JPH03214006A

JPH03214006A - ロボット用切削工具の刃具監視装置

Info

Publication number: JPH03214006A
Application number: JP877590A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Kawabuchi; 河渕　秀俊; Makoto Endo; 誠遠藤; Nobuaki Oki; 信昭大木
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-01-18
Filing date: 1990-01-18
Publication date: 1991-09-19

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】Ａ、産業上の利用分野本発明は、産業ロボットに切削工具を装着して精密鋳物
のバリ取りや仕上げを行う場合の刃具の位置ズレや状態
を検出する刃具監視装置に関し、特に、加工サイクル毎
に自動的にチエツクを行うロボット用切削工具の刃具監
視装置に関する。

Ｂ１発明の概要本発明は、産業ロボットに切削工具を装着して精密鋳物
のバリ取りや仕上げを行う場合の刃具の位置ズレと状態
を検出する刃具監視装置において、鏡面の前方に挿入さ
れる刃具の直接の正面像と鏡面に写る側面像をテレビカ
メラで加工サイクル毎に撮像する測定部と、撮像された
画像データをメモリに取込む画像記憶手段及びその結果
を正常時の状態と比較し、正常時の状態との相違から刃
具の異常を検出する画像処理手段を備えた制御部とで構
成することにより、刃具の部分的な折れ、刃欠け、刃具抜けに起因するバリ
残り加工不良やロボットアームや工具の位置ズレ、芯振
れ及び刃具の曲りに起因する切込み過大加工不良を未然
に防止し、刃面へのアルミ溶着状態を監視し、工具や刃
具の交換時の位置・寸法管理を自動化して加工サイクル
毎にチエツクを行い、加工不良を減らし、システムの信
頼性を向上する技術を提供するものである。

Ｃ６従来の技術ＦＡ（工場自動化）の波に乗り、グイキャスト等のアル
ミ精密鋳物のバリ取り作業や鋳バリ面の仕上げ加工も産
業用ロボットによって行われるようになっている。第４
図はその一例を示すもので、ロボット４１に切削工具（
例えば、グラインダ）４２を装着して仕上げを行う場合
、ロボット４１の位置決め精度及び軌跡精度は言うまで
もなく、工具４２とその刃具の寸法管理も厳密に行う必
要がある。ロボット作業による加工面が製品表面となる
アルミロードホイールの飾り窓のように、美観が重要視
されるワークのバリ取り作業では、仕上り精度や面取り
幅の均一性などが要求され、ロボットアーム又は工具の
微少な位置ズレや刃具の曲り、刃折れ等の状態を監視す
る必要がある。

Ｄ１発明が解決しようとする課題ロボットによるバリ取りシステムは、自動搬送及び自動
位置決めによる無人運転が一般的であるが、従来は、仕
上り精度が要求される無人運転のラインにおいてさえ、
ロボットアームの位置ズレや工具、刃具の位置及び寸法
の監視は行われず、このため、下記の課題があった。

（１）何らかの原因で刃具の部分的な折れや刃欠は又は
刃具の抜けが発生してバリ残りなど加工不良となる。

（２）過負荷やボルトの緩みによるロボットアームや工
具の位置ズレ、芯振れ及び刃具の曲りなどにより、切込
み過大等の加工不良が発生する。

（３）刃具刃面へのアルミ溶着が進行し、切削能力が低
下して加工面が荒れるため、定期的に刃具のチエツクを
行う必要がある。

（４）工具や刃具を交換した後のチエツクに時間を要す
る。

本発明は、このような課題に鑑みて創案されたもので、
刃具の部分的な折れ、刃欠け、刃具抜けに起因するバリ
残り加工不良や、ロボットアームや工具の位置ズレ、芯
振れ及び刃具の曲りに起因する切込み過大加工不良を未
然に防止し、刃面へのアルミ溶着状態を監視し、工具や
刃具の交換時の位置・寸法管理を自動化して加工サイク
ル毎にチエツクを行い、加工不良を減らし、システムの
信頼性を向上するロボット用切削工具の刃具監視装置を
提供することを目的としている。

８１課題を解決するための手段本発明における上記課題を解決するための手段は、ロボ
ットに取付けられ、鋳物のバリ取り又は仕上げを行う切
削工具の刃具監視装置において、鏡面の前方に挿入され
る刃具の直接の正面像と鏡面に写る便！面像とをテレビ
カメラで撮像する測定部と、撮像された画像データをメ
モリに取込む画像記憶手段及びその結果を正常時の状態
と比較し、正常時の状態との相違から刃具の異常を検出
する画像処理手段を備えた制御部とで成るロボット用切
削工具の刃具監視装置とするものであり、前記鏡面に略
直交する照明面を有する照明装置を設け、該照明面と鏡
面との間に刃具を配置して撮像することを好適とするも
のである。

Ｆ９作用本発明は、エンドミルやロータリバー等の切削工具をロ
ボットに取付け、精度の高い鋳バリ取り作業もしくは仕
上げ作業を行う際、例えば加工サイクル毎に刃具の状態
（位置ズレ、刃折れｅｔｃ、）を監視するもので、構成
としては鏡面を備えた測定部とメモリを備えた制御部と
で成る。

測定部は、鏡面とその鏡面に略直角な照明面を有する照
明装置とを備え、加工サイクル毎に刃具を鏡面と照明面
の間に挿入し、刃具の直接の正面像と鏡面に写る側面像
をテレビカメラで撮像して、その画像データを制御部へ
送る。

制御部では、画像記憶手段がテレビカメラからの映像信
号をフレームメモリに取込み、その画像データを画像処
理手段が処理して、刃具の微少な位置ズレ、傾き、刃折
れ、刃欠け、刃ブレ、アルミ溶着状態等を検出し、正常
の状態と比較して、異なっているときは異常信号又は補
正値を出力する。

Ｇ、実施例以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例の構成図である。

同図において、本発明の刃具監視装置は測定部１及び制
御部２で成り、該制御部２にはモニタ装置３か接続され
ている。図中、４は切削工具であるグラインダ、５はそ
の先端に取付けられた刃具のエンドミルである。

測定部１は、暗箱（計測ボックス）１１内に鏡Ｉ２、照
明装置１３及びテレビカメラ１４を格納していて、鏡１
２の前方に挿入されてくる刃具５の直接の正面像と鏡１
２の面に写る側面像を加工サイクル毎にレンズ１５へ入
射させ、撮像する。

制御部２は、テレビカメラ１４からの映像信号を取込む
フレームメモリの画像記憶手段２１と、その画像データ
を処理し、その結果をシーケンサやロボットコントロー
ラ等の外部機器（図示せず）へ送信する画像処理手段（
プロセッサ）２２と、それらを連結するバス２３とを備
えている。

第２図は本実施例の測定部の平面図である。同図におい
て、暗箱１１内に格納された照明装置Ｉ３は蛍光灯で、
その照明面は乱反射平面に形成され、鏡１２の鏡面と直
交するように配設されている。その鏡面と照明面との交
線Ｃに対向して、テレビカメラ１４とそのレンズ１５が
配設され、刃具１６は暗箱ＩＩに穿設された挿入穴を通
して交線Ｃ近傍の照明装置寄りに配置される。テレビカ
メラ１４が捕えるモニタ画像は、交線Ｃを中心にすると
、第３図に一例を示す如く、片側に刃具の正面像である
刃具実像１６を捕え、反対側に刃具の正面像である刃具
虚像１７を捕える。第２図で明らかなように、刃具実像
１６と刃具虚像１７とはレンズ１５からの距離が異なる
ためピントにズレを生じるが、これは露出を絞って被写
体深度を深く設定することにより対処できる。また、像
の倍率が若干具なるが、これは処理段階で補正を行う。

制御部２はテレビカメラ１４から送られてくる刃具の正
面像及び側面像をフレームメモリに格納すると共に、画
像処理により、それらから刃具の位置、傾き、刃折れ、
刃欠け１回転状態における刃振れ、アルミ溶着状態等を
検出し、その結果をあらかじめ記憶した正常時又は正常
時の前回のデータと比較し、異常が検出された場合は、
外部機器へ異常検出信号を出力するか補正値又は該測定
値を出力する。

本実施例は、下記の効果が明らかである。

（１）刃具の部分的な折れ、刃欠は又は刃具抜けに起因
するバリ残り加工不良を未然に妨げる。

（２）ロボットアームや工具の微少な位置ズレ。

芯振れ及び刃具の曲りに起因する切込み過大加工不良を
未然に防げる。

（３）刃面へのアルミ溶着状態を監視できる。

（４）工具や刃具の交換時の位置・寸法のチエツク及び
管理を自動化する。

（５）加工サイクル毎にチエツクを行うので、加工不良
率が低下すると共に、システムの信頼性が向上する。

Ｈ８発明の効果以上、説明したとおり、本発明によれば、刃具の部分的
な折れ、刃欠け、刃具抜けに起因するノくり残り加工不
良や、ロボットアームや工具の位置ズレ、芯振れ及び刃
具の曲りに起因する切込み過大加工不良を未然に防止し
、刃面へのアルミ溶着状態を監視し、工具や刃具の交換
時の位置・寸法管理を自動化して加工サイクル毎にチエ
ツクを行い、加工不良率を低下させ、システムの信頼性
を向上させるロボット用切削工具の刃具監視装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は実施例の
測定部の平面図、第３図はモニタ画像の見本図、第４図
はロボット用切削装置の葉面図である。ｌ・・・測定部、２・・・制御部、３・・・モニタ装置
、４゜４２・・・切削工具、５・・・刃具、１１・・・
暗箱、１２鏡、１３・・・照明装置、Ｉ４・・・テレビ
カメラ、１５・・・レンズ、１６・・・刃具実像、１７
・・・刃具虚像、２１・・・画像記憶手段、２２・・・
画像処理手段、２３・・・バス、４１・・・ロボット。外２名４り゛う４ン９”（を刃角１１工具）ホ金明の一実府イグリの講入圓１１１１１１ｒ箱 −ｉ旋伊１の漬り定邪の平ｒＪｒＪ国第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ロボットに取付けられ、鋳物のバリ取り又は仕上
げを行う切削工具の刃具監視装置において、鏡面の前方
に挿入される刃具の直接の正面像と鏡面に写る側面像を
テレビカメラで撮像する測定部と、撮像された画像デー
タをメモリに取込む画像記憶手段及びその結果を正常時
の状態と比較し、正常時の状態との相違から刃具の異常
を検出する画像処理手段を備えた制御部とで成ることを
特徴とするロボット用切削工具の刃具監視装置。
（２）請求項（１）に記載の鏡面に略直交する照明面を
有する照明装置を配設し、該照明面と鏡面との間に刃具
を配置して撮像する測定部を備えたことを特徴とするロ
ボット用切削工具の刃具監視装置。