JPH10329017A - 加工用多関節ロボット及び加工用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び研磨用砥石の成形方法 - Google Patents
加工用多関節ロボット及び加工用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び研磨用砥石の成形方法Info
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- JPH10329017A JPH10329017A JP9151621A JP15162197A JPH10329017A JP H10329017 A JPH10329017 A JP H10329017A JP 9151621 A JP9151621 A JP 9151621A JP 15162197 A JP15162197 A JP 15162197A JP H10329017 A JPH10329017 A JP H10329017A
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- force
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ワークの研磨から研磨用砥石の成形までを連
続して処理可能であり、またバラツキ無く短時間で精度
の良い加工を行うことの可能な加工用多関節ロボット及
び加工用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び研磨
用砥石の成形方法を提供する。 【解決手段】 多関節ロボット２０の先端部には、力及
びモーメントを検出するため力覚センサ２５を配設す
る。ワーク３の研磨は、多関節ロボット２０の所定位置
への座標移動後、力覚センサ２５で検出した信号を帰還
させ、予め設定した力設定値と比較調節しつつ行う。力
覚センサ２５で検出した信号は、ワーク３の加工継続か
否か、ワーク３を研磨する研磨用砥石１１の成形時期及
び研磨用砥石１１を成形する成形用砥石の変更時期を判
別するのに用いる。
続して処理可能であり、またバラツキ無く短時間で精度
の良い加工を行うことの可能な加工用多関節ロボット及
び加工用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び研磨
用砥石の成形方法を提供する。 【解決手段】 多関節ロボット２０の先端部には、力及
びモーメントを検出するため力覚センサ２５を配設す
る。ワーク３の研磨は、多関節ロボット２０の所定位置
への座標移動後、力覚センサ２５で検出した信号を帰還
させ、予め設定した力設定値と比較調節しつつ行う。力
覚センサ２５で検出した信号は、ワーク３の加工継続か
否か、ワーク３を研磨する研磨用砥石１１の成形時期及
び研磨用砥石１１を成形する成形用砥石の変更時期を判
別するのに用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は加工用多関節ロボッ
ト及び加工用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び
研磨用砥石の成形方法に係わり、特にワークの研磨から
研磨用砥石の成形までを連続して処理可能であり、また
バラツキ無く短時間で精度の良い加工を行うことの可能
な加工用多関節ロボット及び加工用多関節ロボットを用
いたワークの研磨及び研磨用砥石の成形方法に関する。
ト及び加工用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び
研磨用砥石の成形方法に係わり、特にワークの研磨から
研磨用砥石の成形までを連続して処理可能であり、また
バラツキ無く短時間で精度の良い加工を行うことの可能
な加工用多関節ロボット及び加工用多関節ロボットを用
いたワークの研磨及び研磨用砥石の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】装飾品等の小型のワークを研磨する場
合、図６に示す様な円盤状の研磨用砥石１では研磨の困
難な場合を生ずることがある。例えば図７において、ワ
ーク３は一部に凹部５を有している。このような入り込
んだ凹部５を研磨し易くするため、従来研磨用砥石１１
の形状のようにワーク３に合わせて必要な形状に研磨用
砥石自体を成形することが行われている。
合、図６に示す様な円盤状の研磨用砥石１では研磨の困
難な場合を生ずることがある。例えば図７において、ワ
ーク３は一部に凹部５を有している。このような入り込
んだ凹部５を研磨し易くするため、従来研磨用砥石１１
の形状のようにワーク３に合わせて必要な形状に研磨用
砥石自体を成形することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この砥
石成形作業は作業員の視覚、触覚、経験等で行ってお
り、成形形状にバラツキが大きく、また成形に要する時
間も長くかかっていた。成形形状にバラツキが大きいこ
とは、研磨されたワーク３にもバラツキを生ずることに
繋がる。また、ワーク３の研磨作業が安定しないため、
ワーク３の研磨時間も長くなる恐れがあった。更に、ワ
ーク３の連続加工時に研磨用砥石１１が磨耗して切れ味
の落ちた場合や研磨用砥石１１が目詰まりした場合の解
消も、同様に作業員の視覚、触覚、経験等でその状態を
判断し、成形作業も同様に手作業で行っているため適切
に安定して行えない恐れがある。即ち、作業員の個人差
によってもワーク３の加工精度が変動する恐れもあっ
た。本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたも
ので、ワークの研磨から研磨用砥石の成形までを連続し
て処理可能であり、またバラツキ無く短時間で精度の良
い加工を行うことの可能な加工用多関節ロボット及び加
工用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び研磨用砥
石の成形方法を提供することを目的とする。
石成形作業は作業員の視覚、触覚、経験等で行ってお
り、成形形状にバラツキが大きく、また成形に要する時
間も長くかかっていた。成形形状にバラツキが大きいこ
とは、研磨されたワーク３にもバラツキを生ずることに
繋がる。また、ワーク３の研磨作業が安定しないため、
ワーク３の研磨時間も長くなる恐れがあった。更に、ワ
ーク３の連続加工時に研磨用砥石１１が磨耗して切れ味
の落ちた場合や研磨用砥石１１が目詰まりした場合の解
消も、同様に作業員の視覚、触覚、経験等でその状態を
判断し、成形作業も同様に手作業で行っているため適切
に安定して行えない恐れがある。即ち、作業員の個人差
によってもワーク３の加工精度が変動する恐れもあっ
た。本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたも
ので、ワークの研磨から研磨用砥石の成形までを連続し
て処理可能であり、またバラツキ無く短時間で精度の良
い加工を行うことの可能な加工用多関節ロボット及び加
工用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び研磨用砥
石の成形方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、ワー
ク及び該ワークを研磨する研磨用砥石の少なくとも一方
を加工する多関節ロボットであって、該多関節ロボット
の先端部に配設されたＸ，Ｙ，Ｚの各座標軸方向の力及
び該各座標軸廻りのモーメントを検出する力覚センサ
と、前記多関節ロボットの先端部を所定位置に座標移動
させる座標移動手段と、該座標移動手段による座標移動
後、前記ワークの研磨又は／及び前記研磨用砥石の成形
を前記力覚センサで検出した信号を帰還させ予め設定し
た力設定値と比較しつつ調節制御する力制御手段と、前
記力覚センサで検出した信号を基にワーク又は研磨用砥
石の加工継続、研磨用砥石の成形時期及び研磨用砥石を
成形する成形用砥石の変更時期の少なくとも一つを判別
する判別手段を備えて構成した。多関節ロボットは、１
台でワークの研磨及びワークを研磨する研磨用砥石の成
形を兼ねても良いし、複数台準備してワークの研磨とワ
ークを研磨する研磨用砥石の成形を独立して分担させて
も良い。また、ワークの研磨又はワークを研磨する研磨
用砥石の成形のいずれかのみを担当させても良い。多関
節ロボットの先端部には、Ｘ，Ｙ，Ｚの各座標軸方向の
力及び各座標軸廻りのモーメントを検出するため力覚セ
ンサを配設する。ワークの研磨又は／及び研磨用砥石の
成形は、多関節ロボットの所定位置への座標移動後、力
覚センサで検出した信号を帰還させ、予め設定した力設
定値と比較しつつ調節制御する。力覚センサで検出した
信号は、ワーク又は研磨用砥石の加工継続か否か、ワー
クを研磨する研磨用砥石の成形時期及び研磨用砥石を成
形する成形用砥石の変更時期の少なくとも一つを判別す
るのに用いられる。このように、リアルタイムに又はサ
ンプリング時間毎に読み取られた力覚センサの検出信号
を基に、適切な加工制御を行うことが出来ると共に、各
工程に進む際の判断を自動的に行うことが出来る。この
結果、ワークの研磨や研磨用砥石の成形形状にバラツキ
が生ずるのを抑え、短時間で精度の良い加工を行うこと
が出来る。
ク及び該ワークを研磨する研磨用砥石の少なくとも一方
を加工する多関節ロボットであって、該多関節ロボット
の先端部に配設されたＸ，Ｙ，Ｚの各座標軸方向の力及
び該各座標軸廻りのモーメントを検出する力覚センサ
と、前記多関節ロボットの先端部を所定位置に座標移動
させる座標移動手段と、該座標移動手段による座標移動
後、前記ワークの研磨又は／及び前記研磨用砥石の成形
を前記力覚センサで検出した信号を帰還させ予め設定し
た力設定値と比較しつつ調節制御する力制御手段と、前
記力覚センサで検出した信号を基にワーク又は研磨用砥
石の加工継続、研磨用砥石の成形時期及び研磨用砥石を
成形する成形用砥石の変更時期の少なくとも一つを判別
する判別手段を備えて構成した。多関節ロボットは、１
台でワークの研磨及びワークを研磨する研磨用砥石の成
形を兼ねても良いし、複数台準備してワークの研磨とワ
ークを研磨する研磨用砥石の成形を独立して分担させて
も良い。また、ワークの研磨又はワークを研磨する研磨
用砥石の成形のいずれかのみを担当させても良い。多関
節ロボットの先端部には、Ｘ，Ｙ，Ｚの各座標軸方向の
力及び各座標軸廻りのモーメントを検出するため力覚セ
ンサを配設する。ワークの研磨又は／及び研磨用砥石の
成形は、多関節ロボットの所定位置への座標移動後、力
覚センサで検出した信号を帰還させ、予め設定した力設
定値と比較しつつ調節制御する。力覚センサで検出した
信号は、ワーク又は研磨用砥石の加工継続か否か、ワー
クを研磨する研磨用砥石の成形時期及び研磨用砥石を成
形する成形用砥石の変更時期の少なくとも一つを判別す
るのに用いられる。このように、リアルタイムに又はサ
ンプリング時間毎に読み取られた力覚センサの検出信号
を基に、適切な加工制御を行うことが出来ると共に、各
工程に進む際の判断を自動的に行うことが出来る。この
結果、ワークの研磨や研磨用砥石の成形形状にバラツキ
が生ずるのを抑え、短時間で精度の良い加工を行うこと
が出来る。
【０００５】また、本発明は、前記判別手段による各判
別は前記ワークの研磨完了個数、前記ワーク又は前記研
磨用砥石の同一加工点の同一加工方向に力を印加すると
きの加工開始時の前記力覚センサで検出した力と前記同
一加工点の同一加工方向における加工上がり時の前記力
覚センサで検出した力の差が予め設定した設定値以上で
あるか否か及び前記力覚センサで検出した各力及び各モ
ーメントの少なくとも一つの値が予め設定した各力及び
各モーメント毎の設定値以上であるか否かの少なくとも
一つの条件に基づき行うことを特徴とする。ワークの加
工継続か否か、ワークを研磨する研磨用砥石の成形時期
及び研磨用砥石を成形する成形用砥石の変更時期に関す
る判断は、次のいずれか又はこれらの組み合わせにより
行う。ワークの研磨完了された個数を検出することによ
り、研磨用砥石の成形時期や成形用砥石の変更時期を推
定することが出来る。この推定は、予め実験等でワーク
の研磨完了個数と研磨用砥石の成形時期等の関係を確認
しておくことで可能となる。また、加工開始時と加工上
がり時の力覚センサで検出した力の差を求め、この差が
予め設定した設定値以上であれば、加工が適切に行われ
ていると判断出来る。適切に加工の行われた加工点は、
加工開始時と加工上がり時とで面の粗さ等が異なるた
め、力覚センサで検出したときの力にも差異があるから
である。一方、求めた力の差が、設定値未満であれば、
加工開始時と加工上がり時の加工面に変化が無いことが
考えられ、加工が適切に行われていないと判断出来る。
更に、力覚センサでは、各力及び各モーメントの合計６
要素を検出出来る。そして、各力及び各モーメント毎に
予め設定値を定めておき、６要素中の少なくとも一つの
値が、設定値以上であれば、研磨用砥石の成形時期又は
研磨用砥石を成形する成形用砥石の変更時期と判断する
ことが出来る。研磨用砥石や成形用砥石が磨耗してくれ
ば、同一の研磨面を得るのにも過大な力等を必要とする
からである。このように、ワークの研磨完了された個数
を検出したり、力覚センサの信号を演算する等の簡単な
演算により、ワークの研磨作業や研磨用砥石の成形作業
を効率良く、円滑に行うことが出来る。
別は前記ワークの研磨完了個数、前記ワーク又は前記研
磨用砥石の同一加工点の同一加工方向に力を印加すると
きの加工開始時の前記力覚センサで検出した力と前記同
一加工点の同一加工方向における加工上がり時の前記力
覚センサで検出した力の差が予め設定した設定値以上で
あるか否か及び前記力覚センサで検出した各力及び各モ
ーメントの少なくとも一つの値が予め設定した各力及び
各モーメント毎の設定値以上であるか否かの少なくとも
一つの条件に基づき行うことを特徴とする。ワークの加
工継続か否か、ワークを研磨する研磨用砥石の成形時期
及び研磨用砥石を成形する成形用砥石の変更時期に関す
る判断は、次のいずれか又はこれらの組み合わせにより
行う。ワークの研磨完了された個数を検出することによ
り、研磨用砥石の成形時期や成形用砥石の変更時期を推
定することが出来る。この推定は、予め実験等でワーク
の研磨完了個数と研磨用砥石の成形時期等の関係を確認
しておくことで可能となる。また、加工開始時と加工上
がり時の力覚センサで検出した力の差を求め、この差が
予め設定した設定値以上であれば、加工が適切に行われ
ていると判断出来る。適切に加工の行われた加工点は、
加工開始時と加工上がり時とで面の粗さ等が異なるた
め、力覚センサで検出したときの力にも差異があるから
である。一方、求めた力の差が、設定値未満であれば、
加工開始時と加工上がり時の加工面に変化が無いことが
考えられ、加工が適切に行われていないと判断出来る。
更に、力覚センサでは、各力及び各モーメントの合計６
要素を検出出来る。そして、各力及び各モーメント毎に
予め設定値を定めておき、６要素中の少なくとも一つの
値が、設定値以上であれば、研磨用砥石の成形時期又は
研磨用砥石を成形する成形用砥石の変更時期と判断する
ことが出来る。研磨用砥石や成形用砥石が磨耗してくれ
ば、同一の研磨面を得るのにも過大な力等を必要とする
からである。このように、ワークの研磨完了された個数
を検出したり、力覚センサの信号を演算する等の簡単な
演算により、ワークの研磨作業や研磨用砥石の成形作業
を効率良く、円滑に行うことが出来る。
【０００６】更に、本発明は、ワークの研磨及び該ワー
クを研磨する研磨用砥石の成形を連続して処理する加工
用多関節ロボットであって、前記ワークの研磨は多関節
ロボットによりワークの把持後所定位置へ座標移動し、
多関節ロボットの先端部に配設された力覚センサで検出
した信号を帰還させ予め設定した力設定値と比較しつつ
調節制御を行い、ワークを研磨する研磨用砥石の成形時
期を前記ワークの研磨完了個数、前記ワークの同一研磨
点の同一研磨方向に力を印加するときの研磨開始時の前
記力覚センサで検出した力と前記同一研磨点の同一研磨
方向における研磨上がり時の前記力覚センサで検出した
力の差が予め設定した設定値以上であるか否か及び前記
力覚センサで検出した各力及び各モーメントの少なくと
も一つの値が予め設定した各力及び各モーメント毎の設
定値以上であるか否かの少なくとも一つの条件に基づき
判断し、研磨用砥石の成形時期と判断したとき多関節ロ
ボットの先端部に研磨用砥石を成形する成形用砥石を装
着若しくは多関節ロボットの先端部に成形用砥石が装着
されていることを確認した後所定位置へ座標移動し、前
記力覚センサで検出した信号を帰還させ予め設定した力
設定値と比較しつつ調節制御を行い、前記成形用砥石の
変更時期を前記研磨用砥石の同一成形点の同一成形方向
に力を印加するときの成形開始時の前記力覚センサで検
出した力と前記同一成形点の同一成形方向における成形
上がり時の前記力覚センサで検出した力の差が予め設定
した設定値以上であるか否か及び前記力覚センサで検出
した各力及び各モーメントの少なくとも一つの値が予め
設定した各力及び各モーメント毎の設定値以上であるか
否かの少なくとも一つの条件に基づき判断することを特
徴とする。加工用多関節ロボットを用いたワークの研磨
及び研磨用砥石の成形方法により、ワークの研磨及びワ
ークを研磨する研磨用砥石の成形を連続して、かつ繰り
返し自動処理することが可能となる。また、このときの
各処理工程に移行する際の判断を力覚センサの出力信号
等を用いた簡単な演算で行うことが出来る。このため、
ワークの研磨やワークを研磨する研磨用砥石の成形等を
精度良く、安定し、かつ最短時間で処理出来る。
クを研磨する研磨用砥石の成形を連続して処理する加工
用多関節ロボットであって、前記ワークの研磨は多関節
ロボットによりワークの把持後所定位置へ座標移動し、
多関節ロボットの先端部に配設された力覚センサで検出
した信号を帰還させ予め設定した力設定値と比較しつつ
調節制御を行い、ワークを研磨する研磨用砥石の成形時
期を前記ワークの研磨完了個数、前記ワークの同一研磨
点の同一研磨方向に力を印加するときの研磨開始時の前
記力覚センサで検出した力と前記同一研磨点の同一研磨
方向における研磨上がり時の前記力覚センサで検出した
力の差が予め設定した設定値以上であるか否か及び前記
力覚センサで検出した各力及び各モーメントの少なくと
も一つの値が予め設定した各力及び各モーメント毎の設
定値以上であるか否かの少なくとも一つの条件に基づき
判断し、研磨用砥石の成形時期と判断したとき多関節ロ
ボットの先端部に研磨用砥石を成形する成形用砥石を装
着若しくは多関節ロボットの先端部に成形用砥石が装着
されていることを確認した後所定位置へ座標移動し、前
記力覚センサで検出した信号を帰還させ予め設定した力
設定値と比較しつつ調節制御を行い、前記成形用砥石の
変更時期を前記研磨用砥石の同一成形点の同一成形方向
に力を印加するときの成形開始時の前記力覚センサで検
出した力と前記同一成形点の同一成形方向における成形
上がり時の前記力覚センサで検出した力の差が予め設定
した設定値以上であるか否か及び前記力覚センサで検出
した各力及び各モーメントの少なくとも一つの値が予め
設定した各力及び各モーメント毎の設定値以上であるか
否かの少なくとも一つの条件に基づき判断することを特
徴とする。加工用多関節ロボットを用いたワークの研磨
及び研磨用砥石の成形方法により、ワークの研磨及びワ
ークを研磨する研磨用砥石の成形を連続して、かつ繰り
返し自動処理することが可能となる。また、このときの
各処理工程に移行する際の判断を力覚センサの出力信号
等を用いた簡単な演算で行うことが出来る。このため、
ワークの研磨やワークを研磨する研磨用砥石の成形等を
精度良く、安定し、かつ最短時間で処理出来る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本発明の実施形態を示す図１におい
て、多関節ロボット２０は、複数個のリンク２１と、リ
ンク２１の各端部を回動自在に支持する複数個の回転関
節２３で構成されている。リンク２１の先端部には、力
覚センサ２５が取り付けられている。力覚センサ２５
は、座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚの各座標軸方向の力（３要素）及
び各座標軸廻りのモーメント（３要素）を検出するよう
になっている。力覚センサ２５の端部には、ワーク把持
部２７が配設され、ワーク３を把持、離脱等するように
なっている。ワーク把持部２７は着脱自在であり、研磨
用砥石１１の切れ味が悪くなったときには、図２のよう
に、成形用砥石２９に取り替えられるようになってい
る。
基づいて説明する。本発明の実施形態を示す図１におい
て、多関節ロボット２０は、複数個のリンク２１と、リ
ンク２１の各端部を回動自在に支持する複数個の回転関
節２３で構成されている。リンク２１の先端部には、力
覚センサ２５が取り付けられている。力覚センサ２５
は、座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚの各座標軸方向の力（３要素）及
び各座標軸廻りのモーメント（３要素）を検出するよう
になっている。力覚センサ２５の端部には、ワーク把持
部２７が配設され、ワーク３を把持、離脱等するように
なっている。ワーク把持部２７は着脱自在であり、研磨
用砥石１１の切れ味が悪くなったときには、図２のよう
に、成形用砥石２９に取り替えられるようになってい
る。
【０００８】次に図３乃至図５のフローチャートに基づ
き動作を説明する。図３において、ステップ０１（図中
Ｓ０１と示す。以下同様）で加工モードが開始する。加
工モードでは、ワーク３の研磨を行う。ステップ０３で
は、加工準備を行う。ここでは、例えばワーク把持部２
７を力覚センサ２５の端部に取り付けたりする。しかし
ながら、多関節ロボット２０を複数台備えた場合には、
ワーク把持部２７を常時固着しておくことも可能であ
る。ステップ０５では、ワークの個数カウントＭを０に
初期設定する。また、ステップ０７では、ワークの不良
個数カウントＮを０に初期設定する。次に、ワーク３の
１個めの研磨を行うため、ステップ０９でカウントＭを
インクリメントする。ステップ１１では、カウントＭが
予め設定した個数Ａ以上になったとき図５のに飛びド
レスモードに移行する。この個数Ａは、研磨用砥石１１
の切れ味が悪くなり、研磨用砥石１１の成形が必要にな
るとき迄に研磨されるワーク３の推定個数である。個数
Ａは、予め実験等で確認された数値である。ステップ１
３では、カウントＭが予め設定した個数Ｂ以上になった
とき図４のに飛びワーク把持部２７を成形用砥石２９
に取り替える。この個数Ｂは、成形用砥石２９の切れ味
が悪くなり、成形用砥石２９の成形が必要になるとき迄
に研磨されるワーク３の推定個数である。個数Ｂは、予
め実験等で確認された数値である。次に、ステップ１５
で、多関節ロボット２０はワーク把持部２７によりワー
ク３を把持する。そして、ステップ１７で空間位置上を
所定の研磨位置及び研磨姿勢となるまで座標移動する。
ステップ１９でワーク３の複数面に対し研磨作業を行
う。研磨作業は、順次研磨位置及び研磨姿勢を変更しつ
つ行う。このときの位置、姿勢、力及びモーメントの制
御は、図示しないコンピュータから指定された設定値に
基づくＰＩＤ調節等を利用した設定値制御である。この
設定値制御は、ワーク３に定められたすべての研磨位置
及び研磨姿勢における研磨作業の終了するまで行われ
る。そして、ステップ２３で１個のワーク３の研磨を完
了する。その後は、に進み、２個目のワーク３の研磨
を行う。以下、順次同じ様にワーク３の研磨が行われ
る。力及びモーメントの設定値制御は、ステップ２５で
力覚センサ２５により検出した座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚの各座
標軸方向の力（３要素）及び各座標軸廻りのモーメント
（３要素）ＦM を帰還させつつ行う。力及びモーメント
ＦM は、力覚センサ２５によりリアルタイムに又は所定
のサンプリング時間毎に読み取られる。
き動作を説明する。図３において、ステップ０１（図中
Ｓ０１と示す。以下同様）で加工モードが開始する。加
工モードでは、ワーク３の研磨を行う。ステップ０３で
は、加工準備を行う。ここでは、例えばワーク把持部２
７を力覚センサ２５の端部に取り付けたりする。しかし
ながら、多関節ロボット２０を複数台備えた場合には、
ワーク把持部２７を常時固着しておくことも可能であ
る。ステップ０５では、ワークの個数カウントＭを０に
初期設定する。また、ステップ０７では、ワークの不良
個数カウントＮを０に初期設定する。次に、ワーク３の
１個めの研磨を行うため、ステップ０９でカウントＭを
インクリメントする。ステップ１１では、カウントＭが
予め設定した個数Ａ以上になったとき図５のに飛びド
レスモードに移行する。この個数Ａは、研磨用砥石１１
の切れ味が悪くなり、研磨用砥石１１の成形が必要にな
るとき迄に研磨されるワーク３の推定個数である。個数
Ａは、予め実験等で確認された数値である。ステップ１
３では、カウントＭが予め設定した個数Ｂ以上になった
とき図４のに飛びワーク把持部２７を成形用砥石２９
に取り替える。この個数Ｂは、成形用砥石２９の切れ味
が悪くなり、成形用砥石２９の成形が必要になるとき迄
に研磨されるワーク３の推定個数である。個数Ｂは、予
め実験等で確認された数値である。次に、ステップ１５
で、多関節ロボット２０はワーク把持部２７によりワー
ク３を把持する。そして、ステップ１７で空間位置上を
所定の研磨位置及び研磨姿勢となるまで座標移動する。
ステップ１９でワーク３の複数面に対し研磨作業を行
う。研磨作業は、順次研磨位置及び研磨姿勢を変更しつ
つ行う。このときの位置、姿勢、力及びモーメントの制
御は、図示しないコンピュータから指定された設定値に
基づくＰＩＤ調節等を利用した設定値制御である。この
設定値制御は、ワーク３に定められたすべての研磨位置
及び研磨姿勢における研磨作業の終了するまで行われ
る。そして、ステップ２３で１個のワーク３の研磨を完
了する。その後は、に進み、２個目のワーク３の研磨
を行う。以下、順次同じ様にワーク３の研磨が行われ
る。力及びモーメントの設定値制御は、ステップ２５で
力覚センサ２５により検出した座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚの各座
標軸方向の力（３要素）及び各座標軸廻りのモーメント
（３要素）ＦM を帰還させつつ行う。力及びモーメント
ＦM は、力覚センサ２５によりリアルタイムに又は所定
のサンプリング時間毎に読み取られる。
【０００９】また、この力覚センサ２５により検出した
力及びモーメントを利用して、研磨用砥石１１の成形が
必要になったことを判断したり、成形用砥石２９の交換
が必要になったことを判断する処理方法について以下に
説明する。図３のステップ２５で検出した力及びモーメ
ントＦM （６要素）は、図４のステップ２７でそれぞれ
予め設定された設定値ＦS （６要素すべてについて設定
してある）と比較される。そして、ＦM の値が設定値Ｆ
S 以上のときは、研磨用砥石１１の成形が必要になった
と判断する。ＦM の値が大きくなることは、研磨用砥石
１１の切れ味が悪くなったと考えられるからである。但
し、力及びモーメントは、６要素すべてについて検出及
び設定をしたが、必要要素のみに限定して処理すること
も可能である。一方、ステップ２９では、各研磨作業毎
に研磨開始時の力Ｆ1 と研磨上がり時の力Ｆ2 を検出
し、その差ＦD を求める。一研磨作業毎に研磨開始時の
力Ｆ1 と研磨上がり時の力Ｆ2 とは異なり、研磨が正常
に行われているときは研磨開始時は力の反作用も大きい
が、研磨上がり時には力の反作用は小さくなる。しか
し、研磨用砥石１１の切れ味が悪くなると、ＦD は小さ
くなる。従って、予め設定値Ｄを定めておき、ＦD が設
定値Ｄ未満のとき研磨用砥石１１の成形が必要になった
と判断する。但し、この間の判断を慎重にするため、ス
テップ３５で所定数Ｎ以上ワーク３の研磨不良を確認し
たときに研磨用砥石１１の成形が必要になったと判断す
る様にする。そして、成形が必要になったと判断したと
きには、図５ののドレスモードに進む。なお、ステッ
プ２７及びステップ３１の判断が双方共にＮＯのとき
は、ワーク３の研磨作業を続行するため図３のに進
む。更に、ステップ２７乃至ステップ３５に基づく判断
は、成形用砥石２９の交換が必要になったときにも同様
の判断結果になる。ステップ３７では、研磨用砥石１１
の成形完了後、最初に行ったワーク３の研磨で研磨不良
を確認したときに、成形用砥石２９の交換が必要になっ
たと判断し、ステップ３９に進む。但し、この間の判断
を慎重にするため、ステップ３７では、ワーク３を加工
モード開始後Ｐ個迄研磨して研磨不良を確認することと
している。ステップ３９では、成形用砥石２９の交換を
する。その後、図１のへ進み加工モードを継続する。
次に、図５に基づき説明する。ステップ４１でドレスモ
ードが開始する。ドレスモードでは、研磨用砥石１１の
成形を行う。ステップ４３では、加工準備を行う。ここ
では、例えば成形用砥石２９を力覚センサ２５の端部に
取り付けたりする。次に、ステップ４５で、多関節ロボ
ット２０は空間位置上を所定の加工位置及び加工姿勢と
なるまで座標移動する。ステップ４７で研磨用砥石１１
の成形作業を行う。成形作業は、順次加工位置及び加工
姿勢を変更しつつ行う。このときの位置、姿勢、力及び
モーメントの制御は、図示しないコンピュータから指定
された設定値に基づくＰＩＤ調節等を利用した設定値制
御である。この設定値制御は、研磨用砥石１１に定めら
れたすべての加工位置及び加工姿勢における加工作業の
終了するまで行われる。そして、ステップ５１で研磨用
砥石１１の成形作業を完了する。その後はに進み、１
個目のワーク３の研磨を行う。以下、順次同じ様に加工
モードとドレスモードが繰り返される。力及びモーメン
トの設定値制御は、ステップ５３で力覚センサ２５によ
り検出した座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚの各座標軸方向の力（３要
素）及び各座標軸廻りのモーメント（３要素）ＦM を帰
還させつつ行う。
力及びモーメントを利用して、研磨用砥石１１の成形が
必要になったことを判断したり、成形用砥石２９の交換
が必要になったことを判断する処理方法について以下に
説明する。図３のステップ２５で検出した力及びモーメ
ントＦM （６要素）は、図４のステップ２７でそれぞれ
予め設定された設定値ＦS （６要素すべてについて設定
してある）と比較される。そして、ＦM の値が設定値Ｆ
S 以上のときは、研磨用砥石１１の成形が必要になった
と判断する。ＦM の値が大きくなることは、研磨用砥石
１１の切れ味が悪くなったと考えられるからである。但
し、力及びモーメントは、６要素すべてについて検出及
び設定をしたが、必要要素のみに限定して処理すること
も可能である。一方、ステップ２９では、各研磨作業毎
に研磨開始時の力Ｆ1 と研磨上がり時の力Ｆ2 を検出
し、その差ＦD を求める。一研磨作業毎に研磨開始時の
力Ｆ1 と研磨上がり時の力Ｆ2 とは異なり、研磨が正常
に行われているときは研磨開始時は力の反作用も大きい
が、研磨上がり時には力の反作用は小さくなる。しか
し、研磨用砥石１１の切れ味が悪くなると、ＦD は小さ
くなる。従って、予め設定値Ｄを定めておき、ＦD が設
定値Ｄ未満のとき研磨用砥石１１の成形が必要になった
と判断する。但し、この間の判断を慎重にするため、ス
テップ３５で所定数Ｎ以上ワーク３の研磨不良を確認し
たときに研磨用砥石１１の成形が必要になったと判断す
る様にする。そして、成形が必要になったと判断したと
きには、図５ののドレスモードに進む。なお、ステッ
プ２７及びステップ３１の判断が双方共にＮＯのとき
は、ワーク３の研磨作業を続行するため図３のに進
む。更に、ステップ２７乃至ステップ３５に基づく判断
は、成形用砥石２９の交換が必要になったときにも同様
の判断結果になる。ステップ３７では、研磨用砥石１１
の成形完了後、最初に行ったワーク３の研磨で研磨不良
を確認したときに、成形用砥石２９の交換が必要になっ
たと判断し、ステップ３９に進む。但し、この間の判断
を慎重にするため、ステップ３７では、ワーク３を加工
モード開始後Ｐ個迄研磨して研磨不良を確認することと
している。ステップ３９では、成形用砥石２９の交換を
する。その後、図１のへ進み加工モードを継続する。
次に、図５に基づき説明する。ステップ４１でドレスモ
ードが開始する。ドレスモードでは、研磨用砥石１１の
成形を行う。ステップ４３では、加工準備を行う。ここ
では、例えば成形用砥石２９を力覚センサ２５の端部に
取り付けたりする。次に、ステップ４５で、多関節ロボ
ット２０は空間位置上を所定の加工位置及び加工姿勢と
なるまで座標移動する。ステップ４７で研磨用砥石１１
の成形作業を行う。成形作業は、順次加工位置及び加工
姿勢を変更しつつ行う。このときの位置、姿勢、力及び
モーメントの制御は、図示しないコンピュータから指定
された設定値に基づくＰＩＤ調節等を利用した設定値制
御である。この設定値制御は、研磨用砥石１１に定めら
れたすべての加工位置及び加工姿勢における加工作業の
終了するまで行われる。そして、ステップ５１で研磨用
砥石１１の成形作業を完了する。その後はに進み、１
個目のワーク３の研磨を行う。以下、順次同じ様に加工
モードとドレスモードが繰り返される。力及びモーメン
トの設定値制御は、ステップ５３で力覚センサ２５によ
り検出した座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚの各座標軸方向の力（３要
素）及び各座標軸廻りのモーメント（３要素）ＦM を帰
還させつつ行う。
【００１０】また、この力覚センサ２５により検出した
力及びモーメントを利用して、成形用砥石２９の交換が
必要になったことを判断する処理方法について以下に説
明する。図５において、ステップ５３で検出した力及び
モーメントＦM （６要素）は、ステップ５５でそれぞれ
予め設定された設定値ＦS （６要素すべてについて設定
してある）と比較される。そして、ＦM の値が設定値Ｆ
S 以上のときは、成形用砥石２９の交換が必要になった
と判断する。ＦM の値が大きくなることは、成形用砥石
２９の切れ味が悪くなったと考えられるからである。但
し、力及びモーメントは、６要素すべてについて検出及
び設定をしたが、必要要素のみに限定して処理すること
も可能である。一方、ステップ５７では、各加工作業毎
に加工開始時の力Ｆ3 と加工上がり時の力Ｆ4 を検出
し、その差ＦD を求める。一加工作業毎に加工開始時の
力Ｆ3 と加工上がり時の力Ｆ4 とは異なり、加工が正常
に行われているときは加工開始時は力の反作用も大きい
が、加工上がり時には力の反作用は小さくなる。成形用
砥石２９の切れ味が悪くなると、ＦD は小さくなる。従
って、予め設定値Ｅを定めておき、ＦD が設定値Ｅ未満
のとき成形用砥石２９の交換が必要になったと判断す
る。ステップ６１で成形用砥石２９の交換を行う。交換
後、に戻り研磨用砥石１１の成形作業を継続する。な
お、ステップ５５及びステップ５９の判断が双方共にＮ
Ｏのときは、研磨用砥石１１の成形作業を続行するため
ステップ４５に戻る。このように、読み取られた力覚セ
ンサ２５の検出信号を基に、適切な加工制御を行うこと
が出来ると共に、各工程に進む際の判断を簡単な演算に
より自動的に行うことが出来る。この結果、ワーク３の
研磨や研磨用砥石１１の成形形状にバラツキが生ずるの
を抑え、短時間で精度の良い加工を行うことが出来る。
また、ワーク３の研磨作業から研磨用砥石１１の成形作
業までを一貫して効率良く、円滑に行うことが出来る。
力及びモーメントを利用して、成形用砥石２９の交換が
必要になったことを判断する処理方法について以下に説
明する。図５において、ステップ５３で検出した力及び
モーメントＦM （６要素）は、ステップ５５でそれぞれ
予め設定された設定値ＦS （６要素すべてについて設定
してある）と比較される。そして、ＦM の値が設定値Ｆ
S 以上のときは、成形用砥石２９の交換が必要になった
と判断する。ＦM の値が大きくなることは、成形用砥石
２９の切れ味が悪くなったと考えられるからである。但
し、力及びモーメントは、６要素すべてについて検出及
び設定をしたが、必要要素のみに限定して処理すること
も可能である。一方、ステップ５７では、各加工作業毎
に加工開始時の力Ｆ3 と加工上がり時の力Ｆ4 を検出
し、その差ＦD を求める。一加工作業毎に加工開始時の
力Ｆ3 と加工上がり時の力Ｆ4 とは異なり、加工が正常
に行われているときは加工開始時は力の反作用も大きい
が、加工上がり時には力の反作用は小さくなる。成形用
砥石２９の切れ味が悪くなると、ＦD は小さくなる。従
って、予め設定値Ｅを定めておき、ＦD が設定値Ｅ未満
のとき成形用砥石２９の交換が必要になったと判断す
る。ステップ６１で成形用砥石２９の交換を行う。交換
後、に戻り研磨用砥石１１の成形作業を継続する。な
お、ステップ５５及びステップ５９の判断が双方共にＮ
Ｏのときは、研磨用砥石１１の成形作業を続行するため
ステップ４５に戻る。このように、読み取られた力覚セ
ンサ２５の検出信号を基に、適切な加工制御を行うこと
が出来ると共に、各工程に進む際の判断を簡単な演算に
より自動的に行うことが出来る。この結果、ワーク３の
研磨や研磨用砥石１１の成形形状にバラツキが生ずるの
を抑え、短時間で精度の良い加工を行うことが出来る。
また、ワーク３の研磨作業から研磨用砥石１１の成形作
業までを一貫して効率良く、円滑に行うことが出来る。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
関節ロボットの先端部に力覚センサを配設し、力覚セン
サで検出した信号を基にワーク及び研磨用砥石を加工す
るように構成したので、ワークの研磨や研磨用砥石の成
形形状にバラツキが生ずるのを抑え、短時間で精度の良
い加工を行うことが出来る。
関節ロボットの先端部に力覚センサを配設し、力覚セン
サで検出した信号を基にワーク及び研磨用砥石を加工す
るように構成したので、ワークの研磨や研磨用砥石の成
形形状にバラツキが生ずるのを抑え、短時間で精度の良
い加工を行うことが出来る。
【００１２】
【図１】 本発明の実施形態の構成図（ワーク把持部を
配設）
配設）
【図２】 本発明の実施形態の構成図（成形用砥石を配
設）
設）
【図３】 フローチャート（加工モード）
【図４】 フローチャート（研磨用砥石の成形時期及び
成形用砥石の交換時期の判断方法）
成形用砥石の交換時期の判断方法）
【図５】 フローチャート（ドレスモード）
【図６】 従来の円盤状砥石
【図７】 小型ワークの一部に凹部を有するときの研磨
３ ワーク １１ 研磨用砥石 ２０ 多関節ロボット ２５ 力覚センサ ２７ ワーク把持部 ２９ 成形用砥石
Claims (3)
- 【請求項１】 ワーク及び該ワークを研磨する研磨用砥
石の少なくとも一方を加工する多関節ロボットであっ
て、該多関節ロボットの先端部に配設されたＸ，Ｙ，Ｚ
の各座標軸方向の力及び該各座標軸廻りのモーメントを
検出する力覚センサと、前記多関節ロボットの先端部を
所定位置に座標移動させる座標移動手段と、該座標移動
手段による座標移動後、前記ワークの研磨又は／及び前
記研磨用砥石の成形を前記力覚センサで検出した信号を
帰還させ予め設定した力設定値と比較しつつ調節制御す
る力制御手段と、前記力覚センサで検出した信号を基に
ワーク又は研磨用砥石の加工継続、研磨用砥石の成形時
期及び研磨用砥石を成形する成形用砥石の変更時期の少
なくとも一つを判別する判別手段を備えたことを特徴と
する加工用多関節ロボット。 - 【請求項２】 前記判別手段による各判別は前記ワーク
の研磨完了個数、前記ワーク又は前記研磨用砥石の同一
加工点の同一加工方向に力を印加するときの加工開始時
の前記力覚センサで検出した力と前記同一加工点の同一
加工方向における加工上がり時の前記力覚センサで検出
した力の差が予め設定した設定値以上であるか否か及び
前記力覚センサで検出した各力及び各モーメントの少な
くとも一つの値が予め設定した各力及び各モーメント毎
の設定値以上であるか否かの少なくとも一つの条件に基
づき行うことを特徴とする請求項１記載の加工用多関節
ロボット。 - 【請求項３】 ワークの研磨及び該ワークを研磨する研
磨用砥石の成形を連続して処理する加工用多関節ロボッ
トであって、前記ワークの研磨は多関節ロボットにより
ワークの把持後所定位置へ座標移動し、多関節ロボット
の先端部に配設された力覚センサで検出した信号を帰還
させ予め設定した力設定値と比較しつつ調節制御を行
い、ワークを研磨する研磨用砥石の成形時期を前記ワー
クの研磨完了個数、前記ワークの同一研磨点の同一研磨
方向に力を印加するときの研磨開始時の前記力覚センサ
で検出した力と前記同一研磨点の同一研磨方向における
研磨上がり時の前記力覚センサで検出した力の差が予め
設定した設定値以上であるか否か及び前記力覚センサで
検出した各力及び各モーメントの少なくとも一つの値が
予め設定した各力及び各モーメント毎の設定値以上であ
るか否かの少なくとも一つの条件に基づき判断し、研磨
用砥石の成形時期と判断したとき多関節ロボットの先端
部に研磨用砥石を成形する成形用砥石を装着若しくは多
関節ロボットの先端部に成形用砥石が装着されているこ
とを確認した後所定位置へ座標移動し、前記力覚センサ
で検出した信号を帰還させ予め設定した力設定値と比較
しつつ調節制御を行い、前記成形用砥石の変更時期を前
記研磨用砥石の同一成形点の同一成形方向に力を印加す
るときの成形開始時の前記力覚センサで検出した力と前
記同一成形点の同一成形方向における成形上がり時の前
記力覚センサで検出した力の差が予め設定した設定値以
上であるか否か及び前記力覚センサで検出した各力及び
各モーメントの少なくとも一つの値が予め設定した各力
及び各モーメント毎の設定値以上であるか否かの少なく
とも一つの条件に基づき判断することを特徴とする加工
用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び研磨用砥石
の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9151621A JPH10329017A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 加工用多関節ロボット及び加工用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び研磨用砥石の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9151621A JPH10329017A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 加工用多関節ロボット及び加工用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び研磨用砥石の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10329017A true JPH10329017A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15522554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9151621A Pending JPH10329017A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 加工用多関節ロボット及び加工用多関節ロボットを用いたワークの研磨及び研磨用砥石の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10329017A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004268232A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 研削装置及びその制御方法 |
| JP2014159051A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Ihi Corp | 多関節加工ロボット及び多関節加工ロボットによる加工方法 |
| CN109759954A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-17 | 王承辉 | 打磨抛光力度控制装置及含有该装置的自动打磨抛光设备 |
| CN110465862A (zh) * | 2019-08-25 | 2019-11-19 | 山东理工大学 | 一种自动化复杂曲面力控高剪低压磨削装置及其加工方法 |
| CN113500510A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-15 | 北京航空航天大学 | 一种机器人协同抛光系统 |
-
1997
- 1997-05-26 JP JP9151621A patent/JPH10329017A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004268232A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 研削装置及びその制御方法 |
| JP2014159051A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Ihi Corp | 多関節加工ロボット及び多関節加工ロボットによる加工方法 |
| CN109759954A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-17 | 王承辉 | 打磨抛光力度控制装置及含有该装置的自动打磨抛光设备 |
| CN109759954B (zh) * | 2019-03-19 | 2024-04-26 | 王承辉 | 打磨抛光力度控制装置及含有该装置的自动打磨抛光设备 |
| CN110465862A (zh) * | 2019-08-25 | 2019-11-19 | 山东理工大学 | 一种自动化复杂曲面力控高剪低压磨削装置及其加工方法 |
| CN110465862B (zh) * | 2019-08-25 | 2021-05-04 | 山东理工大学 | 一种自动化复杂曲面力控高剪低压磨削装置及其加工方法 |
| CN113500510A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-15 | 北京航空航天大学 | 一种机器人协同抛光系统 |
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