JPH0596450A - 自動加工システム - Google Patents

自動加工システム

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JPH0596450A
JPH0596450A JP27897091A JP27897091A JPH0596450A JP H0596450 A JPH0596450 A JP H0596450A JP 27897091 A JP27897091 A JP 27897091A JP 27897091 A JP27897091 A JP 27897091A JP H0596450 A JPH0596450 A JP H0596450A
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JP
Japan
Prior art keywords
machining
workpiece
lathe
camera
transfer robot
Prior art date
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Pending
Application number
JP27897091A
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English (en)
Inventor
Tokuji Hatasa
篤司 畑佐
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Yamazaki Mazak Corp
Original Assignee
Yamazaki Mazak Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複合加工旋盤と旋盤に対する素材の搬送ロボ
ットを備えたシステムにあって、テレビカメラを用いて
素材の種類の判別の自動化を図る。 【構成】 旋盤セル1は複合加工旋盤10と、素材ワー
クのストック装置20と、ワークの搬送装置30を備え
る。ガイドビーム40上を走行する搬送ロボット50
は、アーム60の先端にストック装置のパレット210
上に載置されている素材ワーク300を把持するハンド
70を有する。アーム60の先端に装備されたカメラ6
5は素材ワーク300の撮像を受信し、そのデータを処
理して素材を判別する。判別した結果に基いてNC加工
プログラムが自動的に選択され、素材ワークの搬入と自
動加工が実行される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加工工作機械として、
複合加工旋盤と、複合加工旋盤に対して加工物(ワー
ク)を自動的に搬送する装置を備えた自動加工システム
に関する。
【0002】
【従来の技術】複合加工旋盤と、複合加工旋盤に対して
素材の供給や、加工が完了したワークを搬出する搬送ロ
ボットを備えて、多種類のワークを無人化により自動的
に生産する旋盤セルが提案されている。この種のシステ
ムにあっては、素材ワークは例えばパレット上に予め準
備しておき、パレット上のワークの種類と位置は、搬送
ロボットを制御するシステムコントローラに記憶され
る。各素材ワークに対するNC加工プログラムは、複合
加工旋盤に登録してある。複合加工旋盤はシステムコン
トローラから送られてくる素材ワークの情報に基づいて
NC加工プログラムを選択し、加工を実行する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の旋盤セルでは、
パレット上の素材ワークの種類、位置、加工スケジュー
ル等はオペレータが手動操作によってシステムコントロ
ーラに入力する必要があった。旋盤セルを構成する搬送
ロボットが、ワークの位置、種類等を識別することがで
きれば、このデータに基づいて複合加工旋盤がNC加工
プログラムを選択して自動加工を継続することができ
る。ロボットのハンドがワークを把持したときにワーク
の直径を機械的に計測することは可能である。しかし、
ワークの高さを含めた三次元のデータを得ることによ
り、はじめて正確にワークを判別することができる。例
えば特開平3−66587号公報は、CCD(電荷結合
素子)を有するテレビカメラとロボットと組合せて、カ
メラにより撮影された画像を電算機により解析し、その
結果に基づいてロボットを操作してワークを取扱う装置
を開示している。本発明は、旋盤セルの搬送ロボットに
カメラを装備して素材ワークを自動的に識別して、加工
プログラムを自動的に準備することのできるシステムを
提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の自動加工システ
ムにあっては、搬送装置は複合加工旋盤とストック装置
との間に配設されるガイドビームと、ガイドビーム上を
走行する搬送ロボットとを有し、搬送ロボットは昇降自
在のアームの先端にとりつけた加工物の把持用のハンド
と、加工物の識別用のカメラを備えている。
【0005】
【作用】カメラが受像したデータに基づいて加工物が判
別されて、複合加工旋盤が加工すべき素材が判別され
る。この判別結果に基づいてNCプログラムが選択さ
れ、自動加工が実行される。
【0006】
【実施例】図1は本発明を実施する旋盤セルの概要を示
す説明図である。全体を符号1で示す旋盤セルは、複合
加工旋盤10と、複合加工旋盤10の側部に配設される
ストック装置20を備える。複合加工旋盤10は、例え
ば対向する2基の主軸と、それぞれの主軸と共同するタ
レット刃物台を有するCNC旋盤であって、2基の主軸
の間でワークを受け渡すことにより、複雑な形状のワー
クを段取り替えなしで加工する能力を備える。ストック
装置20は、ベッド200上にベッド200の長手方向
に移動制御されるパレット210を備え、パレット21
0に素材ワーク300が載置される。複合加工旋盤10
とストック装置20の上部にはガイドビーム40が配設
され、ガイドビーム40上に搬送ロボット50が走行自
在に装架される。搬送ロボット50は、ガントリータイ
プのもので、垂直方向に昇降するアーム60を有し、ア
ーム60の先端にワーク300を把持するハンド70を
装備する。搬送ロボットを備えた旋盤セルの詳細につい
ては、本出願人の出願に係る特開平1−252345号
公報に開示されている。アーム60の先端部には、CC
Dカメラ65がとりつけられ、パレット210上のワー
ク300を監視する。
【0007】図2はシステムの制御装置80の概要を示
すブロック図である。制御装置80は、カメラ65から
の情報を処理する画像処理部810、搬送ロボット50
を制御するロボットコントローラ830、複合加工旋盤
10を制御するCNC装置850で構成される。画像処
理装置810は、主制御部812、画像データ記憶部8
14、画像データ受信部816、外部とのインターフェ
ース部818を備える。ロボットコントローラ830
は、主制御部832、主記憶装置834、NCとのイン
ターフェース部836、画像処理インターフェース部8
38、画像データ処理部840、移動指令部842を備
える。
【0008】CNC装置850は、主制御部852、プ
ログラム・ロジック・コントローラ・インターフェース
部854、主記憶部856、NCプログラムファイル8
58、サーボ制御部860を備える。CCDカメラ65
が撮影したパレット上のワーク300の情報は、画像処
理部810の画像データ受信部816を介して、外部イ
ンターフェース部818からロボットコントローラ83
0の画像処理インターフェース部838へ伝達される。
この情報は画像データ処理部840で処理されたデータ
は、画像処理装置810の画像データ記憶部814へ送
られるとともに、ロボットコントローラ830の主制御
部832へ送られる。主制御部832は、このデータに
基づいて移動指令部842を介して搬送ロボット50の
サーボモータ500へ指令を送り、搬送ロボット50の
走行とアーム60の昇降を制御する。
【0009】カメラ65からの情報により素材ワーク3
00の種類が識別されると、このデータはロボットコン
トローラ830のNCインターフェース部836からC
NC装置850のインターフェース部854へ伝達され
る。主制御部852は、このデータに基づいて素材ワー
ク300の加工に対応するNCプログラムをNCプログ
ラムファイル858から検索する。素材ワーク300
は、搬送ロボットのハンド70によって把持されて、複
合加工旋盤の主軸110のチャック120へ搬入され
る。この際に、素材ワーク300の姿勢がチャッキング
に適さないことがカメラ65からの情報により判明して
いれば、主制御部852は主記憶部856からのデータ
と参照してサーボ制御部860へ指令を送り、主軸11
0の回転軸であるC軸を制御してチャック120の位相
を素材ワーク300を把持するのに適した位置まで回転
させる。この操作により、素材ワーク300をパレット
210に正確な姿勢で段取りする必要はなくなる。
【0010】図3から図5は、パレット210上に置か
れた素材ワーク300の高さ寸法aをカメラ65の影像
から検知する作用を示す。カメラ65は搬送ロボットの
アームの上下動に対応して垂直方向の軸Xに沿って移動
する。素材ワーク300の高さ寸法をaとし、計測する
高さ位置をxとすると、素材ワーク300のCCD画面
上の直径yは、次の式で表わされる。 y=b/(x−a) (式1) ここで、bは比例定数である。そこで、カメラ65をパ
レット210から高さx0である第1の位置P0と、高さ
1である第2の位置P1の2ヵ所の位置で測定すること
により、素材ワーク300の高さ寸法aは、 a=(y00−y11)/(y0−y1) (式2) で求めることができる。この式において、x0、x1は搬
送ロボットの機械座標から求めることができ、画像の直
径寸法y0、y1は、CCD画面上から得ることができる
ので、式2からaを演算することができる。
【0011】次に、図6から図8は、パレット210上
に置かれた素材ワーク300の直径寸法Dを検知する作
用を示す。図6は、カメラ65がパレット210の上方
の一定の高さ位置を水平方向であるY軸に沿ってy軸上
の第1の位置P3(座標位置Y0)から第2の位置P
4(座標位置Y1)まで移動することを示し、そのときの
画像の変化が図7、図8に示される。素材ワーク300
のCCD画面長のY軸方向の長さyと、実際の長さYと
の関係は次の式で表わされる。 Y=αy (式3) ここで、αは比例定数である。従って、素材ワーク30
0の径方向(Y軸方向)にカメラ65を座標Y0からY1
まで移動した場合のCCD図画上の移動距離yと、直径
寸法ydを求めることにより、素材ワーク300の直径
寸法Dは、 D=(y×yd)/(Y1−Y0) (式4) で求められる。以上の操作により素材ワーク300の直
径寸法Dと高さ寸法aが検知でき、これらのデータに基
づいて素材ワークが特定され、加工プログラムを自動的
に選択することができる。
【0012】図9は制御処理のフロー図である。ステッ
プ1000でスタートした処理は、ステップ1010で
搬送ロボットのプログラムを起動する。ステップ102
0でパレットに置かれた素材ワーク上に搬送ロボットを
移動し、ステップ1030でアーム先端にとりつけたC
CDカメラにより素材ワークの画像データを読み込む。
この操作は素材ワークの直径寸法や高さ寸法を測定する
ために、各2回繰り返して画像データを読み込み、ミス
を排除する。
【0013】ステップ1040でパレット上に準備され
た素材ワークの有無をチェックし、素材ワークが存在し
ていれば、ステップ1050で素材ワークの直径寸法に
よる素材ワークの判定を実行する。直径寸法データから
加工プログラムとして予め用意されている素材ワークの
データと比べて素材ワーク番号を特定するが、該当する
素材ワーク番号が検知できなければ、誤った素材ワーク
番号が段取りされていることであるので、ステップ10
70へ進み、エラーを出力し、ステップ1080で処理
を停止する。
【0014】直径寸法による判定が実行されると、ステ
ップ1060で素材ワークの高さ寸法による素材ワーク
番号の判定が行われる。該当する番号が検索されなけれ
ばステップ1070へ進む。ステップ1090では判定
された素材ワーク番号に対応する加工プログラムが決定
され、ステップ1100でCNC旋盤加工プログラムが
検索される。ステップ1110で加工プログラムは起動
し、ステップ1120で搬送ロボットにより旋盤主軸に
素材ワークが搬入される。ステップ1130で加工が実
行され、ステップ1140で完成したワークをパレット
上へ戻し、ステップ1020へ戻り、以上のステップを
くり返す。パレット上に段取りされた素材ワークの全て
の加工が完了すると、ステップ1040からステップ1
150へ進み、完成品を全てパレット上に返却してステ
ップ1160で処理を終了する。
【0015】
【発明の効果】本発明の自動加工システムは以上のよう
に、ワークを取扱う搬送ロボットにカメラを備え、カメ
ラの受像データから素材ワークを判別する機能を有す
る。そして、ストック装置上に段取りされた素材ワーク
の種類は、システムにより自動的に判別されて対応する
NCプログラムが準備される。したがって、ストッカ装
置への素材ワークの段取りミスがあっても、システムは
このミスを自動的に排除し、無人化による自動加工を継
続することができる。そこで、段取りの工数も低減し、
生産能率も向上する。なお、以上の実施例では旋盤セル
の例を説明したが、マシニングセンタを用いた加工シス
テム等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動加工システムの概要を示す斜視
図。
【図2】システムのブロック図。
【図3】カメラの作動を示す説明図。
【図4】画像の説明図。
【図5】画像の説明図。
【図6】カメラの作動を示す説明図。
【図7】画像の説明図。
【図8】画像の説明図。
【図9】制御装置のフロー図。
【符号の説明】
1 旋盤セル 10 複合加工旋盤 20 ストック装置 30 搬送装置 40 ガイドビーム 50 搬送ロボット 60 アーム 65 カメラ 70 ハンド 80 制御装置 300 素材ワーク 810 画像処理装置 830 搬送ロボットコントローラ 850 数値制御装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加工工作機械と、加工工作機械の側部に
    配設される加工物のストック装置と、加工工作機械とス
    トック装置との間で加工物を自動的に搬送する搬送装置
    とを備えた自動加工システムにおいて、搬送装置は加工
    工作機械とストック装置との間に配設されるガイドビー
    ムと、ガイドビーム上を走行する搬送ロボットとを有
    し、搬送ロボットは昇降自在のアームの先端にとりつけ
    た加工物の把持用のハンドと、加工物の識別用のカメラ
    を備えてなる自動加工システム。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載した自動加工システムに
    おいて、カメラが受信した画像データを処理する画像処
    理装置と、搬送ロボットを制御するロボットコントロー
    ラと、加工工作機械を制御する数値制御装置とを有し、
    画像データを処理して加工する素材を識別する手段と、
    識別した素材のデータを加工工作機械が加工する予定の
    素材のデータと対比して素材を判別する手段と、判別結
    果に基いて数値制御装置の加工プログラムを起動する手
    段とを備えてなる自動加工システム。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載した自動加工システムに
    おいて、カメラが素材の上方の異なる2個所の位置で素
    材を撮影し、撮影したデータを画像処理することにより
    素材の径寸法及び高さ寸法を計測する手段を備えてなる
    自動加工システム。
JP27897091A 1991-10-01 1991-10-01 自動加工システム Pending JPH0596450A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020535023A (ja) * 2017-09-29 2020-12-03 フェスツール ゲーエムベーハー 可搬型工作機械

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020535023A (ja) * 2017-09-29 2020-12-03 フェスツール ゲーエムベーハー 可搬型工作機械
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