JPH07266269A

JPH07266269A - ロボットの力制御による加工方法

Info

Publication number: JPH07266269A
Application number: JP5621794A
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: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-10-17

Abstract

(57)【要約】【目的】形状の複雑な曲面のバリを取る力制御ロボッ
トの、ワーク表面に正確な法線方向となる力制御方向を
求めること。【構成】工具および力センサーを有するロボット本体
と、第１段階では粗教示後仕上げモデルワークに対して
工具の送り方向には位置制御し、同じく工具のワークへ
の力制御方向には押付け力制御して、工具の仕上教示点
および力制御方向を作成記憶し、第２段階の加工作業で
は、この仕上教示データに基づいて工具の送り方向には
位置制御し、工具のワークへの力制御方向には力制御し
て仕上加工するロボットのバリ取り方法。

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、または面取り等の加工に関し、
特に力制御による加工方法の力制御方向の指定方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の教示再生型力制御ロボットの力制
御方向の指定方法は、特開平２−２７２７３８号公報に
記載されている。教示時に教示点間の任意の場所でワー
クと工具を接触させ、その時の力センサの検出値から力
の方向余弦を求め、その力の方向余弦を教示点間全体の
力制御方向とするのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の力制御ロボ
ットによる力制御方向の指定方法では、特に形状の複雑
不規則な曲面に発生しているバリを取る場合において次
のような問題がある。１）教示点が粗くなると工具の力制御方向が正確にワー
ク表面の法線方向に一致しなくなるため力制御の精度が
低下し、一様な仕上がりが得られない。２）工具の力制御方向を正確に指定するためには教示点
が多くなり、教示に時間がかかる。本発明の目的は、特に形状の複雑な曲面のバリを取る場
合であっても、力制御方向の教示操作を多くすることな
く、ワーク表面に正確な法線方向となる力制御方向の得
られる方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は力制御バリ取り
ロボットの力制御方向の指定方法、および前記力制御方
向を用いて加工する方法であって、ワークに直接に接触
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、この力センサに固定したロボ
ットハンド、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、および制御装置
で構成される教示再生型のロボットにおいて、教示段階
では前記工具の前記ワークに対する概略通過点および前
記概略通過点間の力制御方向を粗教示したあと、仕上げ
済みモデルワークに対して前記工具の送り方向には位置
制御し、前記工具の前記ワークへの力制御方向には押付
け力一定制御で再生して、再生動作中における前記パル
スエンコーダのパルス値からなる位置データと、前記力
センサで検出される反力の向きとは逆向きの単位ベクト
ル成分を力制御方向データとして前記制御装置内のメモ
リに記憶することにより、前記工具の仕上げ教示データ
を生成することを特徴とするロボットの力制御による加
工方法である。また、加工段階では前記教示段階で得ら
れた仕上げ教示データを読みだし、前記工具の送り方向
には位置制御し、前記工具のワークへの力制御方向には
押し付け力一定制御とスティフネス制御の両者を含んだ
力制御にて仕上げ加工するロボットの力制御による加工
方法である。

【０００５】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例ではアルミホィールのデザイン窓を力制御仕
上げするバリ取りロボットを対象とした。図１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。

【０００６】アルミホィール３０は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、かつ等間隔に配置されている。アルミホィールは美
観を重視するものであることから、仕上げではバリの除
去だけでなく、窓形状に合わせての一様幅の面取りを行
う必要がある。窓部３３は複雑な３次元曲線からなる形
状をしており、従来の教示再生型のロボットでは対応が
困難なものである。

【０００７】図２にアルミホィール窓部の断面図を、図
３にアルミホィール３０の窓部３３の１個所を示す平面
図を示す。図２および図３に示す窓部３３の内周部に形
成されたものがバリＡである。本実施例は図２、図３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を取除くための力制御バリ取りロボットの、
力制御方向の指定方法に関するものである。

【０００８】次に図１を参照して説明する。アルミホィ
ール３０は割出台上（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。

【０００９】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。

【００１０】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および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Ｍ
４、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１１を取付け、力センサ１１はロボット本体１
０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４に図示して
いる）が取付られている。

【００１１】ロボット制御装置２０は、この全体構成図
を図４に示し、主制御ＣＰＵ２１と力センサＣＰＵ２２
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は以後に説明する演算処理を行う
装置である。力センサＣＰＵ２２は力センサ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
系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。

【００１２】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ＣＰＵ２２、メモリ２
６、ティーチングボックス２７などで指令されるサーボ
モータＭ１〜Ｍ６の回転目標位置と現在位置の差分を定
数倍した値をＤ／Ａ変換してサーボアンプ２５に出力す
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
ータとしてサーボカウンタ値をそのまま、あるいはこれ
を工具Ｔ１の位置と姿勢の成分値に加工したもの、およ
び同位置における力センサ１１の検出値から工具座標系
に演算した力制御方向ベクトルの成分値などを記憶する
装置である。

【００１３】ティーチングボックス２７は、工具Ｔ１の
概略通過点（粗教示点）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２
５に与えるものである。

【００１４】次に以上説明したバリ取りロボット装置に
より、本発明を用いた力制御方向の指定方法を用いて力
制御でアルミホィール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５はバリ取り操作、手
順の概要を示すフローチャートであり、以下詳細に説明
する。このバリ取り作業は第１段階の教示データの作成
と、第２段階のこの教示データに基づいて工具Ｔ１を再
生する第２段階の加工作業とに別けることができる。

【００１５】第１段階の教示データの作成は、図２およ
び図３に示すアルミホィール３０の窓部３３にバリＡの
ないもの、すなわち、仕上がった形状のアルミホィール
３０の窓部３３（モデル窓部）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３に
示すように粗教示点Ｐ１〜Ｐ６（以後下線付きの文字は
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。ここで粗教示点とは、仕上教示
データを作成するために、従来の教示再生型ロボットと
同様に予めティーチングボックス２７等を用いて手動操
作にてロボット各軸を誘導して教示した点のことであ
る。そして、これらの点におけるサーボモータＭ１〜Ｍ
６のサーボモータのサーボカウンタ２３からの値を粗教
示点Ｐ１〜Ｐ６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。

【００１６】また、仕上げ教示にて粗教示点Ｐ１〜Ｐ６
の各々の間を移動中の工具Ｔ１が、アルミホィール３０
のモデル窓部３３の内周面に押し付ける粗力制御方向Ｆ
１〜Ｆ６を次のようにメモリ２６に入力し、記憶させ
る。まず、粗教示点Ｐ１、Ｐ２間の粗力制御方向Ｆ１
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る。このと
き、力センサ１１で検出される反力から、反力とは逆向
き単位ベクトルの方向余弦（α、β、γ）を数１で演算
し、これらの値を粗力制御方向Ｆ１を表す成分とする。

【数１】α＝−Ｆｔｘ／｜Ｆ｜ β＝−Ｆｔｙ／｜Ｆ｜ γ＝−Ｆｔｚ／｜Ｆ｜｜Ｆ｜＝√（Ｆｔｘ₂＋Ｆｔｙ₂＋Ｆｔｚ₂）ここでＦｔｘ、Ｆｔｙ、Ｆｔｚは、力センサに加わる直
交する３軸方向の力３成分と、それらの軸まわりのモー
メントの合計６成分の検出値から座標変換により求めた
工具Ｔ１先端の座標系の３軸方向の力成分である。

【００１７】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、粗力制御方向
Ｆ２の成分を演算し、メモリ２６に記憶させる。この後
も同様にして粗教示点Ｐ６、Ｐ１間までについて行い、
粗力制御方向Ｆ３〜Ｆ６の成分を演算し、メモリ２６に
記憶させる。

【００１８】本実施例の場合は、粗教示点Ｐ１〜Ｐ６及
び粗力制御方向Ｆ１〜Ｆ６は図３に示すようになる。ま
た、力制御の目標押し付け力Ｆｄおよび工具Ｔ１の送り
速度Ｖも操作パネル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。

【００１９】次に行う仕上げ教示は、前記粗教示のデー
タに基づき、押し付け力制御の自動再生を利用して行
う。すなわち、工具Ｔ１を駆動しない状態で、粗教示点
Ｐ１〜Ｐ６を基にモデル窓部の内周面に沿って自動再生
して移動させる。このとき、モデル窓部の内周面への粗
力制御方向Ｆ１〜Ｆ６を用いて、目標の押付け力Ｆｄな
るよう、工具Ｔ１を力制御する。このときの工具Ｔ１の
送り速度は、工具がワークの曲面に正しく追従するよう
に、例えば教示した工具の送り速度Ｖの２０％と遅くす
る。この力制御自動再生の間、ロボット制御装置２０の
サーボ制御のサンプリング周期に同期して、工具Ｔ１の
移動位置を制御しているサーボモータ各々のパルスエン
コーダの回転目標位置と、力センサの検出値から工具か
らの反力方向とは逆向きの力方向成分を演算し、それら
をメモリ２６に記憶させる。

【００２０】前記仕上げ教示データの作成過程の詳細
を、図３を用いて以下に説明する。まず、工具Ｔ１の退
避点（図示せず）から粗教示点Ｐ６まで再生した後、粗
教示点Ｐ１のデータをメモリ２６から読み出す。次に工
具Ｔ１を粗教示点Ｐ６から粗教示点Ｐ１に移動させ、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
で移動させる。この移動は一つ前の粗教示点Ｐ６から粗
教示点Ｐ１までの送り方向と同じ方向に、力センサ１１
の検出値から工具Ｔ１のモデル窓への接触を監視しなが
ら低速で行う。工具Ｔ１の接触が確認されると、仕上げ
教示データ作成のプログラムがスタートし、次の粗教示
点Ｐ２と粗力制御方向Ｆ１のデータをメモリ２６から読
み出す。このときの工具Ｔ１の接触点をＣ０とする。

【００２１】次に接触点Ｃ０と粗教示点Ｐ２間の仕上げ
教示データの作成を行うが、この作成のためのサンプリ
ング周期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。この接触点Ｃ０、粗教示点Ｐ２間の仕上げ教示デー
タの作成については、さらに図６および図７を参照して
説明する。工具Ｔ１を接触点Ｃ０から粗教示点Ｐ２への
方向には、粗教示で入力された送り速度Ｖの２０％の低
速Ｖｔで移動させる。この方向を位置制御方向とする。

【００２２】そして、あるサンプリングタイミング時点
での現在位置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
点までの増分を△Ｃｎｐとする。従って、△Ｃｎｐの大
きさは工具Ｔ１の送り速度ＶｔにＴｓを乗算したもので
ある。

【００２３】次に力センサ１１の検出値を読みだして、
粗力制御方向Ｆ１の力Ｆａを演算する。次いで現在位置
Ｃｎから粗力制御方向Ｆ１の次の点すなわち、粗力制御
方向のＴｓ後の点までの増分△Ｃｎｆを求める。この粗
力制御方向の増分△Ｃｎｆの大きさは、粗力制御方向Ｆ
１の制御速度ＶｆをもとにＶｆ×Ｔｓとして与えられ
る。ここで、制御速度Ｖｆは、粗教示のとき入力し記憶
された目標押付け力Ｆｄと工具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１１で
検出される粗力制御方向Ｆ１の力Ｆａとの差に比例する
ようにする。すなわち、Ｖｆ＝Ｋｆ（Ｆｄ−Ｆａ）で表
わされ、粗力制御方向Ｆ１に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。

【００２４】そして、現在位置Ｃｎからの、上記のよう
にして得られた位置制御方向増分△Ｃｎｐと力制御方向
増分△Ｃｎｆとを用い、ベクトル合成演算して、次のサ
ンプリング周期後（Ｔｓ後）の位置Ｃｎ＋１を算出す
る。すなわち、次の位置Ｃｎ＋１はＣｎ＋１＝Ｃｎ＋△
Ｃｎｐ＋△Ｃｎｆで表わされる。次に求められた次の位
置Ｃｎ＋１について逆座標変換の演算により、各サーボ
モータＭ１〜Ｍ６軸の各パルスエンコーダＰＥ１〜ＰＥ
６の回転目標位置θｉ，ｎ＋１（ｉ＝１〜６）として求
める。

【００２５】そしてここで、現在位置Ｃｎにおける位置
と力制御方向の仕上げ教示データを、次ぎのようにメモ
リ２６に記憶する。まず、現在位置Ｃｎに至るときに求
めていた各サーボモータＭ１〜Ｍ６軸のパルスエンコー
ダＰＥ１〜ＰＥ６の回転目標位置θｉ，ｎ（ｉ＝１〜
６）を、現在位置Ｃｎに対応した教示点データとして、
メモリ２６に入力、記憶する。図７ではθ１，ｎ〜θ
６，ｎが該当する。次いで、先に力センサ１１の検出値
を基に工具座標系に変換していた力成分Ｆｔｘ、Ｆｔ
ｙ、Ｆｔｚから数１により、現在位置Ｃｎにおけるモデ
ル窓部から工具に作用している反力Ｒｎとは逆向きの単
位ベクトルの方向余弦（α、β、γ）を演算し、現在位
置Ｃｎに対応する力制御方向として、教示点データに続
けてメモリ２６に入力、記憶する。図７ではαｎ〜γｎ
である。反力Ｒｎは工具の送り速度を遅くし、後述する
ように工具とワーク間の摩擦抵抗を小さくする教示用工
具を使用すれば、ほぼ正確にワーク窓の内周面の法線方
向になる。以上で現在位置Ｃｎに対応した仕上げ教示デ
ータの作成が終わる。

【００２６】そして、各サーボモータＭ１〜Ｍ６軸をθ
ｉ，ｎ＋１（ｉ＝１〜６）へ位置制御することにより、
工具Ｔ１を次の位置Ｃｎ＋１に移動させる。以上説明し
た処理をサンプリング周期Ｔｓ毎に行い、粗教示点Ｐ２
付近に工具Ｔ１が来るまで、すなわち工具Ｔ１位置Ｃｎ
（ｎ＝０，１，２，・・・ａ）まで行い、各工具Ｔ１位
置Ｃｎにおける仕上げ教示データを作成、記憶する。

【００２７】次に、工具Ｔ１位置Ｃｎが粗教示点Ｐ２付
近Ｃａからは、粗力制御方向Ｆ２、および位置制御方向
を工具Ｔ１位置Ｃａと粗教示点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
い、やはり各工具Ｔ１位置Ｃｎの仕上げ教示データを作
成、記憶する。このやり方を繰り返し、工具Ｔ１の位置
が元の位置であるＣ０に達するまで行う。

【００２８】以上で仕上げ教示が終了し、モデルワーク
に対する教示点および力制御方向データの作成が終了す
る。すなわちモデルワークの窓に沿った仕上げ教示点Ｃ
ｉおよび力制御方向−Ｒｉを作成することができる。こ
の仕上げ教示データの作成のとき、工具Ｔ１はワークの
加工を行わないので、モデル窓に対して正確な法線方向
となる反力を得るために、外径が仕上げ工具と同じで刃
がなく摩擦の少ない、例えばベアリングを装着した円柱
状の教示用工具にするとよい。

【００２９】次に図５のフローチャートに示すように、
第１段階で作成されたモデルワークの教示データに基づ
いて第２段階のワークの加工作業を行い、バリＡのある
アルミホィール３０の窓部３３を仕上げる。加工作業は
工具Ｔ１の送り方向（仕上げ教示点を結ぶ方向）には位
置制御を行い、工具Ｔ１の窓部３３への力制御方向−Ｒ
ｉにはスティフネス力制御を含んだ力制御を行う。

【００３０】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ある。スティフネ
ス力制御を含んだ力制御は、力制御方向−Ｒｉに工具Ｔ
１が移動する制御速度Ｖｓとして与えられ、この制御速
度Ｖｓは数２で表される。

【数２】Ｖｓ＝Ｋｆ［Ｋｓ・△Ｘｆ＋Ｆｄ−Ｆａ］ここでＶｓ＝力制御方向の制御速度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＝力センサに検出される値数２にてＫｓ・△Ｘｆがスティフネス力制御の項であ
り、基準経路からの変位成分△Ｘｆに比例した押し付け
力を発生する。つまり、ソフトウェアでバネの作用を実
現する。本実施例では仕上げ教示点Ｃｉを結ぶ経路が基
準経路となる。

【００３１】次に、第１段階で作成された仕上げ教示デ
ータを用いて工具Ｔ１の送り方向には位置制御を行い、
力制御方向−Ｒｉにはスティフネス力制御を含んだ力制
御を適用して、アルミホィール３０の窓部３３のバリＡ
を取る加工作業について、図８のフローチャートを用い
て説明する。

【００３２】まず開始にあたり、スティフネス係数Ｋｓ
および目標押し付け力Ｆｄを設定し入力、記憶させる。
また、力制御ゲイン係数Ｋｆについては、既に仕上げ教
示の際に入力し、記憶したものを用いる。自動再生をス
タートさせると、最初ロボット１０は、工具Ｔ１がアル
ミホィール３０の窓部３３に接近し、粗教示点Ｐ１に到
達するまで粗教示データで動作する。粗教示点Ｐ１に到
達すると、仕上げ教示の際の接触点位置データＣ０をメ
モリ２６から読み出し、力センサ１１の検出値で接触を
監視しながら位置Ｃ０に向かって移動させる。そして接
触が検出された時点で仕上げ教示データに基づく自動再
生に切換え、次ぎのサンプリング周期Ｔｓ後の仕上げ教
示点Ｃｉ（ｉ＝１）と力制御方向−Ｒｉ（ｉ＝１）のデ
ータを読み出す（ステップ１００）。また、そのときの
サーボカウンタ２３の値から現在位置Ｘｉ（ｉ＝０）を
求める（ステップ１０１）。

【００３３】次いで基準経路である工具Ｔ１の送り方向
には位置制御を行う。すなわち、現在位置Ｘｉ（ｉ＝
０，１，２，・・・ｎ）に対応している仕上げ教示点Ｃ
ｉとサンプリング周期Ｔｓ後の仕上げ教示点Ｃｉ＋１ま
での増分△Ｘｉｐを算出する（ステップ１０２）。この
増分△Ｘｉｐは基準経路方向の増分である。

【００３４】続いて、仕上げ教示点Ｃｉに対応する力制
御方向−Ｒｉには力センサ１１とサーボカウンタ２３か
ら読み出した力と位置の検出値をもとに数２で制御速度
Ｖｓを求め、力制御方向の増分△Ｘｉｆを算出する（ス
テップ１０３）。

【００３５】そして、次のサンプリング周期Ｔｓ後の目
標位置Ｘｉ＋１を次式で合成演算する（ステップ１０
４）。Ｘｉ＋１＝Ｘｉ＋△Ｘｉｐ＋△Ｘｉｆ次ぎにＸｉ＋１の逆座標変換の演算により、パルスエン
コーダＰＥ１〜ＰＥ６の回転目標位置θｉ＋１（ｉ＝１
〜６）を演算し（ステップ１０５）、回転目標位置θｉ
＋１に位置制御する（ステップ１０６）。以上の処理、
手続をサンプリング周期Ｔｓ毎に、基準経路の最初の位
置Ｃｏが読みだされるまで（ステップ１０７）行い、仕
上げ加工が終了する。

【００３６】なお、本実施例では仕上げ教示データは教
示送り速度の２０％で記憶されているので、１００％に
する場合はメモリ内のデータを５つ飛びに読みだす。ま
た、ワークの加工作業の段階において、基準経路からの
変位の大きさに応じて前述の仕上げ動作の再生を複数回
繰り返すことも可能であるがここでは省略する。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
を取るロボットについて教示と加工を説明した。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、特に複雑な曲面を有す
るワークのバリを力制御で仕上る場合であっても、第１
段階の力制御の倣い動作による仕上教示データ作成動作
によって、ワーク曲面への法線方向と正確に一致する工
具の力制御方向データを作成し、第２段階の仕上げ加工
再生の力制御に用いるので、手作業による教示を大幅に
簡略化でき、仕上げ精度を向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】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２】アルミホィールの一部断面図

【図３】アルミホィールの窓部正面図

【図４】ロボット制御装置のブロック図

【図５】本実施例のバリ取りの概略を示すフローチャー
ト

【図６】粗教示点間の仕上げ教示を説明するための模式
図

【図７】仕上げ教示データの構造

【図８】加工作業を示すフローチャート

【符号の説明】

１０ロボット本体１１力センサ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２６メモリ３０アルミホィール３３窓部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークに直接に接触する工具、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、この力センサに固定したロボットハンド、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、および制御装置で構成される教示再
生型のロボットを使用した力制御による加工方法におい
て、教示段階では前記工具の前記ワークに対する概略通
過点および前記概略通過点間の力制御方向を粗教示した
あと、仕上げ済みモデルワークに対して前記工具の送り
方向には位置制御し、前記工具の前記ワークへの力制御
方向には押付け力一定制御で再生して、再生動作中にお
ける位置データと、前記力センサで検出される反力の向
きとは逆向きの単位ベクトル成分値を力制御方向データ
として前記制御装置内のメモリに記憶することにより、
前記工具の仕上げ教示データを生成することを特徴とす
るロボットの力制御による加工方法。
【請求項２】加工段階では教示段階で得られた仕上げ
教示データを読みだし、工具の送り方向には位置制御
し、前記工具のワークへの力制御方向には力制御して仕
上げ加工することを特徴とする請求の範囲第１項記載の
ロボットの力制御による加工方法。