JPS58155183A - フレキシブルロ−ダ装置及びその使用方法 - 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】 本発＠は工作機械における被加工物及び／又は工具等の
搬送物を工作機械のチャック、テーブル及び／又は刃物
台等に供給及び搬出するための工作機械組込形のフレキ
シブルローダ装置及びその使用方法の改良に関するもの
である。

工作機械への素材の供給及び工作物の搬出を自動化して
連続的な加工作１１１を行なえるようにするために近年
一般の搬送用ロボットが使用され始めているが、先に本
出願人が提案した！＄１１陥ｔ４−ｉ１２！！２号会報
では、作業性がよく安全性が高く、然も必要床−積を増
加させないフレキシブルローダ装置並びにこのフレキシ
ブルるＩ！用方法をすることをｍ案している０本発明は
、更にこれを改良して多Ｓ＊の搬送物の重量差に対応し
たフレキシブルローダの変位修正量を与えて正確な位置
決めを行うことであ）、又搬送物貯蔵手段と装着手段と
の間で搬送・交換或いは組立てられる多種類の装着形式
及び重量を異にする夫々の搬送物に対して％−−装置の
記憶エリアに記憶されたｔＩＩ紀偏着形式Ｊ６運を含む
搬送物テーブルにもとづいて、鉤紀フレ牛シブルローダ
装置の搬送物の搬送・交換或いは組立動作を選択するも
のである。

ＭＯ＠盤において１重さの異なる工具又は被加工物等の
搬送物の搬送・交換或いは組立を行なう時にはフレキシ
ブルローダに動作指令として、例えば輪作ナンバーｆＮ
Ｉ令する。Ｃの指令＆１．一般的に目王妃搬送物の重量
によ）異なった動作す／バーとなるが、本Ｑ　＠　’１
？　ｋ’Ｘこれを同一の動作ナンバーとし％　ＸＯＨ錬
のプログラマの与、・える指令を簡単にし、かつＮｏ旋
盤又はフレキシブルローダのオペレータが与えるフレキ
シブルローダのティーチ２グを簡単にすることのできる
ものである。

め 又、無人導伝時に生じる交換工具を予〃籍定できない状
態における工具の自動交換を、無人監視機能等の制御装
置が監視判断して自動的に行なう場合に、フレキシブル
ローダの動作ナンバを交換する工具に対応して与えるこ
とによ〉。

無人運転時における工具の自動交換を可能とできるもの
である。

１＃、以下の実總儒では搬送物として工具についてｌ！
明するが、勿論他の重量搬送物例えば駆動装置等の組立
物の搬送・組立にも用いられるものである。又、本発明
の目的は、１１０旋盤における自動工具交換システムと
して搬送用ロボットを用いて工具交換を行う場合に工具
の重量差に対応したロボット把持鄭の変位修正量ｆＩＩ
１１１装置内で自動発生させ段＊ｂを容易にするととも
ＶＣ１ｌｌｌｌＩＩ御装置内に記憶せる輪作プログシム
を簡略化するものである。又、本発明の他の目的は、ロ
ボットを用いることにより工具交換動作の順序の変更が
容易とな夛、これによ〕旋削用固定工具（バイト等）と
穴あけ、フッイス削用回転工具（ドリル、プライスカッ
タ等）とを併用する複合工作機械のようにクランプ形式
の異る工具の自動交換装置を実現可能にするものである
。

次に１本発明を図面に示す夷總例に基づいて説明する。

第１Ａ＠１４２７し午シブルローダ（以下ロボ°ットと
いう）の−作態様における一状態を概略的に示した清面
ＩＩ　ｍ　＠　／　）　ＩＩ　ｋｌ　１：ロボットの斜
構図で、第１Ａ図はロボツ）／に把持される交換用工具
コの中心位置Ｊ１を刃物台Ｊの工具取付中心位置Ｊ＆の
高さと一歇する嫌に位置ぎめする状態を示し、ＩＩ／）
Ｉｌｌは工具を把持していない状態に怠けるロボット４
１−優の制御軸及び制御方向を夫々示してお）ｂ　ｉは
ロボット、／ａはロボットアーム、／ｋｌはロボットハ
ンド％　１０はロボツ計爪、／１はロボットボディ％　
ｌ・は手菫である。

一般にロボット／は工作機械に比して剛性が小さく、従
って把持する交換用１臭１の重量ＷによシロボットＴ−
五ｌ亀、ロボットハンドｔｂの図示する塵標軸となす角
度−ｘ、＃、４次のＩＩＫ変化する。即ち。

今、角度変位Δ−！、＾＃ｙ（縦軸）と把持工具重量Ｗ
（横軸）の関係を第二図のｓｉｇｔで示すと。

角度変位Δ＃ｘ、Δ−１と把持工具重量１とが比例関係
にあることが分る。ｌ＃、この比例関係は。

ロボットのアーム／ａの長さ等の機構によ）固有のもの
である。

そこで、予め刃物台Ｊの工具取付中心位置Ｊａ６ｃ＠着
して使用するすべての工具重量Ｗと変位（Δ＃Ｘ及びΔ
＃ｙ）との開襟を求めて詔會。

第６図で後述する制御装置内の工具重量記憶エリアｔＯ
Ｂ内に下記第１表のようなマガジンナンバー、工＾重量
Ｗ、ティーチングした基準工具ナンバーの＃ｌ（工臭テ
ーブル）を用意すればどの工具であってもティーチング
による補正量を自動的に修正することが可能となる。

ｆｓ１表 同様に工具マガジン位置でも工具重量Ｗと変位（Δ＃Ｉ
太及びΔ＃ν）との関係を求めておけば。

工具を戻す場合の工具マガジン位置におけるロボット変
位量を修正することがで会る。工具重量差による補正量
の修正は次式によ〉行う。

但し！、、！、は重量差によシ修正した補正量、Ｘ、ｔ
、Ｙ□は基準工具の補正量、 ”ａｔは基準工具の重量。

Ｗ　４１０ボツトが把持している工具重量、次に、第Ｊ
ムａｉ１．ｗｔｓｙｓ図は、プログラム原点つま９０ボ
ツトスタ一ト位置（下記ロボットプログラム例における
Ｖ＠Ｗ、　Ｘ、ｘ＠Ｚ＠　）　　におけるロボットｌ及
びツールホルダーｊ＆、ツールマガジン参亀の配置関係
を夫々示す個面図、正面図で、第１図同４１１はロボッ
ト、Ｉ＆はロボットアーム、ｔｂｋｌロボットハ／ド、
ｚｏ６ｊロボット爪、／鑞はロボットボディ、／・は手
菫％Ｊ　ｋｌ刃物台、＄１４２ツールマガジ／、ｊ＆は
ツールホルダである＊１４ｓプログラム例におけるロボ
ットの指令移動量はｌパルス当〉としである。

第参図は旋盤用工具のアＩＪ　（１１１１結合の例を示
し。

ロボット爪１０でツールマガジン参ａにある旋削用固定
工Ａｈａを一２方向に抜Ｉｋ出してロボットアーム１１
を−Ｘ方向に揺動１せるとともに手１１１・を＋７ＴＪ
向にＩｉ［＋Ｌ、かつロボットノ）ンドｔｂを＋ｗ７３
向に９０”囲動し、その後口ボッ）／を＋Ｖ方向に下降
させてツールホルダｊｕｌ（アリ溝結合を行わせる。工
具６１による加工が終了すると桝びツールホルダＳ＆よ
）−ｖ７３向に上昇させて固定工具６＆を抜き出し。

ロボットアーム７６．手１１１・及びロボット１ｂをそ
れぞれ鋳述と反対方向に揺動及び回動させ、その後口ボ
ッ）／を千２方向に移動させてツールマガジ／φａＫｍ
Ｋ着する。

藁ｊｌｆｉ４１穴あけ用回転工具のシャンク鄭における
テーパ結合の例で、ツールホルダｙ＊ｂより穴あけ用回
転工具４ｂをロボット爪ＩＯで把持して−Ｖ力方向上昇
１せ、ロボットアーム１１を一！方向に揺動するととも
に手貫ｌ・を＋Ｙ方向に回動し、かつロボツＦノλンド
１ｂｆ−Ｗ７３向１１Ｃ９００回論し、その後口ボッ）
Ｉを４−ｚ７ｊ向に移動してツールホルダｔｂ６ｃ固定
させる、工具Ａｂによる加工が終了すると、再びロボッ
ト爪／６で工具６ｂを把持して一２方向に抜き出し、ロ
ボットアーム１１１手″＃Ｉ・及びロボットハンド／１
１を前述と反対方向に揺動及び回動させ、その後ロボッ
トｌを＋マ方向に下降してツールマガジン亭−に収納す
る＊１４ｓ重量の異なる工＾ごとに、＃紀修正式によっ
て求められた補正量を修正して行なわれる機械的動作、
すなわち動作パターンは、各工具に対応する工具テーブ
ルによって選択される。そして。

この選択された動作バター／に基づくロボットの機械的
動作は、ｖｋ述する纂６図の回路構成をもつロボットの
制御装置によ〉、ロボットアームｌ＆のＸ方向の揺動用
サーボモータコ１１手１１１・の１方向の一動用す−ボ
モータＪＪ％ロボツ）／の２方向の移動用サーボモータ
ＪＪ。

ロボットハンド／１）のＷ方向の回動用サーボモータコ
ダ及びロボツ）／のマ方向の上下動用サーボモータコＳ
を夫南歇示によ）記憶された所定量駆動制御することに
よ〉行われる。

制御装置のブロック図である０図に詔いて、γは教示用
操作盤でマイクロコンピュータｔの中央処理装置ｏＰａ
　Ｋ　ＩＩ絖される。このマイクロコンピュータｔ　ｏ
　ｏｒσＫ　４１　ＲＯＭ　ｙ及び玖＊ｍｔｏカ接続し
てあシ、このうちＩｔＯＭ　９は動作プログラム記憶エ
リア！ムを備え、　ｌＡＭｚｏ　は゛動作記憶工りＴ１
０ムと工具重量配憶エリアｉｏｎを備えている。マイク
ロコンピュータｔからの動作指令はサーボアンプ／　／
　ｓ’　／嶋／Ｊ、／ＩＩ　及びＩ！に伝えられ、Ｃｔ
ＬＫよって前述のようにサーボモータＪ／、！！、コＪ
、Ｊ亭及び１ｊをそれぞれ駆動する。また、サーボアン
プ／／、／Ｊ、／Ｊ。

ｌ参及びｉＨｃはサーボモータＪ／　　ＪＪ　　ＪＪ　
　Ｊｌｌ及びＪｊにそれぞれ設けられたパルス発生器／
番、ｉｔ、ｉｔ、ｔｖ　　及びＪｏからフィードバック
信号が与え・うれる、こ−でＲＯＭ　ｔはフレ牛シブル
ローダを制御するマイクロコンピュータｌの制御プログ
ラムを紀憶してお）、ｃのｊｌＯＭ　ｔのエリアデムは
フレ牛シブルローダの動作プログラムを記憶している。

これらプログラムをマイクロコンピユー３りｔが読んで
フレ午シブルローダに対する動作指令を作ｐ出している
。

ＲＡＭｌ０　ｋ１マイクロコンピュータｌがデータ処理
をする際にデータ内容を変え、動作順序を紀憶し動作指
令を作〉出しｃｔＬを記憶し訂正するために使用される
。

このＲＡＭ／７　　のうち、４１に動作配憶エリアｌＯ
ムについて説明すると動作記憶エリアツムに記憶された
フレ牛シブルローダの動作のうちプログラム例に示すＨ
ｌｉ、Ｉｓ等のテーチング指令番号に対応して、オペレ
ータが与えたテーチング動作を記憶するのが動作記憶エ
リア１０ムである。従って、裏際のフレ牛シブルローダ
の動作の時には、動作プログラム記憶エリアｔムの内容
に従って動作がおこなわれ、その動作が。

■番号については、動作記憶エリア１０ムのＨ番号に従
って記憶された動作内容が実行される。

又、エリアＩＯＢは、工具重量記憶エリアで予め教示操
作盤７よシ第１表のようなマガジンナンバと工具重量と
が対応づけられて記憶されてお９．工具重量の羞により
動作記憶エリア１０ムに記憶された内容を修正する。か
くてマイクロコンピュータｌからの動作指令がサーボア
ンプ／／、／Ｊ、／Ｊ、／事及び／１で適宜増幅されて
からサーボモータＪ／、コＪ、ＪＪ、Ｊｌｌ　　及びＪ
ｊに夫々与えられ、これによりフレ牛シブルローダ即ち
ロボツ）／の％部を所定量駆動させる。

又、第２表はクランプ型式の異なる工具の交換を１つの
交換装置で行なわせるための工具テーブルで、第１表の
工具テーブルに替えて。

ＲｈＭｔｏ　（７）エリアｌ０ＢＫ記憶しておくことに
よ）、クランプ型式の異なる工４８１１えた複合加工機
の自動１兵交換に用いる。また、クランプ飄式が異なる
ために工具装着動作順序の異なるロボットの機械的動作
、すなわち動作パターンは、各工具テーブルに応じて選
択される。

第２表 以下、ロボットの動作プログラム例をあげ。

第１＋図のようなアリ壽のクランプ形式の工＾と第３図
のようなテーパのクランプ形式の工具との場合における
動作例を示す、つまり、アリ婢の場合にはツールホルダ
ｊａｆｌｌはｖ軸＋、ツールマガジン参ａｉｌｌでは２
軸を夫々移動する様に指令し、テーパの場合に＋はツー
、ルホルダｚｂ饋では２軸を、ツールマガジン参ｂ＠で
は７輪を夫々移動する様に指令し夫々工具の着脱を行う
、伺アリ＃ｌＩは旋削工具用のクランプ減大として有効
で、テーパは回転工具用のクラノブ臘式として適する。

以上が■ボット動作プルグラム例であるが、従来重量に
よる補正を行わなければ、プログラムナンバ、ティーチ
ング量記憶ナンバ（Ｈｌｌ等）を変更したプログラムを
工具本数分だけ用意しなければならない上、各工具に対
し夫々ティーチングをする必要があるが、本発明のよう
に重量による補正を行なえばこれ等のプログラム作成上
の煩雑さは一切不要である。

第７図は動作教示のための７０−チャートを示す。この
フローチャートの教示モードについては特開＠ｚ４−ｉ
ｚａｚｓＪ号ｏ＠ｔＢｏｙａ−チャートの場合と全く同
じであるので説明を省略するが、自動運転の時は先ずエ
リア１０ムのＨｌｌ　Ｋ記憶されている指令量をエリア
１ｏＢｙｃ記憶している工具重量を使用して式（２）に
従って修正し、次に所定の順序に従い各動作を興行し、
Ｈｌｌの指令を完了する。

以上のように本発明では予め入力されてｉる各工具の重
量の表からロボットアーム０変位量Δθ、Δθアを求め
補正量を自動決定することにょシ一本の工具についての
みティーチングをすることによｐ重量差のめる全ての工
具に対して補正量が決定され段取りが容易になる。又、
ロボットの動作順序を工具のり２ンプ型式に応じてティ
ーチングすることにより、クラノブ臘式の異なる工具の
自動交換を１つのロボットで行なうことができる。又、
ロボット制御装置内に記憶エリアを設けておくので動作
プログラムを各工具毎に用意する必ｌ！はなくなる。

【図面の簡単な説明】

Ｉｓｌム図はロボッ）／の爪／Ｃと刃物台３の関係を示
す側聞図、ＪＩ／　Ｂ図は仝斜視図、ＪＩＪ図は把持工
具重量Ｗと内縦変化の関係を示す線図、菖３Ａ図、菖Ｊ
Ｂ図はプログラム原点におけるｐボッ）／及びツールホ
ルダｊａ、ツールマガジン亭ａの配置関係を示す側面図
、正面図、第参図はロボットによ〕旋削用工具をアリ酵
結合する例、第３図はｉ′ポットにょタ回転加工用工具
をテーパ結合する例を夫々示す概略図、菖６図は本発明
に係る制御装置のブロック線図、第７図はフローチャー
ト例を示す。図で／ｉｔロボット、／＆はロボットアー
ム、／１）はロボットハンド、ｌｏはロボット爪、コは
交換用工人３は刃物台、４１ａ　、　ｌ　ｂ　ｕ　マガ
ジン、ｊａ、ｊｔｌはツールホルダ、４％、４ｂは固定
、回転工具、りは操作盤、ｌはマイクルコンピュータ、
ｔはＲＯＭ。 デＡｒｉ動作プログラム記憶エリア、ＩＯはＲＡＭ。 １０ムは動作記憶エリア、１０Ｂは工具重量記憶エリア
、／／−／ｊｒｉサーホアンプ、／４〜Ｊ０はパルス発
生曇、コ／　−Ｊ　ｊはサーボ篭−り。 特許出願人　　池貝鉄工株式会社 第２園 杷特工具重量Ｗ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）　フレキシブルローダ装置を用いた搬送物の自動交
   換或いは自動組立システムにおいて。 搬送物とこれに対応したフレキシブルローダの動作とを
   指定するテーブルを′記憶するメモリーをそなえ、搬送
   物Ｋｍつて＃１紀フレ牛シブルローダの動作パターンを
   自動的に選択できることを轡黴とするフレキシブルロー
   ダ装置の使用する方法。 ２）　フレキシブルローダの制御俟置内の記憶エリアに
   動作記憶エリＴと搬送物重量記憶エリアとを備え搬送−
   重量の差に上）動作記憶エリアに記憶される鋺起フレキ
   シブルローダの動作プロダクツ内審を修正することを特
   徴とする特許請求の範１１１Ｅ／項記載のフレキシブル
   ローダ装置を使用する方法。 Ｊ）　フレキシブルローダ装置を用いる搬送物の自動交
   換或い番１自動艦立システムにおいて。 搬送物貯蔵手段と搬送物装着手段との閾で搬送交換或い
   は縄文もれる多１１類の装着形式及び重量を有する夫々
   の搬送−に対しフレキシブルローダの制御偏置内の記憶
   エリアに記憶１れた鋳＃ｅ＊＊形式及び重量を含む搬送
   物テーブルに基づいて錬紀フレ牛シブルローダの搬送・
   交換威いｔＪｉｌ立動作を選択するとともに錬紀搬過物
   俵着手段に所定の搬送物を装着するに先立って蟲鋏搬送
   物重量に基づ＜ｍ記フレ牛シブルローダの位置決め誤差
   の修正を行うことを轡黴とするフレ牛シブＡ／ローダ装
   置。 参）　フレキシブルローダの輪作を制御するマイクロス
   ／ヒユー１１と、Ｃのマイクロコンピュータ「にｍａす
   れｗＡ定動作指令を与える１１０Ｍ９並びに動作修正指
   令を入出力するＲＡＭ７７　を有する記憶エリアにおい
   て、鋳記ＲＯＭ９ではローダ装置の動作プロダラムを記
   憶するエリＴＶ五を書み、＃１紀辰ムＭ１０には前記エ
   リｙｔｉＫ記憶１れた鋳記フレ午シブルローダの動作を
   変更する内容を記憶する工ＩＪ　７　ｔ　Ｏムと動作記
   憶畜れた工９７／＃ムに記憶された内容を搬送物重量の
   差によ）修正する搬送物重量配憶エリアｔｏｙｓを含む
   ことを特徴とする特許請求の範１１１１Ｊ項紀載のフレ
   キシブルローダ装置。