JPS63223807A - 加工線テイ−チング方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、ワークの加工線に沿って切断又は溶接等を
行う加工装置の加工線ティーチング方法に関し、特に自
動的に加工線座標の計測及び計測データに基づいてティ
ーチングを行い且つ加工線の状態に応じて手動に切換え
ることのできる加工線ティーチング方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来より、レーザビーム等を用いてワークを切断加工又
は溶接加工することはよく知られている。

この種の加工装置においては、ワーク上の加工線を予め
ティーチングしておいてその通りに加工するティーチン
グプレイバック方式が用いられており、通常は、オペレ
ータが手動制御により加工機本体を駆動しながらティー
チングを行なっている。

第４図は従来の加工装置を示すブロック図である０図に
おいて、（１０）は３次元移動可能な加工機本体であり
、複数（例えばＸ〜Ｚ、α及びβの５軸に対応した５個
）のモータ（図示せず）と、これらモータに個別に設け
られたレゾルバ（図示せず）とを備えている。そして、
加工機本体（１０）内のレゾルバは、各モータの回転位
置に基づいて加工機本体く１０）のアーム先端部（１０
ａ）の位置及び姿勢を示す位置検出信号りを出力してい
る。

（１１）はアーム先端部（１０ａ）に取り付けられた加
工ヘッドである。

（３０）は加工機本体（１０）を駆動するＮＣ制御部で
あり、アーム先端部（１０ａ）を位置決めするための駆
動信号Ｍを出力すると共に前述の位置検出信号りが入力
されている。又、ＮＣ制御部（３０）はＣＰＵ、メモリ
及びインタフェース等（全て図示せず）を内蔵している
。

（６０）はディスプレイ及びキーボード、操作スイッチ
等（全て図示せず）を備えた操作盤であり、加工機本体
（１０）を駆動するときの初期設定指令及び動作指令等
をＮ　ＣＩＩ　Ｗ部（３０）に入力するようになってい
る。

（７０）はハン□ドベルト形のキーボードからなるティ
ーチングボックスであり、加工機本体（１０）の駆動指
令等を、手動操作によりＮＣ制御部（３０）に入力でき
るようになっている。

次に、第４図の加工装置を用いた従来の加工線ティーチ
ング方法の動作について説明する。

まず、ワーク（図示せず）の加工線に沿って罫書きＫを
施す０次に、アーム先端部（１０ａ）に取り付けられた
加工ヘッド（１１）からワークに向けて可視光線（破線
参照）を照射し、この可視光線の光スポットを視覚で確
認しながら罫書きＫに沿って加工ヘッド（１１）を移動
させる。このとき、加工機本体く１０）への駆動信号Ｍ
の入力は、ＮＣ制御部（３０）に接続されたティーチン
グボックス（７０）を操作することにより行なわれる。

そして、罫書きに上の点に順次位置決めしながら、ティ
ーチングボックス（７０）を操作してＮＣ制御部（３０
）にデータ入力指令を与え、計測点データを１点ずつテ
ィーチング（教示）していく。

以上のティーチング動作は、加工線の形状及び長さにも
よるが、１０００ポイント程度の入力が必要であり、数
時間かかるのが普通である。

こうして得られた計測点データから、ＮＣ制御部（３０
）は加工線座標を演算し、更に加ニブログラムを生成し
て加工機本体（１０）を駆動し、所定の加工動作を実行
する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の加工線ティーチング方法は以上のように、加工線
の入力をオペレータの手動作業により行なっていたので
、多くの時間及び労力を必要とするという問題点があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、加工線座標を倣い計測ティーチングすると共
に、倣い計測が不可能な場合には手動教示に切換えられ
る加工線ティーチング方法を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る加工線ティーチング方法は、加工線に沿
って特異線を設けると共に、加工機本体のアーム先端部
に光学式のセンサヘッドを設け、このセンサヘッドから
照射される光スポットと特異線との交点の座標に基づい
て特異線を倣い計測し、センサヘッドが特異線を倣い計
測できないときは手動による教示に切換えて特異線従っ
て加工線の座標をティーチングできるようにしたもので
ある。

［作用］ この発明においては、センサヘッドが自動的に加工線上
の特異線を追跡し、センサヘッドとワークとの位１関係
及び姿勢関係によりセンサヘッドが特異線を倣い計測で
きない場合は、手動教示に切換える。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例に用いられる加工装置を示すブ
ロック図であり、（３０Ａ）は前述のＮＣ制御部（３０
）に対応し、（１０）、（６０）、（７０）、Ｍ及びＬ
は前述と同様のものである。

（２０）はアーム先端部＜１０ａ）に収り付けられたセ
ンサヘッドであり、赤外線のレーザ光（破線参照）を放
射する半導体レーザと、ワークの表面で乱反射されたレ
ーザ光を受光する受光素子と、この受光素子で得られた
信号に基づいて高さ検出信号Ｈ及び特異線検出信号りを
出力する信号処理ユニット（全て図示せず）とを内蔵し
ている。このセンサヘッド（２０）内の信号処理ユニツ
Ｉ・は、受光される光量を一定に保つための制御信号を
半導体レーザ駆動回路（図示せず）に入力しており、こ
の制御信号の急峻な立ち上がりを、無反射性の特異線Ｔ
例えば黒色テープの存在を示す特異線検出信号りとして
出力するようになっている。

（４０）は加工機本体（１０）からの位置検出信号りと
センサヘッド（２０）からの高さ検出信号Ｈ及び特異線
検出信号りとが入力される倣い計測演算部であり、各検
出信号り、Ｈ及びＤに基づいて、特異線Ｔの位置座標を
示す計測点データからなる特異線位置座標信号Ｃを出力
すると共に、特異線Ｔを倣い且つ検出するために用いら
れるウィービング座標信号ＷをＮＣ制御部（３０Ａ）に
出力している。又、この倣い計測演算部（４０）は、Ｃ
ＰｔＪ、メモリ及び複数のインタフェース等（全て図示
せず）を内蔵している。

（５０）は倣い計測演算部（４０）からの特異線位置座
標信号Ｃに基づいて加ニブログラムＲ？：ＮＣ制御。

部（３０Ａ）に出力するデータ処理部であり、ＣＰＵ、
外部メモリ、入力端末としてのキーボード及び出力端末
としてのプリンタ等（全て図示せず）を備えている。

次に、第２図のフローチャート図及び特異線倣い計測用
のウィービング動作を示す第３図の説明図を参照しなが
ら、第１図の加工装置を用いたこの発明の一実施例につ
いて説明する。

まず、ワークの加工線上に特異線処理を施し、特異線Ｔ
を形成する（ステップＳ１）、この特異線Ｔとしては、
例えば０．４＋ａ＋ｍ幅の無反射性の黒色テープが用い
られ、必要に応じて貼り直すことができるようになって
いる。

次に、操作盤（６０）を介して倣い（ティーチング）モ
ードを選択しくステップＳ２）、ＮＣ制御部（３０Ａ）
を倣い計測モードにする。又、アーム先端部（ｌｏａ）
にセンサヘッド（２０）を取り付ける（ステップＳ３）
。

次に、ティーチングボックス（７０）を介して手動操作
により特異線Ｔの始点Ｐｓ、方向指示点Ｐｏ及び終点Ｐ
Ｈ（第３図参照）を入力し、倣い動作用の初期設定を行
い、繰作盤（６０）の起動ボタン（図示せず）を押して
自動ティーチング用の倣い動作を実行させる（ステップ
Ｓ４）。

まず、センサヘッド（２０）はレーザ光の照射点を始点
ＰＳから方向指示点ＰＤに対して直角方向に移動させ、
特異線Ｔとの交点Ｐ、を検出してから所定量移動した点
を第１のウィービング点Ｑ１とする０次に、始点ｐｓと
第１のウィービング点Ｑ１とを結ぶ直線に沿って折り返
しく図面上では、便宜的に離間させて示すが交点Ｐ１′
は交点Ｐ１と一致する）、所定量移動した点を第２のウ
ィービング点ｑ２とする。このウィービング幅−りは通
常ＩＣ鴎程度である。こうして、最初の一対のウィービ
ング点し及びＱ２により第１の交点Ｐ１を検出する。

以下、センサヘッド（２０）は方向指示点ｐＤに向かっ
て傾斜しながら第３のウィービング点Ｑ、に移動する。

こうして、センサヘッド（２０）は、次のウィービング
点ｑ１、Ｑ４、・・・へと順次折り返して特異線Ｔを追
跡しながら終点ＰＯの近傍に到達するまで特異線Ｔとの
交点Ｐ１〜Ｐｎを検出していく、ウィービング点 クまでの高さを一定に保ち且つセンサヘッド（２０）の
ワーク面に対する角度を垂直に保ちながら自動的に実行
される。

このときのセンサヘッド（２０）の移動制御は、加工機
本体（１０）を介してＮＣ制御部（３０Ａ）により行な
われる。即ち、倣い計測演算部（４０）は、特異線Ｔの
存在を示す特異線検出信号りと、高さ検出信号Ｈ及び位
置検出信号りとに基づいて、各交点Ｐ１〜Ｐｎの特異線
位置座Ｗ（計測点データ）を演算すると共に、この特異
線位置座標に基づいてウィービング座標信号ＷをＮＣ制
御部（３０Ａ）に出力する。

ＮＣ制御部（３０Ａ）は、ウィービング座標信号Ｗに基
づいて２つのウィービング点間を補間（例えば、１ｃｍ
のウィービング幅−〇に対して約２−０ポイント）し、
この補間された座標に基づく駆動信号Ｍを逐次出力して
いる。従って、センサヘッド（２０）は、常に位置及び
姿勢が制御されながら移動することができる。

又、この倣い動作中、倣い計測演算部（４０）内のＣＰ
Ｕは、センサヘッド（２０）が特異線Ｔを倣い計測でき
るか否かを判別しくステップＳ５）、倣い計測可能であ
れば倣い動作を実行し続ける。もし、ワーク表面又は特
異線Ｔの曲率が許容値以上になって、センサヘッド（２
０〉が倣い３［１できなくなった場合は、倣い動作を停
止して手動教示に切換える（ステップＳ６）。

即ち、ティーチングボックス（７０）を介して、加工機
本体く１０）を駆動し、センサヘッド（２０）と特異線
Ｔとの交点を教示点として倣い計測演算部（４０）に入
力する。このとき、ウィービング動作と同様に、センサ
ヘッド（２０）からのレーザ光が特異線Ｔを横切るよう
に加工機本体（１０）を駆動する。従って、ワークに照
射されるレーザ光が可視光線以外の赤外線であっても、
確実に特異線Ｔとの交点を得ることができる０手動によ
る教示（ステップＳ６）が終了すると再びステップＳ４
に戻り、倣い計測による倣い動作が行なわれる。

こうして、倣い動作が−通り終了すると、一連の計測点
データからなる特異線位置座標信号Ｃは。

検出データとしてデータ処理部（５０）に伝送される（
ステップＳ７）。

次に、データ処理部（５０）内のＣＰＵは、１つのワー
クに対する加工の倣い動作が終了したか否かを判別しく
ステップＳ８）、終了していなければ再びステップＳ４
に戻って、倣い計測演算部（４０）に前述の動作を実行
させる。又、終了していれば、特異線位置座標信号Ｃ内
の各計測点データに基づいてワーク加工用の加ニブログ
ラムＲを演算する。そして、アーム先端部（１０ａ）に
加工ヘッドを取り付ける（ステップＳ９）。

次に、データ処理部（５０）は、加ニブログラムＲをＮ
Ｃ制御部（３０Ａ＞に伝送しくステップ５ＩＯ）　、こ
のＮＣ制Ｗ部（３０Ａ）内の不揮発性メモリ（図示せず
）に格納する。

以下、前述と同様に、ＮＣ制御部（３０Ａ）は加ニブロ
グラムＲに従う駆動信号Ｍにより加工機本体く１０）を
駆動し、所定の溶接又は切断等の加工動作を実行する（
ステップＳｌｌ＞。

尚、上記実施例では、信号処理ユニットの制御信号を用
いて特異線検出信号りとしたが、光量信号をそのまま特
異線検出信号としてもよい。

又、センサヘッド（２０）をアーム先端部（１０ａ）に
設けたが、加工ヘッド（１１）の近傍に受光素子のみを
設け、加工ヘッドから選促的に放射される可視光線を受
光するようにしてもよい、この場合、センサヘッド（２
０）の取り付は動作は不要となる。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、加工線に沿って特異線
を設けると共に、加工機本体のアーム先端部に光学式の
センサヘッドを設け、このセンサヘッドから照射される
光スポットと特異線との交点の座標に基づいて特異線を
倣い計測するようにしたので、ティーチング労力が省け
、又、センサヘッドが特異線を倣い計測できないときは
手動教示に切換えて特異線即ち加工線の座標をティーチ
ングできるようにしたので、ワーク及び特異線の形状に
よらず、教示点の入力が確実に行うことのできる加工線
ティーチング方法が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に用いられる加工装置を示
すブロック図、第２図はこの発明の一実施例の動作を説
明するためのフローチャート図、第３図はこの発明にお
けるセンサヘッドの倣い計測動作を示す説明図、第４図
は従来の加工線ティーチング方法を示すブロック図であ
る。 （１０）・・・加工機本体　　　（１０ａ）・・・アー
ム先端部（２０）・・・センナヘッド　　Ｔ・・・特異
線Ｃ・・・特異線位置座標信号 Ｓ４・・・倣い動作実行ステップ Ｓ５・・・倣い計測可能判別ステップ Ｓ６・・・手動教示ステップ 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 罠３図 凸ｎ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワークの加工線に沿って特異線を設けると共に、
   加工機本体のアーム先端部に光学式のセンサヘッドを設
   け、このセンサヘッドから照射される光スポットと前記
   特異線との交点の座標に基づいて前記特異線を倣い計測
   し、前記センサヘッドが前記特異線を倣い計測できない
   ときは手動による教示に切換えて、前記特異線の座標を
   得るようにした加工線ティーチング方法。
2. （２）手動による教示を行う場合に、特異線を横断する
   ようにセンサヘッドを移動させることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の加工線ティーチング方法。