JP3315006B2 - 鋳物中子納め装置 - Google Patents
鋳物中子納め装置Info
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- JP3315006B2 JP3315006B2 JP12483994A JP12483994A JP3315006B2 JP 3315006 B2 JP3315006 B2 JP 3315006B2 JP 12483994 A JP12483994 A JP 12483994A JP 12483994 A JP12483994 A JP 12483994A JP 3315006 B2 JP3315006 B2 JP 3315006B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳物の鋳造工程におい
て、中子を主型内へ納める作業をロボットを用いて行な
うようにした鋳物中子納め装置に関する。
て、中子を主型内へ納める作業をロボットを用いて行な
うようにした鋳物中子納め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋳物の鋳造工程における中子を主
型内に納める作業は、中子が小型のものである場合には
手作業で行なっているが、エンジンのシリンダブロック
のように大型のものである場合にはコアセッターと呼ば
れる専用機を用いて行なっている。
型内に納める作業は、中子が小型のものである場合には
手作業で行なっているが、エンジンのシリンダブロック
のように大型のものである場合にはコアセッターと呼ば
れる専用機を用いて行なっている。
【０００３】しかし、コアセッターには汎用性がなく、
１種類の中子に対して１機種準備しなければならない。
従って、昨今のような多品種少量生産のもとでは準備す
べきコアセッターの数が増加し、多大な設備費が必要に
なっている。また、準備したコアセッターを保管する場
所の確保にも苦慮している。
１種類の中子に対して１機種準備しなければならない。
従って、昨今のような多品種少量生産のもとでは準備す
べきコアセッターの数が増加し、多大な設備費が必要に
なっている。また、準備したコアセッターを保管する場
所の確保にも苦慮している。
【０００４】そこで、１台のロボットを用いて各種の中
子を主型内へ納めることが考えられている。
子を主型内へ納めることが考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、柔らかい主型
の中に中子を納める場合、主型を崩すことなく中子納め
を行なうためにはロボットの位置制御を高精度に行なわ
なければならず、この高精度の位置制御が困難であるた
め、中子納めのロボット化が阻害されている。
の中に中子を納める場合、主型を崩すことなく中子納め
を行なうためにはロボットの位置制御を高精度に行なわ
なければならず、この高精度の位置制御が困難であるた
め、中子納めのロボット化が阻害されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ロボットのアームの先端部に取付けたハンド部により中
子を把持して主型内へ納める鋳物中子納め装置におい
て、前記アームの先端部と前記ハンド部とをこのハンド
部を水平方向へ揺動自在とするコンプライアンス装置を
介して連結すると共にこのコンプライアンス装置をロッ
ク状態と非ロック状態とに切替えるロック機構を設け、
前記ハンド部に把持された前記中子が前記主型内の所定
位置まで下降した時点で前記アームの下降動作を停止さ
せると共に前記アームの先端部を前記コンプライアンス
装置が非ロックされた状態で水平移動させる水平移動制
御手段と、この水平移動に伴って前記中子が前記主型の
周面へ当接することにより揺動する前記コンプライアン
ス装置の揺動方向と揺動量とを検出する揺動検出手段
と、前記水平移動制御手段による前記アームの移動方向
及び移動量と前記揺動検出手段が検出した前記コンプラ
イアンス装置の揺動方向及び揺動量とから中子納め時に
前記中子が前記主型の周面に当接することを防止するた
めに必要な前記アームの位置補正量を演算する演算手段
と、前記演算手段が演算した位置補正量に応じて前記ア
ームの位置を補正する補正手段とを設けた。
ロボットのアームの先端部に取付けたハンド部により中
子を把持して主型内へ納める鋳物中子納め装置におい
て、前記アームの先端部と前記ハンド部とをこのハンド
部を水平方向へ揺動自在とするコンプライアンス装置を
介して連結すると共にこのコンプライアンス装置をロッ
ク状態と非ロック状態とに切替えるロック機構を設け、
前記ハンド部に把持された前記中子が前記主型内の所定
位置まで下降した時点で前記アームの下降動作を停止さ
せると共に前記アームの先端部を前記コンプライアンス
装置が非ロックされた状態で水平移動させる水平移動制
御手段と、この水平移動に伴って前記中子が前記主型の
周面へ当接することにより揺動する前記コンプライアン
ス装置の揺動方向と揺動量とを検出する揺動検出手段
と、前記水平移動制御手段による前記アームの移動方向
及び移動量と前記揺動検出手段が検出した前記コンプラ
イアンス装置の揺動方向及び揺動量とから中子納め時に
前記中子が前記主型の周面に当接することを防止するた
めに必要な前記アームの位置補正量を演算する演算手段
と、前記演算手段が演算した位置補正量に応じて前記ア
ームの位置を補正する補正手段とを設けた。
【０００７】
【作用】請求項１記載の発明では、中子を把持したハン
ド部を主型の上方位置から下降させることにより中子納
めを開始するが、中子が主型内の所定位置まで下降した
時点で、主型移動制御手段によりアームの下降を停止さ
せ、ついで、コンプライアンス装置を非ロック状態にす
ると共に主型移動制御手段によりアームの先端部を水平
移動させる。この水平移動により中子が主型の周面に当
接すると、ハンド部は中子と共に主型の周面に規制され
て揺動されないため、アーム先端部とハンド部との間の
相対位置にずれが発生し、この時のコンプライアンス装
置の揺動方向と揺動量とを揺動検出手段が検出する。そ
して、水平移動制御手段によるアームの移動方向及び移
動量と揺動検出手段が検出した揺動方向と揺動量とから
中子納め時に中子が主型の周面に当接することを防止す
るために必要なアームの位置補正量を演算手段により演
算し、演算した位置補正量に応じてアームの位置を補正
手段により補正する。
ド部を主型の上方位置から下降させることにより中子納
めを開始するが、中子が主型内の所定位置まで下降した
時点で、主型移動制御手段によりアームの下降を停止さ
せ、ついで、コンプライアンス装置を非ロック状態にす
ると共に主型移動制御手段によりアームの先端部を水平
移動させる。この水平移動により中子が主型の周面に当
接すると、ハンド部は中子と共に主型の周面に規制され
て揺動されないため、アーム先端部とハンド部との間の
相対位置にずれが発生し、この時のコンプライアンス装
置の揺動方向と揺動量とを揺動検出手段が検出する。そ
して、水平移動制御手段によるアームの移動方向及び移
動量と揺動検出手段が検出した揺動方向と揺動量とから
中子納め時に中子が主型の周面に当接することを防止す
るために必要なアームの位置補正量を演算手段により演
算し、演算した位置補正量に応じてアームの位置を補正
手段により補正する。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、図２は鋳物中子納め装置の全体構成を示すブ
ロック図であり、主型１を搬送する主型供給ライン（図
示せず）と中子２を搬送する中子供給ライン３とが設け
られ、主型供給ラインの側方位置には前記中子２を把持
して前記主型１内へ納めるロボット４が設置されてい
る。
る。まず、図２は鋳物中子納め装置の全体構成を示すブ
ロック図であり、主型１を搬送する主型供給ライン（図
示せず）と中子２を搬送する中子供給ライン３とが設け
られ、主型供給ラインの側方位置には前記中子２を把持
して前記主型１内へ納めるロボット４が設置されてい
る。
【０００９】つぎに、中子供給ライン３により搬送され
て所定位置で停止した中子２の位置を検出する中子位置
検出手段５と、主型供給ラインにより搬送されて主型停
止装置６により所定位置で停止された主型１の位置を検
出する主型位置検出手段７とが設けられている。なお、
前記中子位置検出手段５は、中子２の停止位置近傍に配
置された２個のＣＣＤカメラ８とこれらのＣＣＤカメラ
８からの情報に基づいて予め設定されているティーチン
グ情報とのマッチング処理を行なう画像処理部９とによ
り形成され、前記主型位置検出手段７は、主型１の停止
位置近傍に配置された２個のＣＣＤカメラ１０とこれら
のＣＣＤカメラ１０からの情報に基づいて予め設定され
ているティーチング情報とのマッチング処理を行なう前
記画像処理部９とにより形成されている。
て所定位置で停止した中子２の位置を検出する中子位置
検出手段５と、主型供給ラインにより搬送されて主型停
止装置６により所定位置で停止された主型１の位置を検
出する主型位置検出手段７とが設けられている。なお、
前記中子位置検出手段５は、中子２の停止位置近傍に配
置された２個のＣＣＤカメラ８とこれらのＣＣＤカメラ
８からの情報に基づいて予め設定されているティーチン
グ情報とのマッチング処理を行なう画像処理部９とによ
り形成され、前記主型位置検出手段７は、主型１の停止
位置近傍に配置された２個のＣＣＤカメラ１０とこれら
のＣＣＤカメラ１０からの情報に基づいて予め設定され
ているティーチング情報とのマッチング処理を行なう前
記画像処理部９とにより形成されている。
【００１０】前記画像処理部９は、この画像処理部９で
行なったマッチング処理に基づいてティーチング情報と
の誤差を演算してその誤差を解消する向きに前記ロボッ
ト４のアーム１６を制御するＦＡコンピュータ１１に接
続され、このＦＡコンピュータ１１はロボットコントロ
ーラ１２に接続されている。そして、これらのＦＡコン
ピュータ１１やロボットコントローラ１２及び中子供給
ライン３や主型停止装置６がシーケンサ１３に接続さ
れ、このシーケンサ１３には、各種の操作スイッチや表
示ランプが配置された操作盤１４及び上位システムとし
ての前記主型１を形成する造形ライン１５が接続されて
いる。
行なったマッチング処理に基づいてティーチング情報と
の誤差を演算してその誤差を解消する向きに前記ロボッ
ト４のアーム１６を制御するＦＡコンピュータ１１に接
続され、このＦＡコンピュータ１１はロボットコントロ
ーラ１２に接続されている。そして、これらのＦＡコン
ピュータ１１やロボットコントローラ１２及び中子供給
ライン３や主型停止装置６がシーケンサ１３に接続さ
れ、このシーケンサ１３には、各種の操作スイッチや表
示ランプが配置された操作盤１４及び上位システムとし
ての前記主型１を形成する造形ライン１５が接続されて
いる。
【００１１】つぎに、前記ロボット４にはアーム１６が
設けられており、アーム１６の先端部には前記中子２を
把持するためのハンド部１７が取付けられ、このアーム
１６の先端部とハンド部１７とはこのハンド部１７を水
平方向へ揺動自在とするコンプライアンス装置である平
行リンク機構１８を介して連結されている。なお、前記
アーム１６の先端部には前記平行リンク機構１８をロッ
ク状態と非ロック状態とに切替えるロック機構（図示せ
ず）が設けられており、平行リンク機構１８が非ロック
状態となるようにロック機構を切替えることによってハ
ンド部１７が揺動自在となり、平行リンク機構１８がロ
ック状態となるようにロック機構を切替えることによっ
てハンド部１７はアーム１６に対して固定された状態と
なる。
設けられており、アーム１６の先端部には前記中子２を
把持するためのハンド部１７が取付けられ、このアーム
１６の先端部とハンド部１７とはこのハンド部１７を水
平方向へ揺動自在とするコンプライアンス装置である平
行リンク機構１８を介して連結されている。なお、前記
アーム１６の先端部には前記平行リンク機構１８をロッ
ク状態と非ロック状態とに切替えるロック機構（図示せ
ず）が設けられており、平行リンク機構１８が非ロック
状態となるようにロック機構を切替えることによってハ
ンド部１７が揺動自在となり、平行リンク機構１８がロ
ック状態となるようにロック機構を切替えることによっ
てハンド部１７はアーム１６に対して固定された状態と
なる。
【００１２】ここで、主型１内への中子納めは、中子２
を把持したハンド部１７を下降させることにより行なう
が、この中子納め時において、中子２が主型１内の所定
位置まで下降した時点で前記ハンド部１７の下降動作を
停止させると共に、前記アーム１６の先端部を水平方向
（Ｘ軸方向，−Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，−Ｙ軸方向）へ移
動させる水平移動制御手段である前記ＦＡコンピュータ
１１が設けられている。そして、この水平移動制御手段
１１によりアーム１６を水平移動させた時に、中子２が
主型１の周面に当接することにより揺動する平行リンク
機構１８の揺動方向及び揺動量を検出する揺動検出手段
である３個のポテンショメータ１９が設けられている。
さらに、これらのポテンショメータ１９は、前記水平移
動制御手段１１の制御によるアーム１６の移動方向及び
移動量と前記ポテンショメータ１９が検出した前記平行
リンク機構１８の揺動方向及び揺動量とから、中子納め
時に中子２が主型１の周面に当接することを防止するた
めに必要な前記アーム１６の位置補正量を演算する演算
手段であると共に、その演算された位置補正量に応じて
前記アーム１６の位置を補正する補正手段である前記Ｆ
Ａコンピュータ１１に接続されている。
を把持したハンド部１７を下降させることにより行なう
が、この中子納め時において、中子２が主型１内の所定
位置まで下降した時点で前記ハンド部１７の下降動作を
停止させると共に、前記アーム１６の先端部を水平方向
（Ｘ軸方向，−Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，−Ｙ軸方向）へ移
動させる水平移動制御手段である前記ＦＡコンピュータ
１１が設けられている。そして、この水平移動制御手段
１１によりアーム１６を水平移動させた時に、中子２が
主型１の周面に当接することにより揺動する平行リンク
機構１８の揺動方向及び揺動量を検出する揺動検出手段
である３個のポテンショメータ１９が設けられている。
さらに、これらのポテンショメータ１９は、前記水平移
動制御手段１１の制御によるアーム１６の移動方向及び
移動量と前記ポテンショメータ１９が検出した前記平行
リンク機構１８の揺動方向及び揺動量とから、中子納め
時に中子２が主型１の周面に当接することを防止するた
めに必要な前記アーム１６の位置補正量を演算する演算
手段であると共に、その演算された位置補正量に応じて
前記アーム１６の位置を補正する補正手段である前記Ｆ
Ａコンピュータ１１に接続されている。
【００１３】このような構成において、ロボット４を用
いて行なう中子納めの手順を説明する。まず、中子供給
ライン３により搬送されてきた中子２が所定位置で停止
されると共に主型供給ラインにより搬送されてきた主型
１が所定位置で停止される。すると、中子位置検出手段
５が中子２の位置を検出すると共に主型位置検出手段７
が主型１の位置を検出し、それらの検出結果に基づいて
ＦＡコンピュータ１１によりロボット４のアーム１６が
位置制御される。そして、ハンド部１７により中子２が
把持され、ハンド部１７に把持された中子２が主型の上
方位置へ搬送される。ここで、ＦＡコンピュータ１１に
よるアーム１６の位置制御は、中子位置検出手段５や主
型位置検出手段７による検出結果に基づいて行なわれる
ため、中子２の停止位置にバラツキが生じた場合でも中
子２の把持が確実に行なわれ、また、主型１の停止位置
にバラツキを生じた場合でも中子２は主型１の上方位置
へ確実に搬送される。
いて行なう中子納めの手順を説明する。まず、中子供給
ライン３により搬送されてきた中子２が所定位置で停止
されると共に主型供給ラインにより搬送されてきた主型
１が所定位置で停止される。すると、中子位置検出手段
５が中子２の位置を検出すると共に主型位置検出手段７
が主型１の位置を検出し、それらの検出結果に基づいて
ＦＡコンピュータ１１によりロボット４のアーム１６が
位置制御される。そして、ハンド部１７により中子２が
把持され、ハンド部１７に把持された中子２が主型の上
方位置へ搬送される。ここで、ＦＡコンピュータ１１に
よるアーム１６の位置制御は、中子位置検出手段５や主
型位置検出手段７による検出結果に基づいて行なわれる
ため、中子２の停止位置にバラツキが生じた場合でも中
子２の把持が確実に行なわれ、また、主型１の停止位置
にバラツキを生じた場合でも中子２は主型１の上方位置
へ確実に搬送される。
【００１４】なお、ハンド部１７により中子２を把持し
てその中子２を主型１の上方位置へ搬送する間は、平行
リンク機構１８がロック状態となるようにロック機構が
切替えられ、ハンド部１７はアーム１６の先端部に固定
された状態に維持される。
てその中子２を主型１の上方位置へ搬送する間は、平行
リンク機構１８がロック状態となるようにロック機構が
切替えられ、ハンド部１７はアーム１６の先端部に固定
された状態に維持される。
【００１５】つぎに、主型１の上方位置へ搬送した中子
２を主型１内へ精度良く中子納めするために行なうアー
ム１６の位置補正の過程を図３のフローチャートに基づ
いて説明する。まず、アーム１６を下降させ（Ｓ１）、
中子２が主型１内の所定位置まで下降した時点で水平移
動制御手段１１の制御によりアーム１６の下降を停止さ
せる（Ｓ２）。なお、この時のアーム１６の位置を“ア
ーム初期位置”とする。ついで、平行リンク機構１７が
非ロック状態となるようにロック機構を切替え（Ｓ
３）、水平移動制御手段１１の制御によりアーム１６の
先端部をＸ軸方向へ水平移動させ（Ｓ４）、この水平移
動に伴って中子２が主型１の周面に当接することによる
平行リンク機構１８の揺動量をポテンショメータ１９で
検出すると共に平行リンク機構１８の揺動量が設定値に
達したか否かを判断する（Ｓ５）。そして、平行リンク
機構１８の揺動量が設定値に達しない場合にはアーム１
６の先端部を引き続きＸ軸方向へ水平移動させ、一方、
平行リンク機構１８の揺動量が設定値に達した場合に
は、その時のアーム１６の移動方向と移動量とを記憶す
る（Ｓ６）と共に、その時の平行リンク機構１８の揺動
方向と揺動量とをポテンショメータ１９により検出して
記憶し（Ｓ７）、その後、アーム１６の先端部を水平移
動させて“アーム初期位置”へ戻す（Ｓ８）。
２を主型１内へ精度良く中子納めするために行なうアー
ム１６の位置補正の過程を図３のフローチャートに基づ
いて説明する。まず、アーム１６を下降させ（Ｓ１）、
中子２が主型１内の所定位置まで下降した時点で水平移
動制御手段１１の制御によりアーム１６の下降を停止さ
せる（Ｓ２）。なお、この時のアーム１６の位置を“ア
ーム初期位置”とする。ついで、平行リンク機構１７が
非ロック状態となるようにロック機構を切替え（Ｓ
３）、水平移動制御手段１１の制御によりアーム１６の
先端部をＸ軸方向へ水平移動させ（Ｓ４）、この水平移
動に伴って中子２が主型１の周面に当接することによる
平行リンク機構１８の揺動量をポテンショメータ１９で
検出すると共に平行リンク機構１８の揺動量が設定値に
達したか否かを判断する（Ｓ５）。そして、平行リンク
機構１８の揺動量が設定値に達しない場合にはアーム１
６の先端部を引き続きＸ軸方向へ水平移動させ、一方、
平行リンク機構１８の揺動量が設定値に達した場合に
は、その時のアーム１６の移動方向と移動量とを記憶す
る（Ｓ６）と共に、その時の平行リンク機構１８の揺動
方向と揺動量とをポテンショメータ１９により検出して
記憶し（Ｓ７）、その後、アーム１６の先端部を水平移
動させて“アーム初期位置”へ戻す（Ｓ８）。
【００１６】ここで、上述したように中子２を主型１内
の所定位置まで下降させた時点でアーム１６をＸ軸方向
へ水平移動させることにより、この時のアーム１６の移
動量と平行リンク機構１８の揺動量とによって、中子２
と主型１の周面とのＸ軸方向の間隔を検出することが可
能となる。
の所定位置まで下降させた時点でアーム１６をＸ軸方向
へ水平移動させることにより、この時のアーム１６の移
動量と平行リンク機構１８の揺動量とによって、中子２
と主型１の周面とのＸ軸方向の間隔を検出することが可
能となる。
【００１７】なお、アーム１６を水平移動させることに
より中子２を主型１の周面に当接させて平行リンク機構
１８を揺動させる制御時には、ハンド部１７及び中子２
が同一水平面内に位置して下降動作が停止されているた
め、主型１の周面に当接した状態の中子２が下降するこ
とにより主型１を崩してしまうということが確実に防止
される。
より中子２を主型１の周面に当接させて平行リンク機構
１８を揺動させる制御時には、ハンド部１７及び中子２
が同一水平面内に位置して下降動作が停止されているた
め、主型１の周面に当接した状態の中子２が下降するこ
とにより主型１を崩してしまうということが確実に防止
される。
【００１８】ついで、Ｘ軸方向について行なったアーム
１６の先端部の水平移動制御を、−Ｘ軸方向と、Ｙ軸方
向と、−Ｙ軸方向とについて順次同様に行ない、４方向
への水平移動制御が終了してアーム１６を“アーム初期
位置”へ戻した後、平行リンク機構１８がロック状態と
なるようにロック機構を切替える（Ｓ９）。そして、４
方向への水平移動制御により記憶したデータに基づき、
中子２と主型１の周面との間隔を演算すると共に中子納
め時に中子２が主型１の周面に当接することを防止する
ために必要なアーム１６の位置補正量を演算手段１１で
演算し（Ｓ１０）、演算された位置補正量に応じてアー
ム１６の位置を補正手段１１により補正し（Ｓ１１）、
この補正終了後に平行リンク機構１８が非ロック状態と
なるようにロック機構を切替える（Ｓ１２）。
１６の先端部の水平移動制御を、−Ｘ軸方向と、Ｙ軸方
向と、−Ｙ軸方向とについて順次同様に行ない、４方向
への水平移動制御が終了してアーム１６を“アーム初期
位置”へ戻した後、平行リンク機構１８がロック状態と
なるようにロック機構を切替える（Ｓ９）。そして、４
方向への水平移動制御により記憶したデータに基づき、
中子２と主型１の周面との間隔を演算すると共に中子納
め時に中子２が主型１の周面に当接することを防止する
ために必要なアーム１６の位置補正量を演算手段１１で
演算し（Ｓ１０）、演算された位置補正量に応じてアー
ム１６の位置を補正手段１１により補正し（Ｓ１１）、
この補正終了後に平行リンク機構１８が非ロック状態と
なるようにロック機構を切替える（Ｓ１２）。
【００１９】ここで、上述したように補正手段１１によ
るアーム１６の位置補正を行なうことにより、中子２と
主型１の周面との間隔が全方向について略均一となる。
そして、この補正後に平行リンク機構１８を再び非ロッ
ク状態としてハンド部１７を下降させることにより、中
子２は主型１の周面に当接することなく、しかも、主型
１の周面に対して片寄りを生ずることなく精度良く主型
１内へ納められる。
るアーム１６の位置補正を行なうことにより、中子２と
主型１の周面との間隔が全方向について略均一となる。
そして、この補正後に平行リンク機構１８を再び非ロッ
ク状態としてハンド部１７を下降させることにより、中
子２は主型１の周面に当接することなく、しかも、主型
１の周面に対して片寄りを生ずることなく精度良く主型
１内へ納められる。
【００２０】つぎに、コンプライアンス装置により支持
された可動プレートの変位を３個のポテンショメータか
らの変位データら基づいて計算する手法について図４を
参照して説明する。ｘ−ｙ座標上の任意の点（ｘ，ｙ）
が回転（θ）及び並進（ｘ0，ｙ0 ）の変位が生じる
時、変位後の座標（ｘ′，ｙ′）は次の(１)式で表わさ
れる。
された可動プレートの変位を３個のポテンショメータか
らの変位データら基づいて計算する手法について図４を
参照して説明する。ｘ−ｙ座標上の任意の点（ｘ，ｙ）
が回転（θ）及び並進（ｘ0，ｙ0 ）の変位が生じる
時、変位後の座標（ｘ′，ｙ′）は次の(１)式で表わさ
れる。
【００２１】
【数１】
【００２２】いま、可動プレートの各頂点をＰ１、Ｐ
２、Ｐ３、Ｐ４とおき、変位後の頂点をＰ１′、Ｐ
２′、Ｐ３′、Ｐ４′とすればその頂点は次の（２）〜
（５）式で表わされる。
２、Ｐ３、Ｐ４とおき、変位後の頂点をＰ１′、Ｐ
２′、Ｐ３′、Ｐ４′とすればその頂点は次の（２）〜
（５）式で表わされる。
【００２３】 Ｐ１′＝（Ｐ１′ｘ，Ｐ１′ｙ） ＝（Ｌｘ／２＊cosＲＺ−Ｌｙ／２＊sinＲＺ＋Ｔｘ， Ｌｘ／２＊sinＲＺ＋Ｌｙ／２＊cosＲＺ＋Ｔｙ）……（２） Ｐ２′＝（Ｐ２′ｘ，Ｐ２′ｙ） ＝（−Ｌｘ／２＊cosＲＺ−Ｌｙ／２＊sinＲＺ＋Ｔｘ， −Ｌｘ／２＊sinＲＺ＋Ｌｙ／２＊cosＲＺ＋Ｔｙ）……（３） Ｐ３′＝（Ｐ３′ｘ，Ｐ３′ｙ） ＝（−Ｌｘ／２＊cosＲＺ＋Ｌｙ／２＊sinＲＺ＋Ｔｘ， −Ｌｘ／２＊sinＲＺ−Ｌｙ／２＊cosＲＺ＋Ｔｙ）……（４） Ｐ４′＝（Ｐ４′ｘ，Ｐ４′ｙ） ＝（Ｌｘ／２＊cosＲＺ＋Ｌｙ／２＊sinＲＺ＋Ｔｘ， Ｌｘ／２＊sinＲＺ−Ｌｙ／２＊cosＲＺ＋Ｔｙ）……（５） また、Ｐ３′、Ｐ４′を通る直線の方程式は、 Ｙ−Ｐ４′y＝{(Ｐ４′y−Ｐ３′y)／(Ｐ４′ｘ−Ｐ３′ｘ)}＊(ｘ−Ｐ４′ｘ) ＝１／tanＲＺ＊（ｘ−Ｐ４′ｘ） ……………………………（６） Ｐ２′、Ｐ３′を通る直線の方程式は、 Ｙ−Ｐ３′y＝{(Ｐ２′y−Ｐ３′y)／(Ｐ２′ｘ−Ｐ３′ｘ)}＊(ｘ−Ｐ３′ｘ) ＝−１／tanＲＺ＊（ｘ−Ｐ３′ｘ） ∴ｘ−Ｐ３′ｘ＝−tanＲＺ（Ｙ−Ｐ３′ｙ） …………………………（７） 直線Ｐ３′、Ｐ４′上の点Ｓ１′（Ｓ１′ｘ、Ｓ１′
ｙ）を（６）式に代入し、直線Ｐ２′、Ｐ３′上の点Ｓ
２′（Ｓ２′ｘ、Ｓ２′ｙ）、Ｓ３′（Ｓ３′ｘ、Ｓ
３′ｙ）を（７）式に代入すると次の３式が得られる。
ｙ）を（６）式に代入し、直線Ｐ２′、Ｐ３′上の点Ｓ
２′（Ｓ２′ｘ、Ｓ２′ｙ）、Ｓ３′（Ｓ３′ｘ、Ｓ
３′ｙ）を（７）式に代入すると次の３式が得られる。
【００２４】 Ｓ１′ｙ＝tanＲＺ（Ｓ１′ｘ−Ｐ４′ｘ）＋Ｐ４′ｙ…………………（８） Ｓ２′ｘ＝−tanＲＺ（Ｓ２′ｙ−Ｐ３′ｙ）＋Ｐ３′ｘ………………（９） Ｓ３′ｘ＝−tanＲＺ（Ｓ３′ｙ−Ｐ３′ｙ）＋Ｐ３′ｘ………………（１０） ここで、ポテンショメータの先端座標Ｓ１ｙ、Ｓ２ｘ、
Ｓ３ｘは条件より、Ｓ１ｙ＝−Ｌｙ／２、Ｓ２ｘ＝Ｓ３
ｘ＝−Ｌｘ／２となる。
Ｓ３ｘは条件より、Ｓ１ｙ＝−Ｌｙ／２、Ｓ２ｘ＝Ｓ３
ｘ＝−Ｌｘ／２となる。
【００２５】∴各ポテンショメータの変位 pot１，pot
２，pot３は、 pot１＝Ｓ１′ｙ−Ｓ１ｙ＝Ｓ１′ｙ＋Ｌｙ／２…………………（１１） pot２＝Ｓ２′ｘ−Ｓ２ｘ＝Ｓ２′ｘ＋Ｌｘ／２…………………（１２） pot３＝Ｓ３′ｘ−Ｓ３ｘ＝Ｓ３′ｘ＋Ｌｘ／２…………………（１３） となり、式（１２）−式（１３）より、pot２−pot３＝
−tanＲＺ（Ｓ２′ｙ−Ｓ３′ｙ）となる。
２，pot３は、 pot１＝Ｓ１′ｙ−Ｓ１ｙ＝Ｓ１′ｙ＋Ｌｙ／２…………………（１１） pot２＝Ｓ２′ｘ−Ｓ２ｘ＝Ｓ２′ｘ＋Ｌｘ／２…………………（１２） pot３＝Ｓ３′ｘ−Ｓ３ｘ＝Ｓ３′ｘ＋Ｌｘ／２…………………（１３） となり、式（１２）−式（１３）より、pot２−pot３＝
−tanＲＺ（Ｓ２′ｙ−Ｓ３′ｙ）となる。
【００２６】従って、回転変位ＲＺは、 ＲＺ＝ａtan(pot２−pot３）／（Ｓ２′ｙ−Ｓ３′ｙ） となる。
【００２７】ここで、式（１１）＋式（１２）＊tanＲ
Ｚとおき、式（４）、式（５）に示すＰ３′ｙ、Ｐ４′
ｙを代入して整理すれば、 Ｔｙ＝｛１／（１＋tan2ＲＺ）｝＊（pot１＋pot２＊ta
nＲＺ−Ａ） 但し、Ａ＝Ｌｘ／２＊sinＲＺ＋Ｌｙ／２＊（１−cosＲ
Ｚ）＋tanＲＺ（Ｓ１ｘ−Ｌｘ＊cosＲＺ＋Ｌｙ／２）＋
tan2ＲＺ（Ｓ２ｙ−Ｌｘ／２＊sinＲＺ＋Ｌｙ／２＊cos
ＲＺ） さらに、式（１２）にＴｙを代入して、 Ｔｘ＝pot２＋tanＲＺ（Ｓ２ｙ＋Ｌｘ／２＊sinＲＺ＋
Ｌｙ／２＊cosＲＺ−Ｔｙ）−Ｌｘ／２（１−cosＲＺ）
−Ｌｙ／２＊sinＲＺ 以上の手順により、並進変位Ｔｘ、Ｔｙ、回転変位ＲＺ
を算出する。
Ｚとおき、式（４）、式（５）に示すＰ３′ｙ、Ｐ４′
ｙを代入して整理すれば、 Ｔｙ＝｛１／（１＋tan2ＲＺ）｝＊（pot１＋pot２＊ta
nＲＺ−Ａ） 但し、Ａ＝Ｌｘ／２＊sinＲＺ＋Ｌｙ／２＊（１−cosＲ
Ｚ）＋tanＲＺ（Ｓ１ｘ−Ｌｘ＊cosＲＺ＋Ｌｙ／２）＋
tan2ＲＺ（Ｓ２ｙ−Ｌｘ／２＊sinＲＺ＋Ｌｙ／２＊cos
ＲＺ） さらに、式（１２）にＴｙを代入して、 Ｔｘ＝pot２＋tanＲＺ（Ｓ２ｙ＋Ｌｘ／２＊sinＲＺ＋
Ｌｙ／２＊cosＲＺ−Ｔｙ）−Ｌｘ／２（１−cosＲＺ）
−Ｌｙ／２＊sinＲＺ 以上の手順により、並進変位Ｔｘ、Ｔｙ、回転変位ＲＺ
を算出する。
【００２８】
【発明の効果】請求項１記載の発明は上述のように、ロ
ボットのアームの先端部に取付けたハンド部により中子
を把持して主型内へ納める鋳物中子納め装置において、
前記アームの先端部と前記ハンド部とをこのハンド部を
水平方向へ揺動自在とするコンプライアンス装置を介し
て連結すると共にこのコンプライアンス装置をロック状
態と非ロック状態とに切替えるロック機構を設け、前記
ハンド部に把持された前記中子が前記主型内の所定位置
まで下降した時点で前記アームの下降動作を停止させる
と共に前記アームの先端部を前記コンプライアンス装置
が非ロックされた状態で水平移動させる水平移動制御手
段と、この水平移動に伴って前記中子が前記主型の周面
へ当接することにより揺動する前記コンプライアンス装
置の揺動方向と揺動量とを検出する揺動検出手段と、前
記水平移動制御手段による前記アームの移動方向及び移
動量と前記揺動検出手段が検出した前記コンプライアン
ス装置の揺動方向及び揺動量とから中子納め時に前記中
子が前記主型の周面に当接することを防止するために必
要な前記アームの位置補正量を演算する演算手段と、前
記演算手段が演算した位置補正量に応じて前記アームの
位置を補正する補正手段とを設けたので、ハンド部に把
持された中子を下降させて主型内への中子納めを行なう
際に、中子が主型の周面に当接せず、かつ、中子が主型
の周面に対して片寄りを生じない位置へアームを位置補
正することができ、従って、ロボットによる中子納めを
極めて高精度に行なうことができ、しかも、水平移動制
御手段によりアームの先端部を水平移動させると共に中
子を主型の周面に当接させてコンプライアンス装置を揺
動させる際には、ハンド部及び中子の下降動作が停止さ
れているため、主型の周面に当接した状態の中子が下降
することにより主型を崩してしまうということを確実に
防止することができる等の効果を有する。
ボットのアームの先端部に取付けたハンド部により中子
を把持して主型内へ納める鋳物中子納め装置において、
前記アームの先端部と前記ハンド部とをこのハンド部を
水平方向へ揺動自在とするコンプライアンス装置を介し
て連結すると共にこのコンプライアンス装置をロック状
態と非ロック状態とに切替えるロック機構を設け、前記
ハンド部に把持された前記中子が前記主型内の所定位置
まで下降した時点で前記アームの下降動作を停止させる
と共に前記アームの先端部を前記コンプライアンス装置
が非ロックされた状態で水平移動させる水平移動制御手
段と、この水平移動に伴って前記中子が前記主型の周面
へ当接することにより揺動する前記コンプライアンス装
置の揺動方向と揺動量とを検出する揺動検出手段と、前
記水平移動制御手段による前記アームの移動方向及び移
動量と前記揺動検出手段が検出した前記コンプライアン
ス装置の揺動方向及び揺動量とから中子納め時に前記中
子が前記主型の周面に当接することを防止するために必
要な前記アームの位置補正量を演算する演算手段と、前
記演算手段が演算した位置補正量に応じて前記アームの
位置を補正する補正手段とを設けたので、ハンド部に把
持された中子を下降させて主型内への中子納めを行なう
際に、中子が主型の周面に当接せず、かつ、中子が主型
の周面に対して片寄りを生じない位置へアームを位置補
正することができ、従って、ロボットによる中子納めを
極めて高精度に行なうことができ、しかも、水平移動制
御手段によりアームの先端部を水平移動させると共に中
子を主型の周面に当接させてコンプライアンス装置を揺
動させる際には、ハンド部及び中子の下降動作が停止さ
れているため、主型の周面に当接した状態の中子が下降
することにより主型を崩してしまうということを確実に
防止することができる等の効果を有する。
【図１】本発明の一実施例における主型内への中子納め
状態を示す正面図である。
状態を示す正面図である。
【図２】鋳物中子納め装置の全体構成を示すブロック図
である。
である。
【図３】中子納め時におけるアームの位置補正の過程を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図４】コンプライアンス装置による変位を計算するた
めの説明図である。
めの説明図である。
１ 主型 ２ 中子 ４ ロボット １１ 水平移動制御手段、演算手段、補正手段 １６ アーム １７ ハンド部 １８ コンプライアンス装置 １９ 揺動検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 剛 長野県松本市石芝１丁目１番１号 石川 島芝浦機械株式会社松本工場内 (72)発明者 宮本 秀樹 長野県松本市石芝１丁目１番１号 石川 島芝浦機械株式会社松本工場内 (56)参考文献 特開 昭63−183745（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−236944（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−236945（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 9/10 B25J 9/10 B25J 13/08 B25J 17/02
Claims (1)
- 【請求項１】 ロボットのアームの先端部に取付けたハ
ンド部により中子を把持して主型内へ納める鋳物中子納
め装置において、前記アームの先端部と前記ハンド部と
をこのハンド部を水平方向へ揺動自在とするコンプライ
アンス装置を介して連結すると共にこのコンプライアン
ス装置をロック状態と非ロック状態とに切替えるロック
機構を設け、前記ハンド部に把持された前記中子が前記
主型内の所定位置まで下降した時点で前記アームの下降
動作を停止させると共に前記アームの先端部を前記コン
プライアンス装置が非ロックされた状態で水平移動させ
る水平移動制御手段と、この水平移動に伴って前記中子
が前記主型の周面へ当接することにより揺動する前記コ
ンプライアンス装置の揺動方向と揺動量とを検出する揺
動検出手段と、前記水平移動制御手段による前記アーム
の移動方向及び移動量と前記揺動検出手段が検出した前
記コンプライアンス装置の揺動方向及び揺動量とから中
子納め時に前記中子が前記主型の周面に当接することを
防止するために必要な前記アームの位置補正量を演算す
る演算手段と、前記演算手段が演算した位置補正量に応
じて前記アームの位置を補正する補正手段とを設けたこ
とを特徴とする鋳物中子納め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12483994A JP3315006B2 (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | 鋳物中子納め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12483994A JP3315006B2 (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | 鋳物中子納め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07328743A JPH07328743A (ja) | 1995-12-19 |
| JP3315006B2 true JP3315006B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=14895373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12483994A Expired - Fee Related JP3315006B2 (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | 鋳物中子納め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3315006B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108160929B (zh) * | 2018-01-16 | 2020-08-21 | 徐海军 | 用于铁路货车摇枕侧架的铸型整芯自动下芯的机器人 |
-
1994
- 1994-06-07 JP JP12483994A patent/JP3315006B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07328743A (ja) | 1995-12-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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