JP3500443B2

JP3500443B2 - Multi-degree-of-freedom machining system

Info

Publication number: JP3500443B2
Application number: JP02840995A
Authority: JP
Inventors: 尚武毛利; 克司古谷; 一弘柴谷
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1995-02-16
Filing date: 1995-02-16
Publication date: 2004-02-23
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: JPH08215977A

Description

Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、工作物を任意の姿勢で
加工する多自由度加工機（自走機構を持つマイクロマシ
ーンを含む）と、工作物を加工する位置への多自由度加
工機の粗位置決めを行う搬送機構に接続され、多自由度
加工機を搭載したステージとを備えた多自由度加工シス
テムの改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-degree-of-freedom processing machine (including a micromachine having a self-propelled mechanism) for machining a work piece in an arbitrary posture, and multi-degree-of-freedom machining to a position for machining a work piece. The present invention relates to an improvement of a multi-degree-of-freedom processing system including a stage equipped with a multi-degree-of-freedom processing machine, which is connected to a transfer mechanism that performs rough positioning of the machine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図８は、現在、試みられている、大型工
作物に形状加工又は表面処理加工を局所的に行う加工シ
ステムの１例の構成を示す概念図である。この加工シス
テムは、搬送機構であるロボットアーム１０の先端にグ
ラインダ、エンドミル等の加工工具９を取り付け、大型
工作物８の自動加工を行うものである。加工工具９の代
わりに多自由度の加工用エンドエフェクタを取り付ける
ことも検討されている。2. Description of the Related Art FIG. 8 is a conceptual diagram showing a configuration of an example of a processing system which is currently being tried and which locally performs shape processing or surface processing on a large workpiece. In this machining system, a machining tool 9 such as a grinder or an end mill is attached to the tip of a robot arm 10 which is a transfer mechanism, and a large workpiece 8 is automatically machined. It is also considered to attach a multi-degree-of-freedom machining end effector instead of the machining tool 9.

【０００３】この加工システムでは、ロボットアーム１
０により、工作位置の変更を容易に行うことができる。
しかし、ロボットアーム１０がシリアルリンク機構であ
るため、ロボットアーム１０自体に剛性が不足してお
り、ロボットアーム１０の先端で高精度の位置決めを行
うことは難しいと言う問題点がある。また、加工を行う
ことによる反力が大きい場合、ロボットアーム１０の剛
性が不足していることが問題となり、加工システムの姿
勢が変化することによる慣性力の変化及び応答速度への
影響も問題となる。In this processing system, the robot arm 1
With 0, the work position can be easily changed.
However, since the robot arm 10 is a serial link mechanism, the robot arm 10 itself lacks rigidity, and it is difficult to perform highly accurate positioning at the tip of the robot arm 10. Further, when the reaction force due to the machining is large, the rigidity of the robot arm 10 is insufficient, and the change in the posture of the machining system causes a change in the inertial force and the influence on the response speed. Become.

【０００４】これらの問題を解決するために、ロボット
アーム１０の先端に取り付けた加工工具９自体を工作物
に吸着させて加工する加工システムが提案されている
（「磁力研磨工具を用いたロボットによる局面の研磨」
精密工学会誌５４／１／１９８８）。また、これとは別
に、工作物を任意の姿勢で加工する多自由度小型加工機
を移動可能なように搭載した多自由度小型加工機搭載用
ステージに、工作物と多自由度小型加工機搭載用ステー
ジとを固定するためのクランプ装置を有する複数のリン
クを取り付け、この多自由度小型加工機搭載用ステージ
をロボットアームの先端に固定した多自由度加工システ
ムが提案されている（「ローカル・マシニング・ステー
ション方式による精密加工」１９９３年度精密工学会春
季大会学術講演会講演論文集）。In order to solve these problems, a machining system has been proposed in which the machining tool 9 attached to the tip of the robot arm 10 is attracted to a workpiece to machine it ("By a robot using a magnetic polishing tool"). Aspect polishing "
Japan Society for Precision Engineering 54/1/1988). Separately from this, a multi-degree-of-freedom small processing machine equipped with a movable multi-degree-of-freedom small processing machine for processing a workpiece in an arbitrary posture A multi-degree-of-freedom processing system has been proposed in which a plurality of links having a clamp device for fixing the mounting stage is attached, and the multi-degree-of-freedom small processing machine mounting stage is fixed to the tip of a robot arm. -Precision processing by machining station method "Proceedings of the 1993 Precision Engineering Society Spring Conference Academic Lecture.)

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの加工
システムにも以下のような問題がある。前者の加工シス
テムでは、工具の位置座標はロボットアームの座標系に
よって決定されるので、加工の際の位置決め精度は、ロ
ボットアームの位置決め精度に依存する。従って、高精
度の位置決め及び加工ができない。また、ロボットアー
ムに工具が固定されているので、工作物の工作面の法線
ベクトルに対して、工具の作動方向が限定される。ま
た、工具自体を工作物に吸着させているので、曲率半径
が小さい工作物には適応が困難である。However, these processing systems also have the following problems. In the former machining system, the position coordinates of the tool are determined by the coordinate system of the robot arm, so the positioning accuracy during machining depends on the positioning accuracy of the robot arm. Therefore, highly accurate positioning and processing cannot be performed. Further, since the tool is fixed to the robot arm, the operating direction of the tool is limited with respect to the normal vector of the work surface of the workpiece. Further, since the tool itself is attracted to the workpiece, it is difficult to apply it to a workpiece having a small radius of curvature.

【０００６】後者の多自由度加工システムでは、多自由
度小型加工機搭載用ステージに備えた複数のリンクの長
さが固定されているので、多自由度小型加工機が工作物
に対して取り得る位置と姿勢が限定される。また、ロボ
ットアームが多自由度小型加工機を搬送するときに、精
密機器である多自由度加工システムが、ロボットアーム
の振動を受けて、不具合を生じる虞れもある。In the latter multi-degree-of-freedom machining system, since the lengths of a plurality of links provided on the stage for mounting the multi-degree-of-freedom small-machining machine are fixed, the multi-degree-of-freedom small-machining machine can be mounted on the workpiece. The position and attitude to obtain are limited. In addition, when the robot arm conveys a small multi-degree-of-freedom processing machine, the multi-degree-of-freedom processing system, which is a precision device, may be affected by the vibration of the robot arm and cause a problem.

【０００７】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、第１発明では、伸縮アクチュエータを
有する複数のリンクと、リンクのそれぞれと多自由度加
工機を移動可能なように搭載した第１のステージとを連
結する複数のジョイントと、第１のステージを工作物に
固定するために伸縮アクチュエータを伸縮制御し、ま
た、第１のステージの位置と多自由度加工機の位置とに
基づき、工作物を加工する位置への多自由度加工機の精
密位置決めを行う制御装置とを設けることにより、多自
由度加工機の工作物に対する位置決め精度が向上し、大
型工作物に対する場合には、形状加工及び表面処理加工
を局所的に行うことができる多自由度加工システムを提
供することを目的とする。第２発明では、制御装置に接
続され、遠隔制御を行うための中央制御装置と通信を行
う送受信機を設けることにより、遠隔制御が可能であ
り、多自由度加工機の工作物に対する位置決め精度が向
上し、大型工作物に対する場合には、形状加工及び表面
処理加工を局所的に行うことができる多自由度加工シス
テムを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and in the first invention, a plurality of links having a telescopic actuator, and each of the links and the multi-degree-of-freedom processing machine are made movable. A plurality of joints for connecting the mounted first stage, and a telescopic actuator for controlling the telescopic actuator to fix the first stage to a workpiece, and the position of the first stage and the position of the multi-degree-of-freedom processing machine. Based on the above, by providing a control device for precisely positioning the multi-degree-of-freedom machine to the position where the workpiece is machined, the positioning accuracy of the multi-degree-of-freedom machine is improved with respect to the workpiece and Another object is to provide a multi-degree-of-freedom processing system capable of locally performing shape processing and surface treatment processing. According to the second aspect of the invention, by providing a transmitter / receiver connected to the control device and communicating with the central control device for performing remote control, remote control is possible, and the positioning accuracy of the multi-degree-of-freedom processing machine with respect to the workpiece is improved. It is an object of the present invention to provide a multi-degree-of-freedom processing system that is improved and can locally perform shape processing and surface treatment processing in the case of a large workpiece.

【０００８】第３発明では、搬送機構を分離するため
の分離装置を備えた第１のステージと、工作物を加工す
る位置への多自由度加工機の精密位置決め及び姿勢制御
を行うべく伸縮アクチュエータを伸縮制御する制御装置
とを設けることにより、多自由度加工機の工作物に対す
る位置決め精度が向上し、大型工作物に対する場合に
は、形状加工及び表面処理加工を局所的に行うことがで
き、１台の搬送機構で複数の多自由度加工機を作業させ
て作業能率が向上する多自由度加工システムを提供する
ことを目的とする。第４発明では、工作物に固定するた
めの複数のクランプ装置と、複数のクランプ装置と複数
のリンクとをそれぞれ個別に連結する複数のジョイント
とを設けることにより、多自由度加工機の工作物に対す
る位置決め精度及び加工精度が向上し、工作物の傾斜角
度を限定せず、大型工作物に対する場合には、形状加工
及び表面処理加工を局所的に行うことができる多自由度
加工システムを提供することを目的とする。According to a third aspect of the invention, a first stage equipped with a separation device for separating the transport mechanism, and a telescopic actuator for performing precise positioning and attitude control of the multi-degree-of-freedom processing machine to a position for processing a workpiece. By providing a control device for controlling expansion and contraction, the positioning accuracy of the multi-degree-of-freedom processing machine with respect to the workpiece is improved, and in the case of a large workpiece, shape processing and surface treatment processing can be locally performed. It is an object of the present invention to provide a multi-degree-of-freedom processing system in which a plurality of multi-degree-of-freedom processing machines can be operated by one transfer mechanism to improve work efficiency. In the fourth invention, a plurality of clamping devices for fixing the workpiece, a plurality of clamping equipment more
By the the link providing a plurality of joints for connecting individually to improve the positioning accuracy and processing accuracy relative to the workpiece multiple-degree-of-freedom working machine, without limiting the inclination angle of the workpiece, large workpieces In the case of (1), it is an object to provide a multi-degree-of-freedom processing system capable of locally performing shape processing and surface processing processing.

【０００９】第５発明では、回転アクチュエータを備え
たジョイントと、第１のステージの位置及び姿勢と多自
由度加工機の位置及び姿勢とに基づき、工作物を加工す
る位置への多自由度加工機の精密位置決め及び姿勢制御
を行うべく回転アクチュエータを回転制御する制御装置
とを設けることにより、多自由度加工機の工作物に対す
る位置決め精度及び加工精度が向上し、工作物の傾斜角
度に関係なく加工作業を行うことができ、大型工作物に
対する場合には、形状加工及び表面処理加工を局所的に
行うことができる多自由度加工システムを提供すること
を目的とする。According to the fifth aspect of the invention, based on the joint provided with the rotary actuator, the position and posture of the first stage, and the position and posture of the multi-degree-of-freedom processing machine, the multi-degree-of-freedom machining to the position for machining the workpiece is performed. By providing a control device that controls the rotation of the rotary actuator to perform precise positioning and attitude control of the machine, the positioning accuracy and machining accuracy of the multi-degree-of-freedom machine can be improved, regardless of the tilt angle of the workpiece. It is an object of the present invention to provide a multi-degree-of-freedom processing system capable of performing a processing operation and locally performing a shape processing and a surface processing processing for a large workpiece.

【００１０】第６発明では、第１のステージ上の位置制
御と、伸縮アクチュエータの伸縮制御と、ジョイントが
有する回転アクチュエータの回転制御とにより、工作物
を加工する位置への多自由度加工機の精密位置決め及び
姿勢制御を行う制御装置を設けることにより、多自由度
加工機の工作物に対する位置決め精度及び加工精度が向
上し、工作物の傾斜角度に関係なく加工作業を行うこと
ができ、大型工作物に対する場合には、形状加工及び表
面処理加工を局所的に行うことができる多自由度加工シ
ステムを提供することを目的とする。According to the sixth aspect of the present invention, the position control on the first stage, the expansion / contraction control of the expansion / contraction actuator, and the rotation control of the rotary actuator of the joint control the multi-degree-of-freedom machine to the position for machining the workpiece. By providing a control device that performs precision positioning and attitude control, the positioning accuracy and machining accuracy of the multi-degree-of-freedom machine can be improved, and machining work can be performed regardless of the inclination angle of the workpiece. It is an object of the present invention to provide a multi-degree-of-freedom processing system capable of locally performing shape processing and surface treatment processing for an object.

【００１１】第７発明では、第１の計測装置が計測した
第１のステージの位置及び姿勢と第２の計測装置が計測
した多自由度加工機の位置及び姿勢とに基づき、搬送機
構の作動時に生じる振動を検知する振動検知手段と、振
動検知手段が検知した振動を抑制すべく伸縮アクチュエ
ータを伸縮制御する振動抑制手段とを備えた制御装置と
を設けることにより、多自由度加工機の工作物に対する
位置決め精度が向上し、大型工作物に対する場合には、
形状加工及び表面処理加工を局所的に行うことができ
て、搬送時の振動を抑制できる多自由度加工システムを
提供することを目的とする。In the seventh invention, the operation of the transfer mechanism is performed based on the position and orientation of the first stage measured by the first measuring device and the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine measured by the second measuring device. By providing a vibration detection means for detecting vibrations that occur at times and a vibration suppression means for controlling the expansion / contraction of the expansion / contraction actuator to suppress the vibration detected by the vibration detection means, it is possible to machine a multi-degree-of-freedom machine. Positioning accuracy for objects is improved, and for large workpieces,
It is an object of the present invention to provide a multi-degree-of-freedom processing system capable of locally performing shape processing and surface processing and suppressing vibration during transportation.

【００１２】第８発明では、多自由度加工機を載設し、
第１のステージ上に吸着する手段を有し、それぞれ異な
る方向へ複数のワイヤにより引張された第２のステージ
と、第１のステージの複数の位置それぞれに固定された
ワイヤの巻き取り手段と、巻き取り手段のそれぞれが巻
き取ったワイヤの長さを検出する複数の巻き取り長検出
手段と、巻き取り長検出手段がそれぞれ検出した巻き取
り長により多自由度加工機の位置を計測する第２の計測
装置と、多自由度加工機の位置及び姿勢と第１のステー
ジの位置及び姿勢とに基づき、多自由度加工機の精密位
置決めを行うべく巻き取り手段のそれぞれのワイヤの巻
き取り長を制御する制御装置とを設けることにより、多
自由度加工機の工作物に対する位置決め精度が向上し、
多自由度加工機を小型に製作できて、大型工作物に対す
る場合には、形状加工及び表面処理加工を局所的に行う
ことができる多自由度加工システムを提供することを目
的とする。In the eighth invention, a multi-degree-of-freedom processing machine is mounted,
A second stage having means for adsorbing on the first stage and pulled by a plurality of wires in different directions; and a wire winding means fixed at each of a plurality of positions of the first stage, A plurality of winding length detecting means for detecting the length of the wire wound by each winding means, and a second measuring position for the multi-degree-of-freedom processing machine based on the winding lengths respectively detected by the winding length detecting means. Based on the measuring device, the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine, and the position and orientation of the first stage, the winding length of each wire of the winding means is set to perform precise positioning of the multi-degree-of-freedom processing machine. By providing a control device for controlling, the positioning accuracy for the workpiece of the multi-degree-of-freedom processing machine is improved,
It is an object of the present invention to provide a multi-degree-of-freedom processing system capable of manufacturing a multi-degree-of-freedom processing machine in a small size and locally performing shape processing and surface treatment processing for a large workpiece.

【００１３】第９発明では、ワイヤのそれぞれの張力を
検出する張力検出手段を備え、張力検出手段が検出した
ワイヤのそれぞれの張力に基づき、第２のステージの位
置を一定に保つべく、第２のステージに加わる多自由度
加工機の加工反力及び外力を補償する制御装置を設ける
ことにより、多自由度加工機の工作物に対する位置決め
精度及び加工精度が向上し、多自由度加工機を小型に製
作できて、大型工作物に対する場合には、形状加工及び
表面処理加工を局所的に行うことができる多自由度加工
システムを提供することを目的とする。According to a ninth aspect of the present invention, a tension detecting means for detecting the tension of each wire is provided, and in order to keep the position of the second stage constant based on the tension of each wire detected by the tension detecting means, By installing a control device that compensates the processing reaction force and external force of the multi-degree-of-freedom machine that is applied to the stage, It is an object of the present invention to provide a multi-degree-of-freedom processing system that can be manufactured in a large size and can locally perform shape processing and surface processing in the case of a large workpiece.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
多自由度加工システムは、工作物を任意の姿勢で加工す
る多自由度加工機と、該工作物を加工する位置へ前記多
自由度加工機を搬送してその粗位置決めを行う搬送機構
に接続され、前記多自由度加工機を移動可能なように搭
載した第１のステージと、第１のステージの位置を計測
する第１の計測装置と、前記多自由度加工機の位置を計
測する第２の計測装置とを備えた多自由度加工システム
において、伸縮アクチュエータを有する複数のリンク
と、該複数のリンクと第１のステージの、前記多自由度
加工機の可動範囲を囲む複数の位置とをそれぞれ個別に
連結する複数のジョイントと、第１のステージを工作物
に固定するために前記伸縮アクチュエータを伸縮制御
し、また、第１の計測装置が計測した第１のステージの
位置と第２の計測装置が計測した前記多自由度加工機の
位置とに基づき、第１のステージ上の位置制御により、
前記工作物を加工する位置への前記多自由度加工機の精
密位置決めを行う制御装置とを備えることを特徴とす
る。A multi-degree-of-freedom machining system according to a first aspect of the present invention includes a multi-degree-of-freedom machining machine for machining a work piece in an arbitrary posture, and a multi-degree-of-freedom machine for machining the work piece. A first stage, which is connected to a transport mechanism for transporting a degree-of-freedom processing machine to perform rough positioning thereof, movably mounted on the multi-degree-of-freedom processing machine, and a first stage for measuring the position of the first stage of a measuring device, wherein the multi-degree-of-freedom working system and a second measuring device for measuring the position of the multi-degree-of-freedom working machine, and a plurality of links having a telescopic actuator, the plurality of links and a first stage, and a plurality of joints each <br/> connected individually plurality of position and the surrounding movable range of the multi-degree-of-freedom working machine, said expansion actuators to fix the first stage the workpiece Stretch control, also the first Based on the positions of the first stage which measuring device is measured and the multi-degree-of-freedom working machine in which the second measuring device is measured, the position control of the first stage,
And a control device that precisely positions the multi-degree-of-freedom processing machine at a position where the workpiece is processed.

【００１５】第２発明に係る多自由度加工システムは、
前記制御装置に接続され、遠隔制御を行うための中央制
御装置と通信を行う送受信機を備えることを特徴とす
る。The multi-degree-of-freedom machining system according to the second invention is
A transmitter / receiver connected to the controller and communicating with a central controller for remote control is provided.

【００１６】第３発明に係る多自由度加工システムは、
第１のステージは、前記搬送機構を分離するための分離
装置を備え、第１の計測装置は、第１のステージの位置
及び姿勢を計測し、第２の計測装置は、前記多自由度加
工機の位置及び姿勢を計測して、前記制御装置は、前記
工作物を加工する位置への前記多自由度加工機の精密位
置決め及び姿勢制御を行うべく前記伸縮アクチュエータ
を伸縮制御することを特徴とする。The multi-degree-of-freedom processing system according to the third invention is
The first stage includes a separating device for separating the transport mechanism, the first measuring device measures the position and orientation of the first stage, and the second measuring device measures the multi-degree-of-freedom processing. The control device controls the expansion / contraction of the expansion / contraction actuator to perform precise positioning and attitude control of the multi-degree-of-freedom processing machine to a position for processing the workpiece, by measuring the position and attitude of the machine. To do.

【００１７】第４発明に係る多自由度加工システム
は、工作物に固定するための複数のクランプ装置と、該
複数のクランプ装置と前記複数のリンクとをそれぞれ個
別に連結する複数のジョイントとを備えることを特徴と
する。A multi-degree-of-freedom machining system according to a fourth aspect of the present invention includes a plurality of clamping devices for fixing to a workpiece.
Each number plurality of clamps equipment and the plurality of the link
And a plurality of joints that are separately connected.

【００１８】第５発明に係る多自由度加工システムは、
前記ジョイントは回転アクチュエータを備え、第１の計
測装置は、第１のステージの位置及び姿勢を計測し、第
２の計測装置は、前記多自由度加工機の位置及び姿勢を
計測して、前記制御装置は、第１の計測装置が計測した
第１のステージの位置及び姿勢と第２の計測装置が計測
した前記多自由度加工機の位置及び姿勢とに基づき、前
記工作物を加工する位置への前記多自由度加工機の精密
位置決め及び姿勢制御を行うべく前記回転アクチュエー
タを回転制御することを特徴とする。A multi-degree-of-freedom machining system according to the fifth invention is
The joint includes a rotary actuator, the first measuring device measures the position and orientation of the first stage, and the second measuring device measures the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine, The control device is configured to process the workpiece based on the position and orientation of the first stage measured by the first measurement device and the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine measured by the second measurement device. The rotary actuator is rotationally controlled to perform precise positioning and attitude control of the multi-degree-of-freedom processing machine.

【００１９】第６発明に係る多自由度加工システムは、
前記制御装置は、第１のステージ上の位置制御と、伸縮
アクチュエータの伸縮制御と、前記ジョイントが有する
回転アクチュエータの回転制御とにより、前記工作物を
加工する位置への前記多自由度加工機の精密位置決め及
び姿勢制御を行うことを特徴とする。A multi-degree-of-freedom machining system according to the sixth invention is
The control device controls the position on the first stage, the expansion / contraction control of the expansion / contraction actuator, and the rotation control of the rotary actuator of the joint to control the multi-degree-of-freedom machine to the position for processing the workpiece. It is characterized by performing precise positioning and attitude control.

【００２０】第７発明に係る多自由度加工システムは、
第１の計測装置は、第１のステージの位置及び姿勢を計
測し、第２の計測装置は、前記多自由度加工機の位置及
び姿勢を計測して、前記制御装置は、第１の計測装置が
計測した第１のステージの位置及び姿勢と第２の計測装
置が計測した前記多自由度加工機の位置及び姿勢とに基
づき、前記搬送機構の作動時に生じる振動を検知する振
動検知手段と、該振動検知手段が検知した振動を抑制す
べく前記伸縮アクチュエータを伸縮制御する振動抑制手
段とを備えることを特徴とする。A multi-degree-of-freedom machining system according to the seventh invention is
The first measuring device measures the position and orientation of the first stage, the second measuring device measures the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine, and the control device performs the first measurement. Vibration detecting means for detecting vibration generated when the transport mechanism operates based on the position and orientation of the first stage measured by the apparatus and the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine measured by the second measuring apparatus. And a vibration suppressing means for controlling expansion and contraction of the expansion / contraction actuator to suppress the vibration detected by the vibration detecting means.

【００２１】第８発明に係る多自由度加工システムは、
前記多自由度加工機を載設し、第１のステージ上に摺接
する手段を有し、それぞれ異なる方向へ複数のワイヤに
より引張された第２のステージと、第１のステージの複
数の位置それぞれに固定され、前記ワイヤをそれぞれ巻
き取る複数の巻き取り手段と、該巻き取り手段のそれぞ
れが巻き取ったワイヤの長さを検出する複数の巻き取り
長検出手段とを備え、第２の計測装置は、該巻き取り長
検出手段がそれぞれ検出した前記ワイヤのそれぞれの巻
き取り長により、前記多自由度加工機の位置を計測して
前記制御装置へ与え、前記制御装置は、前記工作物を加
工する位置への前記多自由度加工機の精密位置決めを行
うべく前記巻き取り手段のそれぞれのワイヤの巻き取り
長を制御することを特徴とする。The multi-degree-of-freedom machining system according to the eighth invention is
The multi-degree-of-freedom processing machine is mounted and has means for sliding contact on the first stage, and the second stage pulled by a plurality of wires in different directions, and a plurality of positions of the first stage, respectively. A second measuring device, which is fixed to a plurality of winding means for winding the wire, and a plurality of winding length detecting means for detecting the length of the wire wound by each winding means. Measures the position of the multi-degree-of-freedom processing machine based on the winding length of each of the wires detected by the winding length detecting means and gives the position to the control device, and the control device processes the workpiece. It is characterized in that the winding length of each wire of the winding means is controlled in order to perform precise positioning of the multi-degree-of-freedom processing machine to the position to be set.

【００２２】第９発明に係る多自由度加工システムは、
前記制御装置は、前記ワイヤのそれぞれの張力を検出す
る張力検出手段を備え、該張力検出手段が検出した前記
ワイヤのそれぞれの張力に基づき、第２のステージの位
置を一定に保つべく、第２のステージに加わる前記多自
由度加工機の加工反力及び外力を補償することを特徴と
する。A multi-degree-of-freedom machining system according to the ninth invention is
The control device includes a tension detecting means for detecting the tension of each of the wires, and a second stage is provided to keep the position of the second stage constant based on the tension of each of the wires detected by the tension detecting means. Is compensated for the processing reaction force and external force of the multi-degree-of-freedom processing machine applied to the stage.

【００２３】[0023]

【作用】本発明の第１発明に係る多自由度加工システム
では、搬送機構により工作物を加工する粗位置まで運搬
された後、制御装置が、伸縮アクチュエータを伸縮制御
して、第１のステージを工作物に対して固定する。そし
て、制御装置は、第１の計測装置が計測した第１のステ
ージの位置と第２の計測装置が計測した多自由度加工機
の位置とに基づき、第１のステージ上の位置制御によ
り、工作物を加工する位置への多自由度加工機の精密位
置決めを行う。In the multi-degree-of-freedom machining system according to the first aspect of the present invention, after the conveyance mechanism conveys the workpiece to the rough position, the controller expands and contracts the telescopic actuator to control the first stage. Is fixed to the workpiece. Then, the control device performs position control on the first stage based on the position of the first stage measured by the first measuring device and the position of the multi-degree-of-freedom processing machine measured by the second measuring device. Precise positioning of the multi-degree-of-freedom machine to the position where the workpiece is machined.

【００２４】第２発明に係る多自由度加工システムで
は、搬送機構により工作物を加工する粗位置まで運搬さ
れた後、制御装置が、送受信機を通じて中央制御装置か
ら遠隔制御され、伸縮アクチュエータを伸縮制御して、
第１のステージを工作物に対して固定する。そして、制
御装置は、中央制御装置からの遠隔制御を受けながら、
第１の計測装置が計測した第１のステージの位置と第２
の計測装置が計測した多自由度加工機の位置とに基づ
き、第１のステージ上の位置制御により、工作物を加工
する位置への多自由度加工機の精密位置決めを行う。In the multi-degree-of-freedom machining system according to the second aspect of the present invention, after being conveyed to the rough position for machining the workpiece by the conveying mechanism, the control device is remotely controlled from the central control device through the transceiver to extend and retract the telescopic actuator. Control
Fix the first stage to the work piece. Then, the controller receives the remote control from the central controller,
The position of the first stage measured by the first measuring device and the second
Based on the position of the multi-degree-of-freedom processing machine measured by the measuring device, the position control on the first stage precisely positions the multi-degree-of-freedom processing machine at the position where the workpiece is machined.

【００２５】第３発明に係る多自由度加工システムで
は、搬送機構が、工作物を加工する位置への多自由度加
工機の粗位置決めを行った後、分離装置が、第１のステ
ージと搬送機構とを切り離す。その後、第１の計測装置
が計測した第１のステージの位置及び姿勢と第２の計測
装置が計測した多自由度加工機の位置及び姿勢とに基づ
き、制御装置が、第１のステージ上の位置制御及び伸縮
アクチュエータの伸縮制御により、工作物を加工する位
置への多自由度加工機の精密位置決め及び姿勢制御を行
う。In the multi-degree-of-freedom machining system according to the third aspect of the present invention, after the transport mechanism roughly positions the multi-degree-of-freedom machine at the position where the workpiece is machined, the separating device transports the first stage and the stage. Separate from the mechanism. Then, based on the position and orientation of the first stage measured by the first measuring device and the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine measured by the second measuring device, the control device controls the position on the first stage. By position control and expansion / contraction control of the expansion / contraction actuator, precise positioning and attitude control of the multi-degree-of-freedom machine to the position where the workpiece is machined are performed.

【００２６】第４発明に係る多自由度加工システムで
は、リンクのそれぞれとジョイントにより連結されたク
ランプ装置が工作物に固定された後、制御装置が、工作
物を加工する位置への多自由度加工機の精密位置決め及
び姿勢制御を行う。In the multi-degree-of-freedom machining system according to the fourth aspect of the present invention, after the clamp device connected to each of the links by the joint is fixed to the workpiece, the control device multi-degrees of freedom to a position for machining the workpiece. Performs precise positioning and attitude control of the processing machine.

【００２７】第５発明に係る多自由度加工システムで
は、第１の計測装置が計測した第１のステージの位置及
び姿勢と第２の計測装置が計測した多自由度加工機の位
置及び姿勢とに基づき、制御装置が、回転アクチュエー
タを回転制御しながら、工作物を加工する位置への多自
由度加工機の精密位置決め及び姿勢制御を行う。In the multi-degree-of-freedom processing system according to the fifth aspect, the position and orientation of the first stage measured by the first measuring device and the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine measured by the second measuring device are described. Based on the above, the control device performs precision positioning and attitude control of the multi-degree-of-freedom processing machine to the position where the workpiece is processed, while controlling the rotation of the rotary actuator.

【００２８】第６発明に係る多自由度加工システムで
は、制御装置は、第１のステージ上の位置制御と、伸縮
アクチュエータの伸縮制御と、クランプ装置とリンクと
を連結するジョイントが有する回転アクチュエータの回
転制御とにより、工作物を加工する位置への多自由度加
工機の精密位置決め及び姿勢制御を行う。In the multi-degree-of-freedom machining system according to the sixth aspect of the invention, the control device controls the position on the first stage, the expansion / contraction control of the expansion / contraction actuator, and the rotary actuator of the joint connecting the clamp device and the link. By rotation control, precise positioning and posture control of the multi-degree-of-freedom processing machine to the position where the workpiece is processed are performed.

【００２９】第７発明に係る多自由度加工システムで
は、第１の計測装置が計測した第１のステージの位置及
び姿勢と第２の計測装置が計測した多自由度加工機の位
置及び姿勢とに基づき、振動検知手段が、搬送機構の作
動時に生じる振動を検知する。振動抑制手段は、振動検
知手段が検知した振動を抑制すべく、伸縮アクチュエー
タを伸縮制御する。In the multi-degree-of-freedom machining system according to the seventh aspect, the position and orientation of the first stage measured by the first measuring device and the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine measured by the second measuring device are described. Based on the above, the vibration detecting means detects the vibration generated when the transport mechanism operates. The vibration suppressing unit expands and contracts the expansion actuator to suppress the vibration detected by the vibration detecting unit.

【００３０】第８発明に係る多自由度加工システムで
は、第２の計測装置は、巻き取り長検出手段がそれぞれ
検出したワイヤのそれぞれの巻き取り長により、多自由
度加工機を載設した第２のステージの位置を計測して制
御装置へ与え、制御装置は、第２の計測装置が計測した
第２のステージの位置及び姿勢と、第１の計測装置が計
測した第１のステージの位置及び姿勢とに基づき、巻き
取り手段のそれぞれのワイヤの巻き取り長を制御して、
工作物を加工する位置への多自由度加工機の精密位置決
めを行う。In the multi-degree-of-freedom processing system according to the eighth aspect of the present invention, the second measuring device mounts the multi-degree-of-freedom processing machine according to each winding length of the wire detected by the winding length detecting means. The position of the second stage is measured and given to the control device, and the control device measures the position and orientation of the second stage measured by the second measurement device and the position of the first stage measured by the first measurement device. And the attitude, and controls the winding length of each wire of the winding means,
Precise positioning of the multi-degree-of-freedom machine to the position where the workpiece is machined.

【００３１】第９発明に係る多自由度加工システムで
は、制御装置は、張力検出手段が検出したワイヤのそれ
ぞれの張力に基づき、第２のステージに加わる多自由度
加工機の加工反力及び外力を補償して、第１のステージ
上の第２のステージの位置を一定に保つ。In the multi-degree-of-freedom machining system according to the ninth aspect of the present invention, the control device controls the machining reaction force and external force of the multi-degree-of-freedom machining machine applied to the second stage based on the respective tensions of the wires detected by the tension detecting means. To keep the position of the second stage on the first stage constant.

【００３２】[0032]

【実施例】以下に、本発明の実施例を、それを示す図面
を参照しながら説明する。図１は、第１，２発明に係る
多自由度加工システム（以下、ローカルマシニングステ
ーションと記す）の１実施例の構成を示す概念図であ
る。このローカルマシニングステーションは、工作物を
任意の姿勢で加工する３自由度を有する小型放電加工機
１（多自由度加工機）と、小型放電加工機１の上部に設
けられた、小型放電加工機１の位置を計測する加工機位
置計測装置６と、工作物を加工する位置へ小型放電加工
機１を搬送してその粗位置決めを行うロボットアーム
（搬送機構）に接続部５により固定され、小型放電加工
機１を移動可能なように搭載した多自由度加工機搭載用
ステージ２と、ローカルマシニングステーション各部へ
電源を供給するエネルギ源（バッテリ）１９とを備えて
いる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of one embodiment of a multi-degree-of-freedom machining system (hereinafter referred to as a local machining station) according to the first and second inventions. This local machining station includes a small electric discharge machine 1 (multi-degree-of-freedom machining machine) having three degrees of freedom for machining a workpiece in an arbitrary posture, and a small electric discharge machine provided on top of the small electric discharge machine 1. 1 is fixed to the machining device position measuring device 6 for measuring the position of 1 and the robot arm (conveying mechanism) for carrying the rough positioning of the small electric discharge machine 1 to the position for machining the workpiece by the connecting portion 5, A multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2 in which the electric discharge machine 1 is movably mounted, and an energy source (battery) 19 for supplying power to each part of the local machining station are provided.

【００３３】加工機位置計測装置６は、多自由度加工機
搭載用ステージ２を基準座標として、小型放電加工機１
の位置を計測する。多自由度加工機搭載用ステージ２に
は、小型放電加工機１の可動範囲を囲む所定位置に、イ
ンチワーム機構３ａ（伸縮アクチュエータ）を有する３
本のリンク３が、それぞれのジョイント（図示せず）に
より連結されている。リンク３の多自由度加工機搭載用
ステージ２と反対側の先端は半球形になっている。The machining machine position measuring device 6 uses the stage 2 for mounting a multi-degree-of-freedom machining machine as a reference coordinate, and the small electric discharge machine 1
Measure the position of. The stage 2 for mounting a multi-degree-of-freedom machining machine has an inchworm mechanism 3a (stretchable actuator) 3 at a predetermined position surrounding the movable range of the small electric discharge machine 1.
The links 3 of the book are connected by respective joints (not shown). The tip of the link 3 on the side opposite to the stage 2 for mounting the multi-degree-of-freedom processing machine is hemispherical.

【００３４】多自由度加工機搭載用ステージ２の中央部
には、多自由度加工機搭載用ステージ２の位置を計測す
る、ＬＥＤ光を用いた３次元座標系における非接触計測
装置であるステージ位置計測装置７が設けられている。
ステージ位置計測装置７の上部には、多自由度加工機搭
載用ステージ２を工作物に固定するためにインチワーム
機構３ａを伸縮制御し、また、ステージ位置計測装置７
が計測した多自由度加工機搭載用ステージ２の位置と加
工機位置計測装置６が計測した小型放電加工機１の位置
とに基づき、工作物を加工する位置への多自由度加工機
１の精密位置決めを行う、マイクロコンピュータを有す
る制御装置７ｂが設けられている。制御装置７ｂには送
受信機１７が接続され、送受信機１７は、遠隔制御を行
うための中央制御装置１８と通信を行うようになってい
る。中央制御装置１８は、ホストコンピュータを有し、
１以上のローカルマシニングステーションを中央集中制
御する。At the center of the multi-degree-of-freedom processing machine mounting stage 2, a stage which is a non-contact measuring device in a three-dimensional coordinate system using LED light for measuring the position of the multi-degree-of-freedom processing machine mounting stage 2. A position measuring device 7 is provided.
On the upper part of the stage position measuring device 7, the inchworm mechanism 3a is extended and contracted to fix the stage 2 for mounting a multi-degree-of-freedom machine to a workpiece.
On the basis of the position of the stage 2 for mounting the multi-degree-of-freedom machining machine and the position of the small electric discharge machine 1 measured by the machining-machine position measuring device 6, the multi-degree-of-freedom machine 1 is moved to a position for machining a workpiece. A control device 7b having a microcomputer for performing precision positioning is provided. A transceiver 17 is connected to the control device 7b, and the transceiver 17 communicates with a central control device 18 for performing remote control. The central controller 18 has a host computer,
Centralized control of one or more local machining stations.

【００３５】このような構成のローカルマシニングステ
ーションの動作を以下に説明する。図２は、このローカ
ルマシニングステーションの作動態様を示す説明図であ
る。このローカルマシニングステーションは、ロボット
アーム１０の先端に接続部５により固定されており、ロ
ボットアーム１０により工作物８の加工位置まで運搬さ
れる。加工位置まで運搬されたローカルマシニングステ
ーションは、制御装置７ｂが、送受信機１７を通じて中
央制御装置１８から遠隔制御され、各リンク３の先端が
工作物に接するように、インチワーム機構３ａを伸縮制
御し、ロボットアーム１０からの押しつけ力により、多
自由度加工機搭載用ステージ２を工作物に対して固定す
る。The operation of the local machining station having such a configuration will be described below. FIG. 2 is an explanatory view showing an operating mode of this local machining station. This local machining station is fixed to the tip of a robot arm 10 by a connecting portion 5, and is transported by the robot arm 10 to a processing position of a workpiece 8. In the local machining station transported to the processing position, the control device 7b is remotely controlled by the central control device 18 through the transceiver 17, and the inchworm mechanism 3a is extended and contracted so that the tip of each link 3 contacts the workpiece. The pressing force from the robot arm 10 fixes the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2 to the workpiece.

【００３６】その後、制御装置７ｂは、中央制御装置１
８からの遠隔制御を受けながら、ステージ位置計測装置
７が計測した多自由度加工機搭載用ステージ２の工作物
８に対する絶対的な位置と加工機位置計測装置６が計測
した小型放電加工機１の工作物８に対する相対的な位置
とに基づき、工作物８を加工する位置への小型放電加工
機１の精密位置決めを行う。精密位置決めの後、中央制
御装置１８からの遠隔制御を受けた制御装置７ｂからの
指示により、小型放電加工機１は工作物８を放電加工す
る。制御装置７ｂは、加工時に小型放電加工機１の位置
がずれないように、加工時にも精密位置決めを行う。加
工液の供給、排出はステージに取り付けたノズルで行
う。Thereafter, the control device 7b becomes the central control device 1
The small electric discharge machine 1 measured by the machine position measuring device 6 and the absolute position of the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2 with respect to the workpiece 8 measured by the stage position measuring device 7 while receiving remote control from And the relative position of the small electric discharge machine 1 to the workpiece 8 are precisely positioned. After the precise positioning, the small electric discharge machine 1 performs electric discharge machining on the workpiece 8 according to an instruction from the control device 7b which is remotely controlled by the central control device 18. The control device 7b also performs precision positioning during machining so that the position of the small electric discharge machine 1 does not shift during machining. The nozzles attached to the stage supply and discharge the processing liquid.

【００３７】尚、ステージ位置計測装置７は、レーザビ
ーム、超音波等を用いた３次元座標系における非接触計
測装置でも良く、また、工作物上にマーカを設置し、そ
のマーカを検出して、位置を計測するものでも良い。ま
た、ステージ位置計測装置７は、粗さ計等のスタイラス
（触針）により工作物面上を走査することで、位置を計
測するものでも良く、接触式、非接触式を問わない。The stage position measuring device 7 may be a non-contact measuring device using a laser beam, an ultrasonic wave or the like in a three-dimensional coordinate system, and a marker is set on the workpiece to detect the marker. It may be one that measures the position. The stage position measuring device 7 may measure the position by scanning the work surface with a stylus (probe) such as a roughness meter, and may be a contact type or a non-contact type.

【００３８】第３発明に係るローカルマシニングステー
ションの１実施例の構成は、図１に示す第１，２発明に
係るローカルマシニングステーションの構成における、
ロボットアームとの接続部５が、ロボットアームと容易
に分離接続可能な、ロボットハンド、電磁石等を使用し
た分離装置５ａになっている。尚、ロボットアームの代
わりにクレーンを使用することもできる。また、加工機
位置計測装置６は、多自由度加工機搭載用ステージ２を
基準座標として、小型放電加工機１の位置及び姿勢を計
測する加工機位置計測装置６に、ステージ位置計測装置
７は、多自由度加工機搭載用ステージ２の位置及び姿勢
を計測するステージ位置計測装置７ａになっている。そ
の他の構成は、第１，２発明に係るローカルマシニング
ステーションの構成と同様なので、説明を省略する。The configuration of one embodiment of the local machining station according to the third invention is the same as the configuration of the local machining station according to the first and second inventions shown in FIG.
The connecting portion 5 with the robot arm is a separating device 5a using a robot hand, an electromagnet or the like, which can be easily separated and connected to the robot arm. A crane may be used instead of the robot arm. Further, the machining-machine position measuring device 6 is a machining-machine position measuring device 6 that measures the position and orientation of the small electric discharge machine 1 using the multi-degree-of-freedom machining-machine mounting stage 2 as reference coordinates. The stage position measuring device 7a measures the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine mounting stage 2. The other configurations are the same as the configurations of the local machining station according to the first and second aspects of the invention, and thus the description thereof will be omitted.

【００３９】このような構成のローカルマシニングステ
ーションの動作を以下に説明する。図３は、このローカ
ルマシニングステーションの作動態様を示す説明図であ
る。このローカルマシニングステーションは、ロボット
アーム１０の先端に固定された状態で、ロボットアーム
１０により工作物８の加工位置まで運搬される。加工位
置まで運搬されたローカルマシニングステーションは、
３本のリンク３の先端が工作物８に接した状態で、中央
制御装置１８からの遠隔制御を受けて、分離装置５ａに
よりロボットアーム１０と切り離される。The operation of the local machining station having such a configuration will be described below. FIG. 3 is an explanatory view showing an operating mode of this local machining station. The local machining station is transported to the machining position of the workpiece 8 by the robot arm 10 while being fixed to the tip of the robot arm 10. The local machining station transported to the processing position
In a state where the tips of the three links 3 are in contact with the workpiece 8, they are separated from the robot arm 10 by the separating device 5a under remote control from the central controller 18.

【００４０】ロボットアーム１０と切り離されたローカ
ルマシニングステーションは、ステージ位置計測装置７
ａが計測した多自由度加工機搭載用ステージ２の工作物
８に対する絶対的な位置及び姿勢と加工機位置計測装置
６ａが計測した小型放電加工機１の工作物８に対する相
対的な位置及び姿勢とに基づき、制御装置７ｃが、送受
信機１７を通じて中央制御装置１８から遠隔制御を受け
ながら、多自由度加工機搭載用ステージ２上の制御及び
伸縮アクチュエータの伸縮制御により、工作物８を加工
する位置への小型放電加工機１の精密位置決め及び姿勢
制御を行う。The local machining station separated from the robot arm 10 is a stage position measuring device 7
a, the absolute position and orientation of the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2 with respect to the workpiece 8 and the relative position and orientation of the small electric discharge machine 1 with respect to the workpiece 8 measured by the machine position measuring device 6a. Based on the above, the controller 7c processes the workpiece 8 by the control on the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2 and the expansion / contraction control of the expansion / contraction actuator while receiving the remote control from the central controller 18 via the transceiver 17. Precise positioning and attitude control of the small electric discharge machine 1 to a position.

【００４１】精密位置決め及び姿勢制御の後、小型放電
加工機１は、制御装置７ｃからの指示により、工作物８
を放電加工する。制御装置７ｃは、加工時に小型放電加
工機１の位置及び姿勢がずれないように、中央制御装置
１８から遠隔制御を受けながら、加工時にも、多自由度
加工機搭載用ステージ２上の制御及び伸縮アクチュエー
タの伸縮制御により、工作物８を加工する位置への小型
放電加工の精密位置決め及び姿勢制御を行う。このロー
カルマシニングステーションでは、ロボットアーム１０
は、ローカルマシニングステーションを運搬するだけな
ので、図３に示すように、１台のロボットアーム１０に
より、複数のローカルマシニングステーションを工作物
８上で捌くことができ、作業能率を向上させることが可
能である。After the precise positioning and the posture control, the small electric discharge machine 1 receives the instruction from the control device 7c so that the workpiece 8
Electrical discharge machining. The control device 7c receives a remote control from the central control device 18 so that the position and the posture of the small electric discharge machine 1 do not shift during machining, and the control on the stage 2 for mounting the multi-degree-of-freedom machining machine also during machining. By the expansion / contraction control of the expansion / contraction actuator, precise positioning and attitude control of small electric discharge machining to a position where the workpiece 8 is processed are performed. In this local machining station, the robot arm 10
Since only the local machining station is transported, a plurality of local machining stations can be handled on the workpiece 8 by one robot arm 10 as shown in FIG. 3, and the work efficiency can be improved. Is.

【００４２】図４は、第４発明に係るローカルマシニン
グステーションの１実施例の構成を示す概念図である。
このローカルマシニングステーションは、図１に示す第
１，２発明に係るローカルマシニングステーションの構
成における、ロボットアームとの接続部５が、ロボット
アームと容易に分離接続可能な、ロボットハンド、電磁
石等を使用した分離装置５ａになっている。また、リン
ク３の多自由度加工機搭載用ステージ２と反対側の先端
が、半球形ではなく、工作物に固定するためのクランプ
装置４と、このクランプ装置４とリンク３とを連結する
ジョイント４ａとを備えている。クランプ装置４は、工
作物８が鉄等の磁性体の場合は、電磁石を利用した機構
のもの、工作物８が非磁性体の場合は、真空パッド等の
吸引力を利用した機構のものを使用する。その他の構成
は、第１，２発明に係るローカルマシニングステーショ
ンの構成と同様なので、説明を省略する。FIG. 4 is a conceptual diagram showing the configuration of an embodiment of a local machining station according to the fourth invention.
This local machining station uses a robot hand, an electromagnet, etc., in the configuration of the local machining station according to the first and second inventions shown in FIG. 1, in which the connecting portion 5 with the robot arm can be easily separated and connected to the robot arm. It is the separated device 5a. Further, the tip of the link 3 on the side opposite to the stage 2 for mounting the multi-degree-of-freedom machine is not a hemispherical shape, but a clamp device 4 for fixing to the workpiece, and a joint connecting the clamp device 4 and the link 3 4a and. The clamp device 4 has a mechanism using an electromagnet when the workpiece 8 is a magnetic material such as iron, and a mechanism using a suction force such as a vacuum pad when the workpiece 8 is a non-magnetic material. use. The other configurations are the same as the configurations of the local machining station according to the first and second aspects of the invention, and thus the description thereof will be omitted.

【００４３】このローカルマシニングステーションは、
ロボットアーム１０の先端に固定された状態で、ロボッ
トアーム１０により工作物８の加工位置まで運搬され
る。加工位置まで運搬されたローカルマシニングステー
ションは、３本のリンク３の先端のクランプ装置４によ
り工作物８に固定された後、中央制御装置１８からの遠
隔制御を受けて、分離装置５ａによりロボットアーム１
０と切り離される。ロボットアーム１０と切り離された
ローカルマシニングステーションは、ステージ位置計測
装置７ａが計測した多自由度加工機搭載用ステージ２の
工作物８に対する絶対的な位置及び姿勢と加工機位置計
測装置６ａが計測した小型放電加工機１の工作物８に対
する相対的な位置及び姿勢とに基づき、制御装置７ｃ
が、送受信機１７を通じて中央制御装置１８から遠隔制
御を受けながら、多自由度加工機搭載用ステージ２上の
制御及び伸縮アクチュエータの伸縮制御により、工作物
８を加工する位置への小型放電加工機１の精密位置決め
及び姿勢制御を行う。This local machining station is
While being fixed to the tip of the robot arm 10, the robot arm 10 conveys the workpiece 8 to a processing position. The local machining station transported to the processing position is fixed to the work piece 8 by the clamp device 4 at the tips of the three links 3, and then receives the remote control from the central control device 18 and the robot arm by the separating device 5a. 1
Separated from 0. In the local machining station separated from the robot arm 10, the absolute position and posture of the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2 with respect to the workpiece 8 measured by the stage position measuring device 7a and the machine position measuring device 6a measured. Based on the relative position and orientation of the small electric discharge machine 1 with respect to the workpiece 8, the control device 7c
However, while being remotely controlled by the central controller 18 via the transceiver 17, the small electric discharge machine to the position where the workpiece 8 is machined is controlled by the control on the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2 and the expansion / contraction control of the expansion / contraction actuator. 1. Precision positioning and attitude control are performed.

【００４４】このとき、クランプ装置４が工作物８に固
定されているが、ジョイント４ａによりクランプ装置４
とリンク３とが連結されているので、多自由度加工機搭
載用ステージ２と工作物８とリンク３とでパラレルリン
ク機構が構成される。また、各リンク３は、自由な姿勢
で伸縮することができる。その他の動作は、上述で説明
した第１，２発明に係るローカルマシニングステーショ
ンの動作と同様なので、説明を省略する。At this time, although the clamp device 4 is fixed to the workpiece 8, the clamp device 4 is fixed by the joint 4a.
And the link 3 are connected, the parallel link mechanism is constituted by the stage 2 for mounting the multi-degree-of-freedom processing machine, the workpiece 8 and the link 3. Further, each link 3 can be expanded and contracted in any posture. Other operations are the same as the operations of the local machining station according to the first and second aspects of the invention described above, and thus the description thereof will be omitted.

【００４５】このローカルマシニングステーションで
は、ロボットアーム１０は、ローカルマシニングステー
ションを運搬するだけなので、図３に示すように、１台
のロボットアーム１０により、複数のローカルマシニン
グステーションを工作物８上で捌くことができ、作業能
率を向上させることが可能である。また、クランプ装置
４により工作物８に固定されるので、図３に示すような
水平面又は水平面に近い工作面に限らず、どのような傾
斜角度の工作面においても、ロボットアーム１０と切り
離して作動できる。また、多自由度加工機搭載用ステー
ジ２と工作物８とリンク３とでパラレルリンク機構が構
成されるので、剛性が高まり、高精度の位置決め及び加
工ができる。また、各リンク３は、自由な姿勢で伸縮す
ることができるので、小型放電加工機１は、広範囲の角
度から加工作業を行うことができる。In this local machining station, since the robot arm 10 only transports the local machining station, as shown in FIG. 3, one robot arm 10 handles a plurality of local machining stations on the workpiece 8. It is possible to improve work efficiency. Further, since it is fixed to the work piece 8 by the clamp device 4, the work piece is not limited to the horizontal plane or a work plane close to the horizontal plane as shown in FIG. it can. Further, since the parallel link mechanism is constituted by the multi-degree-of-freedom processing machine mounting stage 2, the workpiece 8 and the link 3, the rigidity is increased, and highly accurate positioning and processing can be performed. Further, since each link 3 can be expanded and contracted in any posture, the small electric discharge machine 1 can perform machining work from a wide range of angles.

【００４６】第５，６発明に係るローカルマシニングス
テーションの１実施例の構成は、図４に示す第４発明に
係るローカルマシニングステーションの構成における、
クランプ装置４とリンク３とを連結するジョイント４ａ
が、回転アクチュエータを備えたものである。その他の
構成は、第４発明に係るローカルマシニングステーショ
ンの構成と同様なので、説明を省略する。The configuration of one embodiment of the local machining station according to the fifth and sixth inventions is the same as that of the local machining station according to the fourth invention shown in FIG.
Joint 4a for connecting the clamp device 4 and the link 3
However, it is equipped with a rotary actuator. Other configurations are the same as the configurations of the local machining station according to the fourth aspect of the present invention, and thus the description thereof will be omitted.

【００４７】このローカルマシニングステーションは、
ステージ位置計測装置７ａが計測した多自由度加工機搭
載用ステージ２の工作物８に対する絶対的な位置及び姿
勢と加工機位置計測装置６ａが計測した小型放電加工機
１の工作物８に対する相対的な位置及び姿勢とに基づ
き、制御装置７ｃが、送受信機１７を通じて中央制御装
置１８から遠隔制御を受けながら、多自由度加工機搭載
用ステージ２上の制御及び伸縮アクチュエータの伸縮制
御に加えて、ジョイント４ａが有する回転アクチュエー
タの回転制御により、工作物８を加工する位置への小型
放電加工機１の精密位置決め及び姿勢制御を行う。その
他の動作は、第４発明に係るローカルマシニングステー
ションの動作と同様なので、説明を省略する。このロー
カルマシニングステーションでは、制御装置７ｃは、ジ
ョイント４ａが有する回転アクチュエータの回転制御に
よっても、工作物８を加工する位置への小型放電加工機
１の精密位置決め及び姿勢制御を行うので、小型放電加
工機１は、より広範囲の角度から加工作業を行うことが
できる。This local machining station is
Absolute position and orientation of the stage 2 for mounting a multi-degree-of-freedom machine, measured by the stage position measuring device 7a, and relative to the work 8 of the small electric discharge machine 1 measured by the machine position measuring device 6a. In addition to the control on the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2 and the expansion / contraction control of the expansion / contraction actuator, the control device 7c receives the remote control from the central controller 18 through the transceiver 17 based on the various positions and postures. By the rotation control of the rotary actuator of the joint 4a, precise positioning and attitude control of the small electric discharge machine 1 to a position where the workpiece 8 is machined are performed. The other operations are the same as the operations of the local machining station according to the fourth aspect of the present invention, and a description thereof will be omitted. In this local machining station, the control device 7c also performs precise positioning and attitude control of the small electric discharge machine 1 to the position where the workpiece 8 is machined by the rotation control of the rotary actuator of the joint 4a. The machine 1 can perform processing work from a wider range of angles.

【００４８】図５は、第７発明に係るローカルマシニン
グステーションの１実施例の作動態様を示す説明図であ
る。このローカルマシニングステーションは、図３に示
す第３発明に係るローカルマシニングステーションと略
同様であるが、ロボットアームに代わってクレーン１１
によりクレーンのワイヤ２０を介して搬送される。ま
た、リンク３は、図６に示すように、多自由度加工機搭
載用ステージ２の法線ベクトルと一致しない所定方向へ
付勢されて保持されている。また、制御装置７ｄは、ク
レーン１１によるローカルマシニングステーションの搬
送時に、ステージ位置計測装置７ａが計測した多自由度
加工機搭載用ステージ２の位置及び姿勢と加工機位置計
測装置６ａが計測した小型放電加工機１の位置及び姿勢
とに基づき、その変化速度が所定値より大きいときは、
その変化を振動として検知し、その検知した振動を抑制
するように、伸縮アクチュエータ３ａを図６の矢符方向
へ伸縮制御する。その他の構成は、第３発明に係るロー
カルマシニングステーションの構成と同様なので、説明
を省略する。FIG. 5 is an explanatory view showing an operating mode of one embodiment of the local machining station according to the seventh invention. This local machining station is substantially the same as the local machining station according to the third invention shown in FIG. 3, except that the crane 11 is used instead of the robot arm.
Is carried by the wire 20 of the crane. Further, as shown in FIG. 6, the link 3 is biased and held in a predetermined direction that does not match the normal vector of the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2. In addition, the control device 7d controls the position and orientation of the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2 measured by the stage position measuring device 7a and the small discharge measured by the machine position measuring device 6a when the crane 11 transports the local machining station. Based on the position and orientation of the processing machine 1, when the rate of change is greater than a predetermined value,
The change is detected as vibration, and the expansion / contraction actuator 3a is expanded / contracted in the arrow direction of FIG. 6 so as to suppress the detected vibration. The other configurations are the same as the configurations of the local machining station according to the third aspect of the present invention, and thus the description thereof will be omitted.

【００４９】このローカルマシニングステーションは、
クレーン１１がローカルマシニングステーションを工作
物８を加工する位置迄搬送するときに、制御装置７ｄ
は、上述の制御を行い、伸縮アクチュエータ３ａの伸縮
に伴う慣性力により、ローカルマシニングステーション
が振動することを抑制する。ローカルマシニングステー
ションが工作物８を加工する位置に固定された後の動作
は、第３発明に係るローカルマシニングステーションの
動作と同様なので、説明を省略する。このローカルマシ
ニングステーションでは、クレーン１１により工作物８
を加工する位置迄搬送されるときに生じる振動を抑制で
きるので、工作物８を加工する位置に固定される動作が
振動により妨害されることがなく、また、振動により不
具合が生じることもない。This local machining station is
When the crane 11 conveys the local machining station to a position where the workpiece 8 is processed, the control device 7d
Performs the above control to suppress the vibration of the local machining station due to the inertial force associated with the expansion / contraction of the expansion / contraction actuator 3a. The operation after the local machining station is fixed at the position for machining the workpiece 8 is the same as the operation of the local machining station according to the third aspect of the present invention, and thus the description thereof is omitted. At this local machining station, the crane 8 is used to
Since it is possible to suppress the vibration that occurs when the workpiece is conveyed to the processing position, the operation of fixing the workpiece 8 at the processing position is not disturbed by the vibration, and the vibration does not cause any trouble.

【００５０】図７（ａ）は、第８，９発明に係るローカ
ルマシニングステーションの１実施例の構成を示す側面
図であり、図７（ｂ）は、その下面図である。このロー
カルマシニングステーションは、小型放電加工機１（多
自由度加工機）を載設し、多自由度加工機搭載用ステー
ジ２ａのステージ面に吸着する磁力を利用した手段（図
示せず）を有し、それぞれ異なる所定の３方向へワイヤ
１３により引張された移動ステージ１２を備えている。
また、多自由度加工機搭載用ステージ２ａのステージ面
の裏面のそれぞれの所定位置に固定され、ワイヤ１３を
それぞれ巻き取る３個のモータ１４と、ワイヤ１３をモ
ータ１４へ誘導するためのモータ１４毎の１対のプーリ
１６と、モータ１４のそれぞれが巻き取ったワイヤ１３
の長さを検出する、各１対のプーリ１６の何れかに取り
付けられたロータリエンコーダ１５（巻き取り長検出手
段）１５とを備えている。FIG. 7 (a) is a side view showing the construction of one embodiment of the local machining station according to the eighth and ninth inventions, and FIG. 7 (b) is a bottom view thereof. This local machining station is equipped with a small electric discharge machine 1 (multi-degree-of-freedom machine) and has means (not shown) using magnetic force to be attracted to the stage surface of the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2a. However, the movable stage 12 is pulled by the wire 13 in three different predetermined directions.
Further, three motors 14 fixed to respective predetermined positions on the back surface of the stage surface of the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2a and winding the wires 13 respectively, and a motor 14 for guiding the wires 13 to the motor 14. Each pair of pulleys 16 and the wire 13 wound by the motor 14
And a rotary encoder 15 (winding length detecting means) 15 attached to any one of the pair of pulleys 16 for detecting the length of the.

【００５１】また、ロータリエンコーダ１５がそれぞれ
検出したワイヤ１３のそれぞれの巻き取り長により小型
放電加工機１の位置を計測する加工機位置計測装置６ｂ
と、加工機位置計測装置６ｂが計測した小型放電加工機
１の位置及び姿勢とステージ位置計測装置７ａが計測し
た多自由度加工機搭載用ステージ２ａの位置及び姿勢と
に基づき、モータ１４のそれぞれのワイヤ１３の巻き取
り長を制御して、工作物を加工する位置への小型放電加
工機１の精密位置決めを行う制御装置７ｅとを備えてい
る。Further, the machining machine position measuring device 6b for measuring the position of the small electric discharge machine 1 by the winding length of each wire 13 detected by the rotary encoder 15 respectively.
And the position and attitude of the small electric discharge machine 1 measured by the machine position measuring device 6b and the position and attitude of the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2a measured by the stage position measuring device 7a. And a controller 7e for controlling the winding length of the wire 13 to precisely position the small electric discharge machine 1 at a position where a workpiece is machined.

【００５２】制御装置７ｅは、また、ワイヤ１３のそれ
ぞれの張力を検出する張力検出手段（図示せず）を備
え、この張力検出手段が検出したワイヤ１３のそれぞれ
の張力に基づき、ワイヤ１３が弛まないように、移動ス
テージ１２に加わる小型放電加工機１の加工反力及び外
力を補償して、移動ステージ１２の位置を一定に保つ。
張力検出手段は、モータ１４の電機子に流れる電流を測
定することにより、ワイヤ１３の張力を検出する。加工
機位置計測装置６ｂ、ステージ位置計測装置７ａ及び制
御装置７ｅは、多自由度加工機搭載用ステージ２ａのス
テージ面の裏面に設けられている。その他の構成は、第
３発明に係るローカルマシニングステーションの構成と
同様なので、説明を省略する（但し、多自由度加工機搭
載用ステージ２ａに連結されているリンク３、ロボット
アームとの分離装置５ａ、中央制御装置１８等は図示せ
ず）。The controller 7e also has a tension detecting means (not shown) for detecting the tension of each wire 13, and the wire 13 is loosened based on each tension of the wire 13 detected by this tension detecting means. The moving reaction force and the external force of the small electric discharge machine 1 applied to the moving stage 12 are compensated so that the moving stage 12 is kept at a constant position.
The tension detecting means detects the tension of the wire 13 by measuring the current flowing through the armature of the motor 14. The processing machine position measuring device 6b, the stage position measuring device 7a, and the control device 7e are provided on the back surface of the stage surface of the multi-degree-of-freedom processing machine mounting stage 2a. Other configurations are the same as the configurations of the local machining station according to the third aspect of the invention, and therefore description thereof will be omitted (however, the link 3 connected to the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2a and the robot arm separation device 5a). , The central controller 18 etc. are not shown).

【００５３】このような構成のローカルマシニングステ
ーションの動作を以下に説明する。このローカルマシニ
ングステーションは、ロボットアームにより、工作物を
加工する位置への粗位置決めが行われた後、制御装置７
ｅが、送受信機１７を通じて中央制御装置（図示せず）
から遠隔制御を受けながら、加工機位置計測装置６ｂが
計測した小型放電加工機１の位置及び姿勢と、ステージ
位置計測装置７ａが計測した多自由度加工機搭載用ステ
ージ２ａの位置及び姿勢とに基づき、各モータ１４のそ
れぞれのワイヤ１３の巻き取り長を制御して、移動ステ
ージ１２に載設された小型放電加工機１の、工作物を加
工する位置への精密位置決めを行う。The operation of the local machining station having such a configuration will be described below. In this local machining station, the robot arm performs rough positioning to the position where the workpiece is machined, and then the controller 7
e is a central control unit (not shown) through the transceiver 17.
While receiving remote control from the machine, the position and orientation of the small electric discharge machine 1 measured by the machine position measuring device 6b and the position and posture of the multi-degree-of-freedom machine mounting stage 2a measured by the stage position measuring device 7a are measured. Based on this, the winding length of each wire 13 of each motor 14 is controlled to perform precise positioning of the small electric discharge machine 1 mounted on the moving stage 12 to a position for machining a workpiece.

【００５４】このとき、制御装置７ｅは、張力検出手段
が検出したワイヤ１３のそれぞれの張力に基づき、ワイ
ヤ１３が弛まないように、各モータ１４のそれぞれのワ
イヤ１３の巻き取り長を制御する。制御装置７ｅは、制
御装置７ｅの指示により小型放電加工機１が工作物を放
電加工しているときは、中央制御装置１８から遠隔制御
を受けながら、移動ステージ１２に加わる小型放電加工
機１の加工反力及び外力を補償して、移動ステージ１２
の位置を一定に保つ。その他の動作は、第３発明に係る
ローカルマシニングステーションの動作と同様なので、
説明を省略する。At this time, the controller 7e controls the winding length of each wire 13 of each motor 14 on the basis of the tension of each wire 13 detected by the tension detecting means so that the wire 13 does not loosen. The controller 7e receives the remote control from the central controller 18 while the small electric discharge machine 1 is instructing the electric discharge machining of the workpiece by the instruction of the controller 7e, and controls the small electric discharge machine 1 to be added to the moving stage 12. Compensating for processing reaction force and external force, the moving stage 12
Keep the position of. Other operations are similar to those of the local machining station according to the third aspect of the invention,
The description is omitted.

【００５５】このローカルマシニングステーションで
は、ワイヤ１３を使用することにより、小型放電加工機
１を載設した移動ステージ１２の駆動装置（モータ１
４）及び位置計測装置（加工機位置計測装置６ｂ）を、
移動ステージ１２の外部に設けることができるので、移
動ステージ１２を小型に製作することが可能である。
尚、上述の各実施例における、リンクのそれぞれと多自
由度加工機搭載用ステージとを連結するジョイントが設
けられる位置は、必ずしもリンクの端部である必要はな
く、リンクの中間部であっても良い。また、リンクが有
する伸縮アクチュエータは、インチワーム機構に限ら
ず、電動シリンダ等であっても良い。In this local machining station, the wire 13 is used to drive the moving stage 12 on which the small electric discharge machine 1 is mounted (motor 1
4) and the position measuring device (processing machine position measuring device 6b)
Since it can be provided outside the moving stage 12, the moving stage 12 can be manufactured in a small size.
In each of the above-mentioned embodiments, the position at which the joint for connecting each of the links and the stage for mounting the multi-degree-of-freedom machine is provided does not necessarily have to be the end of the link, but the middle of the link. Is also good. The expansion / contraction actuator of the link is not limited to the inchworm mechanism, but may be an electric cylinder or the like.

【００５６】[0056]

【発明の効果】本発明の第１発明に係る多自由度加工シ
ステムによれば、多自由度加工機の工作物に対する位置
決め精度が向上し、大型工作物に対する場合には、形状
加工及び表面処理加工を局所的に行うことができる。According to the multi-degree-of-freedom machining system of the first aspect of the present invention, the positioning accuracy of the multi-degree-of-freedom machining machine with respect to a workpiece is improved, and in the case of a large workpiece, shape machining and surface treatment. The processing can be performed locally.

【００５７】第２発明に係る多自由度加工システムによ
れば、多自由度加工機の工作物に対する位置決め精度が
向上し、大型工作物に対する場合には、形状加工及び表
面処理加工を局所的に行うことができる。また、集中制
御により、複数の多自由度加工機を作業させることがで
きるので、作業能率を向上させることができる。According to the multi-degree-of-freedom machining system of the second invention, the positioning accuracy of the multi-degree-of-freedom machining machine with respect to the workpiece is improved, and in the case of a large workpiece, the shape machining and the surface treatment are locally performed. It can be carried out. Further, since the centralized control allows a plurality of multi-degree-of-freedom processing machines to work, the work efficiency can be improved.

【００５８】第３発明に係る多自由度加工システムによ
れば、多自由度加工機の工作物に対する位置決め精度が
向上し、大型工作物に対する場合には、形状加工及び表
面処理加工を局所的に行うことができる。また、１台の
搬送機構で複数の多自由度加工機を作業させることがで
きるので、作業能率を向上させることができる。According to the multi-degree-of-freedom machining system of the third invention, the positioning accuracy of the multi-degree-of-freedom machining machine with respect to the workpiece is improved, and in the case of a large workpiece, the shape machining and the surface treatment are locally performed. It can be carried out. Further, since a plurality of multi-degree-of-freedom processing machines can be operated by one transfer mechanism, the work efficiency can be improved.

【００５９】第４発明に係る多自由度加工システムによ
れば、工作面の傾斜角度に関係なく加工作業を行うこと
ができ、大型工作物に対する場合には、形状加工及び表
面処理加工を局所的に行うことができる。また、第１の
ステージと工作物とリンクとでパラレルリンク機構が構
成されるので、剛性が高まり、高精度の位置決めができ
る。また、各リンクは、自由な姿勢で伸縮することがで
きるので、多自由度加工機は、広範囲の角度から加工作
業を行うことができる。According to the multi-degree-of-freedom machining system of the fourth invention, machining work can be performed irrespective of the inclination angle of the work surface, and in the case of a large workpiece, shape machining and surface treatment are locally performed. Can be done. Further, since the parallel link mechanism is constituted by the first stage, the workpiece and the link, the rigidity is increased and the positioning can be performed with high accuracy. Further, since each link can be expanded and contracted in any posture, the multi-degree-of-freedom processing machine can perform processing work from a wide range of angles.

【００６０】第５，６発明に係る多自由度加工システム
によれば、多自由度加工機の工作物に対する位置決め精
度が向上し、大型工作物に対する場合には、形状加工及
び表面処理加工を局所的に行うことができる。また、回
転アクチュエータの回転制御によっても、工作物を加工
する位置への多自由度加工機の精密位置決め及び姿勢制
御を行うので、多自由度加工機は、より広範囲の角度か
ら加工作業を行うことができる。According to the multi-degree-of-freedom machining system of the fifth and sixth aspects of the invention, the positioning accuracy of the multi-degree-of-freedom machining machine with respect to the workpiece is improved, and in the case of a large workpiece, shape machining and surface treatment are locally performed. You can Further, since the multi-degree-of-freedom machine is precisely positioned and the posture is controlled to the position where the workpiece is machined by controlling the rotation of the rotary actuator, the multi-degree-of-freedom machine can perform machining work from a wider range of angles. You can

【００６１】第７発明に係る多自由度加工システムによ
れば、多自由度加工機の工作物に対する位置決め精度が
向上し、大型工作物に対する場合には、形状加工及び表
面処理加工を局所的に行うことができる。また、搬送時
の振動を抑制できるので、工作物を加工する位置に固定
される動作が振動により妨害されることがなく、振動に
より不具合が生じることがない。According to the multi-degree-of-freedom processing system of the seventh invention, the positioning accuracy of the multi-degree-of-freedom processing machine with respect to the workpiece is improved, and in the case of a large-sized workpiece, shape processing and surface treatment are locally performed. It can be carried out. Further, since vibration during transportation can be suppressed, the operation of fixing the workpiece at the position where it is machined is not disturbed by the vibration, and no trouble is caused by the vibration.

【００６２】第８発明に係る多自由度加工システムによ
れば、多自由度加工機の工作物に対する位置決め精度が
向上し、大型工作物に対する場合には、形状加工及び表
面処理加工を局所的に行うことができる。また、多自由
度加工機を小型に製作することができる。According to the multi-degree-of-freedom machining system of the eighth invention, the positioning accuracy of the multi-degree-of-freedom machining machine with respect to the workpiece is improved, and in the case of a large workpiece, the shape machining and the surface treatment are locally performed. It can be carried out. Further, the multi-degree-of-freedom processing machine can be manufactured in a small size.

【００６３】第９発明に係る多自由度加工システムによ
れば、多自由度加工機を小型に製作できて、大型工作物
に対する場合には、形状加工及び表面処理加工を局所的
に行うことができる。また、第２のステージに加わる多
自由度加工機の加工反力及び外力を補償するので、多自
由度加工機の工作物に対する位置決め精度が向上する。According to the multi-degree-of-freedom processing system of the ninth invention, the multi-degree-of-freedom processing machine can be manufactured in a small size, and in the case of a large workpiece, shape processing and surface treatment processing can be locally performed. it can. Further, since the processing reaction force and external force of the multi-degree-of-freedom processing machine applied to the second stage are compensated, the positioning accuracy of the multi-degree-of-freedom processing machine with respect to the workpiece is improved.

[Brief description of drawings]

【図１】第１，２発明に係る多自由度加工システムの１
実施例の構成を示す概念図である。FIG. 1 is a multi-degree-of-freedom machining system according to the first and second inventions.
It is a conceptual diagram which shows the structure of an Example.

【図２】第１，２発明に係る多自由度加工システムの作
動態様を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing an operation mode of the multi-degree-of-freedom machining system according to the first and second inventions.

【図３】第３発明に係る多自由度加工システムの作動態
様を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operating mode of a multi-degree-of-freedom machining system according to a third invention.

【図４】第４発明に係る多自由度加工システムの１実施
例の構成を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration of one embodiment of a multi-degree-of-freedom processing system according to a fourth invention.

【図５】第７発明に係る多自由度加工システムの１実施
例の作動態様を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view showing an operation mode of one embodiment of the multi-degree-of-freedom machining system according to the seventh invention.

【図６】第７発明に係る多自由度加工システムの動作を
示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing the operation of the multi-degree-of-freedom machining system according to the seventh invention.

【図７】第８，９発明に係る多自由度加工システムの１
実施例の構成を示す側面図（ａ）及び下面図（ｂ）であ
る。FIG. 7: 1 of multi-degree-of-freedom machining system according to 8th and 9th inventions
It is the side view (a) and bottom view (b) which show the structure of an Example.

【図８】大型工作物に形状加工又は表面処理加工を局所
的に行う従来の加工システムの構成例を示す概念図であ
る。FIG. 8 is a conceptual diagram showing a configuration example of a conventional processing system that locally performs shape processing or surface treatment processing on a large workpiece.

[Explanation of symbols]

１小型放電加工機（多自由度加工機）２，２ａ多自由度加工機搭載用ステージ（第１のステ
ージ）３リンク３ａインチワーム機構（伸縮アクチュエータ）４クランプ装置４ａジョイント５接続部５ａ分離装置６，６ａ，６ｂ加工機位置計測装置（第２の計測装
置）７，７ａステージ位置計測装置（第１の計測装置）７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ制御装置８工作物１０ロボットアーム１１クレーン１２移動ステージ（第２のステージ）１３ワイヤ１４モータ１５ロータリエンコーダ（巻き取り長検出手段）１６プーリ１７送受信機１８中央制御装置1 Small electric discharge machine (multi-degree-of-freedom machine) 2, 2a Stage for mounting multi-degree-of-freedom machine (first stage) 3 Link 3a inch worm mechanism (extendable actuator) 4 Clamp device 4a Joint 5 Connection part 5a Separation device 6,6a, 6b Processing machine position measuring device (second measuring device) 7,7a Stage position measuring device (first measuring device) 7b, 7c, 7d, 7e Control device 8 Workpiece 10 Robot arm 11 Crane 12 Moving Stage (second stage) 13 Wire 14 Motor 15 Rotary encoder (winding length detecting means) 16 Pulley 17 Transceiver 18 Central controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柴谷一弘大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96号株式会社椿本チエイン内 (56)参考文献特開平３−245943（ＪＰ，Ａ) 特開平７−239707（ＪＰ，Ａ) 特開平６−285619（ＪＰ，Ａ) 特開平６−301411（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 15/00 - 15/28 G05B 19/18 - 19/46 B81B 1/00 - 7/04 B81C 1/00 - 5/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuhiro Shibatani 4-17-96 Tsurumi, Tsurumi-ku, Osaka-shi, Osaka (56) References JP-A-3-245943 (JP, A) JP 7-239707 (JP, A) JP 6-285619 (JP, A) JP 6-301411 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) B23Q 15 / 00-15/28 G05B 19/18-19/46 B81B 1/00-7/04 B81C 1/00-5/00

Claims

(57) [Claims]

1. A multi-degree-of-freedom processing machine for processing a workpiece in an arbitrary posture, and a transportation mechanism for transporting the multi-degree-of-freedom processing machine to a position for processing the workpiece and performing rough positioning thereof. A first stage on which the multi-degree-of-freedom processing machine is movably mounted, and a first stage for measuring the position of the first stage
And measuring devices, in multi-degree-of-freedom working system and a second measuring device for measuring the position of the multi-degree-of-freedom working machine, and a plurality of links having a telescopic actuator, said plurality of <br/> link When the first stage, and a plurality of joints each for connecting individually the plurality of position and the surrounding movable range of the multi-degree-of-freedom working machine, said expansion actuators to fix the first stage the workpiece Expansion and contraction control, the first
Position for machining the workpiece by position control on the first stage based on the position of the first stage measured by the measuring device of No. 1 and the position of the multi-degree-of-freedom machining device measured by the second measuring unit. And a control device for performing precise positioning of the multi-degree-of-freedom processing machine.

2. The multi-degree-of-freedom machining system according to claim 1, further comprising a transceiver connected to the control device and communicating with a central control device for performing remote control.

3. The first stage comprises a separating device for separating the transport mechanism, the first measuring device measures the position and orientation of the first stage, and the second measuring device comprises:
The controller measures the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine, and the controller controls the position and orientation of the first stage measured by the first measuring apparatus and the multi-degree-of-freedom processing measured by the second measuring apparatus. 3. The multi-degree-of-freedom control according to claim 1 or 2, wherein the telescopic actuator is controlled to expand and contract to perform precise positioning and attitude control of the multi-degree-of-freedom processing machine to a position for machining the workpiece based on the position and attitude of the machine. Processing system.

4. A plurality of clamping devices for fixing the workpiece, and a plurality of links with the plurality of clamping equipment
The multi-degree-of-freedom processing system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a plurality of joints that are individually connected to each other.

5. The joint comprises a rotary actuator, a first measuring device measures a position and a posture of a first stage, and a second measuring device measures a position and a posture of the multi-degree-of-freedom processing machine. After the measurement, the control device performs the machining based on the position and the posture of the first stage measured by the first measuring device and the position and the posture of the multi-degree-of-freedom processing machine measured by the second measuring device. The multi-degree-of-freedom machining system according to claim 4, wherein the rotary actuator is rotationally controlled to perform precision positioning and attitude control of the multi-degree-of-freedom processing machine to a position where an object is machined.

6. The control device controls the position on the first stage, the expansion / contraction control of an expansion / contraction actuator, and the rotation control of a rotary actuator of the joint to control the multi-position to a position for machining the workpiece. The multi-degree-of-freedom processing system according to claim 5, which performs precision positioning and attitude control of the degree-of-freedom processing machine.

7. A first measuring device measures the position and orientation of a first stage, a second measuring device measures the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine, and the control device , Detecting the vibration generated during the operation of the transport mechanism based on the position and orientation of the first stage measured by the first measuring device and the position and orientation of the multi-degree-of-freedom processing machine measured by the second measuring device. 7. The multi-degree-of-freedom processing system according to claim 1, further comprising: a vibration detection unit that performs a vibration detection unit and a vibration suppression unit that expands and contracts the expansion actuator to suppress the vibration detected by the vibration detection unit.

8. A second stage on which the multi-degree-of-freedom processing machine is mounted, has means for slidingly contacting the first stage, and is pulled by a plurality of wires in different directions;
A plurality of winding means fixed to each of a plurality of positions of the stage for winding the wire, and a plurality of winding length detecting means for detecting the length of the wire wound by each winding means. The second measuring device measures the position of the multi-degree-of-freedom processing machine based on the winding length of each of the wires detected by the winding length detecting means and gives the position to the control device. The multi-axis machine according to any one of claims 1 to 7, which controls a winding length of each wire of the winding means in order to precisely position the multi-degree-of-freedom processing machine at a position where the workpiece is machined. Freedom processing system.

9. The control device includes a tension detecting means for detecting the tension of each of the wires, and the tension detecting means detects the tension of each of the wires based on the tension of each of the wires detected by the tension detecting means.
9. The multi-degree-of-freedom machining system according to claim 8, wherein a machining reaction force and an external force of the multi-degree-of-freedom machining machine applied to the second stage are compensated so as to keep the position of the stage constant.