JP6637928B2 - 自動研磨システム - Google Patents
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Description
研磨具を保持する研磨ロボットの動作により前記研磨具を処理対象物における研磨対象面の各部分に移動させながら、前記研磨具により前記研磨対象面を研磨処理する自動研磨システムであって、
前記研磨対象面の三次元形状を計測する三次元形状計測器を設けるとともに、
この三次元形状計測器による形状計測で得られた前記研磨対象面の三次元形状データに基づいて前記研磨ロボットを制御又は前記研磨ロボット及び前記研磨具を制御することで、前記研磨対象面の各部分に対して前記研磨具を研磨作用させる研磨制御器を設け、
前記研磨制御器は、前記研磨対象面の各部分に対して前記研磨具を研磨作用させるのに、
前記三次元形状データに基づいて、前記研磨対象面に存在する凸状部分のうち、互いに近接した状態で所定方向に並ぶ状態にある複数の研磨対象凸状部分ごとに、それら近接状態で所定方向に並ぶ状態にある複数の研磨対象凸状部分に跨る仮想線分を設定し、
その後、前記研磨制御器は、前記研磨具を前記研磨対象面上で順次に前記仮想線分の夫々に沿って移動させながら、前記研磨具を前記研磨対象凸状部分の夫々に対して順次に研磨作用させる状態に、前記研磨ロボットを制御又は前記研磨ロボット及び前記研磨具を制御する、点にある。
具体的には、研磨制御器は、前記研磨対象面の各部分に対して研磨具を研磨作用させるのに、前記三次元形状データに基づいて、研磨対象面に存在する凸状部分のうち、互いに近接した状態で所定方向に並ぶ状態にある複数の研磨対象凸状部分ごとに、それら近接状態で所定方向に並ぶ状態にある複数の研磨対象凸状部分に跨る仮想線分を設定し、その後、研磨制御器は、研磨具を研磨対象面上で順次に前記仮想線分の夫々に沿って移動させながら、研磨具を研磨対象凸状部分の夫々に対して順次に研磨作用させる状態に、研磨ロボットを制御又は研磨ロボット及び研磨具を制御し、これにより、研磨対象面における研磨必要部分である研磨対象凸状部分の夫々を平滑化する。
前記三次元形状計測器を保持する計測ロボットを設け、
前記研磨制御器は、前記計測ロボット及び前記三次元形状計測器を制御することで、前記計測ロボットの動作により前記三次元形状計測器を前記研磨対象面に対する所定の計測位置に移動させて、前記三次元形状計測器により前記研磨対象面の三次元形状を計測する構成にしてある点にある。
前記研磨制御器は、前記仮想線分の設定に伴い、1つの前記仮想線分における一方の端部を研磨始点とし、かつ、他方の端部を研磨終点とするのに対して、隣りの前記仮想線分では逆に一方の端部を研磨終点とし、かつ、他方の端部を研磨始点とする交互形態で、前記仮想線分夫々の端部に前記研磨始点と前記研磨終点とを設定し、
その後、前記研磨制御器は、前記仮想線分の夫々について、前記研磨具を前記研磨始点から前記研磨終点まで前記仮想線分に沿って移動させるとともに、1つの前記仮想線分における前記研磨終点に至った前記研磨具を前記研磨対象面から浮かせて隣りの前記仮想線分における前記研磨始点まで移動させる状態に、前記研磨ロボットを制御する、点にある。
前記研磨制御器は、前記三次元形状データとして、前記三次元形状計測器の計測結果に基づき前記研磨対象面上における各点の三次元座標を演算し、
前記三次元座標は、設定された基準面の面上において前記各点に対応する対応点の前記基準面上における位置座標と、前記基準面に対する垂直方向での前記各点の高さ座標とから成る、点にある。
前記研磨制御器は、前記仮想線分に沿った前記研磨具の移動において前記研磨具が通過する前記研磨対象凸状部分夫々の前記高さ座標に応じて前記研磨具の研磨出力を調整する、点にある。
この構成によれば、研磨対象面における研磨必要部分である研磨対象凸状部分の夫々を均等な平滑状態にすることができる。
前記研磨制御器は、前記研磨対象面の凹凸状態を等高線を用いて又は色濃度の変化を用いて表す画像を、前記三次元形状データに基づき作成して表示器の画面上に表示する構成にしてある点にある。
本発明の第7特徴構成は、第1〜第6特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記研磨制御器は、近接状態で前記所定方向に並ぶ前記研磨対象凸状部分が存在しない独立的な前記研磨対象凸状部分については、その独立的な前記研磨対象凸状部分のみを通過する前記所定方向の前記仮想線分を設定する点にある。
また、本発明の第8特徴構成は、第2特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、
前記処理対象物に沿って敷設された共通レール上を前記計測ロボット及び前記研磨ロボットが走行移動し、
前記共通レール上における前記計測ロボットの走行移動により、前記三次元形状計測器が前記研磨対象面の形状計測に適した位置に移動し、
前記共通レール上における前記研磨ロボットの走行移動により、前記研磨具が前記研磨対象面の研磨処理に適した位置に移動する点にある。
なお、研磨制御器は、前記研磨ロボットの動作により前記研磨具を移動させて前記研磨対象面を研磨処理した後、その研磨処理後の前記研磨対象面の三次元形状を前記三次元形状計測器により再計測するようにしてもよい。
このようにすれば、上記の再計測で得た研磨対象面の三次元形状を、研磨処理が適切に実施されたことを証明するデータとして残すようにしたり、あるいは、再研磨処理の要否を判断するデータとして使用したりするなどのことができる。
次に本発明の別実施形態を列記する。
また、三次元形状計測器3を保持する計測ロボット1を設けるのに代えて、三次元形状計測器3を作業者が保持して操作するようにしてもよい。
例えば、研磨出力が調整上限値に調整された状態においてさらに高い研磨能力が要求される場合には、研磨出力を調整上限値に固定した状態で研磨具の移動速度を調整することで、要求される研磨能力を得るようにしてもよい。
さらにまた、研磨ロボット2の動作により研磨具を移動させて研磨対象面Aを研磨処理した後には、その研磨処理後の研磨対象面Aの三次元形状を三次元形状計測器3により再計測して、この再計測で得られた研磨対象面Aの三次元形状を、研磨処理が適切に実施されたことを証明するデータとして残すようにしたり、あるいは、再研磨処理の要否を判断するデータとして使用したりするなどしてもよい。
2 研磨ロボット
W 鉄道車両(処理対象物)
A 研磨対象面
3 三次元形状計測器
D 三次元形状データ
6 研磨制御器
1 計測ロボット
t 研磨対象凸状部分(研磨必要部分)
G 画像
7 表示器
k 仮想線分
ka 研磨始点
kb 研磨終点
(α,β,γ) 三次元座標
s 基準面
q′ 対応点
(α,β) 位置座標
(γ) 高さ座標
5 共通レール
Claims (8)
- 研磨具を保持する研磨ロボットの動作により前記研磨具を処理対象物における研磨対象面の各部分に移動させながら、前記研磨具により前記研磨対象面を研磨処理する自動研磨システムであって、
前記研磨対象面の三次元形状を計測する三次元形状計測器を設けるとともに、
この三次元形状計測器による形状計測で得られた前記研磨対象面の三次元形状データに基づいて前記研磨ロボットを制御又は前記研磨ロボット及び前記研磨具を制御することで、前記研磨対象面の各部分に対して前記研磨具を研磨作用させる研磨制御器を設け、
前記研磨制御器は、前記研磨対象面の各部分に対して前記研磨具を研磨作用させるのに、
前記三次元形状データに基づいて、前記研磨対象面に存在する凸状部分のうち、互いに近接した状態で所定方向に並ぶ状態にある複数の研磨対象凸状部分ごとに、それら近接状態で所定方向に並ぶ状態にある複数の研磨対象凸状部分に跨る仮想線分を設定し、
その後、前記研磨制御器は、前記研磨具を前記研磨対象面上で順次に前記仮想線分の夫々に沿って移動させながら、前記研磨具を前記研磨対象凸状部分の夫々に対して順次に研磨作用させる状態に、前記研磨ロボットを制御又は前記研磨ロボット及び前記研磨具を制御する、自動研磨システム。 - 前記三次元形状計測器を保持する計測ロボットを設け、
前記研磨制御器は、前記計測ロボット及び前記三次元形状計測器を制御することで、前記計測ロボットの動作により前記三次元形状計測器を前記研磨対象面に対する所定の計測位置に移動させて、前記三次元形状計測器により前記研磨対象面の三次元形状を計測する構成にしてある請求項1記載の自動研磨システム。 - 前記研磨制御器は、前記仮想線分の設定に伴い、1つの前記仮想線分における一方の端部を研磨始点とし、かつ、他方の端部を研磨終点とするのに対して、隣りの前記仮想線分では逆に一方の端部を研磨終点とし、かつ、他方の端部を研磨始点とする交互形態で、前記仮想線分夫々の端部に前記研磨始点と前記研磨終点とを設定し、
その後、前記研磨制御器は、前記仮想線分の夫々について、前記研磨具を前記研磨始点から前記研磨終点まで前記仮想線分に沿って移動させるとともに、1つの前記仮想線分における前記研磨終点に至った前記研磨具を前記研磨対象面から浮かせて隣りの前記仮想線分における前記研磨始点まで移動させる状態に、前記研磨ロボットを制御する、請求項1又は2記載の自動研磨システム。 - 前記研磨制御器は、前記三次元形状データとして、前記三次元形状計測器の計測結果に基づき前記研磨対象面上における各点の三次元座標を演算し、
前記三次元座標は、設定された基準面の面上において前記各点に対応する対応点の前記基準面上における位置座標と、前記基準面に対する垂直方向での前記各点の高さ座標とから成る、請求項1〜3のいずれか1項に記載の自動研磨システム。 - 前記研磨制御器は、前記仮想線分に沿った前記研磨具の移動において前記研磨具が通過する前記研磨対象凸状部分夫々の前記高さ座標に応じて前記研磨具の研磨出力を調整する、請求項4記載の自動研磨システム。
- 前記研磨制御器は、前記研磨対象面の凹凸状態を等高線を用いて又は色濃度の変化を用いて表す画像を、前記三次元形状データに基づき作成して表示器の画面上に表示する構成にしてある請求項1〜5のいずれか1項に記載の自動研磨システム。
- 前記研磨制御器は、近接状態で前記所定方向に並ぶ前記研磨対象凸状部分が存在しない独立的な前記研磨対象凸状部分については、その独立的な前記研磨対象凸状部分のみを通過する前記所定方向の前記仮想線分を設定する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の自動研磨システム。
- 前記処理対象物に沿って敷設された共通レール上を前記計測ロボット及び前記研磨ロボットが走行移動し、
前記共通レール上における前記計測ロボットの走行移動により、前記三次元形状計測器が前記研磨対象面の形状計測に適した位置に移動し、
前記共通レール上における前記研磨ロボットの走行移動により、前記研磨具が前記研磨対象面の研磨処理に適した位置に移動する請求項2記載の自動研磨システム。
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