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JPH07246552A - ロボットによるばり研削方法 - Google Patents

ロボットによるばり研削方法

Info

Publication number
JPH07246552A
JPH07246552A JP3951194A JP3951194A JPH07246552A JP H07246552 A JPH07246552 A JP H07246552A JP 3951194 A JP3951194 A JP 3951194A JP 3951194 A JP3951194 A JP 3951194A JP H07246552 A JPH07246552 A JP H07246552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flash
height
pressing force
grinding
robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3951194A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Iwaki
敏 岩城
Makoto Mizukawa
真 水川
Satoru Matsuo
哲 松尾
Takashi Okada
尚 岡田
Shuichi Ohara
秀一 大原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP3951194A priority Critical patent/JPH07246552A/ja
Publication of JPH07246552A publication Critical patent/JPH07246552A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、残存ばり高さを計測する計測動作
と削り動作とを交互に繰り返す動作に於いて、前回の動
作結果から次の作業パラメータをオンラインで望ましい
値に変更する学習機能を有することを特徴とする。 【構成】初期のばり高さh0 (s)を計測し(ステップ
S1)、初期削り動作を行って(ステップS2)、残存
ばり高さhi (s)を計測する(ステップS3)。そし
て、i−1番目動作による残存ばり高さhi-1 (s)
と、i番目動作に於ける残存ばり高さhi (s)と押し
付け力fi (s)を用いて、上記(1)式の最小自乗推
定値kを計算する(ステップS4)。次いで、i+1番
目の研削する動作に於ける押し付け力指令値fi+1
(s)を、許容押し付け力fmax を超えない範囲で、上
記(2)式に設定して研削する(ステップS5〜S1
0)。その後、残存ばり高さhi+1 (s)を計測する
(ステップS11)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、多関節ロボット等を
用いた自動ばり研削方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ロボットによるばり研削方法に於いて、
高い仕上げ精度を保証するためには、ばり高さを計測す
るセンサが必須である。しかし、研削中にリアルタイム
でばりの高さを計測することは、グラインダとセンサの
実装上の問題及び研削中の振動の問題等により、不可能
である場合が多い。
【0003】したがって、現在の技術では、残存ばり高
さを計測する計測動作と削り動作とを別々に交互に繰り
返し、所望の仕上げ精度が得られた時点で終了するとい
う方法が取られている。この方法では、削り動作時にグ
ラインダ送り速度とグラインダ押し付け力の2つの作業
パラメータを、ツール、ワーク等の状況に応じて望まし
い値に設定することが重要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、グラインダ
送り速度が小さ過ぎる場合若しくはグラインダ押し付け
力が大き過ぎる場合は、削り過ぎで母材面を傷つけると
いう課題が発生する。逆に、グラインダ送り速度が大き
過ぎる場合若しくはグラインダ押し付け力が小さ過ぎる
場合は、研削効率が低く繰り返し回数が多くなり、作業
時間がかかるという課題が発生する。
【0005】上記の方法による従来の代表例としては、
Masayuki Ichinohe他、“Dvelo
pment of deburring robot
for cast iron with vision
and force sensing”,Proc.
of 24th ISIR,p49,1993の文献が
挙げられる。この文献による方法では、ワーク材質やツ
ール毎に膨大な習熟運転を行い、その結果を基に、望ま
しい作業パラメータを決定する方法が取られている。
【0006】しかしながら、この方法では、ワークやツ
ールの変更に伴って予備実験を繰り返す必要があり、全
体としての作業時間が多大になるという課題を有してい
る。また、ツールの目詰まりによる研削能力の低下等、
繰り返し毎に変化する要因には対応困難であるという課
題がある。
【0007】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、膨大な習熟運転による実験データベースを頼ること
なしに、システム自ら望ましい作業パラメータを獲得す
ることにより、短時間で仕上げ精度の高いばり取り作業
を実行することのできるロボットによるばり研削方法を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、ば
り高さを計測するセンサ及びばりを研削するグラインダ
を有するロボットを用いて、ばりが存在する線と母材面
との交線上に於ける任意の点を、該交線に沿った研削開
始点からの道のりパラメータsで表現し、該パラメータ
に沿った残存ばり高さを計測する計測動作と一定送り速
度v0 による削り動作とを別々に且つ交互に繰り返す、
押し付け力を可変とするロボットによるばり研削方法に
於いて、i−1番目動作による残存ばり高さhi-1
(s)と、i番目動作に於ける残存ばり高さhi (s)
と押し付け力fi (s)を用いて、上記(1)式で表さ
れる最小自乗推定値kを計算する第1のステップと、i
+1番目の研削する動作に於ける押し付け力指令値f
i+1 (s)を、許容押し付け力fmax を超えない範囲
で、上記(2)式に設定する第2のステップとを具備す
ることを特徴とする。
【0009】またこの発明は、ばり高さを計測するセン
サ及びばりを削るグラインダを有するロボットを用い
て、ばりが存在する線と母材面との交線上に於ける任意
の点を、該交線に沿った研削開始点からの道のりパラメ
ータsで表現し、該パラメータに沿った残存ばり高さを
計測する計測動作と押し付け力fによる削り動作とを別
々に且つ交互に繰り返す、送り速度vを可変とするロボ
ットによるばり研削方法に於いて、i−1番目動作によ
る残存ばり高さhi-1 (s)と、i番目動作に於ける残
存ばり高さhi (s)と送り速度vi (s)を用いて、
上記(3)式で表されるkに対する最小自乗推定値k′
を計算する第1のステップと、i+1番目の削り動作に
於ける送り速度指令値vi+1 (s)を、最大許容速度v
max と最小許容速度vmin を超えない範囲で、上記
(4)式に設定する第2のステップとを具備することを
特徴とする。
【0010】
【作用】この発明のロボットによるばり研削方法にあっ
ては、残存ばり高さを計測する計測動作と削り動作とを
交互に繰り返す動作に於いて、従来作業パラメータの決
定に、事前の膨大な習熟運転を必要とし、またオンライ
ンでの学習機能は有していないのに対し、前回の動作結
果から次の作業パラメータを、オンラインで望ましい値
に変更する学習機能を有している。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図2(a)は、この発明のばり研削方法を実行
するためのばり研削ロボットの一例を示した図である。
【0012】ばり取り用のロボット本体1のアーム部の
先端部分には、押し付け力制御装置2が取り付けられて
いる。そして、この押し付け力制御装置2の下部には研
削ツールとしてのグラインダ3が設けられている。ま
た、上記押し付け力制御装置2には、その近傍にばり高
さ計測センサが設けられている。
【0013】図2(b)は、同図(a)のばり研削ロボ
ットによる作業状況を模式的に示した図である。図中、
参照番号5は、ばり取りすべきワークを表している。次
に、図2(a)に示されたようなばり研削ロボットと、
同図(b)に示されたワークを例に説明する。
【0014】ばりと母材との交線上に於ける任意の点
を、その交線に沿った研削開始点からの道のりパラメー
タsで表すと、ばりの高さはsの関数h(s)と表すこ
とができる。作業の目的は、全区間に於いて、母材を傷
つけずに所望の精度eで仕上げることである。すなわ
ち、全てのsに対して、0≦h(s)≦eとすることで
ある。
【0015】図3は、図2(b)のワーク部分を拡大し
た図であり、簡単のため母材面を直線で表わしてある。
一般の曲線の場合、h(s)は点sに於ける母材面法線
方向の高さで定義される。
【0016】次に、上記構成のばり研削ロボットを用い
たばり取り方法について説明する。一般に、一回の研削
動作で研削されるばり高さΔh(s)、送り速度v
(s)、押し付け力f(s)には、近似的に以下のよう
な関係が成り立つ。
【0017】
【数5】
【0018】ここで、kはワークの材質、ばりの幅、ツ
ールの状態等により変動する定数であり、この値が大き
いほど研削効率が高いことを示す。本方式ではこのkを
繰り返し動作毎に推定し、次回の削り動作に反映させる
ことが大きな特徴である。また、ツールとワークに依存
して、最大許容速度vmax 、最小許容速度vmin 、最大
許容押し付け力fmax が与えられていると仮定する。
【0019】上記の仮定の基、図1のフローチャートに
示される手順により、同実施例の動作が実施される。先
ず、適当な送り速度v0 (vmin <v0 <vmax )が設
定される。そして、パラメータsに沿って、ステップS
1で初期のばり高さh0 (s)が計測される。ステップ
S2では、i=1として、適当なfi (s)<fmax
初期削り動作が行われる。
【0020】次に、ステップS3で、残存ばり高さhi
(s)が計測される。そして、ステップS4にて、i−
1番目動作による残存ばり高さhi-1 (s)と、i番目
動作に於ける残存ばり高さhi (s)と押し付け実際値
i (s)を用いて、上記(1)式で表される最小自乗
推定値kが計算される。
【0021】ここで、ステップS5に於いて、残存ばり
高さhi (s)がeより大か否かが判定される。hi
(s)>eであれば、ステップS6に進んで、fi+1
(s)が最大許容押し付け力fmax 以上であるか否かが
判定される。最大許容押し付け力fmax 以上の時は、ス
テップS7に移行して、fi+1 (s)=fmax で押し付
けられる。一方、上記最大許容押し付け力fmax より小
さいときは、ステップS8に進んで、hi (s)>eな
る区間で、
【0022】
【数6】 が押し付け力として指令される。
【0023】こうして、ステップS7及びS8で押し付
け力が決定されると、ステップS9にて削り動作が行わ
れる。一方、上記ステップS5に於いて、hi (s)≦
eである場合は、ステップS10に移行し、このhi
(s)≦eなる区間で、fi+1 (s)=0、vi+1
(s)=vmax として研削せずにステップS11に進
む。
【0024】ステップS11では、残存ばり高さhi+1
(s)が計測される。そして、ステップS12にて、全
てのsでhi+1 (s)≦eであれば終了する。そうでな
い場合は、i=i+1として上記ステップS4に戻る。
【0025】以上のように、繰り返し動作毎に定数kを
推定し直して次回の削り動作に反映させるので、研削効
率に合わせたきめ細かな作業が可能となる。次に、この
発明の第2の実施例について説明する。
【0026】上記(5)式に基く仮定は第1の実施例と
同じである。以下、図4のフローチャートを参照して、
第2の実施例の動作を説明する。先ず、適当な押し付け
力f=f0 (0<f0 <fmax )が設定される。そし
て、パラメータsに沿って、ステップS21で初期のば
り高さh0 (s)が計測される。ステップS22では、
i=1として、適当なvmin <vi (s)<vmaxで初
期削り動作が行われる。
【0027】次に、ステップS23で、残存ばり高さh
i (s)が計測される。そして、ステップS24にて、
i−1番目動作による残存ばり高さhi-1 (s)と、i
番目動作に於ける残存ばり高さhi (s)と送り速度実
際値vi (s)を用いて、上記(3)式で表されるkに
対する最小自乗推定値k′が計算される。
【0028】ここで、ステップS25に於いて、残存ば
り高さhi (s)がeより大か否かが判定される。hi
(s)>eであれば、ステップS26に進んで、hi
(s)>eとなる区間で、vi+1 (s)が最大許容送り
速度vmax 以上であるか否かが判定される。最大許容送
り速度vmax 以上の時は、ステップS27に進んで、v
i+1 (s)=vmax とし、ステップS31で
【0029】
【数7】 なる押し付け力で研削される。
【0030】また、上記ステップS26でvi+1 (s)
が最大許容送り速度vmax より小さい場合、続くステッ
プS28にて最小許容速度vmin 以下であるか否かが判
定される。ここで、最小許容速度vmin 以下の時は、ス
テップS29に進んでvi+1(s)=vmin で送られ
る。そして、上記ステップS26及びS28で、最大許
容送り速度vmax と最小許容速度vmin の範囲内にある
時は、ステップS30に進み、
【0031】
【数8】 が送り速度として指令される。この後、ステップS31
にて、削り動作が行われる。
【0032】これに対して、上記ステップS25に於い
て、hi (s)≦eである場合は、ステップS32に移
行して、f=0、vi+1 (s)=vmax とされて、研削
せずにステップS33に進む。
【0033】ステップS33では、残存ばり高さhi+1
(s)が計測される。そして、ステップS34にて、全
てのsでhi+1 (s)≦eであれば終了する。そうでな
い場合は、i=i+1として上記ステップS24に戻
る。このような方法によっても、繰り返し動作毎に定数
kを推定し直して次回の削り動作に反映させるので、研
削効率に合わせたきめ細かな作業が可能となる。
【0034】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、膨大な
習熟運転による実験データベースを頼ることなしに、シ
ステム自ら望ましい作業パラメータを獲得することによ
り、短時間で仕上げ精度の高いばり取り作業を実行する
ことのできるロボットによるばり研削方法を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例で、ばり研削方法を実
施するための動作を説明するフローチャートである。
【図2】(a)はこの発明のばり研削方法を実行するた
めのばり研削ロボットの一例を示した図、(b)は
(a)のばり研削ロボットによる作業状況を模式的に示
した図である。
【図3】図2(b)のワーク部分を拡大した図である。
【図4】この発明の第2の実施例で、ばり研削方法を実
施するための動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1…ロボット、2…押し付け力制御装置、3…グライン
ダ、4…ばり高さ計測センサ、5…ワーク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 尚 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 大原 秀一 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ばり高さを計測するセンサ及びばりを研
    削するグラインダを有するロボットを用いて、ばりが存
    在する線と母材面との交線上に於ける任意の点を、該交
    線に沿った研削開始点からの道のりパラメータsで表現
    し、該パラメータに沿った残存ばり高さを計測する計測
    動作と一定送り速度v0 による削り動作とを別々に且つ
    交互に繰り返す、押し付け力を可変とするロボットによ
    るばり研削方法に於いて、 i−1番目動作による残存ばり高さhi-1 (s)と、i
    番目動作に於ける残存ばり高さhi (s)と押し付け力
    i (s)を用いて、 【数1】 なる最小自乗推定値kを計算する第1のステップと、 i+1番目の研削する動作に於ける押し付け力指令値f
    i+1 (s)を、許容押し付け力fmax を超えない範囲
    で、 【数2】 に設定する第2のステップとを具備することを特徴とす
    るロボットによるばり研削方法。
  2. 【請求項2】 ばり高さを計測するセンサおよび、ばり
    を削るグラインダを有するロボットを用いて、ばりが存
    在する線と母材面との交線上に於ける任意の点を、該交
    線に沿った研削開始点からの道のりパラメータsで表現
    し、該パラメータに沿った残存ばり高さを計測する計測
    動作と押し付け力fによる削り動作とを別々に且つ交互
    に繰り返す、送り速度vを可変とするロボットによるば
    り研削方法に於いて、 i−1番目動作による残存ばり高さhi-1 (s)と、i
    番目動作に於ける残存ばり高さhi (s)と送り速度v
    i (s)を用いて、 【数3】 なるkに対する最小自乗推定値k′を計算する第1のス
    テップと、 i+1番目の削り動作に於ける送り速度指令値vi+1
    (s)を、最大許容速度vmax と最小許容速度vmin
    超えない範囲で、 【数4】 に設定する第2のステップとを具備することを特徴とす
    るロボットによるばり研削方法。
JP3951194A 1994-03-10 1994-03-10 ロボットによるばり研削方法 Pending JPH07246552A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105436999A (zh) * 2014-09-17 2016-03-30 株式会社迪思科 被加工物的磨削方法
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