JPH1133958A - 金型スプレイロボットの簡易干渉チェック方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 金型空間に突出する中子等の障害物があって
も、正確で、短時間に簡便容易に、実施できる金型スプ
レイロボットの簡易干渉チェック方法を得る。 【解決手段】 型開時の金型隙間とロボット動作範囲か
らあらかじめ該金型スプレイロボットのスプレイノズル
先端点が該金型ならびに金型周辺機器と接触干渉しない
ためのスプレイノズル先端点動作可能領域と、前記ロボ
ット手首先端点が該金型ならびに金型周辺機器と接触干
渉しないためのロボット手首先端点動作可能領域とを、
円筒または直方体などの単純モデル空間で形成された３
次元座標領域として設定し、該金型スプレイロボットの
スプレイノズルおよびスプレイノズルからロボット手首
先端点までの機器が型開時の金型隙間で形成された空間
に突き出た中子に対して接触干渉しないための干渉判定
球体を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
ットへスプレイ作業手順を教示する際の金型スプレイロ
ボットの簡易干渉チェック方法に係り、特に、金型スプ
レイロボットおよびこの先端部に設置されたスプレイ装
置が金型、金型周辺機器、中子等に接触干渉を起こすこ
となく安全に動作できるかどうかの確認のための簡易チ
ェック作業を簡便容易に、かつ、効率良く行なうことの
出来る金型スプレイロボットの簡易干渉チェック方法に
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１２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】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
設定していたが、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。これを解決するため、
本出願人は、たとえば、「金型スプレイロボットの教示
方法」（特願平７−３４２６７７号）を出願して、効率
的な教示方法を提示した。また、このようにして設定さ
れたスプレイ作業経路と金型や金型周辺機器とが干渉し
ないための簡易チェック方法として、本出願人は、「金
型スプレイロボットの簡易干渉チェック方法」（特願平
８−１３３４４４号）を提案した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般的に干渉チェック
は、金型スプレイロボットおよびこの先端部に設置され
るツール（具体的には、スプレイ装置）が設定された全
ての物体に干渉するかどうかを判定しなければならない
が、この判定には膨大な量の演算をおこなわなければな
らないと同時に、この判定を実施するアルゴリズムは非
常に複雑である。前記の「金型スプレイロボットの簡易
干渉チェック方法」（特願平８−１３３４４４号）にお
いては、スプレイノズル先端点およびロボット手首先端
点の動作可能領域を設定（ユーザ設定）することによ
り、スプレイノズル先端点およびロボット手首先端点が
その動作可能領域内にあるかどうか演算すれば、少なく
ともスプレイノズル先端点およびロボット手首先端点が
金型にぶつかることはないが、この手法は動作可能領域
内にスプレイノズル先端点およびロボット手首先端点が
あるかどうかを判定する方法であり、任意の方向から金
型隙間の空間に突出した中子に対しては無力であり、ス
プレイノズル先端点とロボット手首先端点との間の機器
が中子にぶつかるかどうかの判定が出来なかった。

【０００５】

【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、多関節ロボ
ットのロボット手首先端点にスプレイノズルを備えたス
プレイ装置を回転自在に接続して、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
ロボットへスプレイ作業手順を教示する際の金型スプレ
イロボットの簡易干渉チェック方法であって、型開時の
金型隙間とロボット動作範囲からあらかじめ該金型スプ
レイロボットのスプレイノズル先端点が該金型ならびに
金型周辺機器と接触干渉しないためのスプレイノズル先
端点動作可能領域と、前記ロボット手首先端点が該金型
ならびに金型周辺機器と接触干渉しないためのロボット
手首先端点動作可能領域とを、円筒または直方体などの
単純モデル空間で形成された３次元座標領域として設定
し、該金型スプレイロボットのスプレイノズル先端点お
よびスプレイノズル先端点からロボット手首先端点まで
の機器が型開時の金型隙間で形成された空間に突き出た
中子に対して接触干渉しないための干渉判定球体を、ス
プレイノズル先端点からロボット手首先端点間ではスプ
レイ作業経路として設定されたスプレイノズル先端点動
作経路毎とロボット手首先端点動作経路毎に等間隔もし
くは任意の間隔で複数個に３次元座標領域として設定
し、該中子には該中子の根元部から中子先端部間に等間
隔もしくは任意の間隔で複数個に３次元座標領域として
設定するとともに、前記スプレイノズル先端点動作経路
と前記ロボット手首先端点動作経路がそれぞれ前記スプ
レイノズル先端点動作可能領域と前記ロボット手首先端
点動作可能領域を逸脱しないかどうか判定するととも
に、該両動作経路毎に設定されたスプレイノズル先端点
からロボット手首先端点間の前記干渉判定球体が、該中
子の根元部から中子先端部間に設定された前記干渉判定
球体に交差するかどうかの判定を行なって、金型、周辺
機器、中子等への接触干渉を防止するようにした。

【０００６】また、第２の発明では、多関節ロボットの
ロボット手首先端点にスプレイノズルを備えたスプレイ
装置を回転自在に接続して、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
トへスプレイ作業手順を教示する際の金型スプレイロボ
ットの簡易干渉チェック方法であって、該金型スプレイ
ロボットのスプレイノズル先端点およびスプレイノズル
先端点からロボット手首先端点までの機器が金型や型開
時の金型隙間で形成された空間に突き出た中子に対して
接触干渉しないための干渉判定球体を、スプレイノズル
先端点からロボット手首先端点間ではスプレイ作業経路
として設定されたスプレイノズル先端点動作経路毎とロ
ボット手首先端点動作経路毎に等間隔もしくは任意の間
隔で複数個に３次元座標領域として設定し、該金型には
該金型に全表面に亘って等間隔もしくは任意の間隔で複
数個に３次元座標領域として設定し、該中子には該中子
の根元部から中子先端部間に等間隔もしくは任意の間隔
で複数個に３次元座標領域として設定するとともに、該
両動作経路毎に設定されたスプレイノズル先端点からロ
ボット手首先端点間の前記干渉判定球体が、該金型の全
表面に亘って設定された前記干渉判定球体や前記該中子
の根元部から中子先端部間に設定された干渉判定球体に
交差するかどうかの判定を行なって金型、周辺機器、中
子等への接触干渉を防止するようにした。

【０００７】さらに、第３の発明では、多関節ロボット
のロボット手首先端点にスプレイノズルを備えたスプレ
イ装置を回転自在に接続して、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
ットへスプレイ作業手順を教示する際の金型スプレイロ
ボットの簡易干渉チェック方法であって、型開時の金型
表面にあらかじめ該金型スプレイロボットのスプレイノ
ズル先端点からロボット手首先端点までの機器が該金型
ならびに金型周辺機器と接触干渉しないための金型干渉
面を設定し、該金型スプレイロボットのスプレイノズル
先端点およびスプレイノズル先端点からロボット手首先
端点までの機器が型開時の金型隙間で形成された空間に
突き出た中子に対して接触干渉しないための干渉判定球
体を、スプレイノズル先端点からロボット手首先端点間
ではスプレイ作業経路として設定されたスプレイノズル
先端点動作経路毎とロボット手首先端点動作経路毎に等
間隔もしくは任意の間隔で複数個に３次元座標領域とし
て設定し、該中子には該中子の根元部から中子先端部間
に等間隔もしくは任意の間隔で複数個に３次元座標領域
として設定するとともに、前記スプレイノズル先端点動
作経路と前記ロボット手首先端点動作経路がそれぞれ前
記金型面と干渉しないかどうか判定するとともに、該両
動作経路毎に設定されたスプレイノズル先端点からロボ
ット手首先端点間の前記干渉判定球体が、該中子の根元
部から中子先端部間に設定された前記干渉判定球体に交
差するかどうかの判定を行なって、金型、周辺機器、中
子等への接触干渉を防止するようにした。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明においては、第１の発明で
は、多関節ロボットのロボット手首先端点にスプレイノ
ズルを備えたスプレイ装置を回転自在に接続して、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へスプレイ作業手順を教示する
際の金型スプレイロボットの簡易干渉チェック方法であ
って、型開時の金型隙間とロボット動作範囲からあらか
じめ該金型スプレイロボットのスプレイノズル先端点が
該金型ならびに金型周辺機器と接触干渉しないためのス
プレイノズル先端点動作可能領域と、前記ロボット手首
先端点が該金型ならびに金型周辺機器と接触干渉しない
ためのロボット手首先端点動作可能領域とを、円筒また
は直方体などの単純モデル空間で形成された３次元座標
領域として設定し、該金型スプレイロボットのスプレイ
ノズル先端点およびスプレイノズル先端点からロボット
手首先端点までの機器が型開時の金型隙間で形成された
空間に突き出た中子に対して接触干渉しないための干渉
判定球体を、スプレイノズル先端点からロボット手首先
端点間ではスプレイ作業経路として設定されたスプレイ
ノズル先端点動作経路毎とロボット手首先端点動作経路
毎に等間隔もしくは任意の間隔で複数個に３次元座標領
域として設定し、該中子には該中子の根元部から中子先
端部間に等間隔もしくは任意の間隔で複数個に３次元座
標領域として設定するとともに、前記スプレイノズル先
端点動作経路と前記ロボット手首先端点動作経路がそれ
ぞれ前記スプレイノズル先端点動作可能領域と前記ロボ
ット手首先端点動作可能領域を逸脱しないかどうか判定
するとともに、該両動作経路毎に設定されたスプレイノ
ズル先端点からロボット手首先端点間の前記干渉判定球
体が、該中子の根元部から中子先端部間に設定された前
記干渉判定球体に交差するかどうかの判定を行なって、
金型、周辺機器、中子等への接触干渉を防止するように
したため、動作可能領域と干渉判定球体を併用して演算
処理の迅速化を達成出来る。

【０００９】そして、第２の発明では、多関節ロボット
のロボット手首先端点にスプレイノズルを備えたスプレ
イ装置を回転自在に接続して、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
ットへスプレイ作業手順を教示する際の金型スプレイロ
ボットの簡易干渉チェック方法であって、該金型スプレ
イロボットのスプレイノズル先端点およびスプレイノズ
ル先端点からロボット手首先端点までの機器が金型や型
開時の金型隙間で形成された空間に突き出た中子に対し
て接触干渉しないための干渉判定球体を、スプレイノズ
ル先端点からロボット手首先端点間ではスプレイ作業経
路として設定されたスプレイノズル先端点動作経路毎と
ロボット手首先端点動作経路毎に等間隔もしくは任意の
間隔で複数個に３次元座標領域として設定し、該金型に
は該金型に全表面に亘って等間隔もしくは任意の間隔で
複数個に３次元座標領域として設定し、該中子には該中
子の根元部から中子先端部間に等間隔もしくは任意の間
隔で複数個に３次元座標領域として設定するとともに、
該両動作経路毎に設定されたスプレイノズル先端点から
ロボット手首先端点間の前記干渉判定球体が、該金型の
全表面に亘って設定された前記干渉判定球体や前記該中
子の根元部から中子先端部間に設定された干渉判定球体
に交差するかどうかの判定を行なって金型、周辺機器、
中子等への接触干渉を防止するようにしたため、干渉判
定球体を設定するアルゴリズムのみで設定が完了するの
で、設定作業が簡略化されるとともに、判定作業が過不
足なく実施される。

【００１０】さらに、第３の発明では、多関節ロボット
のロボット手首先端点にスプレイノズルを備えたスプレ
イ装置を回転自在に接続して、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
ットへスプレイ作業手順を教示する際の金型スプレイロ
ボットの簡易干渉チェック方法であって、型開時の金型
表面にあらかじめ該金型スプレイロボットのスプレイノ
ズル先端点からロボット手首先端点までの機器が該金型
ならびに金型周辺機器と接触干渉しないための金型干渉
面を設定し、該金型スプレイロボットのスプレイノズル
先端点およびスプレイノズル先端点からロボット手首先
端点までの機器が型開時の金型隙間で形成された空間に
突き出た中子に対して接触干渉しないための干渉判定球
体を、スプレイノズル先端点からロボット手首先端点間
ではスプレイ作業経路として設定されたスプレイノズル
先端点動作経路毎とロボット手首先端点動作経路毎に等
間隔もしくは任意の間隔で複数個に３次元座標領域とし
て設定し、該中子には該中子の根元部から中子先端部間
に等間隔もしくは任意の間隔で複数個に３次元座標領域
として設定するとともに、前記スプレイノズル先端点動
作経路と前記ロボット手首先端点動作経路がそれぞれ前
記金型面と干渉しないかどうか判定するとともに、該両
動作経路毎に設定されたスプレイノズル先端点からロボ
ット手首先端点間の前記干渉判定球体が、該中子の根元
部から中子先端部間に設定された前記干渉判定球体に交
差するかどうかの判定を行なって、金型、周辺機器、中
子等への接触干渉を防止するようにしたので、動作可能
領域の設定が第１の発明に比べて容易であり、第１の発
明と同様に、動作可能領域と干渉判定球体を併用して演
算処理の迅速化を達成出来る。

【００１１】

【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８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は動作可能領域と干渉判定球体の設定範
囲を説明する斜視図、図４は干渉判定球体の詳細を示す
説明図、図５は干渉判定球体の座標系の説明図、図６は
干渉判定球体による交差判定方法のフローチャート、図
７は金型干渉面の詳細を示す説明図、図８は第１の発明
の簡易干渉チェック方法を示すフローチャート、図９は
金型スプレイロボットの動作可能領域説明図、図１０は
第２の発明の簡易干渉チェック方法を示すフローチャー
ト、図１１は第３の発明の簡易干渉チェック方法を示す
フローチャートである。

【００１２】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。

【００１３】金型スプレイロボット（メインロボットと
も言う）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２１
０ａ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（リストロボットとも言う）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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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へスプレイ
作業手順を教示する際の金型スプレイロボットの簡易干
渉チェック方法について説明する。図３（ａ）は、第１
の発明に対応するスプレイ作業領域（スプレイノズル先
端点動作可能領域とロボット手首先端点動作可能領域）
と干渉判定球体の設定を示しており、たとえば、前述の
「金型スプレイロボットの簡易干渉チェック方法」（特
願平８−１３３４４４号）に開示した動作可能領域設定
法を使用して、中子を無視した動作可能領域の設定を行
ない、しかる後、中子に対しては、中子先端部と中子根
元部とを結ぶ空間について等間隔もしくは任意の間隔で
複数個の干渉判定球体をオーバラップするように連結し
て設定し、同時に、スプレイ動作経路毎に、スプレイノ
ズル先端点とロボット手首先端点とを結ぶ機器（この間
を「ツール」と呼ぶ）を包含するようにして複数個の干
渉判定球体を等間隔もしくは任意の間隔でをオーバラッ
プするように連結して設定する。干渉判定球体の直径
は、接触可能性の大小に応じてユーザが任意に決定す
る。このようにして、設定された両方の干渉判定球体同
士の交差判定を行なうとともに、スプレイ作業経路とス
プレイ作業領域との交差判定を行ない、衝突の回避を実
現する。交差判定は、単純な計算式であり演算も短時間
で実施される。

【００１７】図３（ｂ）は、第２の発明に対応し、中子
と同様に、金型に対しても金型全面と同様な要領で複数
個の干渉判定球体を設定し、同様な交差判定を行なう。

【００１８】また、図３（ｃ）は、第３の発明に対応
し、中子やスプレイノズル先端点とロボット手首先端点
とを結ぶ機器については、上記と同様に複数個の干渉判
定球体を設定するが、金型に対しては、金型表面からあ
る程度離間した位置で金型面に平行な平面で形成される
仮想の金型干渉面を設定し、スプレイノズル先端点、ロ
ボット手首先端点、スプレイノズル先端点〜ロボット手
首先端点間と、この金型干渉面との交差判定を行なう。
この場合には、面と点、面と線との交差判定で済むため
上記と比べてさらに簡単なアルゴリズムで演算可能とな
る。

【００１９】まず、干渉判定球体の設定方法について、
図４に基づいて説明する。 中子に干渉判定球体（中子球体と呼ぶ）を設置する
ために、間隔（隣接する球体同士の中心間距離）ｓおよ
び球体直径ｄを設定する。一般的に、球体直径ｄは中子
を外接する円の直径ｄ₀ に干渉領域を考慮した距離ｓを
足し合わせる（ｄ＝ｄ₀ ＋２ｓ）。この距離ｓは干渉の
危険度を考慮してユーザが任意に決定する。 スプレイノズル先端点〜ロボット手首先端点間に干
渉判定球体（ツール球体と呼ぶ）を設置するために、間
隔隣接する球体同士の中心間距離ｓおよび球体直径ｄを
設定する。一般的に、球体直径ｄはツールに干渉領域を
考慮した距離（ユーザ設定）を設定する。また、基本的
には、間隔は直径の半分（半径）で設定する。ここで、
ツール球体の配置は、スプレイ作業経路毎に設定しなけ
ればならない。

【００２０】次に、干渉判定球体による交差判定方法に
ついて説明する。空間上に突き出た中子に設置した中子
球体（ｃ＝１〜ｎ）とスプレイノズル先端点〜ロボット
手首先端点間に設置したツール球体（ｔ＝１〜ｍ）が定
まると、中子球体とツール球体との干渉判定式は、次式
で決定される判定値Ｄが１より大きいか１より小さいか
で決定される。

【００２１】

【数１】

【００２２】すなわち、判定値Ｄが１以下であれば干渉
を起こし、判定値Ｄが１を越えると干渉しない。ここ
で、図５に示すように、数式の中のｘｔ、ｙｔ、ｚｔは
ツール球体の中心座標、ｘｃ、ｙｃ、ｚｃは中子球体の
中心座標、ｒｔはツール球体半径、ｒｃは中子球体半径
を示し、添字ｔおよび添字ｃは球体番号１〜ｍおよび１
〜ｎである。干渉判定球体による交差判定方法の具体的
手順は、図６に示すとおりである。

【００２３】次に、金型干渉面の設定方法について、図
７に基づいて説明する。金型面（ワーク面）に対して、
それぞれ金型の表面からの距離を設定する。この金型干
渉距離ｂを設定すれば、オフラインシステム中で金型面
に金型干渉距離程離れた平行な金型干渉面（形状は金型
面と同じサイズ）を作成する。

【００２４】このようにして作成された金型干渉面とス
プレイノズル先端点〜ロボット手首先端点間機器（ツー
ル）との干渉チェック方法について説明する。基本的な
考え方は、前述の中子球体とツール球体との交差判定と
同様な考え方で、金型干渉面とスプレイノズル先端点〜
ロボット手首先端点間機器（ツール）との交差判定をお
こなえばよい。すなわち、金型干渉面に対してスプレイ
ノズル先端点〜ロボット手首先端点間機器が金型干渉面
より手前にあれば、交差しないことになる。以下に計算
手順を示すと、 金型干渉面の法線ベクトルＮＮを求める。 金型干渉面とスプレイノズル先端点およびロボット
手首先端点の位置関係を計算する。計算式は次式のとお
りである。

【００２５】

【数２】

【００２６】上式において、平面Ｓ上の点は金型干渉面
のコーナ点のいずれかひとつの座標を代入し、空間上の
点ＰＰにスプレイノズル先端点またはロボット手首先端
点の座標を代入すればよい。ここで、Ｆｓ（ｐ）＞０の
とき、空間上の点は法線ベクトルＮＮの向く方向にあ
り、Ｆｓ（ｐ）＝０のとき、空間上の点は平面Ｓ上にあ
り、Ｆｓ（ｐ）＜０のとき、空間上の点は法線ベクトル
ＮＮの向きとは逆の方向にある。上式を用いて、金型干
渉面とスプレイノズル先端点との位置関係Ｆｓ（ｔ）な
らびに金型干渉面とロボット手首先端点との位置関係Ｆ
ｓ（ｗ）がいずれも０を越えるときには（すなわち、Ｆ
ｓ（ｔ）＞０、Ｆｓ（ｗ）＞０のとき）、スプレイノズ
ル先端点およびロボット手首先端点ならびにその中間機
器が金型干渉面と交差しないことになる（ただし、スプ
レイノズル先端点とロボット手首先端点とを結ぶ中間機
器には、特に外部に突出した部分が無いことが前提条件
となる）。

【００２７】このような交差判定を含んだ第１の発明の
簡易干渉チェック方法のフローチャートを図８に示し
た。すなわち、まず、図９に示すように、多関節ロボッ
トのスプレイロボット２００のロボット手首先端点２３
２の動き得る動作領域がロボット動作領域Ｐであり、一
方、ロボット手首先端点２３２の下方には縦軸２５０を
介してスプレイヘッド２６０が懸架され、型開した両金
型１２Ａ、１２Ｂで形成された金型隙間Ｑが有る。

【００２８】そこで、これらのロボット動作領域Ｐと金
型隙間Ｑのうち、ロボット手首先端点２３２およびスプ
レイノズル２６０ａが、各々、金型表面やタイバー等の
金型周辺の機器に接触しないように、簡単な構造をし
た、たとえば円柱や角柱状の空間モデルにより、図９に
示すように、ロボット手首先端点動作可能領域Ｓやスプ
レイノズル先端点動作可能領域Ｒを画面上で設定する。
設定の方法は、マウスやポインティング・デバイスを使
用するか、あるいは、キーボードを使って３次元の座標
で設定してもよい。

【００２９】次に、動作可能領域設定として、ロボット
手首先端点動作可能領域Ｓと、スプレイノズル先端点動
作可能領域Ｒを設定し、その後、既に設定済みのスプレ
イ動作経路ｉがこの２つの動作可能領域ＳまたはＲの範
囲から逸脱していないかどうかをパーソナルコンピュー
タ３２０で判定させ、確認する。その結果、この２つの
どちらの領域も逸脱していない場合は、初期に設定した
スプレイ動作経路が最終のスプレイ動作経路として確定
する。もし、このどちらかの少なくとも一方の動作可能
領域Ｓ、Ｒを逸脱している場合には、あらためて前述し
たスプレイ動作経路の修正を実施し、動作可能領域内に
収まるまで修正する。

【００３０】また、これら２つの干渉チェック（Ｉ）、
（II）が済んだ後、念の為に行なう第３の干渉チェック
(III) として、ツールフランジ（ロボット手首先端点）
とツール先端（スプレイノズル先端点）とを結んだ１次
近似式とマシン各部（金型面および金型周辺機器）との
交差判定を実施する。この場合の交差判定における演算
も線（１次近似式）と面（金型面）との交差判定だけで
あるから、短時間で単純な計算で干渉チェックが可能と
なる。

【００３１】以上のようにして、比較的簡便な方法でス
プレイ動作経路ｉの干渉チェックを実施した後、中子と
の干渉チェックを実施する。中子との干渉チェックは、
既に説明した干渉判定球体の中子球体とスプレイ動作経
路におけるツール球体との交差判定を行なう。このよう
にして、全球体チェックを完了して、干渉が無いことを
確認してから、ロボット動作プログラム作成に着手出来
る。

【００３２】第２の発明および第３の発明については、
図８の前半の干渉チェック（Ｉ）、（II）、(III) はな
いが、以下の手順については、図８と同様な手順で、そ
れぞれ図９および図１０の示したフローチャートにした
がって簡易干渉チェックを行なう。このスプレイ動作経
路の干渉チェックと前述した交差判定と合わせて実施し
てしてもよいが、このスプレイ動作経路の干渉チェック
（第３の干渉チェック）を行なうことにより自動的に交
差判定を行なったことになる場合は、前述の交差判定を
省略し得ることになる。

【００３３】以上述べたように、本発明においては、金
型スプレイロボットの干渉チェックを行なう場合に、単
純化された形状の動作可能領域をあらかじめ設定して、
作業中のスプレイノズル先端点やロボット手首先端点が
この領域から逸脱しないか同化判定するとともに、従
来、考慮されていなかった中子との干渉チェックには、
スプレイノズル先端点からロボット手首先端点と中子先
端部から中子根元部にあらかじめ設定したそれぞれ干渉
判定球体の交差判定を行なうようにしたので、演算量の
比較的少ない演算で短時間に干渉チェックが可能とな
る。

【００３４】

【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金型スプレイロボッ
トに接続されたスプレイ装置と金型、金型周辺機器、中
子等との干渉チェック作業を、簡便容易に、かつ、正確
に、効率よく実施できる。すなわち、 複雑な金型面形状や任意方向から突き出た中子等で
あっても、動作可能領域と干渉判定球体を併用、また
は、干渉判定球体を金型や中子にすべて設置する方法、
さらに、金型干渉面と干渉判定球体を併用することによ
って、演算処理の迅速化を促進できる。 複雑な金型面形状や任意方向から空間上に突き出た
中子であっても、事前に金型や周辺機器との衝突を回避
できる。 干渉チェック条件の設定が容易である。 （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。

【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動作可能領域と干渉判定
球体の設定範囲を説明する斜視図である。

【図４】本発明の実施例に係る干渉判定球体の詳細を示
す説明図である。

【図５】本発明の実施例に係る干渉判定球体の座標系の
説明図である。

【図６】本発明の実施例に係る干渉判定球体による交差
判定方法のフローチャートである。

【図７】本発明の実施例に係る金型干渉面の詳細を示す
説明図である。

【図８】本発明の第１の発明の簡易干渉チェック方法を
示すフローチャートである。

【図９】本発明の実施例に係る金型スプレイロボットの
動作可能領域説明図である。

【図１０】本発明の第２の発明の簡易干渉チェック方法
を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の第３の発明の簡易干渉チェック方法
を示すフローチャートである。

【図１２】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 Ｄ 判定値 Ｐ ロボット動作領域 Ｑ 金型隙間 Ｓ ロボット手首先端点動作可能領域 Ｒ スプレイノズル先端点動作可能領域 Ｓ₀ 金型干渉面（または平面） ａ 干渉領域 ｂ 金型干渉距離 ｄ 中子球体直径 ｄ₀ 中子外接円直径 ｓ 中子球体設置間隔 ｒ_c 中子球体半径 ｒ_t ツール球体半径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２５Ｊ 19/06 Ｂ２５Ｊ 19/06 Ｂ２９Ｃ 33/58 Ｂ２９Ｃ 33/58

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多関節ロボットのロボット手首先端点に
   スプレイノズルを備えたスプレイ装置を回転自在に接続
   して、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へスプレイ作業手順
   を教示する際の金型スプレイロボットの簡易干渉チェッ
   ク方法であって、 型開時の金型隙間とロボット動作範囲からあらかじめ該
   金型スプレイロボットのスプレイノズル先端点が該金型
   ならびに金型周辺機器と接触干渉しないためのスプレイ
   ノズル先端点動作可能領域と、前記ロボット手首先端点
   が該金型ならびに金型周辺機器と接触干渉しないための
   ロボット手首先端点動作可能領域とを、円筒または直方
   体などの単純モデル空間で形成された３次元座標領域と
   して設定し、 該金型スプレイロボットのスプレイノズル先端点および
   スプレイノズル先端点からロボット手首先端点までの機
   器が型開時の金型隙間で形成された空間に突き出た中子
   に対して接触干渉しないための干渉判定球体を、スプレ
   イノズル先端点からロボット手首先端点間ではスプレイ
   作業経路として設定されたスプレイノズル先端点動作経
   路毎とロボット手首先端点動作経路毎に等間隔もしくは
   任意の間隔で複数個に３次元座標領域として設定し、該
   中子には該中子の根元部から中子先端部間に等間隔もし
   くは任意の間隔で複数個に３次元座標領域として設定す
   るとともに、 前記スプレイノズル先端点動作経路と前記ロボット手首
   先端点動作経路がそれぞれ前記スプレイノズル先端点動
   作可能領域と前記ロボット手首先端点動作可能領域を逸
   脱しないかどうか判定するとともに、 該両動作経路毎に設定されたスプレイノズル先端点から
   ロボット手首先端点間の前記干渉判定球体が、該中子の
   根元部から中子先端部間に設定された前記干渉判定球体
   に交差するかどうかの判定を行なって、金型、周辺機
   器、中子等への接触干渉を防止する金型スプレイロボッ
   トの簡易干渉チェック方法。
2. 【請求項２】 多関節ロボットのロボット手首先端点に
   スプレイノズルを備えたスプレイ装置を回転自在に接続
   して、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へスプレイ作業手順
   を教示する際の金型スプレイロボットの簡易干渉チェッ
   ク方法であって、 該金型スプレイロボットのスプレイノズル先端点および
   スプレイノズル先端点からロボット手首先端点までの機
   器が金型や型開時の金型隙間で形成された空間に突き出
   た中子に対して接触干渉しないための干渉判定球体を、
   スプレイノズル先端点からロボット手首先端点間ではス
   プレイ作業経路として設定されたスプレイノズル先端点
   動作経路毎とロボット手首先端点動作経路毎に等間隔も
   しくは任意の間隔で複数個に３次元座標領域として設定
   し、該金型には該金型の全表面に亘って等間隔もしくは
   任意の間隔で複数個に３次元座標領域として設定し、該
   中子には該中子の根元部から中子先端部間に等間隔もし
   くは任意の間隔で複数個に３次元座標領域として設定す
   るとともに、 該両動作経路毎に設定されたスプレイノズル先端点から
   ロボット手首先端点間の前記干渉判定球体が、該金型の
   全表面に亘って設定された前記干渉判定球体や前記該中
   子の根元部から中子先端部間に設定された干渉判定球体
   に交差するかどうかの判定を行なって金型、周辺機器、
   中子等への接触干渉を防止する金型スプレイロボットの
   簡易干渉チェック方法。
3. 【請求項３】 多関節ロボットのロボット手首先端点に
   スプレイノズルを備えたスプレイ装置を回転自在に接続
   して、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へスプレイ作業手順
   を教示する際の金型スプレイロボットの簡易干渉チェッ
   ク方法であって、 型開時の金型表面にあらかじめ該金型スプレイロボット
   のスプレイノズル先端点からロボット手首先端点までの
   機器が該金型ならびに金型周辺機器と接触干渉しないた
   めの金型干渉面を設定し、 該金型スプレイロボットのスプレイノズル先端点および
   スプレイノズル先端点からロボット手首先端点までの機
   器が型開時の金型隙間で形成された空間に突き出た中子
   に対して接触干渉しないための干渉判定球体を、スプレ
   イノズル先端点からロボット手首先端点間ではスプレイ
   作業経路として設定されたスプレイノズル先端点動作経
   路毎とロボット手首先端点動作経路毎に等間隔もしくは
   任意の間隔で複数個に３次元座標領域として設定し、該
   中子には該中子の根元部から中子先端部間に等間隔もし
   くは任意の間隔で複数個に３次元座標領域として設定す
   るとともに、 前記スプレイノズル先端点動作経路と前記ロボット手首
   先端点動作経路がそれぞれ前記金型面と干渉しないかど
   うか判定するとともに、 該両動作経路毎に設定されたスプレイノズル先端点から
   ロボット手首先端点間の前記干渉判定球体が、該中子の
   根元部から中子先端部間に設定された前記干渉判定球体
   に交差するかどうかの判定を行なって、金型、周辺機
   器、中子等への接触干渉を防止する金型スプレイロボッ
   トの簡易干渉チェック方法。