JPH10146660A - 金型スプレイロボットの教示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確で、短時間に簡便容易に、かつ、効率的
に実施できる金型スプレイロボットおよび小型姿勢制御
機構へのスプレイ作業教示方法を得ることを課題とす
る。 【解決手段】 ロボット手首先端部に金型スプレイロボ
ットとは別個に自由自在に動作可能な少なくともひとつ
以上の小型姿勢制御機構を備え、ダイカストマシンの金
型キャビティ面にスプレイ剤を噴霧する金型スプレイロ
ボットを制御する制御装置へスプレイ作業手順を教示す
る金型スプレイロボットの教示方法であって、該制御装
置の２次元表示画面にあらかじめ入力した金型形状を表
示した後、該２次元表示画面上に設定したスプレイ点お
よびスプレイ経路にスプレイ距離およびスプレイ姿勢等
のスプレイ条件を与えて、前記小型姿勢制御機構の３次
元空間上の動作手順を前記制御装置に演算させて作成
し、ついで該制御装置に金型スプレイロボット手首先端
部の動作手順を演算させて作成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、アルミ
ニウム合金またはマグネシウム合金を金型に鋳造するダ
イカストマシン等の成形装置における金型スプレイロボ
ットの教示方法に係り、特に金型スプレイロボット手首
先端部にすくなくともひとつ以上の小型姿勢制御機構を
備え、該金型スプレイロボットに制御装置を介して複雑
な３次元形状を有する金型作業面へのスプレイ作業を容
易に、かつ、効率良く教示する金型スプレイロボットの
教示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイカストマシンの金型キャビテ
ィ面へ離型剤や保温剤などのスプレイ剤を噴霧塗布する
方法は、たとえば、図１６に示すように、タンク１の上
方からコンプレッサ２によって供給される加圧用空気を
吹き込んでスプレイ剤をフィルタ３より加圧圧送すると
ともに、電磁弁４および流量調整弁５を経由してスプレ
イ装置１０へ送り、コンプレッサ６から供給される噴霧
用エアを電磁弁７および配管８を経由してスプレイ装置
１０へ送ってスプレイ剤Ｌを噴霧したうえスプレイノズ
ル１０ａより左右一対のプラテン（固定プラテン１１
Ａ、可動プラテン１１Ｂ）に取り付けた金型１２（固定
金型１２Ａ、可動金型１２Ｂ）の表面に噴霧していた。
スプレイ装置１０は油圧シリンダ９などのアクチュエー
タで開状態にある両金型１２Ａ、１２Ｂの中央上下方向
に上下往復動できるよう構成され、スプレイ装置１０の
スプレイヘッド１０Ａの側面に取り付けた複数個のスプ
レイノズル１０ａにより、金型１２の被スプレイ面の全
面に均等に隈なく塗布されるよう配慮されていた。ま
た、金型１２へ噴霧塗布するスプレイ剤Ｌの供給量の調
整は、スプレイ剤Ｌのタンク１とスプレイ装置１０との
間に設けられた流量調整弁５の開度調整でコントロール
していた。このように、従来のダイカストマシンのスプ
レイ方法は、スプレイ剤の流量やスプレイノズルと金型
キャビティ面との間のスプレイ距離を一定に保つように
して、金型に対して一定のスプレイ条件でスプレイ剤を
噴霧していた。一方、近年、金型のスプレイ作業に金型
スプレイロボットが使用され始めており、この場合に
は、金型スプレイロボットに付属のロボット制御装置に
スプレイ作業の動作を前もって教示しておく必要があっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような金型スプレ
イロボットの教示方法は、通常は、オンラインティーチ
ング、いわゆる、ティーチングプレイバックにより教示
することが多い。しかしながら、この作業は極めて煩雑
でしかも長時間を要する作業である。 また、多品種少
量生産へのティーチング作業は、製品が変わる度毎に毎
回事前にスプレイ作業のティーチング作業が必要とな
り、金型スプレイロボットに不向きである。このため、
最近では、コンピュータとロボットを接続し、オフライ
ンによる教示が主流となっている。オフライン教示で
は、ユーザ（オペレータ）がコンピュータ画面上でロボ
ットが作業するワークエリアを３次元に構築し、ロボッ
トの動作経路を３次元的に設定しており、設定時間が長
くなることや設定方法に熟練を要する等の問題があっ
た。本発明は、金型スプレイロボットの手首先端部に少
なくともひとつ以上の小型姿勢制御機構を備えるととも
に、設定したスプレイ経路とスプレイ条件から小型姿勢
制御機構と金型スプレイロボット手首先端部の位置、姿
勢を得ることが出来るから、上記の問題を解決して、簡
便容易に、かつ、能率的にスプレイ作業のティーチング
を行なうことが出来るようにすることを意図している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明においては、第１の発明では、ロボット手
首先端部に金型スプレイロボットとは別個に自由自在に
動作可能な少なくともひとつ以上の小型姿勢制御機構を
備え、ダイカストマシンの金型キャビティ面にスプレイ
剤を噴霧する金型スプレイロボットを制御する制御装置
へスプレイ作業手順を教示する金型スプレイロボットの
教示方法であって、該制御装置の２次元表示画面にあら
かじめ入力した金型形状を表示した後、該２次元表示画
面上に設定したスプレイ点およびスプレイ経路にスプレ
イ距離およびスプレイ姿勢等のスプレイ条件を与えて、
前記小型姿勢制御機構の３次元空間上の動作手順を前記
制御装置に演算させて作成し、ついで該制御装置に金型
スプレイロボット手首先端部の動作手順を演算させて作
成することとした。また、第２の発明では、第１の発明
において、小型姿勢制御機構の動作手順と金型スプレイ
ロボット手首先端部の動作手順とが同期できるようなタ
イミング指令を、制御装置に入力して、該制御装置に該
両動作手順を経時的に連関させる総合動作手順を自動的
に設定作成させるようにした。さらに、第３の発明で
は、第１や第２の発明において、設定したスプレイ作業
経路にしたがって行なうスプレイ作業中の金型スプレイ
ロボットの制御装置へ、スプレイ距離、スプレイ移動速
度、スプレイ姿勢などのスプレイ動作ばかりでなく、所
望のスプレイ流量やスプレイ噴霧タイミングをあらかじ
めプログラム設定して与えるようにした。

【０００５】

【発明の実施の形態】本明においては、ロボット手首先
端部に金型スプレイロボットとは別個に自由自在に動作
可能な少なくともひとつ以上の小型姿勢制御機構を備
え、ダイカストマシンの金型キャビティ面にスプレイ剤
を噴霧する金型スプレイロボットを制御する制御装置へ
スプレイ作業手順を教示する金型スプレイロボットの教
示方法であって、該制御装置の２次元表示画面にあらか
じめ入力した金型形状を表示した後、該２次元表示画面
上に設定したスプレイ点およびスプレイ経路にスプレイ
距離およびスプレイ姿勢等のスプレイ条件を与えて、前
記小型姿勢制御機構の３次元空間上の動作手順を前記制
御装置に演算させて作成し、ついで該制御装置に金型ス
プレイロボット手首先端部の動作手順を演算させて作成
することとしたため、各々別個に作成した小型姿勢制御
機構の動作手順と金型スプレイロボット手首先端部の動
作手順とを連関付けて統一した一連の円滑な総合作業手
順をロボット制御装置に作成させ、その手順に基づいて
動作させることができるから、統一の取れた一貫性有る
スプレイ作業が実施される。そして、第２の発明では、
小型姿勢制御機構の動作手順と金型スプレイロボット手
首先端部の動作手順とが同期できるようなタイミング指
令を、制御装置に入力して、該制御装置に該両動作手順
を経時的に連関させる総合動作手順を自動的に設定作成
させるようにしたので、上記総合作業手順が自動的に容
易に設定される。さらに、第３の発明では、これらの設
定したスプレイ作業経路にしたがって行なうスプレイ作
業中の金型スプレイロボットの制御装置へ、スプレイ距
離、スプレイ移動速度、スプレイ姿勢などのスプレイ動
作ばかりでなく、所望のスプレイ流量やスプレイ噴霧タ
イミングをあらかじめプログラム設定して与えるように
したので、金型スプレイロボット手首先端部の動作と小
型姿勢制御動作とを統合した総合作業手順に、スプレイ
剤の供給動作をリンクさせてスプレイ作業全体を総合的
に制御することとなり、極めて肌理の細かい合理的なス
プレイ作業が達成される。

【０００６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
詳細に説明する。図１〜図１５は本発明の実施例に係
り、図１はダイカストマシンの全体構成図、図２は制御
装置の構成図、図３は画面表示装置の表示画面図、図４
はスプレイ経路設定方法を説明する表示画面図、図５は
スプレイ経路設定のフローチャート、図６はスプレイ動
作条件設定時における外部入出力信号の割付けを説明す
るフローチャート、図７はスプレイ動作条件の設定方法
を示す説明図、図８は経路に対するスプレイ動作条件設
定を示すフローチャート、図９はワーク生成画面および
スプレイ経路設定画面を示す表示画面図、図１０は金型
スプレイロボットおよび小型姿勢制御機構へのオフライ
ンティーチング方法の制御系統図、図１１は金型スプレ
イロボットおよび小型姿勢制御機構への教示方法フロー
チャート、図１２は金型スプレイロボットと小型姿勢制
御機構の同期運転方法を示す説明図、図１３は金型スプ
レイロボットと小型姿勢制御機構の動作フローチャー
ト、図１４は金型スプレイロボットおよび小型姿勢制御
機構の動作プログラムの１実施例を示す説明図、図１５
は金型スプレイロボット手首先端部の概略側面図であ
る。

【０００７】図１は本発明のダイカストマシン１００の
全体構成の１実施例を示すもので、ダイカストマシン１
００は、金型スプレイロボット２００と、金型スプレイ
ロボット２００の手首先端部に接続される小型姿勢制御
機構３００と、金型スプレイロボット２００および小型
姿勢制御機構３００の制御を司る制御装置４００とが付
帯装置として装備される。金型スプレイロボット２００
は、多関節型のスプレイロボットであり、固定プラテン
１１Ａの頂部に立設され、モータ２１０ａにより竪軸回
りに旋回する回転座２１０と、これに水平軸でピン接合
された第１アーム２２０および第２アーム２３０と、第
２アーム２３０の下端にピン接合されたモータ２４０お
よびこれに接続され竪軸回りに旋回自在な竪軸２５０と
からなり、この下端には金型スプレイロボット２００と
は別個に独立して傾動自在な小型姿勢制御機構３００が
連結されたスプレイヘッド３１０があり、スプレイヘッ
ド３１０にはスプレイノズル（スプレイガンともいう）
３１０ａが金型表面に対向して左右一対または複数対取
り付けられている。そして、図示したスプレイ配管によ
って所要のスプレイ流量でスプレイ剤を金型キャビティ
面に向けて噴霧塗布する。

【０００８】一方、金型スプレイロボット２００の作動
と小型姿勢制御機構３００の作動を司る制御装置４００
は、金型スプレイロボット２００の操作を司るロボット
制御装置４１０と、小型姿勢制御機構制御装置４２０
と、ロボット制御装置４１０ならびに小型姿勢制御機構
制御装置４２０へオフラインでスプレイ作業指令を与え
るパーソナルコンピュータ（パソコン）４３０と、金型
スプレイロボット２００の順序起動を制御するシーケン
サ４４０と、シーケンサ４４０の操作指令の基づいてス
プレイ剤ならびに圧縮エアの供給の連通遮断を行なう流
量制御装置４５０とダイカストマシン操作盤４６０等か
ら構成される。

【０００９】パーソナルコンピュータ（パソコン）４３
０の代わりに、たとえば、図２に示すように、オフライ
ンプログラミング装置４３０Ａを使用してもよい。オフ
ラインプログラミング装置４３０Ａには、マウス４３０
ａやキーボード４３０ｂなどの入力装置と、記憶装置４
３０ｃと、画面表示装置（ＣＲＴ画面）４３０ｄと、プ
リンタ４３０ｅが備えられる。

【００１０】以上のように構成された図１のダイカスト
マシン１００の金型スプレイロボット２００や小型姿勢
制御機構３００へ与えるスプレイ作業の教示方法につい
て説明する。図３は、画面表示装置の表示画面図を示し
ている。まず、パーソナルコンピュータ４１０に付属の
画面表示装置４３０ｄの表示画面は、図３に示すよう
に、ワークである金型の正面を表示した作業エリア表示
画面Ａと、その側方ならびに下方に任意に移動指定でき
る垂直縦線および水平横線の断面形状表示カーソル線ｍ
で切断された断面形状を示す縦軸方向断面形状表示エリ
アＢと、横軸方向断面形状表示エリアＣを形成表示でき
るように構成する。そして、複雑な形状をした実際の金
型を単純なモデルにモデル化するために、たとえば、円
柱、角柱、直方体、立方体、球等の単一形状をあらかじ
めパーソナルコンピュータ（またはオフラインプログラ
ミング装置）３２０に記憶させておき、必要に応じて呼
び出しそれらを合成して複雑な金型形状を単純な形状に
モデル化する。図３の場合のモデルＭは、四角平板に円
柱状穴を有する角柱を斜めに取り付けたものになってい
る。そして、縦軸方向断面形状表示エリアＢと横軸方向
断面形状表示エリアＣには、それぞれ、作業エリア表示
画面Ａに任意に指定した断面形状表示カーソル線ｍで切
断された断面が、縦軸方向断面形状表示エリアＢと横軸
方向断面形状表示エリアＣとして表示される。以上が金
型形状を簡単なモデルに変換するワーク作成作業（ワー
クのモデル化）である。

【００１１】次に、スプレイ動作経路の設定方法につい
て、図４〜図５を参照しつつ、説明する。スプレイ動作
経路設定の手順は、図４や図５に示すフローチャートに
したがって設定していく。すなわち、スプレイ動作設定
で、オペレータが行なうことは、 スプレイ始点の設定 スプレイ経路の指定 スプレイ終点の指定 であり、この入力情報に基づいて、パーソナルコンピュ
ータ３２０は、あらかじめ与えられたプログラムによ
り、設定された経路と設定モデル（実際の金型を化体し
たもの）との交差判定を行なう。交差判定の結果、設定
経路と設定モデルとに交差接触がない場合は、設定経路
が最終のものとなり、設定経路が確定する。しかし、交
差判定の結果、交差接触が生じている場合には、この交
差接触を回避するために経路の変更を行わなければなら
ない。交差判定では、設定した経路とモデルとの交差判
定を行ない、交差する場合は経路とモデルとの２次元表
示画面上の交点を求め、その交点を交点Ｓ_1、Ｓ₂ とし、
２次元表示画面上の経路に交点Ｓ_1、Ｓ₂ を追加する。一
方、モデルは２次元表示画面と直交方向（高さ方向）に
ある高さをもっており、このモデルの高さｈを回避する
ため交点Ｓ_1、Ｓ₂ に、それぞれ、この高さｈを加算した
点Ｓ_{1 a} 、Ｓ_{2 a} を断面形状表示画面に追加する。この
ようにして、経路とモデルとが交差するときには、図４
に示した屈曲した修正設定経路Ｙが得られる。図４は、
交差した初期の設定経路Ｘを、直角に屈曲して回避し経
路を変更した状況（修正変更した設定経路Ｙ）を示して
いる。

【００１２】修正経路は、上述のように直角に屈曲させ
るばかりでなく、円弧やその他の曲線にしたがって滑ら
かに迂回させてもよく、またこの迂回経路をあらかじめ
プログラミングし記憶させた経路修正プログラムにした
がって自動的にパーソナルコンピュータ３２０に設定さ
せて修正経路を求めるようにしてもよい。図７にその実
施例を示した。図中、経路の編集とは、スプレイ動作の
際のスプレイ距離、スプレイ移動速度、スプレイ噴射角
度等の詳細な使用の設定を意味する。また、位置決め度
とは、変更する経路の滑らか度をあらわしており、０％
は直角に屈曲した場合であり、位置決め度ｘ％の値が増
加するにしたがって曲線の曲がり方が滑らかになるよう
にしてある。

【００１３】図５のフローチャートは、上述の教示手順
を詳しく説明したもので、上記ののスプレイ経路の指
定は、実際には、あらかじめプログラム化された経路タ
イプの中から所望の経路を選択するようになっている。
図５の場合には、直線か非直線の選択となっており、直
線の場合は終点を指定することで設定は完結し、非直線
の場合は円弧となっており、円弧の場合は、円弧の中心
点と円弧の回転角度を指定して入力することにより、終
点は自動的に計算され設定される。そして、その後に設
定経路とモデルとの交差判定を行なう。交差判定の結果
の処理については、上述したとおりである。このように
して、最終設定経路が確定した後、次工程の動作条件設
定に移る。

【００１４】スプレイ動作条件設定は、設定された最終
設定経路にしたがって金型スプレイロボット３００がス
プレイ作業を実施するに際して、その動作を細かく規定
するもので、たとえば、スプレイ距離（スプレイノズル
と金型表面間の距離）、スプレイ移動速度、スプレイ角
度（塗布面に対して何度で噴射するか）、スプレイ流量
などを経時的に指定していくものである。具体的には、
図８に示した動作条件設定フローチャートにしたがっ
て、各種スプレイ動作項目を設定していく。図６に示す
動作条件設定時における外部入出力信号の割付けを説明
するフローチャートを見ると判るように、設定された経
路に対して上述のロボットの動作（距離、速度、姿勢）
とともに、噴射動作（スプレイ剤流量、エア流量、バル
ブ開閉タイミングなど）も細かく指定してより肌理の細
かい高度なスプレイ作業を実施することができる。

【００１５】スプレイ動作条件設定は、事前に割り付け
られた外部入出力信号の略称がメニューとして表示さ
れ、付加したい経路に対してマウス等の入力装置で選択
することにより、動作経路の付加条件として登録され
る。これにより、ユーザのオペレータはティーチングさ
れたプログラムに対していちいちバルブ開閉などのスプ
レイ動作の設定をプログラムに付け加える必要がなくな
り、効率的にティーチング作業（教示作業）を行なうこ
とが出来る。以上のようにして、ワークのモデル化、ス
プレイ作業経路の設定、スプレイ動作条件設定からなる
本発明の金型スプレイロボットの教示方法の詳細を説明
したが、実際に行なった例を図９に示した。図９（ａ）
はワーク生成画面を示し、図９（ｂ）はスプレイ経路設
定画面を示している。

【００１６】金型スプレイ作業は、ある距離ほど離れた
位置からある拡がりをもってスプレイ剤を金型表面に噴
射する作業であり、物体の把持や加工等のような正確な
位置ぎめ精度は不要であり、１ｍｍ単位程度の精度で十
分であり複雑な現実の金型形状をそのまま正確にパーソ
ナルコンピュータに入力する必要はない。このことか
ら、ワーク、すなわち、金型表面形状を単純な単一形状
を適宜組み合わせて近似的なシンプルなモデルを作成し
て入力し、このモデルを画面に表示して動作経路の設定
に使用するようにした。

【００１７】次に、金型スプレイロボット２００の動作
と小型姿勢制御機構３００の動作とを所望の位置、時間
において適正に上手に整合させる同期連携動作について
説明する。図１０は金型スプレイロボットおよび小型姿
勢制御機構へのオフラインティーチング方法を説明する
制御系統図を示したものであり、このオフラインティー
チング方法（教示方法）は、金型スプレイロボット用オ
フラインティーチングシステムと小型姿勢制御機構用オ
フラインティーチングシステムの２つのシステムを使用
してロボット制御装置４１０と小型姿勢制御機構４２０
へ動作指令を与えて所望のスプレイ作業を実施させるよ
うになっている。図１１は、金型スプレイロボットおよ
び小型姿勢制御機構への教示方法フローチャートを説明
するもので、小型姿勢制御機構３００の動作経路演算手
順は下記のとおりである。ここで、小型姿勢制御機構ツ
ール座標系はノズル先端点（小型姿勢制御機構ツール先
端点Ｑ）で構成され、金型スプレイロボットツール座標
系は小型姿勢制御機構３００を金型スプレイロボット２
００の部品の一部である竪軸２５０の先端に固定された
基準点（いわゆる小型姿勢制御機構原点座標）に構成さ
れ、それぞれ座標系の原点が、小型姿勢制御機構ツール
先端点Ｑ、および、金型スプレイロボットツール先端点
Ｐとなる。この状況を、図１５に示す。なお、金型スプ
レイロボットツール先端点の姿勢（角度）は、常に一定
（水平金型方向、たとえば、図１５中の金型スプレイロ
ボットツール座標系）とし、以下の手順どおりに作業を
行なう。 小型姿勢制御機構ツール先端点Ｑの位置、姿勢演算 スプレイ経路の２点（始点および終点）から、スプレイ
距離、スプレイ姿勢をもとに小型姿勢制御機構ツール先
端点Ｑの座標および姿勢（ワールド座標系）を計算させ
る。 金型スプレイロボットツール先端点Ｐの位置、姿勢演
算 小型姿勢制御機構ツール座標系と金型スプレイロボット
ツール座標系との関係から、金型スプレイロボットツー
ル先端点Ｐの位置、姿勢（姿勢は固定されている）を演
算する。 小型姿勢制御機構動作判定 で求めた小型姿勢制御機構ツール先端点Ｑの位置、姿
勢で指定のスプレイ経路タイプで経路を動作させたと
き、小型姿勢制御機構および金型スプレイロボット先端
点が滑らかに動作可能であるか判定する。もし、滑らか
に動作できないとき（たとえば、位置が急激に変化した
り位置が右往左往するなど）には、金型スプレイロボッ
トツール先端点Ｐの位置を、たとえば、Ｚ方向（金型面
方向）に補正し、再度動作判定を行ない、滑らかに動作
できるように繰り返し演算する。 小型姿勢制御機構動作速度演算 ワーク上に設定したスプレイ経路両端２点間の経路長Ｌ
ｓおよび小型姿勢制御機構ツール先端点経路長Ｌｗを計
算し、スプレイ経路両端２点間の動作速度Ｖｓより、小
型姿勢制御機構ツール先端点経路２点間の動作速度Ｖｗ
を計算する。計算式は、下記のとおりである。 Ｖｗ＝Ｖｓ×（Ｌｗ／Ｌｓ） 小型姿勢制御機構動作プログラムの記述 経路間の小型姿勢制御機構の動作に関するプログラムを
作成する。プログラムには、経路２点間の座標Ｘｗ、Ｙ
ｗ、Ｚｗ、姿勢Ｗｗ、Ｐｗ、Ｒｗ、動作速度Ｖｗのほか
に、スプレイ装置制御および流量制御に関する情報も記
述する。 金型スプレイロボット動作速度演算 小型姿勢制御機構ツール先端点経路２点間の経路長Ｌｗ
および金型スプレイロボットツール先端点経路２点間の
経路長Ｌｍを計算し、小型姿勢制御機構先端点経路２点
間の動作速度Ｖｗより、金型スプレイロボットツール先
端点経路２点間の動作速度Ｖｍを計算する。計算式は、
下記のとおりである。 Ｖｍ＝Ｖｗ×（Ｌｍ／Ｌｗ） 金型スプレイロボット動作プログラムの記述 経路間の金型スプレイロボットの動作に関するプログラ
ムを記述する。プログラムには、経路２点間の座標Ｘ
ｍ、Ｙｍ、Ｚｍ、姿勢Ｗｍ、Ｐｍ、Ｒｍ、動作速度Ｖｍ
を記述する。

【００１８】次に、金型スプレイロボット２００と小型
姿勢制御機構３００の両動作の同期運転方法について、
図１２および図１３に基づいて説明する。図１２は、金
型スプレイロボットと小型姿勢制御機構の同期運転方法
を示す説明図であり、図１３は金型スプレイロボットと
小型姿勢制御機構の動作フローチャートである。図１２
に示すように、小型姿勢制御機構３００は、通常は、ロ
ボット制御装置４１０へ与えられた動作プログラムによ
り金型スプレイロボット２００が起動して所定の位置や
時間に来るまで待機信号を受けて動作せず待機してい
る。小型姿勢制御機構３００が動作するのは、金型スプ
レイロボット２００へ与えられる動作プログラムにより
金型スプレイロボット２００が所定の位置に達したとき
や起動してから所定時間経過した時、この動作プログラ
ムより発信される同期信号を小型姿勢制御機構３００が
受けて小型姿勢制御機構動作プログラムが実行される場
合である。小型姿勢制御機構動作プログラムは、下記に
示した３つの動作を実行する。 （１）小型姿勢制御機構の位置・姿勢制御 （２）スプレイ装置の制御 （３）スプレイ流量制御

【００１９】図１３は、これらの信号の遣り取りによっ
て、金型スプレイロボット２００と小型姿勢制御機構３
００がそれぞれ動作する状態を示している。すなわち、
金型スプレイロボット２００が各経路を通過する毎に発
信する同期信号を、小型姿勢制御機構３００を司る小型
姿勢制御機構動作プログラムが常時監視しており、必要
な場合のみこの同期信号に呼応して動作するようになっ
ている。

【００２０】図１４は、金型スプレイロボットおよび小
型姿勢制御機構の動作プログラムの１実施例を示してお
り、左側囲みは金型スプレイロボット２００の動作、右
側囲みは小型姿勢制御機構３００の動作を指示してい
る。左側囲みの番号１で、同期信号出力すると、右側囲
みの番号１でこの信号を受信し、左側の金型スプレイロ
ボット２００は番号２の動作、すなわち、ポイント１’
からポイント２’に移動する間はその移動速度は５００
ｍｍ／ｓの等速となり、一方、右側の小型姿勢制御機構
３００はポイント１からポイント２までの移動は、等速
４００ｍｍ／ｓで移動する。次に、番号３の指令によ
り、同様に同期信号出力するとともに、小型姿勢制御機
構３００はこれを受信し、ともに番号４の動作（金型ス
プレイロボット２００はポイント２’からポイント３’
までを２００ｍｍ／ｓで移動、小型姿勢制御機構３００
はポイント２からポイント３までを２５０ｍｍ／ｓで移
動する）を行なう。なお、動作プログラム中のＬ＝０％
は完全位置決め条件を示すもので、必ず到達点を通過す
る条件を示す（たとえば、Ｌ＝１０％の場合は、到達点
を通過せず、到達点の近傍を通過する）。なお、上記の
ポイント１、２、３等はユーザが画面上に設定した小型
姿勢制御機構３００に取り付けたスプレイヘッド３１０
のスプレイノズル３１０ａの所望位置（小型姿勢制御機
構ツール先端点Ｑ）を示し、ポイント１’、２’、３’
等はポイント１、２、３等より逆算した金型スプレイロ
ボット２００のツール先端点Ｐの位置を示す。

【００２１】以上述べたように、本発明においては、ロ
ボット手首先端部に金型スプレイロボットとは別個に自
由自在に動作可能な少なくともひとつ以上の小型姿勢制
御機構を備え、ダイカストマシンの金型キャビティ面に
スプレイ剤を噴霧する金型スプレイロボットを制御する
制御装置へスプレイ作業手順を教示する金型スプレイロ
ボットの教示方法であって、該制御装置の２次元表示画
面にあらかじめ入力した金型形状を表示した後、該２次
元表示画面上に設定したスプレイ点およびスプレイ経路
にスプレイ距離およびスプレイ姿勢等のスプレイ条件を
与えて、前記小型姿勢制御機構の３次元空間上の動作手
順を前記制御装置に演算させて作成し、ついで該制御装
置に金型スプレイロボット手首先端部の動作手順を演算
させて作成するようにしたので、ワーク作成が簡便容易
であり、かつ、現実の金型表面と干渉しない適正な経路
設定が効率的に実施できるとともに、スプレイ作業条件
の設定も容易に行なうことができる。また、あらかじめ
入力した金型形状モデル画面にスプレイ経路を設定し、
この経路にスプレイ距離、スプレイ姿勢等のスプレイ作
業条件を与えることによって、小型姿勢制御機構の動作
手順（経路）を求め、その後に金型スプレイロボットの
動作手順（経路）を求めることにより、複雑な教示作業
を短時間に、簡便容易に、かつ、正確に教示させること
が出来る。さらに、それぞれの動作手順作成時に、同期
タイミング信号の出力および監視機能を付与させること
により、安定したスプレイ作業を金型スプレイロボット
と小型姿勢制御機構に実施させることが出来る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、次のような優れた効果を奏することができる。 （１）金型スプレイロボットおよび小型姿勢制御機構へ
のティーチング作業を短時間で、簡便容易に、かつ、正
確に実施できる。すなわち、 複雑な金型形状を単純モデル化することによって、
ワーク作成が正確で速い。 経路設定がモデルを使用して容易に行なうことがで
きる。 スプレイ動作条件設定が簡便に実施できるばかりで
なく、スプレイ噴射動作もこれにリンクして設定できる
から、スプレイ作業を総合的に判断した高度なスプレイ
作業が可能となる。 （２）ティーチング、実スプレイ作業、経路変更作業等
の繰り返し作業が速く、かつ、正確に実行できるから、
従来のようなトライアル・アンド・エラーの無駄時間が
節約でき生産性が向上する。 （３）スプレイ点を、狙った点に正確に設定できるか
ら、良質で均一なスプレイ塗膜を形成できる。 （４）金型スプレイロボットの動作と小型姿勢制御機構
の動作を、所望の位置や所望の時間に同期して行わせる
ことにより、安定した肌理の細かいスプレイ作業が実施
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るダイカストマシンの全体
構成図である。

【図２】本発明の実施例に係る制御装置の構成図であ
る。

【図３】本発明の実施例に係る画面表示装置の表示画面
図である。

【図４】本発明の実施例に係るスプレイ経路設定方法を
説明する表示画面図である。

【図５】本発明の実施例に係るスプレイ経路設定のフロ
ーチャートである。

【図６】本発明の実施例に係るスプレイ動作条件設定時
における外部入出力信号の割付けを説明するフローチャ
ートである。

【図７】本発明の実施例に係るスプレイ動作条件の設定
方法を示す説明図である。

【図８】本発明の実施例に係る経路に対するスプレイ動
作条件設定を示すフローチャートである。

【図９】本発明の実施例に係るワーク生成画面およびス
プレイ経路設定画面を示す表示画面図である。

【図１０】本発明の実施例に係る金型スプレイロボット
および小型姿勢制御機構へのオフラインティーチング方
法の制御系統図である。

【図１１】本発明の実施例に係るスプレイ動作条件設定
時における外部入出力信号の割付けを説明するフローチ
ャートである。

【図１２】本発明の実施例に係る金型スプレイロボット
と小型姿勢制御機構の同期運転方法を示す説明図であ
る。

【図１３】本発明の実施例に係る金型スプレイロボット
と小型姿勢制御機構の動作フローチャートである。

【図１４】本発明に係る金型スプレイロボットおよび小
型姿勢制御機構の動作プログラムの１実施例を示す説明
図である。

【図１５】本発明に係る金型スプレイロボット手首先端
部の概略側面図である。

【図１６】従来のスプレイ装置の全体構成図である。

【符号の説明】

１ タンク ２ 圧気源（コンプレッサ） ３ フィルタ ４ 電磁弁 ５ 流量調整弁 ６ 圧気源（コンプレッサ） ７ 電磁弁 ８ 配管 ９ 油圧シリンダ １０ スプレイ装置 １１ プラテン １１Ａ 固定プラテン １１Ｂ 可動プラテン １２ 金型 １２Ａ 固定金型 １２Ｂ 可動金型 １００ ダイカストマシン ２００ スプレイロボット ２１０ 回転座 ２１０ａ モータ ２２０ 第１アーム ２３０ 第２アーム ２４０ モータ ２５０ 竪軸 ３００ 小型姿勢制御機構 ３１０ スプレイヘッド ３１０ａ スプレイノズル ４００ 制御装置 ４１０ ロボット制御装置 ４２０ 小型姿勢制御機構制御装置 ４３０ パーソナルコンピュータ（パソコン） ４３０Ａ オフラインプログラミング装置 ４３０ａ マウス ４３０ｂ キーボード ４３０ｃ 記憶装置 ４３０ｄ ＣＲＴ画面 ４３０ｅ プリンタ ４４０ シーケンサ ４５０ 流量制御装置 ４６０ ダイカストマシン操作盤 Ａ 作業エリア Ｂ 縦軸方向断面 Ｃ 横軸方向断面 Ｍ モデル Ｐ 金型スプレイロボットツール先端点（座標系原点） Ｑ 小型姿勢制御機構ツール先端点 ｍ 断面形状表示用カーソル線 Ｘ 初期の設定経路 Ｙ 修正変更した設定経路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット手首先端部に金型スプレイロボ
   ットとは別個に自由自在に動作可能な少なくともひとつ
   以上の小型姿勢制御機構を備え、ダイカストマシンの金
   型キャビティ面にスプレイ剤を噴霧する金型スプレイロ
   ボットを制御する制御装置へスプレイ作業手順を教示す
   る金型スプレイロボットの教示方法であって、 該制御装置の２次元表示画面にあらかじめ入力した金型
   形状を表示した後、該２次元表示画面上に設定したスプ
   レイ点およびスプレイ経路にスプレイ距離およびスプレ
   イ姿勢等のスプレイ条件を与えて、 前記小型姿勢制御機構の３次元空間上の動作手順を前記
   制御装置に演算させて作成し、 ついで該制御装置に金型スプレイロボット手首先端部の
   動作手順を演算させて作成することを特徴とする金型ス
   プレイロボットの教示方法。
2. 【請求項２】 小型姿勢制御機構の動作手順と金型スプ
   レイロボット手首先端部の動作手順とが同期できるよう
   なタイミング指令を、制御装置に入力して、該制御装置
   に該両動作手順を経時的に連関させる総合動作手順を自
   動的に設定作成させるようにした請求項１記載の金型ス
   プレイロボットの教示方法。
3. 【請求項３】 設定したスプレイ作業経路にしたがって
   行なうスプレイ作業中の金型スプレイロボットの制御装
   置へ、スプレイ距離、スプレイ移動速度、スプレイ姿勢
   などのスプレイ動作ばかりでなく、所望のスプレイ流量
   やスプレイ噴霧タイミングをあらかじめプログラム設定
   して与えるようにした請求項１または請求項２記載の金
   型スプレイロボットの教示方法。