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技術 バリ取り加工監視方式

出願人 ファナック株式会社
発明者 東賢治
出願日 1994年1月14日 (26年11ヶ月経過) 出願番号 1994-002295
公開日 1995年8月8日 (25年4ヶ月経過) 公開番号 1995-204901
状態 未査定
技術分野 工作機械の検出装置 旋削加工 仕上研磨、刃砥ぎ、特定研削機構による研削
主要キーワード 表示器付 エア式 プロセッサボード バリ取り加工 バリ取り作業 寸法測定装置 教示ポイント 監視方式
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年8月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

目的

ロボットによるバリ取り加工監視するバリ取り加工監視方式に関し、バリ取り加工を的確に監視できるようにする。

構成

ロボット1に取り付けられたバリ取り用工具16が、回転しつつワーク17に接近しワーク17の表面に密着して表面のバリを除去する。一方、振動センサ19は、バリ取り用工具16と共に、工具ホルダ15に取り付けられ、バリ取り用工具16の回転に伴う振動を検出する。その振動レベルSは、ロボット制御装置30に送られる。第1のバリ取り加工監視手段301は、振動センサ19が検出した振動レベルSと、バリ取り用工具16がワーク17に当たる前の振動レベルSに対応して設定された閾値S1 とを比較して、バリ取り用工具16の駆動状態を監視する。第2のバリ取り加工監視手段302は、振動レベルSと、バリ取り用工具16がワーク17に密着している状態での振動レベルSに対応して設定された閾値S2 とを比較してバリ取り加工状態を監視する。

概要

背景

鋳物機械加工後のワークのバリ取りロボットに行わせることが実用化されつつある。ところで、このようなバリ取り加工をワークに施した場合、そのワークの品質管理が重要になる。その方法としては、画像認識装置や、寸法測定装置を用いてバリの取り残し状態を判別することなどが考えられる。

概要

ロボットによるバリ取り加工を監視するバリ取り加工監視方式に関し、バリ取り加工を的確に監視できるようにする。

ロボット1に取り付けられたバリ取り用工具16が、回転しつつワーク17に接近しワーク17の表面に密着して表面のバリを除去する。一方、振動センサ19は、バリ取り用工具16と共に、工具ホルダ15に取り付けられ、バリ取り用工具16の回転に伴う振動を検出する。その振動レベルSは、ロボット制御装置30に送られる。第1のバリ取り加工監視手段301は、振動センサ19が検出した振動レベルSと、バリ取り用工具16がワーク17に当たる前の振動レベルSに対応して設定された閾値S1 とを比較して、バリ取り用工具16の駆動状態を監視する。第2のバリ取り加工監視手段302は、振動レベルSと、バリ取り用工具16がワーク17に密着している状態での振動レベルSに対応して設定された閾値S2 とを比較してバリ取り加工状態を監視する。

目的

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、バリ取り加工を的確に監視することができるバリ取り加工監視方式をを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ロボットによるバリ取り加工監視するバリ取り加工監視方式において、バリ取り加工時に発生する振動振動レベルを検出する振動検出手段と、前記振動検出手段が検出した振動レベルと予め設定された閾値とを比較してバリ取り加工を監視するバリ取り加工監視手段と、を有することを特徴とするバリ取り加工監視方式。

請求項2

前記バリ取り加工監視手段は、前記振動検出手段が検出した振動レベルと、バリ取り用工具がワークに当たる前の振動レベルに対応して設定された第1の閾値とを比較して前記バリ取り用工具の駆動状態を監視する第1のバリ取り加工監視手段と、前記振動検出手段が検出した振動レベルと、前記バリ取り用工具が前記ワークに当たっている状態での振動レベルに対応して設定された第2の閾値とを比較してバリ取り加工状態を監視する第2のバリ取り監視手段と、から成ることを特徴とする請求項1記載のバリ取り加工監視方式。

請求項3

前記バリ取り加工監視手段は、予め設定された監視時間内に前記振動検出手段が検出した振動レベルが前記閾値に達しないときアラームを出すことを特徴とする請求項1記載のバリ取り加工監視方式。

請求項4

前記振動検出手段は前記ロボットのアーム先端側またはワーク側に取り付けられることを特徴とする請求項1記載のバリ取り加工監視方式。

技術分野

0001

本発明はロボットによるバリ取り加工監視するバリ取り加工監視方式に関する。

背景技術

0002

鋳物機械加工後のワークのバリ取りをロボットに行わせることが実用化されつつある。ところで、このようなバリ取り加工をワークに施した場合、そのワークの品質管理が重要になる。その方法としては、画像認識装置や、寸法測定装置を用いてバリの取り残し状態を判別することなどが考えられる。

発明が解決しようとする課題

0003

しかし、上記方法はいずれもバリ取り加工後に行われるため、検査工程が1つ増加することになる。しかも、加工部位に対して1つずつ画像処理を行ったり、寸法測定するのは、多くの時間を要する。このため、生産ラインにおいて、タクトタイムが短いバリ取り作業に、上記検査方法を適用するのは困難である。

0004

一方、検査工程の増加を回避する方法として、バリ取り加工中に加工状態モニタすることが考えられる。例えば、バリ取り用工具モータ電流値をモニタして加工が適正に行われているか否かを判別すればよい。しかし、バリ取り加工は軽負荷で行われるので、モータ電流値の変化も微小であり、それをモニタするのは困難である。また、この方法の適用は、バリ取り用工具が電動式のものに限定されるという欠点を有している。

0005

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、バリ取り加工を的確に監視することができるバリ取り加工監視方式をを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明では上記課題を解決するために、ロボットによるバリ取り加工を監視するバリ取り加工監視方式において、バリ取り加工時に発生する振動振動レベルを検出する振動検出手段と、前記振動検出手段が検出した振動レベルと予め設定された閾値とを比較してバリ取り加工を監視するバリ取り加工監視手段と、を有することを特徴とするバリ取り加工監視方式が、提供される。

0007

振動検出手段は、バリ取り加工時に発生する振動の振動レベルを検出する。バリ取り加工監視手段は、その振動検出手段が検出した振動レベルと予め設定された閾値とを比較してバリ取り加工を監視する。

0008

すなわち、バリ取り加工時に発生する振動の振動レベルが閾値に達すれば、バリ取り加工が正常に行われていると判別する。逆に、閾値に達しないときは、例えばバリ取り用工具が十分に回転していなかったり、ワークに対する接触が不十分な場合であり、このような場合は、バリ取り加工が異常であると判別してアラームを発生する。

0009

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図2は本発明を実施するためのロボットシステムの一例を示す図である。ロボット1のアーム12先端の手首13には工具ホルダ15が設けられている。この工具ホルダ15にはバリ取り用工具16が回転自在に取り付けられている。

0010

ロボット1は、ロボット制御装置30からの指令信号に基づいて、テーブル18上のワーク17にアクセスし、バリ取り用工具16を用いてワーク17表面のバリを除去する。バリ取り用工具16としては、電動式、エア式のいずれでも使用可能である。

0011

工具ホルダ15の側壁には、振動センサ19が取り付けられている。この振動センサ19の検出信号は、ロボット制御装置30に送られる。ロボット制御装置30は、上記のバリ取り加工をロボット1に指令すると共に、この振動センサ19からの検出信号に基づいて、バリ取り加工が正常に行われているか否かを判別する。その詳細は後述する。

0012

図3はロボット制御装置の概略のブロック図である。ロボット制御装置30はプロセッサボード31を有し、そのプロセッサボード31にはプロセッサ31a、ROM31b及びRAM31cが設けられている。プロセッサ31aはROM31bに格納されたシステムプログラムに従って、ロボット制御装置30全体を制御する。RAM31cには各種のデータが格納され、ロボット1の動作プログラムや本発明に係るバリ取り加工監視を実行するプログラムが格納される。RAM31cの一部は不揮発性メモリとして構成されており、各種プログラムや本発明に係る振動レベルの閾値は不揮発性メモリ部分に格納されている。プロセッサボード31はバス39に結合されている。

0013

ディジタルサーボ制御回路32はバス39に結合され、プロセッサボード31からの指令によって、サーボアンプ33を経由して、サーボモータ51、52、53、54、55及び56を駆動する。これらのサーボモータ51等はロボット1に内蔵され、ロボット1の各軸を動作させる。

0014

シリアルポート34はバス39に結合され、表示器付教示操作盤57、その他のRS232C機器58と接続されている。表示器付き教示操作盤57は教示データ等の入力に使用される。バリ取り加工の動作も予めこの表示器付き教示操作盤57を用いて教示されている。また、シリアルポート34にはCRT36aが接続されており、CRT36aにはロボットの座標位置等が表示される。

0015

ディジタルI/O35はバス39に結合され、そのディジタルI/O35には操作パネル36bが接続されている。また、アナログI/O37がバス39に結合され、そのアナログI/O37には、振動センサ19からのアナログ信号が入力される。そのアナログ信号は、バス39を経由してプロセッサボード31に送られる。

0016

バス39には、さらに大容量メモリ38が結合され、その大容量メモリ38にはティーチングデータ等が格納されている。次に、図1図4及び図5を用いて本発明のバリ取り加工監視方式について説明する。

0017

図1は本発明のバリ取り加工監視方式のブロック図である。図において、ロボット1の工具ホルダ15に取り付けられたバリ取り用工具16が、回転しつつワーク17に接近しワーク17の表面に密着して表面のバリを除去する。一方、振動センサ19は、バリ取り用工具16と共に、工具ホルダ15に取り付けられ、バリ取り用工具16の回転に伴う振動を検出する。その振動センサ19が検出した振動レベルSは、ロボット制御装置30の第1のバリ取り加工監視手段301に送られる。

0018

第1のバリ取り加工監視手段301は、振動センサ19が検出した振動レベルSと、バリ取り用工具16がワーク17に当たる前の振動レベルSに対応して設定された閾値S1 とを比較して、バリ取り用工具16の駆動状態を監視する。すなわち、バリ取り用工具16が回転を開始し、未だワーク17に到達していないとき、振動レベルSが所定の監視時間ΔT0 以内に閾値S1 に達すればそのバリ取り用工具16は正常に回転していると判別する。一方、振動レベルSが閾値S1 に達しないときは、バリ取り用工具16が十分に回転していないときであり、このようなときは、所定の監視時間ΔT0 経過後に工具異常のアラームを出力する。

0019

振動レベルSが監視時間ΔT0 以内に閾値S1 に達すれば、その振動レベルSは、さらに第2のバリ取り加工監視手段302に送られる。第2のバリ取り加工監視手段302は、振動レベルSと、バリ取り用工具16がワーク17に密着している状態での振動レベルSに対応して設定された閾値S2 とを比較してバリ取り加工状態を監視する。すなわち、バリ取り用工具16がワーク17に密着してバリ取りを行っているときの振動レベルSが所定の監視時間ΔT0 以内に閾値S2 に達すればそのバリ取りは正常に行われていると判別する。一方、振動レベルSが閾値S2 に達しないときは、例えばバリ取り用工具16がワーク17に対して接触不十分な場合であり、このようなときは、所定の監視時間ΔT0 経過後に加工異常のアラームを出力する。

0020

図4は振動レベルSと閾値S1 、S2 との関係を示す図である。上述したように、閾値S1 は、バリ取り用工具16がワーク17に当たる前の振動レベルSに対応して設定されている。また、閾値S2 は、バリ取り用工具16がワーク17に密着している状態での振動レベルSに対応して、閾値S1 より大きいレベルに設定されている。バリ取り加工が正常に行われると、振動レベルSは閾値S1 及びS2 を越えて増大し、バリ取り時には安定した振動レベルを保持する。バリ取り加工が完了すると、バリ取り用工具16がワーク17を離れ、回転も停止するので、振動レベルSは急激に低くなる。

0021

なお、本実施例では、振動レベルSが正常に上昇し下降するまでの標準的な時間を、上記の監視時間ΔT0 として設定する。図5は本発明のバリ取り加工監視方式を実行するためのフローチャートを示す図である。図において、Sに続く数値はステップ番号を示す。
〔S1〕バリ取り用工具16がワーク17に到達したか否かを判別する。この判別は、バリ取り用工具16がワーク17の所定の教示ポイントに達したか否かで行われる。ワーク17に到達した場合はステップS5に進み、そうでなければステップS2に進む。
〔S2〕振動レベルSが閾値S1 を越えたか否かを判別する。閾値S1 を越えていれば正常な場合であり、そのままプログラムを終了する。そうでなければ、ステップS3に進む。
〔S3〕バリ取り加工を開始してからの時間ΔTが所定の監視時間ΔT0 以上経過したか否かを判別する。監視時間ΔT0 以上経過している場合は、ステップS4に進み、そうでなければそのままプログラムを終了する。
〔S4〕バリ取り用工具16の回転が不足している等の場合であり、工具異常のアラームを出力する。
〔S5〕バリ取り用工具16がワーク17に到達した場合であり、この場合は、振動レベルSが閾値S2 を越えたか否かを判別する。閾値S2 を越えていれば正常なバリ取り加工が行われているとしてそのままプログラムを終了する。そうでなければ、ステップS6に進む。
〔S6〕バリ取り加工を開始してからの時間ΔTが所定の監視時間ΔT0 以上経過したか否かを判別する。監視時間ΔT0 以上経過している場合は、ステップS7に進み、そうでなければそのままプログラムを終了する。
〔S7〕バリ取り用工具16とワーク17との接触が不十分な場合であり、加工異常のアラームを出力する。

0022

このように、本実施例では、バリ取り時の振動を振動センサ19を用いて検出し、その検出信号に基づいてバリ取り加工を監視するようにした。このため、リアルタイムでバリ取り加工の異常を検出することができ、バリ取り加工後の品質管理のための検査工程も設ける必要がない。

0023

また、振動センサ19は微小な異常も検出することができるので、軽負荷の下で行われるバリ取り加工であっても的確に監視することができる。さらに、振動レベルSに2つの閾値S1 及びS2 を設けるようにしたので、バリ取り用工具16の監視と、バリ取り加工そのものの監視とを区別して行うことができ、それぞれの異常時に適切に対応することができる。

0024

また、振動を検出するだけなので、バリ取り用工具16の駆動源としてエア式であっても電動式であっても対応することができる。また、バリ取り用工具16の刃先運動が回転であっても、往復であってもその双方に対応することができる。

0025

上記の説明では、監視時間ΔT0 を1つだけ設定したが、バリ取り用工具16がワーク17に到達する前と到達した後とに応じて2つまたはそれ以上設定するように構成することもできる。

0026

また、振動センサをロボット1側に設けるようにしたが、ワーク17側に設けるようにしてもよい。さらに、ロボット1がバリ取り用工具16を把持するシステムで説明したが、ロボット1がワーク17を把持しバリ取り用工具16を固定しておくシステムでも、本発明を同様に適用することができる。

0027

また、振動センサ19の検出信号を直接ロボット制御装置30のアナログI/O37に入力するようにしたが、その検出信号を一旦アンプに入れその検出信号が閾値以上のとき出力されるオン信号のみをロボット制御装置30のディジタルI/O35に入力するように構成してもよい。この場合、プロセッサ31aが行う振動レベルSが閾値を越えたか否かの判別は、そのオン信号が入力されたか否かの判別となる。

発明の効果

0028

以上説明したように本発明では、バリ取り時の振動を振動検出手段を用いて検出し、その検出信号に基づいてバリ取り加工を監視するようにした。このため、リアルタイムでバリ取り加工の異常を検出することができ、バリ取り加工後の品質管理のための検査工程も設ける必要がない。

0029

また、振動検出手段は微小な異常も検出することができるので、軽負荷の下で行われるバリ取り加工であっても的確に監視することができる。

図面の簡単な説明

0030

図1本発明のバリ取り加工監視方式のブロック図である。
図2本発明を実施するためのロボットシステムの一例を示す図である。
図3ロボット制御装置の概略のブロック図である。
図4振動レベルSと閾値S1 、S2 との関係を示す図である。
図5本発明のバリ取り加工監視方式を実行するためのフローチャートを示す図である。

--

0031

1ロボット
15工具ホルダ
16バリ取り用工具
17 ワーク
19振動センサ
30ロボット制御装置
31aプロセッサ
31b ROM
31c RAM
301 第1のバリ取り加工監視手段
302 第2のバリ取り加工監視手段
S振動レベル
S1 ,S2 閾値

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