工具特徴モデルに基づいたバリ取りロボットの知能化

基于刀具特征模型的智能去毛刺机器人

基本信息

批准号：
09750135
负责人：
浅川直紀
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kanazawa University (1998)The University of Electro-Communications (1997)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750135/
关键词：
ロボット CAD CAM バリ取り

项目摘要

鋳物工場におけるバリ取り作業は、粉塵・騒音・振動を伴う典型的な3K作業で、慢性的な労働者不足や作業者の高齢化といった問題を抱えており、自動化への要求は高い。バリの形状は様々で、単純な構造の専用機だけでは対処しきれず、バリ取り作業の自動化に産業用ロボットが適用されてきた。しかし、実際のロボットの動作は、工作物やバリの位置をロボットに対して人間が教示するティーチングプレイバック方式と呼ばれるものがほとんどで、バリの位置、形状の認識からロボット動作プログラムの生成までを自動的に行うシステムの研究は少ない。一方、現在は生産の統合化が進み、製品をCAD/CAMシステムによって生産することが一般的になっており、製品の多くは設計時のCADデータを利用することが容易な状況になりつつある。バリ取り作業についても、製品のCADデータを利用することにより、その形状入力に関する手順の省力化を見込むことができる。本研究はまず、自由曲面上に生成した湯口の部分が残ってできる突起状のバリの除去を対象としたシステムの開発を行った。このシステムは画像データとCADデータを併用して、工作物の位置とバリ形状の認識を自動的に行い、ティーチングを行うことなくバリ取り経路を自動生成することができる。実験により、開発したシステムによる自由曲面上のバリ取り作業を行い、製品形状に忠実である良好な面を得ることができた。次に、手作業により処理されることの多い、円筒面に加工された穴のエッジに対してのバリ取りを試みた。工具としては電動モータに超硬バーをとりつけて用いた。その際、上記の特徴に加え、ロボットの姿勢を考慮したロボットの動作プログラムを生成し、指定した面取り量をによるバリ取りを行うことができた。

铸造厂的去毛刺作业是典型的3K作业，涉及粉尘、噪音、振动，且存在长期用工荒、劳动力老龄化等问题，对自动化的需求较高。毛刺的形状多种多样，无法仅使用简单的专用机器来处理，因此工业机器人已被用于自动化去毛刺工作。然而，在大多数实际的机器人操作中，采用的是示教回放方法，其中人类向机器人示教工件和毛刺的位置，而自动执行此操作的系统的研究很少。另一方面，随着生产日益一体化，使用 CAD/CAM 系统生产产品已变得越来越普遍，并且在设计许多产品时使用 CAD 数据也变得越来越容易。对于去毛刺作业，通过使用产品的 CAD 数据，可以节省输入形状的步骤。在这项研究中，我们首先开发了一种系统，用于去除自由形状表面上残留的浇道部件形成的突出毛刺。该系统利用图像数据和CAD数据自动识别工件的位置和毛刺的形状，无需示教即可自动生成去毛刺路径。通过实验，我们使用开发的系统对自由曲面进行了去毛刺工作，并能够获得忠实于产品形状的良好表面。接下来，我们尝试对圆柱形表面上钻孔的边缘进行去毛刺，这通常是手动完成的。所使用的工具是连接到电动机上的硬质合金棒。当时，除了上述功能之外，我们还能够生成考虑机器人姿势并以指定倒角量进行去毛刺的机器人操作程序。