JPH07299726A

JPH07299726A - 研削ロボット

Info

Publication number: JPH07299726A
Application number: JP11372094A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Tagata; 宏毅多形; Tooru Kurenuma; 榑沼　　透
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-14

Abstract

(57)【要約】【目的】断続的な複数の溶接ビード等を摩耗補正作業
を行いながら研削する作業で、溶接ビード等の実際の端
点位置に基づいて作業パターンと摩耗補正移動パターン
を補正し、摩耗に起因する研削経路の位置ずれを補正
し、複数の溶接ビード等の研削精度を高め、効率よく研
削作業を行う。【構成】教示データに従って移動する研削工具３で断
続的な複数の研削対象部B1〜B3を研削する研削ロボット
で、研削工具の摩耗状態を検出する摩耗検出装置15を含
む。研削経路は複数の作業パターンと、作業パターンの
間において摩耗検出装置を用いて研削工具の摩耗を補正
する作業のための摩耗補正移動パターンからなる。教示
された作業パターン等は、実際の研削対象部の始点と終
点を端点部検出手段(6,7,9) で検出することにより補正
すると共に、各研削対象部ごとに研削作業を開始する前
に摩耗に起因する位置ずれを摩耗検出装置15等を用いて
摩耗量を検出することにより補正するように構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多自由度を有するティ
ーチングプレイバック式の研削ロボットであり、研削作
業の最中に研削工具の摩耗量を自動的に計測し、この摩
耗量に応じて研削経路を補正することにより、ワーク上
に断続的に形成された複数の研削対象部を簡単な教示で
効率よく高い精度で研削する研削ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、教示された研削経路に沿ってアー
ム手先部の研削工具を移動させながら、当該研削工具で
ワーク上の例えば溶接ビード等の研削対象部を研削する
ティーチングプレイバック式の多自由度工作機械は知ら
れている。この研削用多自由度工作機械を、以下では
「研削ロボット」という。ティーチングプレイバック式
の研削ロボットでは、一般的に、研削作業の開始前に研
削経路に関するデータが教示され、制御装置の記憶部に
格納される。研削経路のデータは、研削工具が移動する
経路を決める位置データと移動中の研削工具の姿勢を決
める姿勢データからなる。研削作業実行時において研削
工具は、教示された研削経路に沿って移動しながら、ワ
ーク上の溶接ビードを研削する。作業開始前に予め設定
された研削経路は、ワーク上で溶接ビードが形成されて
いると想定される箇所である。研削作業時では、通常、
溶接ビードの始点や終点の端点部分を研削するので、端
点部分の位置に関するデータも研削経路のデータの中に
含まれる。

【０００３】しかしながら、作業前に教示される上記の
研削経路に関する経路のデータは研削工具が摩耗前の状
態であることを前提としているので、研削作業の最中に
研削工具で摩耗が生じ、その摩耗量が次第に大きくなる
と、教示された研削経路に関して研削工具の押付け方向
において無視できない位置ずれが発生し、その結果、所
望の研削精度を得ることができない場合が発生する。特
に、断続的に形成される溶接ビードの場合には、研削作
業の進行に従って、各溶接ビードにおける研削精度が次
第に低下する傾向が顕著に生じる。そこで、研削作業の
最中に研削工具の実際の摩耗量を計測し、この摩耗量に
基づいて、教示された研削経路を補正する必要が生じ
る。

【０００４】ワーク上に断続的に形成された複数の溶接
ビードを研削する研削作業を行う場合に、摩耗量を調べ
この摩耗量に応じて研削経路を補正するための摩耗補正
作業は、一般的に、各溶接ビードでの研削工具の研削姿
勢、その時の位置、周囲の障害物に応じて、摩耗補正作
業の内容や、摩耗補正作業を行う箇所へ移動するための
経路が異なるので、全体的な研削作業の開始前に行われ
ることが多い。かかる摩耗補正作業は、研削作業とは別
の単独的な作業として研削ロボットに予め教示される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ワーク上に複数の溶接
ビードが断続的に形成され、これらの複数の溶接ビード
を研削する作業の場合、上記のように全体の研削作業が
開始される前に、研削作業の工程と無関係に摩耗補正作
業を行うと、断続的に形成された複数の溶接ビードの各
々の研削精度を等しく保証することができない。断続的
な複数の溶接ビードの研削精度を保証するためには、各
々の連続的な溶接ビードの研削作業を終了した時、その
たびに摩耗補正作業を行うことが望ましい。このような
溶接ビードの研削作業終了ごとの摩耗補正作業は、単独
的な作業として予め研削ロボットに教示され、必要なと
きに研削作業の途中に割り込んで実行されるように構成
される。

【０００６】上記の場合、研削作業および摩耗補正作業
の各工程は、断続的な複数の溶接ビードの各々の始点ま
たは終点の端点部の位置に依存している。ワークの設置
位置が本来あるべき位置からずれると、教示された研削
移動パターンと摩耗補正移動パターンをすべて修正しな
ければならない。このような位置ずれを解消するための
修正作業は非常に面倒である。

【０００７】本発明の目的は、ワーク上に断続的に形成
された複数の溶接ビード等の研削対象部を研削する研削
作業であり、この研削作業の最中に、各研削対象部の研
削が開始される前に割込みで摩耗補正作業を行うように
された当該研削作業において、研削対象部の正確な端点
位置に基づいて作業パターンと摩耗補正移動パターンを
補正すると共に、研削工具の摩耗に起因する研削経路の
位置ずれを適切に補正し、複数の研削対象部の各々の研
削精度を高めると共に、効率よく研削作業を行える研削
ロボットを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る研削ロボッ
トは、研削工具を備えた多自由度の工作機構と、予め教
示された研削経路に関するデータに基づき工作機構を動
作させ研削経路に沿って研削工具を移動し、断続的に形
成された複数の研削対象部を研削工具で研削させる研削
実行手段と、研削工具の摩耗状態を検出する摩耗検出装
置とを有し、研削経路は、複数の研削対象部のそれぞれ
に対応する作業パターンと、複数の作業パターンの間で
摩耗検出装置を用いて研削工具の摩耗を補正する作業の
ための摩耗補正移動パターンとからなり、さらに、予め
教示される作業パターンを格納する作業パターン格納手
段と、予め教示される摩耗補正移動パターンを格納する
摩耗補正移動パターン格納手段と、複数の研削対象部の
それぞれの研削開始位置と研削終了位置を検出する端点
部検出手段と、摩耗検出装置から出力される摩耗情報に
基づいて摩耗量を求めかつ摩耗補正データを生成する摩
耗量補正演算手段と、端点部検出手段により検出された
各研削対象部の研削開始位置と研削終了位置に基づき作
業パターン格納手段に格納された作業パターンを修正す
ると共に、摩耗量補正データに基づき作業パターンを修
正する研削経路修正手段と、研削作業時における作業パ
ターンと摩耗補正移動パターンとの間の切替えを制御す
る作業過程コントロール手段を有するように構成され
る。

【０００９】前記の構成において、好ましくは、端点部
検出手段は、実際の研削対象部を監視する視覚センサ
と、この視覚センサで得られた情報に基づき複数の研削
対象部のそれぞれの研削開始位置と研削終了位置を認識
する端点部認識手段とによって構成される。

【００１０】また摩耗補正移動パターンに基づく摩耗補
正作業は、作業パターンに基づく各研削対象部の研削作
業ごとに、当該研削作業が開始される前に行われる

【００１１】

【作用】本発明では、ティーチングプレイバック式の多
自由度の研削ロボットによって行われる研削作業であっ
て、ワーク上に断続的に形成された例えば直線状溶接ビ
ードを研削する研削作業において、予め教示される研削
経路を、連続的な研削対象部の研削に対応する作業パタ
ーンと、各溶接ビードの研削作業の間に行われる摩耗補
正作業のための摩耗補正移動パターンとによって定め、
作業パターンと摩耗補正移動パターンとの組合せで研削
経路を決定するようにした。作業パターンおよび摩耗補
正移動パターンは、各溶接ビードの研削作業の作業開始
点および作業終了点に依存して定まるので、その後の修
正において容易に変更することができ、ワークの設置の
位置ずれに起因する研削位置の誤差の補正を効率よく行
うことができる。

【００１２】予め教示された作業パターンと摩耗補正移
動パターンからなる研削経路は、その後端点部検出手段
を用いて得られた実際のワークに関する各溶接ビードの
始点と終点の位置データと、教示された各作業パターン
の始点と終点の位置データとが比較され、誤差を求める
ことによって修正される。この修正作業は、作業パター
ンのそれぞれの作業開始点と作業終了点を変更するだけ
で容易に行うことができる。

【００１３】摩耗研削移動パターンに基づく摩耗補正作
業は、複数の溶接ビードのそれぞれにおいて研削作業が
開始される前に行われる。これによって各溶接ビードの
研削精度を等しく高めることができる。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１５】図１は本発明に係る研削ロボットの一実施
例を示す構成図であり、図２は断続的に形成された複数
の例えば直線状の溶接ビードを研削する過程を説明する
ための図である。本実施例では、６自由度を有する研削
ロボットに適用した例を説明し、平板形状のワークの表
面に断続的に形成された複数の溶接ビードを研削対象部
とする。各溶接ビードは例えば長形で直線状であり、始
点と終点の端点部を有する。

【００１６】図１において、１は研削ロボットのロボッ
ト本体（工作機構本体）であり、ロボット本体１のアー
ム手先部２には研削工具３が取り付けられている。研削
工具３は、例えばグラインダのディスクである。４は作
業台５の上に搭載された平板状のワークで、ワーク４の
表面すなわち母材面上には、研削対象部である複数個の
長形の直線状溶接ビードが断続的に形成されている。そ
の形成状態は、図２に示される。

【００１７】研削工具３の近くには、ワーク４の溶接ビ
ード周辺部にスリット光を照射するための投光器６と、
スリット光の反射光を受光してスリット光が照射された
溶接ビードの周辺部を撮影するテレビカメラ７が配設さ
れる。投光器６とテレビカメラ７は、取付け具８を介し
てロボット本体１のアーム手首部に取り付けられる。投
光器６とテレビカメラ７は、研削工具３が研削しようと
する各溶接ビードの始点と終点を認識するための視覚セ
ンサとしての働きを有する。テレビカメラ７で得られた
映像信号は、端点部認識装置９に入力される。視覚セン
サと端点部認識装置９によって、各溶接ビードの始点と
終点を検出する端点部検出手段が構成される。

【００１８】ワーク４の母材面に断続的に形成された複
数の長形の溶接ビードを研削する研削ロボットの作業全
体の動作は、基本的には、コントローラ１４の制御に基
づいて行われる。本実施例の研削ロボットによる研削作
業では、ワークの母材面上に断続的に形成された複数の
溶接ビードを研削することを前提とする。このように、
研削しようとする溶接ビードの形成状態に特徴があるこ
とから、研削ロボットの研削作業の動作に関し、溶接ビ
ードの形成状態に対応した特定の動作パターンで動作さ
せる。そのため、研削作業を行うための研削経路のデー
タが、作業過程コントロール装置１３を介して入力され
る。上記特定の動作パターンは、ワーク４の母材面上に
断続的に形成された複数の溶接ビードにそれぞれ対応す
る作業パターン（研削を行うための移動経路パターン）
の部分と、溶接ビードの間の部分に対応し、摩耗補正移
動パターン（摩耗量を計測するための移動経路パター
ン）の部分とからなる。本実施例の研削ロボットでは、
教示された作業パターンと摩耗補正移動パターンについ
て、作業パターンのデータを格納する作業パターン格納
装置１０と、摩耗補正移動パターンのデータを格納する
摩耗補正移動パターン格納装置１１を設ける。

【００１９】１５は摩耗検出装置で、ロボット本体１の
近くに配置される。摩耗量検出装置１５としては、例え
ば特願昭５−３３９３２４号で本出願人が提案したもの
が使用される。この摩耗検出装置１５によれば、研削工
具３の摩耗量を計測するために研削工具３の輪郭形状の
変化を利用して摩耗量を検出する。以下、摩耗状態の検
出方法を説明する。

【００２０】図３に摩耗検出装置１５の要部を示す。摩
耗検出装置１５は、研削工具の輪郭形状を検出するため
の輪郭検出装置３１と、内蔵される信号処理回路３２と
から構成される。輪郭検出装置３１は、スリット光投光
器３３とテレビカメラ３４により構成され、スリット光
の光線軌跡を利用して研削工具の輪郭形状を検出する。
ここで研削工具の「輪郭形状」とは、研削工具の研削部
分において、研削工具の回転中心を通りハンド座標系に
おけるｘ，ｙ平面（図４に示す）で切断した断面の縁を
表す形状をいう。

【００２１】投光器３３とテレビカメラ３４は、研削作
業が行われる領域から隔離されるようにその周囲を隔壁
３１ａで囲まれ、その上側だけが開放された空間に配置
される。投光器３３は、例えば、その投光方向が斜め上
方に向くように配置され、テレビカメラ３４は例えばそ
の撮影方向がまっすぐ上方に向くように配置される。輪
郭検出装置３１において研削工具３はテレビカメラ３４
の上方に位置する所定箇所に停止状態でセットされ、投
光器３３からスリット光が照射され、テレビカメラ３４
が研削工具３上に生じたスリット光の光線軌跡（光切断
像）を撮影することにより、研削工具３の輪郭形状に関
する情報、例えば研削工具３の摩耗状態に関する情報を
得る。テレビカメラ３４で得られた映像信号すなわち研
削工具３の摩耗状態に関する信号は画像入力装置３５に
入力される。

【００２２】光切断像を利用して研削工具３の摩耗状態
を検出し、その検出情報に基づいてその摩耗量を計算し
摩耗補正を行うための動作は、コントローラ１４の制御
の下で行われる。摩耗補正作業を行う場合、研削工具３
は、図４に示すように、投光器３３によるスリット光の
照射が研削工具３の回転中心を通るような位置に停止す
る。

【００２３】コントローラ１４は、一般的な構成とし
て、演算処理装置および記憶装置を内蔵し、記憶装置に
格納された動作指令用プログラム、教示された位置デー
タおよび姿勢データなどに基づいて、研削作業等を実行
するための制御指令をロボット本体１に与える。ロボッ
ト本体１では、各関節部に配設された駆動装置を制御指
令に基づき動作させ、研削工具３の位置および姿勢を必
要な状態にする。コントローラ１４の制御指令に基づい
て、ロボット本体１では研削工具３を教示された輪郭検
出位置まで移動させる。コントローラ１４は、後述する
画像作成装置、接触位置検出装置等を動作させて摩耗検
出を行う。コントローラ１４の内部には動作プログラム
により摩耗検出作業実行手段が含まれる。

【００２４】コントローラ１４は、図４に示すように、
研削工具３を輪郭検出装置３１の検出位置まで移動する
動作が終了すると、画像入力装置３５に対し画像を取り
込む命令を与える。さらに画像入力装置３５は、テレビ
カメラ３４から、研削工具３の輪郭部に形成されたスリ
ット光の光線軌跡４０に関する画像データを取り込ん
で、画像メモリ３６（図４中では、区別のため画像メモ
リ３６Ａとして示す）に転送し、格納する。

【００２５】前述のスリット光投光器３３、テレビカメ
ラ３４、画像入力装置３５および画像メモリ３６により
画像作成装置が構成される。この画像作成装置で作成さ
れかつ画像メモリに格納される画像４１は光切断像であ
る。この光切断像は、画像メモリ３６上に固定されてい
る２次元座標系Ｘ−Ｙにより記述される。

【００２６】コントローラ１４は、図４に示すように摩
耗前の研削工具３を予め教示された検出位置まで移動さ
せ、画像作成装置により図５に示すように摩耗前の状態
の輪郭光切断像を作成し、砥石摩耗量検出のための基準
光切断像４１として画像メモリ３６Ａに格納する。次に
研削工具３によって研削対象部の研削を行い、この研削
作業で摩耗した研削工具３について前述の摩耗検出の動
作を再度行い、得られた摩耗後の砥石光切断像４２を、
前記基準光切断像４１と区別して、画像メモリ３６Ｂに
格納する。

【００２７】検出演算装置３７、データメモリ３８、接
触位置演算装置３９により接触位置検出装置が構成され
る。コントローラ１４からの接触位置検出制御命令が与
えられると、接触位置検出装置では、まず検出演算装置
３７が、前記画像メモリ３６Ｂに格納された研削工具の
光切断像４２から、画像メモリ座標系に対応する座標値
を抽出し、研削工具３の輪郭位置データとしてデータメ
モリ３８に格納する。接触位置演算装置１５は、データ
メモリ１４に格納された摩耗後の研削工具の輪郭座標値
を用いて接触位置Ｎを求める。同様にしてデータメモリ
に格納された摩耗前の研削工具（図中破線で示される）
の輪郭座標値を用いて接触位置Ｔも予め求められてい
る。

【００２８】上記の摩耗の検出方法では、研削工具３に
おける摩耗前の接触点Ｔと摩耗後の接触点Ｎを求め、後
述する摩耗量補正演算装置１６で、ＴとＮとの位置的な
差を摩耗量として求める。そして、最初に教示された研
削経路の基準点となっているＴＣＰ(Tool Center Poin
t) を求められた位置的差に基づいて補正し、これによ
り摩耗量に起因する位置ずれを補償するための研削経路
の補正が行われる。

【００２９】研削作業の開始前に複数の溶接ビードの各
々に関する前述の作業パターンが研削ロボットに教示さ
れ、教示された作業パターンは作業パターン格納装置１
０に格納される。教示される作業パターンは、一般的に
は、各溶接ビードにおける研削作業の開始位置と終了位
置に関するデータと、研削作業に必要な研削工具の研削
姿勢データと、研削工具の押付け力、回転数、研削角度
等の研削パラメータとによって決められる。また研削工
具の移動角度、研削角度、および押付け力は、複数の溶
接ビードのそれぞれの形状、高さ、および研削終了位置
に従って決められる。

【００３０】或る溶接ビードの作業パターンから次の溶
接ビードの作業パターンに移るときの間に関しては、前
述したように、摩耗検出装置１５等を利用して研削工具
３の摩耗量を計測し、この摩耗量に基づき予め教示され
た研削経路のずれを補正する動作が行われる。この動作
は、前述の摩耗補正移動パターンとして教示され、摩耗
補正移動パターンは摩耗補正移動パターン格納装置１１
に格納される。この摩耗補正移動パターンは、研削作業
が終了した作業パターンの終点を、割り込み実行を行う
移動始点とし、これから開始する作業パターンの始点を
研削作業再開の移動終点とし、その上に、始点と終点の
間にいくつかの中間点を設定することによって決定され
る。

【００３１】上記の作業パターンと摩耗補正移動パター
ンが教示された後において、コントローラ１４は、端点
部認識装置９を起動して、研削しようとする溶接ビード
の上方位置で、スリット光投光器６とビデオカメラ７と
からなる視覚センサを、すべての溶接ビードの長手方向
に沿って移動させながら、各溶接ビードの始点と終点を
検出する。始点や終点の端点部の検出は、例えば溶接ビ
ード上に照射されたスリット光の光像の形状を利用して
行われる。検出された各溶接ビードの始点と終点のデー
タは、研削経路修正装置１２に転送される。研削経路修
正装置１２は、転送されてきた溶接ビードの始点と終点
に関する一連のデータに基づき、作業パターン格納装置
１０にすでに格納されている作業パターンに含まれてい
る研削開始位置と研削終了位置を修正する。

【００３２】作業過程コントロール装置１３は、研削経
路修正装置１３により修正され、作業パターン格納装置
１０に格納された作業パターン、および摩耗補正移動パ
ターン格納装置１１に格納された摩耗補正移動パターン
を参照して、研削作業時に研削工具の移動順番を決め
る。

【００３３】研削作業の開始の後、複数の溶接ビードの
各々の研削が開始される前に、摩耗補正移動パターンが
起動される。摩耗補正移動パターンが開始されると、研
削工具３が摩耗検出装置１５まで移動し、前述した摩耗
検出方法によってその摩耗状態が検出される。検出され
た摩耗状態に関する情報は摩耗量補正演算装置１６に転
送される。摩耗量補正演算装置１６は、研削工具３の摩
耗量を求め、この摩耗量に起因して起こり得る研削経路
の位置ずれを算出し、研削経路修正装置１２に転送して
研削経路を修正する。

【００３４】コントローラ１４は、作業過程コントロー
ラ装置１３から転送される動作命令に基づき、作業パタ
ーン格納装置１９に格納された作業パターンと、摩耗補
正移動パターン格納装置１１に格納された摩耗補正移動
パターンとを読出して、これらを参照しながら研削作業
に関する一連の動作を行う。

【００３５】次に、上記構成を有する研削ロボットでの
研削作業を、一連の流れとして説明する。

【００３６】まず、例えば標準ワークを用いて研削ロボ
ットに対し教示作業を行わせ、研削しようとするワーク
の表面上に断続的に形成された複数の溶接ビードのそれ
ぞれに関する研削のための作業パターンと、溶接ビード
の間の摩耗補正移動パターンを教示する。教示作業は、
例えば、あたかも実際の作業が行われるごとく、研削工
具３を標準ワークの各研削対象部およびそれらの間の領
域に沿って移動させることによって行われる。この教示
作業は、作業者がロボット本体を動作させることにより
行われる。教示された作業パターンは作業パターン格納
装置１０に格納され、摩耗補正移動パターンは摩耗補正
移動パターン格納部１１に格納される。作業パターンに
関するデータおよび摩耗補正移動パターンに関するデー
タは、ロボット本体１に内蔵された各部の位置センサ等
からのデータをコントローラ１４を介して取り込むこと
によって得られる。

【００３７】また作業パターンおよび摩耗補正移動パタ
ーンの教示作業については、研削対象物の実物がなくと
も、図面やＣＡＤのデータを利用して教示を行うことも
可能である。このような教示の方法によれば教示作業を
自動化することができる。

【００３８】次に、コントローラ１４は、教示された研
削作業の動作を再生するようにロボット本体１の動作を
制御し、ロボット本体１を動作させる。これによって、
ロボット本体１の手先部は、断続的に形成された複数の
溶接ビードの上を移動する。ロボット本体１の手先部
が、研削しようとする各溶接ビードの上を移動する時、
スリット光投光器６およびテレビカメラ７は各溶接ビー
ドの長手方向に沿って移動し、各溶接ビード上に照射さ
れたスリット光をテレビカメラ７が撮像することにより
光切断像の信号が生成される。端点部認識装置９は、こ
の光切断像の信号を利用して各溶接ビードの始点および
終点を検出する。検出された各溶接ビードの始点と終点
の位置データは、研削経路修正装置１２に転送される。

【００３９】研削経路修正装置１２は、実際の各溶接ビ
ードの始点と終点に関する位置データと、教示作業に基
づき作業パターン格納装置１０に格納された作業パター
ンに関する位置データとを比較し、その誤差を求め、得
られた誤差に基づいて作業パターンの研削開始位置と研
削終了位置のデータを修正する。作業パターンが修正さ
れると、或る作業パターンの終点と次の作業パターンの
始点で決まる摩耗補正移動パターンも自動的に修正され
る。このように、摩耗補正移動パターンについては間接
的に修正が行われる。

【００４０】教示された作業パターンおよび摩耗補正移
動パターンが、作業対象である複数の溶接ビードの実際
の位置に基づいて修正を受けた後、ワーク４に対して研
削作業が開始される。研削作業においては、作業過程コ
ントロール装置１３が作業過程を決定する。作業過程コ
ントロール装置１３は、パターン格納装置１０に格納さ
れた作業パターン、および摩耗補正移動パターン格納装
置１１に格納された摩耗補正移動パターンを参照して、
研削作業時における研削工具３の移動順番を決め、動作
命令を生成する。

【００４１】研削作業実行のためロボット本体１の動作
を制御するコントローラ１４は、作業過程コントロール
装置１３から転送される動作命令を入力し、この動作命
令に基づいて、作業パターン格納装置１０に格納された
作業パターンと、摩耗補正移動パターン格納装置１１に
格納された摩耗補正移動パターンを取り入れ、これらの
パターンを参照しながら、研削作業の動作をロボット本
体１に行わせる。

【００４２】次に図２に研削の作業工程の一例を示し、
この作業工程における研削工具の移動過程について説明
する。この例では、平板上のワーク４の母材面４ａ上に
例えば３つの溶接ビードＢ１〜Ｂ３が形成されている。
溶接ビードＢ１〜Ｂ３が研削対象部となる。３は研削工
具を示す。なお図２の状態では、研削作業を開始する直
前または研削作業中の状態であり、視覚センサおよび端
点部認識装置９に基づく研削経路の修正はすでに終了し
ているものとする。

【００４３】図２において、Ｎは研削工具３の作業原
点、Ｋ１〜Ｋ４は研削工具３の摩耗補正移動パターン、
Ｂ１〜Ｂ３は溶接ビード、Ｐ１〜Ｐ３は作業パターンで
ある。またｓ１，ｓ２，ｓ３およびｅ１，ｅ２，ｅ３
は、それぞれ、溶接ビードＢ１〜Ｂ３のそれぞれに対応
する溶接ビードの始点および終点である。

【００４４】研削工具３は、まず、作業原点Ｎから摩耗
補正移動パターンＫ１に従って摩耗検出装置１５の箇所
に移動し、ここで摩耗量が検出され、その後に溶接ビー
ドＢ１の始点ｓ１まで移動する。摩耗検出装置１５によ
る摩耗状態の検出、検出された摩耗情報に基づき摩耗量
補正演算装置１６による補正量の演算に基づいて、研削
経路修正装置１２によって、次の溶接ビードでの研削作
業について研削工具３の摩耗量に起因する位置ずれが発
生しないように作業パターンＰ１に関する研削経路を補
正するための処理が行われる

【００４５】次に、研削工具３は、摩耗による位置ずれ
を解消するための補正がなされた作業パターンＰ１に基
づいて溶接ビードＢ１の始点ｓ１から終点ｅ１まで溶接
ビードＢ１に対して研削終了目標位置に達するまで研削
作業を行う。溶接ビードＢ１に対する研削作業が終了す
ると、研削工具３は摩耗補正移動パターンＫ２に沿って
摩耗検出装置１５の箇所に移動し、ここで摩耗量が検出
され、その後に溶接ビードＢ２の始点ｓ２まで移動す
る。摩耗検出装置１５による摩耗状態の検出、摩耗量補
正演算装置１６による摩耗量および補正量の演算に基づ
いて、研削経路修正装置１２によって、次の溶接ビード
Ｂ２での研削作業について研削工具３の摩耗量に起因す
る位置ずれが発生しないように作業パターンＰ２に関す
る研削経路を補正するための処理が行われる。その後、
作業パターンＰ２に基づいて研削作業の動作を行う。溶
接ビードＢ２の研削作業が終了すると、摩耗補正移動パ
ターンＫ３に沿って摩耗検出装置１５の箇所に移動し、
ここで摩耗量が検出され、前述のように作業パターンＰ
３の補正を行った後に溶接ビードＢ２の始点ｓ２まで移
動する。そして上記と同様に、作業パターンＰ３に沿っ
て研削作業を行う。溶接ビードＢ３の研削作業が終了す
ると、初期位置に戻る移動パターンＫ４に沿って作業原
点Ｎまで移動する。前述の一連の研削作業は、必要に応
じて繰り返し行われることも可能である。最終的に研削
作業が終了すると作業原点Ｎに戻る。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、次の効果を奏する。

【００４７】ティーチングプレイバック式の多自由度の
研削ロボットで断続的に形成された複数の連続的研削対
象部を研削する作業において、予め教示される研削経路
を、研削対象部に対応する作業パターンとそれらの間の
摩耗補正移動パターンとを教示することにより組合せる
ようにし、これにより実際の研削作業を行うようにした
ため、断続的な複数の研削対象部を研削する作業の効率
と研削精度を高めることができる。また研削作業の前
に、視覚センサおよび端点部認識装置を用いて、実際の
ワークの研削対象部の始点と終点を求め、始点と終点の
データを基準として教示された作業パターンの誤差を補
正し、研削経路を修正するようにしたため、実際の研削
対象部の位置ずれを容易にかつ確実に補正することがで
き、研削精度を向上することができる。

【００４８】また予め作業パターンと摩耗補正移動パタ
ーンが教示され、各パターンはそれぞれ決められた場所
に格納されるので、研削経路の教示において各パターン
を簡単に利用でき、研削しようとするワークが異なって
も研削対象部の形状パターンが同じであれば、研削経路
を改めて再教示することなく研削作業をそのまま続ける
ことができる。

【００４９】また研削対象部の形状パターンが異なるも
のであっても、作業パターンと摩耗補正移動パターンを
新たに組合せることで、対応することも可能となる場合
もある。この場合には、教示作業をやり直す必要がな
い。

【００５０】さらに作業パターンと摩耗補正移動パター
ンの教示は、実物がなくても図面やＣＡＤなどのデータ
を用いて行うことができるので、教示作業を自動化する
ことができる。また予め教示される作業パターンと摩耗
補正移動パターンは、その後の視覚センサと端点部認識
装置による実際の研削対象部の始点と終点を検出するた
めの検出移動経路に関する情報として利用されるもので
あることを考えれば、視覚センサの検出移動経路は厳密
性を要求されないので、教示作業を簡素化することがで
きる。このため、作業者に要求される負担が軽減され
る。

【００５１】摩耗補正移動パターンに基づく摩耗補正作
業は、各研削対象部ごとに各研削対象部の研削作業を開
始する前に行うようにしたため、各研削対象部で摩耗に
起因する位置ずれを解消した望ましい適切な研削作業を
行うことができ、断続的に形成される複数の研削対象部
のそれぞれに関し等しく高い研削精度を保証することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研削ロボットの構成を示す図であ
る。

【図２】研削作業の過程の一例を示す斜視図である。

【図３】摩耗検出装置の要部構成を示す図である。

【図４】摩耗検出の原理を説明するための斜視図であ
る。

【図５】摩耗量の求め方を説明するための図である。

【符号の説明】

１ロボット本体２アーム手先部３研削工具４ワーク６スリット光投光器７テレビカメラ９端点部認識装置１０作業パターン格納装置１１摩耗補正移動パターン格納装置１２研削経路修正装置１３作業過程コントロール装置１４コントローラ１５摩耗検出装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研削工具を備えた多自由度の工作機構
と、予め教示された研削経路に関するデータに基づき前
記工作機構を動作させ前記研削経路に沿って前記研削工
具を移動し、断続的に形成された複数の研削対象部を前
記研削工具で研削させる研削実行手段と、研削工具の摩
耗状態を検出する摩耗検出装置とを有する研削ロボット
において、前記研削経路は、前記複数の研削対象部のそれぞれに対
応する作業パターンと、複数の前記作業パターンの間で
前記摩耗検出装置を用いて前記研削工具の摩耗を補正す
る作業のための摩耗補正移動パターンとからなり、予め教示される前記作業パターンを格納する作業パター
ン格納手段と、予め教示される前記摩耗補正移動パター
ンを格納する摩耗補正移動パターン格納手段と、前記複
数の研削対象部のそれぞれの研削開始位置と研削終了位
置を検出する端点部検出手段と、前記摩耗検出装置から
出力される摩耗情報に基づいて摩耗量を求めかつ摩耗補
正データを生成する摩耗量補正演算手段と、前記端点部
検出手段により検出された前記各研削対象部の研削開始
位置と研削終了位置に基づき前記作業パターン格納手段
に格納された前記作業パターンを修正すると共に、前記
摩耗量補正データに基づき前記作業パターンを修正する
研削経路修正手段と、研削作業時における前記作業パタ
ーンと前記摩耗補正移動パターンとの間の切替えを制御
する作業過程コントロール手段を有することを特徴とす
る研削ロボット。
【請求項２】請求項１記載の研削ロボットにおいて、
前記端点部検出手段は、実際の研削対象部を監視する視
覚センサと、この視覚センサで得られた情報に基づき前
記複数の研削対象部のそれぞれの研削開始位置と研削終
了位置を認識する端点部認識手段とからなることを特徴
とする研削ロボット。
【請求項３】請求項１記載の研削ロボットにおいて、
前記摩耗補正移動パターンに基づく摩耗補正作業は、前
記作業パターンに基づく各研削対象部の研削作業ごと
に、当該研削作業が開始される前に行われることを特徴
とする研削ロボット。