JPH06270078A

JPH06270078A - アルミホィールのバリ取りロボット装置およびアルミホィールのバリ取り方法

Info

Publication number: JPH06270078A
Application number: JP5982293A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kimura; 洋一木村; Takashi Murata; 隆志村田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】工具の送り速度を比較的高くしても、工具に
過大な荷重をかけずに、アルミホィールの大きなバリを
取り除くこと。【構成】力センサーを有するロボット本体と、このロ
ボット本体の工具の送り方向には位置制御し、同じく工
具のアルミホィールへの押付け方向には押付け制御し
て、工具の教示データを作成し、この教示データに基づ
く再生の第１段階では、工具の送り方向には位置制御
し、工具のアルミホィールへの押付け方向にはスティフ
ネス力制御して粗加工し、同じく前記再生の第２段階で
は、工具の送り方向には位置制御し、工具のアルミホィ
ールへの押付け方向には押付け力制御して仕上げ加する
ロボット制御装置とからなるアルミホィールのバリ取り
ロボット装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は教示再生型ロボット装置
による鋳物のバリ取りに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の教示再生型ロボット装置による鋳
物のバリ取りに関するものとし、特開平０４−３０６７
０４号公報に開示された「力制御ロボットにおけるバリ
及び面取り方法」がある。この方法は次に説明する力制
御ロボットにより、鋳物のバリ及び面取りを行うもので
ある。力制御ロボットは、先端に工具を有し、この工具
を把持する工具ホルダー、この工具ホルダーに固定した
力センサー、この力センサーに固定したロボットアー
ム、工具を回転・ひねりなどをするためのサーボモー
タ、およびパルスエンコーダを有するロボット本体と、
このロボット本体を教示および再生するための記憶装
置、演算装置などを有するロボット制御装置とからな
る。

【０００３】そしてこの力制御ロボットにより、まず工
具の移動経路、ルートを教示する。この教示は、粗加工
用の工具の移動経路教示と、仕上げ加工用の工具の移動
経路教示とがある。次に教示された工具の移動経路に基
づいて再生し、加工する。この加工も、粗加工用の移動
経路教示を再生する粗加工と、仕上げ加工用の移動経路
教示を再生する仕上げ加工とがある。

【０００４】ここで粗加工は、工具を教示された粗加工
用移動経路に沿わして再生する位置制御をする。そして
仕上げ加工は、工具の送り方向には教示された仕上げ加
工用移動経路方向とする位置制御とし、工具のワークへ
の押付け方向には押付け力を一定とする力制御をして再
生する。このようにしてバリおよび面取りを一緒に行う
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この従来の力制御ロボ
ットによるバリおよび面取り方法では、特に大きなバリ
や、形状の不規則な大きなバリを取る場合に、特に粗加
工において次のような課題がある。すなわち、工具の送
り速度を極めて遅くしないと工具に過大な荷重がかか
り、工具やロボット本体を破損することがある。本発明
の目的は、特に大きなバリや、不規則なバリを取る場合
であっても、特に粗加工のとき、工具の送り速度を遅く
しなくても、工具に過大な荷重がかからないバリ取りロ
ボット装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミホィー
ルのバリ取り装置であって、アルミホィールに直接に接
する工具、この工具を掴む工具ホルダー、この工具ホル
ダーに固定した力センサー、この力センサーに固定した
ロボットハンド、およびこれらを駆動するためのサーボ
モータ、パルスエンコーダを有するロボット本体と、こ
のロボット本体の前記工具の送り方向には位置制御し、
前記工具の前記アルミホィールへの押付け方向には押付
け力制御して、前記工具の教示データを作成し、この教
示データに基づく再生の第１段階では、前記工具の送り
方向には位置制御し、前記工具の前記アルミホィールへ
の押付け方向にはスティフネス力制御して粗加工し、前
記再生の第２段階では、前記工具の送り方向には位置制
御し、前記工具の前記アルミホィールへの押付け方向に
は押付け力制御して仕上げ加工するロボット制御装置と
を有することを特徴とするアルミホィールのバリ取りロ
ボット装置である。

【０００７】

【作用】本発明のバリ取りロボット装置によれば、アル
ミホィールに特に大きなバリや、不規則な大きなバリを
取る場合であって、工具の送り速度を比較的高くして
も、粗加工において工具のアルミホィールへの押付け方
向にはスティフネス力制御を行っているので、工具に大
きな荷重がかかることがなく、ロボット本体が破損する
こともない。

【０００８】スティフネス力制御を行うと、工具がアル
ミホィールの特に大きなバリなどに当たったとき、力セ
ンサーが力を検出し、この力の大きさから決まる制御速
度で、工具がアルミホィールの基準経路から離れる。そ
して、この離れることにより基準経路からの変位が表わ
れ、この変位に比例した戻り力が発生する。この戻り力
で特に大きなバリなどを取ることになる。従って、工具
の送り速度を比較的高くしても、アルミホィールの特に
大きなバリなどに当たっても工具が逃げるので、工具や
ロボット本体が破損することがない。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図２は本実施例を説明するための、アルミホィール、お
よびそのバリ取りロボット装置の全体構成図である。ア
ルミホィール３０は図２〜図５に示すようにほぼ円筒上
のリム部３１とこの内周側に形成したディスク部３２と
から一体でなり、このディスク部３２には貫通する窓部
３３が例えば６個所あいている。これらの窓部３３は互
いに同形状で、アルミホィール３０の中心位置より等距
離の位置で、かつ当間隔に配置されている。

【００１０】そして、図３のアルミホィール断面図に示
すようにディスク部３２はリム部３１軸方向に対し、中
心ではなくズレた位置に（図３においては上部に）形成
されている。本実施例は図３、図４に示すようなアルミ
ホィール３０の窓部３３内周部に発生したバリＡを取除
く、バリ取りロボット装置、およびバリ取り方法に関す
るものである。

【００１１】ここでアルミホィール３０は強度上など機
能的に問題ないことは勿論、重要であるが、さらにキズ
などのない、あるいはバリの取り残しをきれいになくす
など外観上の見栄え、すなわち美観が重要である。これ
はアルイホィールが鉄製ホィールなどより高価であるた
めの宿命的なことである。特にアルミホィールの窓部３
３付近については、これを車体に装着したとき、車外か
ら見えることもあり加工の仕上げ許容精度が緩むことな
く、キズなどを見落とせない、美観の重要なところであ
る。そして、このようなアルミホィール３０の窓部３３
をデザイン窓と呼ぶこともある。

【００１２】次に図２を参照して説明する。アルミホィ
ール３０は割台上（図示していない）に載置され、固定
されている。ある１つの窓部３３Ａのバリ取りを終了す
ると割出台がアルミホィール３０中心位置を中心にして
例えば３６０°／６＝６０°回転する。この割出台の回
転により、窓部３３Ａの隣にあって、バリ取りを終了し
ていない窓部３３Ｂが、この回転する前の窓部３３Ａの
位置に来る。この回転、および各窓部３３のバリ取りを
繰返し行い、アルミホィール３０の窓部例えば６ヶ所に
ついて全てバリ取りを行う。

【００１３】バリ取りロボット装置はロボット本体１０
とこれを教示、および再生をするためのロボット制御装
置２０とからなる教示、再生型ロボット装置である。ロ
ボット本体１０はロボット制御装置２０に接続する動力
線１３および信号線１４を有している。

【００１４】ロボット本体１０は、アルミホィール３０
に直接に触しバリ取り加工あるいは教示をするための工
具Ｔ１、この工具Ｔ１を掴む工具ホルダー１２、これら
工具Ｔ１などを回転するためのサーボモータＭ１、同じ
くひねるためのサーボモータＭ２、同じく曲げるための
サーボモータＭ３、同じく前後進するためのサーボモー
タＭ４、同じく上下降するためのサーボモータＭ５、同
じく旋回するためのサーボモータＭ６を有しており、さ
らに工具ホルダー１２には後で説明する力制御をするた
めの力センサー１１を取付け、力センサー１１はロボッ
ト本体１０の先端部のロボットハンド１５に取付けられ
ている。また、各々のサーボモータＭ１〜Ｍ６には各々
の減速機（図示していない）、およびその回転位置を検
出する各々のパルスエンコーダＰＥ１〜ＰＥ６（図５に
図示している）が取付られている。

【００１５】ロボット制御装置２０は、この全体構成図
を図５に示し、主制御ＣＰＵ２１と力センサーＣＰＵ２
２とをマルチバスにて接続したマルチＣＰＵシステムで
ある。主制御ＣＰＵ２１は以後に説明するような演算
処理を行う装置である。力センサーＣＰＵ２２は力セン
サー１１の検出値に、工具Ｔ１の重量等の補償をして、
工具Ｔ１の座標係値に変換処理する装置である。サーボ
カウンター２３はパルスエンコーダＰＥからのパルス信
号をカウントとし、マルチバスに接続され工具Ｔ１の現
在位置を示すためのものである。

【００１６】Ｄ／Ａ変換器２４はマルチバスに接続さ
れ、主制御ＣＰＵ２１、力センサーＣＰＵ２２、メモリ
２６、ティーチングボックス２７などの信号をＤ／Ａ変
換してサーボアンプ２５に発信するものである。サーボ
アンプ２５はＤ／Ａ変換器２４からの信号を増幅してサ
ーボモータＭに速度指令信号として発信するものであ
る。メモリ２６は工具Ｔ１の教示データのサーボカウン
タ値をそのまま、あるいはこれを工具Ｔ１の位置姿勢の
成分値に加工したものなどを記憶する装置である。

【００１７】ティーチングボックス２７は工具Ｔ１の位
置、移動経路を教示する場合に、ロボット本体１０の工
具Ｔ１をリモート誘導するときに用いるものである。操
作パネル２８は力制御のパラメータ設定や、ロボット本
体１０の動作モード切り換えを行うためのもので、スイ
ッチ類およびディスクプレイを有している。Ｆ／Ｖ変換
器２９はパルスエンコーダＰＥからのパルス信号を速度
制御ループ用の信号に変換してサーボアンプ２５に与え
るものである。

【００１８】次に以上説明したバリ取りロボット装置、
すなわち教示再生型ロボット装置により、アルミホィー
ル３０の窓部３３のバリ取りを行う操作、手順について
説明する。図４はアルミホィール３０の窓部３３、１個
所を示し、この内周部に形成されたものがバリＡであ
り、図３にもバリＡを示す。本実施例はこのバリＡを取
るロボット装置、あるいはそのバリ取り方法である。
図１はバリ取り操作、手順の概要を示すフローチャート
である。このバリ取り作業は工具Ｔ１の移動経路、基準
経路を決める教示データの作成と、この教示データに基
づいて工具Ｔ１を再生する加工作業とに別けることがで
きる。

【００１９】教示データの作成は、図３および図４に示
すアルミホィール３０の窓部３３におけるバリＡのない
もの、すなわちモデルワーク、モデル窓部、あるいは仕
上がった形状のアルミホィール３０窓部３３について行
い、粗教示と仕上げ教示とを行って作成する。粗教示は
まず図４に示すように粗教示点Ｐ１〜Ｐ６（以後ゴシッ
ク文字はベルトルを表わす）をモデル窓部の内周面より
少し内周側に離れた点に決める。そして、ここにティー
チングボックス２７の操作にて力センサー１１の固定さ
れた工具Ｔ１を誘導して、その位置を粗教示点Ｐ１〜Ｐ
６としてロボット制御装置のメモリ２６に入力し記憶さ
せる。

【００２０】また、粗教示点Ｐ１〜Ｐ６間を移動中の工
具Ｔ１がアルミホィール３０のモデル窓部内周面にそれ
ぞれ押付ける押付け方向Ｆ１〜Ｆ６、およびその押付け
力Ｆｄを次のように演算し、メモリ２６に入力し、記憶
させる。まず、粗教示点Ｐ１、Ｐ２間の押付け方向Ｆ
１、およびその押付け力Ｆｄは、粗教示点Ｐ１、Ｐ２間
のほぼ中間点に工具Ｔ１を持って来て、直接モデル窓部
の内周面に押付け方向Ｆ１、押付け力Ｆｄで押付ける。
このとき、力センサー１１で検出された３軸方向の各分
力から方向余弦を演算する。

【００２１】この後、粗教示点Ｐ２、Ｐ３間について
も、粗教示点Ｐ１、Ｐ２間と同様にして、押付け方向Ｆ
２、および押付け力Ｆｄを演算し、メモリ２６に入力
し、記憶させる。この後も同様にして粗教示点Ｐ６、Ｐ
１間までについて行い、押付け方向Ｆ３〜Ｆ６、および
押付け力Ｆｄを演算し、メモリ２６に入力し記憶させ
る。ここで押付け方向Ｆｉはモデル窓部の内周面に対し
法線方向にあるいはそれに近い方向になるようにする。

【００２２】このようにするためには粗教示点Ｐｉの位
置、および個所がほぼ決まって来る。すなわち、モデ
ル窓部の形状が決まれば、粗教示点Ｐｉの位置およびそ
の個所がほぼ決まって来る。本実施例の場合は図４に示
すように粗教示点Ｐ１〜Ｐ６が６個所で図示されたそれ
らの位置となる。さらに押付け方向Ｆ１〜Ｆ６も図４に
示すような方向であり、押付け力Ｆｄである。また、工
具Ｔ１の送り速度Ｖもパラメータとして操作パネル２８
に入力し、メモリ２６に記憶させる。以上で教示データ
作成のうちの粗教示は終了する。

【００２３】次に行う仕上げ教示はこの粗教示に基づく
自動生成によって行う。すなわち、工具Ｔ１を粗教示点
Ｐ１〜Ｐ６を基にモデル窓部の内周面に沿って移動させ
る。このとき、モデル窓部の内周面への押付け方向Ｆ１
〜Ｆ６で、一定の押付け力Ｆｄで、かつ工具Ｔ１の送り
速度Ｖで移動させる。ここで、工具Ｔ１の移動した軌跡
をロボット制御装置２０のサンプリング周期で、そのメ
モリ２６に記憶させる。詳細は図６を用いて次に説明す
る。

【００２４】まず、粗教示点Ｐ１をメモリ２６から読み
出す。次に工具Ｔ１を粗教示点Ｐ１に移動し、さらに粗
教示点Ｐ１からモデル窓部の内周面に接触するまで移動
する。この移動は一つ前の粗教示点Ｐ６から粗教示点Ｐ
１までの方向と同じ方向に、力センサー１１の検出値を
監視しながら低速で行う。この接触が力センサー１１に
よって確認されると、仕上げ教示作成のプログラムがス
タートし、次の粗教示点Ｐ２と押付け方向Ｆ１とのデー
タをメモリ２６より読み出す。このときの工具Ｔ１の位
置をＣｎ（ｎ＝０）とする。

【００２５】次に粗教示点Ｐ１、Ｐ２間のＰＴＰ（Ｐｏ
ｉｎｔｔｏＰｏｉｎｔ）教示を行うが、このサンプ
リング周期間隔Ｔｓは、例えばＴｓ＝１０ｍｓｅｃなど
とし、ロボット制御装置２０のサンプリング周期に同期
させる。この粗教示点Ｐ１、Ｐ２間のＰＴＰ教示を図７
に基づいて説明する。まず、工具Ｔ１を粗教示点Ｐ１か
ら粗教示点Ｐ２への方向に移動させて、この方向を位置
制御方向とする。

【００２６】そして、現在位置Ｃｎ（ｎ＝０，１，２，
・・・ｎ）から位置制御方向の次の点、すなわち位置制
御方向のＴｓ後の点までの増分量を△Ｃｎｐとする。従
って、△Ｃｎｐは工具Ｔ１の位置制御方向速度にＴｓを
乗算したものである。次に現在位置Ｃｎから押付け方
向Ｆ１の次の点すなわち、押付け方向のＴｓ後の点まで
の増分量を△Ｃｎｆとする。ここで押付け方向を力制御
方向とも言う。

【００２７】この押付け方向の増分量△Ｃｎｆについて
は、力センサー１１の固定された工具Ｔ１がモデル窓部
の内周面に押付けられ、この押付け方向Ｆ１に移動する
制御速度Ｖｆとして与えられる。制御速度Ｖｆは、工具
Ｔ１とモデル窓部の内周面とに生ずる実際の押付け力、
すなわち力センサー１１で検出される力制御方向の力Ｆ
ｘと、粗教示のとき入力し記憶された押付け力Ｆｄとの
差に比例するようにする。すなわち、Ｖｆ＝Ｋｆ（Ｆｘ
−Ｆｄ）で表わされ、押付け方向Ｆ１には押付け力制御
される。ここで、Ｋｆ＝力制御ゲイン係数（比例定数）
である。

【００２８】そして、これらの位置制御方向と押付け方
向（力制御方向）との制御は同時に行うハイブリッド制
御である。このようにして得られた現在位置Ｃｎからの
位置制御方向増分量△Ｃｎｐと押付け方向増分量△Ｃｎ
ｆとを用い、ベクトル合成演算し、次の位置サンプリン
グ周期後（Ｔｓ後）の位置Ｃｎ＋１を算出して求める。
次の位置Ｃｎ＋１はＣｎ＋１＝Ｃｎ＋△Ｃｎｐ＋△Ｃｎ
ｐで表わされる。このとき、力センサー１１の検出値に
ついてはセンサー座標系であるので、工具座標系にさら
に基準座標系に変換しておく必要がある。

【００２９】次に演算して求められた次の位置Ｃｎ＋１
について逆座標変換の演算により、ロボット本体１０、
各サーボモータＭ１〜Ｍ６軸の各パルスエンコーダＰＥ
１〜ＰＥ６値θｎ＋１として求め、メモリ２６に教示デ
ータとして入力し記憶する。そして、各サーボモータＭ
１〜Ｍ６軸をその位置へ制御処理し、工具Ｔ１は次の位
置Ｃｎ＋１に移動させたことになる。以上説明した操
作、処理をサンプリング周期Ｔｓ毎に行い、粗教示点Ｐ
２付近に工具Ｔ１が来るまで、工具Ｔ１位置Ｃｎ（ｎ＝
０，１，２，・・・ａ）まで行う。

【００３０】次に、工具Ｔ１位置Ｃｎが粗教示点Ｐ２付
近Ｃａからは、押付け方向Ｆ２、押付け力Ｆｄ、および
位置制御方向を粗教示点Ｐ２、Ｐ３方向で、工具Ｔ１位
置Ｃａまでと同様のやり方で、粗教示点Ｐ３付近の工具
Ｔ１位置Ｃｎ（ｎ＝ａ＋１，ａ＋２，・・・ｂ）まで行
う。このやり方を繰り返し、工具Ｔ１の位置が元の位置
であるＣｏに達するまで行う。以上で仕上げ教示が終了
し、モデルワークの教示データの作成が終了する。すな
わちモデルワークの基準経路でＰＴＰ教示点Ｘｉとして
作成される。この教示データの作成のとき、工具Ｔ１は
切削などワークの加工を行わないので、刃のない例えば
円柱状の教示用工具にするとよい。

【００３１】次に図１に示すように作成されたモデルワ
ークの教示データに基づいて自動再生を行い、ワーク、
バリＡのあるアルミホィール３０の窓部３３を加工作業
する。この加工作業は第１段階で粗加工を行い、第２
段階では仕上げ加工を行う。粗加工は工具Ｔ１の送り方
向には作成された教示データの基準経路方向の位置制御
を行い、工具Ｔ１の窓部３３への押付け方向Ｆｉにはス
ティフネス力制御を行い加工する。スティフネス力制御
とは工具Ｔ１がバネで支持されているように制御するこ
とで、本実施例の場合はこれをソフトウエアにて制御す
る。

【００３２】スティフネス力制御は、押付け方向Ｆｉに
工具Ｔｉが移動する制御速度Ｖｆとして与えられ、この
制御速度Ｖｆは次式で表わされる。Ｖｆ＝Ｋｆ（Ｋｓ・△Ｘｆ−Ｆａ）ここでＫｆ＝力制御ゲイン係数（比例定数）、Ｋｓ＝スティフネス係数 △Ｘｆ＝基準経路（教示データとして作成された）から
の変位成分Ｆａ＝力センサー１１の力制御方向力検出値この式について説明すると次のとおりである。

【００３３】工具Ｔ１が窓部３３のバリＡに当り、力セ
ンサー１１により力Ｆａが検出されると、この力Ｆａと
力制御ゲイン係数Ｋｆとから決まる制御速度Ｖｆで、工
具Ｔ１が基準経路より離れる方向に逃げる。この逃げる
ことにより基準経路からの変位成分△Ｘｆが表われ、こ
の変位成分△Ｘｆに比例したＫｓ△Ｘｆの戻り力が発生
して釣合い状態となる。すなわち、押付け方向Ｆｉ、力
制御方向には押付け力Ｋｓ△Ｘｆでバリ取りをする。つ
まり、ソフトウェアでバネの作用が実現できる。

【００３４】次に、工具Ｔ１の送り方向には作成された
教示データの基準経路方向の位置制御を行い、工具Ｔ１
の窓部３３への押付け方向Ｆｉ、力制御方向にはスティ
フネス力制御を用いた、アルミホィール３０の窓部３３
のバリＡを取る粗加工について説明する。まず開始にあ
たり、スティフネス係数を設定し入力、記憶させる。ま
た、以前に説明した式におけるＫｆ＝力制御ゲイン係数
については、既に仕上げ教示のときに入力し、記憶した
ものを用いる。次に作成された教示データに基づく自動
再生をスタートさせ、その基準経路であるＰＴＰ教示点
Ｘｉと押付け方向Ｆ１とのデータを読み出す。以下図８
を用いて説明する。

【００３５】ここで、工具Ｔ１の押付け方向Ｆ１は粗教
示のときに入力し、記憶させた押付け方向Ｆ１〜Ｆ６の
Ｆ１である。この押付けけ方向Ｆｉは、基準経路である
ＰＴＰ教示点Ｘｉに対応し、押付け方向Ｆ１〜Ｆ６のい
ずれかである。次いで工具Ｔ１の送り方向には基準経路
であるＰＴＰ教示点Ｘｉ方向、基準経路方向の位置制御
を行う。すなわち、現在位置Ｘｉよりロボット制御装置
２０のサンプリング周期Ｔｓ後のＰＴＰ教示点Ｘｉ＋１
までの増分量△Ｘｉｐを算出する。この増分量△Ｘｉｐ
は基準経路方向の増分量である。

【００３６】続いて、工具Ｔ１の窓部３３への押付け方
向Ｆ１には（現在位置Ｘｉに対応する押付け方向Ｆｉ）
力センサー１１とパルスエンコーダＰＥ１〜ＰＥ６から
読み出した検出値をもとにスティフネス力制御を行い押
付けけ方向の増分量△Ｘｉｆを算出する。すなわち、基
準経路からの変位成分△Ｘｉｆを算出する。ここでも、
力センサー１１が読み出した検出値は仕上げ教示のとき
と同様に工具座標系に変換しておく必要がある。またこ
こでも、工具Ｔ１の送り方向の位置制御と工具Ｔ１の押
付けけ方向、力制御方向のスティフネス力制御とは同時
に行うハイブリッド制御である。

【００３７】そして、次の位置Ｘｉ＋１を合成演算し、
次式で表わされる。Ｘｉ＋１＝Ｘｉ＋△Ｘｉｐ＋△Ｘｉｆここで、センサ座標系、工具座標系、および基準座標系
各々同志の変換などについて、およびサーボ制御の手順
については仕上げ教示のときと同様に行う。ただし、メ
モリ２６への入力、記憶については次のものを行い、工
具Ｔ１の移動経路については記憶しない。

【００３８】今回の基準経路からの変位成分△Ｘｉｆ
が、今回より一つ前までの変位成分△Ｘｏｆ〜△Ｘｉ−
１ｆの最大のものより大きければ今回の変位成分△Ｘｉ
ｆを記憶する。そして、今回の変位成分△Ｘｉｆが、今
回の一つ前まで変位成分△Ｘｏｆ〜△Ｘｉ−１ｆより小
さければ、それまでの最大の変位成分△Ｘｍｆをそのま
ま記憶しておく。従って、今回までの最大の変位成分△
Ｘｍｆが記憶されている。

【００３９】この処理、手続をサンプリング周期Ｔｓ毎
に行い、基準経路の最初の位置Ｘｏに戻るまで自動で行
い、第１回目の粗加工が終了する。そして、この第１回
目の粗加工における最大の変位成分△Ｘｍｆが予め設定
した変位成分△Ｘｓｆより小さければ、粗加工は第１回
目で終了する。それが予め設定した変位成分△Ｘｓｆよ
り大きければ、もう１度、同様にして第２回目の粗加工
を基準経路の最初の位置Ｘｏより、ここに戻るまで行
う。この第２回目の粗加工における最大の変位成分△Ｘ
ｅｆは第１回目のそれ△Ｘｍｆより勿論小さいが、予め
設定した変位成分△Ｘｓｆと比較される。

【００４０】そして、この比較において、第２回目の粗
加工における最大の変位成分△Ｘｅｆが、予め設定した
変位成分△Ｘｓｆより小さいと、第２回目の粗加工で粗
加工が終了する。この予め設定した変位成分△Ｘｓｆよ
り、そのときの粗加工における最大の変位成分が小さく
なるまで行う。以上でアルミホィール３０の窓部３３の
加工作業のうち、粗加工は終了し、次に仕上げ加工を行
う。

【００４１】この仕上げ加工も、粗加工のときに用いた
教示データに基づき自動再生して行う。この教示データ
はモデル窓部の基準経路であり、ＰＴＰ教示点Ｘｉであ
る。仕上げ加工は工具Ｔ１の送り方向には教示データの
基準経路方向の位置制御を行い、粗加工における工具Ｔ
１の送り方向における基準経路方向の位置制御と同様で
ある。

【００４２】また、工具Ｔ１のアルミホィール３０の窓
部３３への押付け方向Ｆｉには押付け力制御を行う。こ
の押付け力制御は、モデル窓部、教示データの作成にお
ける仕上げ教示のときの押付けけ制御と同様であり、粗
加工における押付け方向のスティフネス力制御とは異な
る。ただし、仕上げ加工においては仕上げ教示のときと
は異なり、各サーボモータＭ１〜Ｍ６軸のパルスエンコ
ーダ値はメモリ２６に記憶しない。

【００４３】ここで、押付け方向、すなわち力制御方向
における押付け力制御とスティフネス力制御との関係に
ついて説明する。これらの力制御は、押付け方向に対し
行うので、押付け力方向を力制御方向とも言う。これら
の力制御は、工具Ｔ１が押付け方向に次式で表わされる
制御速度Ｖｆで移動することである。Ｖｆ＝Ｋｆ［Ｋｓ・△Ｘｆ＋Ｆｄ−Ｆａ］ここでＶｆ＝制御速度Ｋｆ＝力制御ゲイン係数Ｋｓ＝スティフネス係数 △Ｘｆ＝基準経路からの変位成分Ｆｄ＝設定されたモデルワークへの押付け力Ｆａ＝力センサーに検出される値

【００４４】ここで押付け力制御とは設定されたモデル
ワークへの押付け力Ｆｄを一定値とし、スティフネス係
数を０にしたときの力制御でＶｆ＝Ｋｆ［Ｆｄ−Ｆａ］
で表わされる。また、スティフネス力制御は設定された
モデルワークへの押付け力Ｆｄを０とし、スティフネス
係数Ｋｓを一定値にしたときの力制御で、Ｖｆ＝Ｋｓ△
Ｘｆ−Ｆａで表わされる。以上、アルミホィール３０の
窓部３３の内周部に発生したバリ取りについて説明し
た。

【００４５】アルミホィールの窓部、すなわちデザイン
窓の特徴として美観が重要であることを以前に説明し
た。このようなデザイン窓の内周部に発生したバリを取
り除く加工をするには、力センサーを備えたロボット装
置で、工具の押付け方向には力制御して教示、および再
生することによって、よい成果、実績が得られた。すな
わち、力センサーを備えたロボット装置により、工具の
モデルデザイン窓への押付け方向には押付け力制御し
て、教示データを作成し、さらにデザイン窓への押付け
方向には押付け力制御して再生、加工することによって
よい成果実績が得られた。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、アルミホィールに特に
大きなバリや、不規則で大きなバリがあっても、比較的
高い工具の送り速度でバリ取り加工ができ、かつ工具に
過大な荷重がかからない効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のアルミホィールバリ取りの概略を示
すフローチャート

【図２】アルミホィールおよびそのバリ取りロボット装
置の全体構成図

【図３】アルミホィールの一部断面図

【図４】アルミホィールの窓部正面図

【図５】ロボット制御装置のブロック図

【図６】仕上げ教示を示すブロック図

【図７】粗教示点間のＰＴＰ教示を説明するための模式
図

【図８】粗加工を示すブロック図

【符号の説明】

１０ロボット本体１１力センター１５ロボットハンドＴ１工具ＭサーボモータＰＥパルスエンコーダ２０ロボット制御装置２１主制御ＣＰＵ２２力センサＣＰＵ２６メモリ３０アルミホィール３３窓部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０５Ｄ 15/01 8610−3Ｈ // Ｂ２２Ｄ 31/00 Ｃ 7011−4Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミホィールに直接に触する工具、こ
の工具を掴む工具ホルダー、この工具ホルダーに固定し
た力センサー、この力センサーに固定したロボットハン
ド、およびこれらを駆動するためのサーボモータ、パル
スエンコーダを有するロボット本体と、このロボット本
体の前記工具の送り方向には位置制御し、前記工具の前
記アルミホィールへの押付け方向には押付け力制御し
て、前記工具の教示データを作成し、この教示データに
基づく再生の第１段階では、前記工具の送り方向には位
置制御し、前記アルミホィールへの押付け方向にはステ
ィフネス力制御して粗加工し、前記再生の第２段階で
は、前記工具の送り方向には位置制御し、前記工具の前
記アルミホィールへの押付け方向には押付け力制御して
仕上げ加工するロボット制御装置とを有することを特徴
とするアルミホィールのバリ取りロボット装置。
【請求項２】アルミホィールに直接接触する工具、こ
の工具を掴む工具ホルダー、この工具ホルダーに固定し
た力センサー、この力センサーに固定したロボットハン
ド、およびこれらを駆動するためのサーボモータ、パル
スエンコーダを有するロボット本体と、このロボット本
体の前記工具の送り方向には位置制御し、前記工具の前
記アルミホィールへの押付け方向には押付け力制御し
て、前記工具の教示データを作成し、この教示データに
基づく再生を行うロボット制御装置とを有する教示再生
型ロボット装置により、前記アルミホィールのデザイン
窓の内周面に発生したバリを取る方法であって、前記再
生の第１段階では粗加工し、前記再生の第２段階では、
前記工具の送り方向には位置制御し、前記工具の前記デ
ザイン窓の内周面への押付け方向には押付け力制御して
仕上げ加工することを特徴とするアルミホィールのバリ
取り方法。