JP2675200B2 - ロボット - Google Patents

ロボット

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JP2675200B2
JP2675200B2 JP3058751A JP5875191A JP2675200B2 JP 2675200 B2 JP2675200 B2 JP 2675200B2 JP 3058751 A JP3058751 A JP 3058751A JP 5875191 A JP5875191 A JP 5875191A JP 2675200 B2 JP2675200 B2 JP 2675200B2
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一 樫木
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、機械加工を行うロボッ
トに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、機械加工分野において、ロボ
ットコントローラは3次元用、NC(数値制御)コント
ローラは2次元用として主に設計されている。したがっ
て2次元、3次元双方を扱うユーザ、加工機は、互いの
コントローラの欠点により操作性が低下している。
【0003】典型的な先行技術は図5に示されている。
NCコントローラ1によって2次元の動作位置を入力
し、2次元加工機2によってワーク3を2次元で機械加
工する。このような図5に示される先行技術では、3次
元ワークの機械加工が不可能である。2次元加工機2と
いうのは、被加工物が移動するX−Y平面に対するレー
ザビームの光軸の角度が固定的であって、一定に保たれ
る構成を有する。前記X−Y平面は、被加工物が固定さ
れる台盤の表面に一致している。さらにレーザビーム
が、X−Y平面に垂直なZ軸方向に変位しない構成とな
っているものもあり、あるいはまたZ軸方向に変位する
構成になっているものもある。このZ軸方向に変位する
構成は、平面加工であっても、板厚に応じて機械加工す
ることができるようにするためであって、3次元加工を
行うための構成ではない。
【0004】他の先行技術は図6に示されている。ロボ
ットコントローラ4からの3次元の動作位置が入力され
ることによって、3次元加工機5は、ワーク6を3次元
で機械加工する。この3次元加工機は、被加工物が固定
される台盤と、その被加工物を加工するレーザビームと
が相対的にXYZ座標系で3次元の移動が可能であり、
しかもXY平面に対するレーザビームの光軸の角度が可
変である構成を有する。したがって前述の2次元加工機
では、レーザビームの傾き角度は、XY平面に対して一
定であって、通常は下向きであり、XYの動作軸の他に
さらにZ軸があったとしても、XY平面に平行な表面を
有する被加工物しか加工することができないのに対し
て、3次元加工機では、レーザビームの傾きの角度を変
えることができるので、被加工物の表面が立体的な曲面
であっても加工することができる。
【0005】このような図6に示される先行技術では、
ワーク6を2次元で機械加工するためには、一平面内で
の正確なティーチングを行わなければならず、そのティ
ーチングを正確に行うことが困難であり、したがって2
次元ワークの加工が不便であるという問題がある。
【0006】他の先行技術は図7に示されている。NC
コントローラ7によって動作位置を2次元で入力し、3
次元加工機8によって2次元でワーク9を加工すること
ができる。また3次元ソフトウエア10を用いてワーク
11を3次元で加工することは可能であるけれども、3
次元ソフトウエア10は大規模になるという問題があ
る。たとえば2次元平面内での補間演算を行って、NC
言語を用いてその2次元平面内でのたとえば円を描くこ
とは比較的容易に可能であるけれども、3次元ソフトウ
エア10を用いて、3次元の空間に滑らかな円を描くこ
とはできず、3次元曲線を、NC言語による多数の線分
に分けて描く必要がある。したがって加工機8の動作が
円滑でなく、また操作性が悪いという問題がある。
【0007】さらに他の先行技術は図8に示されてい
る。ロボットコントローラ12によって3次元加工機1
3を制御し、これによって3次元でワーク14を加工す
る。NC言語のプログラム15を用いて2次元でワーク
16を加工するには、そのNC言語プログラム15を、
参照符17で示されるように、ロボット言語に変換しな
ければならず、そのために大規模な変換ソフトウエアが
必要となるという問題がある。またこのNC言語をロボ
ット言語に変換するにあたり、命令の種類が増えて、そ
の命令の種類を覚えるのに大きな努力を必要とし、変換
ソフトウエアの作成が困難である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、3次
元の動作が可能であり、しかも2次元での動作もまた簡
単に行うことができるようにした改良されたロボットを
提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、3次元の動作
位置をティーチングして入力し、そのティーチングした
3次元の動作位置を、複数軸を有する3次元加工機によ
って再生動作するためのロボット言語を用い、このロボ
ット言語を内部処理用データに解釈する第1解釈手段を
備え、2次元の動作位置を入力手段23の入力操作によ
って入力し、その入力した2次元の動作位置を、前記加
工機によって再生動作させるためにNC言語を用い、N
C言語を前記内部処理用データに解釈する第2解釈手段
を備え、さらに、第1および第2解釈手段の出力に応答
して、前記内部処理用データに基づいて前記加工機の各
軸を動作駆動する手段を含むことを特徴とするロボット
である。
【0010】
【作用】本発明に従えば、3次元ロボットのティーチン
グ・プレイバック方式で、3次元の動作位置をティーチ
ングして入力し、そのティーチングした位置を再生動作
することを、ロボット言語を用いて行い、また2次元の
動作位置を、NC言語を用いて入力手段23の入力操作
によって入力して動作させることができる。このNC言
語を用いるとき、ティーチングをする必要はない。ロボ
ット言語は第1解釈手段によって内部処理用データに解
釈され、またNC言語は、第2解釈手段によって内部処
理用データに解釈される。こうして得られた内部処理用
データに基づいて、3次元加工機の各軸を動作駆動す
る。このようにして、前述の特に図8に関連して述べた
NC言語をロボット言語に変換するための大規模な変換
ソフトウエアが不要であり、3次元および2次元の機械
加工を容易に行うことができるようになる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の一実施例のブロック図であ
る。ロボットは、複数軸を有し、各軸毎に駆動用モータ
M1〜M5を備えており、このようなロボットは、たと
えば2輪自動車の燃料タンクなどの3次元で弯曲した金
属板を切断する炭酸ガスレーザを用いた加工機などであ
ってもよい。ティーチング・プレイバック方式で、3次
元の動作位置をティーチングして入力し、そのティーチ
ングした位置を再生動作するために、ロボット言語を用
い、このロボット言語は、入力手段21から入力され、
ロボット言語処理回路22に与えられる。また2次元の
動作位置を入力して動作させるためのNC言語は入力手
段23から入力され、NC言語処理回路24に与えられ
る。
【0012】図2は、各軸毎のモータM1〜M5を備え
る門形加工機25の簡略化した斜視図である。X方向2
6とY方向27とZ方向28とに、レーザビーム発生源
29からワーク33に向けて発射され、このレーザビー
ム源29は、矢符30で示されるように旋回し、また矢
符31で示されるように上下に角変位可能である。レー
ザビーム源29によってワーク33を、ロボット言語に
よって3次元加工し、またNC言語によって2次元加工
することができ、さらにまたNC言語を用いることによ
って希望する姿勢を有する一平面34内で、たとえば円
形を描いて切断加工などすることができる。
【0013】再び図1を参照して、ロボット言語処理回
路22は、ロボット言語を内部処理用データに変換す
る。NC言語処理回路24は、NC言語を内部処理用デ
ータに変換する。動作計画回路35は、これらの処理回
路22,24からの出力に応答して内部処理用データに
基づき、各軸の動作計画を行い、指令値作成回路36に
おいて指令値を作成し、こうして得られた各軸毎の指令
値は、モータM1〜M5に与えられて、各軸が動作駆動
される。
【0014】図3は、図1および図2に示される実施例
の動作を説明するためのフローチャートである。ステッ
プa1からステップa2に移り、ロボット言語入力手段
21によってロボット言語による動作位置の入力が行わ
れたかどうかを判断し、そうであれば、ステップa3に
移り、ロボット言語処理回路22においてロボット言語
を内部処理用データに変換する。NC言語入力手段23
からNC言語による2次元の動作位置が入力されたとき
には、ステップa2からステップa8に移り、ステップ
a9においてNC言語処理回路24においてNC言語を
内部処理用データに変換する。
【0015】ステップa4では、動作計画回路35が、
前述のように内部処理用データに基づいて、各軸の動作
計画を作り、ステップa5では、指令値作成回路36に
おいて各軸毎の指令値を作成し、ステップa6において
ティーチングによる3次元加工機25の再生動作を行
い、またNC言語による前記加工機25の2次元動作を
行い、こうしてステップa7では一連の動作を終了す
る。
【0016】ロボット言語入力手段21では、たとえば
表1に示されるように、ロボット言語で希望する動作位
置A,B,C移動を行うプログラムがティーチングによ
って、入力される。
【0017】
【表1】
【0018】NC言語入力手段23からは、表2で示さ
れるように2次元の動作位置がCAD等から入力手段2
3によって入力される。
【0019】
【表2】
【0020】ここで表2の仮想線で示すプログラムの部
分は、NC言語であり、このようなNC言語が入力され
たことを識別するために、各NC言語の初めに、「N
C」を付け加える。前述の表2において、位置指令値と
してX軸およびY軸の2次元の動作位置だけであり、Z
軸の動作位置は、平面加工が行われるべきワークの板厚
に対応するために指定されるものである。たとえば後述
の表3では、X軸およびY軸の動作位置を指定し、Z軸
の動作位置の指定を行わない構成となっている。NC言
語はこのように、ワークの2次元の平面加工を行うため
のプログラムである。3次元動作位置を指定するには、
前述のロボット言語を用いてティーチングする。
【0021】このようにしてNC言語で入力した2次元
動作位置を、正確に移動させることが可能である。
【0022】さらにこの実施例によれば、希望する仮想
平面34(図2参照)内における希望する位置を加工す
るために、その平面を、ロボット言語入力手段21によ
って、表3に示されるように「FRAME(座標系設
定) A,B,D,E」として、各座標位置A,B,
D,Eを指定し、次にNC言語入力手段23によって、
各動作位置を入力手段23によって順次的に指定する。
これによってロボット言語で指定された平面34内にお
けるNC言語で指定された動作位置での加工を正確に行
うことができるようになる。したがって平面34内にお
いて実際にティーチングすることなく、NC言語にて指
定された図形を正確に描かせることが可能になる。
【0023】
【表3】
【0024】本発明は、機械加工のために実施される。
【0025】図4は本発明のさらに他の実施例のロボッ
ト39の斜視図である。複数軸を有するロボット39の
作業端40によって、任意の傾斜した仮想平面41内
で、たとえばNC言語にて指定された図形42を描かせ
るとき、本発明によれば、前述のように、実際のティー
チングをすることなく、正確に図形42を、仮想平面4
1内で描かせることが可能である。
【0026】こうして2次元/3次元のワーク32に対
して、図1の構成によって、容易に加工を行うことがで
きる。しかも2次元/3次元の各機能は、動作計画回路
35における1つの内部処理用データプログラムにおい
て実行される。しかもNC言語の熟練者が、そのNC言
語をそのまま用いて、上述のように、ロボット言語によ
って前述の傾斜した仮想平面41を指定し、その仮想平
面41内における2次元加工を行うことができ、その結
果、3次元の加工を容易に行うことができる。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、3次元の
動作位置をティーチングして入力し、そのティーチング
した位置を3次元加工機によって再生動作するためのロ
ボット言語を用い、このロボット言語は、第1解釈手段
によって内部処理用データに解釈され、また2次元の動
作位置を入力手段23の入力操作によって入力して動作
させるためのNC言語を、第2解釈手段によって内部処
理用データに解釈し、こうして得られた内部処理用デー
タに基づいて、3次元加工機の各軸を動作駆動するよう
にしたので、前述の先行技術におけるようなNC言語
を、大規模な変換ソフトウエアを用いてロボット言語に
変換する必要がなく、簡便に、NC言語を用いて、また
ロボット言語を用いて、2次元および3次元でワークの
機械加工などの動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】ロボット25の機械的な構成を示す簡略化した
斜視図である。
【図3】図1および図2に示される実施例の動作を説明
するためのフローチャートである。
【図4】本発明の他の実施例の機械的構成を示す簡略化
した斜視図である。
【図5】先行技術のブロック図である。
【図6】他の先行技術のブロック図である。
【図7】さらに他の先行技術のブロック図である。
【図8】他の先行技術のブロック図である。
【符号の説明】
21 ロボット言語入力手段 22 ロボット言語処理回路 23 NC言語入力手段 24 NC言語処理回路 25 ロボット 29 レーザビーム発生源 33 ワーク 34,41 仮想平面 35 動作計画回路 36 指令値作成回路 39 ロボット 40 作業端

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3次元の動作位置をティーチングして入
    力し、そのティーチングした3次元の動作位置を、複数
    軸を有する3次元加工機によって再生動作するためのロ
    ボット言語を用い、 このロボット言語を内部処理用データに解釈する第1解
    釈手段を備え、 2次元の動作位置を入力手段の入力操作によって入力
    し、その入力した2次元の動作位置を、前記加工機によ
    って再生動作させるためにNC言語を用い、 NC言語を前記内部処理用データに解釈する第2解釈手
    段を備え、さらに、 第1および第2解釈手段の出力に応答して、前記内部処
    理用データに基づいて前記加工機の各軸を動作駆動する
    手段を含むことを特徴とするロボット。
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