JP2542598B2 - Work processing equipment - Google Patents

Work processing equipment

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JP2542598B2
JP2542598B2 JP62008219A JP821987A JP2542598B2 JP 2542598 B2 JP2542598 B2 JP 2542598B2 JP 62008219 A JP62008219 A JP 62008219A JP 821987 A JP821987 A JP 821987A JP 2542598 B2 JP2542598 B2 JP 2542598B2
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signal
processing
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singular
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晋一 服部
久保  学
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、ワークの加工線に沿って切断又は溶接等
の加工を施すワーク加工装置に関し、特にティーチング
時に加工線をウィービングしながら自動的に倣うことの
できるワーク加工装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a workpiece processing apparatus that performs processing such as cutting or welding along a processing line of a workpiece, and particularly, automatically weaving the processing line during teaching. The present invention relates to a work processing device that can be copied.

[従来の技術] 従来より、レーザビーム等を用いてワークを切断加工
又は溶接加工することはよく知られている。この種のワ
ーク加工装置においては、ワーク上の加工線を予めティ
ーチングしその通りに加工するティーチングプレイバッ
ク方式が用いられており、通常は、オペレータが手動制
御により加工機本体を駆動しながらティーチングを行な
っている。
[Prior Art] It has been well known that a workpiece is cut or welded using a laser beam or the like. In this type of work processing apparatus, a teaching playback method is used in which the processing line on the work is taught in advance and the processing is performed as it is. Normally, an operator drives the processing machine main body by manual control while teaching. I am doing it.

第5図は従来のワーク加工装置に用いられる一般的な
加工機本体(10)の軸構成を示す概略斜視図である。図
において、(1)は加工ヘッド例えばレーザ切断加工ヘ
ッド(図示せず)を取り付けるためのヘッド取り付け部
であり、加工機本体(10)のアーム(10a)の先端に設
けられている。(2)はモータ(M5)を介してヘッド取
り付け部(1)をβ方向に回転させるためのβ軸、
(3)はモータ(M4)を介してヘッド取り付け部(1)
をα方向に回転させるためのα軸、(4)はモータ(M
3)を介してヘッド取り付け部(1)をZ方向に移動さ
せるためのZ軸、(5)はモータ(M2)を介してヘッド
取り付け部(1)をY方向に移動させるためのY軸、
(6)はモータ(M1)を介してヘッド取り付け部(1)
をX方向に移動させるためのX軸である。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a shaft configuration of a general processing machine body (10) used in a conventional work processing apparatus. In the figure, (1) is a head mounting portion for mounting a processing head, for example, a laser cutting processing head (not shown), which is provided at the tip of the arm (10a) of the processing machine body (10). (2) is a β axis for rotating the head mounting portion (1) in the β direction via the motor (M5),
(3) is a head mounting part (1) via a motor (M4)
Axis for rotating the motor in the α direction, (4) is the motor (M
Z axis for moving the head mounting part (1) in the Z direction via 3), (5) Y axis for moving the head mounting part (1) in the Y direction via the motor (M2),
(6) is a head mounting part (1) via a motor (M1)
Is an X-axis for moving in the X direction.

次に、第5図に示した加工機本体(10)を用いた従来
のワーク加工装置の動作について説明する。
Next, the operation of the conventional workpiece processing apparatus using the processing machine body (10) shown in FIG. 5 will be described.

まず、ヘッド取り付け部(1)に加工ヘッドを取り付
け、この加工ヘッドの先端から可視光線を放射させる。
オペレータは、可視光線のスポットを視覚で確認しなが
ら、ワーク(図示せず)上の加工線に沿って加工ヘッド
が移動するように加工機本体(10)を駆動し、加工線座
標の入力を1点ずつ行う。
First, a processing head is attached to the head attachment portion (1), and visible light is emitted from the tip of this processing head.
While visually confirming the spot of visible light, the operator drives the processing machine body (10) so that the processing head moves along the processing line on the workpiece (not shown), and inputs the processing line coordinates. Do one point at a time.

一般に、視覚認識できるようにワーク上には加工線と
しての罫書きが施されており、又、加工機本体(10)の
駆動に必要な指令の入力は、NC制御部(図示せず)に接
続されたティーチングボックス(図示せず)を介して行
なわれる。
In general, the work is marked as a machining line so that it can be visually recognized, and the command input required to drive the machine body (10) is input to an NC control unit (not shown). It is performed via a connected teaching box (not shown).

以上のティーチング動作は、加工線の形状及び長さに
もよるが、1000ポイント程度の入力が必要であることか
ら数時間かかるのが普通である。
Although the above teaching operation depends on the shape and length of the machining line, it usually takes several hours because it requires input of about 1000 points.

こうして得られた加工線座標に基づいて、NC制御部
(図示せず)は加工プログラムを生成し、これにより、
加工機本体(10)を駆動して所定の加工動作を実行す
る。
Based on the machining line coordinates thus obtained, the NC control unit (not shown) generates a machining program, which
The processing machine body (10) is driven to execute a predetermined processing operation.

[発明が解決しようとする問題点] 従来のワーク加工装置は以上のように、加工線の入力
をオペレータの手動作業により行なっていたので、多く
の時間及び労力を必要とするという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional work machining apparatus, since the machining line is manually input by the operator, there is a problem that much time and labor are required. It was

この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、わずかな初期設定を行うのみで、加工線を
自動的に倣うことのできるワーク加工装置を得ることを
目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a work machining apparatus capable of automatically following a machining line by performing a slight initial setting.

[問題点を解決するための手段] この発明に係るワーク加工装置は、加工機本体のヘッ
ド取り付け部に設けられた計測センサと、この計測セン
サからの検出信号及び加工機本体からの位置検出信号に
基づいて加工線上に設けられた特異線の特異線位置座標
信号を出力すると共に特異線を検出するためのウィービ
ング座標信号をNC制御部に出力する倣い計測演算部と、
特異線位置座標信号に基づいてワークを加工するための
加工プログラムをNC制御部に出力するデータ処理部とを
備えたものである。
[Means for Solving Problems] A work machining apparatus according to the present invention includes a measurement sensor provided in a head mounting portion of a processing machine body, a detection signal from the measurement sensor, and a position detection signal from the processing machine body. Based on the following, a singular line position coordinate signal of the singular line provided on the machining line is output and a scanning measurement calculation unit that outputs a weaving coordinate signal for detecting the singular line to the NC control unit,
And a data processing unit for outputting a machining program for machining a workpiece based on the singular line position coordinate signal to the NC control unit.

[作用] この発明においては、特異線の始点、方向指示点及び
初期設定するのみで、加工機本体に取り付けられた計測
センサがウィービングしながら自動的に加工線上の特異
線を追跡し、計測センサにより検出された特異線検出信
号及び高さ信号と加工機本体から得られる位置検出信号
とに基づいて、倣い計測演算部が特異線位置座標信号を
データ処理部に出力する。
[Operation] In the present invention, the singular line on the processing line is automatically tracked while weaving the measuring sensor attached to the main body of the processing machine only by setting the starting point, the direction indicating point and the initial setting of the singular line, and the measuring sensor The scanning measurement calculation unit outputs the singular line position coordinate signal to the data processing unit based on the singular line detection signal and the height signal detected by and the position detection signal obtained from the main body of the processing machine.

[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
1図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

図において、加工機本体(10)は第5図に示したもの
と同構成であり、複数のモータ(M1)〜(M5)からなる
モータ部(11)と、各モータ(M1)〜(M5)に個別に設
けられたレゾルバ(図示せず)からなるレゾルバ部(1
2)とを備えている。レゾルバ部(12)は、各モータ(M
1)〜(M5)の回転位置即ちヘッド取り付け部(1)に
設けられた加工ヘッド又はセンサヘッド(後述する)の
位置を示す位置検出信号Lを出力している。
In the figure, the processing machine main body (10) has the same structure as that shown in FIG. 5, and includes a motor section (11) composed of a plurality of motors (M1) to (M5) and respective motors (M1) to (M5). ), And a resolver section (1
2) and The resolver unit (12) is connected to each motor (M
A position detection signal L indicating the rotational position of 1) to (M5), that is, the position of a processing head or a sensor head (described later) provided in the head mounting portion (1) is output.

(20)はヘッド取り付け部(1)に取り付けられたセ
ンサヘッドであり、半導体レーザ、受光素子及び信号処
理ユニット(図示せず)が内蔵された計測センサ(21)
を備えている。計測センサ(21)においては、ワークの
表面で乱反射された半導体レーザ光(赤外線)が入力さ
れており、信号処理ユニットが、受光素子上の受光位置
に基づいてセンサヘッド(20)の先端からワークまでの
高さを示す高さ検出信号Hを出力している。又、信号処
理ユニットは、受光される反射光の光量を一定に保つた
めの制御信号を半導体レーザ駆動回路に入力しており、
この制御信号の急峻な立ち上がりを、無反射性の特異線
T(例えば黒色テープ)の存在を示す特異線検出信号D
として出力している。
Reference numeral (20) is a sensor head attached to the head attaching portion (1), and a measurement sensor (21) incorporating a semiconductor laser, a light receiving element, and a signal processing unit (not shown).
It has. In the measurement sensor (21), the semiconductor laser light (infrared) diffusely reflected by the surface of the work is input, and the signal processing unit causes the work from the tip of the sensor head (20) based on the light receiving position on the light receiving element. The height detection signal H indicating the height up to is output. Further, the signal processing unit inputs a control signal for keeping the amount of reflected light received constant to the semiconductor laser drive circuit,
The steep rise of the control signal indicates a singular line detection signal D indicating the presence of a non-reflective singular line T (for example, black tape).
Is output as.

(30)は加工機本体(10)を駆動するためのNC制御部
であり、CPU(31)と、このCPU(31)に属するメモリ
(32)と、データ処理部(後述する)から入力される加
工プログラムRを格納するための不揮発性メモリ(33)
と、データ処理部との間で信号を送受信するための伝送
インタフェース(34)と、操作盤(後述する)との間で
信号を送受信するための操作盤インタフェース(35)
と、ティーチングボックス(後述する)との間で信号を
送受信するためのティーチングボックスインタフェース
(36)と、モータ(M1)〜(M5)の各々を駆動する駆動
信号Mをモータ部(11)に出力するためのモータインタ
フェース(37)と、レゾルバ(12)から位置検出信号L
を取り込むためのレゾルバインタフェース(38)と、計
測センサ(21)から高さ検出信号Hを取り込むためのセ
ンサインタフェース(39)とを備えている。又、これら
構成要素(32)〜(39)はバス(30B)を介してCPU(3
1)に相互接続されている。
(30) is an NC control unit for driving the processing machine body (10), which is input from the CPU (31), the memory (32) belonging to this CPU (31), and the data processing unit (described later). Non-volatile memory for storing machining program R (33)
And a transmission interface (34) for transmitting and receiving signals to and from the data processing section, and an operation panel interface (35) for transmitting and receiving signals to and from an operation panel (described later).
And a teaching box interface (36) for transmitting and receiving signals to and from a teaching box (described later) and a driving signal M for driving each of the motors (M1) to (M5) are output to the motor section (11). Position detection signal L from the motor interface (37) and resolver (12)
And a sensor interface (39) for taking in the height detection signal H from the measurement sensor (21). Further, these components (32) to (39) are connected to the CPU (3
1) interconnected to.

(40)は倣い計測演算部であり、レゾルバ部(12)か
らの位置検出信号Lと計測センサ(21)からの高さ検出
信号H及び特異線検出信号Dとに基づいて、特異線Tの
位置座標を示す特異線位置座標信号Cと特異線Tを倣い
且つ検出するために用いられるウィービング座標信号W
とを演算している。そして、倣い計測演算部(40)は、
CPU(41)と、このCPU(41)に属するメモリ(42)と、
特異線位置座標信号Cをデータ処理部に出力するための
伝送インタフェース(43)と、ウィービング座標信号W
をNC制御部(30)と共有するための共有メモリ(44)
と、位置検出信号Lを取り込むためのレゾルバインタフ
ェース(45)と、高さ検出信号H及び特異線検出信号D
を取り込むためのセンサインタフェース(46)とを備え
ている。又、これら構成要素(42)〜(46)は、バス
(40B)を介してCPU(41)に相互接続されている。
Reference numeral (40) is a scanning measurement calculation unit, which detects the singular line T based on the position detection signal L from the resolver unit (12) and the height detection signal H and the singular line detection signal D from the measurement sensor (21). Singular line position coordinate signal C indicating position coordinates and weaving coordinate signal W used for scanning and detecting the singular line T
And are calculated. Then, the copy measurement calculation unit (40)
A CPU (41) and a memory (42) belonging to this CPU (41),
A transmission interface (43) for outputting the singular line position coordinate signal C to the data processing unit, and a weaving coordinate signal W
Memory (44) for sharing the data with the NC controller (30)
And a resolver interface (45) for taking in the position detection signal L, the height detection signal H and the singular line detection signal D
And a sensor interface (46) for taking in. Further, these constituent elements (42) to (46) are interconnected to the CPU (41) via the bus (40B).

(50)は周知のコンピュータ及びディスプレイ、キー
ボード、プリンタ等(図示せず)を備えたデータ処理部
であり、倣い計測演算部(40)からの特異線位置座標信
号Cに基づいてワーク加工用の加工プログラムRを演算
し、この加工プログラムRをNC制御部(30)に出力して
いる。
Reference numeral (50) is a data processing unit equipped with a well-known computer, display, keyboard, printer, etc. (not shown), which is used for machining a workpiece based on the singular line position coordinate signal C from the scanning measurement calculation unit (40). The machining program R is calculated and this machining program R is output to the NC control unit (30).

(60)はディスプレイ及びキーボード、操作スイッチ
等(図示せず)を備えた操作盤であり、加工機本体(1
0)を駆動するときの初期設定指令及び動作指令等をNC
制御部(30)に入力するようになっている。
(60) is an operation panel equipped with a display, a keyboard, operation switches and the like (not shown).
NC) for initial setting commands and operation commands when driving 0)
Input to the control unit (30).

(70)はNC制御部(30)に接続されたハンドヘルド形
のキーボードからなるティーチングボックスであり、手
動操作により加工機本体(10)を駆動できるようになっ
ている。
Reference numeral (70) is a teaching box including a handheld keyboard connected to the NC control unit (30), and the processing machine body (10) can be driven by manual operation.

第2図は第1図内のNC制御部(30)及び倣い計測演算
部(40)のティーチング時における機能を示す機能ブロ
ック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the functions of the NC control unit (30) and the scanning measurement calculation unit (40) in FIG. 1 during teaching.

図において、(81)は高さ検出信号H及び特異線検出
信号Dに基づいてセンサヘッド(20)から特異線Tまで
の高さを示す特異線高さ信号Uを出力する特異線高さ検
出処理手段、(82)は特異線高さ信号U及び位置検出信
号Lに基づいて特異線位置座標CSを出力する現在位置演
算処理手段、(83)は特異線位置座標CSを順次記録して
特異線位置座標信号Cをデータ処理部(50)に出力する
特異線位置座標記録手段、(84)はセンサヘッド(20)
をウィービングさせて特異線Tを追跡するためのウィー
ビングパターンWPが予め格納されたウィービングパター
ン発生手段、(85)はウィービングパターンWP、特異線
位置座標CS及び特異線高さ信号Uに基づいてウィービン
グ点を示すウィービング座標信号WをNC制御部(30)に
出力する目標位置演算処理手段である。尚、これら各手
段(81)〜(85)は倣い計測演算部(40)内のCPU(4
1)により実現されている。
In the figure, (81) is a singular line height detection that outputs a singular line height signal U indicating the height from the sensor head (20) to the singular line T based on the height detection signal H and the singular line detection signal D. Processing means, (82) present position calculation processing means for outputting singular line position coordinates CS based on the singular line height signal U and position detection signal L, and (83) sequentially recording the singular line position coordinates CS. Singular line position coordinate recording means for outputting the line position coordinate signal C to the data processing section (50), and (84) the sensor head (20).
A weaving pattern generating means pre-stored with a weaving pattern WP for tracking the singular line T by weaving the singular line T; Is a target position calculation processing means for outputting a weaving coordinate signal W indicating the above to the NC control section (30). In addition, each of these means (81) to (85) is a CPU (4
It is realized by 1).

(91)はウィービング座標信号Wに基づいて、補間さ
れたウィービング軌跡を示す補間位置座標信号Aを出力
する軌跡補間手段、(92)は補間位置座標信号Aと高さ
検出信号Hとに基づいて、補正されたセンサヘッド(2
0)の高さ位置を示す高さ補正信号Bを出力する高さ補
正制御手段、(93)は高さ補正信号B及び位置検出信号
Lに基づいて、モータ部(11)の駆動信号Mを出力する
位置制御手段である。尚、これら各手段(91)〜(93)
はNC制御部(30)内のCPU(31)により実現されてい
る。
(91) is a locus interpolating means for outputting an interpolated position coordinate signal A indicating an interpolated weaving locus based on the weaving coordinate signal W, and (92) is based on the interpolated position coordinate signal A and the height detection signal H. , Corrected sensor head (2
The height correction control means for outputting the height correction signal B indicating the height position of (0), (93) determines the drive signal M of the motor section (11) based on the height correction signal B and the position detection signal L. It is a position control means for outputting. Incidentally, each of these means (91) to (93)
Is realized by the CPU (31) in the NC control unit (30).

次に、第3図のフローチャート図、第4図のウィービ
ング動作説明図及び第5図を参照しながら、第1図及び
第2図に示したこの発明の一実施例の動作について説明
する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the flow chart of FIG. 3, the weaving operation explanatory diagram of FIG. 4 and FIG.

まず、ワークの加工線上に特異線処理を施し、特異線
Tを形成する(ステップS1)。この特異線Tとしては、
例えば0.4mm幅の無反射性の黒色テープが用いられ、必
要に応じて貼り直すことができるようになっている。
First, the singular line processing is performed on the machining line of the work to form the singular line T (step S1). As the singular line T,
For example, a 0.4 mm wide non-reflective black tape is used so that it can be reattached if necessary.

次に、操作盤(60)を介して倣い(ティーチング)モ
ードを選択し(ステップS2)、NC制御部(30)を倣い計
測モードにする。又、化工機本体(10)のヘッド取り付
け部(1)にセンサヘッド(20)即ち計測センサ(21)
を取り付ける(ステップS3)。
Next, the copying (teaching) mode is selected via the operation panel (60) (step S2), and the NC control unit (30) is set to the copying measurement mode. Further, the sensor head (20), that is, the measurement sensor (21) is attached to the head mounting portion (1) of the chemical engineering machine body (10).
Attach (step S3).

次に、操作盤(60)を介してプログラム各及び倣いの
タイプを入力すると共に、ティーチングボックス(70)
を介して特異線Tの始点PS、方向指示点PD及び終点P
E(第4図参照)を手動操作で入力し、倣い動作用の初
期設定を行う(ステップS4)。このときの各点PS、PD
びPEは、可視光線の照射等によりオペレータの視覚で決
定されるが、多少の誤差を含んでいても差し支えない。
Next, input each program and the type of copying via the operation panel (60), and teach the teaching box (70).
Via the singular line T start point P S , direction indicator P D and end point P
E (see FIG. 4) is manually input to perform initial setting for the copying operation (step S4). At this time, the points P S , P D, and P E are visually determined by the operator by irradiation with visible light or the like, but may include some errors.

次に、操作盤(60)の起動ボタン(図示せず)を押し
て(ステップS5)、自動ティーチング用のウィービング
動作を実行させる(ステップS6)。
Next, the start button (not shown) of the operation panel (60) is pressed (step S5) to execute the weaving operation for automatic teaching (step S6).

このとき、計測センサ(21)からのレーザ光の照射点
を始点PSから方向指示点PDに対して直角方向に移動さ
せ、特異線Tとの交点P1を検出してから所定量移動した
点を第1のウィービング点Q1とする。そして、始点PS
第1のウィービング点Q1とを結ぶ直線に沿って折り返し
(図面上では、便宜的に離間させて示すが交点P1′は交
点P1と一致する)、所定量移動した点を第2のウィービ
ング点Q2とする。このウィービング幅WDは通常1cm程度
である。こうして、最初のウィービング点Q1及びQ2によ
り、特異線Tに対する第1の交点P1を検出する。
At this time, the irradiation point of the laser light from the measurement sensor (21) is moved in a direction perpendicular to the direction indicating point P D from the starting point P S, and a predetermined amount is moved after detecting the intersection P 1 with the singular line T. The point made is referred to as a first weaving point Q 1 . Then, it is folded back along a straight line connecting the starting point P S and the first weaving point Q 1 (in the drawing, they are shown separated for convenience, but the intersection point P 1 ′ coincides with the intersection point P 1 ), and it moves by a predetermined amount. The point made is the second weaving point Q 2 . This weaving width WD is usually about 1 cm. Thus, the first weaving points Q 1 and Q 2 detect the first intersection P 1 with respect to the singular line T.

次に、方向指示点PDに向けて傾斜しながら次のウィー
ビング点Q3に移動し、更に、Q4、Q5、…、Qn+1と順次折
り返して特異線Tとの各交点P2〜Pnを検出していく。こ
のウィービング動作は、ウィービング点Qn及びQn+1によ
り終点PEの近傍の交点Pnを検出した時点で終了する。
Next, it moves to the next weaving point Q 3 while inclining toward the direction indicating point P D , and further turns back sequentially to Q 4 , Q 5 , ..., Qn +1 and each intersection point P 2 with the singular line T 2. ~ Pn is detected. This weaving operation ends when the intersection point Pn near the end point P E is detected by the weaving points Qn and Qn + 1 .

もし、第1回目のウィービング動作で特異線Tとの交
点P1が検出されなければ、方向指示点PDに向けてわずか
に傾斜させて折り返し、交点P1を検出したときの一対の
ウィービング点をQ1及びQ2とする。又、始点PSと終点PE
とが一致する場合は、初期の特異線Tとの交点P1、P2
…を所定数検出するまでウィービング動作を停止させな
いようになっている。
If the intersection point P 1 with the singular line T is not detected in the first weaving operation, the pair of weaving points when the intersection point P 1 is detected when the intersection point P 1 is folded back with a slight inclination toward the direction indicating point P D. Be Q 1 and Q 2 . Also, start point P S and end point P E
If and match, the intersection points P 1 , P 2 with the initial singular line T,
The weaving operation is not stopped until a predetermined number of ... Is detected.

次に、上記ウィービング時の駆動信号M及び特異線位
置座標信号Cを得るための動作について、第2図を参照
しながら詳細に説明する。
Next, the operation for obtaining the drive signal M and the singular line position coordinate signal C at the time of weaving will be described in detail with reference to FIG.

まず、特異線高さ検出処理手段(81)は、高さ検出信
号H及び特異線検出信号Dに基づいて、センサヘッド
(20)の先端から特異線Tまでの高さに相当する特異線
高さ信号Uを出力する。即ち、特異線Tではレーザ光が
反射されず、計測センサ(21)がセンサヘッド(20)か
ら特異線Tまでの実際の距離(高さ)は検出できないの
で、特異線Tの両側の近傍でのワークまでの高さに基づ
いて、特異線Tの中心までの高さを演算する。
First, based on the height detection signal H and the singular line detection signal D, the singular line height detection processing means (81) corresponds to the height from the tip of the sensor head (20) to the singular line T. The signal U is output. That is, the laser beam is not reflected by the singular line T, and the actual distance (height) from the sensor head (20) to the singular line T cannot be detected by the measurement sensor (21). The height to the center of the singular line T is calculated based on the height to the workpiece.

現在位置演算処理手段(82)は、特異線高さ信号U及
び位置検出信号Lに基づいて、特異線Tの交点Piの3次
元位置及び立体的姿勢を示す特異線位置座標CSを演算す
る。この特異線位置座標CSは、特異線位置座標記録手段
(83)即ちメモリ(42)内に順次格納され、特異線Tの
各交点P1〜Pnに対応する一連の特異線位置座標信号Cと
してデータ処理部(50)に出力される。
The current position calculation processing means (82) calculates, based on the singular line height signal U and the position detection signal L, singular line position coordinates CS indicating the three-dimensional position of the intersection Pi of the singular line T and the three-dimensional posture. The singular line position coordinates CS are sequentially stored in the singular line position coordinate recording means (83), that is, the memory (42), and as a series of singular line position coordinate signals C corresponding to the respective intersection points P 1 to Pn of the singular line T. It is output to the data processing unit (50).

一方、目標位置演算処理手段(85)は、特異線位置座
標CS及び特異線高さ信号Uに基づいて、1つのウィービ
ング点Qiから次のウィービング点Qi+1に移動して確実に
特異線Tとの交点Piを検出するため、基本的なウィービ
ングパターンWPを演算処理し、各ウィービング点Q1〜Qn
+1に対応するウィービング座標信号Wを共有メモリ(4
4)を介してNC制御部(30)に順次出力する。
On the other hand, the target position calculation processing means (85) moves from one weaving point Qi to the next weaving point Qi +1 based on the singular line position coordinate CS and the singular line height signal U, and surely the singular line T. In order to detect the intersection point Pi with and, the basic weaving pattern WP is calculated, and each weaving point Q 1 to Qn
The weaving coordinate signal W corresponding to +1 is shared memory (4
It is sequentially output to the NC control unit (30) via 4).

軌跡補間手段(91)は、ウィービング座標信号Wに基
づいて、1つのウィービング点Qiから次のウィービング
点Qi+1までの間の複数のサンプリング点q1〜qm(例え
ば、1cmのウィービング幅WDに対し、約20ポイント)の
各座標を補間して求め、補間位置座標信号Aとして高さ
補正制御手段(92)に出力する。高さ補正制御手段(9
2)は、補間位置座標信号A及び高さ検出信号Hに基づ
いて、センサヘッド(20)の移動中でも受光位置が計測
センサ(21)の計測範囲となるように、センサヘッド
(20)からワークまでの高さを一定に保つための高さ補
正信号Bを出力する。これら軌跡補間動作及び高さ補正
動作においては、メモリ(32)が一次記憶用に用いられ
る。
The locus interpolating means (91), based on the weaving coordinate signal W, has a plurality of sampling points q 1 to qm (for example, a weaving width WD of 1 cm) between one weaving point Qi and the next weaving point Qi +1. On the other hand, each coordinate of about 20 points) is interpolated and obtained, and output as an interpolated position coordinate signal A to the height correction control means (92). Height correction control means (9
2) is based on the interpolated position coordinate signal A and the height detection signal H so that the light receiving position is within the measurement range of the measurement sensor (21) even when the sensor head (20) is moving. A height correction signal B for keeping the height up to a constant is output. In these trajectory interpolation operation and height correction operation, the memory (32) is used for temporary storage.

位置制御手段(93)は、高さ補正信号B及び位置検出
信号Lに基づいて、加工機本体(10)に設けられたセン
サヘッド(20)を移動させるための駆動信号Mをモータ
部(11)に出力する。
The position control means (93) outputs a drive signal M for moving the sensor head (20) provided in the processing machine body (10) based on the height correction signal B and the position detection signal L, to the motor section (11). ) Is output.

以上のように、逐次演算されるウィービング点Qi及び
前回の交点Pi-1に基づいて、次のウィービング点Qi+1
演算される。従って、センサヘッド(20)からワークま
での高さを一定に保ち且つセンサヘッド(20)のワーク
面に対する角度を垂直に保ちながら、確実に特異線Tを
追跡してウィービング動作し、特異線T上の交点P1〜Pn
が検出されていく。もし、ティーチング動作中に特異線
Tの追跡が不可能となったときは、アラーム(図示せ
ず)が作動するので、適宜手動モードに切り換えたり、
追跡可能な特殊ウィービングモードに切り換えることが
できる。
As described above, the next weaving point Qi +1 is calculated based on the sequentially calculated weaving point Qi and the previous intersection point Pi −1 . Therefore, while keeping the height from the sensor head (20) to the work constant and keeping the angle of the sensor head (20) perpendicular to the work surface, the singular line T is surely traced to perform the weaving operation, and the singular line T Upper intersection P 1 ~ Pn
Will be detected. If the tracking of the singular line T becomes impossible during the teaching operation, an alarm (not shown) is activated, so that the mode can be switched to the manual mode as appropriate.
You can switch to a special weaving mode that can be tracked.

終点PEの近傍の特異線Tの交点Pnが検出されて、P1
Pnに対応する特異線位置座標信号Cの検出が一通り終了
すると、一連の特異線位置座標信号Cは検出データとし
てデータ処理部(50)に伝送される(ステップS7)。次
に、倣い動作が終了したか否かを判別し(ステップS
8)、もし終了していなければ再び初期設定ステップS4
に戻って前述の動作を繰り返し、終了していれば加工機
本体(10)のヘッド取り付け部(1)に加工ヘッド(図
示せず)を取り付ける(ステップS9)。
An intersection point Pn of the singular lines T near the end point P E is detected, and P 1 ~
When the detection of the singular line position coordinate signal C corresponding to Pn is completed, the series of singular line position coordinate signals C is transmitted to the data processing unit (50) as detection data (step S7). Next, it is determined whether or not the copying operation is completed (step S
8) If it is not completed, the initialization step S4 is performed again.
Then, the above operation is repeated, and if the operation is completed, a processing head (not shown) is attached to the head attachment portion (1) of the processing machine body (10) (step S9).

データ処理部(50)は、特異線位置座標信号Cに基づ
いて、特異線Tに沿ってワークを加工するための加工プ
ログラムRを演算し、これを伝送インタフェース(34)
を介してNC制御部(30)内の不揮発性メモリ(33)に格
納する(ステップS10)。この加工プログラムRは、不
必要な検出データCが間引かれた必要最小限のデータ量
から得られるようになっている。例えば、特異線Tが直
線近似できる場合は、両端の2点の座標のみが加工プロ
グラムRに用いられる。
The data processing section (50) calculates a machining program R for machining the workpiece along the singular line T based on the singular line position coordinate signal C, and transmits this to a transmission interface (34).
It is stored in the non-volatile memory (33) in the NC control unit (30) via (step S10). This processing program R is designed to be obtained from the minimum necessary amount of data in which unnecessary detection data C is thinned out. For example, when the singular line T can be approximated by a straight line, only the coordinates of the two points at both ends are used in the machining program R.

以下、前述と同様に、NC制御部(30)は、加工プログ
ラムRに従う駆動信号Mにより加工機本体(10)を駆動
し、所定の溶接又は切断加工動作を実行する(ステップ
S11)。
Hereinafter, similarly to the above, the NC control unit (30) drives the processing machine body (10) by the drive signal M according to the processing program R and executes a predetermined welding or cutting processing operation (step
S11).

尚、上記実施例では、信号処理ユニットの制御信号を
用いて特異線検出信号Dとしたが、光量信号をそのまま
特異線検出信号としてもよい。
Although the singular line detection signal D is obtained by using the control signal of the signal processing unit in the above embodiment, the light amount signal may be used as it is as the singular line detection signal.

又、センサヘッド(20)をヘッド取り付け部(1)に
設けたが、加工ヘッドの近傍に計測センサ(21)のみを
設けて加工ヘッドから選択的に放射される可視光線を受
光するようにしてもよい。この場合、センサヘッド(2
0)の取り付け動作は不要となる。
Further, the sensor head (20) is provided in the head mounting portion (1), but only the measurement sensor (21) is provided in the vicinity of the processing head so as to receive visible light selectively emitted from the processing head. Good. In this case, the sensor head (2
The mounting operation of 0) is unnecessary.

[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、加工機本体に設けら
れた計測センサから入力される高さ検出信号及び特異線
検出信号と加工機本体から入力される位置検出信号とに
基づいて、加工線に対応する特異線位置座標信号を出力
すると共に特異線を検出するためのウィービング座標信
号をNC制御部に出力する倣い計測演算部と、特異線位置
座標信号に基づいて、ワークを加工するための加工プロ
グラムをNC制御部に出力するデータ処理部とを備え、わ
ずかな初期設定により計測センサが自動的に加工線上の
特異線を追跡しながらティーチング動作を行うようにし
たので、ティーチング労力が省けると共にティーチング
時間が短縮できるワーク加工装置が得られる効果があ
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the height detection signal and the singular line detection signal input from the measurement sensor provided in the processing machine main body and the position detection signal input from the processing machine main body are realized. Based on, based on the singular line position coordinate signal and the scanning measurement calculation unit that outputs the singular line position coordinate signal corresponding to the machining line and the weaving coordinate signal for detecting the singular line to the NC control unit. With a data processing unit that outputs a machining program for machining to the NC control unit, the measurement sensor automatically performs the teaching operation while tracking the singular line on the machining line with a slight initial setting. There is an effect that a work processing device can be obtained in which teaching labor can be saved and teaching time can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は第1図内のNC制御部及び倣い計測演算部を示す機能ブ
ロック図、第3図はこの発明の一実施例の動作を説明す
るためのフローチャート図、第4図はこの発明によるウ
ィービング動作を示す説明図、第5図は従来のワーク加
工装置に用いられる一般的な加工機本体の軸構成を示す
概略斜視図である。 (1)……ヘッド取り付け部 (10)……加工機本体、(10a)……アーム (21)……計測センサ、(30)……NC制御部 (40)……倣い計測演算部、(50)……データ処理部 (81)……特異線高さ検出処理手段 (82)……現在位置演算処理手段 (83)……特異線位置座標記録手段 (84)……ウィービングパターン発生手段 (85)……目標位置演算処理手段 (91)……軌跡補間手段 (92)……高さ補正制御手段 (93)……位置制御手段 T……特異線、M……駆動信号 H……高さ検出信号、D……特異線検出信号 L……位置検出信号、U……特異線高さ信号 CS……特異線位置座標 C……特異線位置座標信号、R……加工プログラム WP……ウィービングパターン W……ウィービング座標信号 A……補間位置座標信号、B……高さ補正信号 Q1〜Qn+1……ウィービング点、PS……始点 PD……方向指示点、PE……終点 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a functional block diagram showing an NC control unit and a scanning measurement calculation unit in FIG. 1, and FIG. 3 is an operation of an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view showing a weaving operation according to the present invention, and FIG. 5 is a schematic perspective view showing a shaft configuration of a general processing machine main body used in a conventional work processing apparatus. . (1) …… Head mounting part (10) …… Processing machine main body, (10a) …… Arm (21) …… Measurement sensor, (30) …… NC control part (40) …… Copy measurement calculation part, ( 50) Data processing unit (81) Singular line height detection processing unit (82) Current position calculation processing unit (83) Singular line position coordinate recording unit (84) Weaving pattern generation unit (84) 85) ... target position calculation processing means (91) ... locus interpolation means (92) ... height correction control means (93) ... position control means T ... singular line, M ... drive signal H ... high S detection signal, D ... singular line detection signal L ... position detection signal, U ... singular line height signal CS ... singular line position coordinate C ... singular line position coordinate signal, R ... machining program WP ... weaving pattern W ...... weaving coordinate signal A ...... interpolation position coordinate signal, B ...... height correction signal Q 1 Qn +1 ... Weaving point, P S ...... origin P D ...... direction indication point, P E ...... endpoint In the figure, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アーム先端にヘッド取り付け部を有し且つ
ワークの加工線に沿って移動する加工機本体と、この加
工機本体を駆動するための駆動信号を出力するNC制御部
と、前記ヘッド取り付け部に設けられ前記ワークまでの
高さを示す高さ検出信号と前記加工線に設けられた特異
線の存在を示す特異線検出信号とを出力する計測センサ
と、前記高さ検出信号及び前記特異線検出信号と前記加
工機本体から入力される前記計測センサの位置を示す位
置検出信号とに基づいて、前記特異線の位置を示す特異
線位置座標信号を出力し且つ前記特異線を検出するため
に用いられるウィービング座標信号を前記NC制御部に出
力する倣い計測演算部と、前記特異線位置座標信号に基
づいて、前記ワークを加工するための加工プログラムを
前記NC制御部に出力するデータ処理部とを備え、ティー
チング時に、前記特異線の始点、方向指示点及び終点を
初期設定することにより、前記ヘッド取り付け部が前記
特異線を自動的に倣っていくことを特徴とするワーク加
工装置。
1. A processing machine main body having a head mounting portion at the tip of an arm and moving along a processing line of a work, an NC control section outputting a drive signal for driving the processing machine main body, and the head. A measurement sensor that outputs a height detection signal indicating the height up to the workpiece and a singular line detection signal indicating the presence of a singular line provided on the processing line, and the height detection signal and the Based on a singular line detection signal and a position detection signal indicating the position of the measurement sensor input from the processing machine body, a singular line position coordinate signal indicating the position of the singular line is output and the singular line is detected. A scanning measurement calculation unit that outputs a weaving coordinate signal used for the purpose to the NC control unit, and based on the singular line position coordinate signal, outputs a processing program for processing the workpiece to the NC control unit. A workpiece having a data processing unit, and the head mounting unit automatically follows the singular line by initially setting a starting point, a direction indicating point, and an ending point of the singular line during teaching. Processing equipment.
【請求項2】倣い計測演算部は、高さ検出信号及び特異
線検出信号に基づいて計測センサから特異線までの高さ
を示す特異線高さ信号を出力する特異線高さ検出処理手
段と、前記特異線高さ信号と加工機本体からの位置検出
信号とに基づいて、前記特異線の3次元位置を示す特異
線位置座標を出力する現在位置演算処理手段と、前記特
異線位置座標を順次記録してデータ処理部に特異線位置
座標信号を出力する特異線位置座標記録手段と、予め格
納されたウィービングパターンを発生するウィービング
パターン発生手段と、前記ウィービングパターン、前記
特異線位置座標及び前記特異線高さ信号に基づいて、NC
制御部にウィービング座標信号を出力する目標位置演算
処理手段とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のワーク加工装置。
2. The profiling measurement calculation section includes singular line height detection processing means for outputting a singular line height signal indicating the height from the measurement sensor to the singular line based on the height detection signal and the singular line detection signal. The present position calculation processing means for outputting the singular line position coordinates indicating the three-dimensional position of the singular line based on the singular line height signal and the position detection signal from the processing machine main body, and the singular line position coordinates Singular line position coordinate recording means for sequentially recording and outputting a singular line position coordinate signal to the data processing unit, weaving pattern generating means for generating a pre-stored weaving pattern, the weaving pattern, the singular line position coordinates and the NC based on singular line height signal
The workpiece processing apparatus according to claim 1, further comprising a target position calculation processing unit that outputs a weaving coordinate signal to the control unit.
【請求項3】NC制御部は、倣い計測演算部からのウィー
ビング座標信号に基づいて、1つのウィービング点から
次のウィービング点までの軌跡を補間した補間位置座標
信号を出力する軌跡補間手段と、前記補間位置座標信号
及び計測センサからの高さ検出信号に基づいて高さ補正
信号を出力する高さ補正制御手段と、前記高さ補正信号
及び加工機本体からの位置検出信号に基づいて、前記加
工機本体を駆動するための駆動信号を出力する位置制御
手段とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
又は第2項記載のワーク加工装置。
3. The NC control unit, based on the weaving coordinate signal from the scanning measurement calculation unit, a locus interpolating means for outputting an interpolated position coordinate signal that interpolates a locus from one weaving point to the next weaving point, Based on the height correction control means for outputting a height correction signal based on the interpolated position coordinate signal and the height detection signal from the measurement sensor, and based on the height correction signal and the position detection signal from the processing machine body, The work processing apparatus according to claim 1, further comprising: a position control unit that outputs a drive signal for driving the main body of the processing machine.
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