JP6457468B2

JP6457468B2 - バリ取り装置

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Inventors: 義華顧; 佐藤　貴之; 貴之佐藤
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Description

本発明は、切削加工が行われた対象物に対しバリ取りを行うバリ取り装置に関する。

このようなバリ取り装置として、平面加工が行われバリが発生しているバリ取り対象物（ワーク等）を支持する支持部と、ロボットに取付けられたバリ取りツールとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このバリ取り装置には、バリ取り対象物を視野内に収める撮像装置が設けられ、撮像データ内のバリ取り対象物の外周の稜線が制御部によってバリ取り作業を行う部位とみなされる。また、バリ取りの精度を一定のレベル以上とするために、制御部が、前記稜線のデータと、ＣＡＤデータ等であるバリ取り対象物の三次元データとを用いて、バリの形状および位置に関するデータを生成し、当該データがロボットによるバリ取りに用いられる。

特許第５８４５２１２号公報

しかし、前記バリ取り装置では、工作機械によってバリ取り対象物に平面加工が行われた後、バリ取り対象物が工作機械から取出されるとともにバリ取り装置の支持部により支持される。また、バリ取り装置の支持部に支持された後、バリの形状および位置に関するデータを生成するために、バリ取り対象物の撮像等が行われる。このように、バリ取りを行うためにバリ取り対象物を工作機械からバリ取り装置に移動し、その後にバリ取りに必要な情報の検出を行う必要があるので、バリ取りにかかる時間が長くなっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、バリ取りにかかる時間を短縮しながら、バリ取りの精度の向上を図ることができるバリ取り装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様のバリ取り装置は、バリ取りツールを支持し、該バリ取りツールを用いて工作機械内の支持部により支持され切削加工が行われた対象物に対しバリ取りを行うロボットと、視覚センサと、該視覚センサと前記支持部に支持された前記対象物との相対移動を行う相対移動手段と、該相対移動手段の作動を制御するための視覚センサ相対移動プログラムに基づき前記対象物の全体ではなく一部が前記視覚センサの視野に収まる状態で前記視覚センサを前記対象物に対して前記対象物のバリ取り対象部に対応する軌跡に沿って相対移動させる制御装置であって、前記相対移動が行われている状態で前記支持部により支持された前記対象物の稜線が前記視覚センサにより検出されるように前記相対移動手段を作動させる制御装置と、前記視覚センサ相対移動プログラムに基づき前記相対移動手段が作動した際に前記視覚センサにより得られる検出稜線を用いてバリ取り動作プログラムを生成するバリ取り動作プログラム生成手段とを備え、前記バリ取り動作プログラムが、前記バリ取りツールが前記検出稜線に基づく軌跡に沿って移動するように前記ロボットおよび／又は前記工作機械を動作させるものである。

当該態様では、工作機械内の支持部に支持された対象物に切削加工が行われた後に、ロボットがバリ取りツールを用いて支持部に支持された対象物のバリ取りを行う。このように、バリ取りを行うために対象物を工作機械内の支持部から移動させないので、バリ取りにかかる時間を短縮することができる。

また、対象物の全体ではなく一部が前記視覚センサの視野に収まる状態で視覚センサを対象物に対して対象物のバリ取り対象部に対応する軌跡に沿って相対移動させ、視覚センサと対象物との相対移動が行われている状態で対象物の稜線が視覚センサにより検出される。このため、例えば対象物が大きく、対象物の全体を視野内に収めると対象物の稜線を精度良く検出できない場合であっても、対象物の稜線の検出の精度をバリ取りの精度の要求に適合させることが可能となる。

上記態様において、前記切削加工後の前記対象物における少なくともバリ取り対象部の位置と形状の情報を含む位置形状情報、および前記切削加工時に加工ツールが移動する加工軌跡の情報の少なくとも一方を用い、前記稜線が前記視覚センサによって検出されるように前記切削加工後に前記相対移動を行わせる前記視覚センサ相対移動プログラムを生成する視覚センサプログラム生成手段を備えていてもよい。

工作機械の支持部に支持された状態でバリ取りが行われるので、例えば、工作機械が有する対象物の位置形状情報や、切削加工時に加工ツールが移動する加工軌跡の情報を用いることにより、稜線を検出するための視覚センサ相対移動プログラムを効率よく生成することが可能となる。

上記態様において、前記切削加工後の前記対象物の実際の形状の情報を取得する実形状情報取得手段と、該実形状情報取得手段で取得した前記実際の形状の情報と、前記視覚センサの視野に関する情報とを用い、前記稜線が前記視覚センサによって検出されるように前記切削加工後に前記相対移動を行わせる前記視覚センサ相対移動プログラムを生成する視覚センサプログラム生成手段とを備えていてもよい。

実形状情報取得手段により切削加工後の対象物の実際の形状の情報が得られるので、形状や大きさのばらつきが大きい対象物であっても、稜線を検出するための視覚センサ相対移動プログラムの精度を向上することが可能となる。

上記態様において、前記視覚センサ相対移動プログラムが、位置および姿勢が変化しない前記対象物に対し前記視覚センサが移動するように、又は、位置および姿勢が変化しない前記視覚センサに対して前記対象物が移動するように、前記相対移動手段を作動させるものであってもよい。

また、上記態様において、前記バリ取り動作プログラムが、位置および姿勢が変化しない前記対象物に対して前記バリ取りツールを支持した前記ロボットを動作させるロボット動作指令を含むものであってもよい。
さらに、前記バリ取り動作プログラムが、前記対象物の位置および姿勢を変化させるように前記工作機械を動作させる工作機械動作指令を含むものであってもよい。

また、上記態様において、前記バリ取り加工中又は前記バリ取り加工の後に、前記工作機械に設けられた力センサおよび前記視覚センサの少なくとも一方の検出結果を用いて前記バリ取り加工の適否を判断する加工適否判断手段を備えていてもよい。
または、前記バリ取り加工中又は前記バリ取り加工の後に、前記ロボットに設けられた力センサおよび前記視覚センサの少なくとも一方の検出結果を用いて前記バリ取り加工の適否を判断する加工適否判断手段を備えていてもよい。
これらの構成はバリ取りの加工精度の維持や向上を図る上で有利である。

本発明によれば、バリ取りにかかる時間を短縮しながら、バリ取りの精度の向上を図ることができる。

本発明の第１の実施形態に係るバリ取り装置の概略正面図である。第１の実施形態のバリ取り装置に用いるロボット制御装置のブロック図である。第１の実施形態の工作機械制御装置のブロック図である。第１の実施形態のバリ取り装置に用いるロボット制御装置のメイン制御部の処理を示すフローチャートである。第１の実施形態のバリ取り装置の動作説明図である。第１の実施形態の第１の変形例に係るバリ取り装置の動作説明図である。第１の実施形態の第２の変形例に係るバリ取り装置の概略正面図である。第１の実施形態の第２の変形例に係るバリ取り装置に用いる工作機械制御装置のブロック図である。第１の実施形態の第２の変形例に係るバリ取り装置に用いる工作機械制御装置のメイン制御部の処理を示すフローチャートである。第１の実施形態の第２の変形例に係るバリ取り装置の動作説明図である。本発明の第２の実施形態に係るバリ取り装置の概略正面図である。第２の実施形態のバリ取り装置に用いるロボット制御装置のブロック図である。第２の実施形態のバリ取り装置に用いるロボット制御装置のメイン制御部の処理を示すフローチャートである。

本発明の第１の実施形態に係るバリ取り装置を図面を参照して以下に説明する。
このバリ取り装置は、図１に示すように、工作機械１に設けられた視覚センサ１０と、工作機械１の支持部２に支持された対象物であるワークＷに対して視覚センサ１０の移動を行う相対移動手段としての移動装置２０と、バリ取りツール５０を支持し、バリ取りツール５０を用いて支持部２に支持されたワークＷのバリ取りを行うロボット３０と、ロボット３０を制御するロボット制御装置４０とを有する。

工作機械１は支持部２に支持されたワークＷに切削加工ツール（フライス、ドリル、バイト等）を用いて平面加工等の切削加工を行う公知の工作機械である。支持部２として、複数の爪によりワークＷを固定するチャック、磁力や空気吸引を用いてワークＷを固定するチャック、ワークＷを切削加工用に支持するその他の支持機構等を用いることが可能である。

視覚センサ１０は、支持部２上のワークＷを撮像する撮像装置１１と、撮像装置１１で撮像された画像に所定の画像処理を行い、処理後画像に基づく情報をロボット制御装置４０に送る画像処理部１２と、メモリ１３とを備えている（図２参照）。
画像処理部１２はＣＰＵ、ＲＡＭ等を有するコンピュータから成り、撮像された画像に静的２値化処理、動的２値化処理等の周知の画像処理を施し、処理後画像をメモリ１３に記憶すると共に、処理後画像に基づく情報をロボット制御装置４０に送信する。

画像処理部１２は、処理後画像を前記処理後画像に基づく情報としてロボット制御装置４０に送信しても良いし、処理後画像にあらわれる各ワークＷの特徴点の位置情報（例えば、ワークＷの外周縁の稜線を構成する各点の位置データ）を前記処理後画像に基づく情報としてロボット制御装置４０に送信しても良い。以下、ワークＷの外周縁の稜線を構成する各点の位置データを「処理後画像の稜線の位置データ」と称する場合もある。

移動装置２０は、図１に示すように、工作機械１の上壁等に固定された第１のベース２１と、第１のベース２１に水平方向であるＸ軸方向に延びるように設けられたレール２１ａと、レール２１ａに支持されると共にレール２１ａに沿って移動可能な第２のベース２２と、第２のベース２２に水平方向であるＹ軸方向に延びるように設けられたレール２２ａと、レール２２ａに支持されると共にレール２２ａに沿って移動可能な第３のベース２３とを有する。ここで、Ｘ軸とＹ軸は直交しており、Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸に直交している。

第１のベース２１は、第２のベース２２をレール２１ａに沿って移動させる駆動装置として例えばサーボモータ２１ｂを有し、第２のベース２２は、第３のベース２３をレール２２ａに沿って移動させる駆動装置として例えばサーボモータ２２ｂを有する。各サーボモータ２１ｂ，２２ｂはロボット制御装置４０に接続されている（図２参照）。また、各サーボモータ２１ｂ，２２ｂはその作動位置を検出するエンコーダ等の作動位置検出装置を内蔵しており、作動位置検出装置の検出値がロボット制御装置４０に送信される。

ロボット３０は、複数の可動部を備えると共に、複数の可動部をそれぞれ駆動する複数のサーボモータ３１を備えている（図２参照）。各サーボモータ３１として、回転モータ、直動モータ等の各種のサーボモータを用いることが可能である。各サーボモータ３１はその作動位置を検出するエンコーダ等の作動位置検出装置を内蔵しており、作動位置検出装置の検出値がロボット制御装置４０に送信される。

ロボット３０の先端にはバリ取りツール５０が支持されている。バリ取りツール５０は、本実施形態では砥石を回転させるグラインダであるが、バリ取りに用いられるものであればよく、刃物を回転させるカッタ等を用いることも可能である。

ロボット制御装置４０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を有するメイン制御部４１と、表示装置４２と、不揮発性メモリ、ＲＯＭ等を有する記憶装置４３と、ロボット３０の動作プログラムを作成する際等に操作する教示操作盤４４と、ロボット３０のサーボモータ３１にそれぞれ対応するように設けられた複数のサーボ制御器４５と、移動装置２０のサーボモータ２１ｂ，２２ｂにそれぞれ対応するように設けられた複数のサーボ制御器４６とを備えている（図２参照）。本実施形態では移動装置２０は付加軸として制御される。

記憶装置４３にはシステムプログラム４３ａが格納されており、システムプログラム４３ａがロボット制御装置４０の基本機能を担っている。また、記憶装置４３には教示操作盤４４を用いて作成されたバリ取り動作プログラム４３ｂが少なくとも１つ格納されると共に、教示操作盤４４を用いて作成された視覚センサ相対移動プログラム４３ｃが少なくとも１つ格納されている。さらに、記憶装置４３には、相対移動用作成プログラム４３ｄも格納されている。

例えば、メイン制御部４１はシステムプログラム４３ａにより動作し、記憶装置４３に格納されているバリ取り動作プログラム４３ｂを読み出してＲＡＭに一時的に格納し、読み出したバリ取り動作プログラム４３ｂに沿って各サーボ制御器４５に制御信号を送り、これにより各サーボモータ３１のサーボアンプを制御する。

また、メイン制御部４１は、記憶装置４３に格納されている視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを読み出してＲＡＭに一時的に格納し、読み出した視覚センサ相対移動プログラム４３ｃに沿って各サーボ制御器４６に制御信号を送り、これにより各サーボモータ２１ｂ，２２ｂのサーボアンプを制御する。

工作機械１は工作機械制御装置６０を備えている。例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を有する制御部６１と、表示装置６２と、不揮発性メモリ、ＲＯＭ等を有する記憶装置６３と、工作機械１の動作プログラムを作成する際等に操作する操作盤６４と、工作機械１のサーボモータに対応するように設けられたサーボ制御器６５とを備えている（図３参照）。工作機械制御装置６０はロボット制御装置４０と接続されている。

上記のように構成されたバリ取り装置のロボット制御装置４０のメイン制御部４１の動作の一例を図４を参照しながら以下説明する。
先ず、メイン制御部４１は、例えば工作機械制御装置６０からワークＷの切削加工が完了したことを示す加工完了信号を受付けると（ステップＳ１−１）、相対移動用作成プログラム４３ｄに基づき動作して視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成し、記憶装置４３に保存する（ステップＳ１−２）。この時、メイン制御部４１は視覚センサプログラム生成手段として機能する。

例えば、メイン制御部４１は、支持部２に支持されると共に切削加工が終わったワークＷの形状とその位置を示す三次元データを工作機械制御装置６０から受付ける。当該三次元データは、ワークＷにおいて平面加工が行われた面の外周縁（バリ取り対象部）の形状および位置を示すデータが含まれていればよい。三次元データの代わりにワークＷにおいて平面加工が行われた面の外周縁（バリ取り対象部）の形状および位置を示す二次元データを用いてもよい。本実施形態では、当該三次元データおよび二次元データはＣＡＤデータから抽出されたものであって、工作機械１が切削加工を行うために格納しているものであるが、ワークＷの形状および位置をあらわすその他のデータを用いることも可能である。

そして、メイン制御部４１は、工作機械制御装置６０から受付けた三次元データと、撮像装置１１の視野の情報とを使いながら、例えば図５に示すように、バリ取り対象部が撮像装置１１の視野内に入るように撮像装置１１をバリ取り対象部に対応する軌跡に沿って移動させる視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成する。なお、撮像装置１１の視野がある程度大きい場合は、撮像装置１１の視野の情報を用いずに視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成することもできる。

続いて、メイン制御部４１は、生成された視覚センサ相対移動プログラム４３ｃに沿って各サーボ制御器４６に制御信号を送り、これにより移動装置２０の各サーボモータ２１ｂ，２２ｂのサーボアンプを制御する（ステップＳ１−３）。この制御により、撮像装置１１がバリ取り対象部に対応する軌跡に沿って移動する。

続いて、メイン制御部４１は、画像処理部１２から送信される処理後画像に基づく情報として、例えばワークＷの外周縁の稜線を構成する各点の位置データ（処理後画像の稜線の位置データ）を受信する（ステップＳ１−４）。そして、メイン制御部４１がバリ取り動作プログラム生成手段として機能し、受付けた処理後画像に基づく情報を用いてバリ取り動作プログラム４３ｂを生成し、記憶装置４３に保存する（ステップＳ１−５）。

例えば、支持部２に支持された加工後のワークＷの上面の外周縁がバリ取り対象部であり、メイン制御部４１が工作機械制御装置６０から前記上面の高さ方向の位置の情報を得ている場合に、処理後画像の稜線の位置データに対しワークＷの内側に１ｍｍ移動した位置に沿った軌跡に沿ってバリ取りツール５０の砥石を移動させるための一連の制御信号（ロボット動作指令）が生成され、当該一連の制御信号がバリ取り動作プログラム４３ｂとして保存される。

続いて、メイン制御部４１は、生成されたバリ取り動作プログラム４３ｂに沿って各サーボ制御器４５に制御信号を送り、これによりロボット３０の各サーボモータ３１のサーボアンプを制御する（ステップＳ１−６）。

本実施形態では、工作機械１内の支持部２に支持されたワークＷに切削加工が行われた後に、ロボット３０がバリ取りツール５０を用いて支持部２に支持されたワークＷのバリ取りを行う。このように、バリ取りを行うためにワークＷを工作機械１内の支持部２から移動させないので、バリ取りにかかる時間を短縮することができる。

また、工作機械の支持部２に支持された状態でバリ取りが行われるので、ステップＳ１−２において工作機械１が持っているワークＷの位置形状情報を用いることにより、ワークＷの稜線を検出するための視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを効率よく生成することが可能となる。

なお、本実施形態において、ステップＳ１−２を行わず、ステップＳ１−３において、予め記憶装置４３に格納されている視覚センサ相対移動プログラム４３ｃに沿って各サーボ制御器４６に制御信号を送ってもよい。ワークＷにおけるバリ取り対象部の位置や形状のばらつきが撮像装置１１の視野に対しそれほど大きくない場合、例えばＣＡＤデータを用いて視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを予め生成し、記憶装置４３に格納することができる。

また、本実施形態において、ステップＳ１−１として、工作機械制御装置６０からワークＷの切削加工が所定の段階になったことを示す信号、例えば、加工ツールＴによってワークＷの外周縁に対する最後の１周の加工が開始されたことを示す加工開始信号を受付けた時に、ステップＳ１−２で視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成し、図６に示すように、加工ツールＴによる加工の最中に撮像装置１１のバリ取り対象部に対応する軌跡に沿った移動を開始してもよい。

また、本実施形態において、メイン制御部４１がステップＳ１−２において視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成せずに、工作機械制御装置６０の制御部６１が視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成し、制御部６１で生成された視覚センサ相対移動プログラム４３ｃをメイン制御部４１がステップＳ１−２で受付けてもよい。

さらに、メイン制御部４１がステップＳ１−５においてバリ取り動作プログラム４３ｂを生成せずに、工作機械制御装置６０の制御部６１が画像処理部１２から処理後画像の稜線の位置データを受信すると共に、受付けた処理後画像の稜線の位置データを用いてバリ取り動作プログラム４３ｂを生成し、制御部６１で生成されたバリ取り動作プログラム４３ｂをメイン制御部４１がステップＳ１−５で受付けてもよい。

また、本実施形態において、移動装置２０を制御するための移動装置制御部を設け、ステップＳ１−３において、ロボット制御装置４０によって移動装置２０を制御せずに、移動装置制御部によって移動装置２０を制御するように構成してもよい。または、移動装置２０を工作機械制御装置６０の制御部６１によって制御するように構成してもよい。

また、本実施形態において、ステップＳ１−２で工作機械１が格納している三次元データや二次元データを用いる代わりに、工作機械１がワークＷの切削加工を行う際に用いる教示点等の加工軌跡の情報や、工作機械１がワークＷの切削加工を行っている際に工作機械１の各サーボモータの作動位置検出装置からの検出値に基づいて得られる実際の加工軌跡の情報を用いて、視覚センサ相対移動プログラム４３ｃが生成されてもよい。さらに、三次元データ又は二次元データと加工軌跡の情報とを用いて視覚センサ相対移動プログラム４３ｃの生成が行われてもよい。

また、本実施形態において、ステップＳ１−２で工作機械１が格納している三次元データや二次元データを用いる代わりに、視覚センサ１０等により切削加工後のワークＷの実際の形状を示すデータを得て、当該データと視覚センサ１０の視野の情報とを用いて視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成するように構成してもよい。この場合、切削加工後のワークＷの実際の形状の情報が得られるので、形状や大きさのばらつきが大きいワークＷであっても、稜線を検出するための視覚センサ相対移動プログラム４３ｃの精度を向上することが可能となる。

また、本実施形態では、ステップＳ１−２において、移動装置２０によって支持部２に支持されたワークＷと撮像装置１１とを相対移動させる視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成し、ステップＳ１−３において、移動装置２０によって撮像装置１１を移動させるものを示した。
これに対し、図７に示すように、移動装置２０を設けずに撮像装置１１を工作機械１の上壁等に固定し、支持部２を移動させる移動装置３を設けることも可能である。

この場合、移動装置３は、支持部２をＸ軸方向に移動させるための駆動装置としてのサーボモータ３ａおよび図示しない移動機構と、支持部２をＹ軸方向に移動させるための駆動装置としてのサーボモータ３ｂおよび図示しない移動機構と、支持部２をＺ軸周りに回転させる駆動装置としてのサーボモータ３ｃおよび図示しない回転機構とを有する（図８参照）。各サーボモータ３ａ，３ｂ，３ｃはその作動位置を検出するエンコーダ等の作動位置検出装置を内蔵しており、作動位置検出装置の検出値が工作機械制御装置６０に送信される。また、移動装置３のサーボモータ３ａ，３ｂ，３ｃは工作機械制御装置６０の制御部６１によりサーボ制御器６６，６７，６８をそれぞれ介して制御される。

この場合のバリ取り装置の工作機械制御装置６０の制御部６１の動作の一例を図９を参照しながら以下説明する。
先ず、制御部６１は、例えば工作機械１におけるワークＷの切削加工の完了を示す加工完了信号を受付けると（ステップＳ２−１）、記憶装置６３に格納されている相対移動用作成プログラム６３ａに基づき動作して視覚センサ相対移動プログラム６３ｂを生成し、記憶装置６３に保存する（ステップＳ２−２）。

例えば、制御部６１は、支持部２に支持されると共に切削加工が終わったワークＷの形状とその位置を示す三次元データに基づき、例えば図１０に示すように、ワークＷの外周縁（バリ取り対象部）が撮像装置１１の視野に入るようにサーボモータ３ａ，３ｂによって支持部２をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させると共に、サーボモータ３ｃによって支持部２をＺ軸周りに回転させる視覚センサ相対移動プログラム６３ｂを生成する。

続いて、制御部６１は、生成された視覚センサ相対移動プログラム６３ｂに沿って各サーボ制御器６６，６７，６８に制御信号を送り、これにより移動装置３の各サーボモータ３ａ，３ｂ，３ｃのサーボアンプを制御する（ステップＳ２−３）。この制御により、撮像装置１１がバリ取り対象部に対応する軌跡に沿って移動する。

続いて、制御部６１は、画像処理部１２から送信される処理後画像に基づく情報として、例えばワークＷの外周縁の稜線を構成する各点の位置データ（処理後画像の稜線の位置データ）を受信し、受信した処理後画像の稜線の位置データを各サーボモータ３ａ，３ｂ，３ｃの作動位置検出装置の検出値と対応付けてロボット制御装置４０のメイン制御部４１に送信する（ステップＳ２−４）。
この場合、メイン制御部４１は、制御部６１から送信されたステップＳ２−４のデータを用いて、ステップＳ１−４〜ステップＳ１−６を行うことが可能である。

なお、ステップ１−５において、ロボット３０によりバリ取りツール５０を所定の位置まで移動させ、その位置で静止させるサーボ制御器４５用の一連の制御信号（ロボット動作指令）と、処理後画像の稜線の位置データに基づく軌跡に沿ってバリ取りツール５０の砥石を移動させるサーボ制御器６６，６７，６８用の一連の制御信号（工作機械動作指令）とを含むバリ取り動作プログラム４３ｂを生成してもよい。この場合、ステップＳ１−６において工作機械動作指令が工作機械制御装置６０に送信される。

本発明の第２の実施形態に係るバリ取り装置を図面を参照して以下に説明する。
第２の実施形態のバリ取り装置は、図１１および図１２に示すように、第１の実施形態において移動装置２０を設けずにロボット３０によって撮像装置１１を支持したものである。つまり、ロボット３０が視覚センサ１０と支持部２に支持されたワークＷとの相対移動を行う相対移動手段として機能する。第１の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

上記のように構成されたバリ取り装置のロボット制御装置４０のメイン制御部４１の動作の一例を図１３を参照しながら以下説明する。
メイン制御部４１は、例えば工作機械制御装置６０からワークＷの切削加工が完了したことを示す加工完了信号を受付けると（ステップＳ３−１）、相対移動用作成プログラム４３ｄに基づき動作して視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成し、記憶装置４３に保存する（ステップＳ３−２）。

例えば、メイン制御部４１は、工作機械制御装置６０から受付けた三次元データと、撮像装置１１の視野の情報とを使いながら、例えば図５に示すように、バリ取り対象部が撮像装置１１の視野内に入るように撮像装置１１をバリ取り対象部に対応する軌跡に沿って移動させる視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成する。

続いて、メイン制御部４１は、生成された視覚センサ相対移動プログラム４３ｃに沿って各サーボ制御器４５に制御信号を送り、これによりロボット３０の各サーボモータ３１のサーボアンプを制御する（ステップＳ３−３）。この制御により、撮像装置１１がバリ取り対象部に対応する軌跡に沿って移動する。
この後、メイン制御部４１は、第１の実施形態のステップＳ１−４〜Ｓ１−６とそれぞれ同様であるステップＳ３−４〜Ｓ３−６を行う。

第２の実施形態でも、工作機械１内の支持部２に支持されたワークＷに切削加工が行われた後に、ロボット３０がバリ取りツール５０を用いて支持部２に支持されたワークＷのバリ取りを行う。このように、バリ取りを行うためにワークＷを工作機械１内の支持部２から移動させないので、バリ取りにかかる時間を短縮することができる。

また、視覚センサ１０の撮像装置１１とワークＷとの相対移動が行われている状態でワークＷの稜線が視覚センサ１０により検出される。このため、例えばワークＷが大きく、ワークＷの全体を視野内に収めるとワークＷの稜線を精度良く検出できない場合であっても、ワークＷの稜線の検出の精度をバリ取りの精度の要求に適合させることが可能となる。

また、工作機械１の支持部２に支持された状態でバリ取りが行われるので、ステップＳ３−２において工作機械１が持っているワークＷの位置形状情報を用いることにより、ワークＷの稜線を検出するための視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを効率よく生成することが可能となる。

なお、第２の実施形態において、ステップＳ３−２を行わず、ステップＳ３−３において、予め記憶装置４３に格納されている視覚センサ相対移動プログラム４３ｃに沿って各サーボ制御器４５に制御信号を送ってもよい。ワークＷにおけるバリ取り対象部の位置や形状のばらつきが撮像装置１１の視野に対しそれほど大きくない場合、例えばＣＡＤデータを用いて視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを予め生成し、記憶装置４３に格納することができる。

また、第２の実施形態において、ステップＳ３−１として、工作機械制御装置６０からワークＷの切削加工が所定の段階になったことを示す信号、例えば、加工ツールＴによってワークＷの外周縁に最後の１周の加工が開始されたことを示す加工開始信号を受付けた時に、ステップＳ３−２で視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成し、加工ツールＴによる加工の最中に撮像装置１１のバリ取り対象部に対応する軌跡に沿った移動を開始してもよい。

また、第２の実施形態において、ステップＳ３−２で工作機械１が格納している三次元データや二次元データを用いる代わりに、工作機械１がワークＷの切削加工を行う際に用いる教示点等の加工軌跡の情報や、工作機械１がワークＷの切削加工を行っている際に工作機械１の各サーボモータの作動位置検出装置からの検出値に基づいて得られる実際の加工軌跡の情報を用いて、視覚センサ相対移動プログラム４３ｃが生成されてもよい。さらに、三次元データ又は二次元データと加工軌跡の情報とを用いて視覚センサ相対移動プログラム４３ｃの生成が行われてもよい。

また、本実施形態において、ステップＳ３−２で工作機械１が格納している三次元データや二次元データを用いる代わりに、メイン制御部４１が実形状情報取得手段として機能して、視覚センサ１０等によって切削加工後のワークＷの実際の形状を示すデータを得て、当該データと視覚センサ１０の視野の情報とを用いて視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成するように構成してもよい。この場合、切削加工後のワークＷの実際の形状の情報が得られるので、形状や大きさのばらつきが大きいワークＷであっても、稜線を検出するための視覚センサ相対移動プログラム４３ｃの精度を向上することが可能となる。

また、第２の実施形態では、ステップＳ３−２において、ロボット３０によって支持部２に支持されたワークＷと撮像装置１１とを相対移動させる視覚センサ相対移動プログラム４３ｃを生成し、ステップＳ３−３において、ロボット３０によって撮像装置１１を移動させるものを示した。
これに対し、ロボット３０によって撮像装置１１を所定の位置に静止させた状態で、第１の実施形態の変形例で示した移動装置３によって支持部２を移動させることも可能である。

なお、バリ取りツール５０又はロボット３０に力センサを設け、当該力センサによりバリ取り加工中に加わる力を検出し、および／又は、視覚センサ１０によりバリ取り加工中又はバリ取り加工後に検出を行い、メイン制御部４１が加工適否判断手段として機能して、当該検出結果に基づきバリ取り加工の適否を判断するように構成してもよい。
さらに、工作機械１の支持部２に力センサを設け、当該力センサによりバリ取り加工中に加わる力を検出し、および／又は、視覚センサ１０によりバリ取り加工中又はバリ取り加工後に検出を行い、メイン制御部４１が加工適否判断手段として機能して、当該検出結果に基づきバリ取り加工の適否を判断するように構成してもよい。

１工作機械
２支持部
１０視覚センサ
１１撮像装置
２０移動装置
３０ロボット
４０ロボット制御装置
５０バリ取りツール
６０工作機械制御装置
Ｗワーク

Claims

バリ取りツールを支持し、該バリ取りツールを用いて工作機械内の支持部により支持され切削加工が行われた対象物に対しバリ取りを行うロボットと、
視覚センサと、
該視覚センサと前記支持部に支持された前記対象物との相対移動を行う相対移動手段と、
該相対移動手段の作動を制御するための視覚センサ相対移動プログラムに基づき前記対象物の全体ではなく一部が前記視覚センサの視野に収まる状態で前記視覚センサを前記対象物に対して前記対象物のバリ取り対象部に対応する軌跡に沿って相対移動させる制御装置であって、前記相対移動が行われている状態で前記支持部により支持された前記対象物の稜線が前記視覚センサにより検出されるように前記相対移動手段を作動させる制御装置と、
前記視覚センサ相対移動プログラムに基づき前記相対移動手段が作動した際に前記視覚センサにより得られる検出稜線を用いてバリ取り動作プログラムを生成するバリ取り動作プログラム生成手段とを備え、
前記バリ取り動作プログラムが、前記バリ取りツールが前記検出稜線に基づく軌跡に沿って移動するように前記ロボットおよび／又は前記工作機械を動作させるものであるバリ取り装置。
前記切削加工後の前記対象物における少なくともバリ取り対象部の位置と形状の情報を含む位置形状情報、および前記切削加工時に加工ツールが移動する加工軌跡の情報の少なくとも一方を用い、前記稜線が前記視覚センサによって検出されるように前記切削加工後に前記相対移動を行わせる前記視覚センサ相対移動プログラムを生成する視覚センサプログラム生成手段を備える請求項１に記載のバリ取り装置。
前記切削加工後の前記対象物の実際の形状の情報を取得する実形状情報取得手段と、
該実形状情報取得手段で取得した前記実際の形状の情報と、前記視覚センサの視野に関する情報とを用い、前記稜線が前記視覚センサによって検出されるように前記切削加工後に前記相対移動を行わせる前記視覚センサ相対移動プログラムを生成する視覚センサプログラム生成手段とを備える請求項１に記載のバリ取り装置。
前記視覚センサ相対移動プログラムが、位置および姿勢が変化しない前記対象物に対し前記視覚センサが移動するように、又は、位置および姿勢が変化しない前記視覚センサに対して前記対象物が移動するように、前記相対移動手段を作動させるものである請求項１〜３の何れかに記載のバリ取り装置。
前記バリ取り動作プログラムが、位置および姿勢が変化しない前記対象物に対して前記バリ取りツールを支持した前記ロボットを動作させるロボット動作指令を含むものである請求項１〜４の何れかに記載のバリ取り装置。
バリ取りツールを支持し、該バリ取りツールを用いて工作機械内の支持部により支持され切削加工が行われた対象物に対しバリ取りを行うロボットと、
視覚センサと、
該視覚センサと前記支持部に支持された前記対象物との相対移動を行う相対移動手段と、
該相対移動手段の作動を制御するための視覚センサ相対移動プログラムに基づき、前記相対移動が行われている状態で前記支持部により支持された前記対象物の稜線が前記視覚センサにより検出されるように前記相対移動手段を作動させる制御装置と、
前記視覚センサ相対移動プログラムに基づき前記相対移動手段が作動した際に前記視覚センサにより得られる検出稜線を用いてバリ取り動作プログラムを生成するバリ取り動作プログラム生成手段とを備え、
前記バリ取り動作プログラムが、前記バリ取りツールが前記検出稜線に基づく軌跡に沿って移動するように前記ロボットおよび／又は前記工作機械を動作させるものであり、
前記バリ取り動作プログラムが、前記対象物の位置および姿勢を変化させるように前記工作機械を動作させる工作機械動作指令を含むものであるバリ取り装置。
バリ取りツールを支持し、該バリ取りツールを用いて工作機械内の支持部により支持され切削加工が行われた対象物に対しバリ取りを行うロボットと、
視覚センサと、
該視覚センサと前記支持部に支持された前記対象物との相対移動を行う相対移動手段と、
該相対移動手段の作動を制御するための視覚センサ相対移動プログラムに基づき、前記相対移動が行われている状態で前記支持部により支持された前記対象物の稜線が前記視覚センサにより検出されるように前記相対移動手段を作動させる制御装置と、
前記視覚センサ相対移動プログラムに基づき前記相対移動手段が作動した際に前記視覚センサにより得られる検出稜線を用いてバリ取り動作プログラムを生成するバリ取り動作プログラム生成手段とを備え、
前記バリ取り動作プログラムが、前記バリ取りツールが前記検出稜線に基づく軌跡に沿って移動するように前記ロボットおよび／又は前記工作機械を動作させるものであり、
前記バリ取り加工中又は前記バリ取り加工の後に、前記工作機械に設けられた力センサおよび前記視覚センサの少なくとも一方の検出結果を用いて前記バリ取り加工の適否を判断する加工適否判断手段を備える請求項１〜６の何れかに記載のバリ取り装置。
前記バリ取り加工中又は前記バリ取り加工の後に、前記ロボットに設けられた力センサおよび前記視覚センサの少なくとも一方の検出結果を用いて前記バリ取り加工の適否を判断する加工適否判断手段を備える請求項１〜６の何れかに記載のバリ取り装置。