工具特徴モデルに基づいたバリ取りロボットの知能化

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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。