the second contact start point 17e are at the same position.
図８は、本発明の実施形態によるツール制御方法を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart illustrating a tool control method according to an embodiment of the present invention.
ツール制御方法は、ステップＳ１〜Ｓ４を有する。 The tool control method includes steps S1 to S4.
ステップＳ１において、ツール５が、設定軌道１７において、第１接触開始点１７ｄから交点１７ｃへ第１軌道線１７ａ上を移動するように、制御部１１は、ツール５の動作を制御する。これにより、制御部１１は、不連続変化点２ｃに向かって第１稜線部分２ａに沿ってツール５を移動させながら、ツール５に第１稜線部分２ａを面取り加工させる。 In step S1, the control unit 11 controls the operation of the tool 5 so that the tool 5 moves on the first trajectory line 17a from the first contact start point 17d to the intersection point 17c in the set trajectory 17. Accordingly, the control unit 11 causes the tool 5 to chamfer the first ridge line portion 2a while moving the tool 5 along the first ridge line portion 2a toward the discontinuous change point 2c.
ステップＳ１の開始時に、制御部１１は、ツール５をその軸回りに回転させながら、設定軌道１７に基づいて、ツール５を第１軌道線１７ａと直交する接近方向に移動させることにより、設定軌道１７の第１接触開始点１７ｄにツール５を位置させる。この第１接触開始点１７ｄにツール５が位置しても、この時までに、力覚センサ９が近接方向と反対方向に作用する力を検出しない場合には、ツール５が第１稜線部分２ａに接していないとして、この力を検出するまで、近接方向にツール５を移動させる。この場合、制御部１１は、次のように設定軌道１７を修正して使用する。すなわち、制御部１１は、ステップＳ１の開始時においてツール５が第１稜線部分２ａに接している位置が、第１接触開始点１７ｄに一致するように、設定軌道１７全体を並進させる。ここで、ステップＳ１の開始時においてツール５が第１稜線部分２ａに接している位置は、適宜の手段により検出される。以降において、制御部１１は、このように修正した設定軌道１７（以下、単に設定軌道１７という）を用いる。 At the start of step S1, the control unit 11 moves the tool 5 in the approach direction orthogonal to the first track line 17a based on the set track 17 while rotating the tool 5 about its axis, thereby setting the set track. The tool 5 is positioned at the 17th first contact start point 17d. Even if the tool 5 is positioned at the first contact start point 17d, if the force sensor 9 does not detect a force acting in the direction opposite to the proximity direction by this time, the tool 5 does not detect the first edge portion 2a. If this force is detected, the tool 5 is moved in the proximity direction. In this case, the control unit 11 corrects and uses the set trajectory 17 as follows. That is, the control unit 11 translates the entire set track 17 so that the position at which the tool 5 is in contact with the first ridge line portion 2a coincides with the first contact start point 17d at the start of step S1. Here, the position where the tool 5 is in contact with the first ridge line portion 2a at the start of step S1 is detected by an appropriate means. Thereafter, the control unit 11 uses the setting trajectory 17 (hereinafter simply referred to as the setting trajectory 17) corrected in this way.
また、ステップＳ１では、制御部１１は、ツール５を第１稜線部分２ａに押し付けた状態で、不連続変化点２ｃに向かって第１稜線部分２ａに沿ってツール５を移動させる。力覚センサ９は、ツール５が第１稜線部分２ａに押し付けられることにより、ツール５に作用する反作用力を検出する。この反作用力の検出値を設定値に維持するように、制御部１１は、ロボットアーム３を制御することにより、第１稜線部分２ａに対するツール５の押し付け力を制御する。 Moreover, in step S1, the control part 11 moves the tool 5 along the 1st ridgeline part 2a toward the discontinuous change point 2c in the state which pressed the tool 5 against the 1st ridgeline part 2a. The force sensor 9 detects a reaction force acting on the tool 5 when the tool 5 is pressed against the first ridge line portion 2a. The control unit 11 controls the pressing force of the tool 5 against the first ridge line portion 2a by controlling the robot arm 3 so as to maintain the detected value of the reaction force at the set value.
ステップＳ１において、ツール５を第１稜線部分２ａに押し付ける方向は、稜線２上の各点ごとに予め設定されている。本実施形態のように、ツール５が、予め定めた目標加工面に稜線２を面取り加工する場合には、押し付ける方向は、目標加工面に垂直な方向であって、稜線２上の各点において稜線２の接線と直交する方向である。このような押し付け方向は、後述のステップＳ４においても同様である。以下、ステップS１、S４において、ツール５を稜線２に押し付ける方向を、単に押し付け方向ともいう。 In step S1, the direction in which the tool 5 is pressed against the first ridge line portion 2a is set in advance for each point on the ridge line 2. When the tool 5 chamfers the ridgeline 2 on a predetermined target machining surface as in the present embodiment, the pressing direction is a direction perpendicular to the target machining surface, and at each point on the ridgeline 2 The direction is perpendicular to the tangent of the ridgeline 2. Such a pressing direction is the same in step S4 described later. Hereinafter, in steps S1 and S4, the direction in which the tool 5 is pressed against the ridgeline 2 is also simply referred to as the pressing direction.
ステップＳ２は、ステップＳ１の進行中に行われる。ステップＳ２において、制御部１１は、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったかを判断する。ここで、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったとは、凹形状の稜線２については、ツール５が第２稜線部分２ｂに当たったことを意味し、凸形状の稜線２については、ツール５が第１稜線部分２ａ（対象物１）から離れて、力覚センサ９が第１稜線部分２ａからツール５に作用する反作用力を検出しなくなったことを意味する。ステップＳ１により、ツール５が不連続変化点２ｃに至ると、対象物１からツール５の受ける反作用力が変化する。制御部１１は、この変化を力覚センサ９で検出した場合に、ステップＳ２において、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったと判断する。 Step S2 is performed while step S1 is in progress. In step S2, the control unit 11 determines whether the tool 5 has reached the discontinuous change point 2c. Here, that the tool 5 has reached the discontinuous change point 2c means that the tool 5 hits the second ridge line portion 2b for the concave ridge line 2, and the tool 5 for the convex ridge line 2 Means that the force sensor 9 no longer detects the reaction force acting on the tool 5 from the first ridge line portion 2a. When the tool 5 reaches the discontinuous change point 2c by step S1, the reaction force received by the tool 5 from the object 1 changes. When the change is detected by the force sensor 9, the control unit 11 determines that the tool 5 has reached the discontinuous change point 2c in step S2.
凹形状の稜線２の面取り加工においては、次のようにステップＳ２の判断をする。ステップＳ１において、第１稜線部分２ａに沿ってツール５が移動する方向（すなわち、第１稜線部分２ａの接線方向）と反対方向に、対象物１からツール５の受ける反作用力が、第１のしきい値より小さくなっている。この状態を、第１の状態（例えば、当該反作用力がほぼゼロの状態）とする。第１の状態から、第１稜線部分２ａに沿ったツール５の移動方向にツール５が第２稜線部分２ｂに当たると、力覚センサ９は、この移動方向と反対方向に前記第１のしきい以上の力を検出する。そこで、この状態を第２の状態として、制御部１１は、第１の状態から第２の状態への変化を力覚センサ９で検出したことにより、ステップＳ２において、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったと判断する。 In the chamfering of the concave ridgeline 2, the determination in step S2 is performed as follows. In step S1, the reaction force received by the tool 5 from the object 1 in the direction opposite to the direction in which the tool 5 moves along the first ridge line portion 2a (that is, the tangential direction of the first ridge line portion 2a) is the first It is smaller than the threshold value. This state is defined as a first state (for example, the reaction force is substantially zero). When the tool 5 hits the second ridge line portion 2b in the movement direction of the tool 5 along the first ridge line portion 2a from the first state, the force sensor 9 causes the first threshold in the direction opposite to the movement direction. The above force is detected. Therefore, with this state as the second state, the control unit 11 detects the change from the first state to the second state with the force sensor 9, so that in step S2, the tool 5 becomes a discontinuous change point. It is determined that 2c has been reached.
凸形状の稜線２の面取り加工においては、次のようにステップＳ２の判断をする。ステップＳ１において、ツール５と第１稜線部分２ａとの接触が維持されることにより（本実施形態では、ツール５が第１稜線部分２ａに押し付けられることにより）、第２のしきい値より大きいその反作用力がツール５に作用している。この状態を第３の状態とする。第３の状態から、ツール５が不連続変化点２ｃを通過すると、ツール５は、対象物１から離れる。これにより、力覚センサ９は、第３の状態でツール５が受けていた反作用力を検出しなくなる。この状態は反作用力が前記第２のしきい値以下になることで検出でき、この状態を第４の状態として、制御部１１は、第３の状態から第４の状態への変化を力覚センサ９で検出したことにより、ステップＳ２において、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったと判断する。 In the chamfering process of the convex ridgeline 2, the determination in step S2 is performed as follows. In step S1, the contact between the tool 5 and the first ridge line portion 2a is maintained (in this embodiment, the tool 5 is pressed against the first ridge line portion 2a), so that it is larger than the second threshold value. The reaction force acts on the tool 5. This state is referred to as a third state. When the tool 5 passes through the discontinuous change point 2c from the third state, the tool 5 moves away from the object 1. As a result, the force sensor 9 does not detect the reaction force received by the tool 5 in the third state. This state can be detected when the reaction force becomes equal to or less than the second threshold value. With this state as the fourth state, the control unit 11 senses the change from the third state to the fourth state. As a result of detection by the sensor 9, it is determined in step S2 that the tool 5 has reached the discontinuous change point 2c.
ステップＳ２の判断が、「はい」となったら、ステップＳ３へ進み、そうでない場合には、ステップＳ１を行いながら、ステップＳ２の判断を繰り返す。
なお、第１稜線部分２ａに沿った方向に関して、ツール５が、設定軌道１７の交点１７ｃに至っても、ステップＳ２の判断が、「はい」とならない場合には、制御部１１は、第１軌道線１７ａの延長線上をツール５が移動するようにツール５を制御することにより、ステップＳ１を継続させる。
If the determination in step S2 is “yes”, the process proceeds to step S3. If not, the determination in step S2 is repeated while performing step S1.
In addition, regarding the direction along the first ridge line portion 2a, even if the tool 5 reaches the intersection 17c of the set trajectory 17, if the determination in step S2 does not become "Yes", the control unit 11 By controlling the tool 5 so that the tool 5 moves on the extended line of the line 17a, step S1 is continued.
ステップＳ２の判断が「はい」となった場合には、次のように設定軌道１７を修正する。すなわち、ステップＳ２の判断が「はい」となった時における第１軌道線１７ａ上のツール５の位置と、第２軌道線１７ｂ上の第２接触開始点１７ｅとが一致するように、設定軌道１７全体を静止座標系において並進させる。なお、ここで使用するツール５の位置は、適宜の手段で検出される。以降において、制御部１１は、修正した設定軌道１７（以下、単に設定軌道１７という）を用いる。 If the determination in step S2 is “yes”, the set trajectory 17 is corrected as follows. That is, the set trajectory is set so that the position of the tool 5 on the first trajectory line 17a and the second contact start point 17e on the second trajectory line 17b coincide with each other when the determination in step S2 is “Yes”. 17 is translated in a stationary coordinate system. The position of the tool 5 used here is detected by an appropriate means. Thereafter, the control unit 11 uses the corrected setting trajectory 17 (hereinafter simply referred to as the setting trajectory 17).
ステップＳ３において、制御部１１は、ツール５と対象物１との接触位置を、第１稜線部分２ａから第２稜線部分２ｂに移行させ、ツール５の移動方向を、第２稜線部分２ｂに沿った方向に切り換えるようにツール５を制御する。ステップＳ３における前記接触位置の移行では、制御部１１は、設定軌道１７の第２接触開始点１７ｅにツール５を位置させる。これにより、ツール５が、不連続変化点２ｃの近傍において第２稜線部分２ｂに当てられ、第２稜線部分２ｂの面取り加工を開始した状態になる。次いで、ステップＳ４に進む。 In step S3, the control unit 11 shifts the contact position between the tool 5 and the object 1 from the first ridge line part 2a to the second ridge line part 2b, and changes the moving direction of the tool 5 along the second ridge line part 2b. The tool 5 is controlled so as to switch the direction. In the transition of the contact position in step S <b> 3, the control unit 11 positions the tool 5 at the second contact start point 17 e of the setting track 17. Thereby, the tool 5 is applied to the second ridge line portion 2b in the vicinity of the discontinuous change point 2c, and the chamfering process of the second ridge line portion 2b is started. Next, the process proceeds to step S4.
ステップＳ４において、ツール５が、設定軌道１７において、第２接触開始点１７ｅから交点１７ｃから離れる方向に第２軌道線１７ｂ上を移動するように、制御部１１は、ツール５の動作を制御する。これにより、制御部１１は、不連続変化点２ｃから離れる方向に第２稜線部分２ｂに沿ってツール５を移動させながら、ツール５に第２稜線部分２ｂを面取り加工させる。
このステップＳ４では、制御部１１は、ツール５を第２稜線部分２ｂに押し付けた状態で、不連続変化点２ｃから離れる方向に第２稜線部分２ｂに沿ってツール５を移動させる。力覚センサ９は、ツール５が第２稜線部分２ｂに押し付けられることにより、ツール５に作用する反作用力を検出する。この反作用力の検出値を設定値に維持するように、制御部１１は、ロボットアーム３を制御することにより、第２稜線部分２ｂに対するツール５の押し付け力を制御する。
In step S4, the control unit 11 controls the operation of the tool 5 so that the tool 5 moves on the second trajectory line 17b in the direction away from the intersection point 17c from the second contact start point 17e in the set trajectory 17. . Accordingly, the control unit 11 causes the tool 5 to chamfer the second ridge line portion 2b while moving the tool 5 along the second ridge line portion 2b in a direction away from the discontinuous change point 2c.
In step S4, the control unit 11 moves the tool 5 along the second ridge line portion 2b in a direction away from the discontinuous change point 2c while pressing the tool 5 against the second ridge line portion 2b. The force sensor 9 detects a reaction force acting on the tool 5 when the tool 5 is pressed against the second ridge line portion 2b. The control unit 11 controls the pressing force of the tool 5 against the second ridge line portion 2b by controlling the robot arm 3 so as to maintain the detection value of the reaction force at the set value.
ステップＳ１、Ｓ４は、ツール５をその軸回りに回転させながら行われる。なお、ステップＳ１の開始からステップＳ４の終了まで、ツール５を、その軸回りに回転させた状態に維持してよい。 Steps S1 and S4 are performed while rotating the tool 5 about its axis. Note that the tool 5 may be kept rotated around its axis from the start of step S1 to the end of step S4.
また、ステップＳ１、Ｓ４において、制御部１１は、ハイブリッド制御によりツール５を制御するのがよい。すなわち、制御部１１は、位置制御により、ロボットアーム３の先端部を、稜線２に沿って移動させ、力制御により、ロボットアーム３の先端部（ツール５）を稜線２に押し付ける。ここで、位置制御の制御方向は、稜線２（設定軌道１７）の接線方向であり、力制御の制御方向は、稜線２（設定軌道１７）の接線方向と直交する方向である。位置制御と力制御は、互いに分離して行われる。 In Steps S1 and S4, the control unit 11 may control the tool 5 by hybrid control. That is, the control unit 11 moves the tip of the robot arm 3 along the ridge line 2 by position control, and presses the tip (tool 5) of the robot arm 3 against the ridge 2 by force control. Here, the control direction of the position control is a tangential direction of the ridge line 2 (the set track 17), and the control direction of the force control is a direction orthogonal to the tangential direction of the ridge line 2 (the set track 17). Position control and force control are performed separately from each other.
設定軌道１７は、予め定められたツール５の設定姿勢を含む。設定姿勢は、第１稜線部分２ａ上の各点に対して定められた第１の姿勢と、第２稜線部分２ｂ上の各点に対して定められた第２の姿勢と、を含む。第１の姿勢は、第１姿勢条件を満たすように設定され、第２の姿勢は、第２姿勢条件を満たすように設定される。第１姿勢条件は、ツール５と第１稜線部分２ａとの接触位置において、ツール５の外面と接する仮想平面が、押し付け方向と直交することを規定し、第２姿勢条件は、ツール５と第２稜線部分２ｂとの接触位置において、ツール５の外面と接する仮想平面が、押し付け方向と直交することを規定する。制御部１１は、ステップＳ１、Ｓ４において、設定姿勢に基づいてツール５の姿勢を制御する。 The setting trajectory 17 includes a predetermined setting posture of the tool 5. The set posture includes a first posture defined for each point on the first ridge line portion 2a and a second posture defined for each point on the second ridge line portion 2b. The first posture is set to satisfy the first posture condition, and the second posture is set to satisfy the second posture condition. The first posture condition stipulates that the virtual plane in contact with the outer surface of the tool 5 is orthogonal to the pressing direction at the contact position between the tool 5 and the first ridge line portion 2a. It is defined that the virtual plane in contact with the outer surface of the tool 5 is orthogonal to the pressing direction at the contact position with the two ridge line portions 2b. In steps S1 and S4, the control unit 11 controls the posture of the tool 5 based on the set posture.
凸形状の稜線２を面取り加工する場合、ステップＳ３において、図９（Ａ）または図９（Ｂ）において破線で示す経路上をツール５が移動することにより、第２接触開始点１７ｅにツール５を移動させてもよい。図９（Ａ）の場合には、ステップＳ２での判断が「はい」となった時におけるツール５の位置から、ツール５は、対象物１との接触を避けて第２接触開始点１７ｅへ移動する。図９（Ｂ）の場合には、ツール５は、交点１７ｃから、第１接触開始点１７ｄと反対側に延びる経路２３上を移動し、その後、第２軌道線１７ｂの延長線上の点まで経路２５上を直線移動し、次いで、第２接触開始点１７ｅまで、この延長線である経路２７上を移動する。 When chamfering the convex ridgeline 2, the tool 5 moves to the second contact start point 17 e by moving the tool 5 on the path indicated by the broken line in FIG. 9A or 9 B in step S 3. May be moved. In the case of FIG. 9A, the tool 5 avoids contact with the object 1 and moves to the second contact start point 17e from the position of the tool 5 when the determination in step S2 is “Yes”. Moving. In the case of FIG. 9B, the tool 5 moves from the intersection point 17c on a path 23 extending on the opposite side to the first contact start point 17d, and then passes to a point on the extension line of the second track line 17b. 25, and then moves on the extended path 27 to the second contact start point 17e.
上述した本実施形態によると、以下の効果（１）〜（３）が得られる。 According to this embodiment mentioned above, the following effects (1)-(3) are acquired.
（１）ステップＳ１により、ツール５が不連続変化点２ｃに至ると、対象物１からツール５の受ける反作用力が変化する。制御部１１は、この変化を検出した場合に、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったと判断する。従って、対象物１の設置位置に誤差があっても、制御部１１は、ツール５が不連続変化点２ｃに至った時に、ツール５の移動方向を第２稜線部分２ｂに沿った方向に切り換え、ツール５による加工位置を第２稜線部分２ｂに切り換えることができる。よって、ツール５の位置決め誤差、対象物１の設置位置の誤差、対象物１の形状の誤差があっても、対象物１を精度よく加工できる。 (1) When the tool 5 reaches the discontinuous change point 2c in step S1, the reaction force received by the tool 5 from the object 1 changes. When the control unit 11 detects this change, it determines that the tool 5 has reached the discontinuous change point 2c. Therefore, even if there is an error in the installation position of the object 1, the control unit 11 switches the moving direction of the tool 5 to the direction along the second ridge line portion 2b when the tool 5 reaches the discontinuous change point 2c. The processing position by the tool 5 can be switched to the second ridge line portion 2b. Therefore, even if there is a positioning error of the tool 5, an installation position error of the object 1, and an error of the shape of the object 1, the object 1 can be processed with high accuracy.
（２）凹形状の稜線２の加工では、ステップＳ１において、第１稜線部分２ａに沿ってツール５が移動する方向と反対方向に、対象物１からツール５の受ける反作用力が、第１のしきい値より小さい第１の状態となっている。制御部１１は、第１の状態から、第１のしきい以上の当該反作用力をツール５が受けた第２の状態への変化を検出することにより、ステップＳ２において、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったことを正確に判断できる。
これについて、従来では、上述の誤差により、ツール５が、凹形状の稜線２において第２稜線部分２ｂに当たった後、ツール５を第２稜線部分２ｂに向けて必要以上に駆動させてしまう可能性があった。この場合、必要以上に深く第２稜線部分２ｂを加工してしまったり、ツール５に作用する応力が過大になったりする。
これに対し、本実施形態では、上述のように、制御部１１は、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったことを正確に判断できるので、ツール５が、凹形状の稜線２において第２稜線部分２ｂに当たった後、ツール５を第２稜線部分２ｂに向けて必要以上に駆動させてしまうことを回避できる。
(2) In the processing of the concave ridgeline 2, in step S1, the reaction force received by the tool 5 from the object 1 in the direction opposite to the direction in which the tool 5 moves along the first ridgeline portion 2a is the first The first state is smaller than the threshold value. The control unit 11 detects a change from the first state to the second state in which the tool 5 receives the reaction force that is equal to or greater than the first threshold, so that the tool 5 changes discontinuously in step S2. It can be accurately determined that the point 2c has been reached.
In this regard, conventionally, the tool 5 may be driven more than necessary toward the second ridge line portion 2b after the tool 5 hits the second ridge line portion 2b in the concave ridge line 2 due to the above-described error. There was sex. In this case, the second ridge line portion 2b is processed deeper than necessary, or the stress acting on the tool 5 becomes excessive.
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the control unit 11 can accurately determine that the tool 5 has reached the discontinuous change point 2c. After hitting the ridge line portion 2b, it can be avoided that the tool 5 is driven more than necessary toward the second ridge line portion 2b.
（３）凸形状の稜線２の加工では、ステップＳ１において、ツール５を第１稜線部分２ａに押し付けることにより、第２のしきい値より大きい反作用力がツール５に作用している第３の状態となっている。制御部１１は、第３の状態から、当該反作用力が第２のしきい値以下となった第４の状態への変化を検出したことにより、ステップＳ２において、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったこと、すなわち、第１稜線部分２ａの端部を通過したことを正確に判断できる。
これについて、従来では、上述の誤差により、ツール５が不連続変化点２ｃに至る前に、ツール５の移動方向を第２稜線部分２ｂに沿った方向に切り換えて、第１稜線部分２ａに向けてツール５を必要以上に駆動してしまう場合がある。この場合、ツール５が第１稜線部分２ａにさらに押し付けられるので、必要以上に深く稜線２を加工してしまったり、ツール５に作用する応力が過大になったりする。
これに対し、本実施形態では、上述のように、制御部１１は、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったことを正確に判断できるので、ツール５が不連続変化点２ｃに至っていないにもかかわらず、ツール５が第１稜線部分２ａに必要以上に押し付けられることを回避できる。
(3) In the processing of the convex ridgeline 2, in step S <b> 1, the tool 5 is pressed against the first ridgeline portion 2 a, so that the reaction force larger than the second threshold acts on the tool 5. It is in a state. When the control unit 11 detects a change from the third state to the fourth state in which the reaction force is equal to or less than the second threshold value, the tool 5 causes the discontinuous change point 2c in step S2. That is, that is, it can be accurately determined that the end of the first ridge line portion 2a has been passed.
With respect to this, conventionally, due to the above-described error, before the tool 5 reaches the discontinuous change point 2c, the moving direction of the tool 5 is switched to the direction along the second ridge line portion 2b and directed toward the first ridge line portion 2a. The tool 5 may be driven more than necessary. In this case, since the tool 5 is further pressed against the first ridge line portion 2a, the ridge line 2 is processed deeper than necessary, or the stress acting on the tool 5 becomes excessive.
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the control unit 11 can accurately determine that the tool 5 has reached the discontinuous change point 2c, so that the tool 5 has not reached the discontinuous change point 2c. Nevertheless, it is possible to prevent the tool 5 from being pressed more than necessary against the first ridge line portion 2a.
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変更例１〜４のいずれかを採用してもよいし、変更例１〜４を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、以下で説明しない点は、上述と同じである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, any of the following modification examples 1 to 4 may be employed, or modification examples 1 to 4 may be arbitrarily combined and employed. In this case, the points not described below are the same as described above.
（変更例１）
ツール５が、対象物１の凸形状の稜線２を加工する場合には、制御部１１は、次のようにステップＳ２を行ってもよい。
(Modification 1)
When the tool 5 processes the convex ridgeline 2 of the object 1, the control unit 11 may perform step S2 as follows.
まず、ステップＳ１において、第１稜線部分２ａにツール５が押し付け方向に押し付けられていることにより、当該押し付け方向におけるツール５の変位がしきい値以下である状態となっている。ここで、ツール制御装置１０は、適宜の手段により、微小時間毎に、押し付け方向におけるツール５の位置を計測する。前記変位は、直前または設定回数だけ前に計測した押し付け方向におけるツール５の位置からの変位であってよい。なお、ツール制御装置１０は、ロボットアーム３の動作量を適宜の手段で計測し、この計測データに基づいて、押し付け方向におけるツール５の位置と変位を検出してよい。 First, in step S1, the tool 5 is pressed against the first ridge line portion 2a in the pressing direction, so that the displacement of the tool 5 in the pressing direction is not more than a threshold value. Here, the tool control apparatus 10 measures the position of the tool 5 in the pressing direction every minute time by an appropriate means. The displacement may be a displacement from the position of the tool 5 in the pressing direction measured immediately before or a set number of times before. Note that the tool control apparatus 10 may measure the amount of movement of the robot arm 3 with an appropriate means, and detect the position and displacement of the tool 5 in the pressing direction based on the measurement data.
このようにして得た変位の検出値に基づいて、制御部１１は、押し付け方向におけるツール５の変位がしきい値以下である状態から、ツール５が、押し付け方向において前記しきい値よりも大きく変位したことを検出したことにより、ステップＳ２において、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったと判断する。 Based on the displacement detection value thus obtained, the control unit 11 determines that the tool 5 is larger than the threshold value in the pressing direction from the state where the displacement of the tool 5 in the pressing direction is equal to or less than the threshold value. By detecting the displacement, it is determined in step S2 that the tool 5 has reached the discontinuous change point 2c.
ステップＳ１において、第１稜線部分２ａにツール５が押し付け方向に押し付けられていることにより、当該押し付け方向におけるツール５の変位がしきい値以下である状態となっている。この状態から、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったことにより、ツール５が、不連続変化点２ｃを通過して、第１稜線部分２ａの延長線側へ対象物１から離れる。すると、ツール５は、第１軌道線１７ａ上、または、第１軌道線１７ａの延長線上に位置するように制御されているにもかかわらず、押し付け方向に駆動されているので、押し付け方向に、ツール５が、一時的に、前記しきい値より大きく変位する。
そこで、制御部１１は、この変位が、前記しきい値よりも大きくなったことを検出したことにより、ツール５が、ツール５が不連続変化点２ｃに至ったと判断する。従って、対象物１の設置位置に誤差があっても、制御部１１は、第１稜線部分２ａに沿って、ツール５を、不連続変化点２ｃまで正確に移動させ、次いで、加工位置を第２稜線部分２ｂに切り換えることができる。
よって、ツール５の位置決め誤差、対象物１の設置位置の誤差、対象物１の形状の誤差があっても、対象物１を精度よく加工できる。
In step S1, the tool 5 is pressed against the first ridge line portion 2a in the pressing direction, so that the displacement of the tool 5 in the pressing direction is not more than a threshold value. From this state, when the tool 5 reaches the discontinuous change point 2c, the tool 5 passes through the discontinuous change point 2c and moves away from the object 1 toward the extension line side of the first ridge line portion 2a. Then, although the tool 5 is controlled to be positioned on the first track line 17a or an extension line of the first track line 17a, the tool 5 is driven in the pressing direction. The tool 5 is temporarily displaced more than the threshold value.
Therefore, the control unit 11 determines that the tool 5 has reached the discontinuous change point 2c by detecting that the displacement has become larger than the threshold value. Therefore, even if there is an error in the installation position of the object 1, the control unit 11 moves the tool 5 accurately to the discontinuous change point 2c along the first ridge line portion 2a, and then sets the machining position to the first position. It is possible to switch to the two ridge line portion 2b.
Therefore, even if there is a positioning error of the tool 5, an installation position error of the object 1, and an error of the shape of the object 1, the object 1 can be processed with high accuracy.
（変更例２）
上述の実施形態または変更例１においては、ステップＳ１とステップＳ４では、力覚センサ９は、ツール５が第１稜線部分２ａに押し付けられることにより、ツール５に作用する反作用力を検出し、制御部１１は、この反作用力の検出値を設定値に維持するように、ロボットアーム３を制御していた。この制御は、上述のハイブリッド制御における力制御の一例であり、以下、ならい制御という。
変更例２によると、ステップＳ１とステップＳ４において、ツール５に対して、ならい制御を行わずに、位置制御のみを行ってもよい。この位置制御では、制御部１１は、ステップＳ１とステップＳ４において、力覚センサ９の検出値を用いず、他の点では上述と同様に、設定軌道１７に基づいてツール５を制御する。
(Modification 2)
In the above-described embodiment or modification example 1, in step S1 and step S4, the force sensor 9 detects and controls the reaction force acting on the tool 5 when the tool 5 is pressed against the first ridge line portion 2a. The unit 11 controls the robot arm 3 so as to maintain the detected value of the reaction force at the set value. This control is an example of force control in the above-described hybrid control, and is hereinafter referred to as profile control.
According to the modification example 2, in step S1 and step S4, only the position control may be performed on the tool 5 without performing the follow-up control. In this position control, the control unit 11 does not use the detection value of the force sensor 9 in step S1 and step S4, and controls the tool 5 based on the set trajectory 17 in the same manner as described above.
このような変更例２は、位置制御を高精度に行える場合に採用するのがよい。 Such modification example 2 is preferably employed when the position control can be performed with high accuracy.
変更例２では、以下のようにツール５は動作させられる。
ステップＳ１では、制御部１１は、ツール５を第１稜線部分２ａに接触させた状態で、不連続変化点２ｃに向かう方向に第１稜線部分２ａに沿ってツール５を移動させる。
ステップＳ４では、制御部１１は、ツール５を第２稜線部分２ｂに接触させた状態で、不連続変化点２ｃから離れる方向に第２稜線部分２ｂに沿ってツール５を移動させる。
In the second modification, the tool 5 is operated as follows.
In step S1, the control unit 11 moves the tool 5 along the first ridge line portion 2a in a direction toward the discontinuous change point 2c while the tool 5 is in contact with the first ridge line portion 2a.
In step S4, the control part 11 moves the tool 5 along the 2nd ridgeline part 2b in the direction away from the discontinuous change point 2c in the state which made the tool 5 contact the 2nd ridgeline part 2b.
（変更例３）
本発明によると、ツール５は、加工具ではなく、稜線２の正確な形状計測のために、稜線２に沿って移動する形状計測具であってもよい。この場合、上述のステップＳ１〜Ｓ４により、ツール５が移動した軌跡を求め、この軌跡に基づいて稜線２の形状を求めることができる。
(Modification 3)
According to the present invention, the tool 5 is not a processing tool, but may be a shape measuring tool that moves along the ridge line 2 in order to accurately measure the shape of the ridge line 2. In this case, the trajectory of the movement of the tool 5 can be obtained by the above-described steps S1 to S4, and the shape of the ridge line 2 can be obtained based on the trajectory.
これにより、稜線２の形状を高精度に求めることができる。例えば、設定軌道１７を求めるのに用いた形状データの精度が低い場合に、より精度の高い稜線２の形状を得ることができる。 Thereby, the shape of the ridgeline 2 can be obtained with high accuracy. For example, when the accuracy of the shape data used to obtain the set trajectory 17 is low, the shape of the ridgeline 2 with higher accuracy can be obtained.
この変更例３において、ツール５を稜線２に押し付ける押し付け方向は、後述する変更例４のように定められる。 In this modified example 3, the pressing direction for pressing the tool 5 against the ridgeline 2 is determined as in modified example 4 described later.
（変更例４）
上述の実施形態または変更例１において、ツール５が面取り加工の代わりにバリ取り加工する場合や、上述の変更例３の場合には、ステップＳ１とステップＳ４で、ツール５を稜線２に押し付ける押し付け方向は、次のように予め定められてもよい。
(Modification 4)
In the above-described embodiment or modification example 1, when the tool 5 performs deburring instead of chamfering, or in the case of modification example 3 described above, pressing the tool 5 against the ridgeline 2 in step S1 and step S4. The direction may be determined in advance as follows.
稜線２上の各点での押し付け方向は、当該点を含み稜線２と直交する平面による対象物１の断面において、第１接平面（以下で定義する）と第２接平面（以下で定義する）とに囲まれる領域を通り、かつ、稜線２を通る直線の方向である。第１接平面は、前記断面において、稜線２に限りなく近い、対象物１の一方の面（前記断面においては線）上の点で、この面に接する平面（前記断面においては直線）であり、第２接平面は、前記断面において、稜線２に限りなく近い、対象物１の他方の面（前記断面においては線）上の点で、この面に接する平面（前記断面においては直線）である。ここで、一方の面と他方の面との境界が稜線２となる。
好ましくは、押し付け方向は、前記断面において、第１接平面と第２接平面のなす角度を２等分する直線の方向である。
The pressing direction at each point on the ridge line 2 is defined by the first tangent plane (defined below) and the second tangent plane (defined below) in the cross section of the object 1 by a plane that includes the point and is orthogonal to the ridge line 2. ) And a direction of a straight line passing through the ridgeline 2. The first tangent plane is a plane (a straight line in the cross section) that touches this surface at a point on one surface of the object 1 (a line in the cross section) that is as close as possible to the ridgeline 2 in the cross section. The second tangent plane is a point on the other surface (line in the cross section) of the object 1 that is as close as possible to the ridgeline 2 in the cross section, and is a plane (straight line in the cross section) in contact with this surface. is there. Here, the boundary between one surface and the other surface is the ridgeline 2.
Preferably, the pressing direction is a linear direction that bisects an angle formed by the first tangent plane and the second tangent plane in the cross section.
ツール５がバリ取り加工をする場合には、ツール５はブラシであってもよい。 When the tool 5 performs deburring, the tool 5 may be a brush.
１ 対象物（被加工物）、１ａ，１ｂ，１ｃ 対象物の面、２ 稜線、２ａ 第１稜線部分、２ｂ 第２稜線部分、２ｃ 不連続変化点、３ ロボットアーム、４ スピンドルモータ、５ ツール、８ 記憶部、９ 力覚センサ、１０ ツール制御装置、１１ 制御部、１７ 設定軌道、１７ａ 第１軌道線、１７ｂ 第２軌道線、１７ｃ 交点、１７ｄ 第１接触開始点、１７ｅ 第２接触開始点、２３，２５，２７ 経路 1 object (workpiece), 1a, 1b, 1c surface of object, 2 ridge line, 2a first ridge line part, 2b second ridge line part, 2c discontinuous change point, 3 robot arm, 4 spindle motor, 5 tool , 8 Memory unit, 9 Force sensor, 10 Tool control device, 11 Control unit, 17 Set trajectory, 17a First trajectory line, 17b Second trajectory line, 17c Intersection, 17d First contact start point, 17e Second contact start Point, 23, 25, 27 route
Claims (5)
稜線は、その接線方向が不連続的に変化する不連続変化点と、不連続変化点から互いに異なる方向に延びている第１稜線部分および第２稜線部分とを有し、
第１稜線部分と第２稜線部分と不連続変化点は、不連続変化点を底点とする凹形状を形成し、
（Ａ）ツールを第１稜線部分に押し付けた状態で、不連続変化点に向かう方向に第１稜線部分に沿ってツールを移動させ、
前記（Ａ）において、前記第１稜線部分に沿って前記ツールが移動する方向と反対方向に、前記第１稜線部分から前記ツールの受ける反作用力が、しきい値より小さい状態となっており、
（Ｂ）前記ツールが不連続変化点近傍で、前記反作用力が前記しきい値以上になったときに前記不連続変化点と判断することにより、前記ツールの移動方向を、前記第２稜線部分に沿った方向に切り換え、
（Ｃ）前記ツールを前記第２稜線部分に押し付けた状態で、前記不連続変化点から離れる方向に前記第２稜線部分に沿って前記ツールを移動させる、ことを特徴とするツール制御方法。 A tool control method for moving a tool along an edge of an object,
The ridge line has a discontinuous change point whose tangent direction changes discontinuously, and a first ridge line part and a second ridge line part extending in different directions from the discontinuous change point,
The first ridge line part, the second ridge line part and the discontinuous change point form a concave shape with the discontinuous change point as a bottom point ,
(A) With the tool pressed against the first ridge line part, move the tool along the first ridge line part in the direction toward the discontinuous change point,
In (A), the reaction force received by the tool from the first ridge line portion in a direction opposite to the direction in which the tool moves along the first ridge line portion is in a state smaller than a threshold value,
(B) the tool near a discontinuous point of change by the reaction force is determined to the discontinuous change point when it becomes more than the threshold value, the movement direction of the tool, the second ridge portion Switch to the direction along
(C) said tool pressed against the second ridge portion, along said second ridge line portion in a direction away from said discontinuous change point Before moving the tool, the tool control method, characterized in that.
稜線は、その接線方向が不連続的に変化する不連続変化点と、不連続変化点から互いに異なる方向に延びている第１稜線部分および第２稜線部分とを有し、
第１稜線部分と第２稜線部分と不連続変化点は、不連続変化点を頂点とする凸形状を形成し、
（Ａ）ツールを第１稜線部分に押し付けた状態で、不連続変化点に向かう方向に第１稜線部分に沿ってツールを移動させ、
（Ｂ）ツールが不連続変化点に至ったと判断したことにより、ツールの移動方向を、第２稜線部分に沿った方向に切り換え、
（Ｃ）ツールを第２稜線部分に押し付けた状態で、不連続変化点から離れる方向に第２稜線部分に沿ってツールを移動させ、
前記（Ａ）において、第１稜線部分にツールが押し付け方向に押し付けられていることにより、当該押し付け方向におけるツールの変位がしきい値以下である状態となっており、
前記しきい値は、前記（Ａ）におけるツールの変位の最大値以上であり、
この状態から、前記押し付け方向において前記しきい値よりも大きくツールが変位したことを検出した場合に、前記（Ｂ）において、ツールが不連続変化点に至ったと判断する、ことを特徴とするツール制御方法。 A tool control method for moving a tool along an edge of an object,
The ridge line has a discontinuous change point whose tangent direction changes discontinuously, and a first ridge line part and a second ridge line part extending in different directions from the discontinuous change point,
The first ridge line part, the second ridge line part and the discontinuous change point form a convex shape having the discontinuous change point as a vertex,
(A) With the tool pressed against the first ridge line part, move the tool along the first ridge line part in the direction toward the discontinuous change point,
(B) By determining that the tool has reached the discontinuous change point, the tool movement direction is switched to the direction along the second ridge line portion,
(C) With the tool pressed against the second ridge line part, move the tool along the second ridge line part in a direction away from the discontinuous change point,
In (A), the tool is pressed against the first ridge line portion in the pressing direction, so that the displacement of the tool in the pressing direction is not more than a threshold value,
The threshold is not less than the maximum value of the displacement of the tool in (A),
From this state, when it is detected that the tool is displaced larger than the threshold value in the pressing direction, it is determined in (B) that the tool has reached a discontinuous change point. Control method.
稜線は、その接線方向が不連続的に変化する不連続変化点と、不連続変化点から互いに異なる方向に延びている第１稜線部分および第２稜線部分とを有し、
第１稜線部分と第２稜線部分と不連続変化点は、不連続変化点を底点とする凹形状を形成し、
対象物からツールの受ける反作用力を検出する力覚センサと、
稜線の形状データに基づいて予め定められたツールの設定軌道を記憶する記憶部と、
ロボットアームを制御することによりツールを制御する制御部と、を備え、
制御部は、
（Ａ）設定軌道に基づいて、ツールを第１稜線部分に押し付けた状態で、不連続変化点に向かう方向に第１稜線部分に沿ってツールを移動させ、
前記（Ａ）において、前記第１稜線部分に沿って前記ツールが移動する方向と反対方向に、前記第１稜線部分から前記ツールの受ける反作用力が、しきい値より小さい状態となっており、
（Ｂ）前記ツールが不連続変化点近傍で、前記反作用力が前記しきい値以上になったときに前記不連続変化点と判断することにより、前記ツールの移動方向を、前記第２稜線部分に沿った方向に切り換え、
（Ｃ）前記ツールを前記第２稜線部分に押し付けた状態で、前記不連続変化点から離れる方向に前記第２稜線部分に沿って前記ツールを移動させる、ことを特徴とするツール制御装置。 A tool control device that moves a tool attached to the tip of a robot arm along a ridge line of an object,
The ridge line has a discontinuous change point whose tangent direction changes discontinuously, and a first ridge line part and a second ridge line part extending in different directions from the discontinuous change point,
The first ridge line part, the second ridge line part and the discontinuous change point form a concave shape with the discontinuous change point as a bottom point ,
A force sensor for detecting the reaction force received by the tool from the object;
A storage unit that stores a predetermined trajectory of the tool set based on the shape data of the ridge line;
A control unit that controls the tool by controlling the robot arm, and
The control unit
(A) Based on the set trajectory, with the tool pressed against the first ridge line part, the tool is moved along the first ridge line part in the direction toward the discontinuous change point,
In (A), the reaction force received by the tool from the first ridge line portion in a direction opposite to the direction in which the tool moves along the first ridge line portion is in a state smaller than a threshold value,
(B) the tool near a discontinuous point of change by the reaction force is determined to the discontinuous change point when it becomes more than the threshold value, the movement direction of the tool, the second ridge portion Switch to the direction along
(C) the tool at pressed against the second ridge portion, wherein in a direction away from the discontinuous change point along the second ridge line portion Before moving the tool, the tool control device, characterized in that.
前記稜線は、その接線方向が不連続的に変化する不連続変化点と、前記不連続変化点から互いに異なる方向に延びている第１稜線部分および第２稜線部分とを有し、
前記第１稜線部分と前記第２稜線部分と前記不連続変化点は、前記不連続変化点を頂点とする凸形状を形成し、
対象物から前記ツールの受ける反作用力を検出する力覚センサと、
前記稜線の形状データに基づいて予め定められた前記ツールの設定軌道を記憶する記憶部と、
前記ロボットアームを制御することにより前記ツールを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
（Ａ）設定軌道に基づいて、前記不連続変化点に向かう方向に前記第１稜線部分に沿って前記ツールを移動させ、
（Ｂ）前記ツールが前記不連続変化点に至ったと判断したことにより、前記ツールの移動方向を、前記第２稜線部分に沿った方向に切り換え、
（Ｃ）前記設定軌道に基づいて、前記不連続変化点から離れる方向に前記第２稜線部分に沿って前記ツールを移動させ、
前記（Ａ）において、前記第１稜線部分に前記ツールが押し付け方向に押し付けられていることにより、当該押し付け方向における前記ツールの変位がしきい値以下である押し付け状態となっており、
前記しきい値は、前記（Ａ）における前記ツールの前記変位の最大値以上であり、
前記制御部は、前記変位の検出値に基づいて、前記押し付け状態から、前記押し付け方向において前記しきい値よりも大きく前記ツールが変位したことを検出した場合に、前記（Ｂ）において、前記ツールが前記不連続変化点に至ったと判断する、ことを特徴とするツール制御装置。
A tool control device that moves a tool attached to the tip of a robot arm along a ridge line of an object,
The ridge has a discontinuous change point where the tangential direction changes discontinuously, the first ridge portion and the second ridge portion extending in different directions from the discontinuous change point,
The discontinuous change point and the first ridge portion and the second ridge portion forms a convex shape whose vertices are the discontinuous change point,
A force sensor for detecting a reaction force received from the object of said tool,
A storage unit for storing a set trajectory of the tool is predetermined based on the shape data of said ridge,
And a control unit for controlling the tool by controlling the robot arm,
The controller is
(A) based on the set trajectory, moving the tool along said first ridge line portion in a direction toward the discontinuous change point,
(B) by the tool is judged to reach the discontinuous change point, the moving direction of the tool is switched to a direction along the second ridge portion,
(C) based on said set trajectory, moving the tool along said second ridge line portion in a direction away from said discontinuous change point,
In the (A), by the said tools to the first ridge line portion is pressed against the pressing direction, the displacement of the tool in the pressing direction is a state pressing is not more than the threshold value,
The threshold is not less than the maximum value of the displacement of the tool in (A),
Wherein, based on a detection value of the displacement, from the pressing state, when the pressing larger the tool than the threshold value in the direction is detected that displaced, in the (B), the tool It is determined that has reached the discontinuous change point.
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