JPH08141881A - Device and method for deburring - Google Patents

Device and method for deburring

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JPH08141881A
JPH08141881A JP28384794A JP28384794A JPH08141881A JP H08141881 A JPH08141881 A JP H08141881A JP 28384794 A JP28384794 A JP 28384794A JP 28384794 A JP28384794 A JP 28384794A JP H08141881 A JPH08141881 A JP H08141881A
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JP
Japan
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work
deburring
shape
data
surface shape
Prior art date
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Pending
Application number
JP28384794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Okada
尚 岡田
Satoru Matsuo
哲 松尾
Shuichi Ohara
秀一 大原
Satoshi Iwaki
敏 岩城
Eiji Mitsuya
英司 三ッ矢
Makoto Mizukawa
真 水川
Masashi Okudaira
雅士 奥平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide the device and method for deburring, which can automatically perform the accurate deburring work in flexible response to the individual difference. CONSTITUTION: In an accurate position deciding device 10, the objective work W constraining surface F2 is decided on the basis of the measurement data, which is obtained by a three dimensional shape measuring device 7, and the relational data of the surface shape of a representative work, which is previously stored in a teaching and memory device 8, and the work constraining surface. Continuously, position of a cross line of the flat surface part F1a of the surface F1 of the work W and the work W constraining surface F2 is decided as a deburring route B.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、機械部品などのワーク
を成形する際にその外周に発生するバリを除去するバリ
取り装置及び方法に係り、特にワークの個体差にも柔軟
に対応してバリ取りができるバリ取り装置及び方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deburring apparatus and method for removing burrs generated on the outer periphery of a work such as a machine part when it is formed, and more particularly, to flexibly deal with individual differences of the work. The present invention relates to a deburring device and method capable of deburring.

【0002】[0002]

【従来の技術】機械部品などを成形する際にその表面外
周に発生するバリを取る作業は、劣悪な環境下で、危険
を伴う場合が多いので、ロボットによる自動化が強く要
望されている。一般に、ロボットを用いたバリ取り装置
としては、ロボットにティーチングプレイバック方式で
作業内容や手順を教え込む方式が採用されている。この
方式は、ワークごとに当該ワーク表面のバリの発生箇所
をロボットに対して精密に位置決めするので、精密で高
価な治具を必要とし、大量生産されるワークにしか適用
されていないのが現状である。また、このような方式で
は、バリ部分をセンシングしないため、ワークに個体差
があると、バリ取りの仕上げ精度が著しく低下するとい
う問題がある。
2. Description of the Related Art Since a work for removing burrs generated on the outer periphery of a surface of a machine part or the like when molding the part is often dangerous in a bad environment, automation by a robot is strongly desired. In general, as a deburring apparatus using a robot, a method of teaching the robot the work content and procedure by a teaching playback method is adopted. This method precisely positions the burrs on the surface of each work with respect to the robot, so it requires a precise and expensive jig, and is currently applied only to mass-produced works. Is. Further, in such a method, since the burr portion is not sensed, there is a problem that if there is an individual difference in the work, the finishing accuracy of the deburring is significantly reduced.

【0003】そこで、かかる問題を解決するために、レ
ーザレンジファインダ等のセンサをロボットアームに搭
載し、当該センサにてワーク表面上にあるバリの部分を
抽出し、バリ取り経路を特定してバリ取りを実行するバ
リ取り装置が提案されている(特願平5−31659
号)。
Therefore, in order to solve such a problem, a sensor such as a laser range finder is mounted on a robot arm, and the sensor extracts the burrs on the surface of the work to identify the deburring route and specify the burrs. A deburring device for performing deburring has been proposed (Japanese Patent Application No. 5-31659).
issue).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したセ
ンサを用いた従来のバリ取り装置には、以下のような問
題がある。第1には、ワーク表面にバリが発生していな
い場合、又はワーク自体に個体差がある場合、バリの発
生部分をセンシングによって正確に抽出することが困難
となり、結果的にバリが除去できなくなるという問題が
ある。第2には、ワーク表面のバリ付近のセンサデータ
は光学的特性による大きなノイズを多く含むので、バリ
の発生部分を正確に抽出できず、作業自体が不安定とな
り、製品の品質の均一化を図ることができないという問
題がある。
The conventional deburring device using the above-mentioned sensor has the following problems. First, if there is no burr on the surface of the work, or if there are individual differences in the work itself, it will be difficult to accurately extract the part where the burr is generated by sensing, and as a result, the burr cannot be removed. There is a problem. Secondly, the sensor data near the burr on the surface of the work contains a lot of large noise due to optical characteristics, so the part where the burr is generated cannot be accurately extracted, the work itself becomes unstable, and uniform product quality is achieved. There is a problem that it cannot be planned.

【0005】ここにおいて本発明の解決すべき主要な目
的は、次の通りである。本発明の第1の目的は、ワーク
表面のバリ取り作業を自動化し、人間を劣悪な作業条件
から解放するバリ取り装置及び方法を提供せんとするも
のである。
The main objects to be solved by the present invention are as follows. A first object of the present invention is to provide a deburring device and method for automating the deburring work on the surface of a work, and for relieving humans from bad working conditions.

【0006】本発明の第2の目的は、ワークの個体差に
も柔軟に対応して、安定的に正確なバリ取り作業を実行
できるバリ取り装置及び方法を提供せんとするものであ
る。
A second object of the present invention is to provide a deburring device and method which can flexibly cope with individual differences of works and stably and accurately carry out deburring work.

【0007】本発明の第3の目的は、ワークを作業台に
固定するのに精密で高価な治具を用いて、位置決めを高
精度に行う必要がないバリ取り装置及び方法を提供せん
とするものである。
A third object of the present invention is to provide a deburring device and method which do not require highly accurate positioning by using a precise and expensive jig for fixing a work to a workbench. It is a thing.

【0008】本発明のその他の目的は、明細書、図面、
特に特許請求の範囲の記載から自ずと明らかとなろう。
Other objects of the present invention include the specification, drawings,
In particular, it will be apparent from the description of the claims.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記した課題の解決は、
本発明が次に列挙する新規な特徴的構成手段及び手法を
採用することにより前記目的通り達成される。すなわ
ち、本発明装置の第1の特徴は、コントローラと、ハン
ドにバリ取りツールを有するロボットと、前記ロボット
のハンドに取り付けられ、ワークの表面形状を計測する
三次元形状計測手段と、ワーク表面形状の特徴的な箇所
の位置を計測する位置計測手段とを備え、前記コントロ
ーラは、代表ワークの表面形状と拘束面との関係データ
を前記コントローラに教示する教示手段と、当該教示手
段のワーク表面形状と拘束面との関係データ、及び前記
位置計測手段によるワークの特徴箇所の位置データに基
づき、対象ワークの拘束面の大まかな位置を決定する大
局的位置決定手段と、当該大局的位置決定手段にて決定
された対象ワークの拘束面位置の近傍に前記ロボットの
ハンドを誘導して、前記三次元形状計測手段にて当該拘
束面のワーク表面形状を計測する手段と、当該三次元形
状計測手段の計測データに基づき、対象ワーク表面形状
の位置を、より高精度で算出する高精度位置決め手段
と、前記教示手段のワーク表面形状と拘束面との関係デ
ータ、及び前記高精度位置決め手段の対象ワーク表面形
状の位置データに基づいてバリ取り経路を決定する手段
と、を有してなるバリ取り装置にある。
[Means for Solving the Problems] To solve the above-mentioned problems,
The present invention can be achieved according to the above object by adopting the novel characteristic construction means and techniques listed below. That is, the first feature of the device of the present invention is a controller, a robot having a deburring tool in the hand, a three-dimensional shape measuring means attached to the hand of the robot to measure the surface shape of the work, and the work surface shape. Position measuring means for measuring the position of a characteristic part of the controller, and the controller teaches the controller the relationship data between the surface shape of the representative work and the constraining surface, and the work surface shape of the teaching means. And a constraint surface, and a global position determining means for determining a rough position of the constraint surface of the target work based on the position data of the characteristic portion of the workpiece by the position measuring means, and the global position determining means. Guide the robot's hand near the position of the constrained surface of the target workpiece determined by the three-dimensional shape measuring means. Means for measuring the surface shape, high-precision positioning means for calculating the position of the target work surface shape with higher accuracy based on the measurement data of the three-dimensional shape measuring means, work surface shape and restraint surface of the teaching means And a means for determining a deburring path based on the positional data of the target work surface shape of the high-precision positioning means, and a deburring device.

【0010】本発明装置の第2の特徴は、コントローラ
と、ハンドにバリ取りツール及びポインタを有するロボ
ットと、前記ロボットのハンドに取り付けられ、ワーク
の表面形状を計測する三次元形状計測手段とを備え、前
記コントローラは、代表ワークの表面形状と拘束面との
関係データを当該コントローラに教示する教示手段と、
前記ロボットハンドのポインタを基準にして、手動で対
象ワークの拘束面の近傍に前記ロボットのハンドを誘導
し、前記三次元形状計測手段にて対象ワーク表面形状を
計測する手段と、当該三次元形状計測手段の計測データ
に基づき対象ワーク表面形状の位置を、より高精度で算
出する高精度位置決め手段と、前記教示手段のワーク表
面形状と拘束面との関係データ、及び当該高精度位置決
め手段の対象ワーク表面形状の位置データに基づいてバ
リ取り経路を決定する手段と、を有してなるバリ取り装
置にある。
A second feature of the apparatus of the present invention is that it comprises a controller, a robot having a deburring tool and a pointer in the hand, and a three-dimensional shape measuring means attached to the hand of the robot for measuring the surface shape of a work. The controller includes teaching means for teaching the controller the relationship data between the surface shape of the representative work and the constraining surface,
A means for manually guiding the robot hand in the vicinity of the constrained surface of the target work with reference to the pointer of the robot hand, and means for measuring the target work surface shape by the three-dimensional shape measuring means, and the three-dimensional shape. High-precision positioning means for calculating the position of the target work surface shape with higher accuracy based on the measurement data of the measuring means, relational data between the work surface shape and the constraining surface of the teaching means, and the target of the high-precision positioning means And a means for determining a deburring path based on the position data of the work surface shape.

【0011】本発明装置の第3の特徴は、前記本発明装
置の第1又は第2における前記コントローラの高精度位
置決め手段が、前記三次元形状計測手段にて得られた計
測データから対象ワーク表面の直線又は曲線部分を抽出
し、当該抽出データに直線又はパラメトリック近似曲線
を当てはめる線形状処理手段と、当該線形状処理手段か
ら得られる直線又はパラメトリック近似曲線に基づい
て、ワーク表面形状の直線又は曲線部分の位置データを
算出する高精度位置決め手段と、で置き換えてなるバリ
取り装置にある。
The third feature of the device of the present invention is that the high-precision positioning means of the controller in the first or second of the device of the present invention uses the measurement data obtained by the three-dimensional shape measuring means to determine the surface of the target workpiece. Of the work surface shape based on the straight line or the parametric approximation curve obtained by the straight line or the parametric approximation curve obtained by extracting the straight line or the curved line portion of the extracted data and applying the straight line or the parametric approximation curve to the extracted data. In the deburring device, the high-precision positioning means for calculating the position data of the part is replaced with.

【0012】本発明装置の第4の特徴は、前記本発明装
置の第1又は第2における前記コントローラの高精度位
置決め手段が、前記三次元形状計測手段にて得られたデ
ータ列を複数用いることにより対象ワーク表面の形状モ
デルを再構成する再構成手段と、前記教示手段に記憶さ
れた代表ワーク表面形状と前記再構成手段の対象ワーク
表面の形状モデルとの間でマッチング演算を行い、対象
ワーク表面形状の位置を、より高精度で算出する高精度
位置決め手段と、を有してなるバリ取り装置にある。
A fourth feature of the device of the present invention is that the high-precision positioning means of the controller in the first or second of the device of the present invention uses a plurality of data strings obtained by the three-dimensional shape measuring means. Reconstructing means for reconstructing the shape model of the target work surface by means of the above, and performing a matching calculation between the representative work surface shape stored in the teaching means and the shape model of the target work surface of the reconstructing means, The deburring device includes a high-precision positioning unit that calculates the position of the surface shape with higher accuracy.

【0013】本発明装置の第5の特徴は、前記本発明装
置の第1,第2,第3又は第4における前記三次元形状
計測手段が、レーザレンジセンサであるバリ取り装置に
ある。
A fifth feature of the device of the present invention is that the three-dimensional shape measuring means in the first, second, third or fourth device of the present invention is a deburring device which is a laser range sensor.

【0014】本発明装置の第6の特徴は、前記本発明装
置の第1,第2,第3,第4又は第5における前記三次
元形状計測手段が、ワークの表面形状データとして当該
ワークのコーナー部の位置データを用いてなるバリ取り
装置にある。
A sixth feature of the device of the present invention is that the three-dimensional shape measuring means in the first, second, third, fourth or fifth of the device of the present invention uses the surface shape data of the work as the surface shape data of the work. It is a deburring device that uses position data of corners.

【0015】本発明装置の第6の特徴は、前記本発明装
置の第1,第3,第4,第5又は第6における前記位置
計測手段が、CCDカメラであるバリ取り装置にある。
A sixth feature of the device of the present invention is that the position measuring means in the first, third, fourth, fifth or sixth device of the present invention is a deburring device which is a CCD camera.

【0016】本発明方法の第1の特徴は、ロボットを用
いたバリ取り装置のバリ取り方法において、予めバリ取
りの代表ワークの表面形状と当該ワークの拘束面との関
係データをバリ取り装置の教示・記憶装置に記憶する第
1ステップと、作業台に固定した対象ワークの拘束面の
近傍に三次元形状計測装置を誘導する第2ステップと、
当該三次元形状計測装置にて得られた計測データから対
象ワーク表面の平面部分を算出する第3ステップと、前
記三次元形状計測装置にて得られた計測データ、及び予
め教示・記憶装置に記憶された代表ワークの表面形状と
当該ワークの拘束面との関係データに基づいて対象ワー
クの当該拘束面の位置を決定する第4ステップと、前記
第3ステップによって算出されたワーク表面の平面部分
と、当該第4ステップによって決定されたワークの拘束
面との交線の位置をバリ取り経路として決定する第5ス
テップと、当該第5ステップによって決定されたバリ取
り経路に沿ってバリ取りツールを誘導して対象ワークの
バリを除去する第6ステップと、を順次踏んで実行して
なるバリ取り方法にある。
The first feature of the method of the present invention is, in a deburring method for a deburring apparatus using a robot, the relationship data between the surface shape of a representative work for deburring and the constraining surface of the work is preliminarily calculated by the deburring apparatus. A first step of storing in the teaching / storing device, and a second step of guiding the three-dimensional shape measuring apparatus in the vicinity of the constraining surface of the target work fixed to the workbench,
The third step of calculating the plane portion of the surface of the target work from the measurement data obtained by the three-dimensional shape measuring apparatus, the measurement data obtained by the three-dimensional shape measuring apparatus, and the data stored in advance in the teaching / storing apparatus. A fourth step of determining the position of the constraining surface of the target work based on the relational data between the surface shape of the representative work and the constraining surface of the work, and a flat surface portion of the work surface calculated in the third step. , The fifth step of determining the position of the line of intersection with the restraint surface of the work determined in the fourth step as the deburring path, and guiding the deburring tool along the deburring path determined in the fifth step Then, the sixth step of removing burrs of the target work is sequentially performed, and the deburring method is performed.

【0017】本発明方法の第2の特徴は、ロボットを用
いたバリ取り装置のバリ取り方法において、予めバリ取
りの代表ワークの表面形状と当該ワークの拘束面との関
係データをバリ取り装置の教示・記憶装置に記憶する第
1ステップと、作業台に固定した対象ワークの拘束面の
近傍に三次元形状計測装置を誘導する第2ステップと、
当該三次元形状計測装置にて得られた計測データから対
象ワーク表面の直線又は曲線部分を抽出し、当該抽出デ
ータに直線又はパラメトリック近似曲線を当てはめて、
対象ワーク表面形状の直線又は曲線部分の位置データを
算出する第3ステップと、当該第3ステップにて算出さ
れた対象ワーク表面形状の直線又は曲線部分の位置デー
タ、及び予め教示・記憶装置に記憶された代表ワークの
表面形状と当該ワークの拘束面との関係データに基づい
て対象ワークの拘束面の位置を決定する第4ステップ
と、前記第3ステップによって算出された対象ワーク表
面形状の直線又は曲線部分の位置データと、前記第4ス
テップによって決定された対象ワークの拘束面とからバ
リ発生の位置を推測してバリ取り経路を決定する第5ス
テップと、当該第5ステップによって決定されたバリ取
り経路に沿ってバリ取りツールを誘導して対象ワークの
バリを除去する第6ステップと、を順次踏んで実行して
なるバリ取り方法にある。
The second feature of the method of the present invention is that in a deburring method of a deburring device using a robot, the relational data between the surface shape of a representative work for deburring and the constraining surface of the work is previously stored in the deburring device. A first step of storing in the teaching / storing device, and a second step of guiding the three-dimensional shape measuring apparatus in the vicinity of the constraining surface of the target work fixed to the workbench,
From the measurement data obtained by the three-dimensional shape measuring device, extract a straight line or a curved portion of the target work surface, and apply a straight line or a parametric approximation curve to the extracted data,
A third step of calculating the position data of the straight or curved portion of the target work surface shape, the position data of the straight or curved portion of the target work surface shape calculated in the third step, and previously stored in the teaching / storing device. A fourth step of determining the position of the constraining surface of the target work based on the relationship data between the surface shape of the representative work and the constraining surface of the work, and a straight line of the target work surface shape calculated in the third step, or The fifth step of determining the deburring path by estimating the position of burr occurrence from the position data of the curved portion and the constraining surface of the target work determined in the fourth step, and the burr determined in the fifth step. The deburring method is performed by sequentially stepping through the deburring tool along the deburring route and removing the deburring of the target work. That.

【0018】本発明方法の第3の特徴は、ロボットを用
いたバリ取り装置のバリ取り方法において、予め教示・
記憶装置にバリ取りの代表ワークの表面形状と当該ワー
クの拘束面との関係データを記憶する第1ステップと、
作業台に固定した対象ワークの拘束面の近傍に三次元形
状計測装置を誘導する第2ステップと、当該三次元形状
計測装置にて得られた計測データ列を複数記憶し、対象
ワーク表面の形状モデルを三次元的形状に再構成する第
3ステップと、前記教示・記憶装置に記憶された代表ワ
ーク表面形状と当該第3ステップにて得られた対象ワー
ク表面の形状モデルとの間でマッチング演算を行い、対
象ワークの表面形状の位置を算出する第4ステップと、
当該第4ステップにて得られた対象ワークの表面形状の
位置データ、及び予め記憶された代表ワークの表面形状
とワークの拘束面との関係データに基づいて対象ワーク
のバリ発生箇所を推測してバリ取り経路を決定する第5
ステップと、当該第5ステップによって決定されたバリ
取り経路に沿ってバリ取りツールを誘導して対象ワーク
のバリを除去する第6ステップと、を順次踏んで実行し
てなるバリ取り方法にある。
The third feature of the method of the present invention is to teach in advance a deburring method for a deburring apparatus using a robot.
A first step of storing relationship data between a surface shape of a representative work for deburring and a restraining surface of the work in a storage device;
The second step of guiding the three-dimensional shape measuring device to the vicinity of the constrained surface of the target work fixed on the work table, and storing a plurality of measurement data strings obtained by the three-dimensional shape measuring device, and measuring the shape of the target work surface. A third step of reconstructing the model into a three-dimensional shape, and a matching calculation between the representative work surface shape stored in the teaching / storing device and the shape model of the target work surface obtained in the third step. And a fourth step of calculating the position of the surface shape of the target work,
The location of the burr of the target work is estimated based on the position data of the surface shape of the target work obtained in the fourth step and the relational data between the surface shape of the representative work and the constraining surface of the work stored in advance. The fifth to determine the deburring route
The deburring method is performed by sequentially performing the step and the sixth step of guiding the deburring tool along the deburring path determined by the fifth step to remove the burr of the target work.

【0019】[0019]

【作用】本発明は、前記のような新規な手段及び手法を
講じているので、以下のような作用をなす。第1に、ワ
ーク表面のバリ取り作業の自動化が可能となる。第2
に、バリの発生箇所よりもセンシングしやすいワークの
表面形状を計測することにより、バリ取り経路を決定し
ているので、ワークの個体差に柔軟に対応して、安定的
に正確なバリ取り作業を実行することができる。これに
より、製品の品質の均一化を図ることができる。第3
に、バリ取り装置側のセンシング技術にてワークの位置
が高精度に計測されるので、作業台上におけるワークの
高精度な位置決めが不要となる。
The present invention takes the following actions because it takes the novel means and method as described above. First, it is possible to automate the deburring work on the work surface. Second
In addition, since the deburring route is determined by measuring the surface shape of the work that is easier to sense than the location where the burr is generated, it is possible to flexibly respond to individual differences in the work and to perform stable and accurate deburring work. Can be executed. As a result, the quality of products can be made uniform. Third
Moreover, since the position of the work is measured with high accuracy by the sensing technology on the deburring device side, it is not necessary to position the work on the work table with high accuracy.

【0020】詳しくは、本発明装置の第1の特徴におい
て、「拘束面」とは、ワークにおいてバリの発生する確
率が高い面をいい(図3のF2参照)、コントローラの
教示手段にてデータを入力する方法としては、CADを
利用する方法、具体的に数値を手入力する方法等を挙げ
ることができる。また、同・第3の特徴においてパラメ
トリック近似曲線の具体例としては、二次曲線、ベチエ
曲線、三次スプライン曲線等の少数スプライン曲線等の
少数のパラメータで記述可能な曲線を挙げることができ
る。
More specifically, in the first feature of the apparatus of the present invention, the "restraint surface" means a surface having a high probability of occurrence of burrs on the work (see F2 in FIG. 3), and data is given by the teaching means of the controller. As a method of inputting, there are a method of using CAD, a method of manually inputting a numerical value, and the like. Further, as specific examples of the parametric approximation curve in the third and third features, there can be mentioned curves that can be described by a small number of parameters such as a quadratic curve, a Bethie curve, and a minority spline curve such as a cubic spline curve.

【0021】本発明の第2の特徴により、バリ近傍にお
けるワーク表面の形状が円柱等の曲面であっても、バリ
取り装置は容易にワーク表面の形状を認識できるし、同
・第3の特徴では形状モデルを用いているので、バリ発
生箇所のワーク表面の形状が複雑であっても、計測デー
タの大まかな位置のずれやワークの個体差を容易に修正
することができる。
According to the second feature of the present invention, even if the shape of the work surface near the burr is a curved surface such as a cylinder, the deburring device can easily recognize the shape of the work surface. Since the shape model is used, even if the shape of the surface of the work at the location where the burrs occur is complicated, it is possible to easily correct the rough displacement of the measurement data and the individual difference of the work.

【0022】[0022]

【実施例】以下、添付図面を参照し、本発明をその装置
例及び方法例に基づいて、より詳細に説明する。なお、
以下の装置例及び方法例では、垂直関節(リンク)形の
多関節ロボットを用いたが、本発明をこれに限定するも
のではなく、水平関節形のロボット、その他のアーム形
のロボットを用いる構成にしても良い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings on the basis of its apparatus and method. In addition,
In the following device examples and method examples, vertical joint (link) type multi-joint robots are used, but the present invention is not limited to this, and horizontal joint type robots and other arm type robots are used. You can

【0023】(装置例)図1はバリ取り装置の構成例を
示す概略図である。バリ取り装置Aは、図1に示すよう
に、ハンドにバリ取りツール等を有するロボット1と、
ロボット1のコントローラとして機能する制御装置2
と、制御装置2に動作信号S1′,S1″を送出するコ
ンピュータ3と、CCDカメラ4と、対象ワークWを固
定する作業台(図を省略)とからなる。
(Apparatus Example) FIG. 1 is a schematic view showing a structural example of a deburring apparatus. As shown in FIG. 1, the deburring device A includes a robot 1 having a deburring tool or the like in a hand,
Control device 2 that functions as a controller of the robot 1
And a computer 3 for sending operation signals S1 ′, S1 ″ to the control device 2, a CCD camera 4, and a workbench (not shown) for fixing the target work W.

【0024】ロボット1は、リンク形の多関節ロボット
によって構成されている。ロボット1のハンド5には、
バリ取りツール6と、三次元形状計測装置7とが取り付
けられている。バリ取りツール6は、ワークW表面のバ
リBを除去するための工具であって、その具体例として
は、カッタ、グラインダ等を挙げることができる。
The robot 1 is composed of a link type articulated robot. In the hand 5 of the robot 1,
A deburring tool 6 and a three-dimensional shape measuring device 7 are attached. The deburring tool 6 is a tool for removing burrs B on the surface of the work W, and specific examples thereof include a cutter, a grinder, and the like.

【0025】三次元形状計測装置7は、ワークW表面の
表面形状を計測する装置であって、その具体例として
は、レーザレンジセンサ(レーザレンジファインダ)等
を挙げることができる。レーザレンジセンサは、具体的
に平面状のレーザ光とワーク面との交線の三次元位置を
計測する装置である。なお、出力データは交線の形状を
点列で表現したものとなる。
The three-dimensional shape measuring device 7 is a device for measuring the surface shape of the surface of the work W, and a specific example thereof is a laser range sensor (laser range finder). The laser range sensor is a device that specifically measures the three-dimensional position of the line of intersection between the planar laser light and the work surface. The output data is the shape of the intersecting line expressed as a sequence of points.

【0026】制御装置2は、コンピュータ3から動作信
号S1′,S1″を受けてロボット1の位置・姿勢制
御、及びバリ取りツール6の動作制御を行う。コンピュ
ータ3は、CCDカメラ4及び三次元形状計測装置7の
出力データ信号S2,S3を読み込み、所定の演算処理
を行って制御装置2に動作信号S1′,S1″を送出す
る。なお、コンピュータ3としては、ロボット1の作業
速度を高める観点から、画像解析等の処理能力に優れた
ワークステーションを用いることが望ましい。
The control device 2 receives the operation signals S1 ', S1 "from the computer 3 and controls the position / orientation of the robot 1 and the operation of the deburring tool 6. The computer 3 uses the CCD camera 4 and the three-dimensional image. The output data signals S2, S3 of the shape measuring device 7 are read, predetermined arithmetic processing is performed, and operation signals S1 ', S1 "are sent to the control device 2. From the viewpoint of increasing the work speed of the robot 1, it is desirable to use a workstation having excellent processing capability for image analysis and the like as the computer 3.

【0027】CCDカメラ4は、ワークWの表面形状の
特徴的な位置を計測する撮像装置として機能する。本装
置例においては、ワークW表面形状の特徴的な箇所の位
置を計測する位置計測手段としてCCDカメラ4を使用
したが、本発明の構成をこれに限定するものではなく、
他の撮像装置を使用しても良い。
The CCD camera 4 functions as an image pickup device for measuring the characteristic position of the surface shape of the work W. In this example of the apparatus, the CCD camera 4 is used as the position measuring means for measuring the position of the characteristic portion of the surface shape of the work W, but the configuration of the present invention is not limited to this.
Other imaging devices may be used.

【0028】次に、コンピュータ3の処理内容について
説明する。図2は本装置例におけるコンピュータの内部
構造を示したブロック図である。コンピュータ3は、図
2に示すように、教示・記憶装置8、大局的位置決定装
置9、高精度位置決定装置10、三次元形状記憶装置1
1とを有する。
Next, the processing contents of the computer 3 will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the internal structure of the computer in the present apparatus example. As shown in FIG. 2, the computer 3 includes a teaching / storage device 8, a global position determination device 9, a high precision position determination device 10, and a three-dimensional shape storage device 1.
1 and.

【0029】教示・記憶装置8は、予めバリ取りの対象
となるワークWの表面形状とバリBの発生率が高い面
(拘束面)との関係データを教示データとして記憶す
る。教示データは、ワークWの外周面上に発生するバリ
Bの性質に注目して決定する。ここで、図3はワークの
構造を示している。
The teaching / storing device 8 previously stores, as teaching data, relational data between the surface shape of the work W to be deburred and the surface (constrained surface) having a high occurrence rate of burrs B. The teaching data is determined by paying attention to the property of the burr B generated on the outer peripheral surface of the work W. Here, FIG. 3 shows the structure of the work.

【0030】ワークWとして鋳物を例に挙げると、鋳型
に液状の金属を流し込んでワークWを製造するため、通
常、図3に示すように、鋳型の合わせ面にバリBが発生
する。なお、ワークWの表面F1の外周上でバリBの発
生率が高い箇所は拘束面F2として表すことができる。
教示・記憶装置21へ教示データを入力する手段の例と
しては、CADを利用する方法、具体的に数値を手入力
する方法等を挙げることができる。
Taking a cast as an example of the work W, a liquid metal is poured into the mold to manufacture the work W, so that a burr B is usually generated on the mating surface of the mold as shown in FIG. A portion on the outer periphery of the surface F1 of the work W where the occurrence rate of the burr B is high can be represented as a restraining surface F2.
Examples of means for inputting teaching data to the teaching / storage device 21 include a method using CAD, a method of manually inputting a numerical value, and the like.

【0031】大局的位置決定装置9は、教示・記憶装置
8の教示データ、及びCCDカメラ4の画像データ(ワ
ークWの位置データ)に基づき、対象ワークWの拘束面
F2の大まかな位置を決定する。例えば、図5に示すよ
うに、CCDカメラ4にてワークWを撮影してワーク表
面の特徴的な箇所Pの位置(例えば、コーナー部分)を
決定する。そして、位置決定に対応した動作信号S1′
を制御装置2に送出して、対象ワークWの拘束面F2の
大まかな位置の近傍にロボット1のハンド5を誘導させ
る。
The global position determining device 9 determines a rough position of the restraint surface F2 of the target work W based on the teaching data of the teaching / storage device 8 and the image data of the CCD camera 4 (position data of the work W). To do. For example, as shown in FIG. 5, the work W is photographed by the CCD camera 4 to determine the position (for example, a corner portion) of the characteristic point P on the work surface. Then, the operation signal S1 'corresponding to the position determination
Is sent to the control device 2 to guide the hand 5 of the robot 1 to the vicinity of the rough position of the restraint surface F2 of the target work W.

【0032】なお、本装置例では、大局的位置決定装置
9におけるハンド5の誘導位置の決定において、CCD
カメラ4の画像データを用いたが、その他の方法例とし
ては、ハンド5の先端にポインタを設置して、対象ワー
クWの拘束面F2の大まかな位置にロボット1を手動で
誘導してもよい。
In this example of the apparatus, in determining the guiding position of the hand 5 in the global position determining apparatus 9, the CCD is used.
Although the image data of the camera 4 is used, as another method example, a pointer may be installed at the tip of the hand 5 and the robot 1 may be manually guided to a rough position of the constraining surface F2 of the target work W. .

【0033】三次元形状記憶装置11は、ワークWの拘
束面F2の大まかな位置の近傍にハンド5が移動する
と、三次元形状計測装置7が計測して得たワークW表面
F1形状の部分データを蓄積して、高精度位置決定装置
10に送出する。
In the three-dimensional shape storage device 11, when the hand 5 moves near the rough position of the constraining surface F2 of the work W, the partial data of the work W surface F1 shape obtained by the measurement by the three-dimensional shape measuring device 7 is obtained. Is stored and sent to the high precision position determination device 10.

【0034】高精度位置決定装置10は、教示・記憶装
置8の教示データ、及び三次元形状記憶装置7に記憶さ
れたデータに基づいて対象ワークWの拘束面F2の位置
を、より高精度で算出し、バリ取り経路を決定する。そ
して、バリ取り経路の信号S1″は制御装置2に送出さ
れ、ロボット1によりワークW表面F1のバリ取り作業
が実行される。
The high-accuracy position determination device 10 determines the position of the constraining surface F2 of the target work W with higher accuracy based on the teaching data of the teaching / storage device 8 and the data stored in the three-dimensional shape storage device 7. Calculate and determine the deburring route. Then, the signal S1 ″ of the deburring path is sent to the control device 2, and the robot 1 performs the deburring work on the surface W1 of the work W.

【0035】(方法例)次に、当該本装置例のバリ取り
装置を用いた本発明のバリ取り方法の方法例について説
明する。なお、バリ取りの対象となるワークWの表面F
1形状の分類により、バリ取り経路の決定方法が異な
る、3種の方法を挙げることとした。
(Method Example) Next, a method example of the deburring method of the present invention using the deburring apparatus of the present apparatus example will be described. The surface F of the work W to be deburred is
Three types of methods differ in the method of determining the deburring route depending on the classification of one shape.

【0036】(1)バリ近傍の平面部分のデータ利用型
方法 本方法例は、バリB付近で平面の部分が十分大きい場合
に有効である。先ず、バリ取りの代表ワークの表面形状
と当該ワークの拘束面との関係データをコンピュータ3
の教示・記憶装置8に記憶する(第1ステップ)。図3
において、例えば、ワークWの表面F1形状の特徴的な
箇所P(例えば、コーナー部分)とワークWの拘束面F
2との関係データを利用する。
(1) Data Utilization Method of Plane Area Near Burr This method example is effective when the plane area near the burr B is sufficiently large. First, the computer 3 calculates the relationship data between the surface shape of the representative work for deburring and the restraining surface of the work.
It is stored in the teaching / storing device 8 (1st step). FIG.
In, for example, a characteristic portion P (for example, a corner portion) of the surface F1 shape of the work W and the constraining surface F of the work W
Use the relationship data with 2.

【0037】次に、作業台に固定した対象ワークWの拘
束面F2の近傍に三次元形状計測装置7を誘導する(第
2ステップ)。誘導方法の例としては、前記装置例と同
様なシステムを用いたり、手動で行ったりする他、ある
程度バリ取り作業する位置が固定されている場合には、
プログラムで自動誘導する方法が考えられる。
Next, the three-dimensional shape measuring apparatus 7 is guided to the vicinity of the restraining surface F2 of the target work W fixed to the workbench (second step). As an example of the guiding method, a system similar to the above device example is used, or manually performed, or when the position for deburring work is fixed to some extent,
A method of automatically guiding by a program can be considered.

【0038】続いて、高精度位置決定装置10におい
て、図6に示すように、三次元形状計測装置7にて得ら
れた計測データから対象ワークW表面F1の平面部分F
1aを算出する(第3ステップ)。ここで、図6はワー
クW表面F1で正確な位置の算出が必要な面を示した図
である。
Subsequently, in the high-accuracy position determining device 10, as shown in FIG. 6, the flat portion F of the target work W surface F1 is calculated from the measurement data obtained by the three-dimensional shape measuring device 7.
1a is calculated (third step). Here, FIG. 6 is a diagram showing a surface of the work W surface F1 for which accurate position calculation is required.

【0039】なお、三次元形状計測装置7のレンジデー
タの一例を示すと、図4のように、ワークW表面F1の
平面部分F1aの測定信号SaとワークW表面F1の非
平面部分の測定信号Sbとが区別され、従来例と比較し
てセンサノイズが少ないことが確かめられた。
An example of the range data of the three-dimensional shape measuring device 7 is shown in FIG. 4. As shown in FIG. 4, the measurement signal Sa of the flat portion F1a of the work W front surface F1 and the measurement signal of the non-planar portion of the work W front surface F1. It was confirmed that Sb was distinguished from Sb and that the sensor noise was smaller than that of the conventional example.

【0040】次に、高精度位置決定装置10において、
前記三次元形状計測装置7にて得られた計測データ、及
び予め教示・記憶装置8に記憶された代表ワークの表面
形状と当該ワークWの拘束面F2との関係データに基づ
いて対象ワークWの拘束面F2の位置を決定する(第4
ステップ)。
Next, in the high precision position determining device 10,
Based on the measurement data obtained by the three-dimensional shape measuring device 7 and the relational data between the surface shape of the representative work and the restraining surface F2 of the work W stored in advance in the teaching / storing device 8, the target work W The position of the constraining surface F2 is determined (fourth
Steps).

【0041】続いて、高精度位置決定装置10におい
て、第3ステップによって算出されたワークW表面F1
の平面部分F1aと、第4ステップによって決定された
ワークの拘束面F2との交線の位置をバリ取り経路とし
て決定する(第5ステップ)。そして、制御装置2が、
第5ステップにて決定されたバリ取り経路に沿ってバリ
取りツール6を誘導して対象ワークWのバリ取り作業を
実行する(第6ステップ)。
Subsequently, in the high-accuracy position determination device 10, the work W surface F1 calculated in the third step.
The position of the line of intersection between the flat surface portion F1a and the constraining surface F2 of the work determined in the fourth step is determined as the deburring path (fifth step). Then, the control device 2
The deburring tool 6 is guided along the deburring route determined in the fifth step to execute the deburring work on the target work W (sixth step).

【0042】(2)簡単なワーク表面の特徴データ利用
型方法 本方法例は、バリB近傍におけるワークW表面F1の形
状が円柱等の曲面部を有する場合に有効である。(1)
の方法例と同様に、先ず、バリ取りの代表ワークの表面
形状と当該ワークWの拘束面F2との関係データをコン
ピュータ3の教示・記憶装置8に記憶する(第1ステッ
プ)。次に、作業台に固定した対象ワークWの拘束面F
2の近傍に三次元形状計測装置7を誘導する(第2ステ
ップ)。
(2) Simple Workpiece Surface Characteristic Data Utilizing Method This method example is effective when the work W surface F1 in the vicinity of the burr B has a curved surface portion such as a cylinder. (1)
Similar to the method example, first, the relationship data between the surface shape of the representative work for deburring and the restraining surface F2 of the work W is stored in the teaching / storing device 8 of the computer 3 (first step). Next, the constraining surface F of the target work W fixed to the workbench
The three-dimensional shape measuring apparatus 7 is guided to the vicinity of 2 (second step).

【0043】そして、新たに設けた高精度位置決定装置
10の線形状処理機能によって、三次元形状計測装置7
にて得られた計測データから対象ワークW表面F1の直
線又は曲線部分を抽出し、当該抽出データに直線又はパ
ラメトリック近似曲線を当てはめて、ワークW表面F1
形状の直線又は曲線部分の位置データを算出する(第3
ステップ)。
Then, the three-dimensional shape measuring device 7 is provided by the line shape processing function of the newly provided high precision position determining device 10.
A straight line or a curved portion of the target work W surface F1 is extracted from the measurement data obtained in step S1, and a straight line or parametric approximation curve is applied to the extracted data to obtain the work W surface F1.
Calculate the position data of the straight or curved portion of the shape (3rd
Steps).

【0044】続いて、高精度位置決定装置10におい
て、第3ステップにて算出されたワークW表面F1形状
の直線又は曲線部分の位置データ、及び予め教示・記憶
装置8に記憶された代表ワークの表面形状と当該ワーク
の拘束面との関係データに基づいて対象ワークWの拘束
面F2の位置を決定する(第4ステップ)。
Subsequently, in the high-accuracy position determination device 10, the position data of the straight line or curved portion of the work W surface F1 shape calculated in the third step and the representative work stored in advance in the teaching / storing device 8 are stored. The position of the constraining surface F2 of the target work W is determined based on the relationship data between the surface shape and the constraining surface of the workpiece (fourth step).

【0045】次に、高精度位置決定装置10において、
第3ステップによって算出されたワークW表面F1形状
の直線又は曲線部分の位置データと、第4ステップによ
って決定されたワークWの拘束面F2とからバリB発生
の位置を推測してバリ取り経路を決定する(第5ステッ
プ)。そして、制御装置2が、第5ステップにて決定さ
れたバリ取り経路に沿ってバリ取りツール6を誘導して
対象ワークWのバリ取り作業を実行する(第6ステッ
プ)。
Next, in the high precision position determining device 10,
From the position data of the straight line or curved portion of the shape of the work W surface F1 calculated in the third step and the constraining surface F2 of the work W determined in the fourth step, the position of occurrence of the burr B is estimated to determine the deburring path. Determine (fifth step). Then, the control device 2 guides the deburring tool 6 along the deburring route determined in the fifth step to execute the deburring work on the target work W (sixth step).

【0046】(3)ワーク表面の三次元的形状モデル利
用型方法 先ず、バリ取りの代表ワークの表面形状と当該ワークの
拘束面との関係データをコンピュータ3の教示・記憶装
置8に記憶する(第1ステップ)。次に、作業台に固定
した対象ワークWの拘束面F2の近傍に三次元形状計測
装置7を誘導する(第2ステップ)。
(3) Method for using three-dimensional shape model of work surface First, relation data between the surface shape of a representative work for deburring and the constraining surface of the work is stored in the teaching / storing device 8 of the computer 3 ( First step). Next, the three-dimensional shape measuring apparatus 7 is guided to the vicinity of the restraining surface F2 of the target work W fixed to the workbench (second step).

【0047】続いて、三次元形状計測装置7にて得られ
た計測データ列を三次元形状記憶装置11にて複数記憶
し、これらの記憶データを基に高精度位置決定装置10
にて、図7に示すように、ワークW表面F1の形状モデ
ルMを三次元的形状に再構成する(第3ステップ)。
Subsequently, a plurality of measurement data strings obtained by the three-dimensional shape measuring device 7 are stored in the three-dimensional shape storage device 11, and the high precision position determining device 10 is based on these stored data.
Then, as shown in FIG. 7, the shape model M of the work W front surface F1 is reconstructed into a three-dimensional shape (third step).

【0048】そして、教示・記憶装置8に記憶されたバ
リB取りの代表ワークの表面形状と第3ステップにて得
られたワークW表面F1の形状モデルとの間でマッチン
グ演算を行い、対象ワークWの表面F1形状の位置を算
出する(第4ステップ)。これにより、バリ取り装置A
がワークW表面F1のバリB発生面として認識していた
拘束面F2′を正確な拘束面F2″に修正できる。
Then, a matching calculation is performed between the surface shape of the representative work for removing the burrs B stored in the teaching / storage device 8 and the shape model of the work W surface F1 obtained in the third step to obtain the target work. The position of the surface F1 shape of W is calculated (4th step). As a result, the deburring device A
It is possible to correct the constraining surface F2 'which was recognized as the surface on which the burrs B are generated on the surface W1 of the work W into an accurate constraining surface F2 ".

【0049】なお、マッチング処理は、ワークW表面F
1の形状モデルの各データと代表ワークの表面を平面パ
ッチで近似したデータとの距離の総和が最も小さくなる
ような回転・移動変換を求めることにより行う。
The matching process is performed on the surface F of the work W.
This is performed by obtaining the rotation / movement conversion that minimizes the total sum of the distances between the respective data of the shape model 1 and the data obtained by approximating the surface of the representative work with a plane patch.

【0050】第4ステップにて得られた対象ワークWの
表面F1形状の位置データ、及び教示・記憶装置8に記
憶された代表ワークの表面形状とワークの拘束面との関
係データに基づいて対象ワークWのバリB発生箇所を推
測してバリ取り経路を決定する(第5ステップ)。そし
て、制御装置2が、第5ステップにて決定されたバリ取
り経路に沿ってバリ取りツール6を誘導して対象ワーク
Wのバリ取り作業を実行する(第6ステップ)。
Based on the position data of the surface F1 shape of the target work W obtained in the fourth step and the relational data between the surface shape of the representative work and the restraint surface of the work stored in the teaching / storing device 8, the target is determined. The deburring route is determined by inferring the location of the burr B on the work W (fifth step). Then, the control device 2 guides the deburring tool 6 along the deburring route determined in the fifth step to execute the deburring work on the target work W (sixth step).

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように本発明の装置及び方
法によれば、ワークの個体差に柔軟に対応して、正確な
バリ取り作業を自動的に実行できるという効果を奏す
る。特に、ワークを作業台に固定する際に位置決めを高
精度に行う必要がないという効果を奏する。
As described above, according to the apparatus and method of the present invention, it is possible to flexibly cope with individual differences of works and automatically execute accurate deburring work. In particular, there is an effect that it is not necessary to perform positioning with high accuracy when fixing the work to the workbench.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のバリ取り装置例の構成を示す概略図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an example of a deburring device of the present invention.

【図2】同上におけるコンピュータの内部構造を示した
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal structure of a computer in the above.

【図3】バリ取り対象のワークの構造を示した斜視図で
ある。
FIG. 3 is a perspective view showing the structure of a work to be deburred.

【図4】本発明の装置例における三次元形状計測装置の
レンジデータの一例を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an example of range data of the three-dimensional shape measuring apparatus in the apparatus example of the present invention.

【図5】同上のCCDカメラにてワークの撮影を行う状
態を示した説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which a work is photographed by the CCD camera of the same.

【図6】本発明の方法例(1)でワーク表面における正
確な位置の算出が必要な面を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a surface on the surface of a work for which accurate position calculation is required in the method example (1) of the present invention.

【図7】本発明の方法例(2)で用いるワーク表面の形
状モデルを示した図である。
FIG. 7 is a view showing a shape model of a work surface used in a method example (2) of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ロボット 2…制御装置 3…コンピュータ 4…CCDカメラ 5…ハンド(ロボットのハンド) 6…バリ取りツール 7…三次元形状計測装置 8…教示・記憶装置 9…大局的位置決定装置 10…高精度位置決定装置 11…三次元形状記憶装置 A…バリ取り装置 B…バリ F1…表面 F1a…平面部分 F2,F2′,F2″…拘束面 M…形状モデル P…特徴的な箇所(ワーク表面) S1,S1′,S1″…動作信号 S2,S3…出力データ信号 Sa,Sb…測定信号 W…ワーク 1 ... Robot 2 ... Control device 3 ... Computer 4 ... CCD camera 5 ... Hand (robot hand) 6 ... Deburring tool 7 ... Three-dimensional shape measuring device 8 ... Teaching / storing device 9 ... Global position determining device 10 ... High Precision position determining device 11 ... Three-dimensional shape memory device A ... Deburring device B ... Burr F1 ... Surface F1a ... Plane portion F2, F2 ′, F2 ″ ... Restraining surface M ... Shape model P ... Characteristic part (work surface) S1, S1 ', S1 "... Operation signal S2, S3 ... Output data signal Sa, Sb ... Measurement signal W ... Work

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩城 敏 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 三ッ矢 英司 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 水川 真 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 奥平 雅士 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Satoshi Iwaki 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation (72) Eiji Mitsuya 1-16-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Makoto Mizukawa 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Masashi Okuhira 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】コントローラと、ハンドにバリ取りツール
を有するロボットと、前記ロボットのハンドに取り付け
られ、ワークの表面形状を計測する三次元形状計測手段
と、ワーク表面形状の特徴的な箇所の位置を計測する位
置計測手段とを備え、 前記コントローラは、 代表ワークの表面形状と拘束面(バリの発生率が高い
面)との関係データを前記コントローラに教示する教示
手段と、 当該教示手段のワーク表面形状と拘束面との関係デー
タ、及び前記位置計測手段によるワークの特徴箇所の位
置データに基づき、対象ワークの拘束面の大まかな位置
を決定する大局的位置決定手段と、 当該大局的位置決定手段にて決定された対象ワークの拘
束面位置の近傍に前記ロボットのハンドを誘導して、前
記三次元形状計測手段にて当該拘束面のワーク表面形状
を計測する手段と、 当該三次元形状計測手段の計測データに基づき、対象ワ
ーク表面形状の位置を、より高精度で算出する高精度位
置決め手段と、 前記教示手段のワーク表面形状と拘束面との関係デー
タ、及び当該高精度位置決め手段の対象ワーク表面形状
の位置データに基づいてバリ取り経路を決定する手段
と、 を有することを特徴とするバリ取り装置。
1. A controller, a robot having a deburring tool in a hand, a three-dimensional shape measuring means attached to the hand of the robot for measuring a surface shape of a work, and a position of a characteristic portion of the work surface shape. And a position measuring unit that measures the position of the workpiece, and the controller teaches to the controller the relationship data between the surface shape of the representative work and the restraining surface (the surface with a high burr occurrence rate), and the work of the teaching unit. Global position determining means for determining a rough position of the constraining surface of the target work based on the relational data between the surface shape and the constraining surface and the position data of the characteristic points of the work by the position measuring means, and the global position determining means. The hand of the robot is guided near the position of the constraining surface of the target work determined by the means, and the three-dimensional shape measuring means guides the work of the constraining surface. Means for measuring the surface shape of the workpiece, high-precision positioning means for calculating the position of the target work surface shape with higher accuracy based on the measurement data of the three-dimensional shape measuring means, and the work surface shape of the teaching means. A deburring device that determines a deburring path based on relational data with the constraining surface and position data of the target work surface shape of the high-precision positioning means.
【請求項2】コントローラと、ハンドにバリ取りツール
及びポインタを有するロボットと、当該ロボットのハン
ドに取り付けられ、ワークの表面形状を計測する三次元
形状計測手段とを備え、 前記コントローラは、 代表ワークの表面形状と拘束面との関係データを当該コ
ントローラに教示する教示手段と、 前記ロボットハンドのポインタを基準にして、手動で対
象ワークの拘束面の近傍に前記ロボットのハンドを誘導
し、前記三次元形状計測手段にて当該ワーク表面形状を
計測する手段と、 当該三次元形状計測手段の計測データに基づき対象ワー
ク表面形状の位置を、より高精度で算出する高精度位置
決め手段と、 前記教示手段のワーク表面形状と拘束面との関係デー
タ、及び当該高精度位置決め手段の対象ワーク表面形状
の位置データに基づいてバリ取り経路を決定する手段
と、 を有することを特徴とするバリ取り装置。
2. A controller, a robot having a deburring tool and a pointer on a hand, and a three-dimensional shape measuring unit attached to the hand of the robot for measuring the surface shape of a work, wherein the controller is a representative work. With teaching means for teaching the controller the relationship data between the surface shape and the constraining surface, and the robot hand pointer as a reference, the robot hand is manually guided in the vicinity of the constraining surface of the target work, and the tertiary A means for measuring the work surface shape by the original shape measuring means, a high-precision positioning means for calculating the position of the target work surface shape with higher accuracy based on the measurement data of the three-dimensional shape measuring means, and the teaching means. Relational data between the workpiece surface shape and the restraint surface, and the position data of the target workpiece surface shape of the high-precision positioning means. Deburring apparatus characterized by having a means for determining the deburring route based.
【請求項3】前記コントローラの高精度位置決め手段
は、 前記三次元形状計測手段にて得られた計測データから対
象ワーク表面の直線又は曲線部分を抽出し、当該抽出デ
ータに直線又はパラメトリック近似曲線を当てはめる線
形状処理手段と、 当該線形状処理手段から得られる直線又はパラメトリッ
ク近似曲線に基づいて、対象ワーク表面形状の直線又は
曲線部分の位置データを算出する高精度位置決め手段と
で、 置き換える、 ことを特徴とする請求項1又は2に記載のバリ取り装
置。
3. The high-precision positioning means of the controller extracts a straight line or a curved portion of the surface of the target work from the measurement data obtained by the three-dimensional shape measuring means, and a straight line or a parametric approximation curve is added to the extracted data. The line shape processing means to be fitted and the high-precision positioning means for calculating the position data of the straight line or curved portion of the target work surface shape based on the straight line or parametric approximation curve obtained from the line shape processing means are replaced. The deburring device according to claim 1 or 2, which is characterized.
【請求項4】前記コントローラの高精度位置決め手段
は、 前記三次元形状計測手段にて得られたデータ列を複数用
いることにより対象ワーク表面の形状モデルを再構成す
る再構成手段と、前記教示手段に記憶された代表ワーク
表面形状と前記再構成手段の対象ワーク表面の形状モデ
ルとの間でマッチング演算を行い、対象ワーク表面形状
の位置を、より高精度で算出する高精度位置決め手段と
で、 置き換える、 ことを特徴とする請求項1又は2に記載のバリ取り装
置。
4. The high-precision positioning means of the controller is a reconstructing means for reconstructing a shape model of a target work surface by using a plurality of data strings obtained by the three-dimensional shape measuring means, and the teaching means. A matching calculation is performed between the representative work surface shape stored in and the shape model of the target work surface of the reconstructing means, and the position of the target work surface shape is calculated with higher accuracy by high-precision positioning means. It replaces, The deburring device of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
【請求項5】前記三次元形状計測手段は、 レーザレンジセンサである、 ことを特徴とする請求項1,2,3又は4に記載のバリ
取り装置。
5. The deburring device according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the three-dimensional shape measuring means is a laser range sensor.
【請求項6】前記三次元形状計測手段は、 ワークの表面形状データとして、当該ワークのコーナー
部の位置データを用いた、 ことを特徴とする請求項1,2,3,4又は5に記載の
バリ取り装置。
6. The three-dimensional shape measuring means uses position data of a corner portion of the work as surface shape data of the work, according to claim 1, 2, 3, 4 or 5. Deburring device.
【請求項7】前記位置計測手段は、 CCDカメラである、 ことを特徴とする請求項1,3,4,5又は6に記載の
バリ取り装置。
7. The deburring device according to claim 1, 3, 4, 5 or 6, wherein the position measuring means is a CCD camera.
【請求項8】ロボットを用いたバリ取り装置のバリ取り
方法において、 予めバリ取りの代表ワークの表面形状と当該ワークの拘
束面との関係データをバリ取り装置の教示・記憶装置に
記憶する第1ステップと、 作業台に固定した対象ワークの拘束面の近傍に三次元形
状計測装置を誘導する第2ステップと、 当該三次元形状計測装置にて得られた計測データから対
象ワーク表面の平面部分を算出する第3ステップと、 前記三次元形状計測装置にて得られた計測データ、及び
予め前記教示・記憶装置に記憶された代表ワークの表面
形状と当該ワークの拘束面との関係データに基づいて対
象ワークの当該拘束面の位置を決定する第4ステップ
と、 前記第3ステップによって算出されたワーク表面の平面
部分と、前記第4ステップによって決定されたワークの
拘束面との交線の位置をバリ取り経路として決定する第
5ステップと、 前記第5ステップによって決定されたバリ取り経路に沿
ってバリ取りツールを誘導して対象ワークのバリを除去
する第6ステップと、 を順次踏んで実行される、 ことを特徴とするバリ取り方法。
8. A deburring method for a deburring apparatus using a robot, wherein relational data between a surface shape of a representative work for deburring and a restraining surface of the work is stored in advance in a teaching / storing device of the deburring apparatus. One step, the second step of guiding the three-dimensional shape measuring device to the vicinity of the constrained surface of the target work fixed on the work table, and the flat part of the target work surface from the measurement data obtained by the three-dimensional shape measuring device. Based on the measurement data obtained by the three-dimensional shape measuring device and the relational data between the surface shape of the representative work and the constraining surface of the work stored in advance in the teaching / storing device. A fourth step of determining the position of the constraining surface of the target work by means of the above, a plane portion of the work surface calculated in the third step, and the fourth step. A fifth step of determining the position of the line of intersection with the restraint surface of the workpiece as the deburring path, and removing the burr of the target workpiece by guiding the deburring tool along the deburring path determined in the fifth step. The deburring method is characterized in that it is carried out by sequentially performing the sixth step and
【請求項9】ロボットを用いたバリ取り装置のバリ取り
方法において、 予めバリ取りの代表ワークの表面形状と当該ワークの拘
束面との関係データをバリ取り装置の教示・記憶装置に
記憶する第1ステップと、 作業台に固定した対象ワークの拘束面の近傍に三次元形
状計測装置を誘導する第2ステップと、 当該三次元形状計測装置にて得られた計測データから対
象ワーク表面の直線又は曲線部分を抽出し、当該抽出デ
ータに直線又はパラメトリック近似曲線を当てはめて、
ワーク表面形状の直線又は曲線部分の位置データを算出
する第3ステップと、 当該第3ステップにて算出されたワーク表面形状の直線
又は曲線部分の位置データ、及び予め前記教示・記憶装
置に記憶された代表ワークの表面形状と当該ワークの拘
束面との関係データに基づいて対象ワークの拘束面の位
置を決定する第4ステップと、 前記第3ステップによって算出されたワーク表面形状の
直線又は曲線部分の位置データと、当該第4ステップに
よって決定されたワークの拘束面とからバリ発生の位置
を推測してバリ取り経路を決定する第5ステップと、 当該第5ステップによって決定されたバリ取り経路に沿
ってバリ取りツールを誘導して対象ワークのバリを除去
する第6ステップと、 を順次踏んで実行する、 ことを特徴とするバリ取り方法。
9. A deburring method for a deburring device using a robot, wherein the relational data between the surface shape of a representative work for deburring and the restraining surface of the work is stored in advance in a teaching / storing device of the deburring device. One step, a second step of guiding the three-dimensional shape measuring device to the vicinity of the constrained surface of the target work fixed on the work table, and a straight line of the target work surface from the measurement data obtained by the three-dimensional shape measuring device. Extract the curve part, apply a straight line or parametric approximation curve to the extracted data,
The third step of calculating the position data of the straight or curved portion of the work surface shape, the position data of the straight or curved portion of the work surface shape calculated in the third step, and stored in advance in the teaching / storage device. A fourth step of determining the position of the constraining surface of the target work based on the relational data between the surface shape of the representative work and the constraining surface of the work, and a straight line or curved portion of the work surface shape calculated in the third step. The deburring route determined by the fifth step and the deburring route by estimating the position of the burr occurrence from the position data of No. 4 and the work restraint surface determined by the fourth step. A deburring tool characterized in that the deburring tool is guided along the sixth step to remove the deburring of the target work, and the steps are sequentially performed. Law.
【請求項10】ロボットを用いたバリ取り装置のバリ取
り方法において、 予め教示・記憶装置にバリ取りの代表ワークの表面形状
と当該ワークの拘束面との関係データを記憶する第1ス
テップと、 作業台に固定した対象ワークの拘束面の近傍に三次元形
状計測装置を誘導する第2ステップと、 当該三次元形状計測装置にて得られた計測データ列を複
数記憶し、対象ワーク表面の形状モデルを三次元的形状
に再構成する第3ステップと、 前記教示・記憶装置に記憶されたワーク表面形状と当該
第3ステップにて得られた対象ワーク表面の形状モデル
との間でマッチング演算を行い、対象ワークの表面形状
の位置を算出する第4ステップと、 当該第4ステップにて得られた対象ワークの表面形状の
位置データ、及び予め記憶された代表ワークの表面形状
とワークの拘束面との関係データに基づいて対象ワーク
のバリ発生箇所を推測してバリ取り経路を決定する第5
ステップと、 当該第5ステップによって決定されたバリ取り経路に沿
ってバリ取りツールを誘導して対象ワークのバリを除去
する第6ステップと、 を順次踏んで実行する、 ことを特徴とするバリ取り方法。
10. A deburring method for a deburring apparatus using a robot, comprising a first step of previously storing relationship data between a surface shape of a representative workpiece for deburring and a restraining surface of the workpiece in a teaching / storing device. The second step of guiding the three-dimensional shape measuring device to the vicinity of the constrained surface of the target work fixed to the workbench, and storing a plurality of measurement data strings obtained by the three-dimensional shape measuring device, and the shape of the target work surface A third step of reconstructing the model into a three-dimensional shape, and a matching calculation between the work surface shape stored in the teaching / storing device and the shape model of the target work surface obtained in the third step. And a fourth step of calculating the position of the surface shape of the target work, the position data of the surface shape of the target work obtained in the fourth step, and the representative work stored in advance. Fifth guessing burr occurrence location of a target workpiece to determine the deburring route based on the relationship data between the surface shape and the restraining surface of the workpiece
Deburring, characterized by sequentially performing the step, and a sixth step of guiding the deburring tool along the deburring path determined by the fifth step to remove the burr of the target work. Method.
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