JPH09244723A - 産業用ロボットの教示データ作成方法、産業用ロボットの教示データ作成装置、及び、産業用ロボットシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】連続した複数の曲面により構成される表面を精
度よく磨くことができる産業用ロボットの教示データ作
成方法を提供する。 【解決手段】ＣＡＭ装置１３は、ＣＡＤ装置１２から送
信された金型１７のＣＡＤデータに基づいて、指定され
た各指定曲面４２ａ〜４２ｃ上に候補パス４４ａ〜４４
ｄ，４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄを作成する。次
に、ＣＡＭ装置１３は、磨き開始面４２ａ上の候補パス
４４ａ〜４４ｄから指定されたパス４４ｂ，４４ｃと、
そのパス４４ｂ，４４ｃとつながる他の指定曲面４２
ｂ，４２ｃ上のパス４５ｂ，４５ｄ，４６ｂ，４６ｄと
から磨きパス４７ａ，４７ｂを作成する。その磨きパス
４７ａ，４７ｂに対して、指定された磨き条件に基づい
て磨きポイントを作成し、その作成した磨きポイントに
基づいて磨きロボット１５の教示点データ及びプログラ
ムを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は産業用ロボットの教
示データ作成方法、産業用ロボットの教示データ作成方
法、及び、産業用ロボットシステムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、金型の磨き工程において、その金
型の表面の加工精度が金型の品質に大きく影響するた
め、磨きロボットが用いられる。その磨きロボットは、
予め作成された磨き軌跡に沿って研磨工具が移動するよ
うに制御される。その磨き軌跡の作成は、金型の設計デ
ータであるＣＡＤデータに基づいて作成される。ＣＡＤ
データは、金型の表面を構成する複数の曲面よりなり、
それら曲面内に磨き軌跡が作成される。

【０００３】その磨き軌跡の作成には、例えば、図１０
（ａ）（ｂ）に示す方法がある。この方法では、各曲面
７１ａ〜７１ｄ毎に磨き軌跡７２ａ〜７２ｄを作成す
る。この作成された磨き軌跡７２ａ〜７２ｄに基づいて
磨きロボットが制御され、金型を研磨するようになって
いる。

【０００４】また、磨き軌跡の作成には、図１１（ａ）
〜（ｄ）に示す作成方法がある。この方法は、複数（図
１１（ａ）において４つ）の曲面７１ａ〜７１ｄを、各
面７１ａ〜７１ｄを所定間隔で分割した点列データ７３
に変換する。その変換した点列データ７３に基づいて、
図１１（ｃ）に示すように、スプライン曲面よりなる単
一の曲面７４を作成する。そして、この単一の曲面７４
内に磨き軌跡７５を作成するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各曲面
７１ａ〜７１ｄ毎に磨き軌跡７２ａ〜７２ｄを作成する
方法では、各磨き軌跡７２ａ〜７２ｄがそれぞれ独立し
ている、言い換えれば、各曲面７１ａ〜７１ｄ毎に磨き
軌跡が分断されている。そのため、各曲面７１ａ〜７１
ｄの境界での連続性、所謂面とおし等が悪く、金型の磨
き品質が低下するという問題があった。また、各曲面７
１ａ〜７１ｄ毎に磨き軌跡７２ａ〜７２ｄが作成されて
いるので、磨きロボットを制御しにくく、磨き効率を悪
くするという問題があった。

【０００６】また、単一の曲面７４内に磨き軌跡を作成
する方法では、スプライン曲面よりなる曲面７４と、元
の複数の曲面７１ａ〜７１ｄとの間に誤差を生じる。特
に、図１２に示すように、曲率の大きい稜線部において
は、実線で示す元の曲面７６と一点鎖線で示すスプライ
ン曲面７７との間に生じる誤差は大きくなる。そのた
め、磨きロボットは、生じた誤差分だけ余計にけずりこ
んだり、けずり残した部分ができてしまうので、金型の
形状を崩してしまうという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、連続した複数の曲面によ
り構成される表面を精度よく磨くことができる産業用ロ
ボットの教示データ作成方法及び教示データ作成装置を
提供することにある。また、連続した複数の曲面により
構成される表面を精度よく磨くことができる産業用ロボ
ットシステムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項１に記載の発明は、ワークに対して産業用ロ
ボットが行う作業の教示データ及びプログラムを作成す
る産業用ロボットの教示データ作成方法であって、前記
ワークの設計データに基づいて、前記ワークの曲面のデ
ータを作成し、その曲面のデータのうちから複数の曲面
を指定し、その指定した各曲面を分割した曲線よりなる
候補パスを作成し、その作成した複数のパスのうちから
作業パスを選択し、その選択した作業パスに対してその
パス上の点に基づいて作業ポイントを生成し、その作業
ポイントに基づいてロボットの軌跡の教示データ及びプ
ログラムを作成するようにしたことを要旨とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の産業用ロボットの教示データ作成方法において、前記
複数の曲面はワークの稜線部の曲面であって、前記候補
パスを稜線方向に沿って作成するようにしたことを要旨
とする。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の産業用ロボットの教示データ作成方法におい
て、前記指定された複数の曲面のうち、最初に指定され
た曲面を開始面とし、磨きパスを選択する際に、開始面
に作成された候補パスを複数選択し、その選択した候補
パスに対して、他の曲面に作成された複数の候補パスか
ら前記選択した候補パスにつながるようなパスを選択
し、それら選択した候補パスに基づいて磨きパスを作成
するようにしたことを要旨とする。

【００１１】請求項４に記載の発明は、ワークに対して
産業用ロボットが行う作業の教示データ及びプログラム
を作成する産業用ロボットの教示データ作成装置であっ
て、前記ワークの設計データに基づいて、前記ワークの
曲面のデータを作成し、その曲面のデータのうちから複
数の曲面を指定する曲面指定手段と、前記指定された複
数の曲面上に、それら曲面をそれぞれ分割する複数の候
補パスを作成する候補パス作成手段と、前記候補パス作
成手段により作成された候補パスのうち、１つの曲面に
おいて作成された複数の候補パスのうちから複数のパス
を選択し、他の曲面において作成された候補パスのうち
から前記選択した候補パスにつながるような候補パスを
選択し、それら候補パスに基づいてパスを選択するパス
選択手段と、前記パス選択手段により選択されたパスに
対して、そのパス上に複数のポイントを生成するポイン
ト生成手段と、前記ポイント生成手段により生成された
ポイントに基づいて、前記ロボットの教示データ及びプ
ログラムを作成するプログラム作成手段とを備えたこと
を要旨とする。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の産業用ロボットの教示データ作成装置において、前記
曲面指定手段は、指定された複数の曲面のうち、最初に
指定された曲面を開始面とし、前記パス選択手段は、開
始面において作成された候補パスのなかから複数のパス
を選択し、他の曲面において作成された候補パスのうち
から前記選択した候補パスにつながるような候補パスを
選択し、それら候補パスに基づいてパスを選択するよう
にしたことを要旨とする。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項４又は５
に記載の産業用ロボットの教示データ作成装置におい
て、前記候補パスを生成するための条件を入力する候補
パス生成条件入力手段と、前記ポイントを作成するため
の条件を入力する条件入力手段を備え、前記候補パス生
成手段は、それぞれ入力した条件に基づいて複数の曲面
を分割する候補パスを作成し、ポイント生成手段は入力
した条件に基づいて複数のポイントを作成するようにし
たことを要旨とする。

【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項４〜６の
うちのいずれか１項に記載の教示データ作成装置と、前
記教示データ作成装置により作成された教示データ及び
プログラムに基づいて産業用ロボットを制御するコント
ローラとを備えたことを要旨とする。

【００１５】従って、請求項１に記載の発明によれば、
ワークの設計データに基づいて、そのワークの曲面のデ
ータが作成される。その曲面のデータのうちから複数の
曲面が指定され、その指定された各曲面を分割した曲線
よりなる候補パスが作成される。その作成した複数のパ
スのうちから作業パスが選択され、その選択された作業
パスに対してそのパス上の点に基づいて作業ポイントが
生成される。そして、その作業ポイントに基づいてロボ
ットの軌跡の教示データ及びプログラムが作成される。

【００１６】請求項２に記載の発明によれば、複数の曲
面はワークの稜線部の曲面であって、候補パスが稜線方
向に沿って作成される。請求項３に記載の発明によれ
ば、指定された複数の曲面のうち、最初に指定された曲
面が開始面とされ、磨きパスが選択される際に、開始面
に作成された候補パスが複数選択され、その選択された
候補パスに対して、他の曲面に作成された複数の候補パ
スから選択された候補パスにつながるようなパスが選択
される。そして、それら選択された候補パスに基づいて
磨きパスが作成される。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、曲面指定
手段によって、ワークの設計データに基づいて、ワーク
の曲面のデータが作成され、その曲面のデータのうちか
ら複数の曲面が指定される。候補パス作成手段によっ
て、指定された複数の曲面上に、それら曲面がそれぞれ
分割される複数の候補パスが作成される。パス選択手段
によって、候補パス作成手段により作成された候補パス
のうち、１つの曲面において作成された複数の候補パス
のうちから複数のパスが選択され、他の曲面において作
成された候補パスのうちから選択された候補パスにつな
がるような候補パスが選択され、それら候補パスに基づ
いてパスが選択される。ポイント作成手段によって、パ
ス選択手段により選択されたパスに対して、そのパス上
に複数のポイントが生成され、その生成されたポイント
に基づいて、ロボットの教示データ及びプログラムが作
成される。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、曲面指定
手段によって、指定された複数の曲面のうち、最初に指
定された曲面が開始面とされる。その開始面において作
成された候補パスのなかから複数のパスが選択され、他
の曲面において作成された候補パスのうちから選択され
た候補パスにつながるような候補パスが選択され、それ
ら候補パスに基づいてパスが選択される。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、候補パス
を生成するための条件を入力する候補パス生成条件入力
手段と、ポイントを作成するための条件を入力する条件
入力手段が備えられ、候補パス生成手段は、それぞれ入
力した条件に基づいて複数の曲面を分割する候補パスが
作成され、ポイント生成手段は入力した条件に基づいて
複数のポイントが作成される。

【００２０】請求項７に記載の発明によれば、教示デー
タ作成装置とコントローラとが備えられ、教示データ作
成装置により作成された教示データ及びプログラムに基
づいて産業用ロボットが制御される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図８に従って説明する。図１は、磨きロ
ボットシステム１１の概略斜視図である。磨きロボット
システム１１は、ＣＡＤ装置１２、ＣＡＭ装置１３、コ
ントローラ１４、及び、磨きロボット１５により構成さ
れている。磨きロボット１５の側方に配置された定盤１
６上には、ワークとしての金型１７が載置され図示しな
い治具により固定されている。

【００２２】ＣＡＤ装置１２は、金型１７を設計するた
めに利用される。ＣＡＤ装置１２により作成された金型
１７の設計データとしてのＣＡＤデータは、ＣＡＭ装置
１３に送信される。ＣＡＭ装置１３は、磨きロボット１
５を駆動制御するためのプログラムを作成するために利
用され、そのプログラムは、ＣＡＤ装置１２により作成
されたＣＡＤデータに基づいて作成される。

【００２３】図４に示すように、ＣＡＤデータは、金型
１７の表面を構成するための複数の曲面４１のデータか
らなる。ＣＡＭ装置１３は、入力したＣＡＤデータに基
づいて各曲面４１を磨くための磨き軌跡を作成する。そ
の磨き軌跡に基づいて、ＣＡＭ装置１３は、磨きロボッ
ト１５の教示点データ及びプログラムを作成する。そし
て、ＣＡＭ装置１３は、作成した教示点データ及びプロ
グラムをコントローラ１４に送信する。

【００２４】コントローラ１４は、磨きロボット１５を
駆動制御するために利用される。図１に示すように、磨
きロボット１５は、ベッド２１、コラム２２、クロスレ
ール２３、アーム２４、及び、旋回軸部２５が設けられ
ている。ベッド２１は、定盤１６の側方に水平方向に延
びるように設置されている。ベッド２１にはコラム２２
がそのベッド２１に沿って水平方向に移動可能に立設さ
れている。コラム２２には、クロスレール２３がそのコ
ラム２２に沿って垂直方向に移動可能に取着されてい
る。

【００２５】クロスレール２３には、アーム２４がその
クロスレール２３に沿って水平方向に移動可能に支持さ
れている。そのアーム２４の移動方向は、コラム２２が
移動する方向と直交する方向に設定されている。従っ
て、磨きロボット１５は、ベッド２１に対して、コラム
２２、クロスレール２３、及び、アーム２４により直交
する直動３軸を構成している。

【００２６】アーム２４の先端下面には旋回軸部２５が
設けられている。旋回軸部２５は、旋回アーム２６及び
スピンドルヘッド２７により構成されている。旋回アー
ム２６は、アーム２４の先端下面に水平回動可能に支持
されている。旋回アーム２６の下端にはスピンドルヘッ
ド２７が垂直回動可能に支持されている。従って、旋回
軸部２５は、旋回アーム２６及びスピンドルヘッド２７
によって回転２軸を構成している。

【００２７】スピンドルヘッド２７には、研磨工具２８
が取着されている。研磨工具２８は、その回転軸がコン
トローラ１４が磨きロボット１５の各軸を制御すること
によって教示点において金型１７の加工面に対して垂直
になるように姿勢制御される。また、研磨工具２８は、
押し付けユニットによって所定の押圧力で金型１７の加
工面に押圧される。そして、研磨工具２８は、モータに
よって回転駆動され、金型１７の表面を磨くようになっ
ている。

【００２８】コントローラ１４は、ＣＡＭ装置１３から
受信した教示点データ及びプログラムに基づいて、磨き
ロボット１５の各軸を駆動制御し、先端に取着された研
磨工具２８の姿勢を制御しつつ、その研磨工具２８を磨
き軌跡に沿って移動させる。この研磨工具２８の移動に
よって、磨きロボット１５は、定盤１６上に固定された
金型１７の表面を磨くようになっている。

【００２９】図２は、磨きロボットシステム１１の概略
ブロック図である。磨きロボットシステム１１は、ＣＡ
Ｄ装置１２、ＣＡＭ装置１３、コントローラ１４、及
び、磨きロボット１５とから構成されている。ＣＡＤ装
置１２にはＣＡＭ装置１３が接続されている。ＣＡＤ装
置１２は、金型１７のＣＡＤデータを所定のフォーマッ
トのデータでＣＡＭ装置１３に転送する。尚、本実施の
形態では、ＣＡＤ装置１２は、一般的なＩＧＥＳ（Init
ial Graphic Exchange Specification）形式のデータを
転送するようになっている。

【００３０】ＣＡＭ装置１３は、ＣＡＤ装置１２から入
力したＣＡＤデータに基づいて、図３に示すフローチャ
ートに従って教示データ作成処理を実行し、磨きロボッ
ト１５の教示点データ及びプログラムを作成する。そし
て、ＣＡＭ装置１３は、作成した教示点データ及びプロ
グラムをコントローラ１４に転送する。

【００３１】図２に示すように、コントローラ１４に
は、第１〜第５モータ３１〜３５、及び、スピンドルモ
ータ３６が接続されている。第１〜第３モータ３１〜３
３は、直動３軸、即ち、コラム２２、クロスレール２
３、アーム２４を移動させるために用いられ、第４，第
５モータ３４，３５は、回動２軸、即ち、旋回軸部２５
を回動させるために用いられる。

【００３２】即ち、コントローラ１４は、第１モータ３
１を駆動制御してコラム２２を水平移動させ、第２モー
タ３２を駆動制御してクロスレール２３を垂直移動さ
せ、第３モータ３３を駆動制御してアーム２４を水平移
動させる。また、コントローラ１４は、第４モータ３４
を駆動制御して旋回アーム２６を水平回動させ、第５モ
ータ３５を駆動制御してスピンドルヘッド２７を垂直回
動させる。

【００３３】そして、コントローラ１４は、ＣＡＭ装置
１３から転送された教示点データ及びプログラムに基づ
いて、第１〜第５モータ３１〜３５を駆動制御してスピ
ンドルヘッド２７に取着された研磨工具２８の姿勢を制
御する。また、コントローラ１４は、スピンドルモータ
３６を駆動制御して研磨工具２８を回転させるととも
に、その研磨工具２８を教示点に沿って移動させ、金型
１７の磨き作業を行うようになっている。

【００３４】次に、図３のフローチャートに従って、Ｃ
ＡＭ装置１３の教示データ作成処理を詳述する。ＣＡＭ
装置１３には、ＩＧＥＳ形式のＣＡＤデータがＣＡＤ装
置１２から転送され、記憶されている。ＣＡＭ装置１３
は、作業者の操作に基づいて、教示データ作成処理のプ
ログラムが起動されると、ステップ（以下、単にＳとい
う）１〜Ｓ７に於ける各処理を実行し、ＣＡＤデータに
基づいて教示点データ及びプログラムを作成する。

【００３５】Ｓ１は曲面指定手段であって、先ず、ＣＡ
Ｍ装置１３は、記憶されているＣＡＤデータを基にし
て、図４に示すように、金型１７を構成する曲面４１の
データを作成する。そして、ＣＡＭ装置１３は、作成し
た曲面４１を、ディスプレイ上に表示し、磨き軌跡を作
成する対象となる曲面の指定待ちとなる。

【００３６】このディスプレイ上に表示された曲面４１
によって、作業者は、磨き軌跡を作成しようとする稜線
部の曲面４１の形状を容易に確認することができる。ま
た、作業者は、その対象となる複数の曲面４１をマウス
等のポインティングデバイスによって指定することによ
って、作成を必要とする曲面４１のみを容易に指定する
ことができる。

【００３７】例えば、図４に示すように、稜線部の複数
（図４においては３つ）の曲面４１が指定される。複数
の曲面４１が指定されると、ＣＡＭ装置１３は、指定さ
れた複数の曲面４１に対して処理を行う。尚、指定され
た３つの曲面４１を他の曲面４１と区別するために、以
降、指定された曲面４１を指定曲面４２ａ〜４２ｃとい
う。また、指定曲面４２ａ〜４２ｃのうち、最初に指定
された指定曲面４２ａを他の指定曲面４２ｂ，４２ｃと
区別する場合に、指定曲面４２ａを磨き開始面４２ａと
いう。そして、ＣＡＭ装置１３は、Ｓ１からＳ２に移
る。

【００３８】Ｓ２は候補パス生成条件入力手段であっ
て、ＣＡＭ装置１３は、各指定曲面４２ａ〜４２ｃ上に
作成する磨き軌跡の候補となる候補パスを生成するため
の条件の入力待ちとなる。この条件としては、候補パス
を作成する方向と、その候補パスを作成するための各指
定曲面４２ａ〜４２ｃの分割数とが入力される。各指定
曲面４２ａ〜４２ｃ及び曲面４１は、ＵＶ空間表現され
ており、画面上には、磨き開始面４２ａにおけるＵＶ空
間のそれぞれの方向を示す矢印４３ａ，４３ｂが表示さ
れる。

【００３９】そして、作業者は、矢印４３ａ又は矢印４
３ｂを指示することにより、「Ｕ」方向又は「Ｖ」方向
を指定する。例えば、図４において、稜線方向に沿って
磨き軌跡を作成するため、作業者は矢印４３ａを指示し
て「Ｕ」方向を指定する。ＣＡＭ装置１３は、指定され
た「Ｕ」方向を記憶する。そして、条件が入力される
と、ＣＡＭ装置１３は、Ｓ２からＳ３に移る。

【００４０】Ｓ３は候補パス作成手段であって、ＣＡＭ
装置１３は、Ｓ１にて指定された各指定曲面４２ａ〜４
２ｃ毎に、Ｓ２にて入力された条件に基づいて各指定曲
面４２ａ〜４２ｃ上に、指定された方向と直交する方向
に沿って各指定曲面４２ａ〜４２ｃを入力された分割数
に分割した曲線よりなる候補パスを作成する。そして、
ＣＡＭ装置１３は、作成した候補パスをディスプレイ上
に表示する。

【００４１】例えば、Ｓ２において、候補パスの作成の
条件として「Ｕ」方向及び分割数「５」が入力された場
合、図５に示すように、ＣＡＭ装置１３は、各指定曲面
４２ａ〜４２ｃ毎に各指定曲面４２ａ〜４２ｃを「Ｕ」
方向と直交する「Ｖ」方向に分割した１２本（各指定曲
面４２ａ〜４２ｃ毎に４本）の候補パス４４ａ〜４４
ｄ，４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄを作成し、表示す
る。候補パスの作成・表示を終了すると、ＣＡＭ装置１
３は、Ｓ３からＳ４に移る。

【００４２】Ｓ４はパス選択手段であって、ＣＡＭ装置
１３は、磨き開始面４２ａにおいて作成した候補パス４
４ａ〜４４ｄに対する指定待ちとなる。作業者は、Ｓ３
において、作成され表示された磨き開始面４２ａにおけ
る候補パス４４ａ〜４４ｄから、任意の候補パスを指定
する。この候補パスを指定することによって、作業者の
意図に則した、即ち、曲率の大きい稜線部の各指定曲面
４２ａ〜４２ｃに対応した磨き軌跡を容易に作成するこ
とができる。

【００４３】ＣＡＭ装置１３は、指定された磨き開始面
４２ａの候補パス４４ａ〜４４ｄに基づいて他の指定曲
面４２ｂ，４２ｃの候補パス４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜
４６ｄを選択して磨きパスを決定する。このとき、ＣＡ
Ｍ装置１３は、他の指定曲面４２ｂ，４２ｃの候補パス
４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄのうち、指定された候
補パス４４ａ〜４４ｄとつながるようなパスを自動的に
選択する。

【００４４】例えば、図５において磨き開始面４２ａに
おいて候補パス４４ｂ，４４ｄが指定された場合、ＣＡ
Ｍ装置１３は、指定曲面４２ｂにおいて、指定された候
補パス４４ｂ，４４ｄとつながるような候補パス４５
ｂ，４５ｄを選択する。そして、ＣＡＭ装置１３は、指
定曲面４２ｃにおいて、選択した候補パス４５ｂ，４５
ｄとつながるような候補パス４６ｂ，４６ｄを選択す
る。

【００４５】そして、図６に示すように、ＣＡＭ装置１
３は、各指定曲面４２ａ〜４２ｃにおいて選択した候補
パス４４ｂ，４５ｂ，４６ｂを１本の磨きパス４７ａと
して決定し、候補パス４４ｄ，４５ｄ，４６ｄを１本の
磨きパス４７ｂとして決定する。また、ＣＡＭ装置１３
は、決定した磨きパス４７ａ，４７ｂに対して、指定さ
れた候補パス４４ｂ，４４ｄの順番に基づいて磨きパス
４７ａ，４７ｂの順番を決定する。図５において、最初
に候補パス４４ｂが指定され、次に候補パス４４ｄが指
定された場合、最初に指定された候補パス４４ｂを含む
磨きパス４７ａを第１パス、次に指定された候補パス４
４ｄを含む磨きパス４７ｂを第２パスとする。そして、
ＣＡＭ装置１３は、磨きパス選択処理を終了すると、Ｓ
４からＳ５に移る。

【００４６】Ｓ５は、磨き条件入力手段であって、ＣＡ
Ｍ装置１３は、Ｓ４において決定した各磨きパス４７
ａ，４７ｂに対して、磨きポイントを生成するための磨
き条件の入力待ちとなる。この磨き条件は、使用する研
磨工具２８のツール径、回転数、押し付け力、送り速度
等から構成され、使用者によって入力される。そして、
磨き条件が入力されると、ＣＡＭ装置１３はＳ５からＳ
６に移る。

【００４７】Ｓ６は磨きポイント作成手段であって、Ｃ
ＡＭ装置１３は、Ｓ５において入力された磨き条件に基
づいて、図７に示すように、各磨きパス４７ａ，４７ｂ
において開始点及び終点を決定する。このとき、ＣＡＭ
装置１３は、開始点及び終点を、各磨きパス４７ａ，４
７ｂにおいて、各磨きパス４７ａ，４７ｂの端点から使
用される研磨工具２８のツール径の半分だけオフセット
した位置に設定する。また、ＣＡＭ装置１３は、第２パ
ス以降において、そのパスの１つ前のパスに対して、開
始点及び終点が逆方向になるように設定する。

【００４８】例えば、図７に示すように、ＣＡＭ装置１
３は、第１パスである磨きパス４７ａに対して、磨き開
始面４２ａにおいて開始点４８ａを決定し、指定曲面４
２ｃにおいて終点４９ａを決定する。そして、ＣＡＭ装
置１３は、第２パスである磨きパス４７ｂに対して、指
定曲面４２ｃにおいて開始点４８ｂを決定し、磨き開始
面４２ａにおいて終点４９ｂを決定する。このように開
始点４８ａ，４８ｂと終点４９ａ，４９ｂとを決定する
ことで、決定した各パスの終点と、その次のパスの開始
点とが近接した位置となり、研磨工具２８の移動距離を
短くして効率よく磨き工程を行う事ができるようにな
る。

【００４９】また、ＣＡＭ装置１３は、決定した開始点
４８ａ，４８ｂ及び終点４９ａ，４９ｂにおいて、使用
される研磨工具２８のツール径を示す工具円５０をそれ
ぞれ表示する。

【００５０】また、ＣＡＭ装置１３は、各磨きパス４７
ａ，４７ｂにおいて、開始点４８ａと終点４９ａとの
間、開始点４８ｂと終点４９ｂとの間に、それぞれ複数
の中間点５１を作成する。この中間点５１は、各磨きパ
ス４７ａ，４７ｂの曲率と、各磨きパス４７ａ，４７ｂ
上の各点における法線のふれ角度等に基づいて作成され
る。

【００５１】例えば、ＣＡＭ装置１３は、各開始点４８
ａ，４８ｂから順に各磨きパス４７ａ，４７ｂを直線補
間し、その直線と各磨きパス４７ａ，４７ｂとの誤差が
予め定めた許容値を越えない、かつ、各点の法線のふれ
角度が予め定めた許容値を越えない点を中間点５１とす
る。これら開始点４８ａ，４８ｂ、終点４９ａ，４９
ｂ、及び、中間点５１が磨きポイントとなる。そして、
ＣＡＭ装置１３は、磨きポイントを作成すると、Ｓ６か
らＳ７に移る。

【００５２】Ｓ７はプログラム作成手段であって、図８
に示すように、ＣＡＭ装置１３は、Ｓ６において作成し
た磨きポイントに基づいて、各磨きポイントを結ぶ磨き
軌跡５２に沿って研磨工具２８を移動させるための磨き
ロボット１５の教示点データ及びプログラムを作成す
る。そして、ＣＡＭ装置１３は、作成した教示点データ
及びプログラムをコントローラ１４に送信し、教示デー
タ作成処理を終了する。

【００５３】コントローラ１４は、ＣＡＭ装置１３から
送信された教示点データ及びプログラムに基づいて、第
１〜第５モータ３１〜３５を駆動制御して磨き軌跡５２
に沿って研磨工具２８を移動させるとともに、スピンド
ルモータ３６を駆動制御して研磨工具２８を回転させ、
金型１７を磨く。

【００５４】教示点データ及びプログラムの各磨きポイ
ントは、指定された複数の指定曲面４２ａ〜４２ｃのＣ
ＡＤデータに基づいて、各指定曲面４２ａ〜４２ｃ上に
形成した磨きパス４７ａ，４７ｂを直線補間した点とし
て作成される。そのため、図１０に示す従来のスプライ
ン曲面７４を作成する方法に比べて、元の指定曲面４２
ａ〜４２ｃとの誤差が少なくなる。その結果、磨きすぎ
たり、磨き残しがなくなるので、金型１７の形状を崩す
ことなく精度よく稜線部の磨きを行うことができる。ま
た、教示点データ及びプログラムは、指定された複数の
曲面４２ａ〜４２ｃの磨き軌跡５２として作成される。
そのため、従来の各曲面７１ａ〜７１ｄ毎に磨き軌跡を
作成する方法に比べて、各曲面４２ａ〜４２ｃ間の面通
しがよくなる。

【００５５】上記したように本実施の形態においては、
以下の効果を奏する。 （１）ＣＡＭ装置１３は、ＣＡＤ装置１２から送信され
た金型１７のＣＡＤデータに基づいて、指定された各指
定曲面４２ａ〜４２ｃ上に候補パス４４ａ〜４４ｄ，４
５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄを作成する。次に、ＣＡ
Ｍ装置１３は、磨き開始面４２ａ上の候補パス４４ａ〜
４４ｄから指定されたパス４４ｂ，４４ｃと、そのパス
４４ｂ，４４ｃとつながる他の指定曲面４２ｂ，４２ｃ
上のパス４５ｂ，４５ｄ，４６ｂ，４６ｄとから磨きパ
ス４７ａ，４７ｂを作成する。その磨きパス４７ａ，４
７ｂに対して、指定された磨き条件に基づいて磨きポイ
ントを作成し、その作成した磨きポイントに基づいて磨
きロボット１５の教示点データ及びプログラムを作成す
るようにした。その結果、従来のスプライン曲面７４を
作成する方法に比べて、元の曲面４２ａ〜４２ｃとの誤
差が少なくなる。その結果、磨きすぎたり、磨き残しが
なくなるので、金型１７の形状を崩すことなく精度よく
稜線部の磨きを行うことができる。

【００５６】また、教示点データ及びプログラムは、指
定された複数の曲面４２ａ〜４２ｃの磨き軌跡５２とし
て作成するため、従来の各曲面７１ａ〜７１ｄ毎に磨き
軌跡を作成する方法に比べて、各曲面４２ａ〜４２ｃ間
の面通しをよくすることができる。

【００５７】（２）ＣＡＭ装置１３は、各指定曲面４２
ａ〜４２ｃに対して、入力した候補パスの生成のための
条件に基づいて候補パス４４ａ〜４４ｄを生成し、表示
する。そして、ＣＡＭ装置１３は、表示された磨き開始
面４２ａの候補パス４４ａ〜４４ｄから指定された候補
パス４４ｂ，４４ｄとつながる他の指定曲面４２ｂ，４
２ｃの候補パス４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄを選択
し、それら選択した候補パスから磨きパスを決定するよ
うにした。その結果、指定曲面４２ａ〜４２ｃに応じた
磨きパスを決定することができるので、曲率の大きい稜
線部の各指定曲面４２ａ〜４２ｃに対応した磨き軌跡を
容易に作成することができる。

【００５８】なお、本発明は上記実施の形態の他、以下
のように実施してもよい。 （１）上記実施の形態では、Ｓ２おいて条件として入力
された分割数に基づいてＳ３にて各指定曲面４２ａ〜４
２ｃ毎に候補パス４４ａ〜４４ｄ，４５ａ〜４５ｄ，４
６ａ〜４６ｄを作成するようにしたが、指定された指定
曲面４２ａ〜４２ｃの大きさ、曲率等に基づいて分割数
を自動的に決定し、その決定した分割数に基づいて候補
パス４４ａ〜４４ｄ，４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄ
を作成するようにしてもよい。

【００５９】（２）上記実施の形態では、磨きパス４７
ａの終点４９ａと磨きパス４７ｂの開始点４８ｂとの間
を磨くように磨き軌跡５２を作成するようにしたが、図
９に示すように、曲面４１，４２ａ〜４２ｃ上ではない
点５３を設定し、磨きパス４７ａの終点４９ａから点５
３を経由して磨きパス４７ｂの開始点４８ｂとなるよう
に磨きパス５２を作成し、終点４９ａから開始点４８ｂ
の間を磨かないようにしてもよい。

【００６０】（３）上記実施の形態では、ＣＡＤ装置１
２は、ＩＧＥＳ形式のデータをＣＡＭ装置１３に転送す
るようにしたが、ＳＴＥＰ（Standard for the Exchang
e ofProduct model data ）等の他の形式のデータを転
送するようにしてもよい。

【００６１】（４）上記実施の形態では、ＣＡＭ装置１
３によって磨きロボット１５の教示点データ及びプログ
ラムを作成し、コントローラ１４によって教示点データ
及びプログラムに基づいて磨きロボット１５を駆動制御
するようにしたが、コントローラ１４において磨き軌跡
５２と教示点データ及びプログラムを作成した後、その
教示点データ及びプログラムに基づいて磨きロボット１
５を駆動制御するようにしてもよい。

【００６２】また、ＣＡＭ装置１３とコントローラ１４
を一体構成とし、ＣＡＤ装置１２から入力したＣＡＤデ
ータに基づいて、教示点データ及びプログラムを作成し
た後、その教示点データ及びプログラムに基づいて磨き
ロボット１５を駆動制御するようにしてもよい。

【００６３】（５）上記実施の形態では、曲率の大きい
稜線部の曲面４２ａ〜４２ｃを指定し、それら指定曲面
４２ａ〜４２ｃを磨く教示点データ及びプログラムを作
成する場合について説明したが、平面、曲率の小さな曲
面、又は自由曲面等を指定する場合においても同様に教
示点データ及びプログラムを作成することができ、同様
の効果を奏する。

【００６４】（６）上記実施の形態では、金型１７を磨
く磨きロボット１５の磨き軌跡５２を作成し、その磨き
軌跡５２に基づいてプログラムを作成するようにした
が、他の産業用ロボットや、マシニングセンタ等の工作
機械の軌跡及びプログラムを作成するようにしてもよ
い。

【００６５】（７）上記実施の形態では、ＣＡＤ装置１
２とＣＡＭ装置１３とを別々の構成としたが、一体とし
て構成としたシステムとして実施してもよく、金型１７
のＣＡＤデータを転送する手間を省くことが可能とな
る。

【００６６】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、上記各形態から把握できる請求項以外の技術思
想について、以下にその効果とともに記載する。 （イ）請求項４〜６に記載の産業用ロボットの教示デー
タ作成装置において、前記産業用ロボットはワーク表面
を磨くための磨きロボットであって、その磨きロボット
を制御してワーク表面を磨く磨き軌跡を作成し、その磨
き軌跡の教示データ及びプログラムを作成するようにし
た産業用ロボットの教示データ作成装置。この構成によ
れば、ワーク表面に応じた磨き軌跡の教示データ及びプ
ログラムを容易に作成可能となる。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１〜３に記載
の発明によれば、連続した複数の曲面により構成される
表面を精度よく磨くことができる産業用ロボットの教示
データ作成方法を提供することができる。

【００６８】また、請求項４〜６に記載の発明によれ
ば、連続した複数の曲面により構成される表面を精度よ
く磨くことができる産業用ロボットの教示データ作成装
置を提供することができる。

【００６９】また、請求項７に記載の発明によれば、連
続した複数の曲面により構成される表面を精度よく磨く
ことができる産業用ロボットシステムを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施の形態の磨きロボットシステムの概略
斜視図。

【図２】 一実施の形態の磨きロボットシステムのブロ
ック図。

【図３】 一実施の形態の教示データ作成処理を示すフ
ローチャート。

【図４】 教示データ作成処理における曲面を示す説明
図。

【図５】 教示データ作成処理における曲面を示す説明
図。

【図６】 教示データ作成処理における曲面を示す説明
図。

【図７】 教示データ作成処理における曲面を示す説明
図。

【図８】 教示データ作成処理における磨き軌跡を示す
説明図。

【図９】 別の磨き軌跡を示す説明図。

【図１０】 （ａ）（ｂ）は従来の教示データ作成処理
を示す説明図。

【図１１】 （ａ）〜（ｄ）は従来の教示データ作成処
理を示す説明図。

【図１２】 従来の稜線部の曲面データを示す説明図。

【符号の説明】

１７…ワークとしての金型、１３…曲面指定手段，候補
パス作成手段，パス選択手段，ポイント生成手段，プロ
グラム作成手段，候補パス生成条件入力手段及び条件入
力手段としてのＣＡＭ装置、１４…コントローラ、１５
…産業用ロボットとしての磨きロボット、４１…曲面、
４２ａ…開始面としての磨き開始面、４４ａ〜４４ｄ，
４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄ…候補パス、４７ａ，
４７ｂ…パスとしての磨きパス、４８ａ，４８ｂ…ポイ
ントとしての開始点、２９ａ，２９ｂ…ポイントとして
の終点、５１…ポイントとしての中間点

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに対して産業用ロボットが行う作
   業の教示データ及びプログラムを作成する産業用ロボッ
   トの教示データ作成方法であって、 前記ワークの設計データに基づいて、前記ワークの曲面
   のデータを作成し、その曲面のデータのうちから複数の
   曲面を指定し、その指定した各曲面を分割した曲線より
   なる候補パスを作成し、その作成した複数のパスのうち
   から作業パスを選択し、その選択した作業パスに対して
   そのパス上の点に基づいて作業ポイントを生成し、その
   作業ポイントに基づいてロボットの軌跡の教示データ及
   びプログラムを作成するようにした産業用ロボットの教
   示データ作成方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の産業用ロボットの教示
   データ作成方法において、 前記複数の曲面はワークの稜線部の曲面であって、前記
   候補パスを稜線方向に沿って作成するようにした産業用
   ロボットの教示データ作成方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の産業用ロボット
   の教示データ作成方法において、 前記指定された複数の曲面のうち、最初に指定された曲
   面を開始面とし、磨きパスを選択する際に、開始面に作
   成された候補パスを複数選択し、その選択した候補パス
   に対して、他の曲面に作成された複数の候補パスから前
   記選択した候補パスにつながるようなパスを選択し、そ
   れら選択した候補パスに基づいて磨きパスを作成するよ
   うにした産業用ロボットの教示データ作成方法。
4. 【請求項４】 ワークに対して産業用ロボットが行う作
   業の教示データ及びプログラムを作成する産業用ロボッ
   トの教示データ作成装置であって、 前記ワークの設計データに基づいて、前記ワークの曲面
   のデータを作成し、その曲面のデータのうちから複数の
   曲面を指定する曲面指定手段と、 前記指定された複数の曲面上に、それら曲面をそれぞれ
   分割する複数の候補パスを作成する候補パス作成手段
   と、 前記候補パス作成手段により作成された候補パスのう
   ち、１つの曲面において作成された複数の候補パスのう
   ちから複数のパスを選択し、他の曲面において作成され
   た候補パスのうちから前記選択した候補パスにつながる
   ような候補パスを選択し、それら候補パスに基づいてパ
   スを選択するパス選択手段と、 前記パス選択手段により選択されたパスに対して、その
   パス上に複数のポイントを生成するポイント生成手段
   と、 前記ポイント生成手段により生成されたポイントに基づ
   いて、前記ロボットの教示データ及びプログラムを作成
   するプログラム作成手段とを備えた産業用ロボットの教
   示データ作成装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の産業用ロボットの教示
   データ作成装置において、 前記曲面指定手段は、指定された複数の曲面のうち、最
   初に指定された曲面を開始面とし、 前記パス選択手段は、開始面において作成された候補パ
   スのなかから複数のパスを選択し、他の曲面において作
   成された候補パスのうちから前記選択した候補パスにつ
   ながるような候補パスを選択し、それら候補パスに基づ
   いてパスを選択するようにした産業用ロボットの教示デ
   ータ作成装置。
6. 【請求項６】 請求項４又は５に記載の産業用ロボット
   の教示データ作成装置において、 前記候補パスを生成するための条件を入力する候補パス
   生成条件入力手段と、前記ポイントを作成するための条
   件を入力する条件入力手段を備え、 前記候補パス生成手段は、それぞれ入力した条件に基づ
   いて複数の曲面を分割する候補パスを作成し、ポイント
   生成手段は入力した条件に基づいて複数のポイントを作
   成するようにした産業用ロボットの教示データ作成装
   置。
7. 【請求項７】 請求項４〜６のうちのいずれか１項に記
   載の教示データ作成装置と、 前記教示データ作成装置により作成された教示データ及
   びプログラムに基づいて産業用ロボットを制御するコン
   トローラとを備えた産業用ロボットシステム。