JPH04250910A - ドリルの定押し圧装置及び加工制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はロボットによるＦＲＰ
樹脂，アルミ板，鉄板，木材等のドリル加工におけるド
リルの定押し圧装置及び加工制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、工場内においては種々のロボット
による加工作業が行われるようになって来た。これらの
中でロボットがドリル用工具を把持してＦＲＰ樹脂，ア
ルミ板等の被加工物をドリル加工するものがある。被加
工物のドリル加工に際して、従来はドリルが過負荷にな
らないように、または加工反力が大きくならないように
加工速度を設定する手段を採用していた。この設定には
通常ティーチングプレイバック方式が用いられているが
、この方式は低速設定用である。

【０００３】このため、ドリルの切削抵抗が増加して来
た場合（寿命等のため）は定期的にドリル交換を行うか
、工具の電流を監視して過負荷検出を行うか、あるいは
加工反力を監視して反力がある値以上になった場合に急
停止または非常停止で止まる手段が採用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ロボットにより被加工
物をドリル加工する場合、被加工物の寸法誤差や加工反
力によるロボットのたわみ、被加工物のたわみが発生す
るため、図５に示すように電気ドリルやエアドリル等の
工具１を用いてドリル２で被加工物３を加工する際、加
工前のａ点からは加工速度で移動し、ｃ点までその加工
速度で送る手段をとっている。しかし、加工反力が大き
いため、遅い加工速度で加工せねばならなかった。この
ため、以下のような問題点があった。

【０００５】（１）加工しない部分（図５のＡ部分，Ｃ
部分間）も加工速度で移動するため、作業能率が極めて
低かった。例えばＡ＝５ｍｍ，Ｂ＝１０ｍｍ，Ｃ＝５ｍ
ｍで加工速度が５ｍｍ／ｓｅｃとすると、１穴加工する
のに４秒かかる。仮に穴２０個を加工すると、８０秒か
かる。実際に加工している時間は２秒×２０で４０秒で
あるから、作業時間が２倍になってしまう。

【０００６】（２）加工作業中にドリルの切味が多少悪
化しても過負荷にならないように余裕をもった加工速度
に設定しても、工具刃具（新品時）の能力を十分発揮出
来ないおそれがある。

【０００７】（３）ドリルの切味が低下し、過負荷動作
になった場合、ロボットのシステムが停止してしまう。 このため、作業途中でシステムが停止したときには、ロ
ボットを逃がすなどの復帰操作が必要となるなどの煩わ
しがある。

【０００８】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、設定押し付け力以上の力が工具，刃具，ロボット
，被加工物に加わらないようにして、刃の折損防止，工
具の耐久性の向上，ロボットへの過負荷防止，被加工物
の保護を図ることを特徴とするロボットによる工具の定
押し圧装置を提供することを目的とする。

【０００９】また、この発明は加工速度が任意に設定で
きるため加工能率の向上を図ることができるロボットに
よる加工制御方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、ロボットコントローラにより制御され
るロボット本体と、このロボット本体のハンド部に取り
付けられ、被加工物の加工用刃具が設けられた工具本体
とを備えたロボット制御システムにおいて、工具本体に
は定押し圧機構を設けるとともに、加工反力が定押し圧
機構の押し付け力より大きくなったときに逃げる機構を
設け、この逃げ機構が動作したとき、被加工物の加工が
完了した信号を送出する加工完了信号送出部が設けられ
たことを特徴とするものである。

【００１１】また、この発明は被加工物の加工時間に第
１，第２設定時間を作成し、第１設定時間以内に加工信
号が生じたときには正常と判断し、第１と第２設定時間
以内なら加工用刃具の交換要求と判断し、第２設定時間
以内なら、被加工物が未加工であると判断して加工用刃
具の交換要求を送出するようにしたものである。

【００１２】

【作用】被加工物を加工用刃具で加工しているとき、加
工反力が定押し圧機構に働くと、逃げ機構が動作する。 この逃げ機構が動作すると被加工物の加工が完了信号を
送出する。また、被加工物の加工時間に第１，第２設定
時間を設け、第１設定時間以内、第１，第２設定時間の
間及び第２設定時間以上に信号が生じたときを判断して
加工正常や刃具交換及び未加工であることを判断する。

【００１３】

【実施例】以下この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１において、１１はロボット本体で、このロ
ボット本体１１はロボットコントローラ１２により制御
される。ロボット本体１１のハンド部１３には詳細を図
２，図３に示す工具１４が設けられる。工具１４には加
工用刃具（ドリル）１５や刃具１５により被加工物１６
の加工が完了したとき、その加工完了信号が送出される
例えばリミットスイッチ等から加工完了信号送出部１７
を設ける。加工完了信号送出部１６の信号はプログラマ
ブルコントローラ（ＰＣ）１８に入力される。ＰＣ１８
の出力信号はロボットコントローラ１２に供給される。

【００１４】次に、工具１４を図２，図３により述べる
。２１は工具本体で、この工具本体２１は固定具２２に
よりスライド部材２３に取り付けられる。スライド部材
２３は支持部材２４に設けられたレール２５に沿って上
下に移動自在となるように構成され、後述のエアシリン
ダによる押し付け力より大きくなったときの逃げ機構に
なっている。スライド部材２３には連結軸２６が取り付
けられる。連結軸２６は定押し圧機構を構成するエアシ
リンダ２７の内にまで延びて、エアシリンダ２７に給排
気されるエアにより駆動される。エアシリンダ２７には
リミットスイッチからなる押し込みすぎ検出器２８とド
リル前進確認用検出器２９が設けられている。上記押し
込みすぎ検出器２８は逃げ機構が動作したとき、被加工
物への加工が完了した信号を送出する。

【００１５】上記のように構成された実施例の動作を述
べるに加工制御はロボット本体１１が加工終了点（図５
のｃ点）に移動した時、ドリル１５が被加工物１６を貫
通したかを押し込みすぎ検出器２８の検出信号で確認す
る。検出信号がＯＮならば穴あけが完了しているので、
次の穴あけに備えて移動する。もし、信号がＯＦＦなら
ばドリル１５が逃げて貫通していないので、ドリル１５
が被加工物１６を貫通するまで（信号がＯＮするまで）
ロボット本体１１は待機状態になる。

【００１６】ここで、ドリル１５が図５のｃ点移動完了
後、貫通信号がＯＮするまでの時間が第１設定時間以内
なら正常と判断して次の加工に移る。また、貫通信号が
第１と第２設定時間との間ならドリル１５の切れ味が低
下したとみなし、ドリル１５の交換要求信号を出力し、
オペレータにその旨を知らせるとともにロボット本体１
１は次の穴あけ加工に移る。その加工時間が第２設定時
間以上となり、かつドリル１５が貫通しない場合はその
穴あけ加工を中断して未加工信号とドリル刃交換要求信
号を出力する。そしてその旨をオペレータに知らせ、か
つドリル１５は次の加工に移り、被加工物１６の作業完
了後、ロボットコントローラからロボット本体１１に停
止指令を与える。その後、ドリル１５を交換して再度被
加工物１６の加工を行う。

【００１７】図４は上記動作をフローチャートにしたも
ので、図４において、ステップＳ１は工具本体２１を起
動する工程である。次にドリル１５が図５のａ点に移動
した工程がステップＳ２である。ステップＳ３はショッ
ク検出ＯＮの工程で、ステップＳ４はドリル１５で被加
工物１６が加工される工程である。ドリル１５での加工
においてドリル１５が被加工物１６を貫通したどうかの
チェックをステップＳ５で判断する。ステップＳ５で貫
通であれば、そのままステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８と工程
が進んで終了する。

【００１８】前記ステップＳ５で未貫通と判断されたな
ら、ステップＳ９の工程で第１設定時間のタイムオーバ
チェックを行う。このステップＳ９で時間内ならステッ
プＳ５に戻り、タイムオーバならステップＳ１０に行く
。 ステップＳ１０で第２設定時間のタイムオーバチェック
を行い、時間内ならドリル交換等のコメント表示を行っ
てステップＳ５に戻る。ステップＳ１０でタイムオーバ
なら被加工物１６の未加工やドリル交換等のコメント表
示を行った後、ステップＳ６へ進む。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
刃具の切れ味が劣化して加工反力が増大すると、定押し
圧装置がこれを判断し、設定押し付け力以上の力を工具
，刃具，ロボット本体，被加工物に加えないため、刃の
折損を防止できるとともに工具の耐久性を向上すること
ができ、かつロボットへの過負荷を防止でき、しかも被
加工物の保護もできる等の効果がある。

【００２０】また、この発明の方法では加工送り速度を
刃具の能力を十分発揮できる加工速度に設定できる加工
速度に設定できるため、加工能率が上昇する。さらに、
この発明の方法によれば、未然に刃具の切れ味低下を検
出することができ、刃具の交換時期をオペレータに知ら
せることができる利点があると共に、刃具の交換を怠っ
た場合、切れ味が低下し、穴あけができなくなっても、
穴あけができないことを自動的に認識するとともに、未
加工である表示でオペレータに知らせてくれる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の一実施例を示す概略的な構成説
明図。

【図２】　　この発明の要部の側面図。

【図３】　　この発明の要部の正面図。

【図４】　　ドリル加工制御方法を示すフローチャート
。

【図５】　　被加工物をドリルで穴あけ加工するときの
説明図。

【符号の説明】

１１…ロボット本体、１４…工具、１５…ドリル、１６
…被加工物、２１…工具本体、２３…スライド部材、２
４…支持部材、２７…エアシリンダ、２８…押し込みす
ぎ検出器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ロボットコントローラにより制御され
   るロボット本体と、このロボット本体のハンド部に取り
   付けられ、被加工物の加工用刃具が設けられた工具本体
   とを備えたロボット制御システムにおいて、工具本体に
   は定押し圧機構を設けるとともに、加工反力が定押し圧
   機構の押し付け力より大きくなったときに逃げる機構を
   設け、この逃げ機構が動作したとき、被加工物の加工が
   完了した信号を送出する加工完了信号送出部が設けられ
   たことを特徴とするドリルの定押し圧装置。
2. 【請求項２】　　ロボットコントローラにより制御され
   るロボット本体と、このロボット本体のハンド部に取り
   付けられ、被加工物の加工用刃具が設けられた工具本体
   とを備えたロボット制御システムにおいて、被加工物の
   加工時間に第１，第２設定時間を作成し、第１設定時間
   以内に加工信号が生じたときには正常と判断し、第１と
   第２設定時間以内なら加工用刃具の交換要求と判断し、
   第２設定時間以上なら、被加工物が未加工であると判断
   して加工用刃具の交換要求を送出するようにしたことを
   特徴とするドリルの加工制御方法。