JPH05345255A - 研削ロボットの研削経路生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研削作業開始前に、研削経路に関する基本的
なデータを教示するだけで、幅を考慮した研削経路が自
動的に新たに生成され、境界縁部の削り残しを発生させ
ることなく研削対象物のすべてを自動的に研削する。 【構成】 研削作業開始前に研削経路の基本的なデータ
が教示され、教示データに基づき研削工具３を移動さ
せ、研削対象物２１を研削する研削ロボットであり、研
削対象物の各部の幅を検出する幅検出装置（６，７，
８，１２，１３，１４）と、幅検出装置で検出した研削
対象物の幅に応じて研削経路３１，３２，３３，３４を
新たに生成する経路生成演算装置１０を備える。幅検出
装置には視覚センサが利用される。視覚センサには例え
ば研削対象物に対してスリット光を照射する投光器６
と、照射されたスリット光を撮像するテレビカメラ７が
用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は研削ロボットの研削経路
生成装置に係り、特に、作業開始前に、予め設定された
研削経路が教示され、この研削経路に沿って研削工具を
移動しながら研削対象物を研削するティーチングプレイ
バック方式の産業用研削ロボットに適用される研削経路
生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】手先部に設けられた研削工具を予め定め
られた研削経路に沿って移動しながら、研削工具で溶接
ビード等の研削対象物を研削するティーチングプレイバ
ック方式の研削用産業ロボットは、知られている。この
研削ロボットでは、一般的に、研削作業を開始する前
に、研削経路に関するデータが教示され、教示されたデ
ータは制御装置の記憶部に格納される。研削経路のデー
タは、位置データと姿勢データからなる。研削作業実行
時において、研削工具は、この研削経路に沿って移動し
ながら、溶接ビードを研削する。作業開始前に予め設定
される既存の研削経路は、母材面において溶接ビードが
形成されていると想定される箇所である。

【０００３】上記の研削作業では、通常、溶接ビードの
幅が問題となる。研削作業の開始前に教示される研削経
路の位置データは、溶接ビードの幅が研削工具の研削幅
にほぼ対応するものであるとして設定された基本的な位
置データであり、溶接ビードの幅が研削幅よりも十分に
広い場合を考慮していない。従って、研削工具の研削幅
に比較して、研削しようとする溶接ビードの幅が十分に
広い場合には、溶接ビードの縁部を削り残すことにな
る。

【０００４】そこで、従来では、上記の問題を解決する
ために、研削工具の研削角度を小さくしたり、研削工具
の直径を大きくしたり、または溶接ビードの幅に応じて
複数の研削経路の教示データを与えることで、溶接ビー
ド各部の広い幅の部分に対応していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】研削しようとする溶接
ビードの幅に起因する上記の問題を解決するための従来
の方策では、研削作業前に、溶接ビードの幅を測定し、
対策を決定しなければならないので、研削作業の全体の
自動化の観点では好ましいものではない。

【０００６】すなわち、従来の方策では、研削しようと
する溶接ビードの幅に応じて自動的に研削作業を実行で
きない構成を有する。従って、作業効率が低く、溶接ビ
ードの研削作業の自動化には対応しにくいという問題を
有していた。

【０００７】本発明の目的は、研削作業の開始前に、研
削しようとする溶接ビード等の研削経路に関する基本的
なデータを教示するだけで、溶接ビード等の幅が研削工
具の研削幅よりも十分に広い場合にも、幅を考慮した研
削経路が自動的に新たに生成され、溶接ビード等の境界
縁部の削り残しを発生させることなく、溶接ビード等の
すべてを自動的に研削できる研削ロボットの研削経路生
成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る研削ロボッ
トの研削経路生成装置は、上記目的を達成するため、次
のように構成される。

【０００９】所定の長さと幅を有する研削対象物を研削
する作業の開始前に研削経路の基本的なデータが教示さ
れ、研削作業時に教示されたデータに基づき研削経路に
沿って研削工具を移動させ、かつ当該研削工具で研削対
象物を研削する研削ロボットに適用されるものであり、
研削対象物の各部の幅を検出する幅検出装置と、幅検出
装置で検出した研削対象物の幅に応じて、当該研削対象
物の部分に関する研削経路を新たに生成する経路生成演
算装置を備える。

【００１０】前記の構成において、好ましくは、幅検出
装置は、研削対象物を撮像する視覚センサと、この視覚
センサで得られた画像に基づいて、研削対象物の両側の
境界部位置、２つの境界部の間の距離（研削対象物の
幅）、当該境界部間の中心点位置を求める演算装置を含
む。

【００１１】前記の構成において、好ましくは、経路生
成演算装置は、幅検出装置で得られた境界部間の距離お
よび中心点位置の各データと、予め設定された基本の研
削幅とを比較し、研削対象物の幅が基本の研削幅よりも
広いときには、研削対象物の幅方向区間について、研削
対象物の中央線に平行でかつ所定間隔の複数の新しい研
削経路を設定し、これらの研削経路を連結して一連の新
しい研削経路を生成する。

【００１２】前記の構成において、好ましくは、研削対
象物の高さを検出する高さ検出装置を設け、この高さ検
出装置で検出された研削対象物の高さと、境界部間の距
離および中心点位置の各データと、予め設定された基本
の研削幅とに基づいて、複数の新しい研削経路を設定す
る。

【００１３】前記の構成において、好ましくは、視覚セ
ンサは、研削対象物に対してスリット光を照射する投光
器と、照射されたスリット光を撮像する撮像装置とから
なり、演算装置は、撮像装置で得られたスリット光像に
おける母材面部分と研削対象物部分の間の２つの交点の
座標を演算する交点演算装置と、座標変換演算装置とか
らなり、２つの交点の座標を用いて研削対象物の境界部
間の距離、中心点位置を求める。

【００１４】

【作用】本発明では、研削ロボットの手首に、例えばス
リット光投光器とテレビカメラを配設し、研削工具の周
囲に視覚センサを設ける。この視覚センサを利用して、
研削対象物の幅を測定する幅検出装置を構成する。研削
作業前に予め設定された既存の研削経路が教示されるテ
ィーチングプレイバック方式の研削ロボットにおいて、
溶接ビード等の研削対象物が与えられた時、幅検出装置
によって研削対象物の各部の幅を検出し、さらに、経路
生成演算装置により、上記の幅情報に基づいて幅に応じ
た研削工具の研削経路を新しく生成する。

【００１５】研削対象物の幅の検出は、望ましくは、ス
リット光投光器からスリット光を照射し、テレビカメラ
がスリット光像を撮像することにより行われる。すなわ
ち、光切断法を適用して研削対象物の幅を測定する。投
光器の中心軸とテレビカメラの中心軸とを交差させ、そ
の交差点を、教示された研削経路に沿って始点から終点
まで移動させる。その移動において、各教示点でテレビ
カメラで撮像を行い、スリット光像を取得し、画像メモ
リに格納する。この場合に、投光器から溶接ビードに照
射されたスリット光は、母材面と溶接ビード表面の境界
点で区分けされるので、スリット光像において、２つの
境界点に対応した２つの交点が形成される。そこで、こ
れらの２つの交点の座標を幾何学的な所定の計算式で求
める。更に、経路生成演算手段において、２つの交点の
座標値をロボット固有の座標系に変換する。

【００１６】研削工具を、教示された研削経路に沿って
始点から終点まで移動させ、一連の前記２つの交点を得
る。各教示点で、２つの交点の位置情報を用いて、研削
対象物の幅を算出し、この幅と、研削工具の基本の研削
幅を比較し、所定の条件の下で、新しい研削経路を設定
し、研削工具を連続して移動させる新たな研削経路を生
成する。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１は本発明の代表的な実施例を示す構成
図、図２は実際の溶接ビードの境界線位置を検出する原
理、および検出データを用いて当該溶接ビードの幅を算
出する方法を説明するための図である。

【００１８】図１において１は溶接ビードを研削する産
業用ロボット（以下ロボットという）である。ロボット
１の手先部２には、研削工具３が取り付けられる。研削
工具３はグラインダであり、所定の研削幅を有する。４
は作業台５に載置されたワークで、ワーク４の表面、す
なわち母材面上には、研削対象である溶接ビードが形成
される。溶接ビードは、所定の長さおよび幅を有する

【００１９】研削工具３の近くには、ワーク４の溶接ビ
ード部分にスリット光を照射する投光器６と、上記スリ
ット光の反射光を受光し、スリット光が照射された溶接
ビード部分を撮影するテレビカメラ７が配設される。投
光器６とテレビカメラ７は、ロボット１のアームの手首
に取り付けられる。テレビカメラ７で得られた映像信号
は画像入力装置８に入力される。投光器６とテレビカメ
ラ７は、研削工具３が研削しようとする溶接ビードの幅
を検出し測定するための視覚センサとして機能する。

【００２０】スリット光を与える投光器６の光源として
は、例えば６７０ｎｍ〜６９０ｎｍの発振領域を有する
半導体レーザが使用される。またテレビカメラ７の受光
部には前記波長領域に対応する分光感度特性を有する干
渉フィルタを備える。これにより、外乱光の影響を排除
できる。また、投光器６から照射されるスリット光は可
視光であるので、研削姿勢を生成するためのスリット光
の照射位置が良く分かると共に、作業者の安全にも役立
つ。

【００２１】ワーク４の母材面に形成された溶接ビード
を研削するロボット１の研削作業の全動作は、ロボット
コントローラ９によって制御される。本実施例のロボッ
ト１はティーチングプレイバック方式で構成され、研削
作業を開始する前に、溶接ビードが形成されている場所
として、既存の研削経路に関する位置データおよび研削
工具３の姿勢データが、それぞれ教示される。ロボット
コントローラ９は、一般的な構成として、演算処理装置
及び記憶装置を内蔵し、記憶装置に格納された動作指令
用プログラム、教示された位置データ及び姿勢データに
基づいて、研削作業を実行するための制御指令をロボッ
ト１に対し与える。位置データは、複数の教示点の座標
データによって構成される。ロボット１は、各関節部に
配設された駆動装置を制御指令に基づいて動作させ、研
削作業に必要とされる研削工具３の位置及び姿勢を所要
の状態にする。ロボットコントローラ９の制御指令に基
づいて、ロボット１は、その手先部２に設けられた研削
工具３を、研削経路に沿って始点から終点まで移動させ
る。

【００２２】上記ロボット１のロボットコントローラ９
は、さらに、経路生成演算装置１０と撮像指令部１１を
備えている。

【００２３】経路生成演算装置１０は、後述するよう
に、前記視覚センサを利用した測定で得られる実際の溶
接ビードの幅のデータに基づいて、溶接ビードの実際の
幅に対応した最適な研削経路の位置データを生成する機
能を有する。前述のごとく、ロボットコントローラ９に
は作業開始前に研削経路の位置データが教示される。こ
の位置データは、研削しようとする溶接ビードが基本の
幅を有するものであることを前提とし、溶接ビードの幅
が基本の幅よりも広い場合に対して配慮していない。そ
こで、例えば研削作業の前に、研削しようとする溶接ビ
ードの実際の幅がどの程度のものかを測定し、ビード幅
が基本の幅よりも広い場合には、幅方向において研削経
路となる点を適当な数だけ設定し、これらの点に対応さ
せて幾つかの研削経路を生成し、かつこれらの研削経路
を連結する。こうして、教示された研削経路に関する基
本的な位置データに対して、溶接ビードの幅に応じて、
削り残しが生じないように研削を反復する新しい研削経
路を生成し、これらの研削経路を連結し、１回の連続的
な移動動作で幅の広い溶接ビードを自動的に研削するこ
とが可能となる。

【００２４】撮像指令部１１は、視覚センサとして機能
するテレビカメラ７や画像入力装置８等の撮像装置に対
し動作指令を与えるための手段である。

【００２５】画像入力装置８に与えられた画像データ
は、さらに画像メモリ１２に送られ、ここに格納され
る。１３は交点座標演算装置、１４は座標変換演算装置
である。画像入力装置８、画像メモリ１２、交点座標演
算装置１３、座標変換演算装置１４は、コンピュータで
構成され、それぞれ機能手段として実現される。

【００２６】交点座標演算装置１３は、画像メモリ１２
に格納された画像データに対し画像処理を施す。この画
像処理は、スリット光像において、母材面に対応する像
部分と、溶接ビードに対応する像部分との間に形成され
る２つの境界点、すなわち交点の座標を求める演算であ
る。交点の座標は、テレビカメラ７で得られた画像の上
で定義される座標である。

【００２７】座標変換演算装置１４は、交点座標演算装
置１３で求められた２つの交点の座標を、ロボット１の
上で定義された固有の座標系へ変換する。座標変換演算
装置１４で得られた交点の座標は、ロボットコントロー
ラ９の経路生成演算装置１０に与えられる。経路生成演
算装置１０は、２つの交点の変換後の座標に基づいてロ
ボット１の研削経路に関するデータを生成する。生成さ
れた研削経路のデータは、ロボットコントローラ９の記
憶装置に格納される。

【００２８】ティーチングプレイバック方式の産業用ロ
ボットによる溶接ビードの研削作業では、予め教示され
た研削軌道に基づいて、始点から終点に至るまで研削工
具３を移動させる。本実施例のロボット１では、研削し
ようとする溶接ビードの各部の幅を検出し、その幅の広
さが研削工具３の研削幅よりも広い場合に、削り残しが
生じないように研削経路を修正する研削動作制御が行わ
れる。溶接ビードの幅の検出は、研削作業の開始前に行
ってもよいし、研削作業を行いながら行っても良い。

【００２９】溶接ビードの幅の検出には、前述の投光器
６とテレビカメラ７からなる視覚センサが利用される。
次に、図１〜図３を参照して、溶接ビードの境界点位置
とビド幅と中心点の検出方法について説明する

【００３０】図２によって、母材面上のスリット光像部
分と、溶接ビード上のスリット光像部分の間の境界部分
に形成される２つの交点の座標を求める画像処理につい
て、説明する。

【００３１】ワーク４の母材面上には溶接ビード２１が
形成される。この溶接ビード２１に対して接近状態で研
削工具３が配置される。研削工具３は、教示された研削
軌道に沿って、送り方向Ａに向かって移動する。この移
動において、研削工具３の先端部に付設された投光器６
は、スリット光を溶接ビード２１に向けて照射する。２
２はスリット光を照射することによりワーク母材面及び
溶接ビードの表面に形成されるスリット光の照射軌跡を
示す。テレビカメラ７は照射軌跡２２を撮影する。投光
器６とテレビカメラ７は、それらの中心軸が角度θで交
差するように配置され、その照射方向中心軸と撮像方向
中心軸の交差点をＳとする。溶接ビード２１の実際の幅
を検出するための作業において、ロボット１の研削工具
３の位置の制御では、交差点Ｓが、教示された研削経路
の上に来るように移動制御を行う。すなわち、図２に示
すように、ロボットコントローラ９による制御に基づき
交差点Ｓが経路上にある教示点Ｄに来るまで研削工具３
を移動させる。

【００３２】交差点Ｓが教示点Ｄに来ると、ロボットコ
ントローラ９の撮像制御部１１が撮像指令を出し、テレ
ビカメラ７が、投光器６からのスリット光照射で形成さ
れた照射軌跡２２を撮像する。テレビカメラ７の受光部
７ａで得られたスリット光像２３は画像入力装置８を経
て画像メモリ１２に格納される。スリット光像２３は照
射軌跡２２に対応し、図２に示されるごとく、ＵＶ平面
の座標で表現される。教示点で撮像されたスリット光像
は、画像メモリ１２において、ＸＹ平面で定義される座
標で表現される。

【００３３】交点座標演算装置１３は、画像メモリ１２
に格納されたスリット光像２３について、母材面の直線
状スリット光像部分２３ａと溶接ビード２１上の曲線状
スリット光像部分２３ｂとの間の境界点である２つの交
点ａ，ｂの座標値を求める。求められた交点ａ，ｂの座
標値は、画像メモリ座標系での座標値である。座標変換
演算装置１４は、求めた交点ａ，ｂの座標値を、ロボッ
ト１の固有座標系へ座標変換を行い、母材面と研削対象
である溶接ビード部との境界点Ａ，Ｂに対応するロボッ
ト１上の座標値を求める。境界点Ａは交点ａに対応し、
境界点Ｂは交点ｂに対応する。境界点Ａ，Ｂは、教示点
Ｄに対応する溶接ビード２１の境界線位置を表してい
る。

【００３４】上記のごとく境界点Ａ，Ｂが求められる
と、点Ａ，Ｂの間の距離を算出することにより、溶接ビ
ード２１のビード幅を得ることができる。また、点Ａ，
Ｂの平均点を算出することにより、溶接ビード２１の中
心点の位置を算出することができる。

【００３５】図２中の拡大図は、画像メモリ１２に格納
されたスリット光像２３の形状を示したものである。ス
リット光像２３では、母材面および溶接ビードの各形状
に依存して直線状のスリット光像部分２３ａと曲線状の
スリット光像部分２３ｂが生じる。そして直線状のスリ
ット光像部分２３ａと曲線状のスリット光像部分２３ｂ
の境界点として２つの交点ａ，ｂが定義される。

【００３６】前述のごとく、教示点Ｄにおける溶接ビー
ド２１の境界点Ａ，Ｂの座標と、ビード幅と、中心点の
座標を求めることができる。上記の演算は、研削経路の
各教示点に関して行われる。こうして、実際の溶接ビー
ド２１に関して、研削経路の始点から終点に至る全行程
について、各教示点に対応する所定数のスリット光像を
得、各部の境界点、ビード幅、溶接ビードの中心点を求
める。演算で得られた各値は、ロボットコントローラ９
の記憶装置に蓄えられる。

【００３７】画像メモリ１２でのスリット光像２３の格
納の仕方は、画像メモリ１２の容量によって異なる。通
常、比較的に容量の小さいものを用いるので、各教示点
においてスリット光像を格納し、所要の演算を行った後
には、次の教示点のスリット光像によって更新する。ま
た画像メモリ１２の容量を大きくして複数のスリット光
像を格納するように構成することもできる。

【００３８】次に図３を参照して、溶接ビード２１の境
界線位置と中央線位置を検出する方法を、さらに具体的
に説明する。図３において、３１が境界線であり、３２
が中央線である。

【００３９】ロボット１のアームの手首に搭載された投
光器６とテレビカメラ７の各中心軸の交差点Ｓを、ある
指定の位置から教示された研削経路の始点Ｄ１まで移動
すると、その時点でテレビカメラ４が動作し、前述した
画像入力装置８、画像メモリ１２、交点座標演算装置１
３、座標変換演算装置１４の各動作に基づいて、点Ｄ１
に対応している溶接ビード２１の２つの境界点Ａ１（ｘ
a1，ｙa1，ｚa1）とＢ１（ｘb1，ｙb1，ｚb1）が求めら
れる。また、境界点Ａ１，Ｂ１の中心点Ｃ１（ｘc1，ｙ
c1，ｚc1）と、境界点Ａ１，Ｂ１の距離Ｗ１が求められ
る。始点Ｄ１における検出作業が終了すると、前記交差
点Ｓが次の教示点Ｄ２に一致するように研削工具３を移
動し、教示点Ｄ２において前記と同様な検出作業を実行
する。こうして交差点Ｓが、研削経路３１における終点
Ｄｎまでのすべての中間教示点に次々に移動され、各教
示点で上記の検出作業を繰り返す。前記境界線３１は、
複数の境界点によって決まり、前記中央線３２は複数の
中心点で決まる。すなわち、検出作業がすべて終了した
後に、点列で表した下記の溶接ビードの中央線、その両
側にある境界線、ビード幅が得られる。

【００４０】

【数１】 ただし、 Ｃｊ＝（ｘcj，ｙcj，ｚcj） Ａｊ＝（ｘaj，ｙaj，ｚaj） Ｂｊ＝（ｘbj，ｙbj，ｚbj） ｊ＝１，…，Ｎ Ｎ＝既存検出経路上の点の個数

【００４１】次に図４および図５を参照して、求められ
たビード幅に応じて研削経路を生成する過程について説
明する。この研削経路の生成は、経路生成演算装置１０
で行われる。図４では、一例として、教示された研削軌
道の始点での溶接ビードの断面を示している。説明の便
宜上、溶接ビード２１の幅が、研削工具３の研削幅より
も広く、その広さはユーザが指定した研削経路の基本的
な間隔の約５倍であると仮定している。また溶接ビード
の高さが０であることを仮定して、研削経路を生成して
いる。

【００４２】図４に示すように、中心点Ｃ１から境界点
Ａ１，Ｂ１のそれぞれまで、ユーザが指定した間隔ｍに
基づいて、中間点Ｐ１〜Ｐ４を計算によって生成する。
またＡ１とＰ１の距離と、Ｂ１とＰ４の距離は、間隔ｍ
よりも小さく、これ以上分割することができないので、
境界点Ａ１，Ｂ１を研削経路を形成する点として用い
る。また中間点と境界点とが一致する場合には、境界点
を研削経路を形成する点として用いることにする。上記
の間隔ｍは、溶接ビードの幅が研削工具３の研削幅より
も広い場合に、より細かく研削経路を設定するための間
隔である。この間隔ｍの大きさは、任意に設定すること
ができる。実際の溶接ビードのビード幅は、溶接ビード
の全長にわたり幅が一定ではなく、部分的に幅が広い箇
所が形成される。溶接ビードの幅の広い箇所の境界部の
研削経路を形成する教示点の数は、中心部または中間部
の研削経路を形成する教示点の数に比較すると、少なく
なる。

【００４３】図５は、図４で示した４つの中間点Ｐ１〜
Ｐ４および中心点Ｃ１によって新たに生成された研削経
路を連結して、ビード幅に応じた新しい研削経路を生成
することを示す。この場合、説明の便宜上、溶接ビード
２１の幅が均一であり、幅の広さがユーザによって指定
された研削経路幅の３〜４倍の範囲に含まれるとする。
生成した研削経路は、以下に示すように、点列によって
表現される。

【００４４】

【数２】 左の境界線：｛Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５｝ 新規経路 ：｛Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１
５｝ 中央線 ：｛Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５｝ 新規経路 ：｛Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２
５｝ 右の境界線：｛Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５｝

【００４５】研削作業を連続的に行うために、下に示す
ように、境界線３１および中央線３２と、生成した研削
経路３３，３４は連結される。両側の２つの境界線３１
および中央線３２も、新しい研削経路として利用され
る。

【００４６】

【数３】

【００４７】上述した研削経路の生成方法は、溶接ビー
ドの高さを０と仮定している。溶接ビードの高さが０で
ないときには、高さを配慮しなければならない。すなわ
ち、溶接ビードの研削位置の高さが異なる場合には、高
さに応じてビード幅が異なるので、新たに研削経路を生
成するときに、各高さでのビード幅に応じて研削経路の
本数を調節する必要がある。

【００４８】そこで、前記の投光器６とテレビカメラ７
からなる視覚センサで得られる画像データを利用して、
溶接ビードの高さを検出することができる高さ検出手段
を構成し、溶接ビードの高さ情報を用いて研削しようと
する溶接ビードの幅を設定する。高さを有する母材面に
平行な断面について、そのビード幅は、前述の溶接ビー
ドの表面位置のデータから計算し、計算されたビード幅
の情報に基づいて、溶接ビードの境界部の間に生成され
る研削経路の本数を算出する。

【００４９】前記の実施例では溶接ビードを研削する研
削ロボットについて説明した。溶接ビードは研削対象の
一例であり、適当な長さと幅を有する研削対象物であれ
ば、任意のものの研削に適用できる。

【００５０】前記の研削経路の生成の作業は、研削作業
を行う前に実施されるのが一般的である。また研削経路
生成の処理の高速化を図ることにより、研削作業を行い
ながら直前に研削経路を生成するように構成することも
できる。

【００５１】前述のスリット光投光器とテレビカメラの
代わりに、ＣＣＤ素子をライン上に配置してなる一次元
ＣＣＤカメラまたはＰＳＤ（position sensing device)
を利用した装置構成などを、研削対象物である溶接ビー
ドの形態を検出するための視覚センサとして用いること
ができる。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、次の効果を奏する。視覚センサをロボットアーム
の手首に設け、研削対象物の幅を検出し、検出した幅が
研削工具の研削幅よりも広い場合には、当該幅に応じた
新しい研削経路を生成するように構成したため、研削対
象物の幅の広狭に関係なく常に削り残しの生じない最適
な研削経路を設定することができ、基本的な研削経路に
関する教示データを与えるだけで、研削作業の全自動化
を達成することができる。また、研削ロボットに与えら
れる基本的な研削条件を変更することなく、溶接ビード
等の研削作業の仕上げ精度および作業効率を向上するこ
とを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研削ロボットの全体的な構成を示
す構成図である。

【図２】投光器、テレビカメラ、画像メモリの機能を説
明するための図である。

【図３】実際の溶接ビードの各部の境界点位置、中心点
位置、ビード幅を検出する方法を説明するための図であ
る。

【図４】ビード幅が広い場合に、中間における研削経路
の生成方法を説明するための図である。

【図５】新たに設定された複数の研削経路を連結して形
成された研削経路に従って研削工具を移動する順序を説
明するための図である。

【符号の説明】

１ …ロボット ２ …手先部 ３ …研削工具 ４ …ワーク ６ …投光器 ７ …テレビカメラ ８ …画像入力装置 ９ …ロボットコントローラ １０ …経路生成演算装置 １２ …画像メモリ １３ …交点座標演算装置 １４ …座標変換演算装置 ２１ …溶接ビード ２２ …照射軌跡 ２３ …スリット光像 ３１ …境界線 ３２ …中央線 ３３，３４ …研削経路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さと幅を有する研削対象物を研削する
   作業の開始前に、予め設定された研削経路に関する基本
   的なデータが教示され、研削作業時に前記データに基づ
   き前記研削経路に沿って研削工具を移動し、前記研削工
   具で前記研削対象物を研削する研削ロボットにおいて、 前記研削対象物の各部の幅を検出する幅検出手段と、前
   記幅検出手段で検出した前記研削対象物の幅に応じて研
   削経路を生成する経路生成演算手段を備えることを特徴
   とする研削ロボットの研削経路生成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の研削ロボットの研削経路
   生成装置において、前記幅検出手段は、前記研削対象物
   を撮像する視覚センサと、この視覚センサで得られた画
   像に基づいて、前記研削対象物の両側の境界部位置、前
   記境界部の間の距離、前記境界部の間の中心点位置を求
   める演算手段を含むことを特徴とする研削ロボットの研
   削経路生成装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の研削ロボットの研削経路
   生成装置において、前記経路生成演算手段は、前記幅検
   出手段で得られた境界部間の距離および中心点位置の各
   データと、予め設定された基本の研削幅とを比較し、研
   削対象物の幅が基本の研削幅よりも広いときには、前記
   研削対象物の幅方向区間について研削対象物の中央線に
   平行でかつ所定間隔の複数の新しい研削経路を設定し、
   これらの研削経路を連結して一連の新しい研削経路を生
   成することを特徴とする研削ロボットの研削経路生成装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の研削ロボットの研削経路
   生成装置において、前記研削対象物の高さを検出する高
   さ検出手段を設け、この高さ検出手段で検出された研削
   対象物の高さと、前記境界部間の距離および中心点位置
   の各データと、予め設定された基本の研削幅とに基づい
   て、前記複数の新しい研削経路を設定することを特徴と
   する研削ロボットの研削経路生成装置。
5. 【請求項５】 請求項２記載の研削ロボットの研削経路
   生成装置において、前記視覚センサは、前記研削対象物
   に対してスリット光を照射する投光器と、照射された前
   記スリット光を撮像する撮像装置とからなり、前記演算
   手段は、前記撮像装置で得られたスリット光像における
   母材面部分と研削対象物部分の間の２つの交点の座標を
   演算する交点演算手段と、座標変換演算手段とからな
   り、前記２つの交点の座標を用いて研削対象物の境界部
   間の距離、中心点位置を求めることを特徴とする研削ロ
   ボットの研削経路生成装置。