JP6274561B2 - Rotary grinding wheel dressing apparatus and method - Google Patents

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Description

本発明は、軸心に対し線対称の加工面を有する回転砥石のドレッシング装置と方法に関する。   The present invention relates to a dressing apparatus and method for a rotating grindstone having a machining surface that is line-symmetric with respect to an axis.

例えば６軸を有する産業用ロボットで、回転砥石の根元に力センサを備え、ワークの形状に倣いながら加工（例えばバリ取り加工）をすることが行なわれる。このようなロボットでは、加工中の押付力の制御により、砥石の磨耗による変形や、ワークの設置位置誤差などを吸収でき、安定した加工が行える。   For example, in an industrial robot having six axes, a force sensor is provided at the base of the rotating grindstone, and machining (for example, deburring) is performed while following the shape of the workpiece. In such a robot, by controlling the pressing force during processing, it is possible to absorb deformation due to wear of the grindstone, an error in the installation position of the workpiece, and the like, and perform stable processing.

しかし、かかるバリ取り加工により、砥石は徐々に磨耗し、その加工面が凹凸に変化する。そのため、砥石の加工面をドレッシングする必要が生じる。   However, with this deburring process, the grindstone gradually wears, and the processed surface changes to unevenness. Therefore, it is necessary to dress the processed surface of the grindstone.

このようなロボットにおける砥石のドレッシングは、従来、例えば予め設定した除去量（ドレッシング量）だけ加工することで行っていた。この除去量は、表面形状のばらつきを考慮し、修正残しがないよう実際の磨耗量より多めに設定している。   Conventionally, dressing of a grindstone in such a robot has been performed by processing, for example, a preset removal amount (dressing amount). This removal amount is set to be larger than the actual wear amount so as not to leave a correction in consideration of variations in the surface shape.

また、その他に、砥石のドレッシング手段として、例えば特許文献１〜３が開示されている。   In addition, for example, Patent Documents 1 to 3 are disclosed as dressing means for a grindstone.

特許文献１の「力制御ロボットの砥石摩耗補正方法」は、加工の前後で基準面に砥石を押し付けて、接触した位置の比較から砥石の磨耗量を計算し、砥石中心位置（ＴＣＰ）を修正するものである。
特許文献２の「自動研削装置」は、砥石の形状をカメラで撮影し、事前に撮影した砥石の画像と撮影した画像を比較して、砥石の磨耗量、砥石の破損の有無を判定する。また、撮影した画像から形状の変化に伴う砥石の中心位置（ＴＣＰ）の補正も同時に行うものである。
特許文献３の「研削砥石のドレッシング装置」は、ドレッシングと同時に振動子の駆動電圧が検出され、駆動電圧の変動の大きさが所定の大きさ以下となるまでドレッシングを行うものである。 Patent Literature 1 “Force Control Robot Grinding Wheel Compensation Method” corrects the grinding wheel center position (TCP) by pressing the grinding wheel against the reference surface before and after machining, calculating the amount of grinding wheel wear by comparing the contact position. To do.
The “automatic grinding apparatus” of Patent Document 2 captures the shape of the grindstone with a camera, compares the image of the grindstone photographed in advance with the photographed image, and determines whether the grindstone is worn or whether the grindstone is damaged. Further, the correction of the center position (TCP) of the grindstone accompanying the change in shape from the photographed image is also performed simultaneously.
The “grinding wheel dressing apparatus” of Patent Document 3 performs dressing until the driving voltage of the vibrator is detected simultaneously with the dressing and the magnitude of the fluctuation of the driving voltage becomes a predetermined value or less.

特開平７−２０５０２２号公報JP-A-7-205022 特開２０００−２０２７７１号公報JP 2000-202771 A 特開平８−６６８５１号公報JP-A-8-66851

上述した従来の砥石のドレッシング手段は、以下のような問題点があった。
従来の一般的なドレッシング手段では、必要以上に砥石を切削してしまうため砥石の寿命が短くなる。
特許文献１の手段では、砥石の磨耗形態に応じて計測方法を変える必要がある。
例えば、円筒砥石を使用したＣ面取り加工の場合、砥石の外面全体が一様に磨耗するのではなく、加工中に接触した箇所のみが部分的に磨耗により凹んでいる。この場合、円筒砥石の外面を基準面に押し付けるだけでは正確な磨耗量が計測できない。
特許文献２の手段は、カメラ及び画像処理装置を必要とするため、装置自体のコストが高くなる。
特許文献３の手段は、振動子の駆動電圧の変動の大きさでドレッシングの完了を判断するため、実際の除去量（ドレッシング量）が判断できない。 The conventional grinding stone dressing means described above has the following problems.
In the conventional general dressing means, the grindstone is cut more than necessary, so the life of the grindstone is shortened.
In the means of Patent Document 1, it is necessary to change the measurement method according to the wear form of the grindstone.
For example, in the case of C-chamfering using a cylindrical grindstone, the entire outer surface of the grindstone is not worn uniformly, but only the portions that are in contact during machining are partially recessed due to wear. In this case, an accurate wear amount cannot be measured only by pressing the outer surface of the cylindrical grindstone against the reference surface.
Since the means of Patent Document 2 requires a camera and an image processing device, the cost of the device itself increases.
Since the means of Patent Document 3 determines the completion of dressing based on the magnitude of fluctuation of the driving voltage of the vibrator, the actual removal amount (dressing amount) cannot be determined.

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、同一の計測方法により、高価な機器を用いず、回転砥石の加工面が部分的に磨耗により凹んでいる場合でも元の加工面形状までドレッシングするのに必要な除去量（ドレッシング量）を正確に設定でき、必要以上に砥石を除去せずにドレッシングができる回転砥石のドレッシング装置と方法を提供することにある。   The present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, the object of the present invention is to eliminate the need for dressing up to the original processing surface shape even when the processing surface of the rotating grindstone is partially dented due to wear by the same measurement method without using expensive equipment. An object of the present invention is to provide a dressing apparatus and method for a rotating grindstone that can accurately set the amount (dressing amount) and perform dressing without removing the grindstone more than necessary.

本発明によれば、軸心に対し線対称の加工面を有する回転砥石と、
前記回転砥石を前記軸心を中心に回転駆動する砥石回転用モータと、
前記回転砥石に作用する外力を検出する力センサと、
３次元空間内で前記回転砥石の位置と姿勢を移動可能なロボットアームと、
前記ロボットアームを制御するロボット制御装置と、を備えた加工ロボットにおける回転砥石のドレッシング装置であって、
前記加工面と接触可能な突出部を有する計測治具と、
前記回転砥石の前記加工面と接触可能なドレッサ面を有するドレッサ工具と、
ドレッシング制御部と、を備え、該ドレッシング制御部は、
前記回転砥石を軸心方向に送りながら前記回転砥石の前記加工面を前記計測治具の突出部に一定の押付力で半径方向に押付けて、前記加工面を前記計測治具で倣い、送り方向の変位Ｘと押付方向の変位Ｙとの関係を取得する磨耗計測部と、
前記関係における押付方向の最大変位と最小変位との差を前記加工面を磨耗前の形状までドレッシングにより除去するのに必要な除去量として設定する除去量設定部と、
前記回転砥石の前記加工面を前記ドレッサ工具のドレッサ面に押付けて、前記加工面の外形面から前記除去量を除去するドレッシング部と、を有する、ことを特徴とする回転砥石のドレッシング装置が提供される。
According to the present invention, a rotating grindstone having a machining surface that is line-symmetric with respect to an axis,
A grindstone rotating motor that rotationally drives the rotating grindstone around the axis;
A force sensor for detecting an external force acting on the rotating grindstone;
A robot arm capable of moving the position and posture of the rotating grindstone in a three-dimensional space;
A robot controller for controlling the robot arm, and a dressing device for a rotating grindstone in a processing robot comprising:
A measuring jig having a protrusion capable of contacting the processed surface;
A dresser tool with the machined surface contactable dresser surface of the grindstone,
A dressing control unit, the dressing control unit,
While the rotary whetstone is fed in the axial direction, the processing surface of the rotary whetstone is pressed against the projecting portion of the measuring jig in a radial direction with a constant pressing force, and the processing surface is copied by the measuring jig, and the feed direction A wear measuring unit for acquiring a relationship between the displacement X of the lens and the displacement Y in the pressing direction ;
A removal amount setting unit for setting a difference between the maximum displacement and the minimum displacement in the pressing direction in the relationship as a removal amount necessary for removing the processed surface by dressing to a shape before wear;
And pressing the working surface of the grinding wheel to the dresser surface of the dresser tool has a dressing unit for removing the removal amount from outer surface of the processing surface, the dressing apparatus to provide a grinding wheel, characterized in that Is done.

また、本発明によれば、軸心に対し線対称の加工面を有する回転砥石と、
前記回転砥石を前記軸心を中心に回転駆動する砥石回転用モータと、
前記回転砥石に作用する外力を検出する力センサと、
３次元空間内で前記回転砥石の位置と姿勢を移動可能なロボットアームと、
前記ロボットアームを制御するロボット制御装置と、を備えた加工ロボットにおける回転砥石のドレッシング方法であって、
前記加工面と接触可能な突出部を有する計測治具と、
前記回転砥石の前記加工面と接触可能なドレッサ面を有するドレッサ工具と、を準備し、
（Ａ）前記回転砥石を軸心方向に送りながら前記回転砥石の前記加工面を前記計測治具の突出部に一定の押付力で半径方向に押付けて、前記加工面を前記計測治具で倣い、送り方向の変位Ｘと押付方向の変位Ｙとの関係を取得し、
（Ｂ）前記関係における押付方向の最大変位と最小変位との差を前記加工面を磨耗前の形状までドレッシングにより除去するのに必要な除去量として設定し、
（Ｃ）前記回転砥石の前記加工面を前記ドレッサ工具のドレッサ面に押付けて、前記加工面の外形面から前記除去量を除去する、ことを特徴とする回転砥石のドレッシング方法が提供される。
Moreover, according to the present invention, a rotating grindstone having a machining surface line symmetrical with respect to the axis,
A grindstone rotating motor that rotationally drives the rotating grindstone around the axis;
A force sensor for detecting an external force acting on the rotating grindstone;
A robot arm capable of moving the position and posture of the rotating grindstone in a three-dimensional space;
A method for dressing a rotating grindstone in a processing robot provided with a robot controller for controlling the robot arm,
A measuring jig having a protrusion capable of contacting the processed surface;
Prepare a dresser tool with the machined surface contactable dresser surface of the grindstone,
(A) While feeding the rotary whetstone in the axial direction, the processing surface of the rotary whetstone is pressed against the protruding portion of the measuring jig in a radial direction with a constant pressing force, and the processing surface is copied with the measuring jig. The relationship between the displacement X in the feed direction and the displacement Y in the pressing direction is acquired ,
(B) The difference between the maximum displacement and the minimum displacement in the pressing direction in the relationship is set as a removal amount necessary for removing the processed surface by dressing up to the shape before wear,
The (C) the working surface of the grindstone is pressed against the dresser surface of the dresser tool, removing the removal amount from outer surface of the processing surface, the dressing method of the grinding wheel is provided, characterized in that.

また、本発明によれば、軸心に対し線対称の加工面を有する回転砥石と、
前記回転砥石を前記軸心を中心に回転駆動する砥石回転用モータと、
前記回転砥石に作用する外力を検出する力センサと、
３次元空間内で前記回転砥石の位置と姿勢を移動可能なロボットアームと、
前記ロボットアームを制御するロボット制御装置と、を備えた加工ロボットにおける回転砥石のドレッシング方法であって、
前記加工面と接触可能な突出部を有する計測治具と、
前記回転砥石の前記加工面と接触可能なドレッサ面を有するドレッサ工具と、を準備し、
（Ａ）前記回転砥石を軸心方向に送りながら前記回転砥石の前記加工面を前記計測治具の突出部に一定の押付力で半径方向に押付けて、前記加工面を前記計測治具で倣い、送り方向の変位Ｘと押付方向の変位Ｙとの関係を示す複数のデータを抽出し、
（Ｂ１）前記各データに対してハフ変換を行ってρ−θ座標上の計測点に変換し、
（Ｂ２）前記計測点が近接する点群から、設定した閾値より多い計測点からなる点群を選出し、
（Ｂ３）選出した点群から代表となる代表点群を選出し、
（Ｂ４）前記代表点群に相当するＸ−Ｙ座標上の直線を前記回転砥石の外形面を表す外形線として抽出し、
（Ｂ５）前記データと前記外形線との距離の最大値、またはこれに一定値を加算した値を前記加工面を磨耗前の形状までドレッシングにより除去するのに必要な除去量に設定し、
（Ｃ）前記回転砥石の前記加工面を前記ドレッサ工具のドレッサ面に押付けて、前記加工面の外形面から前記除去量を除去する、ことを特徴とする回転砥石のドレッシング方法が提供される。
Moreover, according to the present invention, a rotating grindstone having a machining surface line symmetrical with respect to the axis,
A grindstone rotating motor that rotationally drives the rotating grindstone around the axis;
A force sensor for detecting an external force acting on the rotating grindstone;
A robot arm capable of moving the position and posture of the rotating grindstone in a three-dimensional space;
A method for dressing a rotating grindstone in a processing robot provided with a robot controller for controlling the robot arm,
A measuring jig having a protrusion capable of contacting the processed surface;
Preparing a dresser tool having a dresser surface that can come into contact with the processing surface of the rotating grindstone,
(A) While feeding the rotary whetstone in the axial direction, the processing surface of the rotary whetstone is pressed against the protruding portion of the measuring jig in a radial direction with a constant pressing force, and the processing surface is copied with the measuring jig. Extracting a plurality of data indicating the relationship between the displacement X in the feed direction and the displacement Y in the pressing direction;
(B1) A Hough transform is performed on each of the data to convert it into measurement points on the ρ-θ coordinate,
(B2) A point group consisting of more measurement points than the set threshold value is selected from the point groups close to the measurement point,
(B3) A representative point cloud is selected from the selected point cloud,
(B4) A straight line on the XY coordinate corresponding to the representative point group is extracted as an outline representing the external surface of the rotating grindstone,
(B5) The maximum value of the distance between the data and the outline, or a value obtained by adding a constant value to the maximum value is set to a removal amount necessary for removing the processed surface by dressing up to the shape before wear ,
(C) The rotating grindstone dressing method is characterized in that the removal amount is removed from the outer surface of the processed surface by pressing the processed surface of the rotating grindstone against the dresser surface of the dresser tool.

前記（Ｂ３）において、点群を構成する計測点の数が最も多い点群を代表点群として選出する、ことが好ましい。   In (B3), it is preferable to select the point group having the largest number of measurement points constituting the point group as the representative point group.

前記（Ａ）において、押付方向をロボットの動作座標系の１軸に設定する。   In (A), the pressing direction is set to one axis of the robot motion coordinate system.

前記（Ａ）において、
押付方向を事前に算出し、ロボットの軌道を座標変換して前記押付方向の成分を導出する。 In (A) above,
The pressing direction is calculated in advance, and the trajectory of the robot is transformed to derive the component of the pressing direction.

また、本発明によれば、軸心に対し線対称の加工面を有する回転砥石と、
前記回転砥石を前記軸心を中心に回転駆動する砥石回転用モータと、
前記回転砥石に作用する外力を検出する力センサと、
３次元空間内で前記回転砥石の位置と姿勢を移動可能なロボットアームと、
前記ロボットアームを制御するロボット制御装置と、を備えた加工ロボットにおける回転砥石のドレッシング方法であって、
前記加工面と接触可能な突出部を有する計測治具と、
前記回転砥石の前記加工面と接触可能なドレッサ面を有するドレッサ工具と、を準備し、
（Ａ）前記加工面を前記計測治具の突出部に一定の押付力で押付けた状態で、前記加工面を前記計測治具で倣い、前記加工面の磨耗形状を計測し、
前記（Ａ）において、
（Ａ１）円形の前記計測治具の中心から一定半径の基準円を設定し、
（Ａ２）前記回転砥石を回転させずにその軸心を前記基準円上に押付開始位置として位置決めし、前記押付開始位置から前記計測治具の突出部までの押付距離を計測し、
（Ａ３）前記（Ａ２）を複数の押付開始位置について実施し、
（Ａ４）複数の前記押付距離から前記加工面に閾値より大きい欠けのある位置と方向を検出し、
（Ｂ）前記磨耗形状から前記加工面を磨耗前の形状までドレッシングにより除去するのに必要な除去量を設定し、
（Ｃ）前記回転砥石の前記加工面を前記ドレッサ工具のドレッサ面に押付けて、前記加工面の外形面から前記除去量を除去する、ことを特徴とする回転砥石のドレッシング方法が提供される。 Moreover, according to the present invention, a rotating grindstone having a machining surface line symmetrical with respect to the axis,
A grindstone rotating motor that rotationally drives the rotating grindstone around the axis;
A force sensor for detecting an external force acting on the rotating grindstone;
A robot arm capable of moving the position and posture of the rotating grindstone in a three-dimensional space;
A method for dressing a rotating grindstone in a processing robot provided with a robot controller for controlling the robot arm,
A measuring jig having a protrusion capable of contacting the processed surface;
Preparing a dresser tool having a dresser surface that can come into contact with the processing surface of the rotating grindstone,
(A) In a state where the processing surface is pressed against the protruding portion of the measuring jig with a constant pressing force, the processing surface is copied with the measuring jig, and the wear shape of the processing surface is measured.
In (A) above,
(A1) Set a reference circle with a constant radius from the center of the circular measuring jig,
(A2) without rotating the rotating grindstone, its axis is positioned as a pressing start position on the reference circle, and a pressing distance from the pressing start position to the protruding portion of the measuring jig is measured,
(A3) The above (A2) is performed for a plurality of pressing start positions,
(A4) Detecting a position and direction having a chip larger than a threshold on the processed surface from a plurality of the pressing distances ,
(B) Set a removal amount necessary for removing the processed surface from the wear shape to the shape before wear by dressing;
(C) The rotating grindstone dressing method is characterized in that the removal amount is removed from the outer surface of the processed surface by pressing the processed surface of the rotating grindstone against the dresser surface of the dresser tool.

前記（Ａ）において、前記加工面に閾値より大きい欠けが検出された場合に、
前記（Ｂ）において、計測した前記加工面の磨耗形状から、前記欠けのある部分を除く前記加工面のドレッシングによる除去量を最小に設定する。 In (A), when a chip larger than a threshold is detected on the processed surface,
In (B), the removal amount by dressing of the processed surface excluding the portion having the chip is set to the minimum from the measured wear shape of the processed surface.

上記本発明の装置と方法によれば、回転砥石の加工面と接触可能な突出部を有する計測治具を備え、回転砥石の加工面を計測治具の突出部に一定の押付力で押付けた状態で、加工面を計測治具で倣い、加工面の磨耗形状を計測する。従って、回転砥石の磨耗の仕方に応じて計測方法を変える必要がなく、カメラや画像処理装置のような高価な機器を必要としない。
また、本発明によれば、回転砥石の加工面を計測治具の突出部で倣うので、回転砥石の加工面が部分的に磨耗により凹んでいる場合でも元の加工面形状までドレッシングするのに必要な除去量（ドレッシング量）を正確に設定でき、必要以上に砥石を除去せずにドレッシングができる。 According to the apparatus and method of the present invention, the measuring jig having the protruding portion that can come into contact with the processing surface of the rotating grindstone is provided, and the processing surface of the rotating grindstone is pressed against the protruding portion of the measuring jig with a constant pressing force. In this state, the processing surface is copied with a measuring jig, and the wear shape of the processing surface is measured. Therefore, there is no need to change the measurement method according to the way the rotating grindstone is worn, and expensive equipment such as a camera or an image processing apparatus is not required.
Further, according to the present invention, since the processing surface of the rotating grindstone is copied by the protruding portion of the measuring jig, even when the processing surface of the rotating grindstone is partially recessed due to wear, dressing to the original processing surface shape is possible. The required removal amount (dressing amount) can be set accurately, and dressing can be performed without removing the grindstone more than necessary.

従って、ドレッシングの際の除去量を最小限にすることが出来、回転砥石をより長く使うことが可能になり砥石交換頻度を下げ、砥石費を抑制することが出来る。
また、ドレッシング後に同様の計測を行うことで、整形の完了を確認できる。
さらに、計測治具は回転砥石の加工面と接触可能な突出部を有していればよく、特殊な装置を必要とせず、直方体ブロックなどの単純形状やテーブルの角などの既知形状であれば可能である。 Therefore, the removal amount at the time of dressing can be minimized, the rotating grindstone can be used for a longer time, the grindstone replacement frequency can be reduced, and the grindstone cost can be suppressed.
Moreover, the completion of shaping can be confirmed by performing the same measurement after dressing.
Furthermore, the measuring jig only needs to have a protruding portion that can come into contact with the processing surface of the rotating grindstone, does not require a special device, and is a simple shape such as a rectangular parallelepiped block or a known shape such as a corner of a table. Is possible.

本発明のドレッシング方法を実施するためのシステム構成図である。It is a system block diagram for enforcing the dressing method of the present invention. 本発明の回転砥石のドレッシング方法の全体フロー図である。It is a whole flowchart of the dressing method of the rotary grindstone of the present invention. 本発明の第１実施形態の計測ステップの説明図である。It is explanatory drawing of the measurement step of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の設定ステップの説明図である。It is explanatory drawing of the setting step of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of this invention. ハフ変換の説明図である。It is explanatory drawing of Hough conversion. ハフ変換による直線抽出の説明図である。It is explanatory drawing of the straight line extraction by Hough transform. 押付方向の変位と送り方向の変位の関係図である。It is a relationship diagram of displacement in the pressing direction and displacement in the feed direction. 直線を表す点群の説明図である。It is explanatory drawing of the point group showing a straight line. 除去量設定の説明図である。It is explanatory drawing of removal amount setting. 本発明の第３実施形態を示す図である。It is a figure which shows 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態を示す図である。It is a figure which shows 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying 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１は、本発明のドレッシング方法を実施するためのシステム構成図である。
この図において、加工ロボット１０は、回転砥石１を備え、ワーク（図示せず）の形状を倣いながら、例えばバリ取り加工などの加工をするロボットである。
回転砥石１は、軸心Ｚに対し線対称の加工面１ａを有する。この図において、加工面１ａは円筒面であるが、円錐形、球形、その他の形状であってもよい。また、回転砥石１は砥石に限定されず、超硬バーなどでもよい。 FIG. 1 is a system configuration diagram for carrying out the dressing method of the present invention.
In this figure, a processing robot 10 is a robot that includes a rotating grindstone 1 and performs processing such as deburring while following the shape of a workpiece (not shown).
The rotating grindstone 1 has a machining surface 1 a that is line-symmetric with respect to the axis Z. In this figure, the processing surface 1a is a cylindrical surface, but it may be conical, spherical, or other shapes. Further, the rotating grindstone 1 is not limited to a grindstone, and may be a carbide bar or the like.

加工ロボット１０は、この例では、多関節ロボットであるが、本発明はこれに限定されず、その他のロボットであってもよい。   In this example, the processing robot 10 is an articulated robot, but the present invention is not limited to this, and may be another robot.

図１において、加工ロボット１０は、砥石回転用モータ１２、力センサ１４、ロボットアーム１６、及びロボット制御装置１８を備える。   In FIG. 1, the processing robot 10 includes a grinding wheel rotating motor 12, a force sensor 14, a robot arm 16, and a robot control device 18.

砥石回転用モータ１２は、軸心Ｚを中心に回転砥石１を回転駆動する。   The grindstone rotating motor 12 rotates the rotating grindstone 1 about the axis Z.

力センサ１４は、例えば歪ゲージ、ロードセルなどであり、回転砥石１に作用する外力を検出する。
この例において、力センサ１４は直交３軸方向の力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）と各軸まわりのトルク（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）を計測可能な６軸センサである。力センサ１４は、３次元的に移動可能なロボットアーム１６に取り付けられ、これに作用する６自由度の外力（３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚと、３軸まわりのトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）を検出するようになっている。
なお、本発明はこれに限定されず、回転砥石１に作用する外力が検出できる限りで、その他の力センサであってもよい。 The force sensor 14 is, for example, a strain gauge, a load cell, or the like, and detects an external force acting on the rotating grindstone 1.
In this example, the force sensor 14 is a six-axis sensor capable of measuring a force (Fx, Fy, Fz) in three orthogonal directions and a torque (Tx, Ty, Tz) around each axis. The force sensor 14 is attached to a robot arm 16 that can move three-dimensionally, and has six degrees of freedom external force (forces Fx, Fy, Fz in three directions and torques Tx, Ty, Tz around three axes) acting on the robot arm 16. ) Is detected.
In addition, this invention is not limited to this, Other force sensors may be sufficient as long as the external force which acts on the rotary grindstone 1 can be detected.

ロボットアーム１６は、手先に砥石回転用モータ１２と力センサ１４を取付け、これを３次元空間内で位置と姿勢を移動可能に構成されている。
ロボットアーム１６は、この例では、多関節ロボットのロボットアームであるが、本発明はこれに限定されず、その他のロボットアームであってもよい。 The robot arm 16 is configured such that a grindstone rotating motor 12 and a force sensor 14 are attached to the hand, and the position and posture thereof can be moved in a three-dimensional space.
In this example, the robot arm 16 is a robot arm of an articulated robot, but the present invention is not limited to this and may be another robot arm.

ロボット制御装置１８は、例えば数値制御装置であり、力センサ１４の値を計測し、指令信号によりロボットアーム１６を６自由度（３次元位置と３軸まわりの回転）に制御するようになっている。また、ロボット制御装置１８は、ロボットアーム１６を制御して回転砥石１の複数の動作を順次実行する。   The robot controller 18 is a numerical controller, for example, which measures the value of the force sensor 14 and controls the robot arm 16 with six degrees of freedom (three-dimensional position and rotation about three axes) by a command signal. Yes. The robot control device 18 controls the robot arm 16 to sequentially execute a plurality of operations of the rotating grindstone 1.

図１において、本発明による回転砥石１のドレッシング装置２０は、計測治具２２、ドレッサ工具２４及びドレッシング制御部２６を備える。計測治具２２とドレッサ工具２４は、予め所定の位置（この例では固定支持台２５の上）に固定されている。   In FIG. 1, a dressing device 20 for a rotating grindstone 1 according to the present invention includes a measuring jig 22, a dresser tool 24, and a dressing control unit 26. The measuring jig 22 and the dresser tool 24 are fixed in advance at predetermined positions (in this example, on the fixed support base 25).

計測治具２２は、回転砥石１の加工面１ａと接触可能な突出部２２ａ（この例では直方体ブロックの角）を有する。計測治具２２は回転砥石１の加工面１ａと接触可能な突出部２２ａを有していればよく、特殊な装置を必要とせず、直方体ブロックなどの単純形状やテーブルの角などの既知形状であればよい。
なお計測治具２２の突出部２２ａの形状は、回転砥石１の加工面１ａの形状と計測精度によって変化する。例えば、加工面１ａの鋭角の凹みを計測するには、突出部２２ａに加工面１ａの凹みよりも小さい角度のエッジが必要になる。
突出部２２ａの位置は、ロボット制御装置１８に記憶されている。 The measuring jig 22 has a protrusion 22a (in this example, a corner of a rectangular parallelepiped block) that can come into contact with the processing surface 1a of the rotating grindstone 1. The measuring jig 22 only needs to have a protrusion 22a that can come into contact with the processing surface 1a of the rotating grindstone 1, and does not require a special device, and has a simple shape such as a rectangular parallelepiped block or a known shape such as a corner of a table. I just need it.
The shape of the protruding portion 22a of the measuring jig 22 varies depending on the shape of the processing surface 1a of the rotating grindstone 1 and the measurement accuracy. For example, in order to measure an acute angle dent of the processed surface 1a, an edge having a smaller angle than the dent of the processed surface 1a is required on the protruding portion 22a.
The position of the protruding portion 22a is stored in the robot control device 18.

ドレッサ工具２４は、回転砥石１の加工面１ａと接触可能なドレッサ面２４ａを有し、回転させた回転砥石１の加工面１ａを押し当てて整形する。ドレッサ面２４ａはこの例では平面であるが、その他の形状であってもよい。またドレッサ工具２４は一般的なドレッサ装置又はやすりなどでも良い。
ドレッサ面２４ａの位置は、ロボット制御装置１８に記憶されている。 The dresser tool 24 has a dresser surface 24a that can come into contact with the processed surface 1a of the rotating grindstone 1, and presses and shapes the processed surface 1a of the rotated rotating grindstone 1. The dresser surface 24a is a flat surface in this example, but may have other shapes. The dresser tool 24 may be a general dresser device or a file.
The position of the dresser surface 24 a is stored in the robot control device 18.

ドレッシング制御部２６は、磨耗計測部２６ａ、除去量設定部２６ｂ、及びドレッシング部２６ｃを有し、ロボット制御装置１８と共にロボットアーム１６を制御する。ドレッシング制御部２６は、ロボット制御装置１８と一体であっても、別のコンピュータ（ＰＣ）で構成してもよい。
磨耗計測部２６ａは、加工面１ａを計測治具２２の突出部２２ａに一定の押付力で押付けた状態で、加工面１ａを計測治具２２で倣い、加工面１ａの磨耗形状を計測する。
除去量設定部２６ｂは、計測された磨耗形状から加工面１ａを磨耗前の形状までドレッシングにより除去するのに必要な除去量Ｄを設定する。
ドレッシング部２６ｃは、回転砥石１の加工面１ａをドレッサ工具２４のドレッサ面２４ａに押付けて、加工面１ａの外形面から除去量Ｄを除去する。 The dressing control unit 26 includes a wear measurement unit 26 a, a removal amount setting unit 26 b, and a dressing unit 26 c, and controls the robot arm 16 together with the robot control device 18. The dressing control unit 26 may be integrated with the robot control device 18 or may be constituted by another computer (PC).
The wear measuring unit 26 a measures the wear shape of the processed surface 1 a by copying the processed surface 1 a with the measuring jig 22 while pressing the processed surface 1 a against the protrusion 22 a of the measuring jig 22 with a constant pressing force.
The removal amount setting unit 26b sets a removal amount D necessary to remove the processed surface 1a from the measured wear shape to the shape before wear by dressing.
The dressing part 26c presses the processing surface 1a of the rotary grindstone 1 against the dresser surface 24a of the dresser tool 24 to remove the removal amount D from the outer surface of the processing surface 1a.

図２は、本発明の回転砥石１のドレッシング方法の全体フロー図である。
本発明の回転砥石１のドレッシング方法は、上述した加工ロボット１０とドレッシング装置２０を準備し、Ｓ１〜Ｓ３の各ステップ（工程）を実行する。 FIG. 2 is an overall flowchart of the dressing method for the rotating grindstone 1 of the present invention.
The dressing method of the rotary grindstone 1 of the present invention prepares the processing robot 10 and the dressing device 20 described above, and executes each step (process) of S1 to S3.

計測ステップＳ１では、加工面１ａを計測治具２２の突出部２２ａに一定の押付力で押付けた状態で、加工面１ａを計測治具２２で倣い、加工面１ａの磨耗形状を計測する。一定の押付力は、加工面１ａを計測治具２２で正確に倣える限りで、小さい値であるのがよい。
計測ステップＳ１では、回転砥石１を回転させない状態で計測治具２２に押し当てて、一定の押付力で倣い動作をするのがよい。またこの倣い動作中の加工ロボット１０の手先の位置（基準座標系からのＴＣＰの位置と姿勢）を記録する。 In the measurement step S1, the processing surface 1a is copied by the measuring jig 22 while the processing surface 1a is pressed against the protrusion 22a of the measuring jig 22 with a constant pressing force, and the wear shape of the processing surface 1a is measured. The constant pressing force should be a small value as long as the machining surface 1a can be accurately followed by the measuring jig 22.
In the measurement step S1, it is preferable that the rotating grindstone 1 is pressed against the measuring jig 22 without being rotated, and the copying operation is performed with a constant pressing force. Further, the position of the hand of the processing robot 10 during the copying operation (the position and posture of the TCP from the reference coordinate system) is recorded.

設定ステップＳ２では、計測した加工面１ａの磨耗形状から、加工面１ａを磨耗前の形状までドレッシングにより除去するのに必要な除去量Ｄを設定する。磨耗前の形状とは、磨耗前の円筒面、円錐形、球形、その他の形状を意味する。
すなわち、計測ステップＳ１の倣い動作後、記録した回転砥石１の押付け方向の変位Ｙから、砥石形状の変動幅にもとづいてドレッシングの除去量Ｄを設定する。 In the setting step S2, a removal amount D necessary for removing the processed surface 1a from the measured worn shape of the processed surface 1a to the shape before the wear by dressing is set. The shape before wear means a cylindrical surface, conical shape, spherical shape, and other shapes before wear.
That is, after the copying operation in the measurement step S1, the dressing removal amount D is set based on the fluctuation range of the grindstone shape from the recorded displacement Y in the pressing direction of the rotating grindstone 1.

ドレッシングステップＳ３では、回転砥石１の加工面１ａをドレッサ工具２４のドレッサ面２４ａに押付けて、加工面１ａの外形面から除去量Ｄを除去する。
ドレッシングステップＳ３は、好ましくは回転砥石１を位置制御して、回転させた回転砥石１を一定の押付力が得られる位置まで押し付ける。
なお、回転砥石１は回転させなくてもよい。また、位置制御でなく力制御で回転砥石１を押し付けてドレッシングしてもよい。
この位置制御又は力制御により、設定ステップＳ２で設定した除去量Ｄまで回転砥石１をドレッサ工具２４に押付けて除去する。 In the dressing step S3, the processing surface 1a of the rotary grindstone 1 is pressed against the dresser surface 24a of the dresser tool 24 to remove the removal amount D from the outer surface of the processing surface 1a.
The dressing step S3 preferably controls the position of the rotating grindstone 1 and presses the rotated rotating grindstone 1 to a position where a constant pressing force can be obtained.
The rotating grindstone 1 does not have to be rotated. Moreover, you may dress by pressing the rotary grindstone 1 not by position control but by force control.
By this position control or force control, the rotating grindstone 1 is pressed against the dresser tool 24 and removed to the removal amount D set in the setting step S2.

ドレッシングステップＳ３において、ドレッシング中も反力の計測を行い、反力に異常値がある場合はドレッシングを停止することが好ましい。   In the dressing step S3, it is preferable to measure the reaction force even during the dressing and stop the dressing if the reaction force has an abnormal value.

ドレッシングステップＳ３のドレッシング後に、計測ステップＳ１に戻り、ドレッシング前と同様の形状計測を行い、回転砥石１の凹みが解消されたか否かを確認する。形状の変動幅が一定値以内であればドレッシングを完了する。   After dressing in the dressing step S3, the process returns to the measuring step S1, and the same shape measurement as before dressing is performed to check whether or not the dent of the rotating grindstone 1 has been eliminated. If the variation width of the shape is within a certain value, the dressing is completed.

図３は、本発明の第１実施形態の計測ステップＳ１の説明図であり、図４は、本発明の第１実施形態の設定ステップＳ２の説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram of the measurement step S1 of the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram of the setting step S2 of the first embodiment of the present invention.

第１実施形態の方法では、計測ステップＳ１において、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、回転砥石１を軸心方向に送りながら回転砥石１を半径方向に押付けて、送り方向の変位Ｘと押付方向の変位Ｙとの関係を取得する。
図３において、（Ａ）は磨耗が小さい場合、（Ｂ）は磨耗が大きい場合を示している。また図３（Ａ）（Ｂ）の右上に拡大した押付方向の変位Ｙを示している。 In the method of the first embodiment, in the measurement step S1, as shown in FIGS. 3A and 3B, the rotary whetstone 1 is pressed in the radial direction while the rotary whetstone 1 is fed in the axial direction, and the displacement in the feed direction is changed. The relationship between X and displacement Y in the pressing direction is acquired.
3A shows a case where the wear is small, and FIG. 3B shows a case where the wear is large. Moreover, the displacement Y of the pressing direction expanded to the upper right of FIG. 3 (A) (B) is shown.

計測ステップＳ１における回転砥石１の押付方向は、加工ロボット１０の動作座標系の１軸（例えばｘ軸）に設定することが好ましい。この方法により、加工ロボット１０の動作座標系の１軸の変化から押付方向の変位Ｙを容易に求めることができる。   The pressing direction of the rotating grindstone 1 in the measurement step S <b> 1 is preferably set to one axis (for example, the x axis) of the operation coordinate system of the processing robot 10. By this method, the displacement Y in the pressing direction can be easily obtained from a change in one axis of the motion coordinate system of the processing robot 10.

なお計測ステップＳ１における回転砥石１の押付方向を、事前に算出し、加工ロボット１０の軌道を座標変換して押付方向の成分を導出してもよい。この方法により、押付方向を加工ロボット１０の動作座標系の１軸に制約することなく、任意の方向に設定して、押付方向の変位Ｙを求めることができる。   Note that the pressing direction of the rotating grindstone 1 in the measurement step S1 may be calculated in advance, and the component of the pressing direction may be derived by performing coordinate conversion on the trajectory of the processing robot 10. By this method, the displacement Y in the pressing direction can be obtained by setting the pressing direction to an arbitrary direction without restricting the pressing direction to one axis of the operation coordinate system of the machining robot 10.

第１実施形態の方法では、設定ステップＳ２において、図４に示すように、送り方向の変位Ｘと押付方向の変位Ｙとの関係における押付方向の最大変位と最小変位との差を除去量Ｄとして設定する。
図４において、（Ａ）は、図３（Ｂ）における送り方向と押付方向を示している。また（Ｂ）は、取得した送り方向の変位Ｘと押付方向の変位Ｙとの関係図である。 In the method of the first embodiment, in the setting step S2, as shown in FIG. 4, the difference D between the maximum displacement and the minimum displacement in the pressing direction in the relationship between the displacement X in the feeding direction and the displacement Y in the pressing direction is removed. Set as.
4A shows a feeding direction and a pressing direction in FIG. 3B. Further, (B) is a relationship diagram between the acquired displacement X in the feeding direction and displacement Y in the pressing direction.

図５は、本発明の第２実施形態を示す図である。
第２実施形態の方法では、計測ステップＳ１において、回転砥石１を軸心方向に送りながら回転砥石１を半径方向に押付けて、図５（Ａ）に示す、送り方向の変位Ｘと押付方向の変位Ｙとの関係を示す複数のデータを抽出する。 FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
In the method of the second embodiment, in the measurement step S1, the rotating grindstone 1 is pressed in the radial direction while feeding the rotating grindstone 1 in the axial direction, and the displacement X in the feeding direction and the pressing direction shown in FIG. A plurality of data indicating the relationship with the displacement Y is extracted.

次いで、設定ステップＳ２において、各データに対してハフ変換を行ってρ−θ座標上の計測点に変換する。図５（Ｂ）は、変換後のρ−θ座標上の計測点を示している。
次いで、図５（Ｂ）の計測点が近接する点群２から、設定した閾値より多い計測点からなる点群２を選出し、選出した点群２から代表となる代表点群３を選出する。
次に、代表点群３に相当するＸ−Ｙ座標上の直線を回転砥石１の外形面を表す外形線４として抽出し、データと外形線４との距離の最大値、またはこれに一定値を加算した値を除去量Ｄに設定する。一定値は、データのばらつきから予め設定する。 Next, in setting step S2, Hough transform is performed on each data to convert it into measurement points on the ρ-θ coordinate. FIG. 5B shows the measurement points on the ρ-θ coordinate after conversion.
Next, a point group 2 consisting of more measurement points than the set threshold is selected from the point group 2 close to the measurement point in FIG. 5B, and a representative representative point group 3 is selected from the selected point group 2. .
Next, a straight line on the XY coordinates corresponding to the representative point group 3 is extracted as an outline 4 representing the outline of the rotating grindstone 1, and the maximum value of the distance between the data and the outline 4, or a constant value thereof. Is set to the removal amount D. The constant value is set in advance based on data variation.

代表となる代表点群３の選出は、例えば点群２を構成する計測点の数が最も多い点群を選出する。   The representative representative point group 3 is selected, for example, by selecting the point group having the largest number of measurement points constituting the point group 2.

上述した第２実施形態の方法によれば、回転砥石１のキャリブレーション誤差に問題がある場合でも、その影響を軽減できる。   According to the method of the second embodiment described above, even when there is a problem with the calibration error of the rotating grindstone 1, the influence can be reduced.

以下、ハフ変換による直線抽出について説明する。
図６のような座標系における直線ｙ＝ａｘ＋ｂに原点から垂線をおろし、垂線の長さをρ、ｘ軸とのなす角をθとするとρは以下の式（１）で表せる。
ρ＝ｘｃｏｓθ＋ｙｓｉｎθ・・・（１）
これより、極座標系では一点（ρ，θ）が分かれば１つの直線が分かる。
この点（ρ，θ）をｙ＝ａｘ＋ｂの「ハフ変換」という。 Hereinafter, straight line extraction by Hough transform will be described.
Assuming that a perpendicular line is drawn from the origin to a straight line y = ax + b in the coordinate system as shown in FIG. 6, the length of the perpendicular line is ρ, and the angle formed with the x axis is θ, ρ can be expressed by the following equation (1).
ρ = x cos θ + ysin θ (1)
From this, in the polar coordinate system, if one point (ρ, θ) is known, one straight line can be known.
This point (ρ, θ) is referred to as “Hough transform” where y = ax + b.

また、ｘ−ｙ座標上の点（ｘ０，ｙ０）を通る直線群は以下の式（２）で表すことができる。
ρ＝ｘ０ｃｏｓθ＋ｙ０ｓｉｎθ・・・（２） A group of straight lines passing through the point (x 0 , y 0 ) on the xy coordinate can be expressed by the following equation (2).
ρ = x 0 cos θ + y 0 sin θ (2)

式（２）に従ってＸ−Ｙ上の点、Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２（ｘ２，ｙ２）、Ｐ３（ｘ３，ｙ３）をρ−θ座標上で表すと図７のようになる。
このとき各点を通る直線群の軌跡が同じ点で交わる場合、３点が同一直線上に位置することになり、３点を通る直線を求めることができる。 When the points on XY, P1 (x 1 , y 1 ), P2 (x 2 , y 2 ), and P3 (x 3 , y 3 ) are represented on the ρ-θ coordinate according to the equation ( 2 ), FIG. It becomes like this.
At this time, when the trajectories of the straight line groups passing through each point intersect at the same point, the three points are located on the same straight line, and a straight line passing through the three points can be obtained.

式（１）から，（ρ，θ）より直線ｙ＝ａｘ＋ｂを導出する計算は以下のようになる。
ａ＝−ｃｏｓθ／ｓｉｎθ＝ｃｏｔθ・・・（３）
ｂ＝ρ／ｓｉｎθ・・・（４）
この（ρ，θ）から（ａ，ｂ）を導出するプロセスを「逆ハフ変換」と呼ぶ。 From equation (1), the calculation for deriving the straight line y = ax + b from (ρ, θ) is as follows.
a = −cos θ / sin θ = cot θ (3)
b = ρ / sin θ (4)
The process of deriving (a, b) from this (ρ, θ) is called “inverse Hough transform”.

本発明の第２実施形態では、上述したハフ変換を用い、ロボット制御装置１８で記録した計測動作中の加工ロボット１０の手先の軌道データより、図８に示すような押付方向の変位Ｙと送り方向の変位Ｘの複数のデータ（図中に矩形で示す）を抽出する。
次いで、押付方向の変位Ｙと送り方向の変位Ｘに対して上記のハフ変換を行い、ρ−θ座標上に変換する。変換した各点を通る直線群の軌跡から、設定した閾値より多い個数の点を通る直線（ρ，θ）を選出する。選出した結果は図９に示すような点群２になる。 In the second embodiment of the present invention, the displacement Y in the pressing direction and the feed as shown in FIG. 8 are obtained from the trajectory data of the hand of the processing robot 10 during the measurement operation recorded by the robot controller 18 using the Hough transform described above. A plurality of data of the direction displacement X (indicated by rectangles in the figure) are extracted.
Next, the above-mentioned Hough transform is performed on the displacement Y in the pressing direction and the displacement X in the feed direction to convert them onto the ρ-θ coordinates. A straight line (ρ, θ) passing through a larger number of points than the set threshold is selected from the trajectory of the straight line group passing through each converted point. The selected result is a point group 2 as shown in FIG.

同一直線上に位置する点の数が閾値以上となる点は、ある直線の近傍で複数存在する。そのため複数の点群２から代表点群３に相当する直線（ρ，θ）を選出する。
代表点群３の選出は、例えば各直線を表す点群２をラベリング処理によって分類し、それぞれを２次元平面上の連結成分とみなし、連結成分の重心がこの直線を表す点のピークとして、重心を求めることで代表点群３を選出する。
なお単純に、同一直線上に位置する点の数が最も多い直線を代表点群３としても良い。 There are a plurality of points in the vicinity of a certain straight line where the number of points located on the same straight line is equal to or greater than the threshold. Therefore, a straight line (ρ, θ) corresponding to the representative point group 3 is selected from the plurality of point groups 2.
The representative point group 3 is selected by, for example, classifying the point group 2 representing each straight line by a labeling process, regarding each as a connected component on a two-dimensional plane, and the center of gravity of the connected component as the peak of the point representing this straight line. The representative point group 3 is selected.
Note that a straight line having the largest number of points located on the same straight line may be simply used as the representative point group 3.

上述した処理により、図１０に示すように、回転砥石１の加工面１ａ（外形面）を表す直線（外形線４）を抽出し、各計測点と加工面１ａを表す外形線４との距離の最大値を凹みの深さとし、凹みの深さに相当する値、もしくはその値に計測値のばらつきの半分に相当する値を加算した値をドレッシングの除去量Ｄに設定する。   As shown in FIG. 10, a straight line (outline 4) representing the machining surface 1a (outside surface) of the rotary grindstone 1 is extracted by the above-described processing, and the distance between each measurement point and the outline 4 representing the machining surface 1a. Is the depth of the dent, and a value corresponding to the depth of the dent or a value obtained by adding a value corresponding to half of the variation of the measured value to the value is set as the dressing removal amount D.

図１１は、本発明の第３実施形態を示す図である。
第３実施形態では、計測治具２２として円形の円板を用いる。この場合、計測治具２２の突出部２２ａは、円板の外周面である。計測治具２２の中心（円板の中心）から一定半径Ｒの基準円４を予め設定する。
計測ステップＳ１において、初めに（Ａ）のように、回転砥石１を回転させずにその軸心Ｚを基準円上の任意の位置に押付開始位置として位置決めし、押付開始位置から計測治具２２の突出部２２ａまでの押付距離Ｘ１を計測する。
次いで、この計測を複数の押付開始位置について実施し、押付距離Ｘ２、Ｘ３を計測する。
次いで、（Ｂ）に示すように、計測した複数の押付距離Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３から回転砥石１の加工面１ａの半径Ｒ１と、加工面１ａに所定の閾値より大きい欠け１ｂがある位置と方向を検出する。 FIG. 11 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
In the third embodiment, a circular disk is used as the measurement jig 22. In this case, the protrusion 22a of the measuring jig 22 is the outer peripheral surface of the disk. A reference circle 4 having a constant radius R is set in advance from the center of the measuring jig 22 (the center of the disk).
In the measurement step S1, first, as shown in (A), the axis Z is positioned as a pressing start position at an arbitrary position on the reference circle without rotating the rotating grindstone 1, and the measuring jig 22 is measured from the pressing start position. The pressing distance X1 to the protruding portion 22a is measured.
Next, this measurement is performed for a plurality of pressing start positions, and the pressing distances X2 and X3 are measured.
Next, as shown in (B), from the measured pressing distances X1, X2, and X3, the radius R1 of the machining surface 1a of the rotating grindstone 1 and the position and direction where the machining surface 1a has a chip 1b larger than a predetermined threshold value. Is detected.

すなわち、第３実施形態では、回転砥石１を回転させずに、回転砥石１を円板状の計測治具２２に複数の方向から押し付けて倣わせ、加工ロボット１０の手先の軌道を記録する。記録した軌道の押付方向の変位Ｙから、回転砥石１の外径を計測し、回転砥石１の加工面１ａに所定の閾値より大きい欠け１ｂがある位置と方向を検出する。
この方法により、加工面１ａに所定の閾値より大きい欠け１ｂがある場合に、その位置と方向を検出することができる。 That is, in the third embodiment, without rotating the rotating grindstone 1, the rotating grindstone 1 is pressed to follow the disc-shaped measuring jig 22 from a plurality of directions, and the trajectory of the hand of the processing robot 10 is recorded. From the recorded displacement Y in the pressing direction of the track, the outer diameter of the rotating grindstone 1 is measured, and the position and direction in which the chipped surface 1a of the rotating grindstone 1 has a chip 1b larger than a predetermined threshold is detected.
By this method, when there is a chip 1b larger than a predetermined threshold on the processed surface 1a, the position and direction can be detected.

図１２は、本発明の第４実施形態を示す図である。
第４実施形態は、加工面１ａに所定の閾値より大きい欠け１ｂ（又は凹み）が検出された場合に、その欠け１ｂがなくなるまで加工面１ａをドレッシングすると、回転砥石１の寿命が短くなりすぎる場合を想定している。
そのため第４実施形態では、加工面１ａに所定の閾値より大きい欠け１ｂが検出された場合に、その欠け１ｂのある部分はドレッシングの対象とせずに、計測した加工面１ａの磨耗形状から、欠け１ｂのある部分を除く加工面１ａのドレッシングによる除去量Ｄを最小に設定する。
この方法により、（Ａ）のように、第３実施形態の方法で回転砥石１の形状を計測し、回転砥石１の外面に欠け１ｂや凹凸がない部分を検出する。次いで、（Ｂ）のように欠け１ｂや凹凸がない部分（使用箇所１ｃ）が当たるようにＴＣＰの位置を補正してワークを加工する。使用箇所１ｃがワークの加工で磨耗したら、同様に欠け１ｂや凹凸がない部分を探し、新たな使用箇所１ｃとすることができる。
なお、回転砥石１の全面が磨耗し、欠け１ｂや凹凸がない部分が検出できなくなった場合には、上記の方法によりドレッシングを行う。 FIG. 12 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
In the fourth embodiment, when a chip 1b (or a dent) larger than a predetermined threshold is detected on the processed surface 1a, if the processed surface 1a is dressed until the chip 1b disappears, the life of the rotating grindstone 1 becomes too short. Assume the case.
Therefore, in the fourth embodiment, when a chip 1b larger than a predetermined threshold is detected on the processed surface 1a, the portion with the chip 1b is not set as a dressing target, and the chipped shape is determined based on the measured wear shape of the processed surface 1a. The removal amount D by dressing of the processed surface 1a excluding a portion with 1b is set to the minimum.
By this method, as shown in (A), the shape of the rotating grindstone 1 is measured by the method of the third embodiment, and a portion where the outer surface of the rotating grindstone 1 has no chip 1b or unevenness is detected. Next, the workpiece is machined by correcting the position of the TCP so that the chipped portion 1b and the portion having no unevenness (used portion 1c) as shown in FIG. If the use location 1c is worn by the work of the workpiece, a portion having no chip 1b or unevenness can be similarly searched for and used as a new use location 1c.
In addition, when the entire surface of the rotating grindstone 1 is worn and a portion having no chip 1b or unevenness cannot be detected, dressing is performed by the above method.

上述した本発明の装置と方法によれば、回転砥石１の加工面１ａと接触可能な突出部２２ａを有する計測治具２２を備え、回転砥石１の加工面１ａを計測治具２２の突出部２２ａに一定の押付力で押付けた状態で、加工面１ａを計測治具２２で倣い、加工面１ａの磨耗形状を計測する。従って、回転砥石１の磨耗の仕方に応じて計測方法を変える必要がなく、カメラや画像処理装置のような高価な機器を必要としない。
また、本発明によれば、回転砥石１の加工面１ａを計測治具２２の突出部２２ａで倣うので、回転砥石１の加工面１ａが部分的に磨耗により凹んでいる場合でも元の加工面形状までドレッシングするのに必要な除去量Ｄ（ドレッシング量）を正確に設定でき、必要以上に砥石を除去せずにドレッシングができる。 According to the apparatus and method of the present invention described above, the measuring jig 22 having the protruding portion 22a that can come into contact with the processing surface 1a of the rotating grindstone 1 is provided, and the processing surface 1a of the rotating grindstone 1 is used as the protruding portion of the measuring jig 22. In a state where it is pressed against 22a with a constant pressing force, the machining surface 1a is copied by the measuring jig 22, and the wear shape of the machining surface 1a is measured. Therefore, it is not necessary to change the measurement method according to the way the rotating grindstone 1 is worn, and expensive equipment such as a camera or an image processing device is not required.
In addition, according to the present invention, since the processing surface 1a of the rotating grindstone 1 is imitated by the protruding portion 22a of the measuring jig 22, the original processing surface even when the processing surface 1a of the rotating grindstone 1 is partially recessed due to wear. The removal amount D (dressing amount) necessary for dressing up to the shape can be set accurately, and dressing can be performed without removing the grindstone more than necessary.

従って、ドレッシングの際の除去量Ｄを最小限にすることが出来、回転砥石１をより長く使うことが可能になり砥石交換頻度を下げ、砥石費を抑制することが出来る。
また、ドレッシング後に同様の計測を行うことで、整形の完了を確認できる。
さらに、計測治具２２は回転砥石１の加工面１ａと接触可能な突出部２２ａを有していればよく、特殊な装置を必要とせず、直方体ブロックなどの単純形状やテーブルの角などの既知形状であれば可能である。 Accordingly, the removal amount D at the time of dressing can be minimized, the rotating grindstone 1 can be used for a longer time, the grindstone replacement frequency can be reduced, and the grindstone cost can be suppressed.
Moreover, the completion of shaping can be confirmed by performing the same measurement after dressing.
Furthermore, the measuring jig 22 only needs to have a protrusion 22a that can come into contact with the processing surface 1a of the rotating grindstone 1, and does not require a special device, and is known as a simple shape such as a rectangular parallelepiped block or a corner of a table. Any shape is possible.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, is shown by description of a claim, and also includes all the changes within the meaning and range equivalent to description of a claim.

Ｄ 除去量（ドレッシング量）、Ｘ 送り方向の変位、
Ｙ 押付方向の変位、Ｚ 軸心、１ 回転砥石、１ａ 加工面、
１ｂ 欠け（凹み）、１ｃ 使用箇所、２ 点群、３ 代表点群、
４ 基準円、１０ 加工ロボット、１２ 砥石回転用モータ、
１４ 力センサ、１６ ロボットアーム、１８ ロボット制御装置、
２０ ドレッシング装置、２２ 計測治具、２２ａ 突出部、
２４ ドレッサ工具、２４ａ ドレッサ面、２５ 固定支持台、
２６ ドレッシング制御部、２６ａ 磨耗計測部、
２６ｂ 除去量設定部、２６ｃ ドレッシング部
D removal amount (dressing amount), displacement in X feed direction,
Y displacement in the pressing direction, Z axis, 1 rotating grindstone, 1a machined surface,
1b chipping (dent), 1c used place, 2 point group, 3 representative point group,
4 reference circle, 10 processing robot, 12 grinding wheel rotation motor,
14 force sensor, 16 robot arm, 18 robot controller,
20 dressing device, 22 measuring jig, 22a protrusion,
24 dresser tool, 24a dresser surface, 25 fixed support base,
26 dressing control unit, 26a wear measurement unit,
26b removal amount setting unit, 26c dressing unit

Claims (6)

軸心に対し線対称の加工面を有する回転砥石と、
前記回転砥石を前記軸心を中心に回転駆動する砥石回転用モータと、
前記回転砥石に作用する外力を検出する力センサと、
３次元空間内で前記回転砥石の位置と姿勢を移動可能なロボットアームと、
前記ロボットアームを制御するロボット制御装置と、を備えた加工ロボットにおける回転砥石のドレッシング装置であって、
前記加工面と接触可能な突出部を有する計測治具と、
前記回転砥石の前記加工面と接触可能なドレッサ面を有するドレッサ工具と、
ドレッシング制御部と、を備え、該ドレッシング制御部は、
前記回転砥石を軸心方向に送りながら前記回転砥石の前記加工面を前記計測治具の突出部に一定の押付力で半径方向に押付けて、前記加工面を前記計測治具で倣い、送り方向の変位Ｘと押付方向の変位Ｙとの関係を取得する磨耗計測部と、
前記関係における押付方向の最大変位と最小変位との差を前記加工面を磨耗前の形状までドレッシングにより除去するのに必要な除去量として設定する除去量設定部と、
前記回転砥石の前記加工面を前記ドレッサ工具のドレッサ面に押付けて、前記加工面の外形面から前記除去量を除去するドレッシング部と、を有する、ことを特徴とする回転砥石のドレッシング装置。 A rotating whetstone having a machining surface line symmetrical with respect to the axis;
A grindstone rotating motor that rotationally drives the rotating grindstone around the axis;
A force sensor for detecting an external force acting on the rotating grindstone;
A robot arm capable of moving the position and posture of the rotating grindstone in a three-dimensional space;
A robot controller for controlling the robot arm, and a dressing device for a rotating grindstone in a processing robot comprising:
A measuring jig having a protrusion capable of contacting the processed surface;
A dresser tool with the machined surface contactable dresser surface of the grindstone,
A dressing control unit, the dressing control unit,
While the rotary whetstone is fed in the axial direction, the processing surface of the rotary whetstone is pressed against the projecting portion of the measuring jig in a radial direction with a constant pressing force, and the processing surface is copied by the measuring jig, and the feed direction A wear measuring unit for acquiring a relationship between the displacement X of the lens and the displacement Y in the pressing direction ;
A removal amount setting unit for setting a difference between the maximum displacement and the minimum displacement in the pressing direction in the relationship as a removal amount necessary for removing the processed surface by dressing to a shape before wear;
Wherein the working surface of the grindstone is pressed against the dresser surface of the dresser tool has a dressing unit for removing the removal amount from outer surface of the processing surface, the dressing apparatus of grinding wheel, characterized in that. 軸心に対し線対称の加工面を有する回転砥石と、
前記回転砥石を前記軸心を中心に回転駆動する砥石回転用モータと、
前記回転砥石に作用する外力を検出する力センサと、
３次元空間内で前記回転砥石の位置と姿勢を移動可能なロボットアームと、
前記ロボットアームを制御するロボット制御装置と、を備えた加工ロボットにおける回転砥石のドレッシング方法であって、
前記加工面と接触可能な突出部を有する計測治具と、
前記回転砥石の前記加工面と接触可能なドレッサ面を有するドレッサ工具と、を準備し、
（Ａ）前記回転砥石を軸心方向に送りながら前記回転砥石の前記加工面を前記計測治具の突出部に一定の押付力で半径方向に押付けて、前記加工面を前記計測治具で倣い、送り方向の変位Ｘと押付方向の変位Ｙとの関係を取得し、
（Ｂ）前記関係における押付方向の最大変位と最小変位との差を前記加工面を磨耗前の形状までドレッシングにより除去するのに必要な除去量として設定し、
（Ｃ）前記回転砥石の前記加工面を前記ドレッサ工具のドレッサ面に押付けて、前記加工面の外形面から前記除去量を除去する、ことを特徴とする回転砥石のドレッシング方法。 A rotating whetstone having a machining surface line symmetrical with respect to the axis;
A grindstone rotating motor that rotationally drives the rotating grindstone around the axis;
A force sensor for detecting an external force acting on the rotating grindstone;
A robot arm capable of moving the position and posture of the rotating grindstone in a three-dimensional space;
A method for dressing a rotating grindstone in a processing robot provided with a robot controller for controlling the robot arm,
A measuring jig having a protrusion capable of contacting the processed surface;
Prepare a dresser tool with the machined surface contactable dresser surface of the grindstone,
(A) While feeding the rotary whetstone in the axial direction, the processing surface of the rotary whetstone is pressed against the protruding portion of the measuring jig in a radial direction with a constant pressing force, and the processing surface is copied with the measuring jig. The relationship between the displacement X in the feed direction and the displacement Y in the pressing direction is acquired,
(B) The difference between the maximum displacement and the minimum displacement in the pressing direction in the relationship is set as a removal amount necessary for removing the processed surface by dressing up to the shape before wear,
(C) the said working surface of the grindstone is pressed against the dresser surface of the dresser tool, removing the removal amount from outer surface of the processing surface, the dressing method of the grinding wheel, characterized in that. 軸心に対し線対称の加工面を有する回転砥石と、
前記回転砥石を前記軸心を中心に回転駆動する砥石回転用モータと、
前記回転砥石に作用する外力を検出する力センサと、
３次元空間内で前記回転砥石の位置と姿勢を移動可能なロボットアームと、
前記ロボットアームを制御するロボット制御装置と、を備えた加工ロボットにおける回転砥石のドレッシング方法であって、
前記加工面と接触可能な突出部を有する計測治具と、
前記回転砥石の前記加工面と接触可能なドレッサ面を有するドレッサ工具と、を準備し、
（Ａ）前記回転砥石を軸心方向に送りながら前記回転砥石の前記加工面を前記計測治具の突出部に一定の押付力で半径方向に押付けて、前記加工面を前記計測治具で倣い、送り方向の変位Ｘと押付方向の変位Ｙとの関係を示す複数のデータを抽出し、
（Ｂ１）前記各データに対してハフ変換を行ってρ−θ座標上の計測点に変換し、
（Ｂ２）前記計測点が近接する点群から、設定した閾値より多い計測点からなる点群を選出し、
（Ｂ３）選出した点群から代表となる代表点群を選出し、
（Ｂ４）前記代表点群に相当するＸ−Ｙ座標上の直線を前記回転砥石の外形面を表す外形線として抽出し、
（Ｂ５）前記データと前記外形線との距離の最大値、またはこれに一定値を加算した値を前記加工面を磨耗前の形状までドレッシングにより除去するのに必要な除去量に設定し、
（Ｃ）前記回転砥石の前記加工面を前記ドレッサ工具のドレッサ面に押付けて、前記加工面の外形面から前記除去量を除去する、ことを特徴とする回転砥石のドレッシング方法。 A rotating whetstone having a machining surface line symmetrical with respect to the axis;
A grindstone rotating motor that rotationally drives the rotating grindstone around the axis;
A force sensor for detecting an external force acting on the rotating grindstone;
A robot arm capable of moving the position and posture of the rotating grindstone in a three-dimensional space;
A method for dressing a rotating grindstone in a processing robot provided with a robot controller for controlling the robot arm,
A measuring jig having a protrusion capable of contacting the processed surface;
Preparing a dresser tool having a dresser surface that can come into contact with the processing surface of the rotating grindstone,
(A) While feeding the rotary whetstone in the axial direction, the processing surface of the rotary whetstone is pressed against the protruding portion of the measuring jig in a radial direction with a constant pressing force, and the processing surface is copied with the measuring jig. Extracting a plurality of data indicating the relationship between the displacement X in the feed direction and the displacement Y in the pressing direction;
(B1) A Hough transform is performed on each of the data to convert it into measurement points on the ρ-θ coordinate,
(B2) A point group consisting of more measurement points than the set threshold value is selected from the point groups close to the measurement point,
(B3) A representative point cloud is selected from the selected point cloud,
(B4) A straight line on the XY coordinate corresponding to the representative point group is extracted as an outline representing the external surface of the rotating grindstone,
(B5) The maximum value of the distance between the data and the outline, or a value obtained by adding a constant value to the maximum value is set to a removal amount necessary for removing the processed surface by dressing up to the shape before wear ,
(C) A method for dressing a rotating grindstone, wherein the removal amount is removed from an outer surface of the processing surface by pressing the processing surface of the rotating grindstone against a dresser surface of the dresser tool. 前記（Ｂ３）において、点群を構成する計測点の数が最も多い点群を代表点群として選出する、ことを特徴とする請求項３に記載の回転砥石のドレッシング方法。 The method of dressing a rotating grindstone according to claim 3 , wherein in (B3), a point group having the largest number of measurement points constituting the point group is selected as a representative point group. 軸心に対し線対称の加工面を有する回転砥石と、
前記回転砥石を前記軸心を中心に回転駆動する砥石回転用モータと、
前記回転砥石に作用する外力を検出する力センサと、
３次元空間内で前記回転砥石の位置と姿勢を移動可能なロボットアームと、
前記ロボットアームを制御するロボット制御装置と、を備えた加工ロボットにおける回転砥石のドレッシング方法であって、
前記加工面と接触可能な突出部を有する計測治具と、
前記回転砥石の前記加工面と接触可能なドレッサ面を有するドレッサ工具と、を準備し、
（Ａ）前記加工面を前記計測治具の突出部に一定の押付力で押付けた状態で、前記加工面を前記計測治具で倣い、前記加工面の磨耗形状を計測し、
前記（Ａ）において、
（Ａ１）円形の前記計測治具の中心から一定半径の基準円を設定し、
（Ａ２）前記回転砥石を回転させずにその軸心を前記基準円上に押付開始位置として位置決めし、前記押付開始位置から前記計測治具の突出部までの押付距離を計測し、
（Ａ３）前記（Ａ２）を複数の押付開始位置について実施し、
（Ａ４）複数の前記押付距離から前記加工面に閾値より大きい欠けのある位置と方向を検出し、
（Ｂ）前記磨耗形状から前記加工面を磨耗前の形状までドレッシングにより除去するのに必要な除去量を設定し、
（Ｃ）前記回転砥石の前記加工面を前記ドレッサ工具のドレッサ面に押付けて、前記加工面の外形面から前記除去量を除去する、ことを特徴とする回転砥石のドレッシング方法。 A rotating whetstone having a machining surface line symmetrical with respect to the axis;
A grindstone rotating motor that rotationally drives the rotating grindstone around the axis;
A force sensor for detecting an external force acting on the rotating grindstone;
A robot arm capable of moving the position and posture of the rotating grindstone in a three-dimensional space;
A method for dressing a rotating grindstone in a processing robot provided with a robot controller for controlling the robot arm,
A measuring jig having a protrusion capable of contacting the processed surface;
Preparing a dresser tool having a dresser surface that can come into contact with the processing surface of the rotating grindstone,
(A) In a state where the processing surface is pressed against the protruding portion of the measuring jig with a constant pressing force, the processing surface is copied with the measuring jig, and the wear shape of the processing surface is measured.
In (A) above,
(A1) Set a reference circle with a constant radius from the center of the circular measuring jig,
(A2) without rotating the rotating grindstone, its axis is positioned as a pressing start position on the reference circle, and a pressing distance from the pressing start position to the protruding portion of the measuring jig is measured,
(A3) The above (A2) is performed for a plurality of pressing start positions,
(A4) Detecting a position and direction having a chip larger than a threshold on the processed surface from a plurality of the pressing distances,
(B) Set a removal amount necessary for removing the processed surface from the wear shape to the shape before wear by dressing;
(C) A method for dressing a rotating grindstone, wherein the removal amount is removed from an outer surface of the processing surface by pressing the processing surface of the rotating grindstone against a dresser surface of the dresser tool. 前記（Ａ）において、前記加工面に閾値より大きい欠けが検出された場合に、
前記（Ｂ）において、計測した前記加工面の磨耗形状から、前記欠けのある部分を除く前記加工面のドレッシングによる除去量を最小に設定する、ことを特徴とする請求項５に記載の回転砥石のドレッシング方法。
In (A), when a chip larger than a threshold is detected on the processed surface,
6. The rotating grindstone according to claim 5 , wherein in (B), the removal amount by dressing of the processed surface excluding the chipped portion is set to the minimum from the measured wear shape of the processed surface. Dressing method.
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