JPH01102305A - ティーチングプレイバック方式の三次元計測ロボットの自動計測に於ける穴探しの方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ティーチングプレイバック方式の三次元計測
ロボットに於て被計測物上の穴の位置を探す方法に関す
る。

［従来の技術］ ティーチングプレイバック方式の三次元計測ロボットで
自動計測を行う場合には計測ロボットに被計測物の測定
点及び経路をティーチングした後に自動計測を行うが、
例えば被計測物上の穴の中心座標や直径等を自動計測す
る場合には、その対象となる穴に対してティーチングデ
ータに基いてプローブをアプローチし、次にプローブを
そのアプローチ方向と直角に動かして穴の縁の数箇所に
当たってその座標を求め、これらデータから対象となる
穴の中心座標や直径淳を演算で算出している。

［発明が解決しようとする問題点］ このように従来の被計測物上の穴の計測は、教示したデ
ータに基いて計測開始点にプローブをアプローチさせる
ことでプローブを対象となる穴の中に入れ穴の計測を始
めるのであるが、ティーチングの誤差や加工精度に由来
する被計測物上の穴位置のバラツキ笠により対象となる
穴が教示した・データ通りの位置にあるとは限らず、テ
ィーチングデータによる計測開始点にプローブをアプロ
ーチさせても穴から外れそれ以後の穴計測を実行しない
ことが起こる。

勿論、教示したデータによる穴位置と実際の被計測物の
穴位置が大きく異なるということになれば、計測しよう
とする物の加工精度に大きな問題があり、それはそれで
不良品ということであえて計測の必要もないのであるが
、従来のティーチングプレイバック方式の三次元計測ロ
ボットの自動計測では、実際の穴位置のバラツキが許容
範囲にあってもこれを計測できないことがあり、この点
が問題であった。

本発明はこのような従来の問題点を解決するものであり
、ティーチングデータによる穴位置と実際の被計測物上
の穴位置とが許容範囲内で多少異なったとしてもこれを
見つけ出すことができ、それ以後の穴の自動計測を支障
な〈実施できる穴探しの方法を提供することを目的とす
る。

ｆ問題点を解決するための手段］ 上記の問題点を解決するため、本発明のティーチングプ
レイバック方式の三次元計測ロボットの自動計測に於け
る穴探しの方法は、ティーチングプレイバック方式の三
次元計測ロボットで自動計測により被計測物上の穴の計
測するに際し、プローブをティーチングデータに基づく
被計測物の穴の計測開始点上に位置させるとともに該計
測開始点にアプローチさせ、このアプローチ中にプロー
ブがＯＮ信号を発した場合に、前記計測開始点を中心と
する同心円上に設定した複数個のサーチポイントに対し
てより半径の小さい円周上にあるものから順にプローブ
をアプローチさせ、このアプローチ中にプローブがＯＦ
Ｆ信号であったときにそのサーチポイントを貞の計測開
始点とすることを特徴とするものである。

［作　用］ 上記のような手段をもつ本発明方法では、プローブをテ
ィーチングデータによる計測開始点にアプローチさせた
結果、プローブの先端が穴から外れて被計測物上に突き
当たりＯＮ信号を発した場合に、プローブを計測開始点
を中心にした同心円上に複数個設定したサーチポイント
に対し順にアプローチさせるものであり、したがってテ
ィーチングデータによる穴位置と実際の被計測物の穴位
置とが食い違った場合でもその違いがサーチポイントを
設定する同心円の範囲内にあれば穴を探し出すことがで
き、穴を見つけることで以後の穴計測が実行できること
になる。

［実施例］ 以下１本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は三次元計測ロボットの一例を示すもので、１は
直交３軸の計測機機構であり、２はその計測機機構１の
アームに設けた多関節アーム、３は多関節アーム２の先
端に設けた被計測物に接触するプローブである。

直交３軸の計測機機構１は、被計測物を４ｉ置する定盤
４に沿って水手に配置した固定ベース５と、この固定ベ
ース５の上面に長子方向に設けたレール６．７１を移動
可能に設けた移動ベース８と、移動ベース８上に垂直に
立設したコラム９と、このコラム９トを摺動可能に配設
したヘッド本体ｌＯと、固定ベース５とコラム９に夫々
直交しヘッド本体１０を貫通して摺動可能に配設したア
ーム１１とから構成される。

なお、この直交３軸の計測機機構は従来より十分に公知
であるため、詳しい説明は省略するが、各動作部は所定
の駆動機構を備えている。すなわち、移動ベース８上に
は移動ベース駆動用の交流三相サーボモータが配設され
、このモータにて減速機を介して回転駆動されるピニオ
ンギヤが固定ベース５に沿って配設されるラックギヤと
噛み合うことで移動ベース８を固定ベース５上に沿って
駆動する。またコラム９の頂部にはヘッド本体１０の駆
動用の交流三相サーボモータ及び減速機が配設され、こ
の減速機の出力軸と連結されたボールねじ軸がコラム９
内に配設されるとともにへラド本体ＩＯに固定されたボ
ールねじナツトと螺合されており、モータによりボール
ねじ軸を回転駆動することによりヘッド本体１０をコラ
ム９に沿って上下駆動する。またヘッド本体ＩＯにはア
ーム＋１の駆動用の交流三相サーボモータが配設され、
このモータにて減速機を介して回転駆動されるピニオン
ギヤがアーム１１に沿って配設されるラックギヤと噛み
合うことでアーム１１をヘッド本体１０に対して駆動可
能にしている。

次に多関節アーム２は、直交３軸の計測機機構１のアー
ム１１の先端に配設され、このアームＩＩと同軸に回動
可能に配設される第１回転アーム部１２と、この第１回
転アーム部１２に対して曲折可能に配設される第１曲折
アーム部１３と。

この第１曲折アーム部！３と同軸に回動可能に配設され
る第２回転アーム部１４と、この第２回転アーム部１４
に対して曲折可能に配設される第２曲折アーム部１５と
からなり、この第２曲折アーム部１５の先端にプローブ
３が設けられる。

なお、各アーム部には駆動用の直流サーボモータ及び減
速機が内蔵され、これら減速機の出力軸に各アーム部が
連結されており、回転・曲折アーム部はこれら駆動機構
によって所定の角度範囲で回動・曲折される。

１６はコンビーユータ装置を含む制御装置であり、ティ
ーチング時に三次元計測機機構ｌ及び多関節アーム２の
姿勢及びそれに至る経路を前記角度センサーの検出値に
よりティーチングデータとして記憶し１次に自動計測の
際にティーチングデータに基いて各動作部を駆動制御す
るとともにプローブ：３が計測点と接触してＯＮ信号を
発生したときに前記各角度センサーの検出値を読みとっ
て計測点の座標の計測を行う。

本発明は、このようなティーチングプレイバック方式の
三次元計測ロボットの自動計測に於ける穴探しの方法に
関し、ティーチングデータに基いてプローブをアプロー
チさせても対象となる穴が見つからない場合に穴探しの
コンピュータプログラムを実行して穴の位置を探すもの
である。

以下、穴探しの方法について詳しく述べると。

第２図に図示するように、プローブ３を計測開始点Ｐ、
　ｒ”へ移動し、一定距離［６だけアプローチさせる。

この場合、ティーチングデータによる計測開始点がＰ′
のように穴２１の中に存在すればプローブ３を一定距離
りだけアプローチすることによりプローブ３は穴２１の
なかに入りＯＮ信号を発生することはないが、Ｐのよう
に穴２１から外れている場合はプローブ３は被計測物２
０の表面に突き当たり、このときはプローブ３がＯＮ信
号を発生する。プローブ３の検出信号はコンピュータに
入力されており、したがって、プローブ３のアプローチ
中にＯＮ信号が発生するか否かで穴２１の位置が見つか
ったか否かを判別できる。このアプローチ中にプローブ
３のＯＮ信号がある場合は、最初のアプローチでは穴位
置が見つからないことであり、以下本発明の穴探し方法
が実行される。

第３図は計測開始点を中心にして一定の範囲に設定した
サーチポイントを示すものであり、計測開始点Ｐを中心
に半径Ｒ１，Ｒｚが大小異なる２つの仮想円Ｃｔ、Ｃｉ
上に適当な間隔（例えば等間隔）にて複数個のサーチポ
イント８１〜Ｓ　ａｏを予め設定しておくものである。

この場合、ティーチングデータによる穴位置（計測開始
点Ｐ）と実際の被計測物１の穴位置とのズレには当然に
一定の許容範囲があるので、前記仮想円Ｃ１，Ｃ２及び
サーチポイントはその許容範囲内に位置させることは勿
論である。

本発明の穴探しは、このように設定したサーチポイント
に対しより半径の小さい円Ｃ１上のポイントから順に（
この場合は反時計回り）各ポイントにつきプローブ３を
一定距離だけアプローチさせる。そして、このアプロー
チ時にプローブ３がＯＮ信号を発しない場合は穴２１の
位置が見つかったことであり、そのサーチポイントが真
の計測開始点となり、その時点から穴計測を実行するも
のである。

ところで、サーチポイント数は、ある限られた範囲内に
適当な間隔で設ければよいから、余り数を多くしても、
α味がなく、かつ計測の効率も悪くなるので１例えば第
３図図示のように２０ポイントに決め、それでも穴位置
が不明のときはそこで穴探しを終了し見つからないもの
として処理する。したがって実際にはサーチポイントを
１個づつアプローチするに従いこれをカウントし、カウ
ント数が２０に達した時点で終了することになる。

なお、仮想円ｃ、、Ｃｍの゛ト径Ｒ，，Ｒ，及びサーチ
ポイント数は適宜に決めることができる。

「発明の効果Ｊ 以」一連へたように本発明方法によれば、ティーチング
の誤差や実用上許容される範囲での被計測物上の穴位置
のバラツキ簿によって、プローブのティーチングデータ
による計測開始点と実際の穴位置とが食い違っても穴を
見つけ出すことができ、穴の自動計測をスムーズに実施
できる。

またサーチポイントは、ティーチングデータによる計測
開始点を中心とする同心円上に配置され、すなわち一定
範囲に規則的に配置されるため、しかも穴探しは半径の
より小さい円周上にあるサーチポイントから順にプロー
ブをアプローチさせて行うため、漏れがなく効率よく人
探しが実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る三次元計、１１１０ボッ
トの全体図、第２図は同じくプローブと被計測物の穴と
の関係を説明する図、第３図は計測開始点とサーチポイ
ントとの関係を説明する図、第４図は穴探しの１順を表
わすフローチャートである。 ３・・・プローブ、　２０・・・被計測物２Ｉ・・・穴
、　Ｐ・・・計測開始点 Ｓ、〜Ｓ、ｏ・・・サーヂポイント 特許出廓人　日産自動車株式会社 同　　東京貿易株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ティーチングプレイバック方式の三次元計測ロボットで
   自動計測により被計測物上の穴を計測するに際し、プロ
   ーブをティーチングデータに基づいて被計測物の穴の計
   測開始点上に位置させるとともに該計測開始点にアプロ
   ーチさせ、このアプローチ中にアプローチがＯＮ信号を
   発した場合に、前記計測開始点を中心とする同心円上に
   設定した複数個のサーチポイントに対してより半径の小
   さい円周上にあるものから順にプローブをアプローチさ
   せ、このアプローチ中にプローブがＯＦＦ信号であった
   ときにそのサーチポイントを真の計測開始点とすること
   を特徴とするティーチングプレイバック方式の三次元計
   測ロボットの自動計測に於ける穴探しの方法。