JPH0763934B2 - 摩耗する工具の摩耗補正方法 - Google Patents
摩耗する工具の摩耗補正方法Info
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- JPH0763934B2 JPH0763934B2 JP62329719A JP32971987A JPH0763934B2 JP H0763934 B2 JPH0763934 B2 JP H0763934B2 JP 62329719 A JP62329719 A JP 62329719A JP 32971987 A JP32971987 A JP 32971987A JP H0763934 B2 JPH0763934 B2 JP H0763934B2
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/18—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the presence of dressing tools
- B24B49/183—Wear compensation without the presence of dressing tools
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
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- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、砥石，バフ，ワイヤブラシ等の摩耗する工具
をロボット手首の先端に装着し、このロボットを制御し
て、研削，研磨等を行う場合の摩耗補正に関するもので
ある。
をロボット手首の先端に装着し、このロボットを制御し
て、研削，研磨等を行う場合の摩耗補正に関するもので
ある。
３次元動作ロボットを使用してバリ取り作業を行う場
合、砥石を利用すると、砥石が徐々に摩耗して径が小さ
くなるため、その径の減少分をなんらかの方法で補正を
行う必要がある。
合、砥石を利用すると、砥石が徐々に摩耗して径が小さ
くなるため、その径の減少分をなんらかの方法で補正を
行う必要がある。
直線的な動きしかできない自動機においては、径の減少
分をセンサで測定し、その測定した量を砥石を１方向に
平行移動させることにより、摩耗量の補正が可能であ
る。
分をセンサで測定し、その測定した量を砥石を１方向に
平行移動させることにより、摩耗量の補正が可能であ
る。
ところが、３次元動作ロボットのように３次元で複雑な
動きを行う装置においては、砥石を、通常のロボット制
御点を絶対座標上で１方向へ平行移動させる方法でシフ
トするだけでは、径の補正を行うことができない。
動きを行う装置においては、砥石を、通常のロボット制
御点を絶対座標上で１方向へ平行移動させる方法でシフ
トするだけでは、径の補正を行うことができない。
そのため、従来、以下のような方法を用いて摩耗の補正
を行っていた。
を行っていた。
１）．力センサを利用する方法 砥石が摩耗すると、ワークへの押し圧が変化する。そこ
で、ワークへの押し圧が一定になるように、力センサで
押し圧を検出しながら、ロボットの位置修正を行うこと
で、砥石摩耗の補正を行う。
で、ワークへの押し圧が一定になるように、力センサで
押し圧を検出しながら、ロボットの位置修正を行うこと
で、砥石摩耗の補正を行う。
２）．摩耗する工具をスライドさせることが可能な工具
保持装置をロボット手首につける方法 ロボット手首に砥石をスライドさせることが可能な工具
保持装置をつけ、センサで摩耗量を検出した後、その量
をスライドさせる。
保持装置をロボット手首につける方法 ロボット手首に砥石をスライドさせることが可能な工具
保持装置をつけ、センサで摩耗量を検出した後、その量
をスライドさせる。
そして、ワーク面に対して、スライドさせた方向が、常
に一定角度になるように、ロボットを作業させることに
より、砥石摩耗の補正を行う。
に一定角度になるように、ロボットを作業させることに
より、砥石摩耗の補正を行う。
この方法の応用で特開昭62−9862号公報にみられる装置
を、ロボット手首に装着させる方法もある。
を、ロボット手首に装着させる方法もある。
３）．ロボットによる位置検出と記憶機能により工具の
摩耗量を算出し、その摩耗量分をロボットの直交座標
（ロボット本体に設定した絶対座標系）上にてシフトを
行う方法。
摩耗量を算出し、その摩耗量分をロボットの直交座標
（ロボット本体に設定した絶対座標系）上にてシフトを
行う方法。
この方法は、実開60−187905号公報と特開昭61−188095
号公報に示されるように、ロボットの手首に摩耗する作
業工具を設け、外部にその摩耗量の検出を行うべく、オ
ン−オフ式センサを設けたものであり、ロボットは基準
位置より摩耗する作業工具をセンサに向かって所定方向
に動かし、センサがオンした時点のロボットの現在位置
を記憶し、基準位置とセンサがオンした時点の現在位置
との差より摩耗する作業工具の摩耗量を算出し、この作
業工具の摩耗量を、ロボットの直交座標系（ロボット本
体に設定した絶対座標系）上にて一方向に平行シフトを
行い摩耗する工具の摩耗補正を行うという方法である。
号公報に示されるように、ロボットの手首に摩耗する作
業工具を設け、外部にその摩耗量の検出を行うべく、オ
ン−オフ式センサを設けたものであり、ロボットは基準
位置より摩耗する作業工具をセンサに向かって所定方向
に動かし、センサがオンした時点のロボットの現在位置
を記憶し、基準位置とセンサがオンした時点の現在位置
との差より摩耗する作業工具の摩耗量を算出し、この作
業工具の摩耗量を、ロボットの直交座標系（ロボット本
体に設定した絶対座標系）上にて一方向に平行シフトを
行い摩耗する工具の摩耗補正を行うという方法である。
また、前記実開昭60−187905号公報と特開昭61−188095
号公報に示された方法は、作業工具の摩耗量検出方法に
於いては有効であるが、摩耗補正方法自体に問題があ
る。
号公報に示された方法は、作業工具の摩耗量検出方法に
於いては有効であるが、摩耗補正方法自体に問題があ
る。
即ちこの問題とは、第１図に示すようにａが摩耗前の作
業工具でｂが摩耗後の作業工具とすると、ロボットの直
交座標系HR（ロボット本体に設定した絶対座標系）の平
面上に於ける平らなワークＷ（被切削物）であれば有効
性が認められるが、ワーク表面が３次元的に変化するも
の、あるいは、円周上の作業に関しては、上記の補正方
法を採った３次元動作ロボットは、補正方法がロボット
の直交座標系Ｈの一方向であるため、適用できない。即
ち第２図に示すような円形をした作業工具（例えば砥石
など）で多角形のワークＷ′を切削する場合、摩耗補正
後（シフト後）のロボット軌跡が図示のようにズレてし
まい、作業工具がワークＷ′に接触せず、作業自体が不
可能となってしまうという問題がある。
業工具でｂが摩耗後の作業工具とすると、ロボットの直
交座標系HR（ロボット本体に設定した絶対座標系）の平
面上に於ける平らなワークＷ（被切削物）であれば有効
性が認められるが、ワーク表面が３次元的に変化するも
の、あるいは、円周上の作業に関しては、上記の補正方
法を採った３次元動作ロボットは、補正方法がロボット
の直交座標系Ｈの一方向であるため、適用できない。即
ち第２図に示すような円形をした作業工具（例えば砥石
など）で多角形のワークＷ′を切削する場合、摩耗補正
後（シフト後）のロボット軌跡が図示のようにズレてし
まい、作業工具がワークＷ′に接触せず、作業自体が不
可能となってしまうという問題がある。
なお、第２図において、Ｓは摩耗量（シフト量に等し
い）、矢印ｆはシフト方向を示すものである。
い）、矢印ｆはシフト方向を示すものである。
更に前述の力センサを使用する方法は、センサ自体が高
価であるばかりでなく、センサ応答遅れの問題や、バリ
取りでの悪循環における信頼の問題があり、また、スラ
イド装置を装着する方法は、手首部が大きくなるばかり
でなく、高い負荷や衝撃に耐え、且つ、位置ぎめを正確
に行う装置は高価なものとなり、悪循環における信頼性
の問題もある。
価であるばかりでなく、センサ応答遅れの問題や、バリ
取りでの悪循環における信頼の問題があり、また、スラ
イド装置を装着する方法は、手首部が大きくなるばかり
でなく、高い負荷や衝撃に耐え、且つ、位置ぎめを正確
に行う装置は高価なものとなり、悪循環における信頼性
の問題もある。
しかし、力センサを使用する方法は、センサ自体が高価
であるばかりでなく、センサ応答遅れの問題やバリ取り
での悪循環における信頼の問題があり、また、スライド
装置を装着する方法は、手首が大きくなり、狭い場所で
の使用に支障を来たすことがあるばかりでなく、高い負
荷や衝撃に耐え、且つ位置ぎめを正確に行う装置は高価
なものとなり、悪循環における信頼性の問題もある。
であるばかりでなく、センサ応答遅れの問題やバリ取り
での悪循環における信頼の問題があり、また、スライド
装置を装着する方法は、手首が大きくなり、狭い場所で
の使用に支障を来たすことがあるばかりでなく、高い負
荷や衝撃に耐え、且つ位置ぎめを正確に行う装置は高価
なものとなり、悪循環における信頼性の問題もある。
本発明は、砥石を使ったバリ取り作業が、本来付加価値
を生みにくいため、できるだけ低価格で行いたいという
要望に対し、従来の方法が高価格、且つ複雑な方法なた
め、低い信頼性でしか行うことができなかったという状
況に鑑みてなされたものであり、バリ取り作業における
砥石の摩耗補正を簡単かつ確実に行う方法を提案しよう
とするものである。
を生みにくいため、できるだけ低価格で行いたいという
要望に対し、従来の方法が高価格、且つ複雑な方法なた
め、低い信頼性でしか行うことができなかったという状
況に鑑みてなされたものであり、バリ取り作業における
砥石の摩耗補正を簡単かつ確実に行う方法を提案しよう
とするものである。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもの
で、３次元動作ロボットの手首先端に摩耗する工具を装
着し、このロボットの絶対座標系上で予めティーチ記憶
されたロボットの動作データに基づいてロボットを制御
して研削や研磨作業等を行うものにおいて、ロボットの
絶対座標系とは別に、前記ロボット手首に装着した摩耗
する工具に対して２次元直交座標系を設定し、前記２次
元直交座標系の座標軸がワーク表面に対して一定の角度
になるようにあらかじめロボットの動作データのテイー
チングを行って、センサで検出した摩耗する工具の摩耗
を示すベクトル量を、この摩耗する工具に設定した座標
系上の平行シフトにより求め、この摩耗を示す２次元、
ベルトル量を補償するように、前記絶対座標系上で予め
ティーチ記憶されたロボットの動作データを補正して駆
動制御するようにしたものである。
で、３次元動作ロボットの手首先端に摩耗する工具を装
着し、このロボットの絶対座標系上で予めティーチ記憶
されたロボットの動作データに基づいてロボットを制御
して研削や研磨作業等を行うものにおいて、ロボットの
絶対座標系とは別に、前記ロボット手首に装着した摩耗
する工具に対して２次元直交座標系を設定し、前記２次
元直交座標系の座標軸がワーク表面に対して一定の角度
になるようにあらかじめロボットの動作データのテイー
チングを行って、センサで検出した摩耗する工具の摩耗
を示すベクトル量を、この摩耗する工具に設定した座標
系上の平行シフトにより求め、この摩耗を示す２次元、
ベルトル量を補償するように、前記絶対座標系上で予め
ティーチ記憶されたロボットの動作データを補正して駆
動制御するようにしたものである。
本発明によると、機械的補正装置を付加することなく、
ロボット制御用のソフトウエヤーの変更だけで、従来の
補正方法では望めなかったワークの立体的研削，研磨作
業等が可能である。
ロボット制御用のソフトウエヤーの変更だけで、従来の
補正方法では望めなかったワークの立体的研削，研磨作
業等が可能である。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
第３図は３次元動作ロボットによる砥石１を使ったバリ
取りの作業状況を示すもので、砥石１が破線に示すよう
に摩耗すると、ワーク２に接触できなくなるため、矢印
ｆに示す方向にシフトしなければならない。
取りの作業状況を示すもので、砥石１が破線に示すよう
に摩耗すると、ワーク２に接触できなくなるため、矢印
ｆに示す方向にシフトしなければならない。
本発明実施例では、このシフトを行うために、まず第４
図に示すようにロボット手首３に装着した砥石１に２次
元直交座標系HTでのXT軸が、第５図に示すようにワーク
に対して常に一定の角度、例えば、90度になるようにロ
ボットの動作データのティーチングを行う。
図に示すようにロボット手首３に装着した砥石１に２次
元直交座標系HTでのXT軸が、第５図に示すようにワーク
に対して常に一定の角度、例えば、90度になるようにロ
ボットの動作データのティーチングを行う。
実際のバリ取り作業では、バリ取り作業の１サイクル、
もしくは、数サイクルに１回、砥石１の摩耗量を測定
し、ロボットの手首３に装着した砥石１に設定した２次
元直交座標系HTでシフトを行い、摩耗を示す２次元ベク
トル量の補正を行う。
もしくは、数サイクルに１回、砥石１の摩耗量を測定
し、ロボットの手首３に装着した砥石１に設定した２次
元直交座標系HTでシフトを行い、摩耗を示す２次元ベク
トル量の補正を行う。
シフト量Ｓの設定は、まず、砥石１の径方向の摩耗を示
すベクトル量Ｄをセンサ（図示せず）で検出し、その量
Ｄ（Ｓ）を砥石１に設定した２次元直交座標系HTでシフ
トを行う。そのシフト量Ｓは、砥石１に設定した２次元
直交座標系HTでのXT軸がワーク２に対して90度にティー
チングしていれば、砥石１に設定した座標でXT軸の＋方
向にＤ量だけ行う。
すベクトル量Ｄをセンサ（図示せず）で検出し、その量
Ｄ（Ｓ）を砥石１に設定した２次元直交座標系HTでシフ
トを行う。そのシフト量Ｓは、砥石１に設定した２次元
直交座標系HTでのXT軸がワーク２に対して90度にティー
チングしていれば、砥石１に設定した座標でXT軸の＋方
向にＤ量だけ行う。
砥石１に設定した２次元直交座標系でのXT軸が、第６図
に示すようにワーク２に対してθの角度でティーチング
されていれば、砥石１に設定した座標系のXT軸の＋方向
にDCOSθ、YT軸の＋方向にDSINθのシフト量Ｓでシフト
を行う。
に示すようにワーク２に対してθの角度でティーチング
されていれば、砥石１に設定した座標系のXT軸の＋方向
にDCOSθ、YT軸の＋方向にDSINθのシフト量Ｓでシフト
を行う。
なお、シフト量の測定は次のようにして行なわれる。
即ち、運転の最初にロボットを操作して摩耗前の砥石１
を前進させて従来と同様にセンサにより工具の先端位置
を検出し、センサがオンした時点のロボットの位置XR1
を記憶させておき、摩耗後の砥石１の位置XR2を同様に
センサにより検出して、その差（XR2−XR1）を摩耗を示
すベクトル量Ｄとして算出する。
を前進させて従来と同様にセンサにより工具の先端位置
を検出し、センサがオンした時点のロボットの位置XR1
を記憶させておき、摩耗後の砥石１の位置XR2を同様に
センサにより検出して、その差（XR2−XR1）を摩耗を示
すベクトル量Ｄとして算出する。
そして工具の摩耗補正は、３次元動作ロボットの直交座
標系HT（ロボットの絶対座標系）とは別に、ロボット手
首に装着している摩耗する工具の２次元直交座標系Hrに
て平行シフトを行うことにより工具の摩耗補正を行うも
のである。
標系HT（ロボットの絶対座標系）とは別に、ロボット手
首に装着している摩耗する工具の２次元直交座標系Hrに
て平行シフトを行うことにより工具の摩耗補正を行うも
のである。
なお、工具の摩耗が高さ方向にも存在する場合には前記
工具の２次元直交座標系を垂直方向に設定して平行にシ
フトすることで、同様の摩耗補正が可能である。
工具の２次元直交座標系を垂直方向に設定して平行にシ
フトすることで、同様の摩耗補正が可能である。
以上、説明したように、本発明においては、検出した砥
石１の摩耗を示す２次元ベクトル量Ｄを、ロボット手首
３に装着した砥石１に設定した２次元直交座標系HTで平
行シフトすることにより補正を行う方法であるため、第
２図に示した３次元的なワークＷ′のバリ取りを本発明
方法を適用したロボットで行う場合、第７図に示すよう
に、第２図に示した従来法とは異なり、摩耗後の砥石、
つまりｂはワークＷ′から離れず、常に接触してバリ取
りを行う。そして力センサや特殊な工具を使用せずに摩
耗補正を行うことができるため、低価格、且つ高信頼で
のバリ取り作業を行うことが可能である。
石１の摩耗を示す２次元ベクトル量Ｄを、ロボット手首
３に装着した砥石１に設定した２次元直交座標系HTで平
行シフトすることにより補正を行う方法であるため、第
２図に示した３次元的なワークＷ′のバリ取りを本発明
方法を適用したロボットで行う場合、第７図に示すよう
に、第２図に示した従来法とは異なり、摩耗後の砥石、
つまりｂはワークＷ′から離れず、常に接触してバリ取
りを行う。そして力センサや特殊な工具を使用せずに摩
耗補正を行うことができるため、低価格、且つ高信頼で
のバリ取り作業を行うことが可能である。
また、ロボット制御装置を用いて摩耗補正が行えるた
め、取扱が簡単であるという利点も有している。
め、取扱が簡単であるという利点も有している。
この本発明にかゝる摩耗補正方法は、砥石を使う場合だ
けでなく、バフやワイヤブラシ等の摩耗する工具を使っ
たロボット作業においても、砥石の場合と同様に有効で
ある。
けでなく、バフやワイヤブラシ等の摩耗する工具を使っ
たロボット作業においても、砥石の場合と同様に有効で
ある。
第１図は、平なワークを対象とする場合の従来の摩耗補
正方法の説明図、第２図は、従来の摩耗補正方法によっ
て立体表面を研削する場合の説明図、第３図はロボット
による砥石を使用したバリ取り作業例における砥石と補
正のためのシフト方向の関係を示す側面図、第４図はロ
ボット手首に装着した工具に設定した座標例の説明図、
第５図はバリ取りのティーチング例を示す図、第６図は
工具に設定した座標とＸ軸とワークへの当り位置が違っ
た場合のシフト方法の説明図、第７図は本発明を適用し
た場合の摩耗前の作業工具の軌跡と、摩耗後の作業工具
の軌跡を示す説明図である。 １……砥石 ２……ワーク ３……ロボットの手首 ４……モータ ５……砥石のカバー
正方法の説明図、第２図は、従来の摩耗補正方法によっ
て立体表面を研削する場合の説明図、第３図はロボット
による砥石を使用したバリ取り作業例における砥石と補
正のためのシフト方向の関係を示す側面図、第４図はロ
ボット手首に装着した工具に設定した座標例の説明図、
第５図はバリ取りのティーチング例を示す図、第６図は
工具に設定した座標とＸ軸とワークへの当り位置が違っ
た場合のシフト方法の説明図、第７図は本発明を適用し
た場合の摩耗前の作業工具の軌跡と、摩耗後の作業工具
の軌跡を示す説明図である。 １……砥石 ２……ワーク ３……ロボットの手首 ４……モータ ５……砥石のカバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪口 宏 福岡県北九州市小倉北区大手町12番１号 株式会社安川電機製作所小倉工場内 (56)参考文献 特開 昭61−188095（ＪＰ，Ａ) 特公 昭37−17895（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (2)
- 【請求項１】３次元動作ロボットの手首先端に摩耗する
工具を装着し、このロボットの絶対座標系上で予めティ
ーチ記憶されたロボットの動作データに基づいてロボッ
トを制御して研削や研磨作業等を行うものにおいて、ロ
ボットの絶対座標系とは別に、前記ロボット手首に装着
した摩耗する工具に対して２次元直交座標系を設定し、
前記２次元直交座標系の座標軸がワーク表面に対して一
定の角度になるようにあらかじめロボットの動作データ
のテイーチングを行ってセンサで検出した摩耗する工具
の摩耗を示す２次元ベクトル量をこの摩耗する工具に設
定した座標系上の平行シフトにより求め、この摩耗量を
補償するように前記絶対座標系上で予めティーチ記憶さ
れたロボットの動作データを補正して駆動制御すること
を特徴とする摩耗する工具の摩耗補正方法。 - 【請求項２】摩耗する工具は砥石である特許請求の範囲
第１項記載の摩耗する工具の摩耗補正方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62329719A JPH0763934B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 摩耗する工具の摩耗補正方法 |
| US07/291,300 US4926604A (en) | 1987-12-28 | 1988-12-28 | Method for correcting abrasion in a robot having a wearing tool mounted thereon |
| DE3844152A DE3844152A1 (de) | 1987-12-28 | 1988-12-28 | Verfahren zur korrektur von abrieb in einem roboter, in dem ein abrieb erfahrendes werkzeug befestigt ist |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62329719A JPH0763934B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 摩耗する工具の摩耗補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01171761A JPH01171761A (ja) | 1989-07-06 |
| JPH0763934B2 true JPH0763934B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=18224499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62329719A Expired - Fee Related JPH0763934B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 摩耗する工具の摩耗補正方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4926604A (ja) |
| JP (1) | JPH0763934B2 (ja) |
| DE (1) | DE3844152A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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