精加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可减少无用的去除飞边动作，并可防止被加工工件切削过量的精加工装置。相对于被加工工件的飞边去除表面，用力的控制来按压加工刀具，然后仿形该表面、求出表面形状的位置数据。再有，相对于该位置数据修正由机器人的挠曲所产生的误差。将所得位置数据与从ＣＡＤ得到的飞边去除表面形状的目标形状比较。求出表面形状的法线方向的偏差。根据偏差的起始位置和终止位置及该偏差的尺寸来求出飞边的发生起始位置和终止位置、及其高度。做成并执行由连接飞边的终止位置和起始位置的路径及去除飞边的切削路径构成的加工程序。由于求出了飞边位置并移动到该飞边位置以去除其飞边，所以可高效率地进行去除飞边。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用机器人来去除机械零件等的被加工工件表面上的飞边的精加工装置。
技术介绍
去除机械产品等的被加工工件上的飞边的方法有公知的使用机器人来自动去除飞边的方法。在将被加工工件固定到规定位置的状态下，将去除飞边用的加工刀具安装于机器人上。然后，使用了利用由弹簧或气压的机械浮动机构或利用软件的压力控制将该加工刀具以规定压力压在被加工工件的切除飞边表面上并使切飞边面移动以去除飞边的方法。此外，还采用了在将去除飞边用加工刀具固定于规定位置的状态下，用机器人把持被加工工件，并用规定压力将被加工工件压在去除飞边用加工刀具上，同时移动被加工工件以从被加工工件去除飞边的方法。被加工工件上所产生的飞边的尺寸不是一定的，且在每个被加工工件个体上其飞边的产生位置及尺寸也各不相同。在飞边尺寸比较大的情况下，仅通过一次去除飞边用切削动作并不能除尽此类飞边。这时，必须改变去除飞边的深度(进刀量)并进行多次切削动作。以往，在被加工工件上产生较大的飞边的前提下，将进行数次去除飞边动作。在此类情况下，即使对只产生较小飞边的被加工工件也要执行数次去除飞边动作，其结果是进行了无用的动作。而且，在去除飞边动作中，由于在用规定压力将刀具压向被加工工件的同时进行切削，所以即使是对不需切削的部分刀具也在切削动作中被压在被加工工件上。因此，被加工工件上出现切削过量部分的情况时有发生。
技术实现思路
于是，本专利技术的目的是提供可减少无用的去除飞边动作，并可防止被加工工件切削过量的精加工装置。本专利技术第一方案是一种精加工装置，由安装有加工刀具的机器人对配置于该机器人的外部的被加工工件进行精加工，使得该被加工工件的形状接近于目标形状，配备有测量作用于所述加工刀具和被加工工件之间的力的力测量单元；使用该力测量单元，在将所述加工刀具用一定的力按压在被加工工件上的同时，仿形该被加工工件的表面的仿形控制单元；从所述仿形控制单元的仿形执行中的所述加工刀具的位置·姿势计算该加工刀具和被加工工件的接触位置并记录该计算结果，由此获得所述被加工工件的表面形状的表面形状获得单元；将由该表面形状获得单元所获得的被加工工件的表面形状和所述目标形状进行比较的比较单元；以及根据该比较单元的比较结果，在控制加工刀具的位置的同时进行加工，使得所述被加工工件接近于所述目标形状的加工单元。本专利技术第二方案与第一方案相反，其为由机器人把持被加工工件并将其按压在设于该机器人外部的加工刀具上然后使之移动来进行精加工以使该加工工件的形状接近于目标形状的精加工装置，其它则与本专利技术第一实施方式相同。就本专利技术第三方案而言，所述加工单元根据所述比较单元的比较结果，按照所述仿形控制单元所得到的仿形路径，求出所述被加工工件的初期表面形状和目标形状的差异所存在的飞边的起始位置和终止位置以及飞边高度，所述加工刀具从飞边的终止位置移动到下一个飞边的起始位置，根据飞边的高度和设定切削深度求出用于从飞边的起始位置移动到飞边的终止位置的去除飞边的切削移动图案，根据该切削移动图案做成并执行去除飞边的加工程序。此外，本专利技术第四方案为上述力测量单元是安装于上述机器人上的力传感器，且在上述仿形控制执行中，通过使用该力传感器来进行力的控制，使加工刀具和被加工工件在确实接触的同时进行动作。第五方案为在上述仿形控制中，由上述力传感器检测出按压方向的力，并根据由该检测出的按压方向的力推定的上述机器人的挠曲量，来修正加工刀具和被加工工件的上述接触位置并记录。再有，第六方案为将上述加工刀具按压到位置预先已知的物体上并记录该接触位置，并在使用加工刀具一段时间后将加工刀具按压于同一物体上并记录该接触位置，然后将开始使用时的接触位置同使用一段时间后的接触位置比较以求出加工刀具的磨损量，再根据该求出的磨损量来修正加工刀具的长度，求出加工刀具相对于被加工工件的上述接触位置。在本专利技术中，通过求出飞边位置并进行加工以除去该飞边位置，可高效率地进行精加工。本专利技术的这些及其他目的、特征、优点将通过结合附图对其示范性实施方式进行详细描述而变得更加清楚。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的概要图。图2是同一实施方式的精加工处理的流程图。图3是用于切除飞边的切削次数的求法和切除方法的说明图。图4是本专利技术的一个实施方式的方框图。符号说明1机器人主体，2机器人的控制装置，3力传感器，4加工刀具，5被加工工件，6飞边具体实施方式下面将参照附图来说明本专利技术的一个实施方式。图1是本专利技术的一个实施方式的概要图。在该实施方式中，机械零件等被加工工件5被固定于工作台(图中未示出)的规定位置上，机器人主体1的臂前端上通过力传感器3而安装有加工刀具4。本专利技术的精加工装置用该加工刀具4来去除被加工工件5上的飞边6。此外，在图1中，标记2是机器人的控制装置，且通过该控制装置2来控制和运转机器人主体1。再有，加工刀具4的切削刀刃是旋转形式的，该加工刀具4的驱动控制也通过该控制装置2来进行。力传感器3检测加工中及仿形下述被加工工件5的表面形状时的加工刀具4的按压力。但是，也可从机器人各轴的马达的电流值来推定加工刀具4的按压力来取代该力传感器3。再有，也可以在将加工刀具4固定于机器人1以外的规定位置，且用机器人主体1来把持被加工工件5的状态下，用规定压力来将被加工工件5按压于加工刀具4上，并移动被加工工件5。在进行去除被加工工件5的飞边6的精加工时，在将被加工工件5安装于工作台的规定位置，且将加工刀具4安装于机器人臂前端的状态下，通过使控制装置2执行图2所示精加工处理来开始精加工。再有，如作为本专利技术的一个实施方式的方框图的图4所示，被加工工件5的目标形状(通过精加工可得的最终形状)23可从CAD数据预先求得并存储于机器人的控制装置2中。此外，对被加工工件5的飞边去除表面进行仿形的移动路径(移动路线)也从目标形状23的CAD数据预先作出并进行示教。还有，在说明图2所示流程图时，适宜参照图4的方框图。首先，检测被加工工件5的位置(步骤S1)。该被加工工件5的位置检测，用规定位置上配置的视觉传感器的摄像机来拍摄被加工工件5，并由该已拍摄的图像求出被加工工件5的位置和用于被加工工件5的基准位置之间的偏差，这样，可求出被加工工件5的位置姿势。再有，也可在机器人主体1上安装视觉传感器的摄像机，并使该摄像机定位于规定位置上，且用该摄像机拍摄被加工工件5。其次，在使加工刀具4的旋转停止的非切削状态下，使用力的控制以将加工刀具4用规定的力按压于被加工工件5的飞边去除表面上，并由控制装置2的仿形控制单元21来仿形被加工工件5的飞边去除表面。在用规定的力将加工刀具4按压于飞边去除表面上时，力传感器3的检测值被提供给仿形控制单元21。通过仿形控制单元21的仿形控制，可得到飞边去除表面的位置数据(步骤S2)。使用步骤S1中求得的被加工工件5的位置与作为基准的被加工工件5的位置之间的偏差来修正所示教的仿形的移动路径(移动路线)，并将沿已修正的仿形的移动路径来仿形飞边去除表面。再有，在没有将仿形的移动路径与目标形状23的CAD数据一同设定存储的情况下，对于被加工工件5的飞边去除表面，也可通过示教形成仿形的移动路径的示教点来设定该仿形的移动路径，并根据已设定的仿形的移动路径来进行仿形动作。该仿形动作是在使加工刀具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精加工装置，由安装有加工刀具（４）的机器人（１）对配置于该机器人（１）的外部的被加工工件（５）进行精加工，使得该被加工工件（５）的形状接近于目标形状，其特征在于，该精加工装置配备有：测量作用于所述加工刀具（４）和被加工工件（５） 之间的力的力测量单元（３）；使用该力测量单元（３），在将所述加工刀具（４）用一定的力按压在被加工工件（５）上的同时，仿形该被加工工件（５）的表面的仿形控制单元（２１）；从所述仿形控制单元（２１）的仿形执行中的所述加工刀具（４）的位置.姿势计算该加工刀具（４）和被加工工件（５）的接触位置并记录该计算结果，由此获得所述被加工工件（５）的表面形状的表面形状获得单元（２２）；将由该表面形状获得单元（２２）所获得的被加工工件（５）的表面形状和所述目标形状进行比较的比较单元（２４）；以及根据该比较单元（２４）的比较结果，在控制加工刀具（４）的位置的同时进行加工，使得所述被加工工件（５）接近于所述目标形状的加工单元（２５）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伴一训，佐藤贵之，畑中心，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]