JP2009184055A - Robot machining device and machining system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の関節からなるロボットアームを備えて穴加工を行うロボット加工機と、当該ロボット加工機を少なくとも備えて加工を行う加工システムとに関する。 The present invention relates to a robot processing machine that includes a robot arm including a plurality of joints and performs a hole processing, and a processing system that includes at least the robot processing machine to perform processing.
穴加工を行う従来のロボット加工機としては、例えばカメラを備え、当該カメラで撮像した画像情報によって加工部位の計測結果が許容範囲内か否かに従って穴加工を行う技術の一例が開示されている(例えば特許文献1を参照)。
特許文献1のロボット加工機は穴加工を行えるものの、ワークを搬送することはできない。穴加工と搬送の両方を行うようにするには、搬送用のロボット装置を別個に備えるか、穴加工用のユニットと搬送用のユニットをロボットアームに備える必要がある。前者は、コストが嵩むだけでなく、加工中は搬送用のロボット装置を動作させることができないので待機せざるを得ず、工程に無駄な時間が生じる。後者は、ロボットアームの可搬重量に制限があり、関節数が増すにつれて可搬重量が少なくなるため、穴加工用のユニットと搬送用のユニットの双方をロボットアームに備えるのは現実的に困難である。 Although the robot processing machine of Patent Document 1 can perform hole processing, it cannot convey a workpiece. In order to perform both hole processing and conveyance, it is necessary to separately provide a robot device for conveyance, or to provide a robot arm with a unit for hole machining and a unit for conveyance. The former is not only costly, but also has to wait because the robot device for transport cannot be operated during processing, resulting in wasted time in the process. The latter has a limit on the loadable weight of the robot arm, and the loadable weight decreases as the number of joints increases. Therefore, it is practically difficult to provide both the hole processing unit and the transfer unit in the robot arm. It is.
また特許文献1のロボット加工機で行える穴加工は、加工時に生じる反力によってロボットアームが振れやすい。加工中にロボットアームが振れると穴の径や深さにムラが生じるので、精度が要求されない穴加工しか行えないという問題がある。 Further, in the hole machining that can be performed by the robot processing machine of Patent Document 1, the robot arm is likely to swing due to a reaction force generated during the machining. If the robot arm swings during processing, the diameter and depth of the holes will become uneven, and there is a problem that only holes that do not require accuracy can be processed.
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、一のロボット加工機で穴加工と搬送の両方を行えるようにすることを第1の目的とする。さらにはロボット加工機を用いて高精度の穴加工が行える加工システムを提供することを第2の目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and a first object thereof is to enable both hole drilling and conveyance with a single robot processing machine. Furthermore, it is a second object to provide a machining system that can perform highly accurate hole machining using a robot machine.
(1)課題を解決するための手段(以下では単に「解決手段」と呼ぶ。)1は、複数の関節からなるロボットアームを備え、穴加工を行うロボット加工機であって、ワークの搬送を行うハンドユニットと、主軸によって穴加工を行う加工ユニットと、前記ハンドユニットと前記加工ユニットとを交換していずれか一方のユニットを保持するユニット交換機構と、前記ユニット交換機構によって前記ハンドユニットから前記加工ユニットに交換し、穴加工を行うように制御する制御装置とを有することを要旨とする。 (1) Means for solving a problem (hereinafter, simply referred to as “solution means”) 1 is a robot processing machine that includes a robot arm composed of a plurality of joints and performs drilling, and transports a workpiece. A hand unit to perform, a processing unit to perform drilling with a spindle, a unit exchange mechanism that replaces the hand unit and the processing unit and holds one of the units, and the unit exchange mechanism from the hand unit to the The gist of the present invention is to have a control device that replaces the machining unit and controls to perform hole machining.
ユニット交換機構は、ロボットアームの先端およびユニットのうち一方または双方に備える。解決手段1によれば、搬送用のハンドユニットと加工用の加工ユニットはユニット交換機構によって交換して用いるので、ロボットアームには一方のユニットしか装着しない。可搬重量が制限されているロボットアームを有する一のロボット加工機において、非同時であるものの穴加工と搬送の両方を行うことができ、他のロボット装置を必要としない点でコストを安く抑えることができる。 The unit exchange mechanism is provided at one or both of the tip of the robot arm and the unit. According to the solution 1, since the transfer hand unit and the processing unit are used after being replaced by the unit replacement mechanism, only one unit is mounted on the robot arm. In one robot processing machine with a robot arm that has a limited load capacity, it is possible to perform both drilling and conveyance of non-simultaneous ones, and the cost is reduced because no other robot device is required. be able to.
(2)解決手段2は、解決手段1に記載したロボット加工機であって、加工ユニットは、主軸割り出し位置を記憶する記憶部を有し、制御装置は、前記記憶部に記憶された主軸割り出し位置に従って穴加工を行うように制御することを要旨とする。 (2) The solution means 2 is the robot processing machine described in the solution means 1, wherein the machining unit has a storage unit for storing the spindle index position, and the control device stores the spindle index stored in the storage unit. The gist is to perform control so as to perform drilling according to the position.
解決手段2によれば、加工ユニットには主軸割り出し位置を記憶部に記憶するので、ハンドユニットに交換した後にさらに穴加工を行う場合でも主軸の位置検出を行わずにすぐに穴加工が行える。したがって、主軸の位置検出を行わずに済む分、工程に無駄な時間が生じない。 According to the solution 2, since the spindle indexing position is stored in the storage unit in the machining unit, even when the drilling is further performed after replacing the hand unit, the drilling can be performed immediately without detecting the spindle position. Accordingly, there is no wasted time in the process because the position of the main shaft need not be detected.
(3)解決手段3は、解決手段2に記載したロボット加工機であって、加工ユニットは、前記記憶部の記憶内容を保持する電源部を有することを要旨とする。 (3) The solution means 3 is the robot processing machine described in the solution means 2, and the processing unit is summarized as having a power supply unit that holds the storage contents of the storage unit.
解決手段3によれば、ハンドユニットと加工ユニットの交換時に、電源部と記憶部との間の接続を気にする必要がなく有利である。 According to the solution 3, there is no need to worry about the connection between the power supply unit and the storage unit when exchanging the hand unit and the processing unit, which is advantageous.
(4)解決手段4は、解決手段1から3のいずれか一項に記載したロボット加工機と、他の加工機とを備え、双方の加工機を作動させて穴加工を行う加工システムであって、前記ロボット加工機がハンドユニットによって搬送を終えた後、前記他の加工機が搬送を行っている間に、前記ロボット加工機はユニット交換機構によって前記ハンドユニットから加工ユニットに交換し、前記他の加工機が搬送を終えた後、前記ロボット加工機は記憶部に記憶された主軸割り出し位置に従ってワークに穴加工を行うように制御することを要旨とする。 (4) Solution means 4 is a machining system that includes the robot processing machine described in any one of solution means 1 to 3 and another processing machine, and operates both processing machines to perform hole machining. Then, after the robot processing machine has finished transporting by the hand unit, while the other processing machine is transporting, the robot processing machine replaces the hand unit with the processing unit by a unit replacement mechanism, The gist of the invention is that after the other processing machine finishes the conveyance, the robot processing machine performs control so that the workpiece is drilled according to the spindle indexing position stored in the storage unit.
解決手段4によれば、解決手段1と同様にして搬送用のハンドユニットと加工用の加工ユニットをユニット交換機構によって交換するので、結果的に一のロボット加工機で穴加工と搬送の両方を行うことができる。また、他の加工機が搬送を行っている間にユニット交換機構で加工ユニットに交換し、搬送を終えた後にロボット加工機がワークに穴加工を行うので、工程に無駄な時間が生じない。 According to the solution means 4, since the transfer hand unit and the machining processing unit are exchanged by the unit exchange mechanism in the same manner as the solution means 1, as a result, both the hole machining and the conveyance are performed by one robot processing machine. It can be carried out. In addition, since the processing unit is replaced with a processing unit while another processing machine is transporting, and the robot processing machine performs hole processing on the workpiece after the transport is finished, no time is wasted in the process.
(5)解決手段5は、解決手段4に記載した加工システムであって、他の加工機によって搬送され、ワークの加工位置ごとに対応して設けられるとともに主軸の軸方向に沿って所定長を有するガイド部を備え、前記ワークを一時的に固定する固定ボックスを有し、ロボット加工機は加工ユニットの主軸を前記ガイド部に位置決めした後、前記ワークに穴加工を行うように制御することを要旨とする。 (5) The solution means 5 is the machining system described in the solution means 4, and is conveyed by another processing machine, provided corresponding to each machining position of the workpiece, and has a predetermined length along the axial direction of the spindle. The robot processing machine includes a guide box having a fixed box for temporarily fixing the workpiece, and the robot processing machine controls the machining unit to position a spindle of the processing unit on the guide portion and then perform hole machining on the workpiece. The gist.
解決手段5によれば、加工ユニットの主軸をガイド部に位置決めすると、何らかの要因でロボットアームが振れた場合でも主軸の動きが規制される。よって、ロボット加工機を用いて穴加工を行う場合でも高精度の穴を加工することができる。 According to the solution 5, when the spindle of the machining unit is positioned on the guide portion, the movement of the spindle is restricted even if the robot arm swings for some reason. Therefore, even when a hole is machined using a robot machine, a highly accurate hole can be machined.
(6)解決手段6は、解決手段4または5に記載した加工システムであって、他の加工機によって搬送され、ワークの加工位置ごとに対応して設けられるとともに先端側が径方向に広がるように形成されたテーパー状の係合部を備え、前記ワークを一時的に固定する固定ボックスを有し、加工ユニットは先端側が狭まるように形成されたテーパー状のクランプ部を有し、ロボット加工機は、前記係合部と前記クランプ部とを係合保持した後、ワークに穴加工を行うように制御することを要旨とする。 (6) The solution means 6 is the processing system described in the solution means 4 or 5, and is conveyed by another processing machine so as to be provided corresponding to each processing position of the workpiece, and the front end side is expanded in the radial direction. A taper-shaped engaging portion, a fixing box for temporarily fixing the workpiece, a machining unit having a taper-shaped clamp portion formed so that a tip end side thereof is narrowed; The gist is to control the workpiece to be drilled after engaging and holding the engaging portion and the clamp portion.
解決手段6によれば、係合部とクランプ部とを係合保持すると、何らかの要因でロボットアームが振れた場合でも主軸の動きが規制される。よって、ロボットアームの先端部に加工ユニットを備えて穴加工を行う場合でも、高精度の穴を加工することができる。 According to the solution 6, when the engagement portion and the clamp portion are engaged and held, even when the robot arm swings for some reason, the movement of the main shaft is restricted. Therefore, even when a drilling unit is provided with the machining unit at the tip of the robot arm, a highly accurate hole can be machined.
本発明によれば、一のロボット加工機で穴加工と搬送の両方を行うことができる。また、ロボット加工機を用いて高精度の穴加工が行える加工システムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to perform both hole drilling and conveyance with one robot processing machine. In addition, it is possible to provide a machining system that can perform high-precision hole machining using a robot machine.
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
〔ロボット加工機の構成例〕
まず、ロボット加工機の構成例について図1〜図3を参照しながら説明する。図1に表すロボット加工機10は、多関節からなるロボットアーム12や制御装置Cなどを有する。ロボットアーム12の先端部と、ハンドユニット16および加工ユニット18のそれぞれには、ハンドユニット16と加工ユニット18とを交換していずれか一方のユニットを保持するユニット交換機構14を有する。ロボットアーム12の先端部には、着脱凸部12bを備えたアーム側着脱部12aを有する(図2,図3を参照)。このアーム側着脱部12aは、後述するユニット側着脱部16b,18e(図2,図3を参照)とともにユニット交換機構14を構成する。制御装置Cの機能については後述する。
[Robot processing machine configuration example]
First, a configuration example of a robot processing machine will be described with reference to FIGS. A
図2にはハンドユニット16の構成例を表す。ハンドユニット16は、チャック16aやユニット側着脱部16b等を有する。チャック16aは、ワーク等を把持や保持等して搬送する機能を果たす。ユニット側着脱部16bには着脱凹部16cを有し、アーム側着脱部12aの着脱凸部12bと嵌まり合う。例えば着脱凸部12bが径方向に拡大することで一時的に固定し、逆に径方向に縮小することで固定を解除する。
FIG. 2 shows a configuration example of the
図3には加工ユニット18の構成例を表す。加工ユニット18は、主軸18a,ユニット側係合部18b,記憶部18c,電源部18d,ユニット側着脱部18eなどを有する。主軸18aはワーク等を加工する工具に相当し、例えばドリル,リーマ,タップ等が該当する。ユニット側係合部18bは後述する固定ボックス32のブッシュ部40と係合し、少なくとも加工時においてロボットアーム12を固定ボックス32に固定する機能を果たす(図7,図10等を参照)。なお、ユニット側係合部18bの構成例については後述する。記憶部18cは例えばSRAM等が該当し、主軸18aの割り出し位置などを記憶する。この記憶は、バッテリ等の電源部18dによって保持される。ユニット側着脱部18eは上述したユニット側着脱部16bと同等の機能を果たし、着脱凹部18fは着脱凹部16cに相当する。
FIG. 3 shows a configuration example of the
図1の制御装置Cは、ユニット交換機構14によってハンドユニット16と加工ユニット18とのいずれか一方のユニットに交換したり、加工ユニット18に交換した場合は記憶部18cに記憶された主軸割り出し位置に従って穴加工を行う等の制御を行う。
The control device C in FIG. 1 replaces the
〔加工システムの構成例〕
次に、加工システムの構成例について図4〜図7を参照しながら説明する。本例はワークに対して穴加工を行うために構成した例である。
[Example of processing system configuration]
Next, a configuration example of the processing system will be described with reference to FIGS. This example is an example configured for drilling a workpiece.
まず、図4には加工システムの構成例を表す。加工システム20は、複数台(本例は3台)の加工ロボット22,24,26、複数台(本例は2台)のロボット加工機10A,10B、ハンドユニット16A,16B、加工ユニット18A,18B、ワーク置き台28、ワーク固定台30、固定ボックス32、制御装置Cなどを有する。
First, FIG. 4 shows a configuration example of a machining system. The
加工ロボット22,24,26はそれぞれが加工機に相当し、本例では所定の加工位置で穴加工を行うように構成されている。ロボット加工機10A,10Bはそれぞれが上述したロボット加工機10に相当する。ハンドユニット16A,16Bはそれぞれが上述したハンドユニット16に相当し、使用しない場合にはユニット置き台36に置かれる。加工ユニット18A,18Bはそれぞれが上述した加工ユニット18に相当し、使用しない場合にはユニット置き台38に置かれる。ワーク置き台28には次に加工するワークWbを載せておく。ワーク固定台30にはこれから加工するワークWaを固定する。
Each of the
次に図5には、固定ボックスの構成例を表す。固定ボックス32は、ワークW(Wa,Wb)の入れ替え時にはボックス置き台34に置かれ、加工時にはワーク固定台30に固定されたワークWを上方から覆う。この固定ボックス32は底面部分が開口した構造になっており、開口部分を除いた面にはワークWの加工位置ごとに対応して複数のブッシュ部40が設けられている。なお、固定ボックス32はワークWを被せた後にワーク固定台30に固定される。制御装置Cは1台または複数台の筐体で構成され、加工ロボット22,24,26およびロボット加工機10A,10Bの作動を個別に制御する。
Next, FIG. 5 shows a configuration example of the fixed box. The fixing
ところで、穴あけ加工やタッピング加工等では、加工時に主軸18aを回転させるとスラスト方向(すなわち穴あけ方向と反対の方向)への反力が生じることが知られている。もし反力がロボットアーム12の軸許容モーメントを超えると、ロボットアーム12が振れやすくなる。ロボットアーム12が振れると加工精度が低下することから、加工精度を向上するためにロボットアーム12の振れを防止する構成(すなわちユニット側着脱部16bとブッシュ部40の構成)について以下に説明する。
By the way, in drilling, tapping and the like, it is known that when the
図6には、ユニット側係合部18bの構成例を部分断面図で表す。ユニット側係合部18bは係合部本体18iを基体として、アクチュエータ18g,ベアリング18j,回転筒体18k,クランプ部18mなどを有する。アクチュエータ18gは可動部18hを動かす。回転筒体18kは、ベアリング18jを介して係合部本体18iに取り付けられている。可動部18hと回転筒体18kとは、可動部18hの進退運動が回転筒体18kの回転運動に変換されるように連結される。クランプ部18mは回転筒体18kの端部に設けられ、テーパ面18nや凹部18p等を有する(図9〜図11を参照)。テーパ面18nは、後述するブッシュ部40の係合部40aに備えられたテーパ面40fと接触して係合することにより(図7,図11(B)を参照)、加工ユニット18(ひいてはロボットアーム12の全体)を保持する。テーパ面18nは、クランプ部18mの先端側が主軸18a側(中心側)に張り出すように形成されている。凹部18pは後述するブッシュ部40に備えられた係合部40aの個数(本例では4個)に対応して設けられ、ブッシュ部40に対して主軸18aを出し入れする際に係合部40aを通過させる。
In FIG. 6, the structural example of the unit
図7には、ブッシュ部40の構成例を表す。平面図を図7(A)に表し、当該図7(A)におけるB7−B7線断面図を図7(B)に表す。ブッシュ部40はブッシュ本体40bを基体として、係合部40a,取付部40c,ガイド穴40d,ガイド部40eなどを有する。ブッシュ本体40bの一方側(ロボットアーム12側)の端部は、クランプ部18mが通り易くするために面取りされている。複数個(本例では4個)の係合部40aは、ブッシュ本体40bの一方側の端部(またはその近傍)に設けられている。それぞれの係合部40aは、ブッシュ本体40bの先端側が広がるように形成されたテーパ面40fを有する。このテーパ面40fは、上述したテーパ面18nと接触し係合する機能を有する。取付部40cは、ネジ等の固定部材を用いてブッシュ部40を固定ボックス32に取り付けるための穴を有する。ガイド穴40dは主軸18aをガイドする貫通穴である。ガイド部40eはブッシュ本体40bの他方側(固定ボックス32側)の端部であってガイド穴40dの内側に設けられ、主軸18aよりも固い素材で形成されている。ガイド部40eは所定の長さを有し、ワークWの加工面に対する主軸18aの中心軸が直角となるように保持する役割を果たす。
FIG. 7 illustrates a configuration example of the
以上のように構成された加工システム20において、ワークWaに対して行われる穴加工の工程例について図4を参照しながら説明する。この工程例は、制御装置Cによって制御される一例である。なお、ワーク置き台28には既にワークWaが置かれており、ワーク固定台30には何も置かれてないと仮定する。
In the
(工程1)ロボット加工機10Aは、ロボットアーム12に加工ユニット18が装着されていた場合には、予めユニット交換機構14によってハンドユニット16に交換する。このハンドユニット16によって、ワーク置き台28に置いてあるワークWaをワーク固定台30に搬送して固定する。
(Step 1) When the
(工程2)ロボット加工機10Bは、ロボットアーム12に加工ユニット18が装着されていた場合には、予めユニット交換機構14によってハンドユニット16に交換する。ワークWaが固定されると、ロボット加工機10Bはボックス置き台34に置いてある固定ボックス32をワークWaを覆うように被せて固定する。この搬送および固定と並行して、ロボット加工機10Aではユニット交換機構14によってハンドユニット16を加工ユニット18に交換する。
(Step 2) When the
(工程3)ワークWaおよび固定ボックス32の双方が固定されると、加工ロボット22,24,26にそれぞれ割り当てられた加工位置についてブッシュ部40を通じて穴加工を行う。この穴加工と並行して、ロボット加工機10Aはロボットアーム12に装着された加工ユニット18の主軸18aで割り当てられた加工位置を穴加工するとともに、ロボット加工機10Bではユニット交換機構14によってハンドユニット16を加工ユニット18に交換する。
(Step 3) When both the workpiece Wa and the fixed
(工程4)加工ユニット18に交換し終えたロボット加工機10Bは、当該加工ユニット18の主軸18aで割り当てられた加工位置を穴加工する。
(Step 4) The
(工程5)全ての穴加工を終えたロボット加工機10A,10Bは、それぞれがユニット交換機構14によって加工ユニット18をハンドユニット16に交換する。ロボット加工機10Bは、固定が解除された固定ボックス32を搬送してボックス置き台34に置く。その後、ロボット加工機10Aは固定が解除されたワークWaを搬送して完成品置き場(図示せず)に置く。その後、他のワークWを加工する場合は工程1に戻って繰り返す。
(Step 5) The
ここで、上記工程4において加工ユニット18で穴加工を行う際に、ユニット側係合部18bとブッシュ部40を用いて主軸18aでワークWを加工可能な状態にするまでの手順について図8〜図12を参照しながら説明する。
Here, when the hole is drilled by the
まず、加工ユニットを移動させている状態を図8に表し、加工ユニットをブッシュ部に係合させる手順の例を図9に表す。図8と図9にそれぞれ表すように、主軸18aがガイド穴40dを通るように加工ユニット18を進行方向(図中の矢印D2方向)に移動させる。この移動中にブッシュ部40の係合部40aがクランプ部18mの凹部18pを通る。なお移動中における主軸18aは、ワークWと衝突しない位置まで退避させておくのが望ましい。
First, FIG. 8 shows a state where the machining unit is moved, and FIG. 9 shows an example of a procedure for engaging the machining unit with the bush portion. As shown in FIGS. 8 and 9, the
係合部40aが凹部18pを通った後に加工ユニット18を静止させると、図10に表すような状態になる。図10(A)には図10(B)におけるA10−A10線断面図を表し、図10(B)には図10(A)におけるB10−B10線断面図を表す。本例では、係合部40aの無い部位のブッシュ本体40bをクランプ部18mが通過し、主軸18aの先端部がガイド部40eにガイドされている。
When the
図10に表した状態のとき、アクチュエータ18gを駆動させて可動部18hを動かす。すなわち回転筒体18kとともにクランプ部18mを係合方向(図9,図10に表す矢印D4方向)に回転させ、図11に表すような状態にする。図11(A)には図11(B)におけるA11−A11線断面図を表し、図11(B)には図11(A)におけるB11−B11線断面図を表す。係合方向への回転は、クランプ部18mのテーパ面18nが係合部40aのテーパ面40fと接触するまで行う。本例では、図11(A)に表すように基線L2から基線L4までの角度θだけ回転させている。
In the state shown in FIG. 10, the
上述したようにテーパ面18nがテーパ面40fと接触した状態を図12に表す。この状態で主軸18aを回転させて加工方向(図12に表す矢印D8方向)にワークWを加工を行うと、加工中に生じた反力(図12に表す矢印D6方向の力)をブッシュ部40が吸収する。したがって、加工中に加工ユニット18が振れることがない。
As described above, the state where the tapered
なお加工後は、上述した手順とは逆の手順でクランプ部18mを解除方向(図9,図10に表す矢印D4方向と逆方向)に回転させてテーパ面の係合を解除し、加工ユニット18を退避方向(図8の矢印D2方向と逆方向)に移動させればよい。
After machining, the
上述した実施の形態によれば、以下に表す各効果を得ることができる。
(1)ユニット交換機構14は、ロボットアーム12の先端に備えたアーム側着脱部12aと、ハンドユニット16に備えたユニット側着脱部16bおよび加工ユニット18に備えたユニット側着脱部18eのうち双方に備えた(図1〜図3を参照)。搬送用のハンドユニット16と加工用の加工ユニット18はユニット交換機構14によって交換して用いるので、ロボットアーム12には一方のユニットしか装着しない。可搬重量が制限されているロボットアーム12を有する一のロボット加工機10において、非同時であるものの穴加工と搬送の両方を行うことができ、他のロボット装置を必要としない点でコストを安く抑えることができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The
(2)加工ユニット18は、主軸18aの割り出し位置を記憶部18cに記憶した(図3を参照)。ハンドユニット16に交換した後にさらに穴加工を行う場合でも、主軸18aの位置検出を行わずにすぐに穴加工が行える。したがって、主軸18aの位置検出を行わずに済む分、工程に無駄な時間が生じない。
また加工ユニット18には記憶部18cの記憶内容を保持する電源部18dを備えたので、ハンドユニット16と加工ユニット18の交換時に電源部18dと記憶部18cとの間の接続を気にする必要がなく有利である。
(2) The
Further, since the
(3)加工システム20では、搬送用のハンドユニット16と加工用の加工ユニット18をユニット交換機構14によって交換するので、結果的に一のロボット加工機10で穴加工と搬送の両方を行うことができる。また、ロボット加工機10Bが固定ボックス32の搬送を行っている間にロボット加工機10Aがユニット交換機構14で加工ユニット18に交換し(工程2)、ロボット加工機10Bの搬送を終えた後にロボット加工機10AがワークWに穴加工を行うので(工程3)、工程に無駄な時間が生じない。
(3) In the
(4)加工システム20では、加工ユニット18の主軸18aをガイド部40eに位置決めした後、ワークWに穴加工を行うように制御する構成とした(図10を参照)。主軸18aをガイド部40eに位置決めすると、何らかの要因でロボットアーム12が振れた場合でも主軸18aが径方向に対する動きが規制される。よって、ロボット加工機10を用いて穴加工を行う場合でも高精度の穴を加工することができる。
(4) The
(5)加工システム20では、係合部40aとクランプ部18mとを係合保持した後、ワークWに穴加工を行うように制御する構成とした(図8〜図12を参照)。係合部40aとクランプ部18mとを係合保持すると、何らかの要因でロボットアーム12が振れた場合でも軸方向(穴の深さ方向)及び径方向に対する主軸18aの動きが規制される。よって、ロボットアーム12の先端部に加工ユニット18を備えて穴加工を行う場合でも、高精度の穴を加工することができる。
(5) In the
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
[Other Embodiments]
Although the best mode for carrying out the present invention has been described above, the present invention is not limited to this mode. In other words, various forms can be implemented without departing from the scope of the present invention. For example, the following forms may be realized.
(1)上述した実施の形態では、ユニット交換機構14はハンドユニット16と加工ユニット18とを交換可能に構成した(図1〜図3を参照)。この形態に代えて(あるいは加えて)、他のユニットと交換可能に構成してもよい。他のユニットは任意の作業を行うユニットを適用可能であり、例えば溶接を行う溶接ユニットや、塗装を行う塗装ユニット等が該当する。したがって、搬送以外の作業と並行して加工を行うことができる。
また、ユニット交換機構14は着脱凸部12bが径方向に拡大することで着脱凹部16cと嵌まり合って固定する構成とした(図2,図3を参照)。この形態に代えて、他の着脱機構を備えることでユニットを交換可能に構成してもよい。他の着脱機構は、例えば雄ネジと雌ネジとからなる構成や、着脱凸部および着脱凹部の一方または他方を奥行き方向にテーパー状に形成した構成などが該当する。
(1) In the above-described embodiment, the
Further, the
(2)上述した実施の形態では、加工システム20はワークWに対して穴加工を行うように制御する構成とした(工程1〜5を参照)。この形態に代えて(あるいは加えて)、他の加工(例えばタップ加工,切削加工,面取り加工等)が行える工具を備えた加工ユニット18を用いて、ワークWに対して他の加工を行うように制御する構成としてもよい。この構成であっても、ロボットアーム12の振れが防止され、工具(主軸18a)の動きが規制されるので、高精度の加工を行うことができる。なお、穴加工を行う加工ロボット22,24,26以外の加工機(例えば切削加工を行う加工ロボットや、組み立てを行う組立ロボット等)を適用してもよい。
(2) In the above-described embodiment, the
(3)上述した実施の形態では、クランプ部18mのテーパ面18nと係合部40aのテーパ面40fは平滑面で構成した(図8〜図12を参照)。この形態に代えて、テーパ面18nおよびテーパ面40fの一方または双方について非平滑面で構成してもよい。非平滑面は、例えばL字状や階段状に形成したり、凹凸面に形成する。非平滑面であれば滑り抵抗が大きくなるので、反力が大きくなっても吸収することが可能になる。したがって、ロボットアーム12が振れた場合でも軸方向(穴の深さ方向)に対する主軸18aの動きをより確実に規制することができる。
(3) In the above-described embodiment, the tapered
(4)上述した実施の形態では、クランプ部18mのテーパ面18nと係合部40aのテーパ面40fは互いに並行する曲面で構成した(図8〜図12を参照)。この形態に代えて、テーパ面18nおよびテーパ面40fの一方または双方について回転方向に傾斜するテーパー状に構成してもよい。すなわちテーパ面18nとテーパ面40fを係合させるには相対的に回転させる必要があるが、少なくとも一方の面を回転方向に傾斜させることによって回転角に応じた締め付け力を与えることができる。したがって、回転角でクランプ部18mとブッシュ部40との係合力を調整することができる。
(4) In the above-described embodiment, the tapered
(5)上述した実施の形態では、加工ユニット18は記憶部18cに記憶した内容(例えば主軸18aの割り出し位置)を保持するために電源部18dを備えた(図1を参照)。言い換えれば、記憶部18cが揮発性メモリであるために電源部18dを必要とする。この形態に代えて、不揮発性メモリを記憶部18cとして適用した場合には電源部18dは不要になる。不揮発性メモリは、例えばEEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、フラッシュメモリ、FeRAM(Ferroelectric RAM)などが該当する。したがって、電源部18dが不要となってコストを安く抑えることができる。
(5) In the above-described embodiment, the
10(10A,10B) ロボット加工機
12 ロボットアーム
12a アーム側着脱部
12b 着脱凸部
14 ユニット交換機構
16(16A,16B) ハンドユニット
16a チャック
16b ユニット側着脱部
16c 着脱凹部
18(18A,18B) 加工ユニット
18a 主軸
18b ユニット側係合部
18c 記憶部
18d 電源部
18e ユニット側着脱部
18g アクチュエータ
18h 可動部
18i 嵌合部本体
18j ベアリング
18k 回転筒体
18m クランプ部
18n テーパ面
18p 凹部
20 加工システム
22,24,26 加工ロボット(加工機)
28 ワーク置き台
30 ワーク固定台
32 固定ボックス
34 ボックス置き台
36,38 ユニット置き台
40 ブッシュ部
40a 係合部
40b ブッシュ本体
40c 取付部
40d ガイド穴
40e ガイド部
40f テーパ面
C 制御装置
L2,L4 基線
W(Wa,Wb) ワーク
10 (10A, 10B)
28 Work table 30 Work table 32 Fixed
Claims (6)
ワークの搬送を行うハンドユニットと、
主軸によって穴加工を行う加工ユニットと、
前記ハンドユニットと前記加工ユニットとを交換していずれか一方のユニットを保持するユニット交換機構と、
前記ユニット交換機構によって前記ハンドユニットから前記加工ユニットに交換し、穴加工を行うように制御する制御装置とを有するロボット加工機。 A robot processing machine having a robot arm composed of a plurality of joints and performing hole processing,
A hand unit that transports workpieces;
A machining unit that drills holes with the spindle,
A unit exchanging mechanism for exchanging the hand unit and the processing unit and holding one of the units;
A robot processing machine having a control device that controls to exchange holes from the hand unit to the machining unit by the unit exchange mechanism.
加工ユニットは、主軸割り出し位置を記憶する記憶部を有し、
制御装置は、前記記憶部に記憶された主軸割り出し位置に従って穴加工を行うように制御するロボット加工機。 The robot processing machine according to claim 1,
The machining unit has a storage unit for storing the spindle index position,
The control device is a robot processing machine that controls to perform hole drilling according to a spindle indexing position stored in the storage unit.
加工ユニットは、前記記憶部の記憶内容を保持する電源部を有するロボット加工機。 The robot processing machine according to claim 2,
The processing unit is a robot processing machine having a power supply unit that holds the storage contents of the storage unit.
前記ロボット加工機がハンドユニットによって搬送を終えた後、前記他の加工機が搬送を行っている間に、前記ロボット加工機はユニット交換機構によって前記ハンドユニットから加工ユニットに交換し、
前記他の加工機が搬送を終えた後、前記ロボット加工機は記憶部に記憶された主軸割り出し位置に従ってワークに穴加工を行うように制御する加工システム。 A processing system comprising the robot processing machine according to any one of claims 1 to 3 and another processing machine, wherein both processing machines are operated to perform hole processing.
After the robot processing machine has finished transporting by the hand unit, while the other processing machine is transporting, the robot processing machine is replaced by a unit replacement mechanism from the hand unit to the processing unit,
A processing system in which the robot processing machine controls to drill a hole in the workpiece according to a spindle indexing position stored in a storage unit after the other processing machine finishes conveying.
他の加工機によって搬送され、ワークの加工位置ごとに対応して設けられるとともに主軸の軸方向に沿って所定長を有するガイド部を備え、前記ワークを一時的に固定する固定ボックスを有し、
ロボット加工機は加工ユニットの主軸を前記ガイド部に位置決めした後、前記ワークに穴加工を行うように制御する加工システム。 The processing system according to claim 4,
It is conveyed by another processing machine, and is provided corresponding to each processing position of the workpiece, and includes a guide portion having a predetermined length along the axial direction of the main shaft, and has a fixing box that temporarily fixes the workpiece,
The robot processing machine is a machining system that controls to drill a hole in the workpiece after positioning the spindle of the machining unit on the guide portion.
他の加工機によって搬送され、ワークの加工位置ごとに対応して設けられるとともに先端側が径方向に広がるように形成されたテーパー状の係合部を備え、前記ワークを一時的に固定する固定ボックスを有し、
加工ユニットは先端側が狭まるように形成されたテーパー状のクランプ部を有し、
ロボット加工機は、前記係合部と前記クランプ部とを係合保持した後、ワークに穴加工を行うように制御する加工システム。 A processing system according to claim 4 or 5, wherein
A fixing box that is transported by another processing machine and is provided corresponding to each processing position of the workpiece, and has a tapered engaging portion that is formed so that the tip end side thereof expands in the radial direction, and temporarily fixes the workpiece. Have
The processing unit has a tapered clamp portion formed so that the tip side is narrowed,
The robot processing machine is a processing system that controls to drill a workpiece after engaging and holding the engagement portion and the clamp portion.
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