JPH05329737A

JPH05329737A - 数値制御工作機械と一体型ロボットの段取りデータ入力方法

Info

Publication number: JPH05329737A
Application number: JP4157337A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Oiwa; 一彦大岩; Naomi Sugawara; 直巳菅原; Toru Ogawa; 透小川
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1993-12-14

Abstract

(57)【要約】［目的］数値制御工作機械用ロボットの工作物の供給・
排除のためのプログラムにおいて、工作物毎に変わる位
置データの変更を対話画面を用いることにより行う。［構成］対話画面を呼び出す。入力順次は問われない
が、爪の高さデータ４０，４１、素材長さ及びつかみ代
４５，４６，４７，４８、完成品及びつかみ代４２，４
３，４４、ワーク段数４９を順次カーソルを移動させて
各データを入力する。ロボット制御装置１９は、機械固
有データ及び可変データから自動的にロボットが工作物
を数値制御工作機械へ供給・排除するための位置データ
を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、数値制御工作機械と
一体型ロボットの段取りデータ入力方法に関する。更に
詳しくは、数値制御工作機械用ロボットの工作物の供給
・排除のためのプログラムにおいて、工作物が変わる毎
の位置データの変更のための入力方法を簡素化したもの
であり、数値制御工作機械と一体型ロボットの段取りデ
ータ入力方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】旋盤などの工作機械に工作物を自動的に
供給・排除するのにロボットが使用されている。このロ
ボットは、数値制御により制御するものなど種々のタイ
プのものが用いられているが、工作機械とロボット及び
ロボットと工作物フィーダとの間の位置データは、工作
物及び工作物チャックなどが変わる毎にそのロボットの
移動のための位置データを変更しなければならない。

【０００３】図７は、従来のこの段取り作業の手順の概
要を示すフロー図である。初品、すなわち最初の素材を
工作機械に取り付ける。ロボットハンドを工作物フィー
ダ（素材及び完成品のための供給・排除装置）方向に揺
動させる。２つのハンドを有するハンドの一方の素材ハ
ンド側で素材を把持し、加工が終了するまで待機する。
加工が終了し、ロボットハンドを工作機械のチャック側
に揺動して加工が終了した完成品を完成品ハンド側で取
り外す。ハンドを反転させて、他方のハンドである素材
ハンド側をチャックに向けて素材を取り付ける。

【０００４】加工完成品を工作物フィーダ側に戻して払
い出し動作を行う。以上の動作をすべて変更位置をサー
チしながらプログラムを修正して組む必要がある。図８
は従来の教示方式による入力の概要を示す。教示方式
は、マニュアルで移動させながら、各移動ポイントを入
力していく方式である。ロボットの動作の各ポイントを
入力し、動作を確認しながら行う。

【０００５】これらの従来方式は、いずれも入力方法が
煩雑であり、かつ入力に要する時間がかかる。また、デ
ータの変更ミスなどが多く、ロボットと工作機械との衝
突などのトラブルへつながっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上のよう
な技術的背景で発明されたものであり、以下の目的を達
成する。

【０００７】この発明の目的は、数値制御工作機械用ロ
ボットの工作物供給・排除のためのプログラムにおい
て、工作物毎に変わる位置データの変更を対話画面を用
いることにより行う数値制御工作機械と一体型ロボット
の段取りデータ入力方法を提供することにある。

【０００８】この発明の他の目的は、数値制御工作機械
用ロボットの工作物供給・排除のためのプログラムにお
いて、工作物毎に変わる位置データの変更を迅速に行う
ことができる数値制御工作機械と一体型ロボットの段取
りデータ入力方法をを提供することにある。

【０００９】この発明の更に他の目的は、数値制御工作
機械用ロボットの工作物の供給・排除のためのプログラ
ムにおいて、工作物毎に変わる位置データの変更ミスが
少ない数値制御工作機械と一体型ロボットの段取りデー
タ入力方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を達
成するために、次のような手段を採る。

【００１１】数値制御工作機械と、前記数値制御工作機
械に工作物を供給・排除するために前記数値制御工作機
械の近傍に配置された工作物フィーダと、前記数値制御
工作機械に設けられ、前記工作物を供給・排除するため
のロボットとを配置した加工システムにおいて、予め前
記ロボットと前記数値制御工作機械及び前記工作物フィ
ーダとの間の機械的配置で定まる相対位置関係である機
械固有データを入力しておき、前記工作物の素材の形状
寸法、前記工作物の完成品の形状寸法、前記工作物を把
持するチャックの形状寸法、前記工作物を前記ロボット
のハンドがつかむためのつかみ代である可変データを少
なくとも入力し、前記機械固有データ及び前記可変デー
タから自動的に前記ロボットが前記工作物を前記数値制
御工作機械へ供給・排除するための位置データを設定す
る数値制御工作機械と一体型ロボットの段取りデータ入
力方法である。

【００１２】前記機械固有データは、前記ロボット原点
から前記工作物マガジンとの間の垂直方向の高さ、水平
方向の距離、前記チャックとの距離及び前記数値制御工
作機械の工作物主軸中心からの高さであると効果的であ
る。

【００１３】更に、前記ハンドの前記工作物主軸中心か
らの高さ調整代及び前記工作物の積層段数を前記可変デ
ータに加えると良い。

【００１４】

【作用】まず、可変データ入力用の対話画面を呼び出
す。機械固有のデータはあらかじめ入力されているの
で、ユーザーは入力する必要はない。入力順次は問わな
いが、爪の形状データ、素材長さ、完成品長さ、ロボッ
トハンドによるつかみ代などを順次カーソルを移動させ
て画面を見ながら入力する。ロボット制御装置１９は、
機械固有データ及び可変データから自動的にロボットが
工作物を数値制御工作機械へ供給・排除するための位置
データを設定する。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがって
説明する。図１および図２は、数値制御工作機械１にロ
ボット２を搭載し、隣接させて工作物フィーダ３を配置
した加工システムである。数値制御工作機械１の主軸台
４には主軸が回転自在に支持され、主軸の先端には工作
物チャック５が設けられている。主軸台４の側部には、
水平案内レール６が固定されている。水平案内レール６
上には、移動台７が水平方向にサーボモータ（図示せ
ず）によりねじ駆動される。移動台７上には、クロス台
８が垂直方向にサーボモータ（図示せず）によりねじ駆
動される。

【００１６】クロス台８上には、アーム９の根元が軸線
Ａを中心に揺動自在に設けられている。この揺動角度
は、サーボモータ（図示せず）により角度制御される。
アーム９の先端には、ハンド１０が設けられている。ハ
ンド１０は、素材ハンド１０ａと完成品１０ｂの２つの
ハンドからなる。素材ハンド１０ａ、完成品ハンド１０
ｂは、それぞれ油圧シリンダにより駆動され素材及び完
成品を把持開放する。素材ハンド１０ａは素材をつかむ
ものであり、完成品ハンド１０ｂは、完成品をつかむも
のであり、Ｃ軸線を中心に１８０度サーボモータにより
駆動させて反転して両者を使いわける。

【００１７】工作物フィーダ３は、間欠的に駆動される
エンドレスチェーンに連結されたパレット１１上に工作
物Ｗを搭載するためのものである。加工が完了すると、
エンドレスチェーンを駆動し順次、次の素材を素材ハン
ド１０ａによりチャック５に装着して加工し、再び完成
品を搭載して行く。

【００１８】ロボット原点（Ｏ）は、ロボットの機械原
点である。ロボット原点（Ｏ）から主軸の中心線までの
距離をＬ₂、高さをＨ₂とする。同様に、工作物フィー
ダ３のパレット１１の中心までの距離をＬ₁、高さをＨ
₁とする。ロボット２は、これらの距離Ｌ₁，Ｌ₂、高
さＨ₁，Ｈ₂間をアーチＲを描いて工作物を供給・排除
する。

【００１９】ロボット制御装置１９図３に示すものは、ロボット制御装置１９の機能ブロッ
ク図である。ＣＰＵ２０は、このロボット制御装置全体
を統括制御するための中央処理装置である。ＣＰＵ２０
には、バス２１を介して各種入出力装置、メモリなどが
接続されている。ＣＲＴ２２は、表示手段であり、後述
するデータ入出力画面、指示画面などを表示するもので
ある。

【００２０】キーボード２３は、入力手段でありデー
タ、プログラムなどを入力するためのものである。機械
固有データメモリ２４には、ロボット２と数値制御工作
機械１、ロボット２と工作物フィーダ３との間の機械的
配置で定まる相対位置関係、すなわち機械固有データを
記憶保持するためのメモリである。現在位置メモリ２５
は、ロボット２の現在位置を常時保持記憶しているメモ
リである。したがって、ロボット２が移動すると、現在
位置メモリ２５の記憶内容は常時書換えられる。

【００２１】可変データメモリ２６は、後述する可変デ
ータを記憶保持するためのメモリである。ＲＯＭ２７
は、このロボット制御装置を制御するシステムプログラ
ムや、ロボット２を作動させるための動作プログラム及
び後述する座標を計算するためのプログラム等が記憶保
持されている。ＲＡＭ２８は、一時的にデータ、計算結
果、各種パラメータなどを記憶保持しておくためのメモ
リである。

【００２２】移動軸制御部２９は、ＣＰＵ２０からの移
動速度、移動距離、停止などの指令を受け、アンプ３０
を介してＺ軸サーボモータ３１に指令してロボット２を
移動制御するための制御部である。Ｚ軸サーボモータ３
１は、タコジェネレータ３２、パルスエンコーダ３３の
出力がアンプ３０及び移動軸制御部２９にフィードバッ
クされて、速度及び位置の制御がされる。

【００２３】ロボット２には、更にＺ軸サーボモータ３
１以外にもクロス台８をＹ軸方向に駆動するサーボモー
タ、Ａ軸線の回りで揺動させるサーボモータ、Ｃ軸線の
回りで回転させるサーボモータなどを備えている。結
局、ロボット２は直交する２軸線の直線方向に移動制御
され、かつ２軸線の回りで回転制御される。

【００２４】図４は、ロボット制御装置１９のＣＲＴ画
面における対話用画面の例である。この画面は、機械固
有のデータ設定用画面である。これは、ロボット２を数
値制御工作機械１に据付時に設定する画面である。通常
はユーザーでなくメーカー側が設定する。加工される工
作物に変更があっても変化しない画面である。ロボット
２と工作物チャック５との間の位置データを入力する。
ロボット原点から工作物チャック５の端面とのＺ軸方向
の距離データ（Ｌ₂）３０、ロボット原点（Ｏ）から数
値制御工作機械１の主軸中心との間の高さデータ
（Ｈ₂）３１の入力領域が画面上に表示される。カーソ
ル２２は、キーボード操作により順次、画面上の位置を
移動するので、各位置で画面を見ながら前記データを入
力する。

【００２５】ロボット原点（Ｏ）とパレット１１との間
のＺ軸方向の距離データ（Ｌ₁）３３及びＹ軸方向の高
さデータ（Ｈ₁）３４の入力領域も画面上に表示され
る。また、ハンド１０をイン又はアウトハンドとして使
用するときの寸法誤差データ３５を入力する。

【００２６】図５は、可変データの入力画面である。図
５の左上部位置には、工作物チャック５の爪の高さデー
タ４０，４１の入力領域が画面上に表示される。右上部
位置は、加工後の完成品長さと完成品ハンド１０ｂによ
るつかみ代のデータを入力するため入力領域である。完
成品長さデータ４３は、素材を数値制御工作機械１で加
工した後の長さである。つかみ代データ４４は、完成品
の端面から完成品ハンド１０ｂでつかむ位置までの長さ
である。高さ調整データ４２は、主軸の中心からシフト
させるための高さである。通常、完成品ハンド１０ｂの
中心線と主軸の中心線とは一致させなければならない。

【００２７】しかし、完成品の重量などでアーム９がた
わむことがあるので、このための調整用の高さである。
画面左下位置は、素材長さ及びつかみ代を入力するため
の領域である。押し付量データ４５は、素材Ｗの端面を
チャック５の爪に把持させたとき把持及び寸法誤差など
により必ずしも密着されないので素材Ｗの端面と爪の端
面とが密着するように、押し付量を設定し、この量だけ
押し付けるものである。

【００２８】長さデータ４６は、素材Ｗの長さである。
つかみ代データ４７は、素材の端面から素材ハンド１０
ａでつかむ位置までの長さである。高さ調整データ４８
は、前記した高さ調整データ４２と同様のデータであ
り、素材Ｗの重さなどで決定する。画面右下位置のワー
ク段数データ４９は、素材Ｗ又は工作物を種層してパレ
ット１１に搭載したときの段数である。なお、工作物は
段積みではなく並列にさせて並べたものでも良い。これ
らのデータは、カーソル３２を順次移動させてテンキー
（図示せず）から入力する。

【００２９】作動図６はデータ設定するときのフローを示す。図４に示す
ような機械固有データはあらかじめ入力されているの
で、ユーザーは入力する必要はない。ユーザーは、図５
に示す可変データ設定用対話画面を呼び出す。入力順次
は問われないが、爪の高さ、素材長さ及びつかみ代、完
成品長さ及びつかみ代、ワーク段数を画面を見ながら順
次カーソルを移動させて入力する。ロボット制御装置１
９は、機械固有データ及び可変データから自動的にロボ
ットが工作物を数値制御工作機械へ供給・排除するため
の位置データを設定する。

【００３０】

【その他の実施例】前記した実施例のロボット２は、数
値制御工作機械１に一体に固定したものであったが、別
離したタイプあるいは走行形ロボットでも良い。したが
って、この発明でいう数値制御工作機械と一体型ロボッ
トとは、物理的に一体に作られたことを意味しない。ハ
ンド１０は、いわゆるダブルハンドタイプであるがシン
グルタイプでも良い。

【００３１】

【発明の効果】以上詳記したように、この発明は、対話
画面にて工作物チャックのサイズ、素材及び完成品長さ
や、それらのロボットハンドのつかみ代などのデータを
入力するだけで、ロボットの制御装置が自動的に位置デ
ータを計算し設定してくれるため、ロボットの段取り作
業が簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、数値制御工作機械、一体型ロボット及
びフィーダの平面図である。

【図２】図２は、図１の右側面図である。

【図３】図３は、ロボット制御装置の概要を示す機能ブ
ロック図である。

【図４】図４は、機械固有データの対話型設定画面を示
すものである。

【図５】図５は、可変データの対話型設定画面を示すも
のである。

【図６】図６は、可変データ設定画面のデータ入力順序
の例を示すものである。

【図７】図７は、プログラム変更方式の段取り作業の例
を示す従来技術のフロー図である。

【図８】図８は、教示方式の段取り作業の例を示す従来
技術のフロー図である。

【符号の説明】

１…数値制御工作機械２…ロボット３…工作物フィーダ１９…ロボット制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】数値制御工作機械と、前記数値制御工作機械に工作物を供給・排除するために
前記数値制御工作機械の近傍に配置された工作物フィー
ダと、前記数値制御工作機械に設けられ、前記工作物を供給・
排除するためのロボットとを配置した加工システムにお
いて、予め前記ロボットと前記数値制御工作機械及び前記工作
物フィーダとの間の機械的配置で定まる相対位置関係で
ある機械固有データを入力しておき、前記工作物の素材の形状寸法、前記工作物の完成品の形
状寸法、前記工作物を把持するチャックの形状寸法、前
記工作物を前記ロボットのハンドがつかむためのつかみ
代である可変データを少なくとも入力し、前記機械固有データ及び前記可変データから自動的に前
記ロボットが前記工作物を前記数値制御工作機械へ供給
・排除するための位置データを設定することを特徴とす
る数値制御工作機械と一体型ロボットの段取りデータ入
力方法。
【請求項２】請求項１において、前記機械固有データは、前記ロボット原点から前記工作
物マガジンとの間の垂直方向の高さ、水平方向の距離、
前記チャックとの距離及び前記数値制御工作機械の工作
物主軸中心からの高さであることを特徴とする数値制御
工作機械と一体型ロボットの段取りデータ入力方法。
【請求項３】請求項１又は２において、前記ハンドの前記工作物主軸中心からの高さ調整代及び
前記工作物の積層段数を前記可変データに加えることを
特徴とする数値制御工作機械と一体型ロボットの段取り
データ入力方法。