JPH02237785A - 柔軟シートの位置決め装置とこれを用いた柔軟シートの加工方法及び位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は布地、祇、プラスチックシートなどの柔軟シー
トにミシン掛けなどの加工を施す際に用いられる柔軟シ
ートの位置決め装置と、この位置決め装置を用いた柔軟
シー１・の位置決め方法に関するものである。

従来の技術 布、紙、プラスチンクシ−１などの柔軟シートは、たる
みや材質自体の伸び縮みによってそのシート形状が保た
れない。このよ・うな柔軟シートにミシン掛けなどの加
工を施す際に産業用口ボノ１・を用いて柔軟シーＩ・の
移動、位置決めを行う場合、柔軟シートの把持点を正確
に認識することが必要である。

これに対して従来は、作業台の上方に設置したカメラで
柔軟シー１・の把持点を認識し、この認識に基いてマニ
ピエレー夕のハンドで柔軟シートを把持している。

発明が解決しようとする課題 しかし上記従来例にあっても、柔軟シー［・の形状が保
たれないことに起因して把持点が正確でないという問題
を解消するには不十分である。

複数基のマニピュレータで柔軟シーｌ・の位置決めを行
う際、これらマニビュ１／一夕の位置座標系をぴったり
一敗させることが困難であり、実用に供するには不十分
であるという問題もある。

柔軟シートを加工する際の具体的な問題点を、布地にミ
シン掛けを行う場合について指摘する。

■　ミシンの送り機構によって布地を送りつつ縫製する
際、布地の縫い線方向後縁部をマニピュレータで把持し
て前記送りに追従させる必要があるが、後縁部まで縫製
を行う場合、マニピュレータのハンドが前記後縁部を把
持したままではこのハンドがミシン針周辺に衝突する。

従って途中で一旦ミシン掛けを停止し、ハンドを解放し
なければならないため、縫製時間が長くなる。

■　布地の形状を保つ上で布地の縫い線方向前縁部を把
持して縫い線方向に移動させる際、布地の寸法差などに
よる縫い量の異なりなどＣこ起因して縫製終了時の布地
の前縁部の状態が正確に分からない。

このため、その後の工程において布地を操作ずる際、前
記前縁部の把持位置を正確に決められない。

■　布地をミシン針を中心に回転して所定位置に位置決
めする場合、布地には伸び縮みによるたるみが生じ易く
、又作業台との摩擦もある。

方、複数のマニピュレー夕の動作位置座標を正確に併せ
ることは困難である。このため、後の操作において把持
点が正確でなくなる。

本発明は上記問題点Ｃこ鑑みてなされたもので、本発明
の第１の目的は、把持点が正確でなくその形状がたもた
れない柔軟シートを、各マユビュレータの座標系が一敗
ｊ７ない場合でも所定位置に位置決めすることができる
柔軟シートの位置決め装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、柔軟シートの後縁部まで加工を
施す場合、前記後縁部を把持するマニピエレー夕を解放
する際に加工装置を中断することなく前記加工を行うこ
とができる柔軟シートの加工方法を提供することにある
。

本発明は第３の目的は、柔軟シー１・に若干の寸法誤差
がある場合でも加工後に柔軟シー１・を移動操作ずるた
めのマニピュレー夕の位置決めが可能な柔軟シートの加
工方法を提供することにある。

本発明の第４の目的は、柔軟シー１・を回転させる場合
、所定回転位置にたるみなく位置決めすることができる
柔軟シートの位置決め方法を提供することにある。

課題を解決するための手段 請求項１記載の発明は第１の目的を達成するため、柔軟
シートの縁部を把持するハンドの基部にカセンザが組込
まれた複数基のマニビコ、レータと、柔軟シートの緑部
を検知する検知手段が配置された作業台と、マニビコ．
レークの動作を前記センサの検知信号に応じて制御する
制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、第１の目的を達成するため、上
記構成の検知手段を、柔軟シートの加工方向側緑部を検
知ずる側緑部センサと、柔軟シートの加工方向前縁部を
検知する前縁部センサと、柔軟シートの加工方向後縁部
を検出する後縁部センサとから構成したことを特徴とす
る。

請求項３記載の発明は第２の目的を達成するため、請求
項２記載の柔軟シートの位置決め装置を用い、加工装置
の送り機構によって加工方向に送られる柔軟シートの後
縁部を把持し、柔軟シー１・に所定の張力を与えつつ前
記送りに追従させ、前記後縁部が所定位置に達したとき
に、前記把持を解放すると共に前記追従を停止すること
を特徴とする。

請求項４記載の発明は第３の目的を達成するため、請求
項２記載の柔軟シー１・の位置決め装置を用い、柔軟シ
ートの前縁部を把持し、加工装置の送り機構と同期して
前記前端部を加工方向に移動させ、柔軟シートの後縁部
が所定位置に達したときに、前記移動を加工装置の送り
機構と共に停止することを特徴とする。

請求項５記載の発明は第４の目的を達成するため、請求
項２記載の柔軟シートの位置決め装置を用い、柔軟シー
トの縁部を複数箇所で把持して加工点を中心に回転させ
、柔軟シートの側縁部が所定位置に達したときに前記回
転を停止し、次に前記把持部を前記加工点を中心に放射
状に所定力で引張ることを特徴とする。

作　　　用 請求項１記載の発明Ｑこよれば、把持されるべき縁部が
所定位置に達したかどうかを検知しながら柔軟シー１・
の位置決めを行うので、各マニピュレータの位置座標系
が一致しない場合でも所定の位夏決めを行うことができ
る。又ハンド基部のカセンサにより、柔軟シーｌ・に応
じた張力を与えたるみを容易に解消することができる。

尚、柔軟シートの加工方向側縁部と、加工方向前縁部と
を検知ずるようにセンサを配置すると、加工すべき柔軟
シーＩ・を所定の加工位置に位置決めする際に好適であ
り、更に柔軟シートの加工方向後縁部を検知するセンサ
を配設すると、柔軟シートの加工終了位置を検出する上
で好適である。

請求項３記載の発明によれば、加工が柔軟シートの加工
方向後縁部に達する前の所定位置でマニピュレータの力
制御追従動作を停止させることができるので、加工作業
を中断せずＣこ柔軟シー１−の加工方向後縁部まで加工
を行うことができる。

請求項４記載の発明によれば、柔軟シートの加工方向後
縁部が所定位置に達した状態でこの柔軟シートを停止す
ることができるので、そのときの加工方向前縁部の把持
点を基に、その後の柔軟シートを操作する際のマニピュ
レータの位置決めが可能となる。

請求項５記載の発明によれば、柔軟シートの側縁部を所
定回転位置に位置決めすることができ、且つたるみなく
柔軟シートを整えることができる．実施例 第１図ないし第１５図は、本発明を布地にミシン掛けす
る際の布地の位置決め装置に適用した一実施例を示して
いる。

本実施例では、第１図に示すように、２基の七自由度多
関節マニビュレータ１を用いている。布地２の縁部を把
持するハンド３の基部には三方向にかかる力とモーメン
トとを検出する六軸カセンサ４が夫々内蔵されている。

マニビュレーク１の各関節は夫々のモータ５で駆動され
、モータ５に付設されたレゾルバ（回示せず）で回転角
度が検出される。布地２にミシン掛けする工業用ミシン
６の作業台７には、前記布地２の縁部の有無を検知する
四つの反射型光学式センサＡ−Ｄが移動調整可能に配置
されている。センサＡはミシン針８の縫い線方向側方に
位置し、布地２の縫い線方向側縁部の有無を検知する。

センサＢはミシン針８の縫い線方向前方に位置し、布地
２の縫い線方向前縁部の有無を検知する。センサＣはミ
シン針８の縫い線方向後方に位置し、布地２の縫い線方
向後縁部の有無を検知する。センサＤはミシン針８の縫
い線方向側方に位置し、布地２の縫い線方向後縁部の有
無を検知する。

次に、前記マニピュレータ１の動作を制御する制御装置
９について説明する。両マユピュレータ１の各関節のモ
ータ５を夫々駆動する第１、第２のサーボ制御部１０が
設けられ、これらサーボ制御部１０には第１、第２演算
部１１から指令信号が入力される。各マニビュレータ１
のカモンサ４からの検出信号は第１、第２の力制御部１
２に入力される。そして、これら演算部１１及び力制御
部１２はマルチバス１３を介して相互に且つ中央制御部
１４からの制御指令に基いて動作し、この中央制御部１
４にはコンソール端末１５がらオペレータにて入力が行
われる。

中央制御部１４は、ＣＰＵとメモリとＩ／Ｏとを備え、
オペレータによるコンソール端末１　５　カらの入力に
従ってプログラムを実行する。センサＡ−Ｄからの検知
信号は、Ｉ／Ｏボード１６及びマルチバス１３を介して
この中央制御部１４に入力される。又中央制御部１４は
前記Ｉ／Ｏボード１６を介してミシン制御部１７にミシ
ンスタート信号を出力する。

演算部１１は、ＣＰＵとメモリとＩ／Ｏと２ボ−ｌ−Ｒ
ＡＭとを備え、中央制御部１４又は力制御部１２からの
指令に従って各マニビュレータ１の動作に必要な演算を
行う。すなわち、各マニビュレータ１のモータ５の現在
位置からハンド３の位置、姿勢を算出したり、逆にハン
ド３の位置、姿勢からモータ５の動作位置を算出し、サ
ーボ制御部１０へ各モータ５の動作指令や現在位置検出
の指令を送り、中央制御部１４又は力制御部１２に応答
を返す。中央制御部１４及び力制御部１２との通信は２
ポートＲＡＭを介して、サーボ制御部１０との通信はＩ
／Ｏを介して行う。

力制御部１２は、ＣＰＵとメモリとＩ／Ｏと２ボートＲ
ＡＭを備えており、中央制御部ｌ４からの指令に従って
、Ｉ／Ｏを介してカセンサ４からの検出信号の入力を行
い、入力値を座標変換して所定方向の力成分を算出し、
これを用いてハンド３の目標位置を補正しながら演算部
１ｌに動作指令を送り続け、指定された目標力の達した
ときに中央制御部１４に知らせる。中央制御部１４との
通信はこの力制御部１２の２ポートＲＡＭの読み書きに
より行い、演算部１１との通信は演算部ｌ１の２ポート
ＲＡＭの読み書きによって行う。

サーボ制御部１０は、ＣＰＵとＰＷＭ（パルス幅変調）
回路と現在位置検出回路とを備えており、演算部ｌ１か
らの指令に従ってマニビュレータ１のモータ５の現在位
置検出と、目標位置への動作制御とを行う。

力制御部１２の中央制御部１４がらの力制御指令に対す
る処理を、第９図のフローチャートを参照しながら説明
する。

ステップ＃１で中央制御部１４からマニビュレータ１の
各モータ５の現在位置から算出されるハンド３の現在位
置と力の目標値とを受けると、ステップ＃２でカセンサ
４からの入力を行い、ステップ＃３でその入力値を座標
変換して所定方向の力成分を算出する。ステソプ＃４で
目標力と検出力の指定方向成分とによりハンド３の目標
位置を算出し、ステップ＃５で演算部１１に動作指令を
行う。ステップ＃６で目標力に到達したか否かを判断し
、到達していればステップ＃７で応答が既になされたか
否かを判断する。応答していればステップ＃８で応答を
行い、ステップ＃９に移行する。ステップ＃９で中央制
御部１４からの停止指令の有無を判断する。停止Ｉ旨令
が有れば終了し、無ければステップ＃２に戻る。

次に、演算部１ｌの中央制御部１４からの補間動作指令
に対する処理を、第１０図のフローチャートを参照しな
がら説明する。

ステップ＃１１でマニビュレータ１の各モータ５から算
出されるハンド３の現在位置の現在位置を求め、ステッ
プ＃１２で目標位置までの距離を算出すると共に補間分
割数Ｎを算出する。先ずステソプ＃１３で補間分割数Ｎ
の初期化を行い、ステップ＃１４で第ｉ番目の補間動作
目標位置を算出する。ステップ＃１５で中央制御部１４
からの停止指令の有無を判断し、無ければステップ＃１
６に移行してサーボ制御部１０に動作指令を送り、ステ
ップ＃１７で前記算出を順次行う。有ればステップ＃１
８に移行して中央制御部１４に応答する。ステップ＃１
９では算出数が前記補間分割数Ｎ以下か否か判断し、以
下であればステップ＃１４に戻る。否であればステップ
＃２０に移行し、中央制御部１４に終了したことを応答
する。

以上の構成において、第１１図ないし第１５図のフロー
チャートに示す中央制御部１４の動作を、第２図ないし
第８図に示ずマニビＪ、レータ１の動作を参照しながら
説明する。

ミシン６の載置台７の所定位置に移載された布地２０両
側縁部を両マニビＪ、レータ１のノ１ンド３で夫々把持
させ、第１１図のフローチャートに示すステップ＃２１
で布地２をセンサＡの方向に移動（第２図）するよう演
算部１１に現在位置からの補間計算を指令し、マニピュ
レータ１の動作をスタートさせる。ステップ＃２２でセ
ンサＡからの入力を行う。ステップ＃２３で検知信号が
入力されると、ステップ＃２４に移行してマニピュＩ／
一夕１の動作を停止させる。これにより、布地２の縫い
線方向側縁部を第３図仮想線の位置に位置決めすること
ができる。

布地２を、第３図に示ず位置からセンサＢの方向に移動
するよう、第１２図のフローチャ−１・に示すステップ
＃３ｌで演算部１１に現在位置からの補間計算を指令し
、マニビュレータ１の動作をスター１・させる。ステッ
プ＃３２でセンサＢからの人力を行う。ステップ＃３３
で検知信号が入力されると、ステップ＃３４に移行して
マニビュレータ１の動作を停止させる。これにより、縫
い線方向の縫い線方向前縁部を第４図仮想線の位置に位
置決めすることができる。

このようにして布地２を、第４図に示す所定位置にセン
トすることができる。

次に、第１３図に示すフローチャートのステ・ノブ＃４
１で、ミシンスター１・信号を出力すると共に、布地２
の縫い線方向前縁部を把持するマニピュレータ１の力制
御部１２には力制御動作スタート指令を、布地２の縫い
線方向後縁部を把持するマニビュレータ１の演算部１１
には補間動作スター１・指令を夫々出力する。力制御動
作を行うマニビュレータ１は、ミシン６の送り機構によ
って縫い線方向に送られる布地２の動作に追従する。こ
れにより布地２は、第５図に破線で示すように、、一方
の側縁部が縫製される。ステップ＃４２でセンサＣから
の入力を行う。ステップ＃４３で検知信号が入力される
と、ステップ＃４４に移行して布地２の後縁部を把持し
ていたマニピュレータ１のハンド３を解放する。これに
応じて布地２から引張られる力がなくなるので、このマ
ユビュレータ１は、第５図仮想線の位置で停止する。こ
れにより、前記ハンド３がミシン針Ｂの周辺部に衝突す
るのを回避することができる。このとき、ハンド３の開
出力からハンド３の間動作までには一定時間を要するめ
で、力制御部１２には未だ停止指令を出さない。ステッ
プ＃４５でセンサＤからの入力を行う。ステップ＃４６
で検知信号が入力されると、ステップ＃４７に移行して
ミシン６の駆動を停止すると共に、布地２の前端部を把
持するマニビュレータ１の演算部１１に動作停止を指令
する。布地２は、第６図仮想線の位置で停止する。

これにより、布地２の縫い線方向後縁部まで中断するこ
となくミシン掛けすることができる。ステップ＃４８で
は、前記演算部１１に現在位置を要求する。

次に第１４図に示すフローチャートのステップ＃５１で
、演算部１１に布地２をミシン針８の位置を中心として
９０”回転（第７図）するようにｆｌｉ令する。ステッ
プ＃５２でセンサＡからの入力を行う。ステップ＃５３
で検知信号が入力すると、ステンプ＃５４に移行してマ
ニビュｌ／一夕１の動作を停止させる。これにより、布
地２の新たな縫い線方向側縁部を、所定位置に位置決め
することができる。

そして第１５図に示すフローチャートのステンブ＃６１
で一方の力制御部１２にミシン針８と反対の方向に一定
目標値の力制御を指令すると共に、ステップ＃６２で他
方の力制御部１２にミシン針８と反対の方向に一定目標
値の力制御を指令する。

これにより布地２は、第８図に示すように、ミシン針８
を中心に放射状に一定張力で引張られ、たるみが解消さ
れる。

以上のようにして、布地２の正確な位置決めを行うこと
ができ、正確な把持点で把持して所定の縫製を行うこと
ができる。

本発明は上記実施例に示す外、種々の態様に構成するこ
とができる。

例えば上記実施例では二基のマニビュレータを用いてい
るが、三基以上のマニピュレータを用いることができる
。又柔軟シートの縁部を検知するセンサの数は必要乙こ
応して増滅することができ、配置も上記実施例に示すも
のに限定されない。尚、上記実施例では布地に縫製を施
す場合について説明したが、紙、プラスチンクシートな
どの柔軟シートに接着、塗布などの加工を施す場合に適
用することもできる。

発明の効果 本発明の柔軟シートの位置決め装置によれば、把持点が
正確でなく、形状が保たれない柔軟シー１・を、所定位
置に位置決めすることができる。

本発明の柔軟シートの加工方法によれば、中断ずること
なく柔軟シートの後縁部まで加工することができる。

更に本発明の柔軟シートの位置決め方法によれば、柔軟
シートに若干の寸法誤差がある場合でも加工後のマニピ
ュレータの位置決めが容易であり、又柔軟シートを所定
回転位置にたるみなく位置決めすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における布地の位置決め装置
の全体構成を示すブロック図、第２図ないし第９図はマ
ニピュレー夕の動作を示し、第２図は布地をセンサＡの
方向に移動させて位置決めする動作を示す斜視図、第３
図は布地をセンサＢの方向に移動させて位置決めする動
作を示す斜視図、第４図は布地２を基準位置に位置決め
した状態を示す斜視図、第５図ないし第８図は縫製が施
される際のマニビエレー夕の動作を示し、第５図は布地
の縫い線方向後縁部を把持するマニピュレータの動作を
示す平面図、第６図は布地の一方の側縁部に対する縫製
が終了した状態を示す平面図、第７図は布地をミシン針
を中心として９０゜回転させるマニピュレータの動作を
示す平面図、第８図は布地の把持点をミシン針の反対方
向Ｃこ引張るマユビュレー夕の動作を示す平面図、第９
図は制御装置において力制御部の中央制御部からの力制
御指令に対する処理手順を示すフローチャート、第１０
図は演算部の中央制御部からの補間動作指令に対する処
理手順を示すフローチャート、第１１図ないし第１５図
は中央制御部の動作を示し、第１１図は布地の縫い線方
向側縁部をセンサＡの位置に移動する際のフローチャー
ト、第１２図は布地の縫い線方向前縁部をセンザＢの位
置に移動する際のフローチャート、第１３図は布地の縫
い線方向側縁部を縫製する際のフローチャート、第１４
図は布地をミシン針を中心に９０゜回転させる際のフロ
ーチャート、第１５図は９０゜回転させた布地のたるみ
を解消する際のフローチャートである， １・・・マニビュレータ、２・・・布地、３・・・ハン
ド、４・・・カセンサ、６・・・ミシン、７・・・作業
台、８・・・ミシン針、９・・・制御装置、Ａ・・・セ
ンサＡＳＢ・・・センサＢ，Ｃ・・・センサＣ．．Ｄ・
・・センザＤｅ代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか
１名第　１　図 第 医 第 図 第 図 弔 図 第 図 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）柔軟シートの縁部を把持するハンドの基部に力セ
   ンサが組込まれた複数基のマニピュレータと、柔軟シー
   トの縁部を検知する検知手段が配置された作業台と、マ
   ニピュレータの動作を前記センサの検知信号に応じて制
   御する制御手段とを備えたことを特徴とする柔軟シート
   の位置決め装置。
2. （２）検知手段は、柔軟シートの加工方向側縁部を検知
   する側縁部センサと、柔軟シートの加工方向前縁部を検
   知する前縁部センサと、柔軟シートの加工方向後縁部を
   検出する後縁部センサとを備えたものである請求項１記
   載の柔軟シートの位置決め装置。
3. （３）請求項２記載の柔軟シートの位置決め装置を用い
   、加工装置の送り機構によって加工方向に送られる柔軟
   シートの後縁部を把持して前記送りに追従させ、前記後
   縁部が所定位置に達したときに、前記把持を解放し、且
   つ前記追従を停止することを特徴とする柔軟シートの加
   工方法。
4. （４）請求項２記載の柔軟シートの位置決め装置を用い
   、柔軟シートの前縁部を把持し、加工装置の送り機構と
   同期して前記前端部を加工方向に移動させ、柔軟シート
   の後縁部が所定位置に達したときに、前記移動を加工装
   置の送り機構と共に停止することを特徴とする柔軟シー
   トの位置決め方法。
5. （５）請求項２記載の柔軟シートの位置決め装置を用い
   、柔軟シートの縁部を複数箇所で把持して加工点を中心
   に回転させ、柔軟シートの側縁部が所定位置に達したと
   きに前記回転を停止し、次に前記把持部を前記加工点を
   中心に放射状に所定力で引張ることを特徴とする柔軟シ
   ートの位置決め方法。