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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024170357
(43)【公開日】2024-12-09
(54)【発明の名称】ロボット装置
(51)【国際特許分類】
B25J 9/10 20060101AFI20241202BHJP
【ＦＩ】
B25J9/10 A
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023087336
(22)【出願日】2023-05-27
(71)【出願人】
【識別番号】390020477
【氏名又は名称】トライエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003373
【氏名又は名称】弁理士法人石黒国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岡 丈晴
(72)【発明者】
【氏名】荒川 敬紀
(72)【発明者】
【氏名】東 和也
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS12
3C707AS14
3C707BS10
3C707KS03
3C707KS04
3C707KS05
3C707KS07
3C707KX06
3C707KX07
3C707LT06
3C707LT12
3C707LV04
3C707LV05
(57)【要約】
【課題】ロボット装置１において、体格が大きなワーク２を満足に加工できるようにする。
【解決手段】ロボット装置１は、ロボット４に装着した加工具５を３次元的に移動させながら、ワーク２を加工するものであり、以下の部位計測手段、および、加工条件補正手段を備える。まず、部位計測手段は、加工具５による加工にあたり、ワーク２の位置および姿勢を決めた状態で、ワーク２における加工部位３の状態を計測する。また、加工条件補正手段は、ワーク２を加工するための加工条件として事前に設定された初期加工条件を、部位計測手段により得られた加工部位３の状態に基づき補正する。そして、ロボット装置１は、加工条件補正手段による補正後の加工条件を用いてワーク２の加工を制御する。これにより、ロボット装置１は、体格が大きなワーク２を満足に加工することができる。
【選択図】図１
【解決手段】ロボット装置１は、ロボット４に装着した加工具５を３次元的に移動させながら、ワーク２を加工するものであり、以下の部位計測手段、および、加工条件補正手段を備える。まず、部位計測手段は、加工具５による加工にあたり、ワーク２の位置および姿勢を決めた状態で、ワーク２における加工部位３の状態を計測する。また、加工条件補正手段は、ワーク２を加工するための加工条件として事前に設定された初期加工条件を、部位計測手段により得られた加工部位３の状態に基づき補正する。そして、ロボット装置１は、加工条件補正手段による補正後の加工条件を用いてワーク２の加工を制御する。これにより、ロボット装置１は、体格が大きなワーク２を満足に加工することができる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットに装着した加工具を３次元的に移動させながら、ワークを加工するロボット装置において、
前記加工具による加工にあたり、前記ワークの位置および姿勢を決めた状態で、前記ワークにおける加工部位の状態を計測する部位計測手段と、
前記ワークを加工するための加工条件として事前に設定された初期加工条件を、前記部位計測手段により得られた前記加工部位の状態に基づき補正する加工条件補正手段とを備え、
この加工条件補正手段による補正後の加工条件を用いて前記ワークの加工を制御することを特徴とするロボット装置。
前記加工具による加工にあたり、前記ワークの位置および姿勢を決めた状態で、前記ワークにおける加工部位の状態を計測する部位計測手段と、
前記ワークを加工するための加工条件として事前に設定された初期加工条件を、前記部位計測手段により得られた前記加工部位の状態に基づき補正する加工条件補正手段とを備え、
この加工条件補正手段による補正後の加工条件を用いて前記ワークの加工を制御することを特徴とするロボット装置。
【請求項2】
請求項１に記載のロボット装置において、
前記加工具による加工にあたり、前記ワークの位置および姿勢を決めた状態で、前記ワークの位置および姿勢を計測する全体計測手段と、
前記部位計測手段により前記加工部位の状態を計測するための計測条件として事前に設定された初期計測条件を、前記全体計測手段により得られた前記ワークの位置および姿勢に基づき補正する計測条件補正手段とを備え、
前記部位計測手段は、この計測条件補正手段による補正後の計測条件を用いて前記加工部位の状態を計測することを特徴とするロボット装置。
前記加工具による加工にあたり、前記ワークの位置および姿勢を決めた状態で、前記ワークの位置および姿勢を計測する全体計測手段と、
前記部位計測手段により前記加工部位の状態を計測するための計測条件として事前に設定された初期計測条件を、前記全体計測手段により得られた前記ワークの位置および姿勢に基づき補正する計測条件補正手段とを備え、
前記部位計測手段は、この計測条件補正手段による補正後の計測条件を用いて前記加工部位の状態を計測することを特徴とするロボット装置。
【請求項3】
請求項２に記載のロボット装置において、
前記全体計測手段は、前記ワークの位置および姿勢を３点計測により計測することを特徴とするロボット装置。
前記全体計測手段は、前記ワークの位置および姿勢を３点計測により計測することを特徴とするロボット装置。
【請求項4】
請求項１に記載のロボット装置において、
前記ロボットに装着されて３次元的に移動し、前記加工部位の状態に応じた信号を発生する部位検出手段を備え、
前記部位計測手段は、この部位検出手段が発生する信号に基づき、前記加工部位の状態を計測することを特徴とするロボット装置。
前記ロボットに装着されて３次元的に移動し、前記加工部位の状態に応じた信号を発生する部位検出手段を備え、
前記部位計測手段は、この部位検出手段が発生する信号に基づき、前記加工部位の状態を計測することを特徴とするロボット装置。
【請求項5】
請求項２に記載のロボット装置において、
前記ロボットに装着されて３次元的に移動し、前記ワークの位置および姿勢に応じた信号を発生する全体検出手段を備え、
前記全体計測手段は、この全体検出手段が発生する信号に基づき、前記被加工物の位置および傾斜を計測することを特徴とするロボット装置。
前記ロボットに装着されて３次元的に移動し、前記ワークの位置および姿勢に応じた信号を発生する全体検出手段を備え、
前記全体計測手段は、この全体検出手段が発生する信号に基づき、前記被加工物の位置および傾斜を計測することを特徴とするロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボットに装着した加工具を３次元的に移動させながら、ワークを加工するロボット装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、上記のようなロボット装置では、ワークの位置および姿勢を決めた状態で、ロボットを動作させて加工具による加工を行うことが公知である（例えば、特許文献１参照。）。
【0003】
特許文献１によれば、自動車のドアパネルのように、複数の金属板体を重ねて構成されるワークの周縁を、ロボットに装着した加工具としてのローラによりヘム加工するローラ式ヘミング加工装置が開示されている。そして、この加工装置によれば、所定の加工スペースに下型が設置されており、この下型にワークを載せるとともに、事前のティーチングにより設定した加工条件に従ってロボットを動作させることで、同じ型の多数のワークを一品ごとにヘム加工していくことができる。
【0004】
近年、金属材料、樹脂材料等の素材に関わりなく、ドアパネルよりも遥かに体格が大きいワークをロボット装置により加工する需要が高まっているが、このように体格が大きいワークをロボット装置により加工する場合、体格の大きさに起因して以下のような問題が発生している。
【0005】
例えば、鉄道車両の台車の製造工程では、各種の金属部材を溶接により一体化した大型の金属構造体をワークとして、溶接部の余肉をフェイスミル等により除去する。しかし、このようなワークでは、溶接歪に伴う変形量が大きいので、事前のティーチングにより設定した加工条件に従ってロボット装置を動作させても、満足に加工することが難しい。
【0006】
また、モータボートのデッキやハルの製造工程では、ＦＲＰを主な素材とする大型の樹脂成形品をワークとして、余材をエンドミル・丸鋸等により切除する。しかし、このようなワークでは、熱収縮に伴う変形量が大きいので、事前のティーチングにより設定した加工条件に従ってロボット装置を動作させても、同様に満足に加工することが難しい。
【0007】
また、上記のような体格が大きいワークに関しては、一品ごとに、精度よく位置および姿勢を決めることが難しく、位置および姿勢をラフに決めてしまうことが多い。このため、ワークの位置および姿勢も一品ごとに大きく変動してしまい、より一層、ロボット装置による加工を困難にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１１－０４１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本開示は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ロボット装置において、体格が大きなワークに関しても満足に加工できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示のロボット装置は、ロボットに装着した加工具を３次元的に移動させながら、ワークを加工するものであり、以下の部位計測手段、および、加工条件補正手段を備える。まず、部位計測手段は、加工具による加工にあたり、ワークの位置および姿勢を決めた状態で、ワークにおける加工部位の状態を計測する。また、加工条件補正手段は、ワークを加工するための加工条件として事前に設定された初期加工条件を、部位計測手段により得られた加工部位の状態に基づき補正する。
【0011】
そして、ロボット装置は、加工条件補正手段による補正後の加工条件を用いてワークの加工を制御する。
これにより、本開示のロボット装置によれば、体格が大きなワークに関しても満足に加工できるようにする、という課題を潜在的に解決することができる。
これにより、本開示のロボット装置によれば、体格が大きなワークに関しても満足に加工できるようにする、という課題を潜在的に解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】ロボット装置の全体構成図である（実施例１）。
【図2】ワークの平面図である（実施例１）。
【図3】部位検出手段が加工部位の状態を検出する様子を示す要部図である（実施例１）。
【図4】加工具が加工部位を加工する様子を示す要部図である（実施例１）。
【図5】ロボット装置の制御方法を示すフローチャートである（実施例１）。
【図6】ワークを平面視するものであって、全体検出手段による検出箇所を示す説明図である（実施例２）。
【図8】ロボット装置を側方から視た全体構成図である（実施例２）。
【図9】ロボット装置を上方から視た全体構成図である（実施例２）。
【図10】部位検出手段が加工部位の状態を検出する様子を示す要部図である（実施例２）。
【図11】加工具が加工部位を加工する様子を示す要部図である（実施例２）。
【図12】ロボット装置の制御方法を示すフローチャートである（実施例２）。
【図13】加工部位を示す平面図である（実施例３）。
【図14】部位検出手段が加工部位の状態を検出する様子を側方から視て示す要部図である（実施例３）。
【図15】部位検出手段が加工部位の状態を検出する様子を後方から視て示す要部図である（実施例３）。
【発明を実施するための形態】
【0013】
実施形態のロボット装置を、以下の実施例に基づき説明する。
【実施例0014】
〔実施例１の構成〕
実施例１のロボット装置１の構成を、図１～図４を用いて説明する。
実施例１のロボット装置１は、例えば、鉄道車両の台車の製造工程において、筒状の金属部材を複数個所で溶接により一体化した大型の金属構造体をワーク２とし（図２参照。）、複数ある溶接部を加工部位３として溶接部における余肉をフェイスミルにより除去する。
実施例１のロボット装置１の構成を、図１～図４を用いて説明する。
実施例１のロボット装置１は、例えば、鉄道車両の台車の製造工程において、筒状の金属部材を複数個所で溶接により一体化した大型の金属構造体をワーク２とし（図２参照。）、複数ある溶接部を加工部位３として溶接部における余肉をフェイスミルにより除去する。
【0015】
ここで、ロボット４は、周知の６軸垂直多関節型であり、先端に加工具５としてのフェイスミルが装着されている。また、ロボット装置１は、ロボット４や加工具５の動作を制御する制御部６として制御盤を備える。そして、制御部６は、ロボット４や加工具５に組み付けられた各種のアクチュエータに指令して、加工具５としてのフェイスミルを回転させつつ、三次元的に移動させながら余肉を除去していく。
【0016】
また、ロボット装置１は、制御部６の機能として、以下の部位計測手段および加工条件補正手段を備える。
まず、部位計測手段は、加工具５による加工にあたり、ワーク２の位置および姿勢を決めた状態で、ワーク２における加工部位３の状態を計測する。
まず、部位計測手段は、加工具５による加工にあたり、ワーク２の位置および姿勢を決めた状態で、ワーク２における加工部位３の状態を計測する。
【0017】
また、ロボット装置１は、以下の部位検出手段７を備える。すなわち、部位検出手段７は、例えば、加工具５とともにロボット４の先端に装着されて３次元的に移動し、加工部位３の状態に応じた信号を発生するものである。そして、部位計測手段は、部位検出手段７が発生する信号に基づき、加工部位３の状態を計測する。
【0018】
以上により、制御部６は、位置および姿勢が決められたワーク２の加工部位３を部位検出手段７により走査することで、加工部位３の状態を計測する。
より具体的には、制御部６は、部位検出手段７を後記する初期計測条件の移動軌跡に従って移動させながら動作させて、溶接部の形状に応じた信号を出力させ、複数ある溶接部の形状を、逐次、計測する。
より具体的には、制御部６は、部位検出手段７を後記する初期計測条件の移動軌跡に従って移動させながら動作させて、溶接部の形状に応じた信号を出力させ、複数ある溶接部の形状を、逐次、計測する。
【0019】
なお、部位検出手段７は、例えば、周知の２次元レーザー変位計である。そして、部位検出手段７は、溶接部に向かって線状のレーザー光を照射しつつ移動させることで（図３参照。）、移動方向に垂直な断面ごとに、溶接部のプロファイルに応じた信号を発生させる。
【0020】
また、ロボット４の先端には、取付プレート９が装着されており、取付プレート９においてロボット４と反対側の面に、加工具５および部位検出手段７が取り付けられている。
さらに、実施例１のロボット装置１によれば、多数のワーク２を一品ごとに加工していくが、特定の加工スペース１０において、毎回、加工の前に精度よく位置および姿勢が決められる。このため、ワーク２毎の位置および姿勢のバラツキは、極めて小さい。
さらに、実施例１のロボット装置１によれば、多数のワーク２を一品ごとに加工していくが、特定の加工スペース１０において、毎回、加工の前に精度よく位置および姿勢が決められる。このため、ワーク２毎の位置および姿勢のバラツキは、極めて小さい。
【0021】
ここで、部位計測手段は、加工部位３の状態を計測するための計測条件として事前に設定された初期計測条件に従って加工部位３の状態を計測する。例えば、制御部６は、初期計測条件にて設定されている移動軌跡に従って部位検出手段７を移動させながら加工部位３の状態を計測する（図３参照。）。
【0022】
なお、初期計測条件における部位検出手段７の移動軌跡は、例えば、次のような前提に基づき設定されている。
すなわち、加工具５により加工するときにワーク２を配置すべき正規の位置、および、ワーク２に取らせるべき正規の姿勢が設定されている。そして、計測するときのワーク２の位置および姿勢それぞれの正規の位置、および、正規の姿勢に対するズレは、所定の範囲内に収まっている。また、ワーク２の形状や寸法のバラツキは所定の範囲内に収まっている。
このような前提に基づき、初期計測条件における部位検出手段７の移動軌跡が設定されている。
すなわち、加工具５により加工するときにワーク２を配置すべき正規の位置、および、ワーク２に取らせるべき正規の姿勢が設定されている。そして、計測するときのワーク２の位置および姿勢それぞれの正規の位置、および、正規の姿勢に対するズレは、所定の範囲内に収まっている。また、ワーク２の形状や寸法のバラツキは所定の範囲内に収まっている。
このような前提に基づき、初期計測条件における部位検出手段７の移動軌跡が設定されている。
【0023】
このような前提に対し、実施例１のワーク２は、加工前に精度よく位置および姿勢が決められているため、制御部６は、初期計測条件における移動軌跡に従って部位検出手段７を移動させることにより、高精度に加工部位３の状態を計測することができる。
【0024】
次に、加工条件補正手段は、ワーク２を加工するための加工条件として事前に設定された初期加工条件を、部位計測手段により得られた加工部位３の状態に基づき補正する。そして、制御部６は、加工条件補正手段による補正後の加工条件を用いてワーク２の加工を制御する。
【0025】
より具体的には、制御部６は、加工条件補正手段の機能により、部位計測手段により得られた溶接部の形状に基づき、例えば、加工具５の移動軌跡を修正する。そして、制御部６は、加工条件補正手段による補正後の移動軌跡に従って加工具５を移動させながら溶接部の余肉を除去する。
【0026】
ここで、初期加工条件における加工具５の移動軌跡は、初期計測条件における部位検出手段７の移動軌跡と同様に、例えば、次のような前提に基づき設定されている。
すなわち、加工するときのワーク２の位置および姿勢それぞれの正規の位置、および、正規の姿勢に対するズレは、所定の範囲内に収まっている。また、ワーク２の形状や寸法のバラツキは所定の範囲内に収まっている。
このような前提に基づき、初期加工条件における加工具５の移動軌跡が設定されている。
すなわち、加工するときのワーク２の位置および姿勢それぞれの正規の位置、および、正規の姿勢に対するズレは、所定の範囲内に収まっている。また、ワーク２の形状や寸法のバラツキは所定の範囲内に収まっている。
このような前提に基づき、初期加工条件における加工具５の移動軌跡が設定されている。
【0027】
このような前提に対し、実施例１のワーク２は、加工前に、精度よく位置および姿勢が決められるが、加工部位３において、溶接歪に伴う変形が大きい。このため、初期加工条件における移動軌跡に従って加工具５を移動させても、満足に加工することが難しい。これに対し、制御部６は、部位計測手段により得られた溶接部の形状に基づき、移動軌跡を修正することで、溶接部の現実の形状に即した移動軌跡を得ることができ、溶接部の現実の形状に対して加工具５を適切に移動させて満足な加工を行わせることができる。
【0028】
〔実施例１の制御方法〕
実施例１の制御方法を、図５のフローチャートを用いて説明する。
なお、図５のフローチャートは、加工スペース１０においてワーク２の位置および姿勢が決められるとスタートする。
まず、ステップＳ１で、部位計測手段を実行する。ステップＳ１では、制御部６は、部位検出手段７を初期計測条件の移動軌跡に従って移動させながら動作させて、溶接部の形状に応じた信号を出力させ、複数ある溶接部の形状を、逐次、計測する。
実施例１の制御方法を、図５のフローチャートを用いて説明する。
なお、図５のフローチャートは、加工スペース１０においてワーク２の位置および姿勢が決められるとスタートする。
まず、ステップＳ１で、部位計測手段を実行する。ステップＳ１では、制御部６は、部位検出手段７を初期計測条件の移動軌跡に従って移動させながら動作させて、溶接部の形状に応じた信号を出力させ、複数ある溶接部の形状を、逐次、計測する。
【0029】
次に、ステップＳ２で、加工条件補正手段を実行する。ステップＳ２では、制御部６は、部位計測手段により得られた溶接部の形状に基づき、例えば、加工条件の１つである加工具５の移動軌跡を修正する。
そして、ステップＳ３で、加工を実施する。ステップＳ３では、制御部６は、加工条件補正手段による補正後の移動軌跡に従って加工具５を移動させながら、複数の溶接部それぞれにおける余肉を、逐次、除去する。
そして、ステップＳ３で、加工を実施する。ステップＳ３では、制御部６は、加工条件補正手段による補正後の移動軌跡に従って加工具５を移動させながら、複数の溶接部それぞれにおける余肉を、逐次、除去する。
【0030】
〔実施例１の効果〕
実施例１のロボット装置１は、ロボット４に装着した加工具５を３次元的に移動させながら、ワーク２を加工するものであり、以下の部位計測手段、および、加工条件補正手段を備える。まず、部位計測手段は、加工具５による加工にあたり、ワーク２の位置および姿勢を決めた状態で、ワーク２における加工部位３の状態を計測する。また、加工条件補正手段は、ワーク２を加工するための加工条件として事前に設定された初期加工条件を、部位計測手段により得られた加工部位３の状態に基づき補正する。そして、ロボット装置１は、加工条件補正手段による補正後の加工条件を用いてワーク２の加工を制御する。
実施例１のロボット装置１は、ロボット４に装着した加工具５を３次元的に移動させながら、ワーク２を加工するものであり、以下の部位計測手段、および、加工条件補正手段を備える。まず、部位計測手段は、加工具５による加工にあたり、ワーク２の位置および姿勢を決めた状態で、ワーク２における加工部位３の状態を計測する。また、加工条件補正手段は、ワーク２を加工するための加工条件として事前に設定された初期加工条件を、部位計測手段により得られた加工部位３の状態に基づき補正する。そして、ロボット装置１は、加工条件補正手段による補正後の加工条件を用いてワーク２の加工を制御する。
【0031】
実施例１のワーク２は、体格が大きいものの、加工前に、精度よく位置および姿勢が決められる。しかし、加工部位３において、溶接歪に伴う変形が大きい。このため、ワーク２自身の体格の大きさも相まって、初期加工条件における移動軌跡に従って加工具５を移動させても、満足に加工することが難しい。これに対し、部位計測手段により得られた加工部位３の状態に基づき、移動軌跡を修正することで、加工部位３の現実の状態に即した移動軌跡を得ることができ、加工部位３の現実の状態に対して加工具５を適切に移動させることで、満足な加工を行うことができる。
【0032】
また、実施例１のロボット装置１は、以下の部位検出手段７を備える。すなわち、部位検出手段７は、ロボット４に装着されて３次元的に移動し、加工部位３の状態に応じた信号を発生する。そして、部位計測手段は、部位検出手段７が発生する信号に基づき、加工部位３の状態を計測する。
これにより、加工部位３の状態や要求される計測精度等に応じて部位検出手段７を選択することで、部位計測手段による計測を適切に行うことができる。
これにより、加工部位３の状態や要求される計測精度等に応じて部位検出手段７を選択することで、部位計測手段による計測を適切に行うことができる。
【0033】
具体的には、実施例１では、部位検出手段７として、２次元レーザー変位計を採用し、溶接部に向かって線状のレーザー光を照射しつつ移動させることで、溶接部のプロファイルに応じた信号を、移動方向に垂直な断面ごと発生させる。これにより、制御部６は、溶接部の形状を把握するのに必要な情報を適切に取得することができる。
【0034】
〔実施例２の構成〕
実施例２のロボット装置１を、実施例１と異なる点を中心に、図６～図１１を用いて説明する。
実施例２のロボット装置１は、例えば、モータボートのデッキやハルの製造工程において、ＦＲＰを素材とする大型の樹脂成形品をワーク２として、余材を丸鋸により切除する。
実施例２のロボット装置１を、実施例１と異なる点を中心に、図６～図１１を用いて説明する。
実施例２のロボット装置１は、例えば、モータボートのデッキやハルの製造工程において、ＦＲＰを素材とする大型の樹脂成形品をワーク２として、余材を丸鋸により切除する。
【0035】
より具体的には、実施例２のロボット装置１は、例えば、ハルの主体となる大型の樹脂成型品をワーク２とし、さらに、樹脂成型品の上端近傍を加工部位３として、上端において上側に伸びるように周状に発生した余材を丸鋸により切除する（図６、図７参照。）。なお、実施例２のロボット装置１でも、多数のワーク２を一品ごとに、加工スペース１０において位置および姿勢を決めて加工していく。
【0036】
また、実施例２のロボット装置１によれば、実施例１よりも更に大型のワーク２を加工することから、ロボット４は、水平面に平行な１軸方向に移動可能に設けられており、可動範囲が広がっている。具体的には、ロボット装置１は、以下の移動手段１２を備える（図８、図９参照。）。すなわち、移動手段１２は、水平面に平行な１つの方向にロボット４を自在に移動させるものであり、ロボット４の走行路１３、および、ロボット４を駆動するアクチュエータ１４等を有する周知の構成である。
【0037】
さらに、実施例２のロボット装置１によれば、ワーク２は、自身の大きさに起因して加工スペース１０への直接の搬入が困難であることから、一品ごとに、例えばクレーンで引き上げられて所定の台車１５に載せられ、台車１５とともに加工スペース１０に搬入される（図８参照。）。また、ワーク２は、加工スペース１０において自身の長手方向の指向する方位が、例えば、ロボット４の移動可能な方向と略一致するように搬入される。
【0038】
また、ロボット４の先端には、加工具５としての丸鋸が装着されている。そして、制御部６は、ロボット４、加工具５や移動手段１２に組み付けられた各種のアクチュエータに指令して、加工具５としての丸鋸を回転させつつ、三次元的に移動させながら余材を切除していく。
【0039】
ところで、実施例２のワーク２は、大型の樹脂成型品であることから、熱収縮に伴う変形が大きい。このため、実施例１のロボット装置１と同様に、部位計測手段および加工条件補正手段により、初期加工条件を補正する必要がある。
【0040】
また、実施例２のワーク２は、実施例１のワーク２よりも更に大型であり、全体として、より大きく変形する。
その上、台車１５へのワーク２の載置がラフであるばかりでなく、加工スペース１０には台車１５の位置決め手段も存在しない。したがって、実施例２では、そもそも加工スペース１０におけるワーク２の位置および姿勢がラフに決められているので、ワーク２毎の位置および姿勢のバラツキも大きい。
その上、台車１５へのワーク２の載置がラフであるばかりでなく、加工スペース１０には台車１５の位置決め手段も存在しない。したがって、実施例２では、そもそも加工スペース１０におけるワーク２の位置および姿勢がラフに決められているので、ワーク２毎の位置および姿勢のバラツキも大きい。
【0041】
このため、上記の初期計測条件に従って加工部位３の状態を計測しようとしても、満足に計測することが難しい。
そこで、実施例２のロボット装置１は、制御部６の機能として、実施例１と同様の部位計測手段および加工条件補正手段に加えて、以下の全体計測手段および計測条件補正手段を備える。
そこで、実施例２のロボット装置１は、制御部６の機能として、実施例１と同様の部位計測手段および加工条件補正手段に加えて、以下の全体計測手段および計測条件補正手段を備える。
【0042】
まず、全体計測手段は、加工位置にセットされたワーク２の位置および傾斜を計測する。
また、ロボット装置１は、以下の全体検出手段１６を備える（図８参照。）。すなわち、全体検出手段１６は、例えば、ロボット４に装着されて３次元的に移動し、ワーク２の位置および傾斜に応じた信号を発生するものである。そして、全体計測手段は、全体検出手段１６が発生する信号に基づき、ワーク２の位置および傾斜を計測する。
また、ロボット装置１は、以下の全体検出手段１６を備える（図８参照。）。すなわち、全体検出手段１６は、例えば、ロボット４に装着されて３次元的に移動し、ワーク２の位置および傾斜に応じた信号を発生するものである。そして、全体計測手段は、全体検出手段１６が発生する信号に基づき、ワーク２の位置および傾斜を計測する。
【0043】
さらに、全体計測手段は、ワーク２の位置および姿勢を３点計測により計測する。ここで、全体計測条件は、全体検出手段１６が発生する信号に基づき、例えば、ワーク２の加工部位３の内、先端２ａ、後端２ｂ、および、走行路１３の側の側縁の中央２ｃの３点の位置を検出することにより、ワーク２の位置および傾斜を計測する（図６参照。）。
【0044】
なお、全体検出手段１６は、例えば、周知の１次元レーザー変位計であり、加工具５および部位検出手段７とともに、ロボット４の先端に装着されている。そして、全体検出手段１６は、ワーク２の加工部位３の内、先端２ａ、後端２ｂ、および、走行路１３の側の側縁の中央２ｃそれぞれの周辺に点状のレーザー光を照射してそれぞれの位置に応じた信号を発生させる。
【0045】
次に、計測条件補正手段は、全体計測手段により得られたワーク２の位置および傾斜に基づき初期計測条件を補正する。そして、部位計測手段は、計測条件補正手段による補正後の計測条件を用いて加工部位３の状態を計測する。
なお、実施例２の部位検出手段７も、実施例１と同様の２次元レーザー変位計である。そして、部位検出手段７は、ワーク２の上端に向かって線状のレーザー光を照射しつつ移動させることで（図１０参照。）、移動方向に垂直な断面ごとに、余材のプロファイルに応じた信号を発生させる。
なお、実施例２の部位検出手段７も、実施例１と同様の２次元レーザー変位計である。そして、部位検出手段７は、ワーク２の上端に向かって線状のレーザー光を照射しつつ移動させることで（図１０参照。）、移動方向に垂直な断面ごとに、余材のプロファイルに応じた信号を発生させる。
【0046】
以上により、制御部６は、ワーク２の現実の位置および傾斜に即した計測条件を得ることができるとともに、ワーク２の現実の位置および傾斜に対してロボット４、部位検出手段７および移動手段１２を適切に動作させて満足な計測を行わせることができる。
そして、このようにして得られた加工部位３の状態、つまり、余材の形状に基づき、加工条件補正手段は、例えば、加工具５の移動軌跡を修正する。そして、制御部６は、加工条件補正手段による補正後の移動軌跡に従って加工具５を移動させながら余材を除去する（図１１参照）。
そして、このようにして得られた加工部位３の状態、つまり、余材の形状に基づき、加工条件補正手段は、例えば、加工具５の移動軌跡を修正する。そして、制御部６は、加工条件補正手段による補正後の移動軌跡に従って加工具５を移動させながら余材を除去する（図１１参照）。
【0047】
〔実施例２の制御方法〕
実施例２の制御方法を、図１２のフローチャートを用いて説明する。
なお、図１２のフローチャートは、加工スペース１０にワーク２が搬入されて静止するとスタートする。
まず、ステップＳ１１で、全体計測手段を実行する。ステップＳ１１では、制御部６は、全体検出手段１６を動作させてワーク２の上端縁の内、先端２ａ、後端２ｂ、および、走行路１３の側の側縁の中央２ｃの３点を検出することにより、３点計測によってワーク２の位置および傾斜を計測する。
実施例２の制御方法を、図１２のフローチャートを用いて説明する。
なお、図１２のフローチャートは、加工スペース１０にワーク２が搬入されて静止するとスタートする。
まず、ステップＳ１１で、全体計測手段を実行する。ステップＳ１１では、制御部６は、全体検出手段１６を動作させてワーク２の上端縁の内、先端２ａ、後端２ｂ、および、走行路１３の側の側縁の中央２ｃの３点を検出することにより、３点計測によってワーク２の位置および傾斜を計測する。
【0048】
次に、ステップＳ１２で、計測条件補正手段を実行する。ステップＳ１２では、制御部６は、全体計測手段により得られたワーク２の位置および傾斜に基づき、例えば、計測条件の１つである部位検出手段７の移動軌跡を修正する。
次に、ステップＳ１３で、部位計測手段を実行する。ステップＳ１３では、制御部６は、計測条件補正手段により修正された移動軌跡に従って部位検出手段７を移動させながら動作させて余材の形状に応じた信号を出力させ、余材の形状を計測する。
次に、ステップＳ１３で、部位計測手段を実行する。ステップＳ１３では、制御部６は、計測条件補正手段により修正された移動軌跡に従って部位検出手段７を移動させながら動作させて余材の形状に応じた信号を出力させ、余材の形状を計測する。
【0049】
次に、ステップＳ１４で、加工条件補正手段を実行する。ステップＳ１４では、制御部６は、部位計測手段により得られた余材の形状に基づき、例えば、加工条件の１つである加工具５の移動軌跡を修正する。
そして、ステップＳ１５で、加工を実施する。ステップＳ１５では、制御部６は、加工条件補正手段による補正後の移動軌跡に従って加工具５を移動させながら、余材を切除していく。
そして、ステップＳ１５で、加工を実施する。ステップＳ１５では、制御部６は、加工条件補正手段による補正後の移動軌跡に従って加工具５を移動させながら、余材を切除していく。
【0050】
〔実施例２の効果〕
実施例２のロボット装置１は、以下の全体計測手段および計測条件補正手段を備える。まず、全体計測手段は、加工具５による加工にあたり、ワーク２の位置および姿勢を決めた状態で、ワーク２の位置および姿勢を計測する。また、計測条件補正手段は、事前に設定された初期計測条件を、全体計測手段により得られたワーク２の位置および姿勢に基づき補正する。そして、部位計測手段は、計測条件補正手段による補正後の計測条件を用いて加工部位３の状態を計測する。
実施例２のロボット装置１は、以下の全体計測手段および計測条件補正手段を備える。まず、全体計測手段は、加工具５による加工にあたり、ワーク２の位置および姿勢を決めた状態で、ワーク２の位置および姿勢を計測する。また、計測条件補正手段は、事前に設定された初期計測条件を、全体計測手段により得られたワーク２の位置および姿勢に基づき補正する。そして、部位計測手段は、計測条件補正手段による補正後の計測条件を用いて加工部位３の状態を計測する。
【0051】
これにより、ワーク２の位置および姿勢がラフに決められている場合でも、ワーク２の加工部位３を満足に計測することができる。このため、大型のワーク２に関し、位置および姿勢がラフに決められている場合でも、加工条件を適切に補正することができるので、満足に加工することができる。
【0052】
また、実施例２のロボット装置１によれば、全体計測手段は、ワーク２の位置および傾斜を３点計測により計測する。
これにより、簡単かつ高精度にワーク２の位置および傾斜を計測することができる。
これにより、簡単かつ高精度にワーク２の位置および傾斜を計測することができる。
【0053】
さらに、実施例２のロボット装置１は、以下の全体検出手段１６を備える。すなわち、全体検出手段１６は、ロボット４に装着されて３次元的に移動し、ワーク２の位置および傾斜に応じた信号を発生する。そして、全体計測手段は、全体検出手段１６が発生する信号に基づき、ワーク２の位置および傾斜を計測する。
これにより、ワーク２の全体形状や要求される計測精度等に応じて全体検出手段１６を選択することで、全体計測手段による計測を適切に行うことができる。
これにより、ワーク２の全体形状や要求される計測精度等に応じて全体検出手段１６を選択することで、全体計測手段による計測を適切に行うことができる。
【0054】
具体的には、実施例２では、全体検出手段１６として、１次元レーザー変位計を採用し、加工部位３の内、先端２ａ、後端２ｂ、および、走行路１３の側の側縁の中央２ｃそれぞれの周辺に点状のレーザー光を照射してそれぞれの位置に応じた信号を発生させる。これにより、制御部６は、ワーク２の位置および傾斜の計測において、３点計測に必要な情報を適切に取得することができる。
【0055】
〔実施例３〕
実施例３のロボット装置１を、実施例２と異なる点を中心に、図１３～図１５を用いて説明する。
実施例３のロボット装置１は、モータボートのハルの製造工程において、エンドミルを加工具５とし、また、ハルの主体となる樹脂成型品をワーク２として、ワーク２に穴１８を開ける加工を施す。
実施例３のロボット装置１を、実施例２と異なる点を中心に、図１３～図１５を用いて説明する。
実施例３のロボット装置１は、モータボートのハルの製造工程において、エンドミルを加工具５とし、また、ハルの主体となる樹脂成型品をワーク２として、ワーク２に穴１８を開ける加工を施す。
【0056】
ここで、穴１８は、ワーク２の内側の前方寄り、平面視で左右の中央に位置する略正方形の平面１９に設けられる（図１３参照。）。また、平面１９の前方および両側方の３方は、それぞれ、上側に隆起する段２０ａ、２０ｂ、２０ｃに囲われ、後方は、下側に沈下する段２０ｄをなして切り立っている。なお、穴１８の形状は矩形であり、寸法は、前後方向、左右方向の長さがそれぞれＬａ、Ｌｂである。
【0057】
このような平面１９に対し、制御部６は、部位計測手段において、部位検出手段７に、例えば、以下のようの信号を発生させて、平面１９の位置を把握する。
すなわち、部位検出手段７は、前後の段２０ａ、２０ｄを含むように平面１９に向かって線状のレーザー光を照射することで、段２０ａ、２０ｄおよび平面１９を含む左右方向に垂直な断面のプロファイルに応じた信号を発生する（図１４参照。）。また、部位検出手段７は、左右の段２０ｂ、２０ｃを含むように平面１９に向かって線状のレーザー光を照射することで、段２０ｂ、２０ｃおよび平面１９を含む前後方向に垂直な断面のプロファイルに応じた信号を発生する（図１５参照）。
すなわち、部位検出手段７は、前後の段２０ａ、２０ｄを含むように平面１９に向かって線状のレーザー光を照射することで、段２０ａ、２０ｄおよび平面１９を含む左右方向に垂直な断面のプロファイルに応じた信号を発生する（図１４参照。）。また、部位検出手段７は、左右の段２０ｂ、２０ｃを含むように平面１９に向かって線状のレーザー光を照射することで、段２０ｂ、２０ｃおよび平面１９を含む前後方向に垂直な断面のプロファイルに応じた信号を発生する（図１５参照）。
【0058】
そして、制御部６は、これらの信号により平面１９の位置を把握して、加工具５の移動軌跡を修正する。具体的には、段２０ａ、２０ｄ間の距離Ｌｃの中間からＬａ／２だけ前方、後方、および、段２０ｂ、２０ｃの距離Ｌｄの中間からＬｂ／２だけ左方、右方の線が穴１８の開口縁となるように、加工具５の移動軌跡を修正する。
【0059】
〔変形例〕
実施例１～３は具体例を開示するものであり、本発明が実施例１～３に限定されないことは言うまでもない。
例えば、実施例２のロボット装置１はハルの主体となる樹脂成型品をワーク２として、上端に沿って上側に伸びるように周状に発生した余材を丸鋸により切除していたが、このような態様に限定されない。例えば、デッキの周縁において外側に伸びるように発生した余材を丸鋸により切除してもよい。
実施例１～３は具体例を開示するものであり、本発明が実施例１～３に限定されないことは言うまでもない。
例えば、実施例２のロボット装置１はハルの主体となる樹脂成型品をワーク２として、上端に沿って上側に伸びるように周状に発生した余材を丸鋸により切除していたが、このような態様に限定されない。例えば、デッキの周縁において外側に伸びるように発生した余材を丸鋸により切除してもよい。
【0060】
また、実施例１～３のロボット装置１によれば、部位検出手段７は２次元レーザー変位計であり、全体検出手段１６は、１次元レーザー変位計であったが、部位検出手段７や全体検出手段１６は、このような態様に限定されない。例えば、部位検出手段７や全体検出手段１６としてカメラを採用し、カメラが取得した画像情報に基づき、部位計測手段や全体計測手段による計測を実行させてもよい。
【0061】
さらに、実施例２、３では、部位検出手段７としての２次元レーザー変位計と、全体検出手段１６としての１次元レーザー変位計とを個別にロボット４に装着していたが、例えば、２次元レーザー変位計のみをロボット４に装着して部位検出手段７、全体検出手段１６として機能させてもよい。
【符号の説明】
【0062】
１ ロボット装置 ２ ワーク ３ 加工部位 ４ ロボット ５ 加工具 ６ 制御部（部位計測手段、加工条件補正手段）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】