JPS62236666A - 押湯等の切除ロボツト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、押湯等の切除ロボット装置に関し、特に、鋳
バリ、湯口、堰、押湯等の切除を迅速に行うことができ
るロボット装置に関する。

従来技術とその問題点 従来、鋳物の鋳バリを切除するためのグラインダ作業ロ
ボット装置が知られている。

これはロボットの手首にグラインダを取り付け、そのグ
ラインダで鋳バリを少しづつ削り取り切除する装置であ
る。

しかし、この装置を用いて比較的大きな押湯等の切除を
行う場合は、非常に作業時間が長くかかるという問題点
がある。

たとえば、長さ６０ｆｉ３幅２０龍、高さ２０寵程度の
押湯を切除する場合、約ｌＯ分程度の時間を必要として
いる。

発明の目的 本発明の目的とするところは、押湯の如き比較的大きな
切除対象物でも迅速に切除することができる切除ロボッ
ト装置を提供することにある。

発明の構成 本発明の押湯等の切除ロボット装置は、ロボット本体、
そのロボット本体の手首部に把持される切除用工具、設
定された作業始点から作業終点へ向けて切除用工具を移
動させるためのロボット本体の制御データを演算する演
算手段、および前記制御データに基づいて所定の進み長
だけ前進させ且つ所定の戻り長だけ後退させることを繰
り返しながら切除用工具を移動させる移動制御手段を具
備してなることを構成上の特徴とするものである。

上記構成において、作業始点及び作業終点の設定は、オ
ペレータによって行ってもよいが、作業の迅速化を一層
進めるためには自動設定が行われるべきものである。

かくして池の観点によれば、本発明は、教示された教示
始点から作業対象物へ向けて切除用工具を移動し、切除
用工具が作業対象物に接触したことを検知し、その位置
を作業始点として設定すると共に、教示された教示終点
から作業対象物へ向けて切除用工具を移動し、切除用工
具が作業対象物に接触したことを検知し、その位置を作
業終点として設定する作業点設定手段を更に具備したこ
とを構成上の特徴とするものである。

作用 本発明の構成における切除用工具としてグラインダやメ
タルソーを用いることができる。そして、これにより押
湯等を切断して切除する。

このとき単に切除用工具を押し進めたのでは、切削熱の
影響で切除用工具が損傷するなどの問題を生じ、実用性
を得られない。

ところが、本発明の切除ロボット装置では、切除用工具
を前進させ且つ後退させることを繰り返しながら切断作
業を進めるので、切削熱の発生・蓄積が抑制され、切除
用工具等が損傷を受けることが防止され、十分な実用性
を得られることとなる。

そして、従来のように少しずつ削り取るのではなく、切
断するのであるから、作業時間が飛曜的に短縮されるこ
とになる。

また、他の発明の装置では、作業始点と作業終点の設定
が自動的に行われるから、オペレータによる教示始点と
教示終点の教示はラフに行えばよいこととなり、より一
層の迅速性を得られることになる。

実施例 以下、図に示す実施例に基づいて本発明を更に詳しく説
明する。ここに第１図は本発明の一実施例の押湯等の切
除ロボット装置の正面図、第２図は同側面図、第３図は
作業点設定動作を説明するための側面図、第４図は作業
点設定動作の要部フローチャート、第５図は押湯の切除
作業を説明するための模式的断面図、第６図は押湯の切
除作業の要部フローチャートである。尚、これにより本
発明が限定されるものではない。

第１図および第２図に示す押湯等の切除ロボット装置１
は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３つの移動軸を有する直交座標
型ロボット２と、その直交座標型ロボット２の手首部２
．に取り付けられたグラインダ３と、そのグラインダ３
に内蔵された反力検出器４と、これらを制御するコンピ
ュータを内蔵した制御装置５とから基本的に構成されて
いる。

直交座標型ロボット２は、従来公知の構成と同様であり
、上述したようにアーム部はＸ、Ｙ、Ｚの３軸の自由度
を有し、手首部２８はα、β、γの３つの旋回の自由度
を有している。アーム部や手ｔｌ？Ｉ（２，０位置ある
いは角度は、内蔵されたレゾルバやエンコーダ等のセン
サで精度高く検出することができる。

グラインダ３は、従来公知の構成と同様であり、砥石３
１を回転して作業を行うものである。

反力検出器４は、従来公知の構成と同様で、具体的には
例えばロードセルや、グラインダ３への負荷電流検出器
を用いたものが挙げられる。

制御装置５は、外見的には従来の制御装置と同様である
が、その機能において異なるものである。

すなわち、制御値Ｗ５は、 ■オペレータから教示始点と教示終点とを教示される教
示点入力機能、 ■教示始点から作業対象物へ向けて砥石３□を移動し、
砥石３□の先端が作業対象物に接触したことを反力検出
器４によって検知し、その位置を作業始点として設定す
ると共に、同様に教示終点から作業対象物に向けて砥石
３．を移動し、砥石３□の先端が作業対象物に接触した
ことを反力検出器４によって検知し、その位置を作業終
点として設定する作業点設定機能、 ■作業始点と作業終点間を所定の補間法で結ぶ軌跡を算
出すると共に、この軌跡に沿って砥石３１が移動するよ
うに直交座標型ロボット２の制御データを演算する演算
機能、 ■前記制御データに基づいて所定の進み長ＩＩだけ砥石
３１を前進させ、且つ、所定の戻り長ｉ２だけ後退させ
ることを繰り返しながら、作業始点から作業終点まで砥
石３．を移動させる移動制御機部、 ■砥石３１を前進させているときに、反力が所定の大き
さを超えると、後退に反転させる反力制御機能、 を具備している。

次に第３図から第６図を参照し、鋳物Ｗにある押ｔＪｋ
Ｕを切除する作業を説明する。

まず、オペレータが、所定位置に鋳物Ｗをセツティング
する。このセツティングは、厳密な精度を要求されるも
のではないので作業は容易である。

次にオペレータは、押湯Ｕを挟むように教示始点Ｑ１と
教示終点Ｐ、を教示する。また、それらの点から鋳物Ｗ
に向かう方向を示すために、補助点Ｑ２及びＰ、を教示
する。これらの教示も厳密な精度を要求されず、オペレ
ータの作業の食指は著しく軽い。

このように鋳物Ｗのセツティングや教示の作業が容易と
なるのは、この切除ロボット装置ｌが作業対象となる鋳
物Ｗ毎に実測によって作業始点Ｐ及び作業終点Ｑを設定
するがら、多少のずれは問題とならないからである。

教示が終わると、第３図、第４図に示すように、制御装
置５は、待機位置にあった砥石３８を回転駆動しくＳｌ
）、次いで直交座標型ロボット２を駆動してグラインダ
３１を傾斜させ、その最も下の位置が教示終点Ｐ、に位
置するように移動させる（Ｓ２）。

次いでその砥石３１の最下点が補助点Ｐ２に向けて直線
的に移動するように直交座標型ロボット２を駆動する。

そして、補助点Ｐ２を越えてその延長上へも移動させる
（Ｓ３）。

教示始点Ｐ１と補助点Ｐ２とを結ぶ延長上には鋳物Ｗが
あるから、やがて砥石３１の最下点は鋳物Ｗに接触する
。そうすると、反力検出器４で砥石３８にかかる負荷力
が反力Ｔとして検出される。

その反力Ｔが小さな基準反力Ｔ０を越えると（Ｓ４）、
砥石３．の移動を停止させる。ここで、小さな基準反力
Ｔ０としては、例えば鋳物Ｗの表面をＱ、ｌ鶴程度（多
くとも０．３ｍ程度）研削するだけの工具負荷力に設定
するのがよい。

かくして砥石３．の最下点が接触している位置が作業終
点Ｐであり、その位置は、直交座標型ロボット２のアー
ム部の自由度（Ｘ、Ｙ、Ｚ）及び手首部２！の自由度（
α、β、Ｔ）を内蔵されたレゾルバやエンコーダ等のセ
ンサで読み込むことによって精度高く検出することがで
きる（Ｓ５）。

次に、砥石３１を元の教示終点ＰＩまで戻しくＳ６）、
更に、教示始点Ｑ、まで移動する（Ｓ７）。

そして砥石３ａの最下点を補助点Ｑ２方向に移動し、ま
た、その延長上に移動する（Ｓ８）。

砥石３１の最下点が鋳物Ｗの表面に接触すると、反力Ｔ
が小さな基準反力Ｔ０を越えるので（Ｓ９）、そこで砥
石３．の移動を止め、その点のデータを読み込む、これ
が作業始点Ｑである（ＳＩＯ）。

上記のようにして作業始点Ｑと作業終点Ｐの設定が行わ
れると、次に制御値Ｗ５は、第５図、第６図に示す切除
作業に移行する。

制御装置５は、作業始点Ｑと作業終点Ｐとを結ぶ軌跡を
例えば公知の直線補間法により演算する、そして、その
軌跡に平行となるように砥石３゜の姿勢を調整する（Ｓ
ｌｌ）。

次いで、慣用的手法によりパラメータｉ＝Ｑとしく５１
２）、次にインクリメントする（Ｓ１３）。

そして砥石３．を作業終点Ｐ方向に所定の進み長１１　
（例えば３ｍ）だけ前進させる（３１４）。

次いで作業終点Ｐに到達したか否かをチェックしくＳ　
１５）　、到達していなければ、反力Ｔが所定の基準反
力Ｔ、を越えているか否かをチェックしく５１６）、超
えていれば、反力Ｔが基準反力Ｔ、より小さくなるまで
砥石３．を後退させる（５１７）。

超えていなければパラメータｉが所定回数ｎ以下である
か否かをチェックする（３１８）。

パラメータｌが所定回数ｎ（例えば３）に達していなけ
れば、再びステップＳ１３に戻り、上記処理を繰り返す
。

パラメータｉが所定回数ｎになると（３１８）、砥石３
．を所定の戻り長！２　（例えば２寵）だけ作業始点Ｑ
方向へ後退させる（Ｓ１９）。

そして、前記ステップＳ１２に戻り、上記処理を繰り返
す。

したがって、基本的には１１ｘｎ　（例えば９ｍ）だけ
前進し、１２　（例えば２鶴）だけ後退することを繰り
返しながら作業終点Ｐへ向けて移動することとなる。

このように進退を繰り返せば、切削熱の蓄積が起こらず
、適切に冷却されるから、砥石３１が悪影響を受けず、
円滑に切断を進めことができる。

そして、上記ステップ３１６において、反力Ｔが所定の
基準反力Ｔ１を超えると、砥石３１を、反力Ｔが基準反
力Ｔ、より小さくなるまで後退させる（Ｓ１７＞、これ
により無理な負荷を生じないようにするので、砥石３．
の損傷等が防止できることになる。

こうして押湯Ｕの切断が進められ、作業終点Ｐに到達す
ると（Ｓ１５）、作動を終了する。

実測によれば、長さ６０ｍ、幅２０ｎ、高さ２０龍の押
湯を上記切除ロボット装置ｆにて切除したところ、約１
分で切除を行うことができた。これは従来の約１０分に
比べると飛曜的に作業時間を短細できたこととなる。

他の実施例としては、砥石３１に代えてメタルソーを用
いるものが挙げられる。

発明の効果 本発明によれば、ロボット本体、そのロボット本体の手
首部に把持される切除用工具、設定された作業始点から
作業終点へ向けて切除用工具を移動させるためのロボッ
ト本体の制御データを演算する演算手段、および前記制
御データに基づいて所定の進み長だけ前進させ且つ所定
の戻り長だけ後退させることを繰り返しながら切除用工
具を移動させる移動制御手段を具備してなることを特徴
とする押湯の切除ロボット本体が提供され、これにより
押湯等の切除作業を迅速に行うことができるようになる
。

また、本発明によれば、上記構成に加えて、教示された
教示始点から作業対象物へ向けて切除用工具を移動し、
切除用工具が作業対象物に接触したことを検知し、その
位置を作業始点として設定すると共に、教示された教示
終点から作業対象物へ向けて切除用工具を移動し、切除
用工具が作業対象物に接触したことを検知し、その位置
を作業終点として設定する作業点設定手段を具備してな
る押湯等の切除ロボット装置が提供され、これによりオ
ペレータの教示の負担が著しく軽減され、しかも作業の
精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の押湯等の切除ロボット装置
の正面図、第２図は同側面図、第３図は作業点設定動作
を説明するための側面図、第４図は作業点設定動作の要
部フローチャート、第５図は押湯の切除作業を説明する
ための模式的断面図、第６図は押湯の切除作業の要部フ
ローチャートである。 （符号の説明） １・・・押湯等の切除ロボット装置 ３・・・グラインダ　　　　　３．・・・砥石４・・・
反力検出器　　　　　５・・・制御装置Ｗ・・・鋳物　
　　　　　　　Ｕ・・・押湯Ｐ１・・・教示始点　　　
　　Ｑ、・・・教示終点Ｐ２．Ｑ２・・・補助点　　　
Ｐ・・・作業始点Ｑ・・・作業終点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）ロボット本体、 （ｂ）そのロボット本体の手首部に把持される切除用工
   具、 （ｃ）設定された作業始点から作業終点へ向けて切除用
   工具を移動させるためのロボッ ト本体の制御データを演算する演算手段、 および （ｄ）前記制御データに基づいて所定の進み長だけ前進
   させ且つ所定の戻り長だけ後退 させることを繰り返しながら切除用工具を 移動させる移動制御手段 を具備してなることを特徴とする押湯等の 切除ロボット装置。 ２、切除用工具が、グラインダである特許請求の範囲第
   １項記載の押湯等の切除ロボット 装置。 ３、移動制御手段が、切除用工具に作用する外力を外力
   検出器によって検出し、切除用工 具を前進させているときに外力が所定の大 きさを超えると後退に反転させる特許請求 の範囲第１項又は第２項記載の押湯等の切 除ロボット装置。 ４、（ａ）ロボット本体、 （ｂ）そのロボット本体の手首部に把持される切除用工
   具、 （ｃ）教示された教示始点から作業対象物へ向けて切除
   用工具を移動し、切除用工具が 作業対象物に接触したことを検知し、その 位置を作業始点として設定すると共に、教 示された教示終点から作業対象物へ向けて 切除用工具を移動し、切除用工具が作業対 象物に接触したことを検知し、その位置を 作業終点として設定する作業点設定手段、 （ｄ）設定された作業始点から作業終点へ向けて切除用
   工具を移動させるためのロボッ ト本体の制御データを演算する演算手段、 および （ｅ）前記制御データに基づいて所定の進み長だけ前進
   させ且つ所定の戻り長だけ後退 させることを繰り返しながら切除用工具を 移動させる移動制御手段 を具備してなることを特徴とする押湯等の 切除ロボット装置。 ５、切除用工具が、グラインダである特許請求の範囲第
   ４項記載の押湯等の切除ロボット 装置。 ６、移動制御手段が、切除用工具に作用する外力を外力
   検出器によって検出し、切除用工 具を前進させているときに外力が所定の大 きさを超えると後退に反転させる特許請求 の範囲第４項又は第５項記載の押湯等の切 除ロボット装置。