JPH0341505A - ティーチングプログラムの直角度修正方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ティーチングプレイバック機能を備えた加工
機械のティーチングプログラムの直角度修正方法及びそ
の装置に関する。

（従来の技術） 一般に、ロボットや各種加工機械などティーチングプロ
グラム機能を備えた機械では、いわゆる直接教示により
ロボット手先や機械工具の位置を手動操作させてティー
チングポイントを得、複数のティーチングポイントを適
宜補間することによりロボット手先や工具をプレイバッ
ク動作させるようになっている。

より詳細には、例えばレーザ加工機において、レーザビ
ームを出力する加工ヘッドのノズル位置をワーク形状に
沿って移動させ、前記ワーク形状の加工開始点、直線部
端点、曲線部中間点などの多数のティーチングポイント
を得ることにより、これら多数のティーチングポイント
をプレイバックさせるためのティーチングプログラムが
得られる。

これらティーチングプログラムの作成作業は、直線の結
合で表現できるワークに対しては比較的部１１ｉに行え
るか、曲線や高精度の位置決めを要求する部分が含まれ
る場合には相当多くの手間を要するものである。

そこで、従来より、かくして得られたティーチングプロ
グラムは、適宜の記憶装置に記憶させて保存され、同一
ワークに対しては繰り返し利用されるようになっている
。

ところで、各種機械は経年変化による歪みを除去するた
めに、その座標系を調整することがある。

例えば、直交２軸のＸＹ座標を備えた機械につき、直交
２軸に歪みが生した場合にＸ座標を基準としてＹ座標を
回転させるが如くである。

この場合、過去の直交座標にχ１して軸調整後の座標に
相違かくＬするので、前記の如くして作成されたティー
チングプログラムは使用不可となり、同一ワークに対し
ても再度ティーチングプログラムを作成し直さなければ
ならないことになる。前述の如く、このティーチングプ
ログラムの作成は、ワークの種類によっては相当多くの
手間を要するものである。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如く、従来は、定期点検などにより機械の座標系
を調整した場合には、基準座標に対して他の座標が回転
してしまうので、前に作成したティーチングプログラム
を使用できず、再度ティーチングプログラムを作成し直
さなければならなかった。

そこで、本発明は、機械座標系を調整した場合でも調整
前のティーチングプログラムをそのまま使用できるティ
ーチングプログラムの直角度修正方法及びその装置を提
供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本発明のティーチングプログラムの
直角度修正方法は、その概要を第１図（ａ）に示すよう
に、ティーチングプレイバック機能を備えた機械のティ
ーチングプログラムの直角度修正方法において、ステッ
プ１で前記機械の機械座標を調整後、ステップ２で調整
角を基弗座標に対する回転角γで設定し、ステップ３で
設定された回転角に基いて調整前の座標系で作成された
位置データを調整後の座標系に合うデータに変換する変
換プログラムを作成し、ステップ４で調整前のティーチ
ングプログラムを前記変換プログラムにて変換し、変換
されたティーチングプログラムを調整後の機械に与え動
作させることを特徴とする。

また、その装置は、その概要を第１図（ｂ）に示すよう
に、ティーチングプレイバック機能を備えた機械のティ
ーチングプログラムの直角度修正装置において、前記加
工機械の機械座標の調整角γに基いて調整前の座標系で
作成されたデータを調整後の座標系に合うデータに変換
するための変換プログラムを記憶する変換プログラム記
憶部５と、前記加工機械の機械座標調整前に作成された
ティーチングプログラムを入力するティーチングプログ
ラム入力部６と、該入力部６から入力されたティーチン
グプログラムを前記記憶部５に記憶された変換プログラ
ムにて変換する変換部７と、ａｔ換部７て変換されたテ
ィーチングプログラムを適宜前記機械のＮＣ装置８に対
して出力する変伎 換プログラム出力部９とを備えたことを特徴とすへ る。該装置は、前記加工機械のＮＣ装置８に一体的に組
み込むようにしてもよい。

（作用） 本発明のティーチングプログラムの直角度修ｉ［方法で
は、ステップ２で基準座標に対する他の座標の四転角γ
で調整角を設定し、ステップ３で作成した変換プログラ
ムに基いてステップ４で調整前のティーチングプログラ
ムを調整後の座標系に合わせるように変換する。したが
って、変換されたプログラムは調整前に作成されたティ
ーチングプログラムにて調整前の機械で動作させたもの
と実質的に同一となり、調整後の機械において所望の動
作をさせることが可能である。

また、本発明のティーチングプログラムの直角度修正装
置では、調整角に基いて予め作成された変換プログラム
により変換部７にて所要の直角度修正を行うことができ
るので、ティーチングプログラム入力部６に１凋整前の
ティーチングプログラムを入力させることにより、変換
プログラム出力部９から調整後の機械に適用できるプロ
グラムをＮＣ装置８に対して出力することができる。こ
の修正装置をＮＣ装置８に対して一体的に形成しておく
場合には、調整前のティーチングプログラムをＮＣ装置
８に対して直接的に入力できて便利である。

（実施例） 以下、本発明の実施例をティーチングプレイバック機械
を備えたレーザ加工機の例で説明する。

第２図及び第３図は、ティーチングプレイバック機能を
備えたレーザ加工機の正面図及び平面図である。

図において、加工テーブル１０の外方四隅には支柱１１
が立設され、さの上方には、加工ヘッド１２をワークＷ
に対して３次元ＸＹｚに駆動するためのＸ軸キャリッジ
１３、Ｙ軸キャリッジ１４及びこのキャリッジ１４内に
収装されたＺ軸駆動装置が設けられている。各軸ＸＹＺ
はその歪を除夫するために適宜基準座ｍ　（Ｘ）に対し
て回転させることにより調整可能となっている。

前記支柱１１の外方には、レーザ発振器１５が配置され
、この発振器１５より発振されたレーザビームは、適宜
ペンドミラーなどを介して前記加１ニヘッド１２のノズ
ル先端からワークＷに対して出力されるようになってい
る。

また、前記レーザ発振器１５の側面には機械制御のため
のＮＣ装置８が配置され、強電盤１６を介して機械本体
側の各種アクチュエータ類やセンサ類と接続されている
。

さて、ここで、経年変化により、機械の各軸ＸＹＺに歪
が生じ軸調整が行われるとする。各軸ＸＹＺの歪は、例
えば第４図に示すように、荊記加Ｌヘッド１２のノズル
位置にダイヤルゲージ１７を接続し、このダイヤルゲー
ジ１７を加圧テーブル１０上に置かれた直角ゲージ１８
の直交２辺の反数点に当て、？りられたポイントデータ
から直角度を求めることにより知ることができる。

そこで、定期的に直角度を検査したところ、第・−）図
（ａ）に示すように、検出結果がｘｙであり、Ｘ座標を
基鵡として軸Ｙがｙで＋γたけ歪んでいたとし、第５図
（ｂ）に示すようにこの角γだけの軸調整を行ったとす
る。

すると、図（ａ）に示す各点Ａ、Ｂ、・・・Ｆは図（ｂ
）においてはこれにダッシュ（゛）符号を付けて示した
Ａ−、Ｂ−・・・Ｆ′に相当するので、間接教本の場合
のプログラムは正規の動作に戻るが、直接教示によるテ
ィーチングプログラムは正規のワーク形状ＷＩから別の
ワーク形状Ｗ２に歪んでしまうことになる。

そこで、本例では、軸調整後でも第５図（ａ）に示すよ
うな本来の形状ＷＩを得ることができるよう、機械の軸
構成に応じてティーチングプログラムの直角度を修正す
る。

第６図に前記レーザ加工機の軸配置の詳細図を示した。

図示のように、本例のレーザ加ＩＬ機では、機械原点に
χ１し、プログラムの都合上任意の原点（補ＩＬ原点）
ｘｏ、ｙｏを設定可能となっている。

また、座標値ＸＥ、ｙＥに対し、光軸の部会上この軸２
の回りに半径Ｒ１で回転するよう加工ヘッド１２を設け
ている。Ｒ１は定数である。以ド、この回転軸をＡ軸と
呼び回転角をαで示す。さらに、加工ヘッド１２は、ヘ
ッド中心点に対し゛１″−径Ｐ２で垂平面内て回転自作
とされている。Ｒ２は定数である。以下、この回転軸を
Ｂ軸と呼び回転角をβで示す。

上記の関係において、Ｘ座標を基準としてＹ座標に回転
角γを与えた場合の例を示すと、旧座漂（ｘ、ｙ）でテ
ィーチングしたポイントは、新座標にて（ｘ、ｙ）であ
る。

したがって、Ｒ，、Ｒ２、γを与えて、１１１プログラ
ムを新プログラムに変換するには、修ｉＥ量をΔＸ、Δ
ｙとして、 （Ｘ＋　Ｌ　！＋　Ｌβ）＝　　（Ｘ、　　Ｙ、　　Ｚ
、　　ａ、　　β）　　　−１ｌ）とすればよい。

まず、 であり、Δｘ−Ｘ Ｘ１Δｙ−ｙ−ｙであるの で、 Δ　Ｘ　　−− （ｙ・十ＦＥ ） ｎγ＋Ｃ （１−ｃｏＳｙ） −Ｒ。

０３ （ａ［＋７） 十Ｒ１ ｏｓＢ ２ ・　Ｓ　１ｎ βＥ （αＥ ＋　γ　） ＋Ｒ２ ・　Ｓｏｌ βＥ αＥ ・・・・・・（４） Δｙ　− （Ｎ　＋ｙｃ ） （ｃｏｓγ １） ５１０丁 （σ［十１） ＋Ｒ １１１Ｅ −［ｉＩ・　ｓｉｎβ（・　ｃｏｓ　　（ｉＥ＋７）Ｒ
１−ｓｆβ［−ＣＯｌ［ ・・・・・・（５） と求まる。

以上により、上記変換式（１）により、第５図（ａ）に
示す形状Ｗ１のティーチングプログラムを変換し、第５
図（ａ）に示す座標系ＸＹに与えることにより、正規の
形状Ｗ１を加工することができる。

この変換プログラムは紬調整時の調整角γに基いて作成
し、第１図（ｂ）に示すように、記憶部５に記憶させて
おくことにより、各種ワークについてのティーチングプ
ログラムを適宜変換して使用することができ、同一ワー
クについてティーチングプログラムを作成し直す必要が
ない。また、変換部７をＮＣ装置８と一体化しておけば
、作業に応じて適時変換を行うことができる。

−度変換されたティーチングプログラムは軸調整後の座
標系に合ったものとなるので、この変換されたプログラ
ムは、以後変換することなく、動作プログラムとして使
用できる。

上記実施例では２次元変換例を示したか、゛３次元以上
の次元であっても同様である。また、本例では、第６図
に示す軸構成例を示したが、式（１）以Ｆに示す変換式
は、軸構成内容に応して適宜作成することができるので
ある。

本発明は、上記実施例に比定されるしのではなく、適宜
の設計的変更を行うことにより、適宜の態様て丈寵し得
るものである。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明は特許請求の範囲に記載の通りのテ
ィーチングプログラムの直角度修正方法及びその装置で
あるので、ＮＣ機械の軸調整後であっても軸調整前のテ
ィーチングプログラムをそのまま使うことができ、各ワ
ークについてティーチングプログラムを新たに作成する
手間を省くことができ、大幅な省力化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明のティーチングプログラムの直角
度修正方法の概要を示すフローチャート、第１図（ｂ）
はその装置の概要を示すブロック図、第２図はティーチ
ングプレイバック機能を備えたレーザ加工機の一例を示
す正面図、第３図はその平面図、第４図は上記レーザ加
工機の加工ヘッドの先端にダイヤルゲージを取付けた例
を示す加工ヘッドの拡大斜視図、第５図は軸の調整前後
の座標を示す説明図、第６図は上記レーザ加工機の軸構
成を示す斜視図、第７図は上記レーザ加工機の直角度修
正方式を示す説明図である。 ５・・・変換プログラム記憶部 ６・・・ティーチングプログラム入力部７・・・変換部 ８・・・ＮＣ装置 佼 ９・・・変換後プログラム出力部 γ・・・調整角（回転角）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ティーチングプレイバック機能を備えた機械のテ
   ィーチングプログラムの直角度修正方法において、前記
   機械の機械座標を調整後、調整角を基準座標に対する回
   転角で設定し、設定された回転角に基いて調整前の座標
   系で作成された位置データを調整後の座標系に合うデー
   タに変換する変換プログラムを作成し、調整前のティー
   チングプログラムを前記変換プログラムにて変換し、変
   換されたティーチングプログラムを調整後の機械に与え
   動作させることを特徴とするティーチングプログラムの
   直角度修正方法。
2. （２）ティーチングプレイバック機能を備えた機械のテ
   ィーチングプログラムの直角度修正装置において、前記
   加工機械の機械座標の調整角に基いて調整前の座標系で
   作成されたデータを調整後の座標系に合うデータに変換
   するための変換プログラムを記憶する変換プログラム記
   憶部と、前記加工機械の機械座標調整前に作成されたテ
   ィーチングプログラムを入力するティーチングプログラ
   ム入力部と、該入力部から入力されたティーチングプロ
   グラムを前記記憶部に記憶された変換プログラムにて変
   換する変換部と、該変換部で変換されたティーチングプ
   ログラムを適宜前記機械のＮＣ装置に対して出力する変
   換後プログラム出力部とを備えたことを特徴とするティ
   ーチングプログラムの直角度修正装置。
3. （３）請求項２に記載のティーチングプログラムの直角
   度修正装置において、該装置は、前記加工機械のＮＣ装
   置に一体的に組み込まれることを特徴とするティーチン
   グプログラムの直角度修正装置。