JPH0531659A - バリ取り方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は機械による自動仕上げ装置に関し、仕
上げによる除去対象が多様な大きさを持つワークにも柔
軟に対応できる自動仕上げ方法を提供することにある。 【構成】視覚センサから得られる除去対象の形状データ
と対象ワークのＣＡＤ情報などから仕上げ加工知識デー
タベースより最適な仕上げ加工パラメータを導き出し、
仕上げ作業計画を立て、それに基づいて仕上げ加工を行
う。 【効果】視覚センサからの除去対象の形状データ、ＣＡ
Ｄ情報からの仕上げ部分の状態データ等を得ることによ
り、多様な除去対象に対応することができる。また、知
識データベースに基づいて最適な仕上げ加工パラメータ
を決定することにより、仕上げ作業時間の短縮、良好な
仕上げ面の実現が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバリ取り等の仕上げ加工
を機械により自動的に行う方法及びこの方法を用いたバ
リ取り装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動仕上げ方法では、特開昭６２
−２４６４６５号公報に記載されているように、ロボッ
トの手先に付けた面形状センサで溶接ビードの中心位
置、高さを検出し、第１のリニアステップモータで中心
位置に倣わせると同時に、ビードの幅、高さから理想仕
上げ面を求め、そこまで削れるよう工具を移動させてい
る。また、圧力センサで押し付け圧を監視し、これが一
定範囲内に入るように第２のリニアステップモータを移
動させている。これにより、製品の製作精度のばらつき
による位置ずれの吸収、理想仕上げ面に沿った研摩、押
し付け圧を一定範囲に保つことにより無理のない良好な
研摩を実現させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法において
は、面形状センサで得た溶接ビードの高さの情報は理想
仕上げ面を求め、ツールをそこまで移動させることのみ
に使用されており、面形状センサによって得られる溶接
ビードの大きさに基づいて送り速度を変えるといったこ
とはされていなかったので、元々ワークのどの地点にど
のような形状で発生するかまったく予測できないという
特質を持ったバリに対して、特に用意されたツールの能
力以上のバリが発生した場合には、ツールの切り込み量
を変え、形状認識からツールによる研削という一連の作
業を何度も繰り返して行うことによってしか対応できな
いため効率的ではないという問題が有った。

【０００４】また、従来の方法では送り方向に１ステッ
プごとに送るため、仕上げ面に条痕が残ってしまい、精
度の良い仕上げ面を確保できないという問題が有った。

【０００５】また、バリはワークのどの地点にどれだけ
発生するか予測できないため、バリの発生したワークの
位置により理想仕上げ面の曲率半径が異なる場合がある
が、従来方法は、ツールの押し付け圧の範囲を一度設定
すると理想仕上げ面の曲率半径の変化に対応することな
く研削を行っていたため、ワークのエッジ部では、切り
込みすぎによる不良を発生したり平面部の精度の確保す
ることが困難であった。以上のように、発生地点が予測
できず、かつ多様な大きさを持つ除去対象に対して、従
来の方法では力制御することによって押し付け圧が一定
と成るようにツールの切り込み量を変えることによって
しか対応できなかったため、効率良くしかもワークの精
度を確保する事ができなかった。

【０００６】本発明の目的は、ワークのどの地点にどの
ような大きさで発生するか予測のできないバリに対し
て、視覚センサ等によって得た除去対象の大きさの情報
を得ることにより、除去対象が大きい場合には送り速度
を遅くし、除去対象が小さい場合には送り速度を早くし
て、ツールの能力を最大限活用して効率良くバリと除去
するバリ取り方法を提供することにある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、仕上げ面に条
痕が残らないよう、連続的にツールを送るようにするバ
リ取り方法を提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、２回以上で研
削する必要の有るような大きなバリが発生した場合に
も、２回目以降の研削時のツールの位置合わせは再度形
状認識する事なく設定できるように予めバリ取り計画を
作成した後、研削作業に取りかかるバリ取り方法を提供
することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、エッジ部の切
り込みすぎがないように、事前に対象ワークの理想形状
及びワークに要求される精度等の設計情報を得ることに
より、仕上げ部分がエッジ上か平面上かを区別し、押し
付け圧を他の仕上げ加工パラメータと同様に自動的に設
定するバリ取り方法を提供することにある。

【００１０】さらに、バリの発生する可能性のある場所
を設計情報を活用することにより抽出できるので、視覚
センサによるバリの形状等の認識をする際のロボットの
軌跡が容易に作成でき、且つ抽出した領域のみを視覚認
識することでバリ取り時間を短縮するバリ取り方法を提
供することにある。以上、本発明の目的は、除去対象の
大きさや発生位置と各種の仕上げパラメータの関係を知
識データベースに蓄え、これに基づいて仕上げ加工パラ
メータを決定することにより、様々な大きさを持ち、任
意な場所で発生する除去対象に対して、最適な仕上げ加
工パラメータを予め設定することができ、高品質の仕上
げ面を短時間でえることができるバリ取り方法を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】形状認識手段によりワー
クの形状を認識し、バリの発生していないワーク面を基
準面として選択し、基準面からはみ出した部分をバリの
断面積として算出し、バリの断面積に応じてツールの送
り速度を適宜変化させるバリ取り作業計画を、予めバリ
取り作業を行う前に作成する。

【００１２】また、バリの発生しているワークの位置の
理想形状によって、ツールの押し付け圧を適宜変化させ
るバリ取り作業計画を予めバリ取り作業を行う前に作成
する。 また、設計段階で作成されるワークの理想形状
を予め記憶手段により記憶しておき、この理想形状にお
いてバリの発生しないワークの領域から基準点を選択
し、形状認識手段により前記ワークを認識し、この認識
されたワーク形状において前記理想形状の基準点に相当
する認識基準点を前記基準点と照合し、理想形状と、認
識形状を比較することによって、ワークに発生している
バリの位置及び断面積を算出し、前記算出されたバリの
位置に応じてツールの押し付け圧を、前記算出されたバ
リの断面積に応じてツールの送り速度を適宜変化させる
作業計画を、予めバリ取り作業を行う前に作成する。

【００１３】また、設計段階で作成されるワークの理想
形状を予め記憶手段により記憶しておき、この理想形状
においてバリの発生する可能性のある領域を前記記憶手
段に教示し、前記記憶手段に教示された領域を演算手段
によって読み出し、視覚センサが教示された領域のみを
視覚認識する軌跡を算出し、前記視覚センサが前記算出
された軌跡を通過することによってワークの形状を認識
し、バリの発生していないワーク面を基準面として選択
し、基準面からはみ出した部分をバリの断面積として算
出し、バリの断面積に応じてツールの送り速度を適宜変
化させるバリ取り作業計画を、予めバリ取り作業を行う
前に作成する。

【００１４】また、形状認識手段によりワークの形状を
認識し、バリの発生していないワーク面を基準面として
選択し、基準面からはみ出した部分をバリの断面積とし
て算出し、バリの断面積に応じてツールの送り速度、及
びバリ取り回数を適宜変化させるバリ取り作業計画を、
予めバリ取り作業を行う前に作成する。

【００１５】

【作用】ワークのどの地点にどのような大きさで発生す
るか予測できないバリに対して、予め形状認識をしてワ
ークに発生しているバリの断面積を求め、この求めたバ
リの断面積に応じてツールの送り速度を適宜変化させる
ことでツールの能力を最大限生かし、生産性を向上させ
ることができる。

【００１６】また、形状認識手段によって認識されたバ
リの大きさばかりでなく、認識手段が認識しているワー
クの位置を、ロボットの現在の位置と上位コンピュータ
の設計情報とを比較して求め、バリの発生している位置
のワークの理想形状を読み出し、バリの発生地点におけ
るワークの形状にあった押し付け圧を適宜変化させて研
削することで、精度良くしかも切り込みすぎによる不良
を防止できるバリ取り作業を行う。

【００１７】また、バリ取り作業を行う前に、予め形状
認識してバリの断面積を求め、この求めたバリの断面積
に応じてツールの送り速度を適宜変化させると共に、認
識手段が認識しているワークの位置を、ロボットの現在
の位置と上位コンピュータの設計情報とを比較して求め
ることによって、バリの発生している位置のワークの理
想形状に応じたツールの押し付け圧を適宜設定すること
で精度の良くしかも効率的なバリ取り作業を行え、しか
も視覚等の形状認識手段がバリ取り作業中に発生する粉
塵等によって悪影響を及ぼされることなく研削作業を行
え、高精度の仕上げ作業をする。

【００１８】また、予めワークの理想形状を記憶してお
き、バリの発生する可能性のある領域を上位コンピュー
タに教示することで、教示された領域情報を理想形状の
情報に組み合わせることができ、これによって、この領
域を検査する動作軌跡を検査する前に予め作成できるの
で、バリの発生位置が予測できなくても、ワーク全体を
形状認識することなく、形状認識する領域を予め絞り込
んだ後に、効率的に視覚認識する。

【００１９】また、バリの断面積と送り速度の関係、バ
リの位置するワークの理想形状とツールの押し付け圧の
関係、バリの断面積からバリ取り作業の回数、及びその
時の送り速度との関係を参照して、視覚認識されたバリ
の断面積に応じてバリ取り作業回数をバリ取り作業前に
決定するので、ツールの制御が容易となり、生産性も向
上する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明をバリ取りに応用した実施例に
ついて説明する。

【００２１】装置構成を図１に示す。ロボット１の手先
には、視覚センサ２、力センサ３、バリ取りツール４が
取付けられている。視覚センサからの情報は下位コンピ
ュータ５に送られる。ワーク９の理想形状、材質等の設
計段階に作成される設計情報は上位コンピュータ６内に
蓄えられているが、これもネットワーク７を介して下位
コンピュータに送られる。下位コンピュータ５では、設
計情報のワーク形状と視覚センサからの情報をワーク９
の各点で比較することでバリの形状を算出し、算出され
たバリの形状とワークが要求されている精度、バリの発
生場所等の設計情報から読み出し、これらの情報を元に
バリ取りパラメータ等の作業計画を作成する。このよう
に、作業前に予め作業計画を作成した後、ロボット制御
装置が作業計画に基づいて、ロボット１を駆動すると共
に力センサ３からの値を元に、所定の押し付け圧になる
ように制御しながら、ロボットを動かしてワーク９のバ
リ取りを行う。

【００２２】以下、全体の流れを一項目ずつ詳細に説明
する。

【００２３】最初に、上位コンピュータ６上で設計情報
を元にバリが発生する可能性のある場所を抽出する。こ
の抽出は、例えば対象ワークが鋳物の場合、上型と下型
との境界、長尺物の切断面をＣＡＤ情報である設計情報
に加えるように上位コンピュータに入力装置６′を介し
て教示することによって抽出する。尚、この教示は入力
装置６′に入力し、上位コンピュータ６に直接教示する
ことにより設計情報に加えることができるので、バリの
発生する可能性のある場所の点、線、あるいは面を教示
するだけで良く、ロボット制御装置８に１ステップ毎の
全ての位置を教示する必要はない。こうして得られたバ
リの発生する可能性のある場所をネットワーク７を介し
て下位コンピュータ５に送る。下位コンピュータ５で
は、上位コンピュータに蓄積してあるワークの設計情報
に加えた教示された情報を元に、視覚センサ２によりバ
リ形状認識を行う際の視覚センサの軌跡を生成する。こ
の時、ワークのセット位置を決め、視覚センサがワーク
を見る方向をワーク面に対して法線方向として、算出さ
れた視覚センサの軌跡からロボットの動作軌跡を作成
し、ロボット制御装置８へ送る。ロボット制御装置８で
はこの指令に基づきロボットを駆動して、ワーク上のバ
リの発生する可能性のある場所を視覚センサ２により検
査する。

【００２４】ロボットの軌跡は設計情報から生成する以
外に、通常のティーチングにより生成することも可能で
ある。また、本発明におけるロボットは、力センサ３を
有しているたるに、通常のティーチングボックスからの
数値指令によりロボットを動かすティーチング方法以外
に、人間がロボットの手先を持ってティーチングを行う
ダイレクトティーチも行うことが可能である。

【００２５】視覚センサによるバリ形状認識の方法を図
２に示す。視覚センサとしてはレーザスポットセンサ１
０を使用する。このセンサは三角測量の原理に基づくも
のであり、１カ所にレーザを照射した場合、センサから
ワーク９までの距離を得ることができる。このレーザス
ポット１０をバリがつながっている方向に対して垂直方
向に走査し、画像処理装置１１に送り込むことで、バリ
の断面画像１１′を得ることができる。

【００２６】バリの断面形状から理想仕上げ面位置１
２、及びバリ断面積を算出するアルゴリズムを図３によ
り説明する。視覚センサ２によりバリ形状認識を行って
いるのと同時に、ロボット制御装置８からロボット１の
手先位置、姿勢の情報が下位コンピュータ５へ送られて
くる。このロボット制御装置８から下位コンピュータ５
へ送られてくる情報と、視覚センサ２により得られる視
覚センサから下位コンピュータ５へ送られてくるワーク
までの距離の情報とから、その時に視覚センサ２が見て
いるワーク１上の位置が得られる。下位コンピュータで
は、設計情報のワーク形状と視覚認識により得られたワ
ークの形状とを各認識点毎に比較し、バリの発生しない
場所を理想仕上げ面位置算出基準１２とする。このよう
にして求めた理想仕上げ面位置算出基準１２を２点選択
し、これらの平均値より理想仕上げ面位置を得る。次
に、バリの発生する可能性のあるバリ認識範囲において
理想仕上げ面からはみ出した部分をバリとして認識す
る。これにより、バリの高さ、バリの断面積等が得られ
る。

【００２７】このアルゴリズムにより得られる情報を図
４に示す。

【００２８】視覚センサ２により得られる情報は、視覚
センサからワークの理想仕上げ面までの距離Ｌ、バリ幅
Ｗ、バリ高さＨ、バリ断面積Ａである。

【００２９】視覚センサとしてはレーザスポットセンサ
以外に図５に示すようにスリット光１３をワーク９に照
射し、ＴＶカメラ１３で撮像する光切断法によるものも
利用可能である。

【００３０】また、バリ形状認識を行なう視覚センサ
は、実際にバリ取りを行うロボットの手先に常時付けて
いても良いし、事前に形状認識を行なった後、これをツ
ールと交換しても良い。また、図６のようにバリ取りロ
ボットとは別なカメラコントロール装置１５に付けて形
状認識を行うことも可能である。

【００３１】さらに、レーザスポットセンサでは、図７
に示すように光の当らない影の部分１６ができてしまう
が、複数の視覚センサを用いることにより、この問題を
解決することができる。

【００３２】また、発生しているバリの量を得る方法と
しては、視覚センサ以外にも、実際にツールをワークに
倣わせながら力センサの値により知ることも可能であ
る。これは、各点における押し付け圧を、ロボット制御
装置より下位コンピュータに吸い上げることにより容易
に行われる。

【００３３】上述したように、ロボット制御装置８から
得られるロボット１の手先位置の情報と視覚センサとワ
ークとの相対位置との関係とから、視覚センサが見てい
るワークの位置がわかると、その位置に対応したワーク
の設計情報を上位コンピュータ６からネットワーク７を
介して下位コンピュータ５に取り込むことによって、バ
リの発生している場所のワークの曲率半径を知ることが
できる。

【００３４】また、バリの発生している場所の理想仕上
げ面の曲率とバリの断面積を求めるための他の実施例を
述べる。

【００３５】上位コンピュータ６より読み出したワーク
の理想形状から同一平面上にない基準点をバリの発生す
る可能性のない領域より３点選択する。視覚センサによ
り認識された実際のワークの形状において、理想形状の
基準点に相当する場所を認識基準点として教示し、認識
された形状の位置及び姿勢を補正することで基準点と認
識基準点を一致させて理想形状と認識形状とを比較し、
一致しない部分をバリとして認識する。これにより、バ
リの発生しているワークの理想形状の曲率半径、及びバ
リの断面積を算出することもできる。

【００３６】以上により、下位コンピュータ５の内部で
は、ワーク上のある位置におけるバリの断面積、及びそ
の位置のワークの理想仕上げ面の曲率半径の情報を作成
する。

【００３７】以下、図８に示すように理想仕上げ面の曲
率半径が０のエッシ部と∞の平面部の２通りについて説
明する。図９に下位コンピュータが上述した方法により
作成した情報であるグラフを示す。

【００３８】一方、下位コンピュータ５の内部には、今
までで得た情報とは別に、バリを削る際の最適なワーク
の理想仕上げ面の曲率半径によって定まる最適の押し付
け圧、バリの断面積の違いによるツールの送り速度等の
バリ取りパラメータ情報、及び要求される精度と、生産
性との兼ね合いから力制御の方向をワーク理想仕上げ面
に対して接線方向にするか法線方向にするかを選択する
力制御方法情報、１回で削れる最大量等の対応関係情報
を蓄積している知識データベースを持っておく。その具
体的な内容を図１０及び図１１に示す。

【００３９】まず、バリがエッジ上にある場合と平面上
にある場合とでは、エッジ上にある場合の方が、理想仕
上げ面より深く削り込んだ場合の研削力が、平面上にあ
る場合よりも小さいため、最適な押し付け圧も小さくな
る。これをあらかじめ実際により求めて、エッジ上のバ
リの最適押し付け圧は１５Ｎ、平面上のバリの最適押し
付け圧は２０Ｎといった情報としてデータベースに蓄え
ておく。また、最適押し付け圧の決定は、要求される精
度が高い場合には、曲率半径の違いによる最適押し付け
圧を予め実験等により求めておき、曲率半径の違いによ
りキメ細かい押し付け圧の設定をすることによって対応
できる。

【００４０】また、図１１に示すようにツールの単位時
間当りの研削量には上限が存在するが、バリ取り時間を
短縮するためには、常にこの値で削る方が良い。単位時
間当りの研削量は、バリ断面積と送り速度の積であるの
で、上限値を維持するためには、バリ断面積に応じて送
り速度を変化させる必要がある。基本的には、バリ断面
積が大きくなるにつれて送り速度を遅くするのである。
この関係を図１１の送り速度を求める式として表わす。

【００４１】微小なバリについては正確にその断面積を
得ることは困難なので、微小な値の範囲では断面積に拘
らず送り速度を一定とした方が良い。これが図１１にお
ける最高速度であり、断面積が微小であるかどうかのし
きい値が下限断面積である。

【００４２】逆に断面積が大きい場合に、送り速度を限
り無く０に近づけると正確にその速度に制御することが
困難であるので、仕上げ面にむらが生じてしまう。この
ような場合、仕上げ精度を確保するために、送り速度に
は下限を設定する必要がある。これが図１１に示した最
低速度である。そして、最低速度で削れる限界の断面積
が上限断面積である。

【００４３】バリが大きくなり、研削量が多くなると、
ツールの負荷が大きくなって良好な仕上げ面が得られな
くなる。そこで、１回の研削で良好な仕上げ面が得られ
ないと考えられる部分は２回以上で研削するようにバリ
取りの計画を変更する必要がある。このような場合、バ
リの断面積がこの上限断面積を超える場合にはバリの断
面積を整数ｎで割り、その解Ａが、下限断面積から上限
断面積の間になるように整数ｎを選択する。この場合、
ツール４の送り速度は解Ａを断面積とした場合の送り速
度とする。また、切削回数はｎ回となる。

【００４４】ツールの出力が大きくなると、単位時間当
りの研削量が増えるので、このグラフも右斜め上にシフ
トする。

【００４５】また、バリ取りを行う際には力制御により
ロボットを動かしているが、そのやり方にもいくつかの
方法がある。これを図１２に示す。要求されている仕上
げ面の精度が高い場合には、ロボットの軌跡誤差を吸収
させるために、面に垂直な方向に一定の押し付け圧で押
し付けるよう力制御を行い、面の接線方向には位置制御
を行う。しかし、理想仕上げ面の位置が正確に求められ
ている場合、あるいは、要求される仕上げ面の精度が高
くない場合には、逆に面に垂直な方向に位置制御を行
い、面の接線方向に力制御を行うことにより、削る量に
応じた送り速度で削ることが可能となり、バリ取り時間
を短縮することができる。

【００４６】さらに、力制御の一方法として仮想コンプ
ライアンス制御があるが、この方法を用いてバリ取りを
行うことも可能である。この方法は、単純な力制御では
なく、位置の偏差に応じて力を発生させる位置と力のハ
イブリッド制御である。仮想コンプライアンス制御を行
う場合には図１３に示すようなパラメータを各点ごとに
実時間で変えることができる。ロボットハンドとツール
の間の粘性抵抗係数Ｃ、弾性定数Ｋ、ツール送り速度
Ｖ、ツール回転角速度ω、砥石の種類などである。

【００４７】以上により、視覚センサから得られるバリ
の断面積の情報からはバリ取りツールの送り速度及び研
削回数等が決定され、設計情報とロボットの制御装置か
らの情報により得られるバリの発生位置がエッジ上か平
面上かの情報とワークの材質情報からは押し付け圧が決
定され、さらに仕上げ面に要求される精度からは力制御
方法が決定されて、一つのワークに対するバリ取り計画
が作成される。その例を図１４に示す。

【００４８】バリ取り計画は、下位コンピュータ内部で
作成されるので、これをロボット制御装置に送る。ロボ
ット制御装置では、この計画に基づいて力センサからの
値をフィードバックして力制御を行いながら、バリ取り
を行う。

【００４９】次に本発明の別な実施例について述べる。

【００５０】先の実施例では１つのワーク全体のバリ形
状認識を行った後、バリ取り計画を立てバリを取ってい
た。しかし、ロボットの手先にツールと視覚センサを両
方取付け、一方でバリを取りながら同時に、視覚センサ
によりその先のバリの形状認識を行い、バリ取り知識デ
ータベースから最適な研削パラメータを導き出してバリ
取りを行う方法もある。この場合も形状認識は先行して
行われるため、バリの大きさが急激に変化してもこれに
追従することが可能である。

【００５１】また、バリ取りと形状認識を同時に行う
と、バリ取りによって発生する粉塵、火花が形状認識の
妨げとなるが、これは、エア等で除去可能である。

【００５２】最後にバリ取りを行う際のフローチャート
を図１５に示す。

【００５３】まず、設計情報を元にバリが発生する可能
性のある場所を抽出する（ステップ１０２）。そして、
ワークのセット位置の教示を行って（１０３）、形状認
識時のロボットの動作軌跡を生成する（１０４）。次
に、生成された軌跡に沿ってロボットを動かし（１０
５）、視覚センサによりバリ形状認識を行う（１０
６）。これによって、バリ位置、バリ断面積のデータを
生成する（１０７）。これと、設計情報等から知識デー
タベースに基づき、ツールの送り速度、押し付け圧、作
業回数等を決定し、作業計画を作成する（１０８）。こ
れをロボット制御装置に送る（１０９）。

【００５４】実際のバリ取りを行う際には、研削力の検
出を行い（１１０）、リアルタイムでフィードバックし
ながら、押し付け圧が一定となるようにロボットの制御
を行う（１１１）。終了点に到達した場合には（１１
２）、次のワークに対する作業を行うかどうか判断し
（１１３）、行なわない場合にはすべての作業を終了す
る（１１４）。また、次のワークに対する作業を行う場
合にはワークの種類に変更があるかどうか調べ（１１
５）、同じ場合には、新たなワークに対して、先程生成
した形状認識時の動作軌跡に沿ってロボットを動かし、
形状認識、作業計画作成、バリ取りを行う。ワークの種
類に変更が有った場合には、新たな種類のワークの設計
情報を上位コンピュータより読み出し、最初の手順によ
り行う。

【００５５】

【発明の効果】本発明は、設計段階に作成されるワーク
の理想形状等の設計情報を活用することにより、バリの
発生するワークの領域のみを視覚認識することができる
ので、視覚認識のための時間を大幅に短縮することがで
きる。また、この時、バリの発生する可能性のある領域
の教示は、設計情報にマウス等によって領域指定するこ
とで容易に付け加えることができ、視覚センサ等の軌跡
の全てを教示する必要がなく効率的である。

【００５６】また、本発明は、視覚センサ等の形状認識
手段により対象ワークの形状を認識し、予め記憶させて
おいた対象ワークの設計情報とを比較することで、バリ
の断面積情報と、及びバリの発生している位置からその
地点のワークの理想形状情報と、バリの発生している位
置のワークの材質情報及び要求される精度を設計情報か
ら得ることにより、事前に最適な押し付け圧、送り速
度、力制御方法、仕上げ作業回数等を決定することがで
きる。これにより、発生場所及び大きさが対象ワーク毎
に異なるワークに対して、バリの大きさ、発生場所に応
じた最適なツールの送り速度及びツールの押し付け圧、
力制御方法により、仕上げを行うことが可能となり、仕
上げ作業時間の短縮、良好な仕上げ面の実現が可能とな
る。

【００５７】また、対象ワーク毎に予め作業計画を作成
した後、バリ取り作業に取りかかれるので、視覚センサ
等の形状認識手段が粉塵、火花等の悪影響を及ぼされる
ことなく作業をする事ができるので、仕上げ精度を向上
させることができる。

【００５８】また、事前に仕上げ作業計画を立てること
により、１回だけの研削では十分に取りきれないような
大量の除去対象に対しても、ここを２回以上で削るよう
に設定することが可能となり、高品質な仕上げ面を得る
ことができる。また、２回以上で削る場合、ツールの位
置制御を新たに行う必要がなく、作業計画に基づいて自
動で研削するので、研削時間を大幅に短縮することがで
きる。

【００５９】さらに、今までは人手に頼っていた仕上げ
作業を自動化することにより、騒音、粉塵等の劣悪な作
業環境が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動バリ取り装置の構成を示す図である。

【図２】視覚によるバリ形状認識方法を示す図である。

【図３】バリ形状認識アルゴリズムを示す図である。

【図４】視覚センサにより得られる情報を示す図であ
る。

【図５】ＴＶカメラを用いた光切断法を示す図である。

【図６】視覚センサをロボットの手先以外に付けた例を
示す図である。

【図７】レーザスポットセンサで生じる影を示す図であ
る。

【図８】バリ発生場所の違いを示す図である。

【図９】バリの発生場所におけるワークの形状とバリの
大きさを示す図である。

【図１０】知識データベースの例１を示す図である。

【図１１】知識データベースの例２を示す図である。

【図１２】力制御の適用方向を示す図である。

【図１３】仮想コンプライアンス制御のパラメータを示
す図である。

【図１４】バリ取り計画の例を示す図である。

【図１５】バリ取りのフローチャートを示す図である。

【符号の説明】

１…ロボット、 ２…視覚センサ、 ３…力センサ、 ４…バリ取りツール、 ５…下位コンピュータ、 ６…上位コンピュータ、 ７…ネットワーク、 ８…ロボット制御装置、 ９…ワーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 源治 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株 式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 前田 健次 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株 式会社日立製作所習志野工場内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】形状認識手段によりワークの形状を認識
   し、バリの発生していないワーク面を基準面として選択
   し、基準面からはみ出した部分をバリの断面積として算
   出し、 バリの断面積に応じてツールの送り速度を適宜変化させ
   ることを特徴とするバリ取り方法。
2. 【請求項２】形状認識手段によりワークの形状を認識
   し、バリの発生していないワーク面を基準面として選択
   し、基準面からはみ出した部分をバリの断面積として算
   出し、 バリの断面積に応じてツールの送り速度を適宜変化させ
   るバリ取り作業計画を、予めバリ取り作業を行う前に作
   成することを特徴とするバリ取り方法。
3. 【請求項３】形状認識手段によりワークの形状を認識
   し、バリの発生していないワーク面を基準面として選択
   し、基準面からはみ出した部分をバリの断面積として算
   出し、 バリの断面積に応じてツールの送り速度を適宜変化さ
   せ、かつバリの発生している押し付け圧が一定範囲内に
   収まるようにバリ取り作業計画を、予めバリ取り作業を
   行う前に作成することを特徴とするバリ取り方法。
4. 【請求項４】形状認識手段によりワークの形状を認識
   し、この認識された形状からバリの発生していないワー
   ク面を基準面として選択し、基準面からはみ出した部分
   をバリの断面積として算出するとともに、予め、設計情
   報を記憶している記憶手段からバリの発生している位置
   のワーク理想形状を読み出し、 前記算出されたバリの断面積の大きさに応じてツールの
   送り速度を、前記読出されたバリの発生位置のワーク形
   状に応じて押し付け圧を適宜変化させるバリ取り計画
   を、予めバリ取り作業を行う前に作成することを特徴と
   するバリ取り方法。
5. 【請求項５】予め設計情報を記憶している記憶手段から
   ワークの理想形状を読み出し、この理想形状においてバ
   リの発生しないワークの領域から基準点を選択し、 形状認識手段により前記ワークを認識し、この認識され
   たワーク形状において前記理想形状の基準点に相当する
   認識基準点を前記基準点と照合し、理想形状と、認識形
   状を比較することによって、ワークに発生しているバリ
   の位置及び断面積を算出し、 前記算出されたバリの位置に応じてツールの押し付け圧
   を、前記算出されたバリの断面積に応じてツールの送り
   速度を適宜変化させる作業計画を、予めバリ取り作業を
   行う前に作成することを特徴とするバリ取り方法。
6. 【請求項６】予め設計情報を記憶している記憶手段から
   ワークの理想形状を読み出し、この理想形状においてバ
   リの発生する可能性のある領域を前記記憶手段に教示
   し、 演算手段によって、前記記憶手段に教示された領域を読
   み出し、視覚センサが教示された領域のみを視覚認識す
   る軌跡を算出し、前記視覚センサが前記算出された軌跡
   を通過することによって、ワークの形状を認識し、 バリの発生していないワーク面を基準面として選択し、
   基準面からはみ出した部分をバリの断面積として算出
   し、 バリの断面積に応じてツールの送り速度を適宜変化させ
   るバリ取り作業計画を、予めバリ取り作業を行う前に作
   成することを特徴とするバリ取り方法。
7. 【請求項７】形状認識手段によりワークの形状を認識
   し、バリの発生していないワーク面を基準面として選択
   し、基準面からはみ出した部分をバリの断面積として算
   出し、 バリの断面積に応じてツールの送り速度、及びバリ取り
   回数を適宜変化させるバリ取り作業計画を、予めバリ取
   り作業を行う前に作成することを特徴とするバリ取り方
   法。
8. 【請求項８】形状認識手段によりワークの形状を認識
   し、バリの発生していないワーク面を基準面として選択
   し、基準面からはみ出した部分をバリの断面積として算
   出し、 バリの断面積と送り速度の関係、バリの位置するワーク
   の理想形状とツールの押し付け圧の関係、バリの断面積
   からバリ取り作業の回数、及びその時の送り速度との関
   係を蓄積しておき、これら関係に基づいて、前記算出さ
   れたバリの断面積に応じてツールの送り速度、及びバリ
   取り回数を適宜変化させるバリ取り作業計画を、予めバ
   リ取り作業を行う前に作成することを特徴とするバリ取
   り方法。
9. 【請求項９】対象ワークの形状を認識する認識手段と、 認識結果に基づいてバリの発生していないワーク面を選
   択した後、基準面を算出し、前記基準面からはみ出した
   部分をバリの断面積として算出し、この算出されたバリ
   の断面積に応じたツールの送り速度を適宜変化させる作
   業計画をバリ取り作業を行う前に、各ワークについて予
   め作成する演算手段を有することを特徴とするバリ取り
   装置。
10. 【請求項１０】予めワークの理想形状を記憶している記
    憶手段と、 対象ワークの形状を認識する認識手段と、 前記認識手段により認識されたワークの形状を基にバリ
    の発生していないワーク面を選択した後、選択されたワ
    ーク面の基準面からはみ出した部分をバリとして認識し
    たワークの各位置でのバリの断面積を算出し、この算出
    された断面積からその大きさに応じたツールの送り速度
    を、バリの発生しているワークの各位置の形状からツー
    ルの押し付け圧を決定し、作業を行う前に、各ワークに
    ついて予め作業計画を作成する演算手段を有することを
    特徴とするバリ取り装置。