JP6138722B2 - Work processing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、産業ロボットを駆動制御してワーク支持手段に保持されたワーク(被加工物とも称する。)に切断加工、穴開け加工、バリ取り加工等の各種加工を行うワーク加工装置に関する。   The present invention relates to a workpiece processing apparatus that performs various processes such as cutting, drilling, and deburring on a workpiece (also referred to as a workpiece) that is driven and controlled by an industrial robot.

本出願人は、産業ロボットのハンド部に取り付けられた加工具を移動制御してワークに穿孔加工、バリ取り加工、切断加工等の各種加工を行う際に、ワークを支持するワーク支持装置を特許文献1において提案した。   The present applicant has patented a workpiece support device that supports the workpiece when performing various processes such as drilling, deburring and cutting on the workpiece by controlling the movement of the processing tool attached to the hand part of the industrial robot. Proposed in Document 1.

特許文献1のワーク支持装置は、ワークの長手方向に隣設された2個のワーク支持部材は、残りのワーク支持部材に対して上記長手方向と直交する前後方向及び上記長手方向と一致する左右方向へそれぞれ移動して位置調整可能に設けると共に同期上下駆動手段により上下方向へ同一の移動量で昇降可能に設け、加工されるワークの大きさに対応してワーク支持部材の相互間隔及び高さを調整可能にし、各種のワークサイズに対応してワークを確実に保持するように構成したことを特徴とする。   In the workpiece support device of Patent Document 1, two workpiece support members arranged adjacent to each other in the longitudinal direction of the workpiece are arranged in the longitudinal direction perpendicular to the longitudinal direction with respect to the remaining workpiece support members and the left and right sides coincident with the longitudinal direction. The distance between the workpiece support members and the height of the workpiece support members are adjusted according to the size of the workpiece to be processed. It is characterized in that the workpiece can be adjusted and the workpiece is securely held corresponding to various workpiece sizes.

しかし、上記ワーク支持装置に保持されたワークに対して所望の加工を高い精度で行うには、ワーク支持装置に対してワークを高い位置精度でワークの被加工原点と作業ロボットにおけるハンド部の加工原点が一致するように位置決めした状態で保持する必要があるが、上記作業には手間と時間が掛かり、ワークの加工作業性が悪くなる問題を有している。   However, in order to perform desired machining with high accuracy on the workpiece held by the workpiece support device, the workpiece is machined with high positional accuracy with respect to the workpiece support device and machining of the hand portion of the work robot. Although it is necessary to hold the workpiece so that the origins coincide with each other, the above work takes time and effort, and there is a problem that the workability of the workpiece is deteriorated.

特に、ワーク加工作業の省力化を図るには、ワーク支持装置に対するワークの供給を自動化する必要があるが、ワーク支持装置に対してワークを高い位置精度で位置決めして保持するには、作業者の目視による位置決め作業が不可欠で、ワーク加工作業の省力化に障害になっていた。 In particular, in order to save work in the work processing work, it is necessary to automate the supply of the work to the work support device, but in order to position and hold the work with high positional accuracy with respect to the work support device, the operator Positioning work by visual inspection is indispensable, which has been an obstacle to labor saving of work processing work.

なお、特許文献1のワーク支持装置においても、各ワーク支持部材を個別に長手方向及び上下方向のそれぞれの方向へ移動制御して産業ロボットの加工原点とワークの被加工原点を一致させるように補正することができるが、各ワーク支持部材を高分解能で移動制御しなければならず、各ワーク支持部材の移動機構及び移動制御装置が複雑化して装置自体が大型化及び高コスト化する問題を有している。   In the workpiece support device of Patent Document 1, each workpiece support member is individually controlled to move in the longitudinal direction and the vertical direction so that the machining origin of the industrial robot matches the workpiece origin of the workpiece. However, it is necessary to control the movement of each work support member with high resolution, and there is a problem that the movement mechanism and the movement control device of each work support member become complicated and the apparatus itself is increased in size and cost. doing.

特開2013−52468号公報JP 2013-52468 A

解決しようとする問題点は、産業ロボットによりワークを加工する際に、ワーク支持装置に対してワークの被加工原点が産業ロボットの加工原点に一致させる位置決め作業に多くの手間と時間がかかり、加工作業性が悪くなる点にある。   The problem to be solved is that when a workpiece is machined by an industrial robot, it takes a lot of work and time to position the workpiece to the machining robot's machining origin with respect to the workpiece support device. The workability is poor.

また、ワークを保持するワーク支持部材を移動制御して両原点が一致するように補正する場合にあっては、ワーク支持部材を高分解能で移動制御しなければならず、各ワーク支持部材の移動機構及び移動制御装置が複雑化して装置自体が大型化及び高コスト化する点にある。   In addition, when the workpiece support member that holds the workpiece is controlled to be moved so that the two origins coincide with each other, the workpiece support member must be controlled to move with a high resolution. The mechanism and the movement control device are complicated, and the device itself is increased in size and cost.

更に、ワーク支持装置に対してワークを高い位置精度で位置決めして支持するには、作業者による位置決め作業が不可欠であるため、ワーク加工作業の省力化を図る際に障害になる点にある。   Furthermore, in order to position and support the workpiece with high positional accuracy with respect to the workpiece support device, the positioning operation by the operator is indispensable, which is an obstacle in saving labor of the workpiece machining operation.

本発明の請求項1は、加工データ記憶領域に記憶されたX−Y−Z軸方向の三次元加工データに基づいて産業ロボットを駆動制御してワーク支持装置に支持されたワークに所望の加工を行うワーク加工装置において、産業ロボットのハンド部に設けられ、相対するワーク表面に対してワーク加工具をX−Y軸の二次元方向へ移動する二次元移動手段と、ワーク支持装置に支持されたワーク表面の被加工箇所に基準パターンを投射する投射手段と、ワーク支持装置に支持されたワーク表面の被加工箇所及び該箇所に投射された基準パターンの撮像データを出力する撮像手段と、ワーク支持装置にワークが正規状態で支持された際に撮像されたワーク表面の被加工箇所及び該箇所に投射された基準パターンの撮像データによる三次元基準ワークデータ、ワーク加工する際にワーク支持装置に支持されたワーク表面の被加工箇所及び該箇所に投射された基準パターンの撮像データから変換された三次元撮像データ、ワーク加工具の加工開始位置データワークの加工位置に関する三次元方向(ワーク表面の二次元方向及びワーク表面に対する法線方向)の三次元加工データ及び投射手段からワーク表面に照射される投射される基準パターンのパターンデータをそれぞれ記憶する記憶手段と、上記記憶手段に記憶された三次元基準ワークデータ及び三次元撮像データと基準パターンデータを比較し、被加工箇所における被加工原点位置の三次元方向に対する位置ずれ量を判別する比較手段と、三次元基準ワークデータと三次元撮像データが不一致の場合には、上記比較手段により判別されたワーク表面に対する二次元方向に対する被加工原点位置とワーク加工具の加工開始位置の位置ずれ量に基づいて駆動される二次元移動手段によりワーク加工具をワーク表面の二次元方向へ移動制御してワーク加工具の加工開始位置を被加工原点位置に一致させると共にワーク表面における被加工原点の法線方向に対する位置ずれ量に基づいて加工データにおける法線方向の加工データを修正する制御手段と、を備えたことを最も主要な特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, desired machining is performed on the workpiece supported by the workpiece support device by driving and controlling the industrial robot based on the three-dimensional machining data in the XYZ directions stored in the machining data storage area. In a workpiece processing apparatus that performs the above-described processing, the workpiece processing tool is supported by a workpiece support device and a two-dimensional movement unit that is provided in a hand portion of an industrial robot and moves a workpiece processing tool in a two-dimensional direction of an XY axis with respect to an opposing workpiece surface. Projecting means for projecting a reference pattern onto a processed portion of the workpiece surface, an imaging means for outputting imaged data of the processed pattern on the workpiece surface supported by the workpiece support device and the reference pattern projected on the location, and the workpiece the three-dimensional reference Wakude workpiece supporting device according to the imaging data of the reference pattern that is projected to be processed location and relevant section of the imaged workpiece surface when supported by normal state Data, converted three-dimensional imaging data from the imaging data of the reference pattern that is projected to be processed location and relevant section of the supported workpiece surface to the work supporting device when the workpiece machining, the machining start position data of the workpiece machining tool, Stores three-dimensional machining data in a three-dimensional direction (two-dimensional direction of the workpiece surface and a normal direction with respect to the workpiece surface) related to the machining position of the workpiece, and pattern data of a reference pattern projected onto the workpiece surface from the projection unit. Comparing means for comparing the three-dimensional reference work data and the three-dimensional imaging data stored in the storage means with the reference pattern data , and determining the positional deviation amount in the three-dimensional direction of the processing origin position at the processing location. when the three-dimensional reference work data and three-dimensional imaging data in the case of disagreement, it is judged by said comparing means The workpiece processing tool is controlled to move in the two-dimensional direction of the workpiece surface by the two-dimensional moving means driven based on the positional deviation between the workpiece origin position in the two-dimensional direction with respect to the workpiece surface and the machining start position of the workpiece processing tool. Control means for matching the machining start position of the workpiece processing tool to the workpiece origin position and correcting the machining data in the normal direction in the machining data based on the amount of positional deviation with respect to the normal direction of the workpiece origin on the workpiece surface; The main feature is that it has

本発明は、簡易な作業で、かつ短時間に産業ロボットの加工原点とワーク支持装置に支持されたワークの被加工原点が一致するように補正して位置決めすことができ、ワークの加工作業を効率化することができる。   The present invention is a simple operation, and can correct and position the machining origin of the industrial robot and the workpiece origin of the workpiece supported by the workpiece support device in a short time so that the workpiece can be machined. Efficiency can be improved.

また、ワークを保持するワーク支持部材を移動制御して補正する場合に比べてワーク支持装置を簡易化して装置自体を小型化及び低コスト化することができる。   In addition, the workpiece support device can be simplified and the device itself can be reduced in size and cost compared to the case where the workpiece support member holding the workpiece is moved and corrected.

更に、ワークの被加工原点と産業ロボットの加工原点を一致させる位置決め作業を自動化してワーク加工作業の省力化することを可能にすることができる。 Furthermore, it is possible to automate the positioning operation for matching the workpiece origin of the workpiece and the machining origin of the industrial robot to save the labor of the workpiece machining operation.

較正機能付きワーク加工装置の概略を示す斜視説明図である。It is perspective explanatory drawing which shows the outline of the workpiece processing apparatus with a calibration function. 較正機能付きワーク加工装置の側面図である。It is a side view of the workpiece processing apparatus with a calibration function. 二次元移動装置の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of a two-dimensional movement apparatus. 図3の矢示A方向からの正面図である。It is a front view from the arrow A direction of FIG. 図3の矢示B方向からの側面図である。It is a side view from the arrow B direction of FIG. 制御手段の電気的ブロック図である。It is an electrical block diagram of a control means. ワーク支持装置にワークをセットした状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which set the workpiece | work to the workpiece | work support apparatus. 産業ロボットによるワークの加工処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process processing of the workpiece | work by an industrial robot. 較正処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a calibration process. ワークが正規状態で支持された際における所定箇所の画像である。It is an image of a predetermined location when the work is supported in a normal state. ワークが位置ずれした状態で支持された際における所定箇所の画像である。It is an image of a predetermined location when the work is supported in a misaligned state. 二次元方向に対する位置補正状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position correction state with respect to a two-dimensional direction.

三次元基準ワークデータと三次元撮像データが不一致の場合には、上記比較手段により判別されたワーク表面に対する二次元方向に対する被加工原点位置とワーク加工具の加工開始位置の位置ずれ量に基づいて駆動される二次元移動手段によりワーク加工具をワーク表面の二次元方向へ移動制御してワーク加工具の加工開始位置を被加工原点位置に一致させると共にワーク表面における被加工原点の法線方向に対する位置ずれ量に基づいて加工データにおける法線方向の加工データを修正することを最適の実施形態とする。 If the 3D reference workpiece data and the 3D imaging data do not match, based on the amount of misalignment between the workpiece origin position and the machining start position of the workpiece processing tool with respect to the workpiece surface as determined by the comparison means. By controlling the movement of the workpiece tool in the two-dimensional direction of the workpiece surface by the driven two-dimensional moving means, the machining start position of the workpiece tool is made coincident with the workpiece origin position, and the normal direction of the workpiece origin point on the workpiece surface is set. It is an optimal embodiment to correct the machining data in the normal direction in the machining data based on the positional deviation amount.

以下、実施例に従って本発明を説明する。
図1乃至図5に示すように、較正機能付き加工装置としてのワーク穴開け装置1は、ワーク支持装置3と産業ロボット5及び較正装置7から構成される。
Hereinafter, the present invention will be described according to examples.
As shown in FIGS. 1 to 5, a workpiece drilling device 1 as a processing device with a calibration function includes a workpiece support device 3, an industrial robot 5, and a calibration device 7.

ワーク支持装置3は、本体フレーム9上に複数本のワーク支持部材11を、支持するワークWに長手方向幅(図示する左右方向)及び長手直交方向幅(図示する前後方向)に対応して上記左右方向及び前後方向へ所定の間隔をおいて立設される。そして各ワーク支持部材11の先端部(上部)には、穴開け加工されるワークWの裏面を支持して保持する保持部材13が設けられる。   The workpiece support device 3 has a plurality of workpiece support members 11 on the main body frame 9, and supports the workpiece W supporting the longitudinal width (left-right direction shown) and the longitudinal orthogonal width (front-back direction shown) corresponding to the above. It is erected at predetermined intervals in the left-right direction and the front-rear direction. A holding member 13 that supports and holds the back surface of the work W to be drilled is provided at the tip (upper part) of each work support member 11.

上記保持部材13としては、ワークWの裏面に当接し、高い摩擦係数により位置ずれを規制して支持する弾性部材、ワークWの裏面に設けられたリブ(図示せず)を把持するためにエアーシリンダーや電磁ソレノイド及び把持爪(いずれも図示せず)により構成されるクランプ部材、負圧発生装置に接続されてワークWの裏面を吸着して保持する吸着部材(いずれも図示せず)のいずれであってもよい。   The holding member 13 is an elastic member that abuts on the back surface of the workpiece W and supports the displacement by restricting the displacement by a high friction coefficient, and air for gripping a rib (not shown) provided on the back surface of the workpiece W. Any of a clamp member constituted by a cylinder, an electromagnetic solenoid, and a gripping claw (none of which are shown), or an adsorption member (none of which is shown) connected to a negative pressure generator and sucking and holding the back surface of the workpiece W It may be.

なお、本発明において加工されるワークWとしては、金属製成形品、例えば車両用の各種パネル、車両用バンパー等の樹脂成形品等が適している。   As the workpiece W processed in the present invention, a metal molded product, for example, a resin molded product such as various panels for vehicles and a bumper for vehicles is suitable.

また、上記保持部材13は、ワークWの長手方向及び長手直交方向へ移動可能に支持される水平可動体に上下方向へ延出して設けられる上下フレームに支持される上下可動体に設けられ、水平可動体及び上下可動体に連結された数値制御可能なサーボモータ等の電動モータの駆動に伴ってワーク支持部材13を左右方向及び前後方向と上下方向へ移動してワークWの支持位置を可変可能にした構成であってもよい。   The holding member 13 is provided on a vertical movable body supported by an upper and lower frame provided to extend in a vertical direction on a horizontal movable body supported so as to be movable in the longitudinal direction and the longitudinal orthogonal direction of the workpiece W. The support position of the workpiece W can be changed by moving the workpiece support member 13 in the left-right direction, the front-rear direction, and the up-down direction in accordance with driving of an electric motor such as a numerically controllable servo motor connected to the movable body and the vertically movable body. The structure made into may be sufficient.

上記産業ロボット5は、基台15に内蔵された数値制御可能なサーボモータ等の電動モータ(図示せず)に駆動連結された回転盤14に基端部が回動可能に支持されると共に数値制御可能なサーボモータ等の電動モータ17が連結される第1アーム19、第1アーム19の先端部に内蔵された数値制御可能なサーボモータ等の電動モータ(図示せず)に連結されたアーム取付け部材(図示せず)に基端部が回動可能に支持されると共に数値制御可能なサーボモータ等の電動モータ23が連結される第2アーム25、第2アーム25の先端部に内蔵された数値制御可能なサーボモータ等の電動モータ(図示せず)に連結されたハンド取付け部材27、該ハンド取付け板27に取り付けられ、ワークWに穴開け加工するハンド部31から構成される。   The industrial robot 5 has a base end portion rotatably supported by a turntable 14 that is drivingly connected to an electric motor (not shown) such as a numerically controllable servo motor built in the base 15 and has a numerical value. A first arm 19 to which an electric motor 17 such as a controllable servo motor is connected, and an arm connected to an electric motor (not shown) such as a numerically controllable servo motor built in the tip of the first arm 19 A base end portion is rotatably supported by an attachment member (not shown), and a second arm 25 to which an electric motor 23 such as a servomotor capable of numerical control is connected is incorporated in a distal end portion of the second arm 25. Further, a hand attachment member 27 connected to an electric motor (not shown) such as a servo motor capable of numerical control, and a hand portion 31 attached to the hand attachment plate 27 and drilling a workpiece W are configured.

なお、上記した産業ロボット5は、回動軸数に対応する3本以上のアームを備え、各アームの基端部及び先端部に対応するアームを軸線周り及び軸線と直交する方向へ回動するための電動モータを備えた構成としてもよい。   The industrial robot 5 described above includes three or more arms corresponding to the number of rotation axes, and rotates the arms corresponding to the base end portion and the distal end portion of each arm in the direction around the axis and in the direction perpendicular to the axis. It is good also as a structure provided with the electric motor for this.

上記ハンド取付け板27には、二次元移動装置35が取り付けられる。該二次元移動装置35は、例えば図示する左右方向に延出する第1フレーム37にその長手方向へ移動するように支持される第1走行体39と、該第1走行体39を長手方向へ往復移動する第1移動部材41と、上記第1走行体39に対して上記左右方向と直交する方向へ延出して設けられた第2フレーム43にその長手方向へ移動するように支持される第2走行体45と、該第2走行体45を上記長手方向(左右方向と直交する方向)へ往復移動する第2移動部材47により構成される。 A two-dimensional movement device 35 is attached to the hand attachment plate 27. The two-dimensional movement device 35 includes, for example, a first traveling body 39 supported so as to move in the longitudinal direction by a first frame 37 extending in the left-right direction shown in the figure, and the first traveling body 39 in the longitudinal direction. A first moving member 41 that reciprocates and a second frame 43 that extends in a direction orthogonal to the left-right direction with respect to the first traveling body 39 is supported to move in the longitudinal direction. 2 traveling bodies 45 and a second moving member 47 that reciprocates the second traveling body 45 in the longitudinal direction (a direction orthogonal to the left-right direction).

上記第1及び第2移動部材41・47としては、第1及び第2フレーム37・43に対してそれぞれの長手方向と一致する方向に軸線を有し、一端部に数値制御可能なサーボモータ等の電動モータが連結されて回転可能に軸支されると共に一部が対応する第1及び第2走行体39・45に設けられたナットに噛合わされる送りねじ(いずれも図示せず)の回転に伴って対応する第1及び第2走行体39・45をそれぞれの方向へ移動する送りねじ移動機構、上記第1及び第2フレーム37・43の長手方向端部に回転可能に軸支されると共に一方に数値制御可能なサーボモータ等の電動モータが連結されて回転可能に軸支される回転体に掛渡され、一部が対応する第1及び第2走行体39・45に固定される走行部材(ベルト、いずれも図示せず)をそれぞれの電動モータの駆動に伴って対応する第1及び第2走行体39・45をそれぞれの方向へ移動するベルト移動機構であってもよい。 As the first and second moving members 41 and 47, servo motors or the like that have axes in directions that coincide with the longitudinal directions of the first and second frames 37 and 43 and that can be numerically controlled at one end. Rotation of a feed screw (both not shown) meshed with nuts provided on the first and second traveling bodies 39 and 45 that are connected to and rotatably supported by the electric motor Accordingly, the corresponding first and second traveling bodies 39 and 45 are moved in the respective directions, and are rotatably supported at the longitudinal ends of the first and second frames 37 and 43. At the same time, an electric motor such as a servo motor capable of numerical control is connected to a rotating body that is rotatably supported and a part thereof is fixed to the corresponding first and second traveling bodies 39 and 45. Traveling member (belt, both shown) It not) may be a first and a belt moving mechanism for moving the second carriage 39, 45 to the respective directions corresponding with the driving of each electric motor.

また、上記第1及び第2移動部材41・47としては、第1及び第2フレーム37・43に対してそれぞれの長手方向と一致する方向に延出するラックギャに対し、対応する第1及び第2走行体39・45に設けられた数値制御可能なサーボモータ等の電動モータの出力軸に取り付けられたピニオンギャ(いずれも図示せず)を噛合わせ、それぞれの電動モータの駆動に伴って対応する第1及び第2走行体39・45をそれぞれの方向へ移動するラック・ピニオン移動機構、リニアサーボモータ等であってもよい。 Further, the first and second moving members 41 and 47 correspond to the first and second corresponding to the rack gear extending in the direction corresponding to the longitudinal direction of each of the first and second frames 37 and 43. 2 A pinion gear (not shown) attached to an output shaft of an electric motor such as a numerically controllable servo motor provided on the traveling bodies 39 and 45 is meshed, and responds as each electric motor is driven. A rack and pinion moving mechanism that moves the first and second traveling bodies 39 and 45 in respective directions, a linear servo motor, or the like may be used.

上記第2走行体45には、電動モータ49が設けられ、該電動モータ49に出力軸には、穴開け加工を行う加工具としてのエンドミル51が取り付けられる。加工具としては、ワークWの加工態様に応じて切断刃やパンチ刃、罫線刃、出力されるレーザ光の熱エネルギーにより溶断するレーザ光出力ヘッド等を選択して取り付ければよい。 The second traveling body 45 is provided with an electric motor 49, and an end mill 51 serving as a processing tool for drilling is attached to the output shaft of the electric motor 49. As a processing tool, a cutting blade, a punch blade, a ruled line blade, a laser beam output head that is fused by the thermal energy of the output laser beam, or the like may be selected and attached according to the processing mode of the workpiece W.

較正装置7のフレーム7aに取り付けられたガイドレール7bには、撮像手段としてのビデオカメラ53及び投射手段としてのプロジェクター55をワーク支持装置3に保持されたワークWの所定箇所から上方へ所定の間隔をおき、かつ例えば左右方向へ所要の間隔をおいて取り付けて構成される。上記プロジェクター55は、ワークWにおける上記所定箇所周辺に、例えばスリット模様や格子模様、ドットマトリックス模様等の各種の基準パターンを投射する。上記ビデオカメラ53は、ワークWにおける上記所定箇所周辺及び該箇所に投射された基準パターンを撮像して撮像データを出力する。 A guide rail 7b attached to the frame 7a of the calibration device 7 has a video camera 53 as an imaging means and a projector 55 as a projection means at a predetermined distance upward from a predetermined position of the work W held by the work support device 3. And, for example, are attached at a required interval in the left-right direction. The projector 55 projects various reference patterns such as a slit pattern, a lattice pattern, and a dot matrix pattern around the predetermined portion of the work W. The video camera 53 captures the periphery of the predetermined location on the workpiece W and the reference pattern projected on the location and outputs imaging data.

図6に示すようにワーク穴開け装置1を駆動制御する制御手段57のCPU59には、プログラム記憶領域61及び作業データ記憶領域63が接続される。上記プログラム記憶領域61には、産業ロボット5を駆動制御してワークWに対する穴開け加工作業を実行するためのプログラムデータ、ワーク支持装置3に支持されたワークWの被加工原点と産業ロボット5の加工原点を較正する較正処理を実行するためのプログラムデータ等が記憶される。 As shown in FIG. 6, a program storage area 61 and a work data storage area 63 are connected to the CPU 59 of the control means 57 that drives and controls the workpiece drilling apparatus 1. In the program storage area 61, program data for driving and controlling the industrial robot 5 to execute a drilling operation on the work W, the work origin of the work W supported by the work support device 3, and the industrial robot 5 Program data and the like for executing a calibration process for calibrating the machining origin are stored.

上記作業データ記憶領域63は、産業ロボット5におけるハンド部31を予め設定された移動経路(待機位置、加工開始原点及びワークWの各穴開け位置)及びその穴深さ等に関する三次元位置データを記憶する加工データ記憶領域65、ワーク支持装置3に対して正規状態(ワークWの被加工原点位置と産業ロボット5による加工原点位置が一致した状態)で支持されたワークWの三次元基準ワークデータを記憶する基準ワークデータ記憶領域67、ビデオカメラ53により撮像されたワークWにおける所定箇所周辺の撮像データを記憶する撮像データ記憶領域69、該撮像データ記憶領域69に記憶された撮像データに基づいて三次元データに変換された三次元撮像データを記憶する三次元撮像データ記憶領域71、較正データを記憶する較正データ記憶領域73、ワークWに投射される単一、または複数の基準パターンのパターンデータを記憶するパターンデータ記憶領域75等が設けられる。 The work data storage area 63 stores three-dimensional position data relating to the movement path (standby position, machining start origin and each hole position of the workpiece W) set in advance for the hand unit 31 in the industrial robot 5, and the hole depth thereof. 3D reference workpiece data of the workpiece W supported in a normal state (a state where the workpiece origin position of the workpiece W and the machining origin position of the industrial robot 5 coincide with each other) with respect to the machining data storage area 65 to be stored and the workpiece support device 3 On the basis of the image data stored in the image data storage area 69, the image data storage area 69 for storing image data around a predetermined location in the work W imaged by the video camera 53, and the image data stored in the image data storage area 69. 3D imaging data storage area 71 for storing 3D imaging data converted into 3D data, and calibration data Primary data storage area 73, the pattern data storage area 75 for storing the pattern data of a single or a plurality of reference patterns, are projected to the workpiece W is provided.

なお、ビデオカメラ53により撮像されるワークWにおける所定箇所としては、二次元方向への位置ずれを判別するのに基準になる、例えば開口部や段差部、突部等(図は開口部を示す。)の基準部Waを含む箇所が望ましい。ワークWに上記した基準部Waがない場合にあっては、ワークWにおける所定箇所の長手方向又は長手直交方向の両側に応じたおけるワーク支持装置3に基準部を設け、ビデオカメラ53によりワークWにおける所定箇所を撮像する際に、ワーク支持装置3に設けられた基準部を含めて撮像すればよい。 In addition, as a predetermined location in the workpiece W imaged by the video camera 53, for example, an opening, a stepped portion, a protruding portion or the like (the figure shows the opening) is used as a reference for determining the positional deviation in the two-dimensional direction. )) Including the reference portion Wa is desirable. If the workpiece W does not have the above-described reference portion Wa, a reference portion is provided on the workpiece support device 3 corresponding to both sides of the workpiece W in the longitudinal direction or the longitudinal orthogonal direction, and the workpiece W What is necessary is just to image including the reference | standard part provided in the workpiece | work support apparatus 3, when image | photographing the predetermined location in.

上記加工データ記憶領域65、基準ワークデータ記憶領域67、三次元撮像データ記憶領域71にそれぞれ記憶されるデータは、世界座標系データとして記憶さる。また、基準ワークデータ記憶領域67に記憶されるデータとしては、例えばワーク支持装置3に正規状態で支持されるワークWの三次元位置を直接入力して基準ワークデータを世界座標として設定する方法、またはワーク支持装置3に正規状態で支持されるワークWの高さデータとワークWのCADデータを合成した基準ワークデータを世界座標系データとして設定する方法のいずれであってもよい。 The data stored in the machining data storage area 65, the reference work data storage area 67, and the three-dimensional imaging data storage area 71 are stored as world coordinate system data. Further, as data stored in the reference work data storage area 67, for example, a method of directly inputting the three-dimensional position of the work W supported in a normal state to the work support device 3 and setting the reference work data as world coordinates, Alternatively, any method may be used in which the reference work data obtained by synthesizing the height data of the work W supported in the normal state on the work support device 3 and the CAD data of the work W is set as the world coordinate system data.

CPU59には、比較手段77が接続される。該比較手段77は、三次元撮像データ記憶領域71に記憶された三次元撮像データと基準ワークデータ記憶領域67に記憶された三次元基準ワークデータを比較して三次元方向の位置ずれ量を較正データとして演算して較正データ記憶領域73に記憶させる。 The CPU 59 is connected with a comparison unit 77. The comparison unit 77 compares the 3D image data stored in the 3D image data storage area 71 with the 3D reference work data stored in the reference work data storage area 67 and calibrates the displacement amount in the 3D direction. Calculated as data and stored in the calibration data storage area 73.

CPU59には、ロボット制御手段79が接続される。該ロボット制御手段79は、加工データ記憶領域65に記憶された三次元位置データに基づいて図示しない各電動モータ及び図示する電動モータ17、23をそれぞれ駆動制御してハンド部31を加工原点位置へ移動した後に各穴開け位置に移動して穴開け加工を実行する。 Robot control means 79 is connected to the CPU 59. The robot control means 79 drives and controls the electric motors (not shown) and the electric motors 17 and 23 (not shown) based on the three-dimensional position data stored in the machining data storage area 65 to bring the hand unit 31 to the machining origin position. After moving, it moves to each drilling position and executes drilling.

CPU59には、二次元移動制御手段81が接続される。該二次元移動制御手段81は、ハンド部31の加工原点がワーク支持装置3に支持されたワークWの被加工原点に一致しない場合に、較正データ記憶領域73に記憶された較正データに基づいて第1及び第2移動部材41・47をそれぞれ駆動制御してエンドミル51を二次元方向へ移動して加工原点と被加工原点を一致させる。 Two-dimensional movement control means 81 is connected to the CPU 59. The two-dimensional movement control means 81 is based on the calibration data stored in the calibration data storage area 73 when the processing origin of the hand unit 31 does not coincide with the processing origin of the workpiece W supported by the workpiece support device 3. The first and second moving members 41 and 47 are driven and controlled to move the end mill 51 in the two-dimensional direction so that the machining origin and the machining origin coincide.

CPU59には、投射制御手段83が接続される。該投射制御手段83は、ワーク支持装置3にワークWに対する穴開け加工に先立ってパターンデータ記憶領域75から読み出された単一、または複数のパターンデータに基づいてプロジェクター55を駆動してワークWの所定箇所表面に基準パターンを投射させる。 Projection control means 83 is connected to the CPU 59. The projection control means 83 drives the projector 55 based on a single or a plurality of pattern data read out from the pattern data storage area 75 prior to drilling the workpiece W in the workpiece support device 3. A reference pattern is projected onto the surface of a predetermined location.

なお、ワークWに対して複数の基準パターンを投射する場合にあっては、投射制御手段83は、パターンデータ記憶領域75から予め設定された順序に従って読み出されたパターンデータに基づいてプロジェクター55を、後述するビデオカメラ53の撮像時間毎に駆動して基準パターンを投射させる。 When a plurality of reference patterns are projected onto the workpiece W, the projection control unit 83 causes the projector 55 to be based on the pattern data read from the pattern data storage area 75 according to a preset order. The reference pattern is projected by driving every imaging time of the video camera 53 described later.

CPU59には、撮像制御手段85が接続される。該撮像制御手段85は、ワーク支持装置3に支持されたワークWに対して基準パターンが投射されたタイミングでビデオカメラ53を撮像駆動して基準パターンを含むワークWにおける所定箇所周辺の表面を撮像し、撮像データを撮像データ記憶領域69に記憶させる。 An imaging control means 85 is connected to the CPU 59. The image pickup control means 85 picks up the video camera 53 at the timing when the reference pattern is projected onto the work W supported by the work support device 3, and picks up the surface around a predetermined location in the work W including the reference pattern. Then, the imaging data is stored in the imaging data storage area 69.

なお、ワークWに対してプロジェクター55から複数の基準パターンを投射する場合にあっては、撮像制御手段85は、投射される基準パターンが切換えられる毎にビデオカメラ53を撮像駆動してそれぞれの基準パターンを含むワークWにおける所定箇所周辺の撮像データを撮像データ記憶領域69に記憶させる。 When a plurality of reference patterns are projected from the projector 55 onto the workpiece W, the imaging control unit 85 drives the video camera 53 to capture images each time the projected reference pattern is switched. Imaging data around a predetermined location in the workpiece W including the pattern is stored in the imaging data storage area 69.

また、CPU59には、ワーク支持装置3にワークWが支持されたことを検知するリミットスイッチ等の複数の検知器87がインターフェース89を介して接続される。そしてCPU59は、複数の検知器87のすべてワークWの検知状態へ遷移した際に、ワーク支持装置3にワークWが支持されたと判断し、プロジェクター55による投射動作、ビデオカメラ53による撮像動作を実行する。 In addition, a plurality of detectors 87 such as a limit switch for detecting that the workpiece W is supported on the workpiece support device 3 are connected to the CPU 59 via an interface 89. Then, the CPU 59 determines that the work W is supported by the work support device 3 when all of the detectors 87 shift to the work W detection state, and executes the projection operation by the projector 55 and the imaging operation by the video camera 53. To do.

上記のように構成されたワーク穴開け装置1による穴開け作用及び較正処理を説明する。
先ず、ワーク穴開け装置1による穴開け作用の概略を説明すると、図8に示すようにステップ101においてワーク支持装置3にワークWをセットした際(図7参照)に、すべての検知器87がワーク検知状態に遷移したか否かを判定する。該ステップ101がNOの場合には、ステップ101に戻る。
The drilling action and calibration process by the workpiece drilling apparatus 1 configured as described above will be described.
First, the outline of the punching action by the workpiece drilling device 1 will be described. When the workpiece W is set on the workpiece support device 3 in step 101 (see FIG. 7), as shown in FIG. It is determined whether or not the workpiece detection state has been entered. If step 101 is NO, the process returns to step 101.

反対にステップ101がYESの場合には、ステップ103において較正処理を実行して産業ロボット5の加工原点とワーク支持装置3に支持されたワークの被加工原点を一致させる。 On the other hand, if step 101 is YES, calibration processing is executed in step 103 to match the machining origin of the industrial robot 5 with the workpiece origin of the workpiece supported by the workpiece support device 3.

次に、ステップ105において加工データ記憶領域65に記憶された加工原点に関する三次元位置データに基づいて図示しない各電動モータ及び図示する各電動モータ17、23をそれぞれ駆動制御して第1乃至第3アーム19,25を搖動及び回動させると共にハンド取付け部材27を回動してハンド部31のエンドミル51を、その軸線がワークWの被加工原点の法線に一致するように移動した後、ステップ107において電動モータ49を駆動してエンドミル51を回転しながら上記三次元位置データに基づいて移動してワークWに所定の大きさ及び深さの穴を穿孔する。 Next, based on the three-dimensional position data relating to the machining origin stored in the machining data storage area 65 in step 105, the electric motors (not shown) and the electric motors 17 and 23 (illustrated) are driven and controlled, respectively. Steps after the arms 19 and 25 are swung and rotated and the hand mounting member 27 is rotated to move the end mill 51 of the hand portion 31 so that its axis coincides with the normal of the workpiece W to be processed. In 107, the electric motor 49 is driven to rotate the end mill 51 while moving based on the three-dimensional position data to punch holes of a predetermined size and depth in the workpiece W.

次に、ステップ109において加工データ記憶領域65に記憶された三次元位置データに基づいて第1乃至第3アーム19,25を搖動及び回動させると共に必要に応じてハンド取付け部材27を回動してエンドミル51を穿孔された穴から抜き出した後、ステップ111において加工データ記憶領域65に記憶された次位の三次元位置データに基づいて第1乃至第3アーム19,25を搖動及び回動させると共に必要に応じてハンド取付け部材27を回動し、エンドミル51を、その軸線が次位の被加工位置の法線に一致するように移動する。 Next, in step 109, the first to third arms 19 and 25 are swung and rotated based on the three-dimensional position data stored in the machining data storage area 65, and the hand mounting member 27 is rotated as necessary. After the end mill 51 is extracted from the drilled hole, the first to third arms 19 and 25 are swung and rotated based on the next three-dimensional position data stored in the machining data storage area 65 in step 111. At the same time, the hand mounting member 27 is rotated as necessary, and the end mill 51 is moved so that its axis coincides with the normal of the next processing position.

次に、ステップ113においてエンドミル51が次位の被加工位置へ移動したか否かを判定し、該判定がNOの場合には、ステップ111に戻る。反対に該ステップ113がYESの場合には、ステップ115において上記と同様に電動モータ49を駆動してエンドミル51を回転しながら上記三次元位置データに基づいて移動してワークWに所定の大きさ及び深さの穴を穿孔した後、ステップ117において加工データ記憶領域65に記憶された三次元位置データに基づいて第1乃至第3アーム19,25を搖動及び回動させると共に必要に応じてハンド取付け部材27を回動してエンドミル51を穿孔された穴から抜き出す。 Next, in step 113, it is determined whether or not the end mill 51 has moved to the next machining position. If the determination is NO, the process returns to step 111. On the other hand, if the step 113 is YES, the electric motor 49 is driven in the same manner as described above in step 115 and the end mill 51 is rotated to move based on the three-dimensional position data and move to a predetermined size on the workpiece W. Then, after drilling a hole having a depth, the first to third arms 19 and 25 are swung and rotated based on the three-dimensional position data stored in the machining data storage area 65 in step 117 and the hand is moved as necessary. The attachment member 27 is rotated to extract the end mill 51 from the drilled hole.

次に、ステップ119においてワークWにおけるすべての被加工位置を穿孔したか否かを判定し、該ステップ119がNOの場合には、ステップ111に戻って次位の被加工位置に対する穿孔動作を実行する。 Next, in step 119, it is determined whether or not all the machining positions in the workpiece W have been drilled. If the step 119 is NO, the process returns to step 111 to perform the drilling operation for the next machining position. To do.

一方、上記ステップ119がYESの場合には、ステップ121において加工データ記憶領域65に記憶された待機位置に関する三次元位置データに基づいて第1乃至第3アーム19,25を搖動及び回動させると共に必要に応じてハンド取付け部材27を回動してハンド部31を待機位置へ移動した後、ステップ123においてランプを点灯したり、ブザーを鳴動したりして加工作業が終了したことを報知して終了する。 On the other hand, if step 119 is YES, the first to third arms 19 and 25 are swung and rotated based on the three-dimensional position data related to the standby position stored in the machining data storage area 65 in step 121. If necessary, the hand mounting member 27 is rotated to move the hand unit 31 to the standby position. Then, in step 123, a lamp is turned on or a buzzer is sounded to notify the completion of the machining operation. finish.

次に、ステップ103による較正処理を説明すると、図9に示すようにステップ131においてパターンデータ記憶領域75に記憶されたパターンデータに基づいてプロジェクター55を駆動してワーク支持装置3に取り付けられたワークWの所定箇所に基準パターンを投射した後、ステップ133においてビデオカメラ53を駆動して投射された基準パターンを含むワークWの所定箇所表面を撮像してその撮像データを撮像データ記憶領域69に記憶する。 Next, the calibration process in step 103 will be described. As shown in FIG. 9, the work attached to the work support device 3 by driving the projector 55 based on the pattern data stored in the pattern data storage area 75 in step 131. After projecting the reference pattern to a predetermined location of W, the video camera 53 is driven in step 133 to image the surface of the predetermined location of the workpiece W including the projected reference pattern, and the captured data is stored in the imaging data storage area 69. To do.

ステップ135において撮像データ記憶領域69に記憶された撮像データを三次元撮像データへ変換して三次元撮像データ記憶領域71に記憶した後、ステップ137において比較手段77により三次元撮像データ記憶領域71に記憶された三次元撮像データと基準ワークデータ記憶領域67に記憶された撮像箇所に対応する三次元基準ワークデータを比較する。 After the imaging data stored in the imaging data storage area 69 in step 135 is converted into 3D imaging data and stored in the 3D imaging data storage area 71, in step 137, the comparison unit 77 stores the imaging data in the 3D imaging data storage area 71. The stored 3D imaging data and the 3D reference work data corresponding to the imaging location stored in the reference work data storage area 67 are compared.

上記比較手段77による比較にあっては、開口部Waの三次元撮像データと三次元基準ワークデータにより二次元方向に対する位置ずれを比較すると共に三次元撮像データにおける投射された基準パターンのスリット間隔とパターンデータ記憶領域75に記憶されたパターンデータのスリット間隔により高さ方向に対する位置ずれを比較する。 In the comparison by the comparison means 77, the positional deviation in the two-dimensional direction is compared by the three-dimensional imaging data of the opening Wa and the three-dimensional reference work data, and the slit interval of the projected reference pattern in the three-dimensional imaging data is calculated. The positional deviation in the height direction is compared based on the slit interval of the pattern data stored in the pattern data storage area 75.

次に、ステップ139において三次元撮像データと三次元基準ワークデータ及びパターンデータに差があるか否かを判定し、該ステップ139がNOの場合には、図10に示すようにワーク支持装置3に対してワークWが正規状態、即ち、エンドミル51による加工原点とワークWの被加工原点が一致していると判断して終了する。 Next, in step 139, it is determined whether or not there is a difference between the three-dimensional imaging data, the three-dimensional reference work data, and the pattern data. If the step 139 is NO, the work support device 3 is shown in FIG. On the other hand, it is determined that the workpiece W is in a normal state, that is, the processing origin by the end mill 51 and the processing origin of the workpiece W coincide with each other.

反対に、上記ステップ139がYESの場合には、図11に示すようにワーク支持装置3に対してワークWの被加工原点とエンドミル51による加工原点が位置ずれしていると判断し、ステップ141において三次元方向に対する差を演算し、演算された三次元方向(X−Y−Z)への位置ずれ量を較正データとして較正データ記憶領域73に記憶させる。 On the other hand, when the above step 139 is YES, it is determined that the work origin of the work W and the work origin of the end mill 51 are displaced with respect to the work support device 3 as shown in FIG. The difference with respect to the three-dimensional direction is calculated, and the calculated positional deviation amount in the three-dimensional direction (XYZ) is stored in the calibration data storage area 73 as calibration data.

次に、ステップ143において較正データ記憶領域73から読み出された較正データの内、X−Y軸の二次元方向較正データに基づいて第1及び第2移動部材41,47をそれぞれ駆動制御してワークWの被加工原点に対してエンドミル51の先端(加工原点)を一致させる。(図12参照) Next, drive control of the first and second moving members 41 and 47 is performed based on the two-dimensional calibration data of the XY axes in the calibration data read from the calibration data storage area 73 in step 143. The tip of the end mill 51 (machining origin) is made to coincide with the machining origin of the workpiece W. (See Figure 12)

また、ステップ145において較正データ記憶領域73から読み出された較正データの内、Z軸の較正データにより加工データ記憶領域65に記憶された加工位置に関する三次元位置データのZ軸方向データを修正して較正動作を終了する。 Further, among the calibration data read from the calibration data storage area 73 in step 145, the Z-axis direction data of the three-dimensional position data related to the machining position stored in the machining data storage area 65 is corrected by the Z-axis calibration data. To complete the calibration operation.

本実施例は、ワーク支持装置3にワークWをセットした後にビデオカメラ55により投射された基準パターンを含むワークWの所定箇所を撮像し、撮像された撮像データに基づいて変換された三次元撮像データと基準三次元ワークデータを比較して産業ロボット5の加工原点とワークWの被加工原点の位置ずれを演算し、演算された較正データの内、X−Y軸方向のデータに基づいて二次元移動装置35を駆動制御してエンドミル51をワークWの被加工原点に一致させると共にZ軸方向のデータに基づいて三次元加工データを較正し、較正された三次元加工データに基づいて産業ロボット5を駆動制御してワークWに所定の加工を行う。   In the present embodiment, a predetermined portion of the workpiece W including the reference pattern projected by the video camera 55 after the workpiece W is set on the workpiece support device 3 is imaged, and the three-dimensional imaging converted based on the captured imaging data. The positional deviation between the processing origin of the industrial robot 5 and the processing origin of the workpiece W is calculated by comparing the data with the reference three-dimensional workpiece data, and two of the calculated calibration data are calculated based on the data in the XY directions. The three-dimensional machining data is calibrated based on the data in the Z-axis direction, and the industrial robot is calibrated based on the calibrated three-dimensional machining data. 5 is driven to perform predetermined machining on the workpiece W.

これによりワーク支持装置3にワークWが位置決めされた状態でセットされていない場合であっても、ワーク支持装置3に対するワークWの位置決め作業の手間と時間を簡略化してワークWの予め設定された位置に所望の加工を高品質に行うことができる。   Thereby, even when the workpiece W is not set in a state in which the workpiece W is positioned on the workpiece support device 3, the time and labor of positioning the workpiece W with respect to the workpiece support device 3 are simplified and the workpiece W is preset. The desired processing can be performed at a high quality on the position.

上記説明においては、演算された較正データの内のX−Y軸方向のデータに基づいて二事件移動装置35を駆動制御してエンドミル51をワークWの被加工原点に一致させて較正する構成としたが、X−Y−Z軸方向の較正データに基づいて三次元加工データを較正し、較正された三次元加工データに基づいて産業ロボット5を駆動制御することにより産業ロボット5の加工原点とワークWの被加工原点を一致させて加工する構成としてもよい。   In the above description, the configuration in which the two-incident moving device 35 is driven and controlled based on the data in the X-Y axis direction of the calculated calibration data to calibrate the end mill 51 to coincide with the workpiece origin of the workpiece W. However, the three-dimensional machining data is calibrated based on the calibration data in the X, Y, and Z-axis directions, and the industrial robot 5 is driven and controlled based on the calibrated three-dimensional machining data. It is good also as a structure which processes by making the to-be-processed origin of the workpiece | work W correspond.

1 較正機能付き加工装置としてのワーク穴開け装置
3 ワーク支持装置
5 産業ロボット
7 較正装置
7a フレーム
7b ガイドレール
9 本体フレーム
11 ワーク支持部材
13 保持部材
14 回転盤
15 基台
17 電動モータ
19 第1アーム
23 電動モータ
25 第2アーム
27 ハンド取付け部材
31 ハンド部
35 二次元移動装置
37 第1フレーム
39 第1走行体
41 第1移動部材
43 第2フレーム
45 第2走行体
47 第2移動部材
49 電動モータ
51 加工具としてのエンドミル
53 撮像手段としてのビデオカメラ
55 投射手段としてのプロジェクター
57 制御手段
59 CPU
61 プログラム記憶領域
63 作業データ記憶領域
65 加工データ記憶領域
67 基準ワークデータ記憶領域
69 撮像データ記憶領域
71 三次元撮像データ記憶領域
73 較正データ記憶領域
75 パターンデータ記憶領域
77 比較手段
79 ロボット制御手段
81 二次元移動制御手段
83 投射制御手段
85 撮像制御手段
87 検知器
89 インターフェース
W ワーク
Wa 基準部としての開口部
101〜145 ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Work drilling apparatus as a processing apparatus with a calibration function 3 Work support apparatus 5 Industrial robot 7 Calibration apparatus 7a Frame 7b Guide rail 9 Main body frame 11 Work support member 13 Holding member 14 Turntable 15 Base 17 Electric motor 19 1st arm 23 electric motor 25 second arm 27 hand attachment member 31 hand part 35 two-dimensional movement device 37 first frame 39 first traveling body 41 first moving member 43 second frame 45 second traveling body 47 second moving member 49 electric motor 51 End mill 53 as processing tool Video camera 55 as imaging means Projector 57 as projection means Control means 59 CPU
61 Program storage area 63 Work data storage area 65 Machining data storage area 67 Reference work data storage area 69 Imaging data storage area 71 Three-dimensional imaging data storage area 73 Calibration data storage area 75 Pattern data storage area 77 Comparison means 79 Robot control means 81 Two-dimensional movement control means 83 Projection control means 85 Imaging control means 87 Detector 89 Interface W Work Wa Openings 101 to 145 as reference parts Steps

Claims (2)

加工データ記憶領域に記憶されたX−Y−Z軸方向の三次元加工データに基づいて産業ロボットを駆動制御してワーク支持装置に支持されたワークに所望の加工を行うワーク加工装置において、
産業ロボットのハンド部に設けられ、相対するワーク表面に対してワーク加工具をX−Y軸の二次元方向へ移動する二次元移動手段と、
ワーク支持装置に支持されたワーク表面の被加工箇所に基準パターンを投射する投射手段と、
ワーク支持装置に支持されたワーク表面の被加工箇所及び該箇所に投射された基準パターンの撮像データを出力する撮像手段と、
ワーク支持装置にワークが正規状態で支持された際に撮像されたワーク表面の被加工箇所及び該箇所に投射された基準パターンの撮像データによる三次元基準ワークデータ、ワーク加工する際にワーク支持装置に支持されたワーク表面の被加工箇所及び該箇所に投射された基準パターンの撮像データから変換された三次元撮像データ、ワーク加工具の加工開始位置データワークの加工位置に関する三次元方向(ワーク表面の二次元方向及びワーク表面に対する法線方向)の三次元加工データ及び投射手段からワーク表面に照射される投射される基準パターンのパターンデータをそれぞれ記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶された三次元基準ワークデータ及び三次元撮像データと基準パターンデータを比較し、被加工箇所における被加工原点位置の三次元方向に対する位置ずれ量を判別する比較手段と、
三次元基準ワークデータと三次元撮像データが不一致の場合には、上記比較手段により判別されたワーク表面に対する二次元方向に対する被加工原点位置とワーク加工具の加工開始位置の位置ずれ量に基づいて駆動される二次元移動手段によりワーク加工具をワーク表面の二次元方向へ移動制御してワーク加工具の加工開始位置を被加工原点位置に一致させると共にワーク表面における被加工原点の法線方向に対する位置ずれ量に基づいて加工データにおける法線方向の加工データを修正する制御手段と、
を備えたワーク加工装置。
In a workpiece machining apparatus for performing desired machining on a workpiece supported by a workpiece support device by driving and controlling an industrial robot based on three-dimensional machining data in the XYZ directions stored in a machining data storage area,
A two-dimensional moving means that is provided in the hand portion of the industrial robot and moves the workpiece processing tool in the two-dimensional direction of the XY axis with respect to the opposite workpiece surface;
Projection means for projecting a reference pattern onto a workpiece location on the workpiece surface supported by the workpiece support device;
An imaging means for outputting imaged data of a workpiece to be processed on the workpiece surface supported by the workpiece support device and a reference pattern projected on the location ;
3D reference work data based on imaged data of a workpiece pattern on the workpiece surface imaged when the workpiece is supported in a normal state by the workpiece support device, and the workpiece support device when machining the workpiece 3D imaging data converted from imaging data of a workpiece pattern on the workpiece surface supported by the workpiece and a reference pattern projected on the workpiece, machining start position data of the workpiece machining tool, and a three-dimensional direction relating to the workpiece machining position (workpiece Storage means for storing three-dimensional machining data in a two-dimensional direction of the surface and a normal direction relative to the workpiece surface) and pattern data of a reference pattern projected from the projection means to the workpiece surface ;
Comparing means for comparing the reference pattern data with the three-dimensional reference work data and the three-dimensional imaging data stored in the storage means, and determining the amount of positional deviation with respect to the three-dimensional direction of the processing origin position at the processing position;
If the 3D reference workpiece data and the 3D imaging data do not match, based on the amount of misalignment between the workpiece origin position and the machining start position of the workpiece processing tool with respect to the workpiece surface as determined by the comparison means. By controlling the movement of the workpiece tool in the two-dimensional direction of the workpiece surface by the driven two-dimensional moving means, the machining start position of the workpiece tool is made coincident with the workpiece origin position, and the normal direction of the workpiece origin point on the workpiece surface is set. Control means for correcting the processing data in the normal direction in the processing data based on the amount of displacement;
Workpiece processing equipment equipped with
請求項1において、上記二次元移動手段は、X軸方向またはY軸方向へ延出して産業ロボットのアーム先端に設けられる第1フレームに対して往復移動可能に支持される第1走行体と、該第1走行体を第1フレームの延出方向へ往復移動する第1移動部材と、上記第1フレームと直交する方向へ延出して第1走行体に取り付けられる第2フレームに対して往復移動可能に支持され、ワーク加工具が設けられる第2走行体と、該第2走行体を第2フレームの延出方向へ往復移動する第2移動部材とからなるワーク加工装置。 The first traveling body according to claim 1, wherein the two-dimensional moving means includes a first traveling body that extends in the X-axis direction or the Y-axis direction and is supported so as to reciprocate with respect to a first frame provided at an arm tip of the industrial robot. A first moving member that reciprocates the first traveling body in the extending direction of the first frame, and a reciprocating movement relative to a second frame that extends in a direction orthogonal to the first frame and is attached to the first traveling body. A workpiece processing apparatus comprising: a second traveling body that is supported and provided with a workpiece processing tool; and a second moving member that reciprocates the second traveling body in the extending direction of the second frame.
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