JP6019149B2 - ベンディングロボット及びワーク検出方法 - Google Patents
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Description
本発明は、スタッカ(ワーク積載装置)から、そこに置かれた板状のワークを取り出してベンディング装置に供給するベンディングロボットと、スタッカのワーク有無を検出するワーク検出方法と、に関する。
スタッカに置かれた板状のワークを吸着などによって取り出し、ベンディング装置での曲げ加工に供するベンディングロボットとも称される多関節ロボットアームが知られており、一例が特許文献1に記載されている。
また、積まれたワークから、一つのワークを多関節ロボットアームによって取り出す際のワーク検出を、上方に配置したカメラで取得した画像に基づき行う技術が特許文献2に記載されている。
また、積載された板状のワークの最上の一枚を吸着搬送するために、積載されたワークの最上位置検出を、ワーク上方に配置した吊り掛け治具に取り付けたレーザなどによる非接触式距離センサで行う技術が特許文献3に記載されている。
また、積まれたワークから、一つのワークを多関節ロボットアームによって取り出す際のワーク検出を、上方に配置したカメラで取得した画像に基づき行う技術が特許文献2に記載されている。
また、積載された板状のワークの最上の一枚を吸着搬送するために、積載されたワークの最上位置検出を、ワーク上方に配置した吊り掛け治具に取り付けたレーザなどによる非接触式距離センサで行う技術が特許文献3に記載されている。
特許文献1に記載されたベンディングロボットに対し、特許文献2に記載された画像に基づく検出技術、或いは特許文献3に記載された非接触式距離センサでの測距結果に基づく検出技術を組み合わせることで、スタッカのワーク有無検出ができる。
このスタッカのワーク有無検出は、曲げ加工の最初に行う必要があるため、ベンディングロボットを用いた曲げ加工効率を向上させるためにできるだけ高速で実行できることが望まれる。
このスタッカのワーク有無検出は、曲げ加工の最初に行う必要があるため、ベンディングロボットを用いた曲げ加工効率を向上させるためにできるだけ高速で実行できることが望まれる。
しかしながら、ワーク有無検出のために、スタッカの上方から撮像或いは測距を行う場合、ベンディングロボットを干渉しないように撮像範囲或いは測距範囲から予め退避させ、撮像或いは測距が終了したら復帰させるという加工に直接関与しない動作を行う必要があり、曲げ加工効率が低下する、という改善すべき点がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、高効率で曲げ加工が行えるベンディングロボット及びワーク検出方法を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成、手順を有する。
1) 収納基準平面を有するスタッカの前記収納基準平面に端面が当接するよう収められたワークを、前記スタッカから取り出して曲げ加工機に供給するベンディングロボットであって、
前記収納基準平面と平行に移動する本体部と、
前記本体部に支持され前記スタッカの上方に位置取り可能なアーム部と、
前記アーム部に設けられ、前記スタッカに収められた前記ワークとの距離を非接触で測定可能な距離センサと、
を備え、
前記本体部が前記収納基準平面と平行に移動して、前記距離センサが前記収納基準平面に近接した計測経路で測定することを特徴とするベンディングロボットである。
2) ベンディングロボットによって曲げ加工機に供給されるワークを収めるスタッカにおける、前記ワークの収納有無を検出するワーク検出方法であって、
前記スタッカに、収められた前記ワークの端面が当接する収納基準平面を有する壁板を設け、
前記ベンディングロボットに、前記収納基準平面と平行に移動する本体部と、前記本体部に支持され前記スタッカの上方に位置取り可能なアーム部と、前記アーム部に設けられ前記スタッカに収められた前記ワークとの距離を非接触で測定可能な距離センサと、を設けておき、
前記本体部を前記収納基準平面と平行に移動させて、前記距離センサに前記収納基準平面に近接した計測経路で測距させる測距ステップと、
前記測距ステップにおける測距で二つの電流値又は電圧値が得られた場合に、前記スタッカに前記ワークが収納されていると判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とするワーク検出方法である。
1) 収納基準平面を有するスタッカの前記収納基準平面に端面が当接するよう収められたワークを、前記スタッカから取り出して曲げ加工機に供給するベンディングロボットであって、
前記収納基準平面と平行に移動する本体部と、
前記本体部に支持され前記スタッカの上方に位置取り可能なアーム部と、
前記アーム部に設けられ、前記スタッカに収められた前記ワークとの距離を非接触で測定可能な距離センサと、
を備え、
前記本体部が前記収納基準平面と平行に移動して、前記距離センサが前記収納基準平面に近接した計測経路で測定することを特徴とするベンディングロボットである。
2) ベンディングロボットによって曲げ加工機に供給されるワークを収めるスタッカにおける、前記ワークの収納有無を検出するワーク検出方法であって、
前記スタッカに、収められた前記ワークの端面が当接する収納基準平面を有する壁板を設け、
前記ベンディングロボットに、前記収納基準平面と平行に移動する本体部と、前記本体部に支持され前記スタッカの上方に位置取り可能なアーム部と、前記アーム部に設けられ前記スタッカに収められた前記ワークとの距離を非接触で測定可能な距離センサと、を設けておき、
前記本体部を前記収納基準平面と平行に移動させて、前記距離センサに前記収納基準平面に近接した計測経路で測距させる測距ステップと、
前記測距ステップにおける測距で二つの電流値又は電圧値が得られた場合に、前記スタッカに前記ワークが収納されていると判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とするワーク検出方法である。
本発明によれば、高効率で曲げ加工が行える、という効果が得られる。
本発明の実施の形態に係るベンディングロボットの実施例として、ベンディングロボット1を説明する。ベンディングロボット1は、いわゆる6軸の垂直多関節ロボットアームを含んで構成されている。まず、図1を参照してベンディングロボット1の全体構成などについて説明する。
説明の便宜のため、上下前後方向を図1に示される矢印により規定する。また、紙面直交方向を左右方向として規定し、紙面表方を左方とする。
図1には、ベンディングロボット1及びその周辺に設置される装置等が示されている。
説明の便宜のため、上下前後方向を図1に示される矢印により規定する。また、紙面直交方向を左右方向として規定し、紙面表方を左方とする。
図1には、ベンディングロボット1及びその周辺に設置される装置等が示されている。
ベンディングロボット1は、曲げ加工機Mの前方近傍に設置されている。
曲げ加工機Mは、左右方向に延在して、一組の曲げ金型の内の一方の金型Maが装着される上テーブルMbと、上テーブルMbの下方に対向配置され、他方の金型Mcが装着される下テーブルMdと、を備えている。
曲げ加工機Mは、上テーブルMbと下テーブルMdとの間にベンディングロボット1によって挿入されたワークWを、一方のテーブルを他方のテーブルへ接近させることで、一対の金型Ma,Mc間に挟んで曲げ加工を施すようになっている。
曲げ加工機Mは、左右方向に延在して、一組の曲げ金型の内の一方の金型Maが装着される上テーブルMbと、上テーブルMbの下方に対向配置され、他方の金型Mcが装着される下テーブルMdと、を備えている。
曲げ加工機Mは、上テーブルMbと下テーブルMdとの間にベンディングロボット1によって挿入されたワークWを、一方のテーブルを他方のテーブルへ接近させることで、一対の金型Ma,Mc間に挟んで曲げ加工を施すようになっている。
ベンディングロボット1の前方には、スタッカ載置台M2が設置されている。スタッカ載置台M2の上には、曲げ加工機Mで曲げ加工を施すためのワークWを積載可能とされたスタッカ31が、搬入出可能に載置される。
ベンディングロボット1は、床FLに設置され左右方向に平行に延びる一対のガイドレール2a,2bを有する基台2と、ガイドレール2a,2bによって左右方向に移動可能に支持された本体部3と、を有する。
本体部3には、基本腕部4が、鉛直の軸線CLaまわりに回動可能(矢印Da参照)、かつ水平の軸線CLbまわりに回動可能(矢印Db参照)に取り付けられている。
基本腕部4の先端部は、中間腕部5の一方端部と関節部6で連結されている。
この関節部6において、基本腕部4と中間腕部5とは、軸線CLbと平行な水平の軸線CLcまわりに相対回動可能(矢印Dc参照)に連結されている。
基本腕部4の先端部は、中間腕部5の一方端部と関節部6で連結されている。
この関節部6において、基本腕部4と中間腕部5とは、軸線CLbと平行な水平の軸線CLcまわりに相対回動可能(矢印Dc参照)に連結されている。
中間腕部5の他方端部は、ショルダ部7と関節部8で連結されている。
この関節部8において、中間腕部5とショルダ部7とは水平の軸線CLdまわりに相対回動可能(矢印Dd参照)に連結されている。
軸線CLb,軸線CLc,及び軸線CLdは、互いに平行である。
この関節部8において、中間腕部5とショルダ部7とは水平の軸線CLdまわりに相対回動可能(矢印Dd参照)に連結されている。
軸線CLb,軸線CLc,及び軸線CLdは、互いに平行である。
ショルダ部7は、軸線CLdと直交する軸線CLe上に、直状に延びる直腕部9の一方端部を、その軸線CLeまわりに回動可能(矢印De参照)に支持している。
直腕部9は、その他方端部において、先端腕部10を、軸線CLeと直交する軸線CLfまわりに回動可能(矢印Df参照)に支持している。
先端腕部10は、ワークWを吸着保持する吸着部10aを備えている。吸着部10aは、開閉動作によりワークWを厚さ方向に挟んで保持するクランプ部10bの一部としても構成されている。
先端腕部10において、吸着部10a及びクランプ部10bは、先端腕部10の長手の軸線CLgまわりに回動可能(矢印Dg参照)とされている。
直腕部9は、その他方端部において、先端腕部10を、軸線CLeと直交する軸線CLfまわりに回動可能(矢印Df参照)に支持している。
先端腕部10は、ワークWを吸着保持する吸着部10aを備えている。吸着部10aは、開閉動作によりワークWを厚さ方向に挟んで保持するクランプ部10bの一部としても構成されている。
先端腕部10において、吸着部10a及びクランプ部10bは、先端腕部10の長手の軸線CLgまわりに回動可能(矢印Dg参照)とされている。
以下の説明において、基本腕部4,中間腕部5,ショルダ部7,直腕部9,及び先端腕部10を纏めてアーム部Aとも称する。
アーム部Aは、後述する駆動部KDの動作により種々の姿勢を取ると共にスタッカ31の上方に位置取り可能とされる。この位置取りにおいては、少なくともショルダ部7の上方視での可動範囲に、スタッカ31が含まれる。
アーム部Aは、後述する駆動部KDの動作により種々の姿勢を取ると共にスタッカ31の上方に位置取り可能とされる。この位置取りにおいては、少なくともショルダ部7の上方視での可動範囲に、スタッカ31が含まれる。
ベンディングロボット1は、スタッカ31に載置収納された板状のワークWを取り出し、反対側に設置されている曲げ加工機Mに供給する。
詳しく説明すると、ベンディングロボット1は、スタッカ31に積載収納された複数のワークWからなるワーク群WGから、最上のワークWを、吸着部10aによって吸着保持して取り出す。
そして、吸着保持したワークWを、そのまま曲げ加工機Mへ供給し、曲げ工程の途中でクランプ部10bに持ち替えると共に、加工によるワークWの跳ね上がり等に追従するようアーム部Aの姿勢を回動などにより転換して継続保持し、加工後に所定の排出場所へ排出する動作を行う。
詳しく説明すると、ベンディングロボット1は、スタッカ31に積載収納された複数のワークWからなるワーク群WGから、最上のワークWを、吸着部10aによって吸着保持して取り出す。
そして、吸着保持したワークWを、そのまま曲げ加工機Mへ供給し、曲げ工程の途中でクランプ部10bに持ち替えると共に、加工によるワークWの跳ね上がり等に追従するようアーム部Aの姿勢を回動などにより転換して継続保持し、加工後に所定の排出場所へ排出する動作を行う。
本体部3のガイドレール2a,2b上の移動動作及びアーム部Aの各腕部の回動等の動作は、制御部11の制御の下、ベンディングロボット1に内蔵された各駆動部(図示せず)により実行される。ここでは、制御部11に制御される各駆動部を纏めて、駆動部KDと称する(図2参照)。
駆動部KDは、動作状況を検出するエンコーダやセンサなどの検出器を備え、検出器で検出された動作状況が制御部にフィードバックされる。
図1において制御部11は、ベンディングロボット1に対して別体で床FLに設置され、ベンディングロボット1とは有線で通信を行う。
駆動部KDは、動作状況を検出するエンコーダやセンサなどの検出器を備え、検出器で検出された動作状況が制御部にフィードバックされる。
図1において制御部11は、ベンディングロボット1に対して別体で床FLに設置され、ベンディングロボット1とは有線で通信を行う。
アーム部Aには、下方の被測距物との距離を非接触で測定できる距離センサ7aが設けられている。この例では、ショルダ部7に、赤外光やレーザ光などの光ビームを利用して測距する距離センサ7aが取り付けられている。
距離センサ7aの取り付け場所と取り付け姿勢は、測距のため出射する光ビームBの光軸が、軸線CLd及び軸線CLeに直交し、軸線CLeを水平にしたとき、光ビームBを下方側へ照射できるように設定されている。
距離センサ7aの取り付け場所と取り付け姿勢は、測距のため出射する光ビームBの光軸が、軸線CLd及び軸線CLeに直交し、軸線CLeを水平にしたとき、光ビームBを下方側へ照射できるように設定されている。
スタッカ31は、ワークWを積層載置可能な略台車状に形成されている。
スタッカ載置台M2における上部には、スタッカ31を、ベンディングロボット1側が低くなるように水平に対し角度θaにて傾斜載置するスタッカ載置部M2aが設けられている。
スタッカ載置部M2aには、スタッカ31が当接して後方側への位置決めとなるよう上方に突出したストッパSを有している。
図3は、図1の矢印Ya方向から見たスタッカ31の平面図であり、ある形状のワークWが載置された状態を示している。
スタッカ載置台M2における上部には、スタッカ31を、ベンディングロボット1側が低くなるように水平に対し角度θaにて傾斜載置するスタッカ載置部M2aが設けられている。
スタッカ載置部M2aには、スタッカ31が当接して後方側への位置決めとなるよう上方に突出したストッパSを有している。
図3は、図1の矢印Ya方向から見たスタッカ31の平面図であり、ある形状のワークWが載置された状態を示している。
スタッカ31は、複数のキャスタ32a(図1参照)を備えた矩形の底板32と、底板32における隣接する二辺に立設された左壁板33と後壁板34と、を有している。
底板32の上面32bと左壁板33の右面33aと後壁板34の前面34aとは、互いに直交する面として形成されている。
スタッカ31がストッパSで規制された所定の位置にあるときに、前面34aは、ガイドレール2a,2bと平行となるように設定されている。すなわち、本体部3は、前面34aと平行に移動する。
スタッカ31は、スタッカ載置部M2aに、後壁板34側が下方となるように傾斜載置される。
スタッカ31に載置されるワークWは、底板32の上面32bと、左壁板33の右面33aと、後壁板34の前面34aと、の交点を、載置の基準点P1として載置される。
ワークWは、外形形状が様々であるが、ここでは基準点P1に寄せて載置されるようにする。これにより、ワークWは、左壁板33の右面33a及び後壁板34の前面34aに、少なくともそれぞれ1ヶ所当接するように載置される。
すなわち、右面33aがワークWを収納した際の左右方向位置の基準平面となり、前面34aがワークWの収納した際の前後方向位置の基準平面となる。
また、ワークWの載せ方は、前面34a近傍において左右方向が底板32の幅L(図3参照)よりも、短くなるようにするとよい。換言するならば、前面34a近傍において、上面32bが露出するようにするとよい。
これにより、後述する光ビームBの照射経路BK上に、底板32の上面32bが、測距の基準面として露出する。
また、上面32bは、ワークWを載せた状態で必ずしも露出していなくてよい。
上面32b非露出の場合、試運転時などでの距離センサ7aの校正作業において、任意の電流値を高さ方向の基準位置に相当する基準電流値として、予め調整設定しておく。
これにより、設定した電流値と測定した電流値との差分、或いは設定した電流値の絶対値及び測定した電流の絶対値に基づいて、高さの測定が可能となる。
距離センサ7aの測定出力が電圧依存の場合は、もちろん、出力電流ではなく出力電圧に基づいて高さ測定を行うことができる。
底板32の上面32bと左壁板33の右面33aと後壁板34の前面34aとは、互いに直交する面として形成されている。
スタッカ31がストッパSで規制された所定の位置にあるときに、前面34aは、ガイドレール2a,2bと平行となるように設定されている。すなわち、本体部3は、前面34aと平行に移動する。
スタッカ31は、スタッカ載置部M2aに、後壁板34側が下方となるように傾斜載置される。
スタッカ31に載置されるワークWは、底板32の上面32bと、左壁板33の右面33aと、後壁板34の前面34aと、の交点を、載置の基準点P1として載置される。
ワークWは、外形形状が様々であるが、ここでは基準点P1に寄せて載置されるようにする。これにより、ワークWは、左壁板33の右面33a及び後壁板34の前面34aに、少なくともそれぞれ1ヶ所当接するように載置される。
すなわち、右面33aがワークWを収納した際の左右方向位置の基準平面となり、前面34aがワークWの収納した際の前後方向位置の基準平面となる。
また、ワークWの載せ方は、前面34a近傍において左右方向が底板32の幅L(図3参照)よりも、短くなるようにするとよい。換言するならば、前面34a近傍において、上面32bが露出するようにするとよい。
これにより、後述する光ビームBの照射経路BK上に、底板32の上面32bが、測距の基準面として露出する。
また、上面32bは、ワークWを載せた状態で必ずしも露出していなくてよい。
上面32b非露出の場合、試運転時などでの距離センサ7aの校正作業において、任意の電流値を高さ方向の基準位置に相当する基準電流値として、予め調整設定しておく。
これにより、設定した電流値と測定した電流値との差分、或いは設定した電流値の絶対値及び測定した電流の絶対値に基づいて、高さの測定が可能となる。
距離センサ7aの測定出力が電圧依存の場合は、もちろん、出力電流ではなく出力電圧に基づいて高さ測定を行うことができる。
ベンディングロボット1の設置位置に対する、スタッカ載置台M2の設置位置及び傾斜角度θaは、予め決められている。また、スタッカ載置台M2におけるスタッカ31の載置位置も予め決められている。
これにより、ベンディングロボット1に対する基準点P1の位置及び方向、並びに、スタッカ31に載置されたワークWの載置角度及び傾斜方向は、例えば図1などで規定した上下前後左右の3次元座標上の位置として予め設定することができる。設定した各情報は、制御部11が備える記憶部11Rに記憶しておく。
これにより、ベンディングロボット1に対する基準点P1の位置及び方向、並びに、スタッカ31に載置されたワークWの載置角度及び傾斜方向は、例えば図1などで規定した上下前後左右の3次元座標上の位置として予め設定することができる。設定した各情報は、制御部11が備える記憶部11Rに記憶しておく。
ベンディングロボット1のアーム部Aの稼働範囲及びスタッカ載置台M2に載せられたスタッカ31の位置は、距離センサ7aによってスタッカ31の後方側部分(後壁板34を含むその近傍部分)が測距できるように設定されている。
以上の構成を有するベンディングロボット1は、スタッカ31からワークWを取り出す際に、制御部11によってスタッカ31にワークWが載置されているか否か、及びワークWが載置されている場合の積載高さHaを検出する動作(以下、ワーク検出動作と称する)を実行する。積載高さHaは、ワークWの厚さWtx積載枚数Nに対応する。
ワーク検出動作では、例えば測定動作と判定動作との二つの動作が行われる。次に、これらの動作について、フロー図である図4及び図5も参照して説明する。
<測定動作>
制御部11は、駆動部KDを動作させて、アーム部Aの姿勢を、光ビームBがスタッカ31の底板32の上面32bと直交し、かつ基準点P1から上面32bに沿い前方に距離La隔てた測定開始点Pa(図3参照)を照射するように変位させる(Step1)。
制御部11は、駆動部KDを動作させて、アーム部Aの姿勢を、光ビームBがスタッカ31の底板32の上面32bと直交し、かつ基準点P1から上面32bに沿い前方に距離La隔てた測定開始点Pa(図3参照)を照射するように変位させる(Step1)。
制御部11は、距離センサ7aからの出力信号(例えば電流値)の記録を開始し(測定開始:Step2)、本体部3をガイドレール2a,2b上で右方向に移動(直動)させる(Step3)。
この本体部3の右方向への移動で、光ビームBの照射位置は、後壁板34の前面34aに近接して平行な照射経路BK上を移動する(図3参照)。
この本体部3の右方向への移動で、光ビームBの照射位置は、後壁板34の前面34aに近接して平行な照射経路BK上を移動する(図3参照)。
制御部11は、光ビームBの照射位置が底板32の右方の端部Pbに達したか否か、を判定する(Step4)。光ビームBの移動量(位置)は、本体部3の移動量(位置)から把握される。
(Step4)の判定が否(No)の場合、(Step3)へ戻り、移動を継続する。
(Step4)の判定が是(Yes)の場合、本体部3の移動を停止し(Step5)、出力信号の記録を停止して測定を終了し(Step6)、ワーク検出動作を終了する。
(Step4)の判定が是(Yes)の場合、本体部3の移動を停止し(Step5)、出力信号の記録を停止して測定を終了し(Step6)、ワーク検出動作を終了する。
ワークWが例えば図3に示される形状の場合、ワーク検出動作によって図5に示されるデータが得られる。
図3に例示されたワークWは、後壁板34の前面34aに当接する二つの突出部Wa,Wbを有している。
図3に例示されたワークWは、後壁板34の前面34aに当接する二つの突出部Wa,Wbを有している。
図3に示されるように、距離センサ7aと照射経路BK上にある被測距物との間の距離は、光ビームBの照射経路BKが突出部Waを照射する位置Pc−Pd間と、突出部Wbを照射する位置Pe−Pf間で、他の部位よりも短くなる。
すなわち、図5に示されるように、得られた出力信号の電流は、光ビームBが底板32の上面32bを照射しているときの距離に対応した電流値Iaに対し、位置Pc−Pd間と位置Pe−Pf間とが、載置されたワークWの高さ分だけ短くなった距離に対応した電流値Ibを呈する。
すなわち、図5に示されるように、得られた出力信号の電流は、光ビームBが底板32の上面32bを照射しているときの距離に対応した電流値Iaに対し、位置Pc−Pd間と位置Pe−Pf間とが、載置されたワークWの高さ分だけ短くなった距離に対応した電流値Ibを呈する。
記憶部11Rには、予めワークWの一枚分の厚さWtと、この厚さWtに対応した距離センサ7aからの出力電流と、の対応がテーブルとして記憶されている。
従って、制御部11は、スタッカ31にワークWが載置されているか否かを、二つの電流値が検出されるか否かで判定できる。また、二つの電流値が検出された場合のそれらの差分で、載置されているワークWの枚数を把握できる。
従って、制御部11は、スタッカ31にワークWが載置されているか否かを、二つの電流値が検出されるか否かで判定できる。また、二つの電流値が検出された場合のそれらの差分で、載置されているワークWの枚数を把握できる。
ここでは、ワークWの一枚分の厚さWtに対応する電流をIcとする。
判定動作例は次の通りである(図6参照)。
判定動作例は次の通りである(図6参照)。
<判定動作>
制御部11は、測定動作で得られた測定結果において、測定開始点Pa−端部Pb間で電流値が一つの値のみ得られたか否かを判定する(Step11)。
(Step11)の判定が是(Yes)の場合、ワークが載置されていないものと判定し(Step12)、非載置である旨を出力し(Step13)、判定動作を終了する。
制御部11は、測定動作で得られた測定結果において、測定開始点Pa−端部Pb間で電流値が一つの値のみ得られたか否かを判定する(Step11)。
(Step11)の判定が是(Yes)の場合、ワークが載置されていないものと判定し(Step12)、非載置である旨を出力し(Step13)、判定動作を終了する。
(Step11)の判定が否(No)の場合、電流値が三つ以上得られたか否かを判定する(Step14)。
この例では、ワークWは平板材なので、正常に積層されていれば三つ以上得られることはない。従って、(Step14)の判定が是(Yes)の場合、載置不良と判定し(Step15)、アラーム出力をし(Step16)、判定動作を終了する。
(STEP14)の判定が否(No)の場合、ワークWが正常に載置されている、と判定する(Step17)。
この例では、ワークWは平板材なので、正常に積層されていれば三つ以上得られることはない。従って、(Step14)の判定が是(Yes)の場合、載置不良と判定し(Step15)、アラーム出力をし(Step16)、判定動作を終了する。
(STEP14)の判定が否(No)の場合、ワークWが正常に載置されている、と判定する(Step17)。
次いで、二つの電流値の差(Ib−Ia)を一つのワークの厚さWtに対応する電流値Icで除して、積載枚数Nを算出する(Step18)。
得られた積載枚数Nを出力して(Step19)、判定動作を終了する。
以上により、ワーク検出動作が完了する。
得られた積載枚数Nを出力して(Step19)、判定動作を終了する。
以上により、ワーク検出動作が完了する。
(Step17)でワークWの載置ありと判定したら、制御部11は、曲げ加工のため、アーム部Aを動作させてスタッカ31に載置されたワークWを取り出す動作を実行させる。
その際、制御部11は、積載高さHsを把握しているので、最上のワークWから所定距離(例えば15mm程度)隔てた上方位置まで先端腕部10を高速に移動させ、その後、低速移動に移行する。
その際、制御部11は、積載高さHsを把握しているので、最上のワークWから所定距離(例えば15mm程度)隔てた上方位置まで先端腕部10を高速に移動させ、その後、低速移動に移行する。
基準点P1と測定開始点Paとの間の距離Laは、できるだけ小さい値(例えば、ワークWの厚さWtと同等値)で設定するのが好ましい。
このワーク検出動作では、ワークWの形状情報などを記憶部11Rに記憶しておく必要はない。従って、制御部11がワークWの形状情報を参照する時間が不要なので、その分、処理が高速化する。
一方、他の用途で、ワークWの形状情報を記憶部11Rに記憶している場合には、制御部11は、その形状の情報から外形からの切込み距離が最も小さい凹部の切り込み距離(図3の距離Lbに相当)を取得し、その切込み距離よりも小さい値として設定してもよい。
このワーク検出動作では、ワークWの形状情報などを記憶部11Rに記憶しておく必要はない。従って、制御部11がワークWの形状情報を参照する時間が不要なので、その分、処理が高速化する。
一方、他の用途で、ワークWの形状情報を記憶部11Rに記憶している場合には、制御部11は、その形状の情報から外形からの切込み距離が最も小さい凹部の切り込み距離(図3の距離Lbに相当)を取得し、その切込み距離よりも小さい値として設定してもよい。
以上詳述したベンディングロボット1によれば、スタッカ31にワークWが載置されているか否かを判定するための距離センサ7aが、アーム部Aに備えられ、アーム部Aの下方側にある被測距部材(ワークW)との距離を測ることができるようになっている。
これにより、アーム部Aの下方側にあるスタッカ31の測距の際に、アーム部Aが干渉せずアーム部Aを退避させる必要がないので、ワーク有無判定が短時間で行え、高効率で曲げ加工が行える。
これにより、アーム部Aの下方側にあるスタッカ31の測距の際に、アーム部Aが干渉せずアーム部Aを退避させる必要がないので、ワーク有無判定が短時間で行え、高効率で曲げ加工が行える。
本発明の実施例は、上述した手順及び構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。
測定動作と判定動作とを当時に実行し、判定動作において、図7に示されるように電流値を二つ検出したら、その時点でワークWが載置されていると判定し、光ビームBが端部Pbに未到達でも測定動作を停止してワーク検出動作を終了させてもよい。
この二つの電流値は、図7に示されるように底板32の上面32bに対応する低い電流値Iaと、ワークWに対応する高い電流値Ibの順に現れるものに限らない。
ワークWの形状によっては、基準点P1側に切り欠きがなく、測定当初が高い電流値Ibとなり、その後切欠き或いはワークWの端部を越えて上面32bに対応する低い電流値Iaが出現する場合もある。
もちろん、この場合でも二つの電流値が検出されるので、ワークWが載置されているとしてワーク検出動作を終了させてもよい。
これにより、ワーク検出動作をより高速で実行することができる。
この二つの電流値は、図7に示されるように底板32の上面32bに対応する低い電流値Iaと、ワークWに対応する高い電流値Ibの順に現れるものに限らない。
ワークWの形状によっては、基準点P1側に切り欠きがなく、測定当初が高い電流値Ibとなり、その後切欠き或いはワークWの端部を越えて上面32bに対応する低い電流値Iaが出現する場合もある。
もちろん、この場合でも二つの電流値が検出されるので、ワークWが載置されているとしてワーク検出動作を終了させてもよい。
これにより、ワーク検出動作をより高速で実行することができる。
実施例では、測定動作において、スタッカ31の底板32の上面32bを、測距の基準面として電流値Iaを得るようにしているが、他の面を基準面としてもよい。
例えば、図8に示されるように、スタッカ31の替わりに、左壁板33の上端面において、底板32の上面32bからの高さを高精度で位置出しされた基準面31Aaを設けたスタッカ31Aとしてもよい。
そして、測定動作における光ビームBの照射経路BKを、基準面31Aa上の点−aAを開始位置とした照射経路BKAとする。
例えば、図8に示されるように、スタッカ31の替わりに、左壁板33の上端面において、底板32の上面32bからの高さを高精度で位置出しされた基準面31Aaを設けたスタッカ31Aとしてもよい。
そして、測定動作における光ビームBの照射経路BKを、基準面31Aa上の点−aAを開始位置とした照射経路BKAとする。
これにより、ワークWが載置されていない場合は、基準面31Aaと上面32bとの二つの面(距離)に対応した二つの電流値が得られる。
また、ワークWが載置され、かつ照射経路BKAに上面32bが含まれていない場合は、基準面31AaとワークWの上面Wcとに対応した二つの電流値が得られる。この場合のワークWの上面Wcに対応した電流値は、上面32bに対応した電流値と異なることから、ワークWが載置されていることが把握できる。
また、ワークWが載置されており、その形状に切り込みがあって照射経路BKA上に上面32bが含まれる場合は、基準面31Aaと、ワークWの上面Wcと、底板32の上面32bと、の三つの面に対応した三つの電流値が得られる。この場合は、電流値の大小判定なしに、ワークWが載置されていることが把握できる。
また、ワークWが載置され、かつ照射経路BKAに上面32bが含まれていない場合は、基準面31AaとワークWの上面Wcとに対応した二つの電流値が得られる。この場合のワークWの上面Wcに対応した電流値は、上面32bに対応した電流値と異なることから、ワークWが載置されていることが把握できる。
また、ワークWが載置されており、その形状に切り込みがあって照射経路BKA上に上面32bが含まれる場合は、基準面31Aaと、ワークWの上面Wcと、底板32の上面32bと、の三つの面に対応した三つの電流値が得られる。この場合は、電流値の大小判定なしに、ワークWが載置されていることが把握できる。
この基準面31Aaを設ける方法によれば、ワークWが図8に示されるように切込みのない矩形形状で、底板32からはみ出す大きい形状の場合でも、ワークWの載置有無の判定が可能となる。
上述した判定動作は、基本的に、距離センサ7aから出力された電流の大きさを相対比較するものであるが、距離センサ7aから出力された電流の絶対値に基づいて判定するものであってもよい。
この場合、距離センサ7aの校正に作業おいて、予め被測定物までの距離と電流の絶対値との対応づけをしておく。この対応は、例えば記憶部11Rに対応テーブルとして記憶させておく。
また、距離センサ7aの有効測定範囲を、距離センサ7aから出射される光ビームBの方向での距離としてDa〜Dbと設定する。この範囲は、距離センサ7aの仕様上の測定範囲よりもやや狭く設定する。
例えば、距離センサ7aの仕様上の測定範囲が250mm〜750mm場合、有効測定範囲は、精度維持等の理由から、それよりやや狭く、例えばDa=300mm〜Db=700mmと設定する。
これらの前提条件の下、光ビームBを、例えば図3に示される照射経路BAで移動させて距離測定を行う。
この場合、距離センサ7aの校正に作業おいて、予め被測定物までの距離と電流の絶対値との対応づけをしておく。この対応は、例えば記憶部11Rに対応テーブルとして記憶させておく。
また、距離センサ7aの有効測定範囲を、距離センサ7aから出射される光ビームBの方向での距離としてDa〜Dbと設定する。この範囲は、距離センサ7aの仕様上の測定範囲よりもやや狭く設定する。
例えば、距離センサ7aの仕様上の測定範囲が250mm〜750mm場合、有効測定範囲は、精度維持等の理由から、それよりやや狭く、例えばDa=300mm〜Db=700mmと設定する。
これらの前提条件の下、光ビームBを、例えば図3に示される照射経路BAで移動させて距離測定を行う。
この絶対値に基づいて判定する判定動作の手順例がフロー図である図9に示される。
ここで、Vsenは、距離センサ7aから出力されている電流の絶対値に基づいて、記憶部11Rに記憶された対応テーブルから得た非測距物との距離である。また、Vminは、測定開始以降、照射経路BAで得られた距離Vsenの内の、距離センサ7aに最も近い距離とする。
まず、新規測定に際し、Vminをリセットし(Setp31)、測定サーチ動作を開始する(Step32)。このVminのリセットでは、Vminを例えば最大値(最遠)(この例で700mm)とする。
ここで、Vsenは、距離センサ7aから出力されている電流の絶対値に基づいて、記憶部11Rに記憶された対応テーブルから得た非測距物との距離である。また、Vminは、測定開始以降、照射経路BAで得られた距離Vsenの内の、距離センサ7aに最も近い距離とする。
まず、新規測定に際し、Vminをリセットし(Setp31)、測定サーチ動作を開始する(Step32)。このVminのリセットでは、Vminを例えば最大値(最遠)(この例で700mm)とする。
次いで測定実行要求の有無を確認する(Step33)。
無(No)の場合、サーチ動作を終了し(Step38)、その時点でのVminを出力し(Step39)、距離測定動作を終了する。
有(Yes)の場合、得られているVsenの値が、有効測定範囲内にあるか否か、すなわち、Da<Vsen<Dbであるか否か判定する(Step34)。
無(No)の場合、サーチ動作を終了し(Step38)、その時点でのVminを出力し(Step39)、距離測定動作を終了する。
有(Yes)の場合、得られているVsenの値が、有効測定範囲内にあるか否か、すなわち、Da<Vsen<Dbであるか否か判定する(Step34)。
否(No)の場合、測定が困難であって、設定不具合やワークの異常載置などが推察される。そのため、アラーム出力動作を実行し(Step35)、距離測定動作を終了する。
是(Yes)の場合、測定を継続し、Vsenの値がVminより小さいか否か、を判定する(Step36)。
是(Yes)の場合、測定を継続し、Vsenの値がVminより小さいか否か、を判定する(Step36)。
(Step36)の判定が否(No)の場合、(Step33)へ戻る。
(Step36)の判定が是(Yes)の場合、得られたVsenの値をVminの値に置き換える計測値更新を行う(Step37)。
その後、(Step33)へ戻る。
(Step36)の判定が是(Yes)の場合、得られたVsenの値をVminの値に置き換える計測値更新を行う(Step37)。
その後、(Step33)へ戻る。
距離センサ7aからの電流の絶対値に対応して、非測距物の距離センサ7aからの距離を把握することができる。これにより、照射経路BA上の凹凸状態が把握され、ワークWの載置有無が判定できる。
また、ワークWの一枚あたりの電流の絶対値が予め把握できるので、積載された枚数も判定することができる。
また、ワークWの一枚あたりの電流の絶対値が予め把握できるので、積載された枚数も判定することができる。
制御部11の設置場所は限定されない。ベンディングロボット1に内蔵してもよい。また、ベンディングロボット1に無線通信手段を設け、ベンディングロボット1と無線で通信するものであってもよい。
1 ベンディングロボット
2 基台、 2a,2b ガイドレール
3 本体部
4 基本腕部
5 中間腕部
6 関節部
7 ショルダ部、 7a 距離センサ
8 関節部
9 直腕部
10 先端腕部、 10a 吸着部、 10b クランプ部
11 制御部、 11R 記憶部
31,31A スタッカ、 31Aa 基準面
32 底板、 32a キャスタ、 32b 上面
33 左壁板、 33a 右面
34 後壁板、 34a 前面
A アーム部
B 光ビーム、 BK,BKA 照射経路
CLa〜CLg 軸線
FL 床
Ha 積載高さ
Ia,Ib 電流値、 Ic 電流
KD 駆動部
L 幅、 La,Lb 距離
M 曲げ加工機
Ma,Mc 金型、 Mb 上テーブル、 Md 下テーブル
M2 スタッカ載置台、 M2a スタッカ載置部
N 積載枚数
Pa 測定開始点、 Pb 端部、 Pc,Pd,Pe,Pf 位置
P1 基準点
S ストッパ
W ワーク
Wa,Wb 突出部、 WG ワーク群、 Wt (ワークの)厚さ
θa 角度
2 基台、 2a,2b ガイドレール
3 本体部
4 基本腕部
5 中間腕部
6 関節部
7 ショルダ部、 7a 距離センサ
8 関節部
9 直腕部
10 先端腕部、 10a 吸着部、 10b クランプ部
11 制御部、 11R 記憶部
31,31A スタッカ、 31Aa 基準面
32 底板、 32a キャスタ、 32b 上面
33 左壁板、 33a 右面
34 後壁板、 34a 前面
A アーム部
B 光ビーム、 BK,BKA 照射経路
CLa〜CLg 軸線
FL 床
Ha 積載高さ
Ia,Ib 電流値、 Ic 電流
KD 駆動部
L 幅、 La,Lb 距離
M 曲げ加工機
Ma,Mc 金型、 Mb 上テーブル、 Md 下テーブル
M2 スタッカ載置台、 M2a スタッカ載置部
N 積載枚数
Pa 測定開始点、 Pb 端部、 Pc,Pd,Pe,Pf 位置
P1 基準点
S ストッパ
W ワーク
Wa,Wb 突出部、 WG ワーク群、 Wt (ワークの)厚さ
θa 角度
Claims (2)
- 収納基準平面を有するスタッカの前記収納基準平面に端面が当接するよう収められたワークを、前記スタッカから取り出して曲げ加工機に供給するベンディングロボットであって、
前記収納基準平面と平行に移動する本体部と、
前記本体部に支持され前記スタッカの上方に位置取り可能なアーム部と、
前記アーム部に設けられ、前記スタッカに収められた前記ワークとの距離を非接触で測定可能な距離センサと、
を備え、
前記本体部が前記収納基準平面と平行に移動して、前記距離センサが前記収納基準平面に近接した計測経路で測定することを特徴とするベンディングロボット。 - ベンディングロボットによって曲げ加工機に供給されるワークを収めるスタッカにおける、前記ワークの収納有無を検出するワーク検出方法であって、
前記スタッカに、収められた前記ワークの端面が当接する収納基準平面を有する壁板を設け、
前記ベンディングロボットに、前記収納基準平面と平行に移動する本体部と、前記本体部に支持され前記スタッカの上方に位置取り可能なアーム部と、前記アーム部に設けられ前記スタッカに収められた前記ワークとの距離を非接触で測定可能な距離センサと、を設けておき、
前記本体部を前記収納基準平面と平行に移動させて、前記距離センサに前記収納基準平面に近接した計測経路で測距させる測距ステップと、
前記測距ステップにおける測距で二つの電流値又は電圧値が得られた場合に、前記スタッカに前記ワークが収納されていると判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とするワーク検出方法。
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