JPH06285745A

JPH06285745A - ワーク形状自動ティーチング装置、及びワーク形状自動ティーチング方法

Info

Publication number: JPH06285745A
Application number: JP10055493A
Authority: JP
Inventors: Hitomi Matsuba; 仁美松葉
Original assignee: Kitagawa Seiki KK
Current assignee: Kitagawa Seiki KK
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1994-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】任意形状のワークの外形を自動的にティーチ
ングすることのできるワーク形状自動ティーチング装置
及び方法を提供する事である。【構成】この発明に係わるワーク形状自動ティーチン
グ装置は、加工工具と同一形状または、加工工具そのも
のから構成されると共に、導電性を有する検出工具を用
い、この検出工具と少なくともワークとの間を電源及び
抵抗器を有する電気回路を介して電気的に接続し、検出
工具とワークとが接触する事により、この電気回路に接
続され、これの電位が低下する事を利用し、この電気回
路の電位が低下した事が検出された時点での、検出工具
とワークとの接触位置を検出する事により、ティーチン
グポイントと認識するする事を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、任意形状のワークの
形状を自動的にティーチングする事の出来るワーク形状
自動ティーチング装置、及びワーク形状自動ティーチン
グ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば自動加工装置としての
加工ロボットに、任意形状のワークの外周端縁をバリ取
り加工や面取り加工をさせようとすると、先ず、この任
意形状のワークの外周形状を、作業者による手作業でワ
ークの外周をなぞって外周形状を加工ロボットにティー
チングするか、または、オペレータによるキー入力操作
でワークの外周形状を数値入力する様にしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな任意形状のワークの外周形状をロボットに覚えさせ
る為の作業は、結局、人間の手作業に依存する事とな
り、手間がかかると共に、作業者によるティーチング動
作またはオペレータによる数値入力動作にばらつきが発
生し、自動的にワークの形状をティーチングする事の出
来るシステムが望まれていた。

【０００４】この発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たもので、この発明の目的は、任意形状のワークの外周
形状を自動的にティーチングする事の出来るワーク形状
自動ティーチング装置、及びワーク形状自動ティーチン
グ方法を提供する事である。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】上述した課題を解決し、目
的を達成する為、この発明に係わるワーク形状自動ティ
ーチング装置は、請求項１の記載によれば、基台と、こ
の基台上に配設され、導電性を有するワークを着脱自在
に把持するワークチャック手段と、前記ワークチャック
手段を回転駆動する回転駆動手段と、前記基台上に配設
された工具保持手段と、この工具保持手段を、前記基台
上で一方向に沿って進退駆動する直進駆動手段と、前記
工具保持手段に着脱自在に保持され、導電性を有する検
出工具と、前記工具保持手段と検出工具との間を絶縁状
態とする絶縁手段と、前記検出工具と少なくともワーク
との間を電気的に接続し、電源及び抵抗器を有する電気
回路手段と、この電気回路手段に接続され、これの電位
を検出する電位検出手段と、この電位検出手段により、
前記検出工具と前記ワークとが接触する事により、前記
電気回路手段の電位が低下した事が検出された時点で
の、前記検出工具と前記ワークとの接触位置を検出する
位置検出手段と、この位置検出手段で検出された接触位
置情報を記憶する記憶手段とを具備する事を特徴として
いる。

【０００６】また、この発明に係わるワーク形状自動テ
ィーチング装置は、請求項２の記載によれば、前記ワー
クチャック手段と前記基台の少なくとも一部とは、互い
に導電状態に構成され、前記電気回路手段は、一端を前
記検出工具に電気的に接続され、他端を前記基台のワー
クチャック手段と導電状態にある部分に電気的に接続さ
れる電気配線を備える事を特徴としている。また、この
発明に係わるワーク形状自動ティーチング装置は、請求
項３の記載によれば、前記検出工具は、前記ワークの端
縁を切削加工する加工工具と同様な形状に形成されてい
る事を特徴としている。また、この発明に係わるワーク
形状自動ティーチング装置は、請求項４の記載によれ
ば、前記工具保持手段は、前記検出工具に替えて前記加
工工具を保持する事を特徴としている。

【０００７】また、この発明に係わるワーク形状自動テ
ィーチング装置は、請求項５の記載によれば、前記ワー
クは、導電性を有する材料から形成されている事を特徴
としている。また、この発明に係わるワーク形状自動テ
ィーチング装置は、請求項６の記載によれば、前記ワー
クは、絶縁性を有する材料から形成され、表面を導電処
理されている事を特徴としている。また、この発明に係
わるワーク形状自動ティーチング装置は、請求項７の記
載によれば、前記工具保持手段を、前記基台上で一方向
に沿って進退駆動する直進駆動手段と、前記ワークチャ
ック手段を回転駆動する回転駆動手段とを更に具備し、
前記位置検出手段は、前記工具保持手段の進退移動位置
を検出するリニアー検出器と、前記ワークチャック手段
の回転移動位置を検出するロータリ−検出器とを備える
事を特徴としている。また、この発明に係わるワーク形
状自動ティーチング装置は、請求項８の記載によれば、
前記検出工具は、加工工具から構成される事を特徴とし
ている。

【０００８】また、この発明に係わるワーク形状自動テ
ィーチング方法は、請求項９の記載によれば、検出工具
をワークに向けて直進移動する第１の工程と、この検出
工具がワークに接触した事を検出する第２の工程と、こ
の第２の工程で検出工具がワークに接触した事が検出さ
れた時点で、前記検出工具の直進移動を停止する第３の
工程と、前記検出工具が停止した状態での検出工具の現
在位置を読み込む第４の工程と、前記検出工具が停止し
た状態でのワークの現在回転位置を読み込む第５の工程
と、前記第４及び第５の工程で読み込んだ検出工具の現
在位置及びワークの現在回転位置に基づき、検出工具の
ワークへの接触位置を検出して記憶する第６の工程と、
前記検出工具を前記接触位置から所定距離だけワークか
ら離れる方向に直進移動する第７の工程と、前記ワーク
を所定角度だけ回転駆動する第８の工程とを具備し、前
記第１乃至第８の工程を繰り返し実行する事により、ワ
ークの全周に渡る形状に対応した情報を検出・記憶する
事を特徴としている。

【０００９】また、この発明に係わるワーク形状自動テ
ィーチング方法は、請求項１０の記載によれば、前記検
出工具及びワークを導電性を有する様に構成し、前記検
出工具とワークとの間を電源及び抵抗器を有する電気回
路手段で電気的に接続し、前記第２の工程は、前記電気
回路手段での電位が低下した時点で、前記検出工具と前
記ワークとが接触したと検出する事を特徴としている。
また、この発明に係わるワーク形状自動ティーチング方
法は、請求項１１の記載によれば、前記第８の工程は、
３６０度を予め設定された検出動作回数で割った角度値
だけ、前記ワークを回転駆動する事を特徴としている。

【００１０】

【実施例】以下に、この発明に係わるワーク形状自動テ
ィーチング装置の一実施例の構成を添付図面を参照して
説明する。先ず、図１を参照して、この一実施例のワー
ク形状自動ティーチング装置が適用されるワーク端縁自
動加工機としてのワーク自動バリ取り装置１０を説明す
る。

【００１１】このワーク自動バリ取り装置１０は基台１
２を備え、この基台１２の上面には、導電性材料から形
成された天板１４が設けられている。この天板１４上の
一側には、導電性を有する任意形状のワークＷを着脱自
在に把持すると共に、垂直軸線回りに回転自在に支持さ
れたワークチャック１６が配設されている。このワーク
チャック１６は、詳細は図示しないが、半径方向に沿っ
て夫々移動可能になされた３本爪でワークＷの外周また
は内周を把持するこのと出来る周知のチャック構造を有
して構成されている。

【００１２】尚、この一実施例においては、このワーク
チャック１６は全体として導電性を有する様に構成され
ている。そして、天板１４とワークチャック１６とは互
いに電気的に接続されている。この結果、天板１４と、
ワークチャック１６と、このワークチャック１６により
把持されたワークＷとは、互いに常に同電位となるもの
である。

【００１３】一方、ワークチャック１６は、基台１２に
配設された回転駆動機構１８により、垂直軸線回りに
（即ち、ｚ軸回りに）任意の角度毎に回転駆動される様
に構成されている。即ち、この回転駆動機構１８には、
詳細は示していないが、基台１２内に配設されたサーボ
駆動モータ１８ａと、基台１２上に配設され、このサー
ボモータ１８ａの駆動力を減速してワークチャック１６
に伝達する減速機１８ｂとを備えて構成されている。

【００１４】ここで、この減速機１８ｂにおける最終減
速段の部材には、ロータリエンコーダ２０が接続されて
おり、ワークチャック１６の回転量（即ち、ｚ軸回りの
移動量）を正確に検出することが出来る様に構成されて
いる。このロータリエンコーダ２０は、制御ユニット２
２に接続されている。この制御ユニット２２は、ロータ
リエンコーダ２０からの出力情報に基づき、ワークチャ
ック１６の現在回転位置Ｒを正確に検出すると共に、こ
の検出情報に基づき、回転駆動機構１８を駆動制御する
様に構成されている。

【００１５】また、天板１４上には、直進案内機構２４
を介して、工具保持手段としての工具保持ユニット２６
が配設されている。この工具保持ユニット２６は、図２
に示す検出工具２８または図３に示す加工工具３０を選
択的に保持することが出来る様に構成されている。ここ
で、検出工具２８は、全体として導電性を有する様に構
成され、図２に示す様に、工具保持ユニット２６に保持
される工具本体２８ａと、この工具本体２８ａの先端か
ら同軸に突出するシャフト状の検出プローブ２８ｂとを
備え、検出プローブ２８ｂの外周面から検出面を規定さ
れている。

【００１６】一方、加工工具３０は、図３に示す様に、
工具保持ユニット２６に保持される工具本体３０ａと、
この工具本体３０ａの先端から同軸に突出し、自身の中
心軸線回りに回動自在に取り付けられたシャフト状の加
工刃３０ｂと、工具本体３０ｂの後端に取り付けられ、
加工刃３０ｂを回転駆動する為の駆動モータ３０ｃとを
備えて構成されている。尚、図２及び図３から明らかな
様に、検出工具２８と加工工具３０とは、この一実施例
においては、駆動モータ３０ｃを除いて互いに同一外形
形状になる様に設定されている。

【００１７】上述した直進案内機構２４は、詳細は図示
していないが、工具保持ユニット２６を上述したワーク
チャック１６の回転中心軸線を通る水平方向（即ち、ｘ
軸方向）に沿って案内移動することが出来る様に構成さ
れている。また、この工具保持ユニット２６は、これの
側方に配設された直進駆動機構３２により、直進案内機
構２４に案内された状態で、ワークチャック１６に把持
されたワークＷに対してｘ軸方向に沿って進退駆動され
る様になされている。

【００１８】この直進駆動機構３２は、直進案内機構２
４の側面に図示しない取り付けステイを介して取り付け
られたサーボモータ３２ａと、直進案内機構２４内で水
平軸線回りに回動自在に取り付けられ、側端が直進案内
機構２４から側方に取り出されてサーボモータ３２ａの
モータ軸に連結され、これより回転駆動されるボールね
じ軸３２ｂと、このボールねじ軸３２ｂに螺合し、工具
保持ユニット２６の底部に固着されたボールナット（図
示せず）とを備えて構成されている。尚、この直進駆動
機構３２は、これに停止信号が入力されてきた場合に、
即座に工具保持ユニット２６のｘ軸方向の移動駆動を停
止すべく、図示していないがブレーキ機構を備えてい
る。

【００１９】このサーボモータ３２ａのモータ軸には、
ロータリエンコーダ３４が接続されており、サーボモー
タ３２ａの回転量を正確に検出することが出来る様に構
成されている。このロータリエンコーダ３４は、制御ユ
ニット２２に接続されている。この制御ユニット２２
は、ロータリエンコーダ３４からの出力情報に基づき、
工具保持ユニット２６に保持された検出工具２８の先端
エッジ（即ち、ワークＷに接触する先端位置）の現在の
進退位置Ｘ（即ち、ｘ軸方向位置）を正確に検出すると
共に、この検出情報に基づき、直進駆動機構３２を駆動
制御する様に構成されている。このように直進駆動機構
３２は構成されているので、サーボモータ３２ａのボー
ルねじ軸３２ｂの回転駆動時の回転方向に応じて、工具
保持ユニット２６はワークＷに対して（即ち、ｘ軸方向
に沿って）前進駆動または後退駆動される事になる。

【００２０】尚、この一実施例においては、工具保持ユ
ニット２６の現在の進退位置Ｘを検出する為に、サーボ
モータ３２ａのモータ軸に取り付けられたロータリエン
コーダ３４を用いる様に説明したが、この発明は、この
ような構成に限定されることなく、直進案内機構２４に
沿って配設されたリニアエンコーダを介して、工具保持
ユニット２６の現在の進退位置Ｘを検出する様にしても
良い。

【００２１】次に、上述した工具保持ユニット２６の構
成を説明する。この工具保持ユニット２６は、底部に上
述したボールナットが取り付けられると共に、上述した
直進案内機構２４により直進案内されるユニット本体３
６と、このユニット本体３６上に起立して取り付けられ
た支柱３８と、この支柱３８の側面に上下方向に沿って
昇降自在に取り付けられた昇降台４０と、この昇降台４
０に基端部を接続され、水平に延出する取り付けアーム
４２とを備えて構成され、この取り付けアーム４２の先
端に、検出工具２８の工具本体２８ａまたは加工工具３
０の工具本体３０ａを着脱自在に保持する為の保持部４
４が取り付けられている。

【００２２】尚、この保持部４４は、電気的に絶縁性を
有する様に形成されている。この結果、この保持部４４
に検出工具２８（または加工工具３０）が保持される場
合には、検出工具２８（または加工工具３０）と工具保
持ユニット２６との間は、電気的に絶縁状態に維持され
る。また、この保持部４４は、取り付けアーム４２の先
端に対して、その角度を調整可能に取り付けられてい
る。換言すれば、この保持部４４に取り付けられる検出
工具２８及び加工工具３０は、その中心軸線と基台１２
の天板１４とのなす角度を自由に設定される事になる。

【００２３】また、支柱３８の上部には、昇降台４０を
垂直方向（即ち、ｚ軸方向）に沿って昇降駆動する為の
昇降駆動機構４６が設けられている。この昇降駆動機構
４６は、支柱３８の上端に図示しない取り付けステイを
介して取り付けられたサーボモータ４６ａと、支柱３８
内で垂直軸線回りに回動自在に取り付けられ、上端が支
柱３８から上方に取り出されてサーボモータ４６ａのモ
ータ軸に連結され、このサーボモータ３８により回転駆
動されるボールねじ軸４６ｂと、このボールねじ軸４６
ｂに螺合し、上述した昇降台４０に固着されたボールナ
ット（図示せず）とを備えて構成されている。このよう
に昇降駆動機構４６は構成されているので、サーボモー
タ４６ａのボールねじ軸４６ｂの回転駆動時の回転方向
に応じて、昇降台４０は上昇駆動または下降駆動される
事になる。

【００２４】ここで、このサーボモータ４６ａのモータ
軸には、ロータリエンコーダ４８が接続されており、サ
ーボモータ４６ａの回転量を正確に検出することが出来
る様に構成されている。このロータリエンコーダ４８
は、制御ユニット２２に接続されている。この制御ユニ
ット２２は、ロータリエンコーダ４８からの出力情報に
基づき、検出工具３８の先端エッジの現在の昇降位置Ｚ
（即ち、ｚ軸方向位置）を正確に検出すると共に、この
検出情報に基づき、昇降駆動機構４６を駆動制御する様
に構成されている。

【００２５】尚、この一実施例においては、昇降台４０
の現在の昇降位置Ｚを検出する為に、サーボモータ４６
ａのモータ軸に取り付けられたロータリエンコーダ４８
を用いる様に説明したが、この発明は、このような構成
に限定されることなく、支柱３８に沿って配設されたリ
ニアエンコーダを介して、昇降台４０の現在の昇降位置
Ｚを検出する様にしても良い。

【００２６】一方、検出工具３８と天板１４（従って、
これと電気的に接続されたワークチャック１６及びこの
ワークチャック１６に電気的に接続された状態で把持さ
れたワークＷ）との間は、電気回路５０により電気的に
接続されている。この電気回路５０は、検出工具３８及
び天板１４を電気的に接続する電気配線５０ａを備え、
この電気配線５０ａには、例えば５Ｖの直流電源５０ｂ
及び所定抵抗値を有する抵抗器５０ｃが直列状態で接続
されている。このように電気回路５０を構成する事によ
り、検出工具３８がワークＷに接触していない状態にお
いては、この電気回路５０は開（切断）状態となり、従
って、電気配線５０ａの電圧は、電源５０ｂで規定され
る所定の電圧が現れる事になる。一方、検出工具３８が
ワークＷが接触すると、電気回路５０は閉回路となり、
電気配線５０ａを電流が流れてこの電圧は実質的に
「０」となる。

【００２７】即ち、本願発明においては、このように検
出工具３８がワークＷに接触するか否かを、電気回路５
０の電圧が「０」か否かにより判別し、電気回路５０の
電圧が所定値を呈する状態から「０」に変化した時点
で、検出工具３８がワークＷに接触した事を検出する事
を特徴とするものである。

【００２８】この電気回路５０には、これに現れる電圧
を検出して検出工具３８のワークＷへの接触状態を検出
する為に、電位検出手段としての検出回路５２が電気配
線５０ａに接続されている。この検出回路５２は、一端
が電気配線５０ａに接続され、他端がアースされ、検出
工具２８がワークＷに接触していない場合には発光動作
し、検出工具２８のワークＷへの接触にともない消える
フォトダイオード（ＬＥＤ）５４と、このフォトダイオ
ード５４からの光を受けてオン動作するフォトトランジ
スタ５６とを備え、これらフォトダイオード５４及びフ
ォトトランジスタ５６とにより、フォトカプラを構成し
ている。尚、このフォトトランジスタ５６の一端はアー
スされており、他端は検出端として制御ユニット２２に
接続されている。そして、フォトトランジスタ５６は制
御ユニット２２に、フォトダイオード５４が発光してい
る間は「Ｌ」レベル信号を出力し、フォトダイオード５
４が消灯する間は「Ｈ」レベル信号を出力する様に構成
されている。

【００２９】この制御ユニット２２は、この検出回路５
２からの「Ｌ」レベル信号を入力している間は、検出工
具２８がワークＷに接触していない状態であると判断
し、また、「Ｌ」レベル信号から「Ｈ」レベル信号に入
力状態が変化する事により、検出工具２８がワークＷに
接触したと判断する様に構成されている。

【００３０】尚、この制御ユニット２２は、検出した接
触位置に基づくワークＷの形状自動ティーチングの制御
手順については、後に図４に示すフローチャートを参照
して詳細に説明するが、このように検出回路５２からの
入力信号が、「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに変化する
事により、検出工具２８がワークＷに接触したと判断し
た時点で、上述したロータリーエンコーダ２０、３４，
４８からの検出情報に基づき、ワークＷへの検出工具２
８の接触位置情報、即ち、ワークＷのｚ軸回りの回転位
置Ｒと、検出工具２８のｘ軸方向位置Ｘ及びｚ軸方向位
置Ｚとを、ティーチング情報として、制御ユニット２２
に接続された記憶部５８に記憶させる様に構成されてい
る。

【００３１】また、この制御ユニット２２には、入力部
６０が接続されており、この入力部６０の図示しないキ
ーボードを介して、自動検出に必要な情報、例えば、１
つのワークの形状をティーチングする際に、上述したｚ
軸回りの一周につき実行される測定回数Ｎ及びｚ軸回り
に測定される測定動作がｚ軸方向に沿って実行される測
定回数Ｍ、ワークＷのｚ軸方向に沿う厚さＤ、検出動作
開始時における天板１４からワークＷの下端までの高さ
Ｈ₀ 等が入力される様に構成されている。ここで、検出
工具２８の昇降位置（天板１４からの高さ位置）Ｚは、
及び、ｘ軸方向位置Ｘは制御パラメータとして制御ユニ
ット２２で設定されている。

【００３２】ここで、上述したｚ軸回りの一周につき実
行される測定回数Ｎは、互いに隣接する検出位置同士の
周方向に沿う離間距離が、例えば、０．５mm〜２．０mm
となる様に設定されている。一方、上述したｚ軸回りに
測定される測定動作がｚ軸方向に沿って実行される測定
回数Ｍは、互いに隣接する検出位置同士のｚ軸方向に沿
う離間距離が、例えば、０．５mm〜１．０mmとなる様に
設定されている。

【００３３】尚、これら入力部６０を介して入力された
値は、記憶部５８に記憶される。また、この入力部６０
には、図示していないが、検出動作開始スイッチや加工
動作開始スイッチや非常停止スイッチ等の種々の操作ス
イッチや、ディスプレイ装置が配設されている。

【００３４】以上の様に構成されるワーク自動バリ取り
装置１０における自動バリ取り動作を、図４を参照して
説明する。即ち、この一実施例の自動バリ取り動作にお
いては、先ず、ステップＳ１０でマスターワークをワー
クチャック１６にチャックする。このチャック動作にお
いては、マスターワークの所定部位がティーチング動作
開始位置、即ち、検出工具２８に対向する位置に正確に
もたらされる様に設定される。ここで、マスターワーク
は、この一実施例においては、均一厚さを有し、重心位
置から外周までの距離が不均一になされた板状の部材か
ら構成され、これは被加工ワークを手作業でバリ等を除
去したワークから構成されるものである。尚、この被加
工ワークには、図示していないが、バリが上下の端縁及
び外周面に形成されるものとする。

【００３５】この様にマスターワークをワークチャック
１６にチャックした後、ステップＳ１２において、工具
保持ユニット２６の保持部４４に、図２に示す検出工具
２８を保持させ、引き続くステップＳ１４において、取
り付けられマスターワークのｚ軸方向に関して下半分形
状の自動ティーチング動作を実行する。尚、この自動テ
ィーチング動作は、この発明の他の特徴としてのワーク
形状自動ティーチング方法を構成するものであり、これ
に関しては、後に、図５及び図６を参照して詳細に説明
する。

【００３６】このステップＳ１４において、マスターワ
ークのｚ軸方向に関して下半分形状の自動ティーチング
動作が終了すると、ステップＳ１６において、このマス
ターワークをワークチャック１６から取り外し、上下を
裏返しした状態でワークチャック１６に装着し直す。こ
こで、この再チャック動作においても、マスターワーク
の上述した所定部位がティーチング動作開始位置、即
ち、検出工具２８に対向する位置に正確にもたらされる
様に設定される。そして、ステップＳ１８において、こ
の様に裏返されたマスターワークのｚ軸方向に関して下
半分形状の自動ティーチング動作を実行する。尚、この
ステップＳ１８における自動ティーチング動作は上述し
たステップＳ１４における自動ティーチング動作と、全
く同一の制御手順で実行されるものである。

【００３７】このステップＳ１８における自動ティーチ
ング動作が終了する事により、マスターワークの全体に
渡る形状の自動ティーチング動作が完了した事になるの
で、ステップＳ２０において、このマスターワークをワ
ークチャック１６から取り外し、ステップＳ２２におい
て、保持部４４に保持されている検出工具２８を図３に
示す加工工具３０に交換する。そして、ステップＳ２４
において、これから自動バリ取り加工を施す被加工ワー
クをワークチャック１６に取り付ける。尚、このチャッ
ク動作においても、マスターワークの上述した所定部位
に対応する被加工ワークの所定部位がバリ取り加工開始
位置、即ち、加工工具３０に対向する位置に正確にもた
らされる様に設定される。

【００３８】この後、ステップＳ２６において、被加工
ワークの下半分の自動バリ取り加工を、加工工具３０を
用いて実施する。尚、この自動バリ取り加工における加
工工具３０の加工位置は、上述した自動ティーチング動
作で記憶されたマスターワークへの検出工具２８の接触
位置を連続的に連結する事により得られるマスターワー
クの外形情報に基づき規定される外形を倣う状態で、切
削加工するものである。このステップＳ２６が実行され
る事により、被加工ワークの下端縁及び外周面の下半分
に発生していたバリは、マスターワークにおいて手作業
でバリが取り除かれたと同様な状態で、加工工具３０に
より自動的に取り除かれる事になる。

【００３９】このステップＳ２６における被加工ワーク
の下半分の自動バリ取り加工が終了すると、引き続くス
テップＳ２８において、被加工ワークをワークチャック
１６から取り外し、上下を裏返しした状態でワークチャ
ック１６に装着し直す。尚、この再チャック動作におい
ても、被加工ワークの上述した所定部位がバリ取り加工
開始位置、即ち、加工工具３０に対向する位置に正確に
もたらされる様に設定される。そして、ステップＳ３０
において、この様に裏返されたマスターワークのｚ軸方
向に関して下半分形状の自動バリ取り加工を、加工工具
３０を用いて実施する。

【００４０】このステップＳ３０における自動バリ取り
動作が終了する事により、被加工ワークの全体に渡る形
状の自動バリ取り動作が完了した事になるので、ステッ
プＳ３２において、この被加工ワークをワークチャック
１６から取り外し、上述したステップＳ２４に戻り、次
にバリ取り加工を施す被加工ワークをワークチャック１
６に取り付けす。この後、上述したステップＳ２６乃至
ステップＳ３２を実行する事により、次の被加工ワーク
に対する自動バリ取り動作が実施される。

【００４１】この様な動作を繰り返し実施する事によ
り、多数の被加工ワークに対して、自動バリ取り動作が
順次実行され得る事となる。即ち、この一実施例におい
ては、従来手作業で実施されていたワークの形状を認識
する為のティーチング動作が自動的に実施される事とな
り、そのティーチング精度を手動で実施する場合と比較
して、常に一定の精度を維持しつつ、しかも、高精度に
実施することが出来る事になる。また、この様にワーク
形状が高精度に自動認識されることになるので、このワ
ークのバリ取りを自動的に、且つ、高精度に実施する事
が可能となる。

【００４２】以下に、図５及び図６を参照して、この発
明の他の特徴であるワーク形状自動ティーチング方法と
しての、ステップＳ１４をサブルーチンとして詳細に説
明する。

【００４３】先ず、このステップＳ１４Ａにおいて、マ
スターワークＷのｚ軸方向に関して下半分形状の自動テ
ィーチング動作が図示しない開始ボタンの押し下げによ
り起動されると、続くステップＳ１４Ｂにおいて、初期
化動作が実施される。この初期化動作においては、後に
説明する各パラメータが初期値に設定される。この後、
ステップＳ１４Ｃにおいて、測定回数Ｍ，Ｎが読み込ま
れ、また、ステップＳ１４Ｄにおいて、マスターワーク
Ｗの厚さＤが読み込まれ、更に、ステップＳ１４Ｅにお
いて、マスターワークＷの下端の天板からの高さＨ₀ が
読み込まれる。これら測定回数Ｍ，Ｎ、マスターワーク
Ｗの厚さＤ、高さＨ₀ は、上述した説明から明らかな様
に、入力部６０の図示しないキーボードを介して入力さ
れた値である。

【００４４】この後、ステップＳ１４Ｆにおいて、検出
工具２８のｚ軸方向の昇降位置Ｚを、マスターワークＷ
の下端位置から所定量αだけ下がった位置に設定する。
これにより、昇降駆動機構４６は昇降台４０を、検出工
具２８の先端位置が、マスターワークＷの下端位置から
所定量αだけ下がった位置にもたらされる様に昇降駆動
する。尚、この所定量αは、検出工具２８の先端エッジ
がマスターワークＷの外周面に接触するのではなく、検
出工具２８の先端部の外周面がマスターワークＷの下端
縁に接触するに必要な値に設定されている。

【００４５】この様にステップＳ１４Ｆで検出工具２８
の昇降位置を規定した後、ステップＳ１４Ｇにおいて、
検出工具２８のｘ方向の進退位置Ｘを初期位置Ｘ₀ に設
定する。ここで、この初期位置Ｘ₀ は、工具保持ユニッ
ト２６が最もワークチャック１６からｘ軸方向に沿って
離間した位置となる様に設定されている。これにより、
直進駆動機構３２は、工具保持ユニット２６を、ワーク
チャック１６から最も離間する位置にもたらされる様に
後退駆動する。

【００４６】この様にステップＳ１４Ｇにおいて検出工
具２８のｘ軸方向位置を初期位置Ｘ₀ に設定した後、ス
テップＳ１４Ｈにおいて、直進駆動機構３２を介して、
工具保持ユニット２６を、従って、これに保持された検
出工具２８をｘ軸方向に沿って、ワークチャック１６に
チャックされたマスターワークＷに近接する様に前進駆
動する。この前進駆動は、ステップＳ１４Ｉにおいて、
検出工具２８がマスターワークＷに接触して、検出回路
５２からの検出信号の出力レベルが「Ｌ」から「Ｈ」に
変化するまで継続され、出力レベルが「Ｌ」から「Ｈ」
に変化した時点、即ち、検出工具２８がマスターワーク
Ｗに接触した時点で、ステップＳ１４Ｊに示す様に、直
進駆動機構３２の前進駆動動作を停止する。

【００４７】即ち、この一実施例においては、検出工具
２８がマスターワークＷに「接触」した事を、検出回路
５２において、この「接触」に基づく電気回路５０の電
位の変化に基づき検出しているので、検出工具２８とマ
スターワークＷとが電気的に接続された時点で、この
「接触」が検出される事となる。この結果、圧電素子や
リミットスイッチ等を介して接触を検出する場合に比較
して、実質的に無接触圧状態で（もしくは、無視し得る
程度に小さい接触圧）で接触した状態で、直進駆動機構
３２の前進駆動動作を停止させることが出来る事にな
る。従って、この一実施例によれば、「接触位置」に基
づくマスターワークＷへのティーチングポイントを非常
に正確に検知し得る事になる。

【００４８】そして、引き続くステップＳ１４Ｋにおい
て、この停止位置における検出工具２８のｘ軸方向位置
Ｘを読み込み、ステップＳ１４Ｌにおいて、この停止位
置における検出工具２８のｚ軸方向位置Ｚを読み込み、
そして、ステップＳ１４Ｍにおいて、マスターワークＷ
のｚ軸回りの回動位置Ｒを読み込む。そして、ステップ
Ｓ１４Ｎにおいて、これら読み込んだｘ軸方向位置Ｘ、
ｚ軸方向位置Ｚ、及び回動位置Ｒに基づき、検出工具２
８のマスターワークＷへの接触位置を検出し、引き続く
ステップＳ１４Ｐにおいて、この様に検出した接触位置
に基づくティーチングポイント、即ち、加工工具３０に
よる被加工ワークへの加工位置を記憶部５８に記憶す
る。

【００４９】ここまでのステップを実行する事により、
所定回転位置にあるマスターワークＷへの検出工具２８
の接触位置に基づくティーチングポイントが記憶部５８
に記憶される事になるが、この後、ステップＳ１４Ｑに
おいて、検出工具２８のｘ軸方向位置Ｘを、停止した接
触位置から所定距離βだけ後方に位置する様に後退駆動
する。ここで、この所定距離βは、例えば、この一実施
例においては、約５mmに設定されている。この様に検出
工具２８を後退駆動した後、ステップＳ１４Ｒにおい
て、マスターワークＷをｚ軸回りに（３６０／Ｎ）度だ
け回転駆動する。そして、引き続くステップＳ１４Ｓに
おいて、ｚ軸回りの測定回数Ｎを「１」だけ減算し、ス
テップＳ１４Ｔにおいて、減算された測定回数Ｎが
「０」に至ったか否かを判別する。

【００５０】このステップＳ１４ＴにおいてＮＯと判断
される場合、即ち、未だ測定回数Ｎが「０」に至ってい
ないと判断される場合には、その高さ位置でのマスター
ワークＷのｚ軸回りの全周（３６０度）に渡るティーチ
ング動作を終了していない事を意味しているので、その
高さ位置でのティーチング動作を引き続き実行する為
に、上述したステップＳ１４Ｈに戻り、検出工具２８を
マスターワークＷに向けて前進駆動する。この様にし
て、前回ティーチングした接触位置よりも（３６０／
Ｎ）度だけ側方に位置する部位のティーチング動作が実
行される。

【００５１】一方、上述したステップＳ１４Ｔにおいて
ＹＥＳと判断される場合、即ち、測定回数Ｎが「０」に
至ったと判断される場合には、その高さ位置でのマスタ
ーワークＷのｚ軸回りの全周（３６０度）に渡るティー
チング動作が終了した事を意味するので、ティーチング
ポイントのｚ軸方向に沿う高さ位置を高める為、ステッ
プＳ１４Ｕにおいて、（Ｄ／２＋α）／Ｍだけ昇降駆動
機構４６を介して、検出工具２８を上昇駆動する。そし
て、引き続くステップＳ１４Ｖにおいて、ｚ軸方向の測
定回数Ｍを「１」だけ減算し、ステップＳ１４Ｗにおい
て、減算された測定回数Ｍが「０」に至ったか否かを判
別する。

【００５２】このステップＳ１４ＷにおいてＮＯと判断
される場合、即ち、未だ測定回数Ｍが「０」に至ってい
ないと判断される場合には、そのｚ軸方向に渡るティー
チング動作を終了していない事を意味しているので、次
の高さ位置でのｚ軸回りのティーチング動作を引き続き
実行する為に、上述したステップＳ１４Ｈに戻り、検出
工具２８をマスターワークＷに向けて前進駆動する。こ
の様にして、前回ティーチングした高さ位置よりも（Ｄ
／２＋α）／Ｍだけ上方に位置してのｚ軸回りのティー
チング動作が実行される。

【００５３】一方、上述したステップＳ１４Ｗにおいて
ＹＥＳと判断される場合、即ち、測定回数Ｎが「０」に
至ったと判断される場合には、ｚ軸方向に渡るマスター
ワークＷのティーチング動作、即ち、マスターワークＷ
の下半分形状のティーチング動作が終了した事を意味す
るので、ステップＳ１４Ｘにおいて、終了信号を出力
し、図示しない報知器（例えば、ブザー等）で今回設定
されたティーチング動作が終了した事を報知せしめる。
この様にして、一連のマスターワークＷの下半分形状の
ティーチング動作を終了し、もとのメインルーチンに制
御手順はリターンする。

【００５４】この様にして、この一実施例においては、
ステップＳ１４Ａ乃至ステップＳ１４Ｘを実行する事に
より、マスターワークＷの下半分形状のティーチング動
作を自動的に、且つ、高精度に実行することが出来る事
になる。

【００５５】この発明は、上述した一実施例の構成及び
方法に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形可能である事はいうまでもない。

【００５６】例えば、上述した一実施例においては、こ
のワーク形状自動ティーチング装置をワーク自動バリ取
り装置に適用する場合につき説明したが、この発明は、
このような適用例に限定されることなく、例えば、ワー
ク自動面取り装置に適用する事も可能である。このよう
にワーク自動面取り装置に適用する場合には、検出した
ワークＷの形状情報から抜き出したワークＷの端面（エ
ッジ）形状情報に対して、入力部６０から面取り量情報
及び面取り角度情報を更に加える必要がある。

【００５７】また、ワーク自動面取り装置に適用する場
合には、ワークの端縁のみの形状をティーチングすれば
良く、ワークの側面形状をティーチングする必要はな
い。この為、図５及び図６に示す自動ティーチング動作
の制御手順において、ワークのｚ軸方向の測定回数Ｍを
「１」に設定すれば良い。

【００５８】また、この発明に係わるワーク形状自動テ
ィーチング装置は、単に、任意形状のワークの外形を自
動的にティーチングする為のティーチング装置として用
いる事も出来る事はいうまでもない。要は、任意形状の
ワークの外形を自動的にティーチングする事の出来る技
術を提供する事が本願発明の特徴であり、その適用範囲
は、上述したようなワーク端面自動加工機に限定される
ものでなく、ワークの形状情報をティーチングにより得
て、このティーチング情報に基づき多数の任意形状のワ
ークを繰り返し加工するものであれば、どのような加工
機にも適用することが出来るものである。

【００５９】また、上述した一実施例においては、検出
工具２８の検出プローブ２８ｂの形状をシャフト状とな
る様に説明したが、この発明は、この様な構成に限定さ
れることなく、例えば、矢印形状（←）になる様に形成
しても良い。この様に矢印形状に検出プローブ２８ｂの
形状を形成する事により、この検出プローブ２８ｂの延
出方向を水平方向に設定した状態で、ワークＷを裏返す
ことなく、一度に、ワークの下側端縁から上側端縁まで
の形状をテイーチングすることが出来るし、同様に形成
した加工工具３０を介して、ワークを裏返すことなく、
一度に、ワークの下側端縁から上側端縁までの形状を加
工することが出来る事になる。

【００６０】要は、この発明においては、検出工具２８
及び加工工具３０の形状は任意に設定し得るものであ
り、唯、検出工具２８及び加工工具３０の形状を互いに
同一にさえ設定すれば良いものである。また、上述した
一実施例においては、検出工具２８と加工工具３０とは
別々に設けられるように説明したが、この発明は、この
様な構成に限定されることなく、検出工具を加工工具３
０から構成、即ち、別途検出工具を設けることなく、加
工工具３０を用いて自動ティーチング動作を実施するよ
うにしても良い。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述した様に、この発明に係わるワ
ーク形状自動ティーチング装置は、請求項１の記載によ
れば、基台と、この基台上に配設され、導電性を有する
ワークを着脱自在に把持するワークチャック手段と、前
記ワークチャック手段を回転駆動する回転駆動手段と、
前記基台上に配設された工具保持手段と、この工具保持
手段を、前記基台上で一方向に沿って進退駆動する直進
駆動手段と、前記工具保持手段に着脱自在に保持され、
導電性を有する検出工具と、前記工具保持手段と検出工
具との間を絶縁状態とする絶縁手段と、前記検出工具と
少なくともワークとの間を電気的に接続し、電源及び抵
抗器を有する電気回路手段と、この電気回路手段に接続
され、これの電位を検出する電位検出手段と、この電位
検出手段により、前記検出工具と前記ワークとが接触す
る事により、前記電気回路手段の電位が低下した事が検
出された時点での、前記検出工具と前記ワークとの接触
位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段で検
出された接触位置情報を記憶する記憶手段とを具備する
事を特徴としている。

【００６２】また、この発明に係わるワーク形状自動テ
ィーチング装置は、請求項２の記載によれば、前記ワー
クチャック手段と前記基台の少なくとも一部とは、互い
に導電状態に構成され、前記電気回路手段は、一端を前
記検出工具に電気的に接続され、他端を前記基台のワー
クチャック手段と導電状態にある部分に電気的に接続さ
れる電気配線を備える事を特徴としている。また、この
発明に係わるワーク形状自動ティーチング装置は、請求
項３の記載によれば、前記検出工具は、前記ワークの端
縁を切削加工する加工工具と同様な形状に形成されてい
る事を特徴としている。また、この発明に係わるワーク
形状自動ティーチング装置は、請求項４の記載によれ
ば、前記工具保持手段は、前記検出工具に替えて前記加
工工具を保持する事を特徴としている。また、この発明
に係わるワーク形状自動ティーチング装置は、請求項５
の記載によれば、前記ワークは、導電性を有する材料か
ら形成されている事を特徴としている。

【００６３】また、この発明に係わるワーク形状自動テ
ィーチング装置は、請求項６の記載によれば、前記ワー
クは、絶縁性を有する材料から形成され、表面を導電処
理されている事を特徴としている。また、この発明に係
わるワーク形状自動ティーチング装置は、請求項７の記
載によれば、前記工具保持手段を、前記基台上で一方向
に沿って進退駆動する直進駆動手段と、前記ワークチャ
ック手段を回転駆動する回転駆動手段とを更に具備し、
前記位置検出手段は、前記工具保持手段の進退移動位置
を検出するリニアー検出器と、前記ワークチャック手段
の回転移動位置を検出するロータリ検出器とを備える事
を特徴としている。また、この発明に係わるワーク形状
自動ティーチング装置は、請求項８の記載によれば、前
記検出工具は、加工工具から構成される事を特徴として
いる。

【００６４】また、この発明に係わるワーク形状自動テ
ィーチング方法は、請求項９の記載によれば、検出工具
をワークに向けて直進移動する第１の工程と、この検出
工具がワークに接触した事を検出する第２の工程と、こ
の第２の工程で検出工具がワークに接触した事が検出さ
れた時点で、前記検出工具の直進移動を停止する第３の
工程と、前記検出工具が停止した状態での検出工具の現
在位置を読み込む第４の工程と、前記検出工具が停止し
た状態でのワークの現在回転位置を読み込む第５の工程
と、前記第４及び第５の工程で読み込んだ検出工具の現
在位置及びワークの現在回転位置に基づき、検出工具の
ワークへの接触位置を検出して記憶する第６の工程と、
前記検出工具を前記接触位置から所定距離だけワークか
ら離れる方向に直進移動する第７の工程と、前記ワーク
を所定角度だけ回転駆動する第８の工程とを具備し、前
記第１乃至第８の工程を繰り返し実行する事により、ワ
ークの全周に渡る形状に対応した情報を検出・記憶する
事を特徴としている。

【００６５】また、この発明に係わるワーク形状自動テ
ィーチング方法は、請求項１０の記載によれば、前記検
出工具及びワークを導電性を有する様に構成し、前記検
出工具とワークとの間を電源及び抵抗器を有する電気回
路手段で電気的に接続し、前記第２の工程は、前記電気
回路手段での電位が低下した時点で、前記検出工具と前
記ワークとが接触したと検出する事を特徴としている。
また、この発明に係わるワーク形状自動ティーチング方
法は、請求項１１の記載によれば、前記第８の工程は、
３６０度を予め設定された検出動作回数で割った角度値
だけ、前記ワークを回転駆動する事を特徴としている。

【００６６】従って、この発明によれば、任意形状のワ
ークの外周形状を自動的にティーチングする事の出来る
ワーク形状自動ティーチング装置、及びワーク形状自動
ティーチング方法が提供される事になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わるワーク形状自動ティーチング
装置の一実施例の構成が適用されるワーク自動バリ取り
装置の構成を概略的に示す正面図である。

【図２】検出工具の構成を示す斜視図である。

【図３】加工工具の構成を示す斜視図である。

【図４】図１に示すワーク自動バリ取り装置でのバリ取
り加工方法の制御手順を示すフローチャートである。

【図５】及び

【図６】図１に示すワーク自動バリ取り装置におけるマ
スターワークの下半分形状のティーチング方法の制御手
順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ワーク自動バリ取り装置（ワーク形状自動ティ
ーチング装置）１２基台１４天板１６ワークチャック１８回転駆動機構１８ａサーボモータ１８ｂ減速機２０ロータリエンコーダ２２制御ユニット２４直進案内機構２６工具保持ユニット２８検出工具２８ａ工具本体２８ｂ検出プローブ３０加工工具３０ａ工具本体３０ｂ加工刃３０ｃ駆動モータ３２直進駆動機構３２ａサーボモータ３２ｂボールねじ軸３４ロータリエンコーダ３６ユニット本体３８支柱４０昇降台４２取り付けアーム４４保持部４６昇降駆動機構４６ａサーボモータ４６ｂボールねじ軸４８ロータリエンコーダ５０電気回路５０ａ電気配線５０ｂ電源５０ｃ抵抗器５２検出回路５４フォトダイオード５６フォトトランジスタ５８記憶部６０入力部である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台と、この基台上に配設され、導電性を有するワークを着脱自
在に把持するワークチャック手段と、このワークチャック手段を回転駆動する回転駆動手段
と、前記基台上に配設された工具保持手段と、この工具保持手段を、前記基台上で一方向に沿って進退
駆動する直進駆動手段と、前記工具保持手段に着脱自在に保持され、導電性を有す
る検出工具と、前記工具保持手段と検出工具との間を絶縁状態とする絶
縁手段と、前記検出工具と少なくともワークとの間を電気的に接続
し、電源及び抵抗器を有する電気回路手段と、この電気回路手段に接続され、これの電位を検出する電
位検出手段と、この電位検出手段により、前記検出工具と前記ワークと
が接触する事により、前記電気回路手段の電位が低下し
た事が検出された時点での、前記検出工具と前記ワーク
との接触位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段で検出された接触位置情報を記憶する
記憶手段とを具備する事を特徴とするワーク形状自動テ
ィーチング装置。
【請求項２】前記ワークチャック手段と前記基台の少な
くとも一部とは、互いに導電状態に構成され、前記電気回路手段は、一端を前記検出工具に電気的に接
続され、他端を前記基台のワークチャック手段と導電状
態にある部分に電気的に接続される電気配線を備える事
を特徴とする請求項１に記載のワーク形状自動ティーチ
ング装置。
【請求項３】前記検出工具は、前記ワークの端縁を切削
加工する加工工具と同様な形状に形成されている事を特
徴とする請求項１に記載のワーク形状自動ティーチング
装置。
【請求項４】前記工具保持手段は、前記検出工具に替え
て前記加工工具を保持する事を特徴とする請求項３に記
載のワーク形状自動ティーチング装置。
【請求項５】前記ワークは、導電性を有する材料から形
成されている事を特徴とする請求項１に記載のワーク形
状自動ティーチング装置。
【請求項６】前記ワークは、絶縁性を有する材料から形
成され、表面を導電処理されている事を特徴とする請求
項１に記載のワーク形状自動ティーチング装置。
【請求項７】前記位置検出手段は、前記工具保持手段の
進退移動位置を検出するリニアー検出器と、前記ワーク
チャック手段の回転移動位置を検出するロータリ−検出
器とを備える事を特徴とする請求項１に記載のワーク形
状自動ティーチング装置。
【請求項８】前記検出工具は、加工工具から構成される
事を特徴とする請求項１に記載のワーク形状自動ティー
チング装置。
【請求項９】検出工具をワークに向けて直進移動する第
１の工程と、この検出工具がワークに接触した事を検出する第２の工
程と、この第２の工程で検出工具がワークに接触した事が検出
された時点で、前記検出工具の直進移動を停止する第３
の工程と、前記検出工具が停止した状態での検出工具の現在位置を
読み込む第４の工程と、前記検出工具が停止した状態でのワークの現在回転位置
を読み込む第５の工程と、前記第４及び第５の工程で読み込んだ検出工具の現在位
置及びワークの現在回転位置に基づき、検出工具のワー
クへの接触位置を検出して記憶する第６の工程と、前記検出工具を前記接触位置から所定距離だけワークか
ら離れる方向に直進移動する第７の工程と、前記ワークを所定角度だけ回転駆動する第８の工程とを
具備し、前記第１乃至第８の工程を繰り返し実行する事により、
ワークの全周に渡る形状に対応した情報を検出・記憶す
る事を特徴とするワーク形状自動ティーチング方法。
【請求項１０】前記検出工具及びワークを導電性を有す
る様に構成し、前記検出工具とワークとの間を電源及び抵抗器を有する
電気回路手段で電気的に接続し、前記第２の工程は、前記電気回路手段での電位が低下し
た時点で、前記検出工具と前記ワークとが接触したと検
出する事を特徴とする請求項９に記載のワーク形状自動
ティーチング方法。
【請求項１１】前記第８の工程は、３６０度を予め設定
された検出動作回数で割った角度値だけ、前記ワークを
回転駆動する事を特徴とする請求項９に記載のワーク形
状自動ティーチング方法。