JPH10161723A - 金属シート移動方法及び金属シート移動ロボット - Google Patents

金属シート移動方法及び金属シート移動ロボット

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JPH10161723A
JPH10161723A JP9253365A JP25336597A JPH10161723A JP H10161723 A JPH10161723 A JP H10161723A JP 9253365 A JP9253365 A JP 9253365A JP 25336597 A JP25336597 A JP 25336597A JP H10161723 A JPH10161723 A JP H10161723A
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metal sheet
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moving
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JP9253365A
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Mario Marobin
マロビン マリオ
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Salvagnini Italia SpA
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Salvagnini Italia SpA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B25J9/1666—Avoiding collision or forbidden zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q41/00—Combinations or associations of metal-working machines not directed to a particular result according to classes B21, B23, or B24
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
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  • Automatic Assembly (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自己学習ステップ及び取り扱うべき金属シー
トのタイプが変化する度毎にロボットの操作シーケンス
を変更するステップを完全に排除することができる金属
シート移動方法を得る。 【解決手段】 ａ）作業領域１０におけるコンポーネン
ト１００，１０１，１１０，１０６の空間のジオメトリ
を識別する固定入力データを取得し、ｂ）取り扱うべき
金属シート104 の寸法及び形状並びに金属シートの加工
シーケンスよりなる可変入力データを工作機械100 から
取得し、ｃ）金属シート104 の予め選択した軌跡を識別
する出力データを自動的に発生するため固定入力データ
及び可変入力データを処理ユニットで処理し、ｄ）タイ
プ別に選択して金属シートを取り扱うため予選択した軌
跡に沿って金属シート104 を移動させるようロボット10
1 を駆動するためロボット101 の制御ユニット108 に出
力データを転送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械（マシン
ツール）及びロボットを有する作業領域で軌跡を自動的
に発生することによって金属シートを取り扱う即ち、移
動する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近のフレキシブルマニュファクチャリ
ング（ＦＭＳ）は、打ち抜き（パンチング）／剪断（シ
ャーリング）加工、曲げ加工等、金属シートを加工する
ため、仕上げた金属シート（ピース）の一元的なロット
としての生産を、個別のシートを最適に結合する「ネス
ティング」により構成されるこれまでテストされた技術
によって行うことができるものと知られている。このよ
うな技術を使用することによって、作業領域における数
値制御（ＮＣ）工作機械の作業サイクルは、通常のシー
ケンスに挿入しまた加工プロセスから生ずるスクラップ
の量を減少するよう処理する数値制御のための個別プロ
グラムを融合することによって生ずるプログラムによっ
て得ることができる。このようにして、２，３秒から数
分の範囲の速度で生産される任意の形状及び寸法のピー
スを得る高い融通性（フレキシビリティ）が得られる。
【０００３】最近の作業領域では、金属シートを工作機
械に）するため、また仕上げたピースを集積及び積み重
ねたりするため、通常の装置の代わりに又は通常の装置
に追加して擬人化ロボットを使用することがある。この
擬人化ロボットには複数個の回転関節及び１個又はそれ
以上の摺動関節を有するアームを設けている。好適に
は、回転関節は５個又はそれ以上の個数とするとよい。
擬人化ロボットによれば、金属シートの取扱いが容易に
なり、特に、金属シートが通常の取扱いでは極めて不都
合である形状及び寸法である場合擬人化ロボットは有用
である。
【０００４】金属シートを取り扱うために必要な軌跡は
既知の形状を有しまた２，３の事例によって表現するこ
とができるが、生産の臨時性及び融通性を持たせるよう
経路の初期ポイント及び最終ポイントが連続的に変化す
るため、不確定なセットとなることがよくある。
【０００５】金属シートを取り扱う軌跡をセットアップ
するため、「自己学習」手順が使用されるのが一般的で
あり、この手順は、オペレータがペンダント制御を運用
することによってロボットを空間内で所要の軌跡に沿っ
て移動したり回転したりするよう案内するものである。
このようにして実行される経路は、自律的に使用するた
め即ち、後にオペレータが介在することなく金属シート
を供給サイトから工作機械（マシンツール）へ、及び／
又は工作機械から取り出しサイトへ移動するのに使用す
るため、ロボットの制御ユニットに記憶される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、自己学習方法
は、作業領域での融通性（フレキシビリティ）を大幅に
低下させる。特に、生産ロットが単一的であると、単一
ロットの各個別のピースに対して実行される自己学習プ
ロセスは再び使用されなくなるという事実によって融通
性がなくなるためである。
【０００７】一般的に、ロボットの製造者は、実行すべ
き動作シーケンスのためのプログラミング言語及び極め
て汎用的な用途に使用することができるデータ導入のた
めの自己学習方法を提供する。特定作業サイクルに対し
てシーケンス及びデータを適用するには時間がかかり、
打ち抜き／剪断加工又は曲げ加工の場合、３０分〜３０
０分もの時間がかかる。このことは、「ネスティング」
技術による数値制御のプログラムの自動生成に要する時
間と比較すると極めて長い時間である。実際、数時間の
生産のための「ネスティング」は、プログラムの生成に
は個別ピースのために存在するプログラムからスタート
して２，３分しかかからない。従って、自己学習ステッ
プの時間は「ダウンタイム」即ち、フレキシビリティの
損失であると解され、よくあることであるが、小さいロ
ット生産の場合に使用される打ち抜き／剪断マシン又は
パネリング（ベンディング）マシンにおいては極めてコ
ストがかかりることになる。
【０００８】更に、自己学習は、オペレータの側に特別
な能力を必要とし、この種の特殊化は小さい会社では見
過ごされがちであり、場合によっては更にコストを上昇
させることにもなる。
【０００９】更に、自己学習手順は、ロボットの動作フ
ィールド内で実行しなければならないため、安全性の問
題がある。実際上はロボットを初期化するためにオペレ
ータは携帯用キーボード（ティーチペンダント又はワイ
ヤ制御装置）を有する。しかし、ロボットを必要な作業
位置に適当な精度で移動し、工作機械に対する予め設定
した最終位置を実際にとったかどうかをチェックするた
めには、オペレータはロボットが実際にとる位置に極め
て接近して点検をしなければならず、このことは運動す
るコンポーネントの動作範囲内にオペレータが進入する
ことを意味し、従って、危険な状況と言わざるを得な
い。
【００１０】従って、本発明の目的は工作機械及びロボ
ットを有する作業領域内で金属シートを移動する方法で
あって、上述の欠点を解決することができ、タイプによ
って選別した金属シートを取扱い操作することができ、
自己学習ステップ及び取り扱うべき金属シートのタイプ
が変化する度毎にロボットの操作シーケンスを変更する
ステップを完全に排除することができる金属シート移動
方法を得るにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、工作機械と、少なくとも１個のロボット
と、加工すべき金属シートを供給する供給サイトと、仕
上げた金属シートを取り出す取り出しサイトとを具え、
前記工作機械、ロボット、供給及び取り出しサイトは、
それぞれ前記作業領域の空間内で予め決められている形
状及び予め決められているジオメトリック位置を有し、
前記ロボットには前記金属シートを取り出すことができ
るアーム及び把持部材を設けかつ制御ユニットに作用的
に接続した作業領域の空間内で金属シートを移動する方
法において、(i) 前記ロボットを擬人化ロボットとし、
また(ii)このロボットが前記金属シートを取り扱うた
め、 a) ＣＡＤ技術に頼ることなく、工作機械、ロボット、
及び供給及び取り出しサイトのうちの少なくとも一方の
サイトの空間内のジオメトリを識別する構成パラメータ
を構成する予め選択した固定入力データを検出する固定
入力データ検出ステップと、 b) ＣＡＤ技術に頼ることなく、 ‐取り扱うべき予め選択した金属シートの寸法、 ‐取り扱うべき金属シートの形状、 ‐予め選択した金属シートの作業シーケンス よりなる予め選択した可変入力データを前記工作機械か
ら検出する可変入力データ検出ステップと、 c) 前記供給及び取り出しサイトのうちの一方のサイト
と前記工作機械との間の前記金属シートの予め選択した
軌跡を識別する出力データを自動的に発生するため、前
記固定入力データ及び可変入力データを処理ユニットに
おいて逆運動学の解に基づくアルゴリズムによって処理
するデータ処理ステップと、 d) 前記出力データを前記ロボットの前記制御ユニット
に転送して前記ロボットを駆動し、前記金属シートを前
記予め選択した軌跡に沿って移動し、選択されたタイプ
の金属シートを自動的に取り扱う金属シート移動ステッ
プと よりなることを特徴とする。
【００１２】本発明方法の主な利点の一つは、自己学習
手法、またより精巧であるがコストのかかる技法例え
ば、ＣＡＤ(Computer-Aided-Design) 技法、人工頭脳技
法及びエキスパートシステムに頼ることなく、タイプ別
に選択した金属シートを取り扱える融通性（フレキシビ
リティ）が向上する点である。
【００１３】本発明の他の重要な利点は、オペレータが
作業領域におけるコンポーネントの動作範囲内で操作す
る必要がない点で、安全性が向上する。
【００１４】他の利点としては、本発明による方法によ
って発生した擬人化ロボットの作業サイクルの精度、効
率及び信頼性が向上する点である。
【００１５】以下に図面を参照して本発明の好適な実施
の形態につて本発明の特徴及び利点を説明するが、本発
明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、図面につき本発明の好適な
実施の形態を説明する。
【００１７】図１は、作業領域（作業セル）１０（図２
でその一つを示す）における金属シートを取り扱うため
の方法の機能ブロック図を示す。領域１０は、処理／制
御ユニット１０７に接続して操作可能な工作機械１００
と、制御ユニット１０８に接続して操作可能な擬人化ロ
ボット１０１と、加工すべき金属シートを供給する供給
サイト１１０と、加工した金属シートを取り出す取り出
しサイト１０６とを有する。
【００１８】工作機械１００は、加工すべき金属シート
を支持する作業面１０５を設けた打ち抜き（パンチン
グ）／剪断（シャーリング）マシンにより構成する。工
作機械１００は他のタイプ、例えば、曲げ加工機等とす
ることもできる。擬人化ロボット１０１は、アーム１０
２、及び把持部材１０３（機械的、空気的、磁気的等に
よって把持する吸引カップ、把持装置）により構成す
る。擬人化ロボット１０１は、加工した金属シート１０
４を作業面１０５から取り出し、タイプに応じて、ロボ
ット１０１の作業フィールド内に位置する取り出しサイ
ト１０６の予め選択した支持面１０６ａ又は１０６ｂ又
は１０６ｃ上に配置し、積み重ねる。
【００１９】作業領域１０は、更に、補助処理ユニット
１０９を有し、この補助処理ユニット１０９は例えば、
後述する機能を有するパーソナルコンピュータ又はワー
クステーションによって構成する。ロボット１０１の補
助処理ユニット１０９及び制御ユニット１０８は、打ち
抜き（パンチング）／剪断（シャーリング）マシン１０
０の単独処理／制御ユニット１０７に物理的及び機能的
に組み込むこともできる。
【００２０】作業領域１０を完全にするため、金属シー
トを供給し、取り出し、積み重ねるための通常の付属装
置を作業領域１０に挿入することができるが、これらの
付属装置は図示しない。同様に、加工すべき金属シート
を取扱い、タイプに応じて供給サイト１１０の支持面１
１０ａ又は１１０ｂから打ち抜き（パンチング）／剪断
（シャーリング）マシン１００の作業面１０５に供給す
るのに使用することができる第２ロボットも図示しな
い。
【００２１】本発明の移動方法は、加工した金属シート
１０４を作業面１０５から取り出し、タイプに応じて取
り出しサイト１０６に積み重ねるため擬人化ロボット１
０１に適用する。図１に示す移動方法は、予め選択した
プログラミング言語で記述し、プロジェクトコンピュー
タ（図示せず）でコンパイル及び／又はインタープリー
トしたプログラム（ソフトウェアアルゴリズム）に基づ
く。実行可能なプログラムを図２の補助処理ユニット１
０９にロードすることによって取得する。
【００２２】本発明方法は、作業領域１０の構成（コン
フィグレーション）の初期化ステップ（図１のブロック
１）を行い、この初期化ステップは、各コンポーネント
例えば、擬人化ロボット１０１、このロボットの把持部
材１０３、打ち抜き（パンチング）／剪断（シャーリン
グ）マシン１００の作業面１０５、及び取り出しサイト
１０６の空間のジオメトリを識別するパラメータの検出
を行う。パラメータのうちの若干は位置データによって
構成し、擬人化ロボット１０１を包囲する環境を指向性
のあるカルテシアンの組（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｏ，Ａ，Ｔ）の
形式により記述し、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は組の原点に対する
座標であり、（Ｏ，Ａ，Ｔ）は空間における組の向きを
表すオイラー角度である。他のパラメータは作業領域の
コンポーネントの形状のデータにより構成し、例えば、
ロボットのアームの長さ、把持部材の寸法、及び他のデ
ータである。例えば、構成パラメータ（ブロック１参
照）は、 ‐ロボット１０１の位置、 ‐作業面１０５の位置、 ‐取り出しサイト１０６の支持面１０６ａ，１０６ｂ，
又は１０６ｃの位置、 ‐ロボット１０１及び把持部材１０３の形状、 ‐作業面１０５の形状、 ‐取り出しサイト１０６の支持面１０６ａ，１０６ｂ，
又は１０６ｃの形状により構成する。
【００２３】上述の構成パラメータは、処理すべき金属
シート１０４の形状及び寸法とは独立しているため、固
定の入力データを構成する。これらの構成パラメータは
補助処理ユニット１０９に存在する実行可能なプログラ
ムに導入され、恒久的に関連付けされる。
【００２４】本発明方法は、更に、補助処理ユニット１
０９（図２参照）における可変入力データのデータ取得
ステップ（ブロック２）を有する。このような可変入力
データとしては、 ‐処理すべき予め選択した金属シートの寸法、 ‐処理すべき金属シートの形状、 ‐予め選択した金属シートの製造シーケンス がある。
【００２５】上述の可変入力データは、打ち抜き（パン
チング）／剪断（シャーリング）マシン１００の操作プ
ログラムによって自動的に取得される。このデータ取得
ステップは、 ‐取り出しサイト１０６の支持面１０６ａ，１０６ｂ，
又は１０６ｃに積み重ねる際の優先順位 により構成した他のデータを追加することによって完全
となる。
【００２６】この最後のデータがない場合、利用できる
データに関連して自動的に計算した積み重ね位置で行う
ことができる。
【００２７】上述の可変入力データは、いかなる場合で
も、作業領域での作業のための打ち抜き（パンチング）
／剪断（シャーリング）マシンの処理／制御ユニットで
利用できる情報により構成される。この情報を抽出する
に適した任意の手順は、上述の可変入力データを規定す
ることができ、また本発明の目的を達成するために使用
することができる。
【００２８】予め選択した金属シートの各々のため、論
理／決定アルゴリズムは、ロボット１０１の把持部材１
０３が作業面１０５から取り出しサイト１０６の予め選
択した支持面１０６ａ，１０６ｂ又は１０６ｃへの必要
な取扱い作業を行うのに実行しなければならない軌跡の
初期ポイント及び最終ポイントを確立する（ブロック
３）。アルゴリズムは、このようにして計算し、予め確
立した経路に沿ってロボットを移動させるよう規制する
端点間の一連の中間ポイントによりその軌跡を完成させ
る（ブロック４）。上述の「ポイント」は、空間におけ
る指向性のあるカルテシアン組を表すものであり、軌跡
の「ポイント」は、アームの動作の領域内で或る値をと
り、順次の２個のポイント間でロボットの運動を予測で
きるに十分な数を用意する。
【００２９】本発明方法は、このようにして計画した軌
跡の各「ポイント」を得るため以下の計算を行う（ブロ
ック５）。即ち、 ‐ロボットアームの逆運動学の解、 ‐見いだした各解のためのシート／マシン関連の値（可
変／固定データ）の計算を行う。
【００３０】逆運動学は、ユークリッド空間における指
向性を有する組（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｏ，Ａ，Ｔ）をベクトル
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，．．．，Ｚｎの組に関連付けする数
学的変換である。各ベクトルＺｉはロボットの軸線の数
と同じ数の成分を有する。各成分は、各軸線が「ポイン
ト」（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｏ，Ａ，Ｔ）に達するためにとるこ
とができる直線的（ミリメートル）位置又は角度（度）
位置を表す。上述の変換は当業者には「逆運動学の問題
の解」として知られている。計画した軌跡の各ポイント
ｋ（ｋ＝０，１，２，．．，ｋ′）に対して見つかった
ｎ（ｎ＝０，１，２，．．，ｎ′）個の解は、それぞれ
処理している金属シートの形状に関連する。ロボット＋
シートの組のｋ′×ｎ′個の空間における表現がこのよ
うにして各軌跡に対して計算される。
【００３１】本発明方法は、先行のステップにおいて得
られた解のうちで適当な解を選択するためシート／マシ
ン干渉の分析ステップ（ブロック６）を有する。特に、
シート／ロボット間、シート／マシン間、シート／支持
面間の干渉を点検する。このステップは、計算した表現
のうちから最適な解を自動的に識別する論理‐数学的ア
ルゴリズムによって行い、シート／マシン間の干渉、ロ
ボット軸線の軸線ストロークからの逸脱、及び或るポイ
ントから次のポイントまでの軸線の不適切な回転（０°
及び０°±３６０°）を含む解を排除する。
【００３２】上述の自動手順の代案として、シート／マ
シン間干渉、ストローク逸脱、及び軸線の不適切回転を
効率よく視覚化し、軌跡のすべてのポイントに対して各
ポイントのために計算した解の中から最適な解を迅速に
（２，３秒のうちに）選択することができる簡単かつエ
ルゴノミックなグラフィック表現を使用することができ
る。この第２の（対話的）手順は、第１の手順によって
自動的に実施される選択に対する迅速な視覚的チェック
としても使用することができる。
【００３３】軌跡を計画するブロック３及びブロック４
によって示されるステップ及び好適な解を決定するため
のブロック５及びブロック６によって示されるステップ
は可変入力データの生成シーケンス（ブロック２）で記
述した各シートに対して繰り返される。
【００３４】本発明方法は、更に、ロボット１０１の制
御ユニット１０８に特定のプログラミング言語で可変出
力データを発生するステップ（ブロック７）を有する。
上述の決定及び計算アルゴリズムの結果を、その特定プ
ログラミング言語のシンタックス規則に従ってロボット
１０１を駆動するのに有効な出力データに変換する。変
換したデータは、ロボットの軸線の位置ベクトルであ
り、実行すべきサイクルのシーケンスリストである。
【００３５】本発明方法は、ロボットの作業サイクルの
形式として最終出力データを発生するステップ（ブロッ
ク８）で完了する。最終出力データは、打ち抜き（パン
チング）／剪断（シャーリング）マシンに同期してロボ
ットの物理的運動を行うのに必要な、特定ロボットのプ
ログラミング言語のシンタックス規則に従って記述さ
れ、上述の可変出力データ（ブロック７）を受け取るよ
う特別に設計された要素サイクルのセットにより構成す
る。このようにして構築された要素サイクルと可変出力
データとの組み合わせにより、打ち抜き（パンチング）
／剪断（シャーリング）マシン１００に隷属するロボッ
ト１０１により製造される金属シートの取扱い操作を自
動的に行うことができる。
【００３６】本発明方法によれば、プロジェクトコンピ
ュータで発生したプログラムを作業領域１０に転送する
とき、特定作業領域のコンポーネントの空間におけるジ
オメトリック（幾何学的）位置の値を検出（キャリブレ
ーション）し、またプログラム自体に組み込むのに十分
である。
【００３７】この結果は、実行可能なタイプのカスタマ
イズしたソフトウェアアルゴリズムであり、作業領域１
０の補助処理ユニット１０９にインストールしたら、上
述の可変入力データを取得することができ（ブロック
２）、可変データを出力し（ブロック７）、打ち抜き
（パンチング）／剪断（シャーリング）マシン１００に
よる製造に関連して金属シートを自動的に取り扱うのロ
ボットの作業サイクルを行う（ブロック８）ことができ
る。
【００３８】ブロック７，８の可変データ及び作業サイ
クルは処理ユニット１０９からロボット１０１の制御ユ
ニット１０８に転送し、必要な作業を即座に実行する。
【００３９】上述したところから、本発明方法は、自己
学習手順によってロボットの取扱い軌跡を規定する手動
ステップを排除したため、作業領域に対する融通性が全
体的に高まる。補助処理ユニット１０９及びロボットの
制御ユニット１０８は、打ち抜き（パンチング）／剪断
（シャーリング）マシン１００の単独の処理／制御ユニ
ット１０７に、物理的にかつ機能的に組み込むこともで
きる。
【００４０】同様の移動方法を、供給サイト１１０の支
持面１１０ａ，１１０ｂから処理すべき金属シートを選
択したタイプに応じて取り出し、作業面１０５上に配置
する作業領域１０における第２のロボットにも適用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構成した工作機械（マシンツー
ル）及び擬人化ロボットを有する作業領域において金属
シートを取り扱う方法の機能ブロック図である。
【図２】本発明方法により操作することができる工作機
械及び擬人化ロボットを有する作業領域の線図的説明図
である。
【符号の説明】
10 作業領域（作業セル） 100 工作機械（打ち抜き／剪断マシン） 101 擬人化ロボット 103 把持部材 104 金属シート 105 作業面 106 取り出しサイト 106a,106b,106c 支持面 107 処理／制御ユニット 108 制御ユニット 109 補助処理ユニット 110 供給サイト 110a,110b 支持面

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工作機械（１００）と、少なくとも１個
    のロボット（１０１）と、加工すべき金属シートを供給
    する供給サイト（１１０）と、仕上げた金属シート（１
    ０４）を取り出す取り出しサイト（１０６）とを具え、
    前記工作機械（１００）、ロボット（１０１）、供給及
    び取り出しサイト（１１０，１０６）は、それぞれ前記
    作業領域（１０）の空間内で予め決められている形状及
    び予め決められているジオメトリック位置を有し、前記
    ロボット（１０１）には前記金属シート（１０４）を取
    り出すことができるアーム（１０２）及び把持部材（１
    ０３）を設けかつ制御ユニット（１０８）に作用的に接
    続した作業領域（１０）の空間内で金属シートを移動す
    る方法において、(i) 前記ロボット（１０１）を擬人化
    ロボットとし、また(ii)このロボットが前記金属シート
    （１０４）を取り扱うため、 a) ＣＡＤ技術に頼ることなく、工作機械（１００）、
    ロボット（１０１）、及び供給及び取り出しサイト（１
    １０，１０６）のうちの少なくとも一方のサイトの空間
    内のジオメトリを識別する構成パラメータを構成する予
    め選択した固定入力データを検出する固定入力データ検
    出ステップと、 b) ＣＡＤ技術に頼ることなく、 ‐取り扱うべき予め選択した金属シートの寸法、 ‐取り扱うべき金属シートの形状、 ‐予め選択した金属シートの作業シーケンス よりなる予め選択した可変入力データを前記工作機械
    （１００）から検出する可変入力データ検出ステップ
    と、 c) 前記供給及び取り出しサイト（１１０，１０６）の
    うちの一方のサイトと前記工作機械（１００）との間の
    前記金属シート（１０４）の予め選択した軌跡を識別す
    る出力データを自動的に発生するため、前記固定入力デ
    ータ及び可変入力データを処理ユニット（１０９）にお
    いて逆運動学の解に基づくアルゴリズムによって処理す
    るデータ処理ステップと、 d) 前記出力データを前記ロボット（１０１）の前記制
    御ユニット（１０８）に転送して前記ロボット（１０
    １）を駆動し、前記金属シート（１０４）を前記予め選
    択した軌跡に沿って移動し、選択されたタイプの金属シ
    ートを自動的に取り扱う金属シート移動ステップとより
    なることを特徴とする金属シート移動方法。
  2. 【請求項２】 前記固定入力データは、前記ロボット
    （１０１）の予め決められている位置に関するデータを
    有するものとした請求項１記載の金属シート移動方法。
  3. 【請求項３】 前記固定入力データは、前記ロボット
    （１０１）の形状及びこのロボットの把持部材（１０
    ３）に関するデータを有するものとして構成した請求項
    １又は２記載の金属シート移動方法。
  4. 【請求項４】 前記固定入力データは、前記工作機械
    （１００）の作業面（１０５）の予め決められている位
    置に関するデータを有するものとして構成した請求項１
    記載の金属シート移動方法。
  5. 【請求項５】 前記固定入力データは、前記工作機械
    （１００）の作業面（１０５）の予め決められている形
    状に関するデータを有するものとして構成した請求項１
    又は４記載の金属シート移動方法。
  6. 【請求項６】 前記固定入力データは、前記取り出しサ
    イト（１０６）の前記支持面（１０６ａ，１０６ｂ，１
    ０６ｃ）の予め決められている位置に関するデータを有
    するものとして構成した請求項１記載の金属シート移動
    方法。
  7. 【請求項７】 前記固定入力データは、前記取り出しサ
    イト（１０６）の前記支持面（１０６ａ，１０６ｂ，１
    ０６ｃ）の予め決められている形状に関するデータを有
    するものとして構成した請求項１又は６記載の金属シー
    ト移動方法。
  8. 【請求項８】 前記固定入力データは、前記供給サイト
    （１１０）の前記支持面（１１０ａ，１１０ｂ）の予め
    決められている位置に関するデータを有するものとして
    構成した請求項１記載の金属シート移動方法。
  9. 【請求項９】 前記固定入力データは、前記供給サイト
    （１１０）の前記支持面（１１０ａ，１１０ｂ）の予め
    決められている形状に関するデータを有するものとして
    構成した請求項１又は８記載の金属シート移動方法。
  10. 【請求項１０】 前記データ処理ステップc)は、前記金
    属シート（１０４）を取り扱う軌跡の初期ポイントと最
    終ポイントの識別及び計算するステップ（ブロック３）
    を有するものとして構成した請求項１記載の金属シート
    移動方法。
  11. 【請求項１１】 前記データ処理ステップc)は、前記金
    属シート（１０４）を取り扱う軌跡の中間ポイントを計
    画するステップ（ブロック４）を有するものとして構成
    した請求項１０記載の金属シート移動方法。
  12. 【請求項１２】 前記計画した軌跡の各ポイントを確立
    するため、 ‐前記ロボット（１０１）のアーム（１０２）の逆運動
    学の解、 ‐見出した各解に対して前記可変入力データ及び固定入
    力データによるシート／マシンに関連する値を計算する
    （ブロック５）請求項１１記載の金属シート移動方法。
  13. 【請求項１３】 見出した解の中から適当な解を自動的
    に選択するため前記金属シート（１０４）と前記ロボッ
    ト（１０１）との間の干渉を分析する（ブロック６）ス
    テップを設けた請求項１２記載の金属シート移動方法。
  14. 【請求項１４】 前記軌跡のすべてのポイントに関し
    て、各ポイントのために計算した解の中から最適な解を
    選択するため、シート／マシン干渉、ロボットの軸線の
    ストローク逸脱及び不適切な回転を視覚化することがで
    きるグラフィック表現化ステップを設けた請求項１２記
    載の金属シート移動方法。
  15. 【請求項１５】 前記分析の決定及び計算アルゴリズム
    の結果を前記ロボット（１０１）の前記制御ユニット
    （１０８）に特定のプログラミング言語における可変出
    力データに変換される可変出力データ発生ステップ（ブ
    ロック７）を設けた請求項１３記載の金属シート移動方
    法。
  16. 【請求項１６】 受け取ったデータに関連して変化する
    軌跡を生成することができるよう前記ロボット（１０
    １）の前記制御ユニット（１０８）の特定の言語に従っ
    て記述した固定作業サイクルの形式で出力データを発生
    する最終出力データ発生ステップ（ブロック８）を設け
    た請求項１５記載の金属シート移動方法。
  17. 【請求項１７】 工作機械（１００）と、加工すべき金
    属シートを供給する供給サイト（１１０）と、仕上げた
    金属シート（１０４）を取り出す取り出しサイト（１０
    ６）へせへえた作業領域（１０）の空間内で金属シート
    を取り扱うロボット（１０１）であって、前記工作機械
    （１００）、ロボット（１０１）、供給及び取り出しサ
    イト（１１０，１０６）は、それぞれ前記作業領域（１
    ０）の空間内で予め決められている形状及び予め決めら
    れているジオメトリック位置を有し、前記ロボット（１
    ０１）には前記金属シート（１０４）を取り出すことが
    できるアーム（１０２）及び把持部材（１０３）を設け
    かつ制御ユニット（１０８）に作用的に接続した金属シ
    ート移動ロボットにおいて、(i) 前記ロボット（１０
    １）を擬人化ロボットとし、また(ii)前記制御ユニット
    （１０８）が処理すべき予め選択した金属シートを移動
    する方法に従って動作することができるようにし、前記
    方法は、 a) ＣＡＤ技術に頼ることなく、工作機械（１００）、
    ロボット（１０１）、及び供給及び取り出しサイト（１
    １０，１０６）のうちの少なくとも一方のサイトの空間
    内のジオメトリを識別する構成パラメータを構成する予
    め選択した固定入力データを検出する固定入力データ検
    出ステップと、 b) ＣＡＤ技術に頼ることなく、 ‐取り扱うべき予め選択した金属シートの寸法、 ‐取り扱うべき金属シートの形状、 ‐予め選択した金属シートの作業シーケンス よりなる予め選択した可変入力データを前記工作機械
    （１００）から検出する可変入力データ検出ステップ
    と、 c) 前記供給及び取り出しサイト（１１０，１０６）の
    うちの一方のサイトと前記工作機械（１００）との間の
    前記金属シート（１０４）の予め選択した軌跡を識別す
    る出力データを自動的に発生するため、前記固定入力デ
    ータ及び可変入力データを処理ユニット（１０９）にお
    いて逆運動学の解に基づくアルゴリズムによって処理す
    るデータ処理ステップと、 d) 前記出力データを前記ロボット（１０１）の前記制
    御ユニット（１０８）に転送して前記ロボット（１０
    １）を駆動し、前記金属シート（１０４）を前記予め選
    択した軌跡に沿って移動し、選択されたタイプの金属シ
    ートを自動的に取り扱う金属シート移動ステップとより
    なることを特徴とする金属シート移動ロボット。
  18. 【請求項１８】 前記固定入力データは、前記ロボット
    （１０１）の予め決められている位置に関するデータを
    有するものとした請求項１７記載の金属シート移動ロボ
    ット。
  19. 【請求項１９】 前記固定入力データは、前記ロボット
    （１０１）の形状及びこのロボットの把持部材（１０
    ３）に関するデータを有するものとして構成した請求項
    １７又は１８記載の金属シート移動ロボット。
  20. 【請求項２０】 前記固定入力データは、前記工作機械
    （１００）の作業面（１０５）の予め決められている位
    置に関するデータを有するものとして構成した請求項１
    ７記載の金属シート移動ロボット。
  21. 【請求項２１】 前記固定入力データは、前記工作機械
    （１００）の作業面（１０５）の予め決められている形
    状に関するデータを有するものとして構成した請求項１
    ７又は２０記載の金属シート移動ロボット。
  22. 【請求項２２】 前記固定入力データは、前記取り出し
    サイト（１０６）の前記支持面（１０６ａ，１０６ｂ，
    １０６ｃ）の予め決められている位置に関するデータを
    有するものとして構成した請求項１７記載の金属シート
    移動ロボット。
  23. 【請求項２３】 前記固定入力データは、前記取り出し
    サイト（１０６）の前記支持面（１０６ａ，１０６ｂ，
    １０６ｃ）の予め決められている形状に関するデータを
    有するものとして構成した請求項１７又は２２記載の金
    属シート移動ロボット。
  24. 【請求項２４】 前記固定入力データは、前記供給サイ
    ト（１１０）の前記支持面（１１０ａ，１１０ｂ）の予
    め決められている位置に関するデータを有するものとし
    て構成した請求項１７記載の金属シート移動ロボット。
  25. 【請求項２５】 前記固定入力データは、前記供給サイ
    ト（１１０）の前記支持面（１１０ａ，１１０ｂ）の予
    め決められている形状に関するデータを有するものとし
    て構成した請求項１７又は２４記載の金属シート移動ロ
    ボット。
  26. 【請求項２６】 前記データ処理ステップc)は、前記金
    属シート（１０４）を取り扱う軌跡の初期ポイントと最
    終ポイントの識別及び計算するステップ（ブロック３）
    を有するものとして構成した請求項１７記載の金属シー
    ト移動ロボット。
  27. 【請求項２７】 前記データ処理ステップc)は、前記金
    属シート（１０４）を取り扱う軌跡の中間ポイントを計
    画するステップ（ブロック４）を有するものとして構成
    した請求項２６記載の金属シート移動ロボット。
  28. 【請求項２８】 前記計画した軌跡の各ポイントを確立
    するため、 ‐前記ロボット（１０１）のアーム（１０２）の逆運動
    学の解、 ‐見出した各解に対して前記可変入力データ及び固定入
    力データによるシート／マシンに関連する値を計算する
    （ブロック５）請求項２７記載の金属シート移動ロボッ
    ト。
  29. 【請求項２９】 見出した解の中から適当な解を自動的
    に選択するため前記金属シート（１０４）と前記ロボッ
    ト（１０１）との間の干渉を分析する（ブロック６）ス
    テップを設けた請求項２８記載の金属シート移動ロボッ
    ト。
  30. 【請求項３０】 前記軌跡のすべてのポイントに関し
    て、各ポイントのために計算した解の中から最適な解を
    選択するため、シート／マシン干渉、ロボットの軸線の
    ストローク逸脱及び不適切な回転を視覚化することがで
    きるグラフィック表現化ステップを設けた請求項２８記
    載の金属シート移動ロボット。
  31. 【請求項３１】 前記分析の決定及び計算アルゴリズム
    の結果を前記ロボット（１０１）の前記制御ユニット
    （１０８）に特定のプログラミング言語における可変出
    力データに変換される可変出力データ発生ステップ（ブ
    ロック７）を設けた請求項２９記載の金属シート移動ロ
    ボット。
  32. 【請求項３２】 受け取ったデータに関連して変化する
    軌跡を生成することができるよう前記ロボット（１０
    １）の前記制御ユニット（１０８）の特定の言語に従っ
    て記述した固定作業サイクルの形式で出力データを発生
    する最終出力データ発生ステップ（ブロック８）を設け
    た請求項３１記載の金属シート移動ロボット。
  33. 【請求項３３】 前記金属シートを移動する方法は実行
    可能なプログラムの形式として処理ユニット（１０９）
    にロードする請求項１７記載の金属シート移動ロボッ
    ト。
  34. 【請求項３４】 前記制御ユニット（１０８）及び前記
    処理ユニット（１０９）は、前記工作機械（１００）の
    処理／制御ユニット（１０７）に物理的及び機能的に組
    み込んだ請求項３３記載の金属シート移動ロボット。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000207004A (ja) * 1999-01-19 2000-07-28 Yukiwa Seiko Inc Ｎｃ制御システム
JP3784282B2 (ja) 2001-07-02 2006-06-07 アイダエンジニアリング株式会社 トランスファプレスの干渉チェック装置
US6938454B2 (en) * 2002-05-13 2005-09-06 Trumpf Maschinen Austria Gmbh & Co. Kg. Production device, especially a bending press, and method for operating said production device
DE102004048036A1 (de) * 2004-09-28 2006-04-06 Ras Reinhardt Maschinenbau Gmbh Biegeeinrichtung
JP5108260B2 (ja) * 2006-07-06 2012-12-26 株式会社アマダ 曲げ加工機金型レイアウトの活用方法およびその装置
CN101572029B (zh) * 2008-04-28 2012-01-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 机器人板材折弯模拟系统及方法
US8359116B2 (en) * 2009-09-11 2013-01-22 Sap Ag Production management system
WO2016100702A1 (en) * 2014-12-17 2016-06-23 Norgren Automation Solutions, Llc Apparatus and method for detecting multiple workpieces

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT995739B (it) * 1972-10-13 1975-11-20 Schuler Gmbh L Cescia mobile per tagliare nastro di lamiera in movimento
US4998206A (en) * 1988-07-29 1991-03-05 The Boeing Company Automated method and apparatus for fabricating sheet metal parts and the like using multiple manufacturing stations
GB2211002B (en) * 1987-12-15 1992-01-08 Amada Co Ltd Device and method for controlling a manipulator for a plate bending machine
US5307282A (en) * 1989-09-22 1994-04-26 Hewlett-Packard Company Method of computer-aided prediction of collisions between objects including fabrication tools and parts to be fabricated
US5287433A (en) * 1989-12-18 1994-02-15 Amada Company Limited Device for control of a robot manipulator for a metal sheet bending installation
IT1237740B (it) * 1989-12-22 1993-06-15 Prima Ind Spa Sistema per la creazione di segnali di comando e di controllo per un ciclo operativo completo di un dispositivo manipolatore robotizzato di un impianto di piegatura di lamiere, tramite la simulazione dello ambiente operativo.
US5188135A (en) * 1990-02-23 1993-02-23 Neumann Industries, Inc. Method and apparatus for processing sheet metal blanks and continuous strip
US5380055A (en) * 1993-04-07 1995-01-10 Suarez; Roderick A. Sheet material puller
IT1260677B (it) * 1993-07-29 1996-04-22 Antonio Codatto Manipolatore per la movimentazione di lastre, particolarmente pannellidi lamiera, nei confronti di una macchina operatrice, quale una pressapiegatrice.
US5835684A (en) * 1994-11-09 1998-11-10 Amada Company, Ltd. Method for planning/controlling robot motion
WO1996015481A2 (en) * 1994-11-09 1996-05-23 Amada Company, Limited Intelligent system for generating and executing a sheet metal bending plan
US5822207A (en) * 1996-05-06 1998-10-13 Amadasoft America, Inc. Apparatus and method for integrating intelligent manufacturing system with expert sheet metal planning and bending system
IT1283019B1 (it) * 1996-05-16 1998-04-03 Salvagnini Italia Spa Metodo di gestione di un'isola di lavoro comprendente un robot asser- vito ad una pressa piegatrice per lavorazione di fogli di lamiera.

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