JPH09300188A

JPH09300188A - バリ取り方法及び装置

Info

Publication number: JPH09300188A
Application number: JP11611396A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Iwaki; 敏岩城; Takashi Okada; 尚岡田; Makoto Mizukawa; 真水川; Satoru Matsuo; 哲松尾
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1997-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】バリの除去作業に先立って必要とされるバリの
残存特徴量の測定を高精度に行い、バリを高い仕上げ精
度で除去することが可能なうえ、バリの除去を短時間の
うちに効率よく行うことの可能なバリ取り方法及び装置
を提供する。【解決手段】対象物から除去すべきバリの研削を行う
（ＳＴ３）のに先立って当該バリの残存特徴量を光学的
に測定する（ＳＴ２）前に、当該バリの表面又はその周
辺に位置する対象物の平滑面を含む当該バリの表面に、
光学的完全拡散面特性を有する液剤を付着させる（ＳＴ
１）。バリの研削は、当該バリの仕上げ精度が所定値に
達する（ＳＴ４）まで複数回行い、液剤の付着は、当該
バリの研削を１回完了するごとに行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造などにより金
属成型を行った際に当該成型物の表面に生じるバリを、
その残存特徴量を光学的に測定しながら除去するための
バリ取り方法及びその実施に直接使用するための装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鋳造成型物の表面に生じる不要
なバリを除去する作業を、高い仕上げ精度を確保しなが
ら短時間のうちに効率よく行おうとするには、その実際
の作業に先立ち、残存するバリの高さや幅などの残存バ
リ形状に関する情報を精密に測定する必要がある。この
残存バリ形状の測定に関する従来の技術としては、例え
ば、特開平５−３３７８４０号公報や特開平６−２７３
１３７号公報などに、光学式センサを用いた手法が開示
されている。

【０００３】すなわち、これらの手法においては、ま
ず、レーザレンジファインダなどの光学式センサを用
い、これを対象物の上方において所定方向に移動させな
がら、その表面にレーザ光をスキャン照射して反射光を
受光装置（前記センサに含まれる）で検出していき、こ
のとき得られる移動距離のデータと受光角度のデータと
から三角測量を行って、センサから対象物表面の任意の
点までの距離を複数箇所にわたって測定する。そして、
このように測定した複数の点距離データから、バリ及び
その周辺の全体形状情報を得て、これをもとに、バリの
高さ、幅などを示す残存特徴量を抽出し、以下、これに
基づいて、バリの研削制御量を決定するようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の手法では、対象物の金属表面における光の反射を利用
しているため、その反射面の光沢などの影響により反射
光を正確に測定できず、その結果算出される点距離デー
タに誤差を生じやすいという問題がある。特に、バリの
頭部は、研削を繰り返すうちに鏡面状に研磨されて完全
反射面に近くなるので、センサ（受光装置）がバリを見
込む角度によっては、強すぎる反射光のために有効な測
定が不可能となる。

【０００５】また、発光方向と受光方向とが金属反射面
上で正反射の状態となると、図４（従来例によるレンジ
データの測定結果を示す図）に示すように、正反射ノイ
ズに帰因するゴーストと呼ばれる著しい測定エラーが生
じるという問題がある。さらに、対象物である鋳造成型
物の表面には砂型鋳肌があり、その表面の凹凸のため乱
反射を生じるため、この点についても、点距離データに
誤差を生じやすいという問題がある。

【０００６】一方、竹内芳美氏による「色センサをもつ
加工ロボット」（センサ技術：1985年5 月号，pp. 96−
98）には、研削に先立ってバリに着色を施し、カラーセ
ンサを用いてバリの認識を自動的に行い、この認識に基
づいてバリの研削を行うという有用な技術が開示されて
いるが、この技術は、専ら、バリの存在認識及びその位
置の測定を行うもので、バリ自体の残存高さを測定する
ものではない。従って、この技術は、例えば、複数回の
研削を行って高い仕上げ精度を得ようとする場合には、
残念ながら適用することができない。

【０００７】ここにおいて、本発明の解決すべき主要な
目的は次のとおりである。すなわち、本発明の第１の目
的は、バリの除去作業に先立って必要とされるバリの残
存特徴量の測定を高精度に行い、そのバリを高い仕上げ
精度で除去することの可能なバリ取り方法及び装置を提
供せんとするものである。

【０００８】本発明の第２の目的は、バリの除去を短時
間のうちに効率よく行うことの可能なバリ取り方法及び
装置を提供せんとするものである。

【０００９】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各請求項の記載から自ずと明らか
となろう。

【００１０】

【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法及び手段を
採用することにより前記目的を達成する。

【００１１】すなわち、本発明方法の第１の特徴は、対
象物から除去すべきバリの研削を行うのに先立って当該
バリの残存特徴量を光学的に測定する前に、当該バリの
表面に光学的完全拡散面特性を有する液剤を付着させて
なるバリ取り方法にある。

【００１２】本発明方法の第２の特徴は、前記本発明方
法の第１の特徴におけるバリの研削が、当該バリの仕上
げ精度が所定値に達するまで複数回行ってなるバリ取り
方法にある。

【００１３】本発明方法の第３の特徴は、前記本発明方
法の第１又は第２の特徴における液剤の付着が、バリの
研削を１回完了するごとに行ってなるバリ取り方法にあ
る。

【００１４】本発明方法の第４の特徴は、前記本発明方
法の第１、第２又は第３の特徴における液剤の付着が、
当該バリの周辺に位置する平滑面を含んで行ってなるバ
リ取り方法にある。

【００１５】本発明方法の第５の特徴は、前記本発明方
法の第１、第２、第３又は第４の特徴における液剤の付
着が、塗布により行ってなるバリ取り方法にある。

【００１６】本発明方法の第６の特徴は、前記本発明方
法の第１、第２、第３又は第４の特徴における液剤の付
着が、吹き付けにより行ってなるバリ取り方法にある。

【００１７】本発明方法の第７の特徴は、前記本発明方
法の第１、第２、第３、第４、第５又は第６の特徴にお
ける液剤が、研磨材を含有するものであるバリ取り方法
にある。

【００１８】本発明方法の第８の特徴は、前記本発明方
法の第１、第２、第３、第４又は第５、第６又は第７の
特徴における液剤が、粘着材を含有するものであるバリ
取り方法にある。

【００１９】一方、本発明装置の第１の特徴は、対象物
から除去すべきバリの表面に、光学的完全拡散面特性を
有する液剤を付着させる付着手段と、この付着手段によ
って液剤が付着した状態にある当該バリの残存特徴量を
光学的に測定する測定手段と、この測定手段によって測
定された当該バリの残存特徴量に基づいて当該バリの研
削を行う研削手段と、を有してなるバリ取り装置にあ
る。

【００２０】本発明装置の第２の特徴は、前記本発明装
置の第１の特徴における付着手段が、当該バリの周辺に
位置する対象物の平滑面を含んで液剤を付着させるもの
であるバリ取り装置にある。

【００２１】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の特徴における付着手段が、研削手段
の動作時における送り方向に対し後方に一体移動自在に
位置させてなるバリ取り装置にある。

【００２２】本発明装置の第４の特徴は、前記本発明装
置の第１、第２又は第３の特徴における付着手段が、当
該バリの表面又はその周辺に位置する対象物の平滑面に
対し、液剤をブラシで塗布するものであるバリ取り装置
にある。

【００２３】本発明装置の第５の特徴は、前記本発明装
置の第１、第２又は第３の特徴における付着手段が、当
該バリの表面又はその周辺に位置する対象物の平滑面に
対し、液剤をスプレーで吹き付けるものであるバリ取り
装置にある。

【００２４】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の特徴における測
定手段が、レーザレンジファインダなどの光学式センサ
であるバリ取り装置にある。

【００２５】本発明装置の第７の特徴は、前記本発明装
置の第１、第２、第３、第４、第５又は第６の特徴にお
ける研削手段が、カッタやグラインダなどの研削工具で
あるバリ取り装置にある。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態についてその装置例と方法例を説明す
る。（装置例）図１は、本装置例を多関節ロボットに適用し
た場合の全体システム構成図である。

【００２７】同図に示すように、本装置例を適用した多
関節ロボット１は、ロボット本体２と、このロボット本
体２の上部に設けられたアーム部３と、このアーム部３
の先端に設けられた付着装置４と、この付着装置４と一
体にアーム部３の先端に設けられたレーザレンジファイ
ンダなどの光学式センサ５と、同じく付着装置４と一体
にアーム部３の先端に設けられたカッタやグラインダな
どの研削工具６と、これら各構成要素の動作を統括的に
制御するロボット制御装置７とを有して構成されてい
る。

【００２８】すなわち、これら構成要素のうち、付着装
置４（付着手段）と、光学式センサ５（測定手段）と、
研削工具６（研削手段）とが、本発明装置の特徴的な要
素を成し、このうちの付着装置４が、対象物から除去す
べきバリの表面又はその周辺に位置する対象物の平滑面
を含む当該バリの表面に、光学的完全拡散面特性を有す
る液剤を付着させ、光学式センサ５が、液剤が付着した
状態にある当該バリの残存特徴量（バリ高さ及びバリ
幅）を光学的に測定し、研削工具６が、当該バリの残存
特徴量に基づいて当該バリの研削を行うようになってい
る。

【００２９】特に、付着装置４は、研削工具６の動作時
における送り方向（図の矢印方向）に対し後方に一体的
に位置させられており、この位置関係により、研削工具
６の後を付着装置４が追いかけるような軌跡をたどるよ
うになり、この結果、バリ研削の直後に、光学的完全拡
散面特性を有する液剤のバリへの付着作業が行われて、
バリの除去が、短時間のうちに効率よく行われるように
なる。

【００３０】なお、この付着装置４は、具体的には、例
えば、当該バリの表面又はその周辺に位置する対象物の
平滑面を含む当該バリの表面に対し、光学的完全拡散面
特性、すなわち、光を一方向へのみ反射させることな
く、多方向へ拡散させる光学的特性、を有する液剤を染
み込ませたブラシ（図示せず）で塗布する形態とした
り、或いは、その液剤をスプレーで吹き付ける形態とす
ればよい。

【００３１】（方法例）図２は、本方法例を説明するた
めの流れ図である。

【００３２】同図に示すように、本方法例においては、
まず、対象物から除去すべきバリの表面に、光学的完全
拡散面特性を有する液剤を付着させることで（ＳＴ１）
開始される。この光学的完全拡散面特性を有する液剤と
しては、光を一方向へのみ反射させることなく、多方向
へ拡散させる光学的特性を持つものであれば、任意のも
のが適用可能である。なお、この液剤には、後のバリ研
削の工程を効率よく行うために、研磨材（研削液を含
む）や粘着材などを、適宜含ませておくことが望ましい
（詳細は後述する）。

【００３３】次に、この液剤が付着した状態にある当該
バリの残存特徴量を、従前の手法と同様に光学的に測定
し、さらに、この測定結果に基づいて、当該バリの研削
制御量を算出する（ＳＴ２）。この研削制御量とは、前
述した研削工具６の諸動作に関する制御量であって、具
体的には、測定した当該バリの残存特徴量に適合した研
削工具６の「最適送り速度」及び「押し付け力」を意味
する。なお、この研削制御量の算出は、前述したロボッ
ト制御装置７において行われる。

【００３４】そして、以上の当該バリの残存特徴量に基
づいて算出した当該バリの研削制御量に基づいて、実際
に当該バリの研削を行い（ＳＴ３）、以上により一連の
工程を完了する。なお、光学的完全拡散面特性を有する
液剤として、前述の研磨材を含ませたものを用いた場合
には、当該バリの研削効率が必然的に向上し、また、粘
着材を含ませたものを用いた場合には、バリ研削に伴っ
て生じる金属粉の周囲への飛散が防止されるため、質の
高いバリ取り作業が可能となる。

【００３５】ここで、以上の工程について換言すれば、
本方法例では、「対象物から除去すべきバリの研削を行
うのに先立って、当該バリの残存特徴量を光学的に測定
する」という従前からの工程の前に、新たに、「当該バ
リの表面又はその周辺に位置する対象物の平滑面を含む
当該バリの表面に、光学的完全拡散面特性を有する液剤
を付着させる」という工程を設けている。

【００３６】この新たな工程は、対象物の金属表面にお
ける光の反射に起因する従来の諸問題を解決するための
ものであり、この工程を設けることで、金属表面に付着
された当該液剤が、その光学的特性により、反射光の強
度を適度に弱めると同時にその偏向性（一方向への反
射）を解消するように作用する。この結果、従来例の図
４に示したようなゴーストと呼ばれる測定エラーの低減
が期待できるといえる（測定結果については後述す
る）。

【００３７】そして最後に、研削した当該バリの仕上げ
精度が、現時点で確保されたか否かを判別し（ＳＴ
４）、それが確保された場合（Ｙｅｓ）には工程を終了
し、確保されなかった場合（Ｎｏ）には、以上に説明し
た３つの工程を再び行う。すなわち、本方法例における
バリの研削は、高い仕上げ精度を得るために、当該バリ
の仕上げ精度が所定値に達するまで複数回行い、光学的
完全拡散面特性を有する液剤の付着は、当該バリの研削
を１回完了するごとに行う。勿論、研削すべきバリの残
存特徴量が当初から小さい（バリ高さ及びバリ幅が小さ
い）場合などには、１回の研削作業で工程を終了しても
差し支えない。

【００３８】

【実施例】最後に、以上の本装置例及び方法例を適用し
てバリ研削作業を行った結果を示す。図３は、本実施例
によるレンジデータの測定結果を示す図である。

【００３９】同図に示すように、光学的完全拡散面特性
を有する液剤を対象物の金属表面に付着させてレンジデ
ータを取得した結果をみると、従来のようなゴーストと
呼ばれる測定エラーが殆ど生じておらず、バリ頭部の形
状が明瞭に現れていることが理解される。このことは、
前述のバリの残存特徴量が忠実に抽出できていることを
意味し、高い仕上げ精度でバリの除去を行ううえで必要
な前述の研削制御量を正確に算出することが可能とな
る。

【００４０】以上、本発明の実施の形態及び実施例につ
いて説明したが、本発明は必ずしも上述の例だけに限定
されるものではなく、本発明にいう目的を達成し、後述
する効果を有する範囲内において、適宜変更して実施す
ることが可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
除去すべきバリの残存特徴量を光学的に測定する前に、
当該バリの表面に光学的完全拡散面特性を有する液剤を
付着させ、反射光の偏向を抑えるようにしたことから、
バリの除去作業に先立って必要とされるバリの残存特徴
量の測定を高精度に行うことができ、この結果、そのバ
リを高い仕上げ精度で除去することが可能となる。

【００４２】また、付着手段を、研削手段の動作時にお
ける送り方向に対し後方に位置させたことから、バリの
除去を短時間のうちに効率よく行うことができ、同時
に、光学的完全拡散面特性を有する液剤に、研磨材や粘
着材を適宜含ませることにより、質の高いバリ取り作業
を行うことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す装置例を多関節ロボッ
トに適用した場合の全体システム構成図である。

【図２】同上方法例を説明するための流れ図である。

【図３】同上実施例によるレンジデータの測定結果を示
す図である。

【図４】従来例によるレンジデータの測定結果を示す図
である。

【符号の説明】

１…多関節ロボット２…ロボット本体３…アーム部４…付着装置５…光学式センサ６…研削工具７…ロボット制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松尾哲東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物から除去すべきバリの研削を行うの
に先立って当該バリの残存特徴量を光学的に測定する前
に、当該バリの表面に光学的完全拡散面特性を有する液剤を
付着させる、ことを特徴とするバリ取り方法。
【請求項２】バリの研削は、当該バリの仕上げ精度が所定値に達するまで複数回行
う、ことを特徴とする請求項１に記載のバリ取り方法。
【請求項３】液剤の付着は、バリの研削を１回完了するごとに行う、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバリ取り方
法。
【請求項４】液剤の付着は、当該バリの周辺に位置する平滑面を含んで行う、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のバリ取り
方法。
【請求項５】液剤の付着は、塗布により行う、ことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のバリ
取り方法。
【請求項６】液剤の付着は、吹き付けにより行う、ことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のバリ
取り方法。
【請求項７】液剤は、研磨材を含有するものである、ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記
載のバリ取り方法。
【請求項８】液剤は、粘着材を含有するものである、ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７
に記載のバリ取り方法。
【請求項９】対象物から除去すべきバリの表面に、光学
的完全拡散面特性を有する液剤を付着させる付着手段
と、この付着手段によって液剤が付着した状態にある当該バ
リの残存特徴量を光学的に測定する測定手段と、この測定手段によって測定された当該バリの残存特徴量
に基づいて当該バリの研削を行う研削手段と、を有することを特徴とするバリ取り装置。
【請求項１０】付着手段は、当該バリの周辺に位置する対象物の平滑面を含んで液剤
を付着させるものである、ことを特徴とする請求項９に記載のバリ取り装置。
【請求項１１】付着手段は、研削手段の動作時における送り方向に対し後方に一体移
動自在に位置させてなる、ことを特徴とする請求項９又は１０に記載のバリ取り装
置。
【請求項１２】付着手段は、当該バリの表面又はその周辺に位置する対象物の平滑面
に対し、液剤をブラシで塗布するものである、ことを特徴とする請求項９、１０又は１１に記載のバリ
取り装置。
【請求項１３】付着手段は、当該バリの表面又はその周辺に位置する対象物の平滑面
に対し、液剤をスプレーで吹き付けるものである、ことを特徴とする請求項９、１０又は１１に記載のバリ
取り装置。
【請求項１４】測定手段は、レーザレンジファインダなどの光学式センサである、ことを特徴とする請求項９、１０、１１、１２又は１３
に記載のバリ取り装置。
【請求項１５】研削手段は、カッタやグラインダなどの研削工具である、ことを特徴とする請求項９、１０、１１、１２、１３又
は１４に記載のバリ取り装置。