JPS63271610A - 加工または組立用機器の作動プログラミング方法 - 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） 本発明は、物品の加工もしくは組立に用いられる機器の
動作制御を行うための制御プログラムの設定に適用され
る、加工または組立用機器の作動プログラミング方法に
関する。

（従来の技術） 加工または組立用の機器を用いて所定の対象物に対する
自動加工作業もしくは自動組立作業を行うに際しては、
その機器に一連の動作を自動的に行わせるための制御プ
ログラムを予め組み上げておくことが要求される。斯か
る制御プログラムの設定にあたり、従来においては、加
工または組立用の機器にその各動作状態を検出するセン
サ類を設けておき、作業者が機器を実際に動作させて必
要な加工作業もしくは組立作業を行わせ、その際、得ら
れるセンサ類の検出出力に基づいて制御プログラムを設
定する第１の方法、あるいは、作業者が、加工もしくは
組立に供される対象物の設計図面等をもとに、加工また
は組立用の機器の動作を想定しつつその作動端の動作軌
跡データ、動作速度や対象物に対する姿勢等の動作デー
タ、及び、その他の加工または組立作業に必要な他の対
象物の材質等のデータを作成した後、それらを編集し゛
て制御プログラムを設定する第２の方法が採られている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述の第１の方法が採られる場合には、
制御プログラムの作成時において、制御対象とされる加
工または組立用の機器が実際の加工作業や組立作業に使
用できなくなって機器の稼動率が低下すること、加工作
業や組立作業に高い精度が要求される場合にはその要求
に応えることが難しいこと、熟練作業者でないと機器を
適正に操作することが難しいこと等の欠点が伴われる。

また、上述の第２の方法が採られる場合には、各種の動
作軌跡データや動作データ等を夫々相互に関連付けずに
作成した後、それらを編集して全体の制御プログラムを
作成することになるので、編集に多大な手間と時間とを
要すること、誤りを見出し難いこと、プログラミングに
高度な専門的知識が要求されること等の欠点が伴われる
。

特に、レーザ加工機の如くに、適正な加工を行うために
は、その作動端とされるトーチが対象物の加工面に対し
て常時直交する方向に保持されることが必要とされる機
器を用いて、例えば、絞りパネルの如くの立体成形品に
加工を施すにあたっては、トーチの姿勢等を定める機器
の動作データを作成することが難しく、また、作成すべ
きデータの量が膨大なものとなって、制御プログラムの
設定に極めて多大な労力と時間とを要することになると
いう問題がある。

斯かる点に鑑み、本発明は、物品の加工もしくは組立に
用いられる加工または組立用の機器の動作制御を行うた
めの制御プログラムを、取り扱うべきデータ量が比較的
多い場合にも、各データを容易に、しかも、迅速かつ正
確に作成することがきるもとで組むことができる、加工
または組立用機器の作動プログラミング方法を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段）　　　−上述の目的を
達成すべく、本発明に係る加工または組立用機器の作動
プログラミング方法は、以下の如くの手順を採るものと
される。

■加工または組立に供される対象物の三次元形状データ
を作成し、それを第１の記憶　領域に記憶する。

■対象物の加工もしくは組立に用いられる加工または組
立用機器の基本的動作条件を定める動作条件データを作
成し、それを第２の記４ｆＸ領域に記憶する。

■第１及び第２の記憶領域に記憶された三次元形状デー
タ及び動作条件データを用いて、加工または組立用機器
における作動端の動作軌跡データを作成し、それを第３
の記憶領域に記憶する。

■第３の記憶領域に記憶された動作軌跡データに、加工
または組立用機器における作動端が動作軌跡データに従
って作動せしめられる際における加工または組立用機器
の対象物に対する最適動作状態を定める動作データを付
加して、加工または組立動作データを作成し、それを第
４の記憶領域に記憶する。

■第４の記憶領域に記憶された加工または組立動作デー
タをコード変換し、得られる制御プログラムを記憶手段
に記憶して出力する。

（作　用） 上述の如くにして成る本発明に係る加工または組立用機
器の作動プログラミング方法によれば、三次元形状デー
タ、動作条件データ、動作軌跡データ、及び、動作デー
タ等の必要なデータが各段階ごとに、それ以前に形成さ
れた既存のデータが用いられて作成され、得られた新規
なデータが既存のデータに関連付けられて順次記憶され
ていき、記憶された各データが編集されて加工または組
立動作データが作成され、それがコード変換されて機器
に対する制御プログラムが組み上げられる。

このように各データを既存のデータを用いて作成すると
ともに、既存のデータに関連付けて記憶手段に記憶する
ようにされることにより、各データ相互間に矛盾が生じ
ることがなく、取り扱うべきデータ量が比較的多い場合
にも、各データを容易に、しかも、迅速かつ正確に作成
することがきるもとで、制御プログラムが組まれること
になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係る加工または組立用機器の作動プ
ログラミング方法の一例が適用されてその制御プログラ
ムが設定される、加工または組立用機器としてのレーザ
加工機の主要部と、斯かるレーザ加工機により不要部分
のトリミング作業が行われる、加工に供される対象物で
あるワークを示す。

第１図に示されるレーザ加工機１０は、その最上部の一
部分のみが示される凹型の架構１１と、ワークＷが載置
される治具２０が位置決めされて固定されるスライドテ
ーブル１８とを有しており、スライドテーブル１８は、
矢印Ｘで示される方向に移動可能とされている。架構１
１の最上部を形成するレール１２には、可動部工４が矢
印ｙで示される方向に移動可能な状態で支持されている
。

また、可動部工４によってアーム部１６が支持されてお
り、アーム部１６は矢印２で示される方向に移動可能と
されている。アーム部１６にはリスト部１７が連結され
ており、リスト部１７は、矢印θで示される方向に回転
可能とされている。さらに、リスト部１７にはトーチ１
９が連結されており、トーチＩ９は、リスト部１７に対
して矢印φで示される方向に旋回可能な状態とされて、
取り付けられている。従って、レール１２　、　可動部
１４、アーム部１６．リスト部１７．スライドテーブル
１８、及び、トーチ１９等で構成されるレーザ加工機」
０の機構部は、５軸移動を行うものとされており、トー
チ１９は治具２０上のワークＷに対して種々の姿勢をと
ることができる。

レーザ加工機１０の制御系には、後述の如くにして作成
される制御プログラムに従ってレーザ加工機１０の機構
部の動作制御を行うコントローラと、トーチ１９からワ
ークＷに向けて照射されるレーザ光を発するレーザ発振
器とが備えられている。レーザ発振器は、コントローラ
からの制御信号に応じてレーザ光出力を変化させるよう
になされており、また、レーザ発振器から発せられたレ
ーザ光は、所定の光学路を経由してアーム部１６内に導
入され、さらに、リスト部１７の内部を経てトーチ１９
に導かれる。

斯かる構成を有するレーザ加工機１０にあっては、ワー
クＷのトリミング作業を行う際は、トーチ１９の先端が
、例えば、第１図において一点鎖線で示される如くの動
作軌跡を描いて移動するものとされる。

上述の如くの構成を有するレーザ加工機１０の制御プロ
グラムを、本発明に係る加工または組立用機器の作動プ
ログラミング方法の一例に従って組むにあたっては、第
２図に示される如くのハードウェアが用意される。

第２図に示されるハードウェアおいては、演算処理装置
５０が備えられており、この演算処理装置５０は、それ
に接続された入力手段からの入力データを受けて種々の
演算処理を行い、演算結果を同じくそれに接続された出
力手段に送出する。

そして、演算処理装置５０に接続された入力手段として
、ディスプレイ装置５４．キーボード５６゜マウス５８
．スタイラス５９ａを有するタブレット板５９が配され
ており、また、演算処理装置５０に接続された出力手段
として、各種のデータを記憶するハードディスク装置５
２．プリンタ装置６０及びＸ−Ｙプロフタロ２が配され
、さらに、入出力手段として、フロッピィディスク駆動
装置６４が接続されている。

斯かるハードウェアが用いられたもとで、レーザ加工機
１０についての制御プログラムが、本発明に係る加工ま
たは組立用機器の作動プログラミング方法の一例に従い
、第３図に示される如くの手順をもって組まれる。その
際、ディスプレイ装置５４のスクリーン上において演算
処理装置５０との対話形式がとられて、必要なデータの
作成が行われる。

最初に、加工対象物とされるワークＷの設計が行われて
、その三次元形状データが作成される。

その際、例えば、ワークＷの全体形状に類似した見本図
形要素やワークＷの細部形状に対応する基本図形要素が
予め用意されて、ハードディスク装置５２が（ｌｉｆｔ
えるメモリディスクにおける所定の記憶領域に記憶され
ているものとされ、キーボード５６等が操作されること
により、それらの見本図形要素や基本図形要素がディス
プレイ装置５４に表示される。そして、ワークＷの設計
が、ディスプレイ装置５４に表示された基本図形要素を
、キーボード５６．マウス５８及びタブレット板５９等
を操作することにより選択して組合せ、それに適宜修正
あるいは変更を加えることにより行われる。その場合、
ディスプレイ装置５４には、ワークＷの斜視図あるいは
三面図等が表示され、ディスプレイ装置５４に表示され
たワークＷの形状は、三次元形状データとしてハードデ
ィスク装置５２に備えられたメモリディスクの所定の記
憶領域に記憶される。このようにして記憶された三次元
形状データを用いることにより、必要に応じてディスプ
レイ装置５４にワークＷの形状を表示することができる
とともに、ワークＷの斜視図あるいは三面図等をＸ−Ｙ
プロッタ６２を通じて図面として出力することができる
。ワークＷは、例えば、第１図に示される如くに、全体
が若干湾曲した形状とされて複数箇所に空所が形成され
た、プレス成形により得られる絞りパネルとされる。

次に、記憶されたワークＷの三次元形状データが用いら
れてディスプレイ装置５４にワークＷの形状が表示され
、ワークＷの加工方向が考慮されて、レーザ加工機１０
に対するワークＷの位置や姿勢等の配置条件が定められ
るとともに、ワークＷが載置される治具２０の設計が行
われる。治具２０の設計は、治具２０の三次元形状デー
タが作成されて行われ、ワークＷの配置状態が考慮され
たもとで、前述のワークＷの設計の場合と同様に、予め
用意された基本図形要素が選択されて組合せられ、それ
に適宜修正変更が加えられることによりなされる。その
場合、ディスプレイ装置５４に表示されるワークＷ及び
治具２０の画像は、任意の方向に移動あるいは回転させ
ることができるものとされ、ワークＷと治具２０との相
互位置関係が容易に把握される。このようにして治具２
０の設計が終了すると、治具２０の形状をあられす治具
データがハードディスク装置５２に備えられたメモリデ
ィスクの所定の記憶領域に記憶される。

この記憶された治具データが用いられことにより、必要
に応じてディスプレイ装置５４に治具２０の形状を表示
することができるとともに、Ｘ−Ｙプロッタ６２を通じ
て図面として出力することができる。

次に、レーザ加工機１０のワークＷに対する加工条件が
定められる。この加工条件には、レーザ加工機ｌＯによ
って行われるワークＷに対するトリミング作業における
、加工誤差許容量、正規切断ラインへの導入部とされる
アプローチ部の長さ。

正規切断ラインからの脱出部とされる逃げ部の長さ、ワ
ークＷの被切断部におけるワークＷの表面とトーチ１９
の先端との離隔距離、アプローチ部及び逃げ部における
ワークＷとトーチ１９の先端との離隔距離の変化態様、
及び、ワークＷの正規切断ラインに沿う部分とトーチ１
９との先端との離隔距離等が含まれ、各加工条件項目が
、例えば、演算処理装置５０が内蔵するメモリに予め記
憶されている。そして、レーザ加工機１ｏのワークＷに
対する加工条件が定められる際には、各加工条件項目が
順次ディスプレイ装置５４に表示され、対話形式をもっ
て、順次各加工条件についての具体的な数値等がキーボ
ード５６等により入力される。それにより、個々の加工
条件が設定され、それらが加工条件データとしてハード
ディスク装置５２に備えられたメモリディスクの所定の
記憶領域に記憶される。

このようにして、加工条件データが作成された後には、
レーザ加工機ｌＯにおけるアーム部１６の先端の動作軌
跡が定められて、動作軌跡データが作成される。斯かる
動作軌跡データの作成にあたっては、ワークＷの三次元
形状データが用いられて、ディスプレイ装置５４にワー
クＷの形状が表示され、ワークＷにおける切断ラインが
指定される。その際、指定順に切断順序が設定されるが
、その切断順序は後で修正可能である。

このようにワークＷにおける切断ラインが指定されると
、演算処理装置５０が、前述の治具データ及び加工条件
データをそれが記憶されたハードディスク装置５２に備
えられたメモリディスクにおける記憶領域から取り込ん
で、それらの各加工条件データと指定された切断ライン
をあられす位置データとに基づき、アーム部１６の先端
がとるべき動作軌跡データを自動的に作成する。そのと
き、演算処理装置５０は、ワークＷの三次元形状データ
に基づき、動作軌跡データにワークＷの表面に対する面
直ベクトルデータを付加する。また、ワークＷにおいて
高精度が要求される部分は、トーチ１９から照射される
レーザ光のビーム径も問題となるが、斯かる部分は、予
めワークＷ上で指定されることにより、レーザ光のビー
ム部分だけ指定された切断ラインより外側部分が切断さ
れるようにされる。このようにして作成された、面直ベ
クトルデータが付加された動作軌跡データが、ハードデ
ィスク装置５２に備えられたメモリディスクの所定の記
憶領域に記憶される。

次に、レーザ加工機１０における加工動作が定められて
加工動作データが作成される。動作軌跡データが、レー
ザ加工機１０の切断部位、切断順序及び方向、及び、ワ
ークＷに対するアーム部１６の先端の位置に関するデー
タであるのに対し、加工動作データは、レーザ加工機１
０に実際のトリミング作業を行わせるためのデータであ
り、動作軌跡データに付加されるものである。斯かる加
工動作データが作成される際には、先ず、レーザ発振器
におけるレーザ光出力を定めるべく、ハードディスク装
置５２に備えられたメモリディスクの所定の記憶領域に
記憶された、ワークＷの板厚及び材質等をあられす加工
物データが取り込まれ、斯かる板厚及び材質に応じた加
工物データが動作軌跡データに付加される。

続いて、スライドテーブル１８上に位置決めされて固定
された治具２０の位置に対してレーザ加工機１０のトー
チ１９の先端がとるべき位置を定めるべく、治具データ
から得られる基準位置データが動作軌跡データに付加さ
れる。そして、動作軌跡データ中に含まれる面直ベクト
ルデータに基づいて、トリミング作業時においてトーチ
１９がワークＷの加工面に対して常時垂直な姿勢を保持
するように、可動部１４の位置、アーム部１６の突出量
、リスト部１７の回転角、トーチ１９の旋回角、及び、
スライドテーブル１８の送り量を定める姿勢データが自
動的に作成され、それらが動作軌跡データに付加される
。このように動作軌跡データに姿勢データが付加された
後は、レーザ加工機１０とワークＷあるいは治具２０と
の干渉が生じないか否かを三次元形状データ、治具デー
タ及び加工条件データが用いられて点検され、干渉が生
じる場合には、姿勢データが修正される。

その後、ハードディスク装置５２に備えられたメモリデ
ィスクの所定の記ｉ！！領域に記憶された機器データに
基づいて、ワークＷの各部に対する加工速度データが自
動的に作成され、それが動作軌跡データに付加される。

その場合、機器データには、レーザ加工機１０の各部の
動作の制限速度。

コントローラの演算速度、アプローチ部や逃げ部の形状
等に応じた最適加工速度、ワークＷの加工面における曲
率に応じた最適加工速度等を定める各データが含まれて
おり、ワークＷの各部に対する加工速度は、それらの各
データに応じた最適なものに設定される。

このように、動作軌跡データに加工物データ。

基準位置データ、姿勢データ、及び、加工速度データ等
の動作データが付加されて加工動作データが作成され、
斯かる加工動作データもハードディスク装置５２に備え
られたメモリディスクの所定の記憶領域に記憶される。

この加工動作データを用いることにより必要に応じて、
ワークＷの各部に対する加工速度等が記載された加工図
あるいは加工データリスト等をプリンタ装置６０及びＸ
−Ｙプロッタ６２を通じて出力することができる。

最後に、上述の如くにして作成された加工動作データを
、レーザ加工機」０に対する直接的な制御データとされ
るＮＣデータに書き換えるべくマシンコード変換を行い
、ＮＣデータからなる制御プログラムを得て、得られた
制御プログラムをフロッピィディスク駆動装置６４によ
りフロッピィディスクに書き込んで出力する。そして、
斯かる制御プログラムの書込みがなされたフロッピィデ
ィスクが用いられて、コントローラによるレーザ加工機
１０の動作制御が行われる。

このように、本発明に係る加工または組立用機器の作動
プログラミング方法の一例においては、ディスプレイ装
置５４が用いられて演算処理装置５０との対話形式がと
られたもとで、レーザ加工機１０の動作制御を行うため
に必要な種々のデータが、先に作成されたデータが用い
られて段階的に作成され、新たに作成されたデータが先
に作成されたデータに関連付けされて記憶されるので、
各データ相互間の矛盾やデータの作成もれ等が生じるこ
とがなく、容易、かつ、迅速に各データを作成すること
ができる状態のもとに、制御プログラムを組むことがで
きる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る加工または
組立用機器の作動プログラミング方法によれば、三次元
形状データ、動作条件データ、動作軌跡データ、及び、
動作データ等の必要なデータが、段階を追って、先に作
成された既存のデータが用いられて作成され、新たに得
られたデータが既存のデータに関連付けされて記憶手段
に順次記憶された後、記憶された各データが編集されて
加工または組立用データが作成され、それがコード変換
されて機器に対する制御プログラム組み上げられるので
、各データ相互間に矛盾が生じることがなく、取り扱わ
れるデータ量が比較的多い場合にも、各データを容易に
、しかも、迅速かつ正確に作成することができる状況の
もとで、機器に対する制御プログラムを組むことができ
ることになる。さらに、個々のデータに修正変更等が生
じた場合において、それに関連する他のデータの修正及
び変更等を容易に、しかも、漏れを生じることなく行う
ことができる利点も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る加工または組立用機器の作動プロ
グラミング方法の一例に従って組まれる制御プログラム
が用いられて動作制御が行われるレーザ加工器の主要部
を示す斜視図、第２図は本発明に係る加工または組立用
機器の作動プログラミング方法の一例に従って制御プロ
グラムが組まれる場合に用いられるハードウェアの例を
示す概略構成図、第３図は本発明に係る加工または組立
用機器の作動プログラミング方法の一例に従った制御プ
ログラムの設定手順の説明に供される図である。 図中、１０はレーザ加工機、１９はトーチ、２０は治具
、Ｗはワークである。 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工もしくは組立に供される対象物の三次元形状データ
   を作成してそれを第１の記憶領域に記憶し、上記対象物
   の加工もしくは組立に用いられる加工または組立用機器
   の基本的動作条件を定める動作条件データを作成してそ
   れを第２の記憶領域に記憶し、上記第１及び第２の記憶
   領域に記憶された三次元形状データ及び動作条件データ
   を用いて、上記加工または組立用機器における作動端の
   動作軌跡データを作成し、それを第３の記憶領域に記憶
   し、該第３の記憶領域に記憶された動作軌跡データに、
   上記加工または組立用機器における作動端が上記動作軌
   跡データに従って作動せしめられる際における上記加工
   または組立用機器の上記対象物に対する最適動作状態を
   定める動作データを付加して、加工または組立動作デー
   タを作成し、該加工または組立動作データを第４の記憶
   領域に記憶し、該第４の記憶領域に記憶された加工また
   は組立動作データをコード変換して得られる制御プログ
   ラムを記憶手段に記憶して出力することを特徴とする加
   工または組立用機器の作動プログラミング方法。