JP2014046369A - 検出システム及び素材取り装置並びに検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】素材取り検出機能を実行する検出システム及び素材取り装置並びにその方法を提供する。
【解決手段】素材取りを確認する検出システムＳである。そして、ロボットハンド７に距離センサ８を装備し、素材取りを行った後に、素材４ａを保持したままロボットハンド７を移動し、ロボットハンド７と共に所定位置に移動した距離センサ８が、次の素材４ｂまでの距離を測定することにより、１枚取りが実行されたか否かを確認する。
【選択図】 図１

Description

本発明は検出システム及び素材取り装置並びに検出方法に関し、特に所定の枚数取りの検出機能を実行する検出システム及びこの検出機能を備えた素材取り装置並びに検出方法に関するものである。

従来、ロボットによる素材の供給システムにおいて、鉄板のように油分が付着している素材の場合、複数の素材が張り付いた状態で素材を把持し、次工程に素材を供給してしまう場合がある。

例えば、ロボットによる曲げシステムで、ロボット自身が素材を搬入し、曲げ工程まで行う場合、複数の素材が張り付いた状態で曲げを実行すると、プレスブレーキの加圧が設定時以上にかかってしまい、最悪は、金型が破損したりする。

これを防ぐため、１枚取り検出装置を利用し、現在把持している素材が本当に１枚であるのかの確認を行っている。

例えば、図６に示すように１枚取り検出装置ＫＳの検出部Ｋが把持した素材が素材Ｗａの１枚だけであるか否かを検出している。

特許文献１を参照。

特開平6-8098

図７を参照する。ロボットハンドＲＢの動作途中で付着していた素材Ｗａが積載位置（素材Ｗｂの上）に落ちる場合がある。また、素材Ｗａを取ってからの1枚取り検出装置ＫＳ（図６参照）までの移動量が多いため、１枚取り検出動作が、加工タクトに影響を与えるという問題がある。

素材Ｗａは、本来セットしなければならない位置に落ちた場合は問題ないが、ほとんどが、ずれた位置に落ちる。図７では、ロボットハンドＲＢから落下した素材Ｗａは、積載されている素材Ｗｂに対しずれている。

一方、ロボットは、付着した素材Ｗａが落下したことを把握する手段がなく、この場合、ロボットがこの落ちた素材Ｗａを吸着した時に正規の位置とは異なる位置を吸着してしまい、次工程が曲げ工程の場合、そのずれ量が大きいと、位置決めエラーが発生し、処理を続けることが出来ないという問題がある。

本発明は、ロボットによる素材搬入において、積載された素材を１枚だけ搬入しているかを確実に判断することを可能にすることを目的とする。さらに、1枚取り検出装置における動作時間を短縮することにより、加工タクトを短縮させることを目的とする。

本発明は上述の問題を解決するためのものであり、請求項１に係る発明は、素材取りを検出する検出システムにおいて、
ロボットハンドと前記ロボットハンドに装備した距離センサとを備え、
前記ロボットハンドは、素材取りを行うと共に前記素材を保持したまま移動するものであり、前記ロボットハンドと共に所定位置に移動した前記距離センサが、次の素材までの距離を測定することにより、１枚取りが実行されたか否かを確認する検出システムである。

請求項２に係る発明は、前記ロボットハンドの移動は、素材取りを行うと共にＺ軸方向に上昇し、その後に前記距離センサの直下が素材であるまでＸＹ軸方向に移動するものであり、前記距離センサが直下の素材までの距離を測定する請求項１に記載の検出システムである。

請求項３に係る発明は、前記距離センサは前記ロボットハンドの端部に備えた請求項１または２に記載の検出システムである。

請求項４に係る発明は、素材取りを検出する機能を備えた素材取り装置において、
ロボットハンドと前記ロボットハンドに装備した距離センサとを備え、
前記ロボットハンドは、素材取りを行うと共に前記素材を保持したまま移動するものであり、前記ロボットハンドと共に移動した前記距離センサが、次の素材までの距離を測定することにより、１枚取りが実行されたか否かを確認する機能を有する素材取り装置である。

請求項５に係る発明は、素材取りを検出する検出方法において、
ロボットハンドは、素材取りを行うと共に前記素材を保持したまま移動するものであり、前記ロボットハンドと共に移動した距離センサが、次の素材までの距離を測定することにより、１枚取りが実行されたか否かを確認する検出方法である。

本発明によれば、従来のように、1枚取り検出装置ＫＳ（図６参照）を使用していないので、測定位置までの移動中に付着していた素材が落下することはなくなるという効果を奏する。

また、図８に示すように、例えば、素材Ｗａと素材Ｗｂとがずれたまま互いに付着した状態で、従来の１枚取り検出装置ＫＳで検出した場合に１枚と判断されるが、本発明では、このような場合でも何枚排出したかを確実に判断することが出来るという効果を奏する。

さらに、１枚取り検出システムの測定位置までの動作がなくなり、サイクルタイムを削減できるという効果を奏する。

検出システム、素材取り装置の概略を示す概略図である。 ハード構成を説明する説明図である。 検出システム、１枚取り装置の動作を示すフローチャートである。 ロボットハンドの上昇を説明する説明図である。 ロボットハンドの移動を説明する説明図である。 従来の技術を説明する説明図である。 従来の課題を説明する説明図である。 効果を説明する説明図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に検出システムＳを示す。この検出システムＳは、素材置き台１と、ロボットコントローラ２と、記憶部３に格納されたロボット動作プログラムにより素材４（素材４ａ、素材４ｂ・・・等）の１枚取りを制御するＮＣ装置５と、ラインコントローラ６と、ロボットハンド７を備えた１枚取り装置（本例では素材取り装置の一例としてロボットを想定する。）１１と、ＣＡＭ（例えば、自動プログラミング装置としてのＣＡＭ装置）１２とを備える。これらの各装置は、ネットワークを介して通信可能に構成されている。

前記ロボットハンド７は素材４に対し１枚取りを行い保持（吸着、マグネット、把持等による保持を含む）する手段９と、この１枚取りを行い保持する手段９を支持する支持手段１０と、この支持手段１０に備えられた距離センサ８とを備える。

なお、ロボット１１は、汎用ロボットでも、専用ロボットでもよい。このロボット１１の構成は一般的によく知られているものである。

上記の各構成要素毎に詳しく説明する。

前記素材置き台１は素材４を置く台である。

前記ロボットコントローラ２は前記ロボット１１のコントロールを行う。

前記記憶部３はロボット１１の動作が定義されたロボット動作プログラムが記憶されるファイルである。これは、専用のCAM１２で作成されたものである。ロボット動作以外に、１枚ごとの材料重量、材質、板厚、サイズ等の材料情報もロボット動作プログラム内にCAM１２が記述してる。ロボット１１は、ここに定義された内容に従って動作する。

素材４（素材４ａ、素材４ｂ・・・等）は板状の板金等である。

ＮＣ装置５はシステムのメイン制御装置である。CAM１２が作成したロボット動作プログラムをロボットコントローラ２に送信したり、スタートを指示したりする。

図２を参照する。前記ＮＣ装置５は、コンピュータより成るものであり、コンピュータ本体に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５Ａを備え、入力部５Ｂと、記憶部５Ｃと、ロボット制御部５Ｄが前記ＣＰＵ５Ａに接続されている。

ラインコントローラ６は距離センサ８で測定した距離を取得する。

ロボットハンド７は、ロボット１１に装着するハンドである。そして、前記ロボットハンド７は素材４に対し１枚取りを行い保持（吸着、マグネット、把持等による保持を含む）する手段９と、この１枚取りを行い保持する手段９を支持する支持手段１０と、この支持手段１０に備えられた距離センサ８とを備える。

距離センサ８は、例えば、レーザ式距離センサであり、距離を測定する。なお、レーザ式距離センサに限定されるものではなく距離を測定する機能を有する手段であればよい。 ＣＡＭ１２は、自動プログラミング装置等であり、ロボット動作プログラムを作成する。

図３を参照する。検出システムＳの動作を示す。

初めに、ステップＳＡ０１では、ＮＣ装置５は、ロボット動作プログラムをロボットコントローラ２に送信する。

ステップＳＡ０２では、ＮＣ装置５は、ロボットコントローラ２にロボット動作プログラムの実行を指示する。

ステップＳＡ０３では、ロボット１１のロボットハンド７は、素材４ａに対し１枚取りを行い、任意の量、上昇する。

図４を参照する。ロボットハンド７は素材４ａの１枚取りを行う。そして、矢印ＡＲ１方向（Ｚ軸方向）に上昇する。

ここで、ロボットハンド７は素材４に対し１枚取りを行い保持（吸着、マグネット、把持等を含む）を行う手段９と、この１枚取りを行い保持する手段９を支持する支持手段１０と、距離センサ８とを備えるので、この移動に応じて距離センサ８も矢印ＡＲ１（Ｚ軸方向）へ移動する。

ステップＳＡ０４では、ロボット１１のロボットハンド７は、任意の量Ｘ、Ｙ軸方向に動作し、一時停止する。

図５を参照する。Ｘ、Ｙ軸方向は座標系Ｄｉｍに示すように紙面に向かい左右方向をＸ軸方向とし、紙面に対し垂直な方向をＹ軸方向とし、紙面に対し上下方向をＺ軸方向とする。

上述のように、ロボットハンド７の移動は、素材取りを行うと共にＺ軸方向に上昇する。その後に距離センサ８の直下が素材４ｂであるまでＸＹ軸方向に移動する。なお、この移動に応じて、一体化した距離センサ８も直下が素材Ｗｂであるまで移動する。

さらに、距離センサ８はロボットハンド７の一部を構成する支持手段１０の端部１０ａ（図４参照）に備えるのでＸＹ軸方向の移動も最短距離の移動で直下の素材Ｗｂまでの距離を測定することができる。

ステップＳＡ０５ではラインコントローラ６は、距離センサ８で測定した距離を取得する。

図５を参照する。素材４ａを１枚、素材置き台１から把持等した場合、次に把持等する素材ＷｂまでのＺ軸方向（上方向をプラス、下方向をマイナスとする）の位置は、「素材吸着位置−板厚」になる。

従って、素材吸着位置から任意の量上昇した場合、次に把持する素材Ｗｂまでの算出距離Ｄは、「任意の上昇量Ｄ_３」+「板厚Ｄ_２」＋「１枚取りを行い保持する手段９の一部の長さＤ_１」になる。測定距離が、この算出距離Ｄでない場合は、2枚以上の素材を把持していることになる。（または把持していない。）
ステップＳＡ０６では、測定された測定距離が、算出距離Ｄであるか否かを判断する。測定された測定距離が、算出距離Ｄであると判断した場合に処理はステップＳＡ０７に進む。測定された測定距離が、算出距離Ｄでないと判断した場合に処理はステップＳＡ０８に進む。

ステップＳＡ０７では、ラインコントローラ６は、ロボット１１の運転を再開する。

ステップＳＡ０８では、ユーザへの状況通知を行う。(パトライト点燈等)
上述の検出システムＳのオペレータの作業を含めた実際の使用の一例を［１］〜［７］に示す。

［１］NC装置５は、CAM１２により作成されたロボット１１のロボット動作プログラムをロボット動作プログラムメモリ３から読み込み、ロボットコントローラ２を送付する。

［２］オペレータは、対象とする素材４を素材置き台１上に積載する。

［３］オペレータは、NC装置５からロボット運転スタートを実行する。

［４］ロボット１１は、素材４を把持し、任意の量上昇する。

［５］ロボット１１は、任意の量 XY方向に移動し停止する。(CAM上でロボット動作フ゜ロク゛ラムを作成する際に、穴位置等を避けた最適な位置を設定)
［６］ラインコントローラ６は、距離センサ８で次の素材４までの距離を測定し、測定値を得る。

［７］ラインコントローラ６は、測定した距離が、上記の算出距離Ｄであれば、ロボットの一次停止を解除し、運転を継続する。そうでない場合は、パトライト・ワーニングメッセージ等でオペレータへ異常状況を通知し、以降の処理はオペレータに委任する。

上記［１］〜［７］のように作用するので以下の効果を奏する。

従来のように、1枚取り検出装置ＫＳ（図６参照）を使用していないので 検出システムＳの測定位置までの移動中に付着していた素材が落下することはなくなるという効果を奏する。

また、図８に示すように、素材Ｗａと素材Ｗｂとがずれたまま従来の１枚取り検出装置ＫＳで検出した場合に１枚と判断されるが、本願発明では、このような場合でも何枚排出したかを確実に判断することが出来るという効果を奏する。

さらに、素材取り検出システムＳの測定位置までの動作がなくなり、サイクルタイムを削減できるという効果を奏する。

本実施の形態では、曲げシステムにおける素材の把持を例に本発明を説明している。これは、曲げシステムに限らず、複数枚積載された鉄板の最上部の鉄板上部をバキュームあるいはマグネット等を使用して取得する工程においても有効である。

また、ロボットは、加工機に素材を供給することに限定されるものではなく、１枚取りが有効な場合に利用することが望ましい。

この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。

１ 素材置き台
２ ロボットコントローラ
３ 記憶部
４ 素材
４ａ １番上の素材
４ｂ ２番目の素材
５ ＮＣ装置
６ ラインコントローラ
７ ロボットハンド
８ 距離センサ
９ 素材取りを行う手段
１０ 支持手段
１１ 素材取り装置（ロボット等）
１２ ＣＡＭ
Ｓ 検出システム

Claims (5)

1. 素材取りを検出する検出システムにおいて、
   ロボットハンドと前記ロボットハンドに装備した距離センサとを備え、
   前記ロボットハンドは、素材取りを行うと共に前記素材を保持したまま移動するものであり、前記ロボットハンドと共に所定位置に移動した前記距離センサが、次の素材までの距離を測定することにより、１枚取りが実行されたか否かを確認することを特徴とする検出システム。
2. 前記ロボットハンドの移動は、素材取りを行うと共にＺ軸方向に上昇し、その後に前記距離センサの直下が素材であるまでＸＹ軸方向に移動するものであり、前記距離センサが直下の素材までの距離を測定することを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
3. 前記距離センサは前記ロボットハンドの端部に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の検出システム。
4. 素材取りを検出する機能を備えた素材取り装置において、
   ロボットハンドと前記ロボットハンドに装備した距離センサとを備え、
   前記ロボットハンドは、素材取りを行うと共に前記素材を保持したまま移動するものであり、前記ロボットハンドと共に所定位置に移動した前記距離センサが、次の素材までの距離を測定することにより、１枚取りが実行されたか否かを確認する機能を有することを特徴とする素材取り装置。
5. 素材取りを検出する検出方法において、
   ロボットハンドは、素材取りを行うと共に前記素材を保持したまま移動するものであり、前記ロボットハンドと共に所定位置に移動した距離センサが、次の素材までの距離を測定することにより、１枚取りが実行されたか否かを確認することを特徴とする検出方法。

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