JPH0579416U - バリ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】断面形状が複雑な工作物の場合でも、容易にバ
リの大きさを求めることができるバリ測定装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】バリ検出子２３と表面検出子２２とが相対的に
変位可能に支持されており、表面検出子２２先端の表面
検出ローラ２９は、溝が円周方向に複数形成されるとと
もに、揺動体２８によってフローチング可能な構成とな
っている。従って、表面検出子２２は常に工作物の表面
に接触し、バリ検出子２３はバリに乗り上げて工作物の
表面に対するバリの高さを検出できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロボットの先端に取り付けられて工作物のバリの高さを測定するバ リ測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

鋳物製品に発生するバリを効率良く除去するためには、発生したバリの有無お よび大きさを測定する必要がある。従来、このようなバリ測定装置には、図６（ ａ）で示されるようなレーザスキャン方式の変位測定器Ｓが用いられている。こ のような変位測定器Ｓから照射されるレーザ光によって、工作物ＷＡの表面上を 一定方向に走査し、変位量を測定すると、工作物ＷＡ上に発生したバリ１の部分 では変位量が大きく変化するため、バリ１の有無と高さを検出することができる 。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述したようなバリ測定装置では、図６（ａ）で示されるような平面 的な工作物ＷＡの場合や、断面形状が真円形状の工作物の場合は、バリ測定装置 に対して工作物表面までの位置が一定または一定の割合で変化するため、図６（ ｂ）で示される変位測定器の出力からも明らかなように工作物ＷＡ表面とバリ１ との出力が明確となり、演算によってバリ１の高さｈを特定することが容易であ るが、図６（ｃ）で示されるカムシャフトのような断面形状が複雑な工作物ＷＢ の場合は、バリ測定装置に対して工作物表面までの位置が不特定に変化するため 、変位測定器Ｓの出力が図６（ｄ）で示されるようになり、演算によってバリ１ の高さｈを特定することが非常に困難であるという問題点があった。

【０００４】 本考案は以上の問題点を解決するためになされたものであり、カムシャフトの ような断面形状が複雑な工作物の場合でも、容易にバリ高さを求めることができ るバリ測定装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案のバリ測定装置は、上述した目的を達成する手段として、駆動手段によ って相対的に移動される工作物の表面に接触してこの工作物に形成されたバリの 高さを測定するバリ測定装置であって、測定装置本体部に平行かつ軸線方向に各 個単独でスライド可能に支持された第１スライド軸および第２スライド軸と、 前記第１スライド軸の先端にこの第１スライド軸の軸線方向と直交する軸線回り に回転可能に支持され円周方向にバリ高さよりも深い多数の溝を形成した表面検 出ローラと、前記第２スライド軸の先端に前記表面検出ローラと平行な軸線回り に回転可能に支持されたバリ検出ローラと、前記表面検出ローラの先端とバリ検 出ローラの先端とが一致する方向に前記第１スライド軸および前記第２スライド 軸を付勢する付勢手段と、前記第１スライド軸および前記第２スライド軸の相対 変位を測定する変位測定器とを備えたものである。

【０００６】

【作用】

工作物にバリ測定装置を接近させて表面検出ローラとバリ検出ローラとを工作 物の表面に接触させると、工作物の表面は駆動手段によって相対的に移動される ため、バリが形成されている部分に表面検出ローラとバリ検出ローラとが接触す るまでは、表面検出ローラとバリ検出ローラの先端は一致し、第１スライド軸と 第２スライド軸との間に相対的な変位は生じない。バリが形成されている部分に 表面検出ローラとバリ検出ローラとが接触すると、表面検出ローラは溝が形成さ れているためバリに影響されずに工作物の表面に当接する。しかし、バリ検出ロ ーラはバリに乗り上げてバリの高さ分だけ付勢手段の付勢力に反して第２スライ ド軸を変位させる。この時生じる第１スライド軸と第２スライド軸の相対変位を 変位測定器によって測定する。

【０００７】

【実施例】

以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１において、１０は６軸型 の多関節ロボットであり、アーム先端に取り付けられたバリ測定装置２０により 工作物Ｗのバリの有無および高さを測定するものである。バリ測定装置２０は、 アーム先端から取り外し可能となっており、ロボット１０がバリ除去用の工具に 持ち替えることによってバリ除去作業を行えるようになっている。工作物Ｗは、 図５に示すようなカムシャフトであり、バリ１が存在するカム部とジャーナル部 からなる複数の測定部Ｗ１からＷ７を有してモータ５２（駆動手段）により回転 １００回りに回転駆動される。

【０００８】 バリ測定装置２０は、図２、図３および図４に示すように、本体部２１に表面 検出子２２とバリ検出子２３が支持された構成となっている。この表面検出子２ ２とバリ検出子２３は平行に支持され、互いに独立して図３において上下方向に 変位可能となっている。 表面検出子２２は直動軸受２６ａに支持された第１スライド軸２４の先端に枠 体２７が取り付けられており、この枠体２７には、揺動体２８が揺動可能に支持 され、さらに揺動体２８の先端には表面検出ローラ２９が回転可能に支持されて いる。表面検出子２２は、第１スライド軸２４の枠体２７が取り付けられていな い末端側にストッパ３０が取り付けられ、枠体２７と本体部２１との間にバネ３ １（付勢手段）を介して支持されることにより、常に図３において下方に付勢さ れている。枠体２７は、図２に示すように後述する変位測定器３２から照射され るレーザ光Ｌを反射する反射板２７ａを有している。

【０００９】 揺動体２８は回転軸３００を中心として揺動可能に枠体２７に支持され、２つ のストッパピン３４，３６によって揺動角度をθに規制されている。ストッパピ ン３４は、枠体２７の反射板２７ａの下面に取り付けられており、揺動体２８に 固着されたストッパブロック３５との間にバネ３４を支持するとともに、ストッ パブロック３５に当接して、図２おいて弾性的に上下方向の揺動を規制している 。ストッパピン３６は、ストッパブロック３５に取り付けられており、枠体２７ に当接して、図２おいて左右方向の揺動を規制している。

【００１０】 表面検出ローラ２９は、回転軸２００を中心として回転可能に揺動体２８に支 持された円盤形状の部材である。この表面検出ローラ２９の外周には鋸歯状の溝 ２９ａが円周方向に多数形成されており、この溝２９ａの深さｄは推定される最 大のバリの高さよりも大きい値に設定されている。 バリ検出子２３は表面検出子２２と同様に直動軸受２６ｂに支持された第２ス ライド軸２５の先端に枠体３７が取り付けられており、第２スライド軸２５の枠 体３７が取り付けられていない末端側にストッパ４０が取り付けられ、枠体３７ と本体部２１との間にバネ３８（付勢手段）を介して支持されることにより、常 に図３において下方に付勢されている。枠体３７には、バリ検出ローラ３９が回 転可能に支持されており、バリの検出を行わない通常の状態ではバリ検出ローラ ３９と表面検出ローラ２９とは回転軸２００を中心とした同軸上となるように設 定されている。このバリ検出ローラ３９は、表面検出ローラ２９と同径の円盤形 状の部材であるが、バリ検出ローラ３９のように溝は形成されておらず真円形状 であり、広範囲のバリを検出できるようにバリ検出ローラ３９よりも肉厚の部材 となっている。

【００１１】 また、図２、図４に示されるようにストッパ４０には、ブラケット４１が取り 付けられている。ブラケット４１はバリ検出子２３側から表面検出子２２側へＬ 字状に伸び、表面検出子２２の枠体２７の反射板２７ａ上で変位測定器３２を固 着している。変位測定器３２はレーザ光Ｌの照射光とその反射光から照射位置か ら反射位置までの距離を測定する距離センサである。従って変位測定器３２は、 バリ検出子２３と表面検出子２２との相対的な変位によって生じる変位測定器３ ２先端の検出部３２ａと枠体２７の反射板２７ａとの距離の差を検出するように なっている。

【００１２】 次に図１に基づいて本実施例の電気的構成について説明する。４５はロボット １０の制御を行うためのロボットコントローラである。ロボットコントローラ４ ５は、主に中央処理装置（ＣＰＵ）４６、記憶装置４７およびサーボユニット４ ８からなる。記憶装置４７は、あらかじめ作業者によって教示された加工軌跡に 関する教示データや、ロボット１０の動作プログラムを記憶するエリアを有する とともに、後述する測定されたバリに関するデータを保管するバリデータ保管エ リア４７ａを有する。中央処理装置４６は、記憶装置４７に記憶された動作プロ グラムや教示データに基づいてロボット１０の各軸毎の目標位置を算出しサーボ ユニット４８に出力するようになっている。サーボユニット４８はロボット１０ の各軸毎のサーボ制御用ＣＰＵを備え、中央処理装置４６から与えられた目標位 置を実現すべくロボット１０のサーボモータをフィードバック制御するようにな っている。

【００１３】 バリ測定装置２０の変位測定器３２から出力された変位量は、この変位量を増 幅するセンサアンプ４９、バリの有無を判定するコンパレータ５０および工作物 Ｗの測定部Ｗ１からＷ７とバリに関するデータを対応させて記憶するバリ測定デ ータ記憶装置５１を介してロボットコントローラ４５に出力されるようになって いる。

【００１４】 次に本実施例の作用について説明する。ロボット１０は、ロボットコントロー ラ４５からの動作指令に従い、工作物Ｗの測定部Ｗ１からＷ７を順次測定すべく 位置決め制御される。図５において測定部Ｗ４（他の測定部も同様）を測定する 場合は、ロボット１０はバリ測定装置２０の先端を測定部Ｗ４の表面に押し付け るように位置決め固定される。ここにおいて工作物Ｗは、サイクルタイム短縮の ため既に回転駆動されているが、この位置決め固定後に回転駆動されても良い。

【００１５】 バリ測定装置２０が位置決め固定され、工作物Ｗが回転駆動された時、測定部 Ｗ４の表面にバリ１が存在しないフラットな位置ではバリ検出子２３と表面検出 子２２の先端は一致する。従って、バリ検出子２３と表面検出子２２との間に相 対的な変位は生じないため、変位測定器３２から出力は一定値を示す。しかし、 測定部Ｗ４の表面にバリ１が存在する位置では、バリ検出子２３と表面検出子２ ２の先端はバリ高さｈの分だけ相対的な変位が生じる。即ち、表面検出子２２の 表面検出ローラ２９には溝２９ａが形成され、揺動体２８が角度θ分だけ揺動可 能であるため、バリ１が存在しても揺動によるフローチング作用によってバリ１ と干渉すること無く、これをまたいで常に測定部Ｗ４の表面に当接する。しかし 、バリ検出子２３のバリ検出ローラ３９は真円形状であるため、バリ１を乗り越 え、バリ高さｈの分だけバネ３８の付勢力に反して変位する。この相対変位によ って変位測定器３２の検出部３２ａと枠体２７の反射板２７ａとの距離が変化す るため、この変位量を変位測定器３２はセンサアンプ４９に出力する。

【００１６】 センサアンプ４９は変位測定器３２からの変位量を増幅し、バリ高さデータと してアナログ出力する。コンパレータ５０はセンサアンプ４９から出力されたバ リ高さデータをあらかじめ定められた設定値と比較し、この設定値よりバリ高さ データが大きければ工作物Ｗにおける現在測定している測定部にバリが存在する として、バリ有りの信号をバリ高さデータとともにバリ測定データ記憶装置５１ に出力する。また、設定値よりバリ高さデータが小さければ測定部にバリが存在 しないものとして、バリ無しの信号をバリ測定データ記憶装置５１に出力する。

【００１７】 バリ測定データ記憶装置５１は現在測定を行っている箇所が測定部Ｗ４である ことを示すデータをロボットコントローラ４５から受け取り、この測定部Ｗ４と 、コンパレータ５０からのバリの有無を示す信号とバリ高さｈとを１組としてマ ップ状に記憶する。 以上のようなバリ１の測定を工作物Ｗの測定部Ｗ１からＷ７の全てにおいて繰 り返し行った後、これらのバリ測定データ記憶装置５１に記憶されたバリに関す るデータ群は、ロボットコントローラ４５内の記憶装置４７におけるバリデータ 保管エリア４７ａに転送され記憶される。そして動作プログラムに基づいてロボ ット１０はアーム先端のバリ測定装置２０を外し、バリ除去用の工具と持ち替え ることによりバリデータ保管エリア４７ａのデータに基づいて工作物Ｗのバリ除 去作業を行う。この時、バリに関するデータは、測定部Ｗ１からＷ７に対するバ リ１の有無と、バリ高さｈが記憶されているため、バリ１の無い測定部は作業か ら外し、バリ高さｈに応じた効率の良いバリ除去作業が行える。

【００１８】 以上述べたように本実施例のバリ測定装置２０では、バリ検出子２３と表面検 出子２２とが相対的に変位可能とし、表面検出子２２先端の表面検出ローラ２９ は、溝２９ａが形成されるとともに、揺動体２８によってフローチング可能であ るために、バリ１と干渉することが無い。従って常に変位測定器３２は、工作物 Ｗ表面を基準としたバリ１の高さを検出できるため、工作物Ｗが複雑な形状であ ってもデータを複雑な演算処理によって求める必要が無くバリ１の高さを高速に 求めることができる。また、構成が簡単で有るために鋳物製品を扱う比較的環境 の悪い所でも精度の良いバリ１の検出作業が行える。

【００１９】 上述した実施例では、バリに関するデータを測定部、バリの有無およびバリ高 さの３つのデータより構成しているが、必要によっては測定部とバリの有無や、 測定部とバリの高さ等の２つのデータから構成しても良い。また、上述した実施 例において工作物Ｗを回転駆動するモータ５２の回転角度αをエンコータ５２ａ によって検出し、測定部におけるバリ１が発生している位相を求める構成として も良い。この場合、回転角度αをバリ測定データ記憶装置５１に出力することに よりバリに関するデータは、測定部、バリの発生する位相、バリの有無およびバ リ高さの４つのデータより構成され、工作物の表面積に対してバリの存在する位 置が不特定かつ狭い範囲の場合には回転角度αに基づいてバリを割り出し、効率 良くバリ除去作業が行える。

【００２０】 さらに本実施例ではモータ５２によって工作物Ｗを回転駆動しているが、バリ 測定装置２０が有する２つのローラの回転方向、即ち表面検出ローラ２９とバリ 検出ローラ３９の回転方向と同方向に工作物Ｗをスライド移動させる構成にして も良い。また、本実施例では表面検出子２２側に反射板２７ａを設け、バリ検出 子２３側に変位測定器３２の検出部３２ａを設けているが、これとは逆に表面検 出子２２側に変位測定器３２の検出部３２ａを設け、バリ検出子２３側に反射板 ２７ａを設ける構成としても良く、変位測定器３２もレーザ光を用いるものに限 られるものではなく、例えば表面検出子２２とバリ検出子２３の相対変位をリミ ットスイッチによって検出する構成によって、バリの有無と高さを判断するよう にしても良い。

【００２１】

【考案の効果】

以上、述べたように本考案のバリ測定装置は、第１スライド軸と第２スライド 軸とが相対的に変位可能とするとともに、第１スライド軸先端の表面検出ローラ は溝が形成されているために、バリと干渉することが無い。従って常に変位測定 器は、工作物表面を基準としたバリの高さを検出できるため、工作物が複雑な形 状であってもデータを複雑な演算処理によって求める必要が無くバリの高さを高 速に求めることができる。また、構成が簡単で有るために鋳物製品を扱う比較的 環境の悪い所でも精度の良いバリの検出作業が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の全体構成を示す図である。

【図２】本実施例のバリ測定装置を示した図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２のＢ矢視図である。

【図５】本実施例の作用を説明するための図である。

【図６】本考案の従来技術を示した図である。

【符号の説明】

２１ 本体部 ２４ 第１スライド軸 ２５ 第２スライド軸 ２９ 表面検出ローラ ２９ａ 溝 ３１，３８ バネ ３２ 変位測定器 ３９ バリ検出ローラ ５２ モータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動手段によって相対的に移動される工
   作物の表面に接触してこの工作物に形成されたバリの高
   さを測定するバリ測定装置であって、測定装置本体部に
   平行かつ軸線方向に各個単独でスライド可能に支持され
   た第１スライド軸および第２スライド軸と、前記第１ス
   ライド軸の先端にこの第１スライド軸の軸線方向と直交
   する軸線回りに回転可能に支持され円周方向にバリ高さ
   よりも深い多数の溝を形成した表面検出ローラと、前記
   第２スライド軸の先端に前記表面検出ローラと平行な軸
   線回りに回転可能に支持されたバリ検出ローラと、前記
   表面検出ローラの先端とバリ検出ローラの先端とが一致
   する方向に前記第１スライド軸および前記第２スライド
   軸を付勢する付勢手段と、前記第１スライド軸および前
   記第２スライド軸の相対変位を測定する変位測定器とを
   備えたことを特徴とするバリ測定装置。