JP6653777B1 - 自動研磨システム - Google Patents
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Abstract
Description
研磨機と作業ロボットと制御装置とを備え、
前記研磨機は、前記作業ロボットの可動アームの先端部に取り付けられ、
前記制御装置は、物品の研磨対象面の位置情報に基づいて前記作業ロボット及び前記研磨機を制御することで、前記作業ロボットの動作により前記研磨機を前記研磨対象面に沿って移動させながら、前記研磨機を前記研磨対象面に対して研磨作用させる自動研磨システムであって、
範囲確定マーカーと三次元撮像機と測距センサーとを備え、
前記研磨対象面の範囲を確定する状態で前記物品に付された前記範囲確定マーカーが写る前記物品の画像が、前記三次元撮像機により撮像され、
前記測距センサーは、前記可動アームの先端部又は前記研磨機に装備されて、前記研磨対象面との間の距離を測定し、
前記制御装置は、前記画像の画像データに基づいて前記範囲確定マーカーの位置を判定することで、前記研磨対象面の前記位置情報を作成し、
前記制御装置は、作成した前記研磨対象面の位置情報に基づいて前記作業ロボットを制御することで、前記作業ロボットの動作により前記研磨機を非研磨作用状態で前記研磨対象面に沿わせて走査移動させるとともに、その走査移動に伴い前記測距センサーの測定情報と前記研磨対象面の位置情報とに基づいて、前記研磨対象面における複数の補助点夫々の位置情報を生成し、
更に、前記制御装置は、生成した前記補助点の位置情報と前記研磨対象面の位置情報とに基づいて、前記研磨対象面に沿って前記研磨対象面の全面にわたり前記研磨機を研磨作用状態で移動させる研磨移動経路を設定し、
そして、前記制御装置は、設定した前記研磨移動経路に基づいて前記作業ロボット及び前記研磨機の動作を制御することで、前記研磨機を前記研磨対象面に対して研磨作用させながら、前記作業ロボットの動作により、前記研磨機を前記研磨対象面上で前記研磨移動経路に沿って移動させる点にある。
具体的には、制御装置は、作成した研磨対象面の位置情報に基づいて作業ロボットを制御することで、作業ロボットの動作により研磨機を非研磨作用状態で研磨対象面に沿わせて走査移動させるとともに、その走査移動に伴い測距センサーの測定情報と研磨対象面の位置情報とに基づいて、研磨対象面における複数の補助点夫々の位置情報を生成し、
更に、制御装置は、生成した補助点の位置情報と研磨対象面の位置情報とに基づいて、研磨対象面に沿って研磨対象面の全面にわたり研磨機を研磨作用状態で移動させる研磨移動経路を設定する。
そして、制御装置は、設定した研磨移動経路に基づいて作業ロボット及び研磨機の動作を制御することで、研磨機を研磨対象面に対して研磨作用させながら、作業ロボットの動作により、研磨機を研磨対象面上で研磨移動経路に沿って移動させる。
本発明の第2特徴構成は、第1特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記制御装置は、前記補助点の位置情報と前記研磨対象面の位置情報とに基づいて前記研磨移動経路を設定するのに、
前記補助点の位置情報と前記研磨対象面の位置情報とに基づいて前記研磨対象面における複数の内部補助点夫々の位置情報を演算し、
演算した前記内部補助点の位置情報と、前記補助点の位置情報と、前記研磨対象面の位置情報とに基づいて前記研磨移動経路を設定する点にある。
つまり、この構成では、三次元撮像機による撮像で得た画像データから研磨対象面の位置情報を作成するとともに、測距センサーの測定情報と研磨対象面の位置情報とに基づき研磨対象面における複数の補助点夫々の位置情報を作成し、更に、作成した補助点の位置情報と研磨対象面の位置情報とに基づき研磨対象面における複数の内部補助点夫々の位置情報を演算し、そして、それら作成した研磨対象面の位置情報と、作成した補助点の位置情報と、演算した内部補助点の位置情報とに基づいて、作業ロボット及び研磨機を動作させるから、物品のCADデータを入手する必要はない。
自走車両と昇降装置とを備え、
前記昇降装置は前記自走車両に搭載されて、前記作業ロボットは前記昇降装置の昇降台に設置され、
前記制御装置は、前記研磨対象面の前記位置情報に基づいて前記自走車両及び前記昇降装置の動作を制御することで、前記作業ロボットを前記研磨対象面に対する適切作業位置に移動させる点にある。
前記画像として、前記物品に付された前記範囲確定マーカーと、前記自走車両又は前記作業ロボットとが写る二者画像が、前記三次元撮像機により撮像され、
前記制御装置は、前記二者画像の画像データに基づいて、前記研磨対象面の位置情報として、前記研磨対象面と前記作業ロボットとの相対的な位置関係を示す相対位置情報を生成する、点にある。
前記制御装置は、前記研磨機を前記研磨移動経路に沿って移動させる過程では、前記測距センサーが連続的に出力する計測情報に基づいて前記作業ロボットの動作を制御することで、前記距離を一定距離に保つ状態で、前記研磨機を前記研磨対象面に沿って移動させる、点にある。
追従伸縮装置を備え、
前記追従伸縮装置は、前記研磨機の研磨作用端が前記研磨対象面から受ける反力に応じて、前記研磨作用端が前記研磨対象面に対する垂直方向に追従変位することを許す状態で、前記研磨作用端を保持する、点にある。
追従首振り装置を備え、
前記追従首振り装置は、前記研磨機の研磨作用端が前記研磨対象面から受ける反力に応じて、前記研磨作用端が前記研磨対象面に対する垂直姿勢に追従首振り変化することを許す状態で、前記研磨対象端を保持する、点にある。
なお、範囲確定マーカー14の貼り付け作業にあたっては、航空機1の機体外表面上における作業ロボット7の可動範囲をレーダーポインターなどにより航空機1の機体外表面投射するようにして、範囲確定マーカー14の貼り付け作業を支援するようにしてもよい。
なお、本例において作業機2には、複数の原点マーカー15が作業機2の各所に分散配置された状態で付設され、これにより、制御装置3は、前記二者画像Gの画像データDgを解析することで、4個の範囲確定マーカー14の相互の位置関係から研磨対象面Sの姿勢を判定するのと同様に、複数の原点マーカー15の相互の位置関係から作業機2の向きを判定する。
なお、本例では、測距センサー16の計測情報に基づいて作業ロボット7の動作制御を補正するのに、具体的には、前記相対位置情報Js、並びに、補助点17及び内部補助点18夫々の位置情報を測距センサー16の計測情報に基づいて補正するようにしている。
また、作業機2に集塵機を搭載して、研磨作業で発生する粉塵を搭載集塵機により捕集するようにしてもよい。
次に本発明の別実施形態を列記する。
また、作業機2に原点マーカー15を付設する場合、その付設箇所は、自走車両5、昇降装置8、作業ロボット7など、作業機2におけるいずれの箇所に原点マーカー15を付設してもよい。
7 作業ロボット
3 制御装置
7a 可動アーム
1 航空機(物品)
S 研磨対象面
Js 相対位置情報(位置情報)
14 範囲確定マーカー
4 三次元撮像機
G 二者画像(画像)
Dg 画像データ
5 自走車両
6 昇降装置
6a 昇降台
16 測距センサー
8b 研磨ローター(研磨作用端)
12 空気圧シリンダ(追従伸縮装置)
13 揺動構造(追従首振り装置)
Claims (7)
- 研磨機と作業ロボットと制御装置とを備え、
前記研磨機は、前記作業ロボットの可動アームの先端部に取り付けられ、
前記制御装置は、物品の研磨対象面の位置情報に基づいて前記作業ロボット及び前記研磨機を制御することで、前記作業ロボットの動作により前記研磨機を前記研磨対象面に沿って移動させながら、前記研磨機を前記研磨対象面に対して研磨作用させる自動研磨システムであって、
範囲確定マーカーと三次元撮像機と測距センサーとを備え、
前記研磨対象面の範囲を確定する状態で前記物品に付された前記範囲確定マーカーが写る前記物品の画像が、前記三次元撮像機により撮像され、
前記測距センサーは、前記可動アームの先端部又は前記研磨機に装備されて、前記研磨対象面との間の距離を測定し、
前記制御装置は、前記画像の画像データに基づいて前記範囲確定マーカーの位置を判定することで、前記研磨対象面の前記位置情報を作成し、
前記制御装置は、作成した前記研磨対象面の位置情報に基づいて前記作業ロボットを制御することで、前記作業ロボットの動作により前記研磨機を非研磨作用状態で前記研磨対象面に沿わせて走査移動させるとともに、その走査移動に伴い前記測距センサーの測定情報と前記研磨対象面の位置情報とに基づいて、前記研磨対象面における複数の補助点夫々の位置情報を生成し、
更に、前記制御装置は、生成した前記補助点の位置情報と前記研磨対象面の位置情報とに基づいて、前記研磨対象面に沿って前記研磨対象面の全面にわたり前記研磨機を研磨作用状態で移動させる研磨移動経路を設定し、
そして、前記制御装置は、設定した前記研磨移動経路に基づいて前記作業ロボット及び前記研磨機の動作を制御することで、前記研磨機を前記研磨対象面に対して研磨作用させながら、前記作業ロボットの動作により、前記研磨機を前記研磨対象面上で前記研磨移動経路に沿って移動させる自動研磨システム。 - 前記制御装置は、前記補助点の位置情報と前記研磨対象面の位置情報とに基づいて前記研磨移動経路を設定するのに、
前記補助点の位置情報と前記研磨対象面の位置情報とに基づいて前記研磨対象面における複数の内部補助点夫々の位置情報を演算し、
演算した前記内部補助点の位置情報と、前記補助点の位置情報と、前記研磨対象面の位置情報とに基づいて前記研磨移動経路を設定する、請求項1に記載の自動研磨システム。 - 自走車両と昇降装置とを備え、
前記昇降装置は前記自走車両に搭載されて、前記作業ロボットは前記昇降装置の昇降台に設置され、
前記制御装置は、前記研磨対象面の前記位置情報に基づいて前記自走車両及び前記昇降装置の動作を制御することで、前記作業ロボットを前記研磨対象面に対する適切作業位置に移動させる、請求項1又は2記載の自動研磨システム。 - 前記画像として、前記物品に付された前記範囲確定マーカーと、前記自走車両又は前記作業ロボットとが写る二者画像が、前記三次元撮像機により撮像され、
前記制御装置は、前記二者画像の画像データに基づいて、前記研磨対象面の位置情報として、前記研磨対象面と前記作業ロボットとの相対的な位置関係を示す相対位置情報を生成する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の自動研磨システム。 - 前記制御装置は、前記研磨機を前記研磨移動経路に沿って移動させる過程では、前記前記測距センサーが連続的に出力する計測情報に基づいて前記作業ロボットの動作を制御することで、前記距離を一定距離に保つ状態で、前記研磨機を前記研磨対象面に沿って移動させる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の自動研磨システム。
- 追従伸縮装置を備え、
前記追従伸縮装置は、前記研磨機の研磨作用端が前記研磨対象面から受ける反力に応じて、前記研磨作用端が前記研磨対象面に対する垂直方向に追従変位することを許す状態で、前記研磨作用端を保持する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の自動研磨システム。 - 追従首振り装置を備え、
前記追従首振り装置は、前記研磨機の研磨作用端が前記研磨対象面から受ける反力に応じて、前記研磨作用端が前記研磨対象面に対する垂直姿勢に追従首振り変化することを許す状態で、前記研磨対象端を保持する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の自動研磨システム。
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