特許 7640688 プログラム作成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-25

(45)【発行日】2025-03-05

(54)【発明の名称】プログラム作成装置

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4093 20060101AFI20250226BHJP

   B25J 9/10 20060101ALI20250226BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4093 E

B25J9/10 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023525193

(86)(22)【出願日】2021-05-31

(86)【国際出願番号】 JP2021020746

(87)【国際公開番号】W WO2022254551

(87)【国際公開日】2022-12-08

【審査請求日】2023-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】顧 義華

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 貴之

【審査官】大屋 静男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１０１６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８２２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０７５９１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ１９／１８－１９／４１６

Ｇ０５Ｂ１９／４２－１９／４６

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工面と、加工面から変位した基準面とを有するワークの除去加工用ロボットの動作プログラムを作成するプログラム作成装置であって、
前記除去加工用ロボットは、除去加工ツールを備え、
前記プログラム作成装置は、
前記ワークの前記加工面と前記基準面との間の位置関係に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記除去加工ツールの形状情報及び姿勢情報を含むツール情報を保持するツール情報保持部と、
前記ワークの前記位置情報及び前記除去加工ツールの前記ツール情報に基づいて、前記除去加工用ロボットの前記動作プログラムを作成するプログラム作成部と、を備え、
前記プログラム作成部は、前記除去加工ツールと前記ワークの前記基準面との干渉を回避するように、前記除去加工ツールの使用部位及び姿勢を選択し、
前記ワークが前記基準面から突出した突出部を有する場合、前記ワークの前記加工面と前記基準面との間の第１の変位量に比べて、前記ワークの前記加工面と前記突出部における前記基準面に平行な突出面との間の第２の変位量が小さいことに起因して、前記突出部の前記第２の変位量を有する前記突出面に対応する前記加工面の加工領域において除去加工が困難な部分が含まれるかを判断する、プログラム作成装置。

【請求項2】

前記ワークの前記加工面と前記基準面との間の前記位置関係は、前記ワークの形状情報に基づく計算によって取得するか、又は３次元視覚センサによる検出によって取得する、請求項１に記載のプログラム作成装置。

【請求項3】

前記ワークの形状情報又は前記３次元視覚センサによって取得した前記位置情報において前記ワークの前記基準面に前記突出部が検出された場合、前記位置情報取得部は、前記突出部に起因して前記ワークの前記加工面において除去加工が不可能な部分又は困難な部分を計算によって取得する、請求項２に記載のプログラム作成装置。

【請求項4】

前記計算によって、前記突出部の前記第２の変位量を有する前記突出面に対応する前記加工面の加工領域において除去加工が困難な前記部分が取得された場合、前記プログラム作成部は、除去加工が困難な前記部分において、前記第１の変位量と前記第２の変位量との差の大きさに応じて、前記除去加工ツールの使用部位を変更するか、前記除去加工ツールの姿勢を変更するか、又は前記除去加工ツールの形状を変更する、請求項３に記載のプログラム作成装置。

【請求項5】

前記突出部の前記第２の変位量を有する前記突出面に対応する前記加工面の加工領域において、前記除去加工ツールの使用部位又は形状を変更する場合、前記プログラム作成部は、前記加工面の全加工領域において均一な加工深さが得られるように、前記加工領域における前記除去加工用ロボットの進行速度及び押付力と、前記加工領域を除く残りの加工領域における前記除去加工用ロボットの進行速度及び押付力とを調整する、請求項１に記載のプログラム作成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プログラム作成装置に関し、より具体的には、バリ取り加工等の除去加工用ロボットの動作プログラムを作成するプログラム作成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボットによるバリ取り加工工程では、視覚センサを利用してバリ取り領域としての稜線を検出し、バリ取り軌道を生成する。バリ取りツールをバリ取り軌道に沿って移動することにより、バリ取りを行う。

【0003】

ロボットによるこのようなバリ取り加工工程では、ワークの加工面と、加工面から変位した基準面（例えば、鋳肌面）との間に十分な変位量（例えば、段差）が存在すれば、バリ取り加工中に、バリ取りツールとワークの基準面とが接触等の干渉をすることなく、円滑にバリ取りを行うことができる（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－１７５９５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、ワークの加工面と基準面との間に十分な変位量がない場合や、変位量が変化する場合など、位置関係によっては、バリ取り加工中に、バリ取りツールが基準面に接触して基準面を傷付ける虞がある。また、バリ取りツールの姿勢がワークの形状に適合していない場合には、バリ取り領域としての稜線の一部がバリ取りされない虞がある。バリ取り加工以外の除去加工においても同様である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、加工面と、加工面から変位した基準面とを有するワークの除去加工用ロボットの動作プログラムを作成するプログラム作成装置であって、前記除去加工用ロボットは、除去加工ツールを備え、前記プログラム作成装置は、前記ワークの前記加工面と前記基準面との間の位置関係に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、前記除去加工ツールに関するツール情報を保持するツール情報保持部と、前記ワークの前記位置情報及び前記除去加工ツールの前記ツール情報に基づいて、前記除去加工用ロボットの前記動作プログラムを作成するプログラム作成部と、を備え、前記プログラム作成部は、前記除去加工ツールと前記ワークの前記基準面との干渉を回避するように、前記除去加工ツールの使用部位を選択する、プログラム作成装置である。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、ワークの加工面と基準面との間に十分な変位量がない場合や、変位量が変化する場合でも、ワークの除去加工用ロボットの動作プログラムを作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一実施形態に係るプログラム作成装置を含むバリ取りシステムの構成を示す模式図である。

【図2A】図１のバリ取りシステムに使用するバリ取りツールの例を示す模式図である。

【図2B】図１のバリ取りシステムに使用するバリ取りツールの例を示す模式図である。

【図2C】図１のバリ取りシステムに使用するバリ取りツールの例を示す模式図である。

【図2D】図１のバリ取りシステムに使用するバリ取りツールの例を示す模式図である。

【図3】ワークの加工面と基準面とが互いに平行であり、ワークの加工面と基準面との間に十分な段差がある場合のバリ取りツールとワークとの位置関係を示す模式図である。

【図4】図３のワークの加工面と基準面との間に十分な段差がない場合にバリ取りツールとワークとの干渉が生じることを示す模式図である。

【図5】図３のワークの加工面と基準面との間に十分な段差がない場合にバリ取りツールとワークとの干渉を回避するための一例を示す模式図である。

【図6】図３のワークの加工面と基準面との間に十分な段差がない場合にバリ取りツールとワークとの干渉を回避するための他の例を示す模式図である。

【図7】ワークの加工面と基準面とが互いに垂直であり、ワークの加工面の稜線と基準面との間に十分な段差がある場合のバリ取りツールとワークとの位置関係を示す模式図である。

【図8】図７のワークの加工面と基準面との間に十分な段差がない場合にバリ取りツールとワークとの干渉が生じることを示す模式図である。

【図9】図７のワークの加工面と基準面との間に十分な段差がない場合にバリ取りツールとワークとの干渉を回避するための一例を示す模式図である。

【図10】図７のワークの加工面と基準面との間に十分な段差がない場合にバリ取りツールとワークとの干渉を回避するための他の例を示す模式図である。

【図11】ワークの加工面と基準面との間に十分な段差がない場合にバリ取りツールとワークとの干渉を回避するための動作プログラムの作成に係るフローチャートである。

【図12】３次元視覚センサを利用してワークの加工面と基準面との間の段差を検出することを示す模式図である。

【図13】検出した段差に基づいてバリ取り不可能部分を示す模式図である。

【図14】段差の一部に突出部等がある場合のワークを示す模式図である。

【図15】図１４のワークのバリ取りのための第１の例を示す模式図である。

【図16】図１４のワークのバリ取りのための第２の例を示す模式図である。

【図17】図１４のワークのバリ取りのための第３の例を示す模式図である。

【図18】図１４のワークのバリ取りのための第４の例を示す模式図である。

【図19】図１４のワークのバリ取りのための第５の例を示す模式図である。

【図20】図１４のワークのバリ取りのためにバリ取りツールの使用部位を変更する場合の第１の部分を示す模式図である。

【図21】図１４のワークのバリ取りのためにバリ取りツールの使用部位を変更する場合の第２の部分を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本開示の一実施形態に係るプログラム作成装置２０を含むバリ取りシステム１の構成を示す模式図である。バリ取りシステム１は、ワークＷ１のバリ取り加工を行うシステムである。

【0010】

本実施形態のバリ取りシステム１は、ロボット２と、ロボット２の先端部に保持されるバリ取りツール３と、ロボット２とバリ取りツール３との間に設けられる力覚センサ４と、３次元視覚センサ５（図１２参照）と、ロボット２を制御するロボット制御装置１０と、を備える。プログラム作成装置２０は、ロボット制御装置１０の一部を構成する。

【0011】

ロボット２としては、典型的には垂直多関節型ロボットが用いられるが、特に限定されず、例えばスカラー型ロボット、パラレルリンク型ロボット、直交座標型ロボット等を用いてもよい。

【0012】

バリ取りツール３としては、例えばグラインダ、リーマ等を用いることができる。また、バリ取りツール３の形状は、例えば円筒型、テーパ型、砲弾型、円錐型等、適宜選択することができる。これについては後述する。

【0013】

力覚センサ４は、３軸の力及びトルクを測定するセンサである。つまり、力覚センサ４は、バリ取りツール３に作用する力を３次元のベクトルとして検出可能である。

【0014】

３次元視覚センサ５は、ワークＷ１の加工面Ｗ１１と基準面Ｗ１３との間の段差Ｗ１４を検出し、取得する。

【0015】

ロボット制御装置１０は、ロボット２によりバリ取りツール３をワークＷ１の稜線に沿って移動させることによってワークＷ１のバリを除去するバリ取り加工を制御する。バリ取り加工は、除去加工の一例である。他の例としては、面取り加工がある。

【0016】

本実施形態に係るロボット制御装置１０は、ロボット制御部１１と、位置情報取得部１２と、ツール情報保持部１３と、押付力取得部１４と、進行速度取得部１５と、プログラム作成部１６と、を備える。位置情報取得部１２、ツール情報保持部１３、押付力取得部１４、進行速度取得部１５、及びプログラム作成部１６は、プログラム作成装置２０を構成する。

【0017】

ロボット制御装置１０は、ＣＰＵ、メモリ等を有する１又は複数のコンピューター装置に適切な動作プログラムを導入することによって実現することができる。上述のロボット制御装置１０の各構成要素は、ロボット制御装置１０の機能を類別したものであって、その物理構造及びプログラム構造において明確に区分できるものでなくてもよい。また、ロボット制御装置１０は、他の機能を実現するさらなる構成要素を有してもよい。

【0018】

ロボット制御部１１は、教示データに従ってロボット２を動作させることにより、バリ取りツール３をワークＷ１の稜線に沿って移動させる。

【0019】

位置情報取得部１２は、ワークＷ１の加工面Ｗ１１と基準面Ｗ１３との間の位置関係（例えば、変位量としての段差）を取得する。具体的には、段差は、ワークＷ１の形状情報（ＣＡＤ情報など）から計算するか、又は３次元視覚センサを利用して検出される。

【0020】

ツール情報保持部１３は、バリ取りツール３の形状等の情報を保持する。形状は、サイズ（大きさ）を含む概念である。具体的には、ツール情報保持部１３は、各形状のバリ取りツール３に関して、後述するように、ツール中部３Ｃからツール先端３Ｅまでの軸線に沿った長さＬ１、先部３Ｄからツール先端３Ｅまでの軸線に沿った長さＬ２、ツール中部３Ｃからツール後端３Ａまでの軸線と垂直方向に沿った長さＬ４、ツール後部３Ｂからツール後端３Ａまでの軸線と垂直方向に沿った長さＬ５、等を保持する。ツール情報保持部１３は、各形状のバリ取りツール３に関して、バリ取り加工ツール３の姿勢の傾斜に応じた、ツール中部３Ｃからツール先端３Ｅまでの軸線に沿った長さＬ１の垂直成分Ｌ３、ツール中部３Ｃからツール後端３Ａまでの軸線と垂直方向に沿った長さＬ４の水平成分Ｌ６、等を算出して保持する。

【0021】

押付力取得部１４は、バリ取りツール３のワークＷ１に対する押付力を取得する。押付力取得部１４が取得する押付力は、向きの情報を含むベクトルデータであることが好ましい。押付力取得部１４は、例として、ロボット１に設けられる力覚センサ４からバリ取りツール３の押付力を取得するよう構成され得る。

【0022】

進行速度取得部１５は、ロボット２によるバリ取りツール３の進行速度を取得する。進行速度取得部１５は、例えば、ロボット制御部１１からロボット２によるバリ取りツール３の進行速度を取得するよう構成され得る。

【0023】

プログラム作成部１６は、位置情報取得部１２が取得する位置情報、ツール情報保持部１３が保持するツール情報、押付力取得部１４が取得する押付力、進行速度取得部１５が取得する進行速度などの情報に基づいて、ロボット制御部１１がロボット２を動作させる動作プログラムを作成する。プログラム作成部１６については、後述する。

【0024】

図２Ａ～図２Ｄは、バリ取りツール３の形状の種類を示し、図２Ａは円筒型のバリ取りツール３－１を示し、図２Ｂはテーパ型のバリ取りツール３－２を示し、図２Ｃは砲弾型のバリ取りツール３－３を示し、図２Ｄは円錐型のバリ取りツール３－４を示す。

【0025】

以下の実施形態において例示する円錐型のバリ取りツール３－４を用いて、バリ取りツール３について説明するが、他のバリ取りツール３－１～３－３についても同様に説明できる。バリ取りツール３は、軸方向に根元から先端に向かって、ツールの後端３Ａに近いツール後部３Ｂ、ツールの中間部分であるツール中部３Ｃ、ツールの先端３Ｅに近いツール先部３Ｄ、の３つの領域を有する。ツール後部３Ｂは直径Ｄ１を有し、ツール中部３Ｃは直径Ｄ２を有し、ツール先部３Ｄは、直径Ｄ３を有する。通常は、ツール中部３Ｃを使用して、バリ取り加工を行う。

【0026】

図３～図６を参照して、第１のタイプのワークＷ１のバリ取り加工について説明する。ワークＷ１は、加工面Ｗ１１と、加工面Ｗ１１から変位した基準面（例えば、鋳肌面）Ｗ１３とを有する。具体的には、稜線Ｗ１２を有する加工面Ｗ１１は、基準面（例えば、鋳肌面）Ｗ１３に対して平行であり、基準面Ｗ１３から段差Ｗ１４だけ突出している。

【0027】

このような段差付きワークＷ１のバリ取り加工は、通常、バリ取りツール３のツール中部３Ｃを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した標準タイプ１の動作プログラムにより、次のようにして行われる。

【0028】

具体的には、図３に示すように、バリ取りツール３（例えば、円錐型のバリ取りツール３－４）の軸線がワークＷ１の加工面Ｗ１１に対して垂直になるように、バリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール中部３Ｃを加工面Ｗ１１の稜線Ｗ１２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ１１の稜線Ｗ１２に沿って加工面Ｗ１１の周囲を進行させる。

【0029】

但し、このようなバリ取り加工は、バリ取りツール３のツール中部３Ｃからツール先端３Ｅまでの軸線に沿った長さＬ１を超える十分な段差Ｗ１４（Ｗ１４＞Ｌ１）を、ワークＷ１が有していることが必要である。

【0030】

図４に示すように、ワークＷ１の段差Ｗ１４がツール中部３Ｃからツール先端３Ｅまでの軸線に沿った長さＬ１よりも小さい（Ｗ１４＜Ｌ１）場合には、バリ取りツール３のツール先端３Ｅが基準面Ｗ１３と干渉する。そのため、標準タイプ１の動作プログラムでは、バリ取り加工を行うことができない。

【0031】

このような場合に、バリ取りツール３とワークＷ１との干渉を回避するための第１の例を図５に示す。図５では、バリ取りツール３のツール先部３Ｄを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した先部使用タイプの動作プログラムにより、バリ取り加工は、次のようにして行われる。

【0032】

具体的には、図５に示すように、バリ取りツール３の軸線がワークＷ１の加工面Ｗ１１に対して垂直になるようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール先部３Ｄを加工面Ｗ１１の稜線Ｗ１２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ１１の稜線Ｗ１２に沿って加工面Ｗ１１の周囲を進行させる。

【0033】

これにより、バリ取りツール３のツール先部３Ｄからツール先端３Ｅまでの軸線に沿った長さＬ２が段差Ｗ１４よりも短い（Ｗ１４＞Ｌ２）範囲でも、バリ取り加工を行うことができる。

【0034】

バリ取りツール３とワークＷ１との干渉を回避するための第２の例を図６に示す。図６では、バリ取りツール３の軸線の向きを傾け、かつ、バリ取りツール３のツール中部３Ｃを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した傾斜タイプ１の動作プログラムにより、バリ取り加工は、次のようにして行われる。

【0035】

具体的には、図６に示すように、バリ取りツール３の軸線がワークＷ１の加工面Ｗ１１に対して垂直から傾斜するようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール中部３Ｃを加工面Ｗ１１の稜線Ｗ１２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ１１の稜線Ｗ１２に沿って加工面Ｗ１１の周囲を進行させる。

【0036】

これにより、バリ取りツール３のツール中部３Ｃからツール先端３Ｅまでの軸線に沿った長さＬ１の垂直成分Ｌ３が段差Ｗ１４よりも短い（Ｗ１４＞Ｌ３）範囲でも、バリ取り加工を行うことができる。

【0037】

バリ取りツール３とワークＷ１との干渉を回避するための第３の例について説明する。バリ取りツール３を、一回り小型である（サイズが小さい）ためツール中部３Ｃからツール先端３Ｅまでの軸線に沿った長さが段差Ｗ１４よりも短い小型のバリ取りツール３に取り換えることによって、バリ取り加工を行うことができる。このようなツールは、例えば、図１７の右側に示すバリ取りツール３である。

【0038】

図７～図１０を参照して、第２のタイプのワークＷ２のバリ取り加工について説明する。ワークＷ２は、加工面Ｗ２１と、加工面Ｗ２１から変位した基準面（例えば、鋳肌面）Ｗ２３とを有する。具体的には、加工面Ｗ２１は、基準面（例えば、鋳肌面）Ｗ２３に対して垂直であり、加工面Ｗ２１の稜線Ｗ２２は、基準面Ｗ２３から段差Ｗ２４だけ突出している。

【0039】

このような段差付きワークＷ２のバリ取り加工は、通常、バリ取りツール３のツール中部３Ｃを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した標準タイプ２の動作プログラムにより、次のようにして行われる。

【0040】

具体的には、図７に示すように、バリ取りツール３（例えば、円錐型のバリ取りツール３－４）の軸線がワークＷ２の加工面Ｗ２１に対して垂直になるようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール中部３Ｃを加工面Ｗ２１の稜線Ｗ２２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ２１の稜線Ｗ２２に沿って加工面Ｗ２１の周囲を進行させる。

【0041】

但し、このようなバリ取り加工は、バリ取りツール３のツール中部３Ｃからツール後端３Ａまでの軸線と垂直方向に沿った長さＬ４を超える十分な段差Ｗ２４（Ｗ２４＞Ｌ４）を、ワークＷ１が有していることが必要である。

【0042】

図８に示すように、ワークＷ２の段差Ｗ２４がツール中部３Ｃからツール後端３Ａまでの軸線と垂直方向に沿った長さＬ４よりも小さい（Ｗ２４＜Ｌ４）場合には、バリ取りツール３のツール後端３Ａが基準面Ｗ２３と干渉する。そのため、標準タイプ２の動作プログラムでは、バリ取り加工を行うことができない。

【0043】

このような場合に、バリ取りツール３とワークＷ２との干渉を回避するための第１の例を図９に示す。図９では、バリ取りツール３のツール後部３Ｂを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した後部使用タイプの動作プログラムにより、バリ取り加工は、次のようにして行われる。

【0044】

具体的には、図９に示すように、バリ取りツール３の軸線がワークＷ２の加工面Ｗ２１に対して垂直になるようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール後部３Ｂを加工面Ｗ２１の稜線Ｗ２２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ２１の稜線Ｗ２２に沿って加工面Ｗ２１の周囲を進行させる。

【0045】

これにより、バリ取りツール３のツール後部３Ｂからツール後端３Ａまでの軸線と垂直方向に沿った長さＬ５が段差Ｗ２４よりも短い（Ｗ２４＞Ｌ５）範囲でも、バリ取り加工を行うことができる。

【0046】

バリ取りツール３とワークＷ２との干渉を回避するための第２の例を図１０に示す。図１０では、バリ取りツール３の軸線の向きを傾け、かつ、バリ取りツール３のツール中部３Ｃを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した傾斜タイプ２の動作プログラムにより、バリ取り加工は、次のようにして行われる。

【0047】

具体的には、図１０に示すように、バリ取りツール３の軸線がワークＷ２の加工面Ｗ２１に対して垂直から傾斜するようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール中部３Ｃを加工面Ｗ２１の稜線Ｗ２２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ２１の稜線Ｗ２２に沿って加工面Ｗ２１の周囲を進行させる。

【0048】

これにより、バリ取りツール３のツール中部３Ｃからツール後端３Ａまでの軸線と垂直方向に沿った長さＬ４の水平成分Ｌ６が段差Ｗ２４よりも短い（Ｗ２４＞Ｌ６）範囲でも、バリ取り加工を行うことができる。

【0049】

バリ取りツール３とワークＷ２との干渉を回避するための第３の例について説明する。バリ取りツール３を、一回り小型である（サイズが小さい）ためツール中部３Ｃからツール後端３Ａまでの軸線と垂直方向に沿った長さが段差Ｗ２４よりも短い小型のバリ取りツール３に取り換えることによって、バリ取り加工を行うことができる。このようなツールは、例えば、図１７の右側に示すバリ取りツール３である。

【0050】

プログラム作成部１６は、上記の各タイプの動作プログラムを作成する。作成は、既存の動作プログラムの修正、変更を含む。図１１は、プログラム作成部１６による動作プログラムの作成に係るフローチャートを示す。プログラム作成部１６は、ワークの段差の程度に応じて、動作プログラムの標準タイプ１、先部使用タイプ及び傾斜タイプ１、又は、標準タイプ２、後部使用タイプ及び傾斜タイプ２を判定する。

【0051】

具体的には、ワークＷ１の場合、プログラム作成部１６は、段差Ｗ１４と、バリ取りツール３のツール中部３Ｃからツール先端３Ｅまでの軸線に沿った長さＬ１、先部３Ｄからツール先端３Ｅまでの軸線に沿った長さＬ２、ツール中部３Ｃからツール先端３Ｅまでの軸線に沿った長さＬ１の垂直成分Ｌ３に基づいて、図１１に示すように、Ｗ１４＞Ｌ１、Ｗ１４＞Ｌ２、Ｗ１４＞Ｌ３について順次判定する。

【0052】

ワークＷ２の場合、プログラム作成部１６は、段差Ｗ２４と、バリ取りツール３のツール中部３Ｃからツール後端３Ａまでの軸線と垂直方向に沿った長さＬ４、ツール後部３Ｂからツール後端３Ａまでの軸線と垂直方向に沿った長さＬ５、ツール中部３Ｃからツール後端３Ａまでの軸線と垂直方向に沿った長さＬ４の水平成分Ｌ６に基づいて、Ｗ２４＞Ｌ４、Ｗ２４＞Ｌ５、Ｗ２４＞Ｌ６について順次判定する。

【0053】

図１１のステップＳ１において、プログラム作成部１６は、Ｗ１４＞Ｌ１又はＷ２４＞Ｌ４を判定し、ＹＥＳの場合には、処理はステップＳ２に進む。ステップＳ２は、標準タイプ１又は標準タイプ２の動作を行う。ＮＯの場合には、処理はステップＳ３に進む。

【0054】

ステップＳ３において、プログラム作成部１６は、Ｗ１４＞Ｌ２又はＷ２４＞Ｌ５を判定し、ＹＥＳの場合には、処理はステップＳ４に進む。ステップＳ４は、先部使用タイプ又は後部使用タイプの動作を行う。ＮＯの場合には、処理はステップＳ５に進む。

【0055】

ステップＳ５において、プログラム作成部１６は、Ｗ１４＞Ｌ３又はＷ２４＞Ｌ６を判定し、ＹＥＳの場合には、処理はステップＳ６に進む。ステップＳ６は、傾斜タイプ１又は傾斜タイプ２の動作を行う。ＮＯの場合には、処理は終了する。

【0056】

本開示においては、ワークの形状情報又は３次元視覚センサによって取得した位置情報においてワークの基準面に突出部が検出された場合、位置情報取得部１２は、突出部に起因してワークの加工面において除去加工が不可能な部分又は困難な部分を計算によって取得してもよい。以下に詳述する。

【0057】

ワークの段差の検出方法の例について説明する。図１２に示すように、３次元視覚センサ５を利用して、ワークＷ１の段差Ｗ１４の有無及び段差Ｗ１４の寸法を検出する。また、ワークＷ１の形状情報（ＣＡＤ情報）から、ワークＷ１の段差Ｗ１４の有無及び段差Ｗ１４の寸法を算出してもよい。ワークＷ２の段差Ｗ２４についても同様である。

【0058】

図１３は、第３のタイプのワークＷ３を示す。ワークＷ３は、加工面Ｗ３１と、加工面Ｗ３１から変位した基準面（例えば、鋳肌面）Ｗ３３とを有する。具体的には、稜線Ｗ３２を有する加工面Ｗ３１は、基準面（例えば、鋳肌面）Ｗ３３に対して平行であり、基準面Ｗ３３から段差Ｗ３４だけ突出している。

【0059】

ワークＷ３はさらに、基準面Ｗ３３から突出した突出部Ｗ３５を有する。突出部Ｗ３５は、基準面Ｗ３３から高さＷ３６だけ突出している。突出部Ｗ３５の突出高さＷ３６は、加工面Ｗ３１と基準面Ｗ３３との段差Ｗ３４と近似している。つまり、加工面Ｗ３１の稜線Ｗ３２において、突出部Ｗ３５に隣接する部分Ｗ３２０は、突出部Ｗ３５の上面（突出面）Ｗ３７との間に段差がほぼ無い。

【0060】

そのため、ワークＷ３の場合、加工面Ｗ３１の全周に亘る稜線Ｗ３２のうち、突出部Ｗ３５に隣接する稜線Ｗ３２の部分Ｗ３２０については、バリ取り不可能である。一方、部分Ｗ３２０を除く残りの稜線Ｗ３２については、バリ取りツール３によりバリ取り可能である。突出部Ｗ３５に隣接する稜線Ｗ３２の部分Ｗ３２０は、「突出部に起因してワークの加工面において除去加工が不可能な部分又は困難な部分」の一例である。

【0061】

このようなバリ取り不可能な部分の有無についても、図１２に示すように、３次元視覚センサ５を利用して、検出することができる。また、ワークＷ３の形状情報（ＣＡＤ情報）から、ワークＷ３のバリ取り不可能部分の有無を算出してもよい。

【0062】

このようなバリ取り不可能な部分を有するワークＷ１のバリ取り加工は、バリ取りツール３のツール中部３Ｃを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した標準タイプ１の動作プログラムにより、バリ取り可能な部分のみ、例えば、図３に示すようにして行われる。

【0063】

また、ワークの加工面と基準面との間の第１の変位量に比べて、ワークの加工面と突出部における基準面に平行な突出面との間の第２の変位量が小さいことに起因して、突出部の第２の変位量を有する突出面に対応する加工面の加工領域において除去加工が困難な部分が取得された場合、プログラム作成部１６は、除去加工が困難な前記部分において、第１の変位量と第２の変位量との差の大きさに応じて、除去加工ツール３の使用部位を変更するか、除去加工ツール３の姿勢を変更するか、又は除去加工ツール３の形状を変更してもよい。以下に詳述する。

【0064】

図１４は、第４のタイプのワークＷ４を示す。ワークＷ４は、加工面Ｗ４１と、加工面Ｗ４１から変位した基準面（例えば、鋳肌面）Ｗ４３とを有し、基準面Ｗ４３から突出した突出部Ｗ４５をさらに有する。図１３のワークＷ３とは異なり、ワークＷ４は、突出部Ｗ４５の上面（突出面）Ｗ４７と加工面Ｗ４１との間に段差Ｗ４６を有する。この段差Ｗ４６は、加工面Ｗ４１と基準面Ｗ４３との段差Ｗ４４に比べて小さい（Ｗ４６＜Ｗ４４）。「Ｗ４６＜Ｗ４４」は、「ワークの加工面と基準面との間の第１の変位量に比べて、ワークの加工面と突出部における基準面に平行な突出面との間の第２の変位量が小さいこと」の一例である。「突出部Ｗ４５の突出面Ｗ４７」は、「突出部の第２の変位量を有する突出面」の一例である。

【0065】

図１５～図１９を参照して、第４のタイプのワークＷ４のバリ取り加工について説明する。
ワークＷ４のバリ取り加工の第１の実施形態は、図１５に示すように、最も小さい段差（この場合は突出部Ｗ４５の部分の段差Ｗ４６）に合わせて、稜線Ｗ４２の全ての部分でバリ取りツール３の同じ加工部位を選択する。

【0066】

このようなワークＷ４の第１の実施形態のバリ取り加工は、バリ取りツール３のツール先部３Ｄを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した先部使用タイプの動作プログラムにより、次のようにして行われる。

【0067】

具体的には、図１５の右側に示すバリ取りツール３が突出部Ｗ４５と干渉しないように、図５の例に倣って、バリ取りツール３の軸線がワークＷ４の加工面Ｗ４１に対して垂直になるようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール先部３Ｄを加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に沿って加工面Ｗ４１の周囲を進行させる。これにより、１つのバリ取りツール３を使用して稜線Ｗ４２の全体をバリ取りすることができる。

【0068】

ワークＷ４のバリ取り加工の第２の実施形態は、図１６に示すように、最も小さい段差（この場合は突出部Ｗ４５の部分の段差Ｗ４６）に合わせて、同じツール姿勢を選択する。

【0069】

このようなワークＷ４の第２の実施形態のバリ取り加工は、バリ取りツール３の軸線の向きを傾け、かつ、バリ取りツール３のツール中部３Ｃを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した傾斜タイプ１の動作プログラムにより、次のようにして行われる。

【0070】

具体的には、図１６の右側に示すバリ取りツール３が突出部Ｗ４５と干渉しないように、図６の例に倣って、バリ取りツール３の軸線がワークＷ４の加工面Ｗ４１に対して垂直から傾斜するようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール中部３Ｃを加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に沿って加工面Ｗ４１の周囲を進行させる。これにより、１つのバリ取りツール３を使用して稜線Ｗ４２の全体をバリ取りすることができる。

【0071】

ワークＷ４のバリ取り加工の第３の実施形態は、図１７に示すように、小さい段差（この場合は突出部Ｗ４５の部分の段差Ｗ４６）の部分には、比較的小型のバリ取りツール３を選択し、大きい段差（この場合は突出部Ｗ４５以外の部分の段差Ｗ４４）の部分には、比較的大型のバリ取りツール３を選択する。

【0072】

このようなワークＷ４の第３の実施形態のバリ取り加工は、バリ取りツール３のツール中部３Ｃを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した標準タイプ１の動作プログラムにより、次のようにして行われる。

【0073】

具体的には、図１７の右側に示すバリ取りツール３が突出部Ｗ４５と干渉しないように、小さい段差の部分には、比較的小型のバリ取りツール３を使用する。図３の例に倣って、バリ取りツール３の軸線がワークＷ４の加工面Ｗ４１に対して垂直になるようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール中部３Ｃを加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に沿って加工面Ｗ４１の周囲の一部（小さい段差の部分）を進行させる。

【0074】

図１７の左側に示す大きい段差の部分には、比較的大型のバリ取りツール３を使用する。図３の例に倣って、バリ取りツール３の軸線がワークＷ４の加工面Ｗ４１に対して垂直になるようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール中部３Ｃを加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に沿って加工面Ｗ４１の周囲の残部（大きい段差の部分）を進行させる。

【0075】

ワークＷ４のバリ取り加工の第４の実施形態は、図１８に示すように、小さい段差（この場合は突出部Ｗ４５の部分の段差Ｗ４６）の部分には、バリ取りツール３の先部３Ｄを選択し、大きい段差（この場合は突出部Ｗ４５以外の部分の段差Ｗ４４）の部分には、バリ取りツール３の中部３Ｃを選択する。

【0076】

このようなワークＷ４の第４の実施形態のバリ取り加工は、小さい段差の部分には、バリ取りツール３のツール先部３Ｄを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した先部使用タイプの動作プログラムにより、また、大きい段差の部分には、バリ取りツール３のツール中部３Ｃを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した標準タイプ１の動作プログラムにより、次のようにして行われる。

【0077】

具体的には、図１８の右側に示すバリ取りツール３が突出部Ｗ４５と干渉しないように、小さい段差の部分では、図５の例に倣って、バリ取りツール３の軸線がワークＷ４の加工面Ｗ４１に対して垂直になるようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール先部３Ｄを加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に沿って加工面Ｗ４１の周囲の一部（小さい段差の部分）を進行させる。

【0078】

図１８の左側に示す大きい段差の部分では、図３の例に倣って、バリ取りツール３の軸線がワークＷ４の加工面Ｗ４１に対して垂直になるようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール中部３Ｃを加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に沿って加工面Ｗ４１の周囲の残部（大きい段差の部分）を進行させる。

【0079】

ワークＷ４のバリ取り加工の第５の実施形態は、図１９に示すように、小さい段差（この場合は突出部Ｗ４５の部分の段差Ｗ４６）の部分と、大きい段差（この場合は突出部Ｗ４５以外の部分の段差Ｗ４４）の部分とで、異なるバリ取りツールの姿勢を選択する。

【0080】

このようなワークＷ４の第５の実施形態のバリ取り加工は、小さい段差の部分には、バリ取りツール３の軸線の向きを傾け、かつ、バリ取りツール３のツール中部３Ｃを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した傾斜タイプ１の動作プログラムにより、また、大きい段差の部分には、バリ取りツール３のツール中部３Ｃを使用部位とする、プログラム作成部１６が作成した標準タイプ１の動作プログラムにより、次のようにして行われる。

【0081】

具体的には、図１９の右側に示すバリ取りツール３が突出部Ｗ４５と干渉しないように、小さい段差の部分では、図６の例に倣って、バリ取りツール３の軸線がワークＷ４の加工面Ｗ４１に対して垂直から傾斜するようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール中部３Ｃを加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に沿って加工面Ｗ４１の周囲の一部（小さい段差の部分）を進行させる。

【0082】

図１９の左側に示す大きい段差の部分では、図３の例に倣って、バリ取りツール３の軸線がワークＷ４の加工面Ｗ４１に対して垂直になるようにバリ取りツール３の姿勢を保つ。バリ取りツール３のツール中部３Ｃを加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に当接させる。バリ取りツール３を軸線の周りに回転させながら、バリ取りツール３を加工面Ｗ４１の稜線Ｗ４２に沿って加工面Ｗ４１の周囲の残部（大きい段差の部分）を進行させる。

【0083】

本開示においては、突出部の第２の変位量を有する突出面に対応する加工面の加工領域において、除去加工ツール３の使用部位又は形状を変更する場合、プログラム作成部１６は、加工面の全加工領域において均一な加工深さが得られるように、加工領域における除去加工用ロボット２の進行速度及び押付力と、加工領域を除く残りの加工領域における除去加工用ロボット２の進行速度及び押付力とを調整してもよい。以下に詳述する。

【0084】

図２０、図２１を参照して、例えば、図１８に示すように、１つのバリ取りツール３の使用部位を変更する場合の、ロボット２によるバリ取りツール３の進行速度（Ｖ１、Ｖ２）又は押付力（Ｆ１、Ｆ２)の調整について説明する。

【0085】

プログラム作成部１６は、進行速度取得部１５から得られるバリ取りツール３の進行速度（Ｖ１、Ｖ２）の情報、及び押付力取得部１４から得られるバリ取りツール３によるワークの押付力（Ｆ１、Ｆ２) の情報に基づいて、以下のようにして調整を行う。

【0086】

図２０は、図１８の左側に示すような大きい段差の部分を加工するときのバリ取りツール３を示す。このバリ取りツール３の使用部位は中部３Ｃであり、そのため標準タイプ１の動作プログラムをベースとする。また、ロボット２によるバリ取りツール３の進行速度はＶ１、ロボット２によるバリ取りツール３の押付力はＦ１である。この状態は、突出部Ｗ４５以外の全ての部分に適用される。

【0087】

図２１は、図１８の右側に示すような小さい段差の部分を加工するときのバリ取りツール３を示す。このバリ取りツール３の使用部位は先部３Ｄであり、そのため先部使用タイプの動作プログラムをベースとする。また、ロボット２によるバリ取りツール３の進行速度はＶ２、ロボット２によるバリ取りツール３の押付力はＦ２である。この状態は、突出部Ｗ４５の突出面Ｗ４７の両端間の部分に対応するワークＷ４の稜線Ｗ４２のみ適用される。「突出部Ｗ４５の突出面Ｗ４７の両端間の部分に対応するワークＷ４の稜線Ｗ４２」は、「突出部の第２の変位量を有する突出面に対応する加工面の加工領域」の一例である。

【0088】

図２０のバリ取りツール３の使用部位である中部３Ｃの直径Ｄ２（図２参照）は、図２１のバリ取りツール３の使用部位である先部３Ｄの直径Ｄ３（図２参照）に比べて大きく（Ｄ２＞Ｄ３）、そのため、中部３Ｃの円周長さは、先部３Ｄの円周長さに比べて長い。

【0089】

また、バリ取りツール３が軸の周りを定速度で回転しているとき、図２０のバリ取りツール３の中部３Ｃが１回転する間に図２１のバリ取りツール３の先部３Ｄも１回転する。そのため、バリ取りツール３が１回転する間に中部３ＣがワークＷ４の稜線Ｗ４２と接触する長さは、先部３ＤがワークＷ４の稜線Ｗ４２と接触する長さに比べて長い。つまり、バリ取りツール３の中部３Ｃで加工する方が、先部３Ｄで加工する場合に比べて、加工量がより多い。

【0090】

そこで、プログラム作成部１６は、バリ取りツール３の中部３Ｃを使用する場合と、先部３Ｄを使用する場合とで、加工量が均一となるように、ロボット２によるバリ取りツール３の進行速度（Ｖ１、Ｖ２）又は押付力（Ｆ１、Ｆ２)を調整する。

【0091】

具体的には、例えば、バリ取りツール３の中部３Ｃを使用する場合のロボット２によるバリ取りツール３の押付力Ｆ１と、バリ取りツール３の先部３Ｄを使用する場合のロボット２によるバリ取りツール３の押付力Ｆ２とが等しい（Ｆ１＝Ｆ２)場合、プログラム作
成部１６は、バリ取りツール３の中部３Ｃを使用する場合のロボット２によるバリ取りツール３の進行速度Ｖ１を、バリ取りツール３の先部３Ｄを使用する場合のロボット２によるバリ取りツール３の進行速度Ｖ２よりも大きく（Ｖ１＞Ｖ２）する。

【0092】

また、バリ取りツール３の中部３Ｃを使用する場合のロボット２によるバリ取りツール３の進行速度Ｖ１と、バリ取りツール３の先部３Ｄを使用する場合のロボット２によるバリ取りツール３の進行速度Ｖ２とが等しい（Ｖ１＝Ｖ２）場合、プログラム作成部１６は、バリ取りツール３の中部３Ｃを使用する場合のロボット２によるバリ取りツール３の押付力Ｆ１を、バリ取りツール３の先部３Ｄを使用する場合のロボット２によるバリ取りツール３の押付力Ｆ２よりも小さく（Ｆ１＜Ｆ２）する。

【0093】

なお、図１５～図１９の実施形態では、図１４に示す第４のタイプのワークＷ４について説明した。第４のタイプのワークＷ４は、図１、図３に示す第１のタイプのワークＷ１に突出部Ｗ４５を追加したものである。しかし、図７に示す第２のタイプのワークＷ２に突出部を追加したタイプのワークについても、図１５～図１９の実施形態と同様に、様々な実施形態を考慮することが可能である。

【0094】

そのようなタイプのワークにおいて、１つのバリ取りツール３の使用部位を変更する場合の、ロボット２によるバリ取りツール３の進行速度（Ｖ１、Ｖ２）又は押付力（Ｆ１、Ｆ２)の調整に際しては、一方のバリ取りツール３の使用部位である中部３Ｃの直径Ｄ２
と、他方のバリ取りツール３の使用部位である後部３Ｂの直径Ｄ１（図２参照）との関係（Ｄ２＜Ｄ１）を用いることはいうまでもない。

【0095】

また、上記の各実施形態では、ワークのバリ取り加工について説明した。しかし、本発明は、バリ取り加工以外の任意の除去加工にも同様に適用することが可能である。除去加工は、典型的には接触による除去加工であり、例えば、切削加工、研削加工、研磨加工である。

【符号の説明】

【0096】

１ バリ取りシステム
２ ロボット
３ バリ取りツール（除去加工ツール）
４ 力覚センサ
５ ３次元視覚センサ
１０ ロボット制御装置
１１ ロボット制御部
１２ 位置情報取得部
１３ ツール情報保持部
１４ 押付力取得部
１５ 進行速度取得部
１６ プログラム作成部
２０ プログラム作成装置
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４ ワーク
Ｗ１１、Ｗ２１、Ｗ３１、Ｗ４１ 加工面
Ｗ１３、Ｗ２３、Ｗ３３、Ｗ４３ 基準面
Ｗ１４、Ｗ２４、Ｗ３４、Ｗ４４、Ｗ４６ 段差
Ｗ３５、Ｗ４５ 突出部
Ｗ３７、Ｗ４７ 突出面

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【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】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】