TWI663010B - 金屬線放電系統及相對位置計算方法 - Google Patents

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Abstract

金屬線放電系統10具備:電極移動控制部64,使金屬線電極20移動,俾於平行於Z1 方向的狀態下與基準器件36接觸,並且使金屬線電極20移動,俾於對Z1 方向傾斜的狀態下與基準器件36接觸;電極位置取得部66,取得金屬線電極20與基準器件36接觸時在X1 Y1 Z1 直角座標系中之金屬線電極20的位置;器件位置取得部62,取得與金屬線電極20接觸時在X2 Y2 Z2 直角座標系中之基準器件36的器件位置;及相對位置計算部68,根據取得的這些位置計算相對位置。

Description

金屬線放電系統及相對位置計算方法
本發明係關於金屬線放電系統及相對位置計算方法,計算金屬線放電加工機中設定之直角座標系與為了要更換金屬線放電加工機中設置的工件而使工件移動之移動裝置中設定之直角座標系的座標系相對位置。
在專利文獻中日本特開2016-221622號公報,公開了用攝像裝置來計算工作機械與機械手臂的相對位置。另外,在專利文獻中日本特開2011-048467號公報,公開了在工作機械的刀架上安裝探針以取代工具,作動機械手臂的手部以使手部與探針接觸,計算工作機械與探針的相對位置。
然而,金屬線放電加工機等具有接觸位置檢測功能,該接觸位置檢測功能係使金屬線電極與物體接觸,以檢測該接觸位置。因此,如果有效活用該接觸位置檢測功能,就不必設置攝像裝置或探針等。然而,金屬線電極由於在Z方向 上延伸,可檢測在與Z方向交叉的XY平面上金屬線電極與物體的接觸位置,但無法檢測在Z方向上的位置。因而,難以計算金屬線放電加工機與移動裝置的座標系相對位置。
於是,本發明的目的為提供一種金屬線放電系統及相對位置計算方法,在不用攝像裝置或探針等的情況下,計算金屬線放電加工機與使金屬線放電加工機的工件移動之移動裝置的座標系相對位置。
本發明的一種金屬線放電系統具備:金屬線放電加工機,饋送出金屬線電極,並且使該金屬線電極與支持工件之工作台的相對位置位移以將該工件放電加工;移動裝置,為了要更換該金屬線放電加工機中設置的該工件而使該工件移動;該金屬線放電加工機依照預先設定的X1Y1Z1直角座標系動作,該移動裝置依照預先設定的X2Y2Z2直角座標系動作,該移動裝置具有:基準器件及器件驅動機構,而該基準器件係具有預先決定的形狀,作為位置資訊的基準,該器件驅動機構係使該基準器件移動;該金屬線放電加工機具有:電極驅動機構及接觸檢測部,而該電極驅動機構係可沿著與該金屬線電極的饋送方向交叉的與X1Y1平面平行之平面,使該金屬線電極移動,且使該金屬線電極相對於Z1方向傾斜,該接觸檢測部係檢測該基準器件是否接觸到該金屬線電極;其特徵為,具備:電極移動控制部、電極位置取得部、器件位置取得部、相對位置計算部,而該電極移動控制部係控制該電極驅動機構使該金屬線電極移動,俾於該金屬線電極與Z1方向平行的狀態下與該基準器件接觸,並且使該金屬線電極移動,俾於該金屬線電極對Z1方向傾斜的狀態下與該基準器件接觸,該電極位置取得部係取得在該金屬線電極與Z1方向平行的狀態下與該基準器件接觸時在該X1Y1Z1直角座標系中之該金屬線電極的第1電極位置、及在該金屬線電極對Z1方 向傾斜的狀態下與該基準器件接觸時在該X1Y1Z1直角座標系中之該金屬線電極的第2電極位置,該器件位置取得部係取得與該金屬線電極接觸時在該X2Y2Z2直角座標系中之該基準器件的器件位置,該相對位置計算部係根據該第1電極位置、該第2電極位置和該器件位置,計算該X1Y1Z1直角座標系與該X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置。
一種相對位置計算方法,計算金屬線放電加工機中預先設定之X1Y1Z1直角座標系與移動裝置中預先設定之X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置,該移動裝置為了要更換該金屬線放電加工機中設置的工件而使該工件移動,依照預設之X2Y2Z2直角座標系動作,具有:基準器件及器件驅動機構,而該基準器件係具有預先決定的形狀,作為位置資訊的基準,該器件驅動機構係使該基準器件移動,該金屬線放電加工機饋送出金屬線電極,並且使該金屬線電極與支持工件之工作台的相對位置位移以將該工件放電加工,依照預先設定的X1Y1Z1直角座標系動作,具有:電極驅動機構及接觸檢測部,而該電極驅動機構係可沿著與該金屬線電極的饋送方向交叉的與X1Y1平面平行之平面使該金屬線電極移動,且使該金屬線電極相對於Z1方向傾斜,該接觸檢測部係檢測該基準器件是否接觸到該金屬線電極;其特徵為,包含:電極移動控制步驟、電極位置取得步驟、器件位置取得步驟及相對位置計算步驟,而該電極移動控制步驟係控制該電極驅動機構使該金屬線電極移動,俾於該金屬線電極與Z1方向平行的狀態下與該基準器件接觸,並且使該金屬線電極移動,俾於該金屬線電極對Z1方向傾斜的狀態下與該基準器件接觸,該電極位置取得步驟係取得在該金屬線電極與Z1方向平行的狀態下與該基準器件接觸時在該X1Y1Z1直角座標系中之該金屬線電極的第1電極位置、及在該金屬線電極對Z1方向傾斜的狀態下與該基準器件接觸時在該X1Y1Z1直角座標系中之該金屬線電極的第2電極位置,該器件位置取 得步驟係取得與該金屬線電極接觸時在X2Y2Z2直角座標系中之該基準器件的器件位置,該相對位置計算步驟係根據該第1電極位置、該第2電極位置和該器件位置,計算該X1Y1Z1直角座標系與該X2Y2Z2直角座標系的該座標系相對位置。
依據本發明,不用攝像裝置或探針等,仍能計算金屬線放電加工機與使金屬線放電加工機的工件移動之移動裝置的相對位置。另外,因不用攝像裝置或探針等,金屬線放電系統的成本變低廉。
參考附圖來說明以下的實施形態,應能輕易地了解上述的目的、特徵和優點。
10‧‧‧金屬線放電系統
12‧‧‧金屬線放電加工機
14‧‧‧機械手臂(移動裝置)
14a‧‧‧關節
14b‧‧‧臂部(器件驅動機構)
14c‧‧‧底座
16‧‧‧控制裝置
20‧‧‧金屬線電極
22‧‧‧工作台
24‧‧‧上金屬線導引
26‧‧‧下金屬線導引
28‧‧‧接觸檢測部
30‧‧‧手部
36‧‧‧基準器件
48a、50a‧‧‧編碼器
52‧‧‧電極驅動機構
60‧‧‧機械手臂控制部
62‧‧‧器件位置取得部
64‧‧‧電極移動控制部
66‧‧‧電極位置取得部
68‧‧‧相對位置計算部
70‧‧‧記憶部
72‧‧‧比較判斷部
74‧‧‧警告部
76‧‧‧禁止部
78‧‧‧操作條件變更部
W‧‧‧工件
〔圖1〕係為實施形態的金屬線放電系統之整體構成圖。
〔圖2〕係圖1所示的金屬線放電加工機之重要部位構成圖。
〔圖3〕係表示圖1所示控制裝置的構成之功能方塊圖。
〔圖4〕係表示X1Y1Z1直角座標系與X2Y2Z2直角座標系的相對位置(x、y、z、θx、θy、θz)之圖。
〔圖5〕係說明實施形態中計算θz之圖。
〔圖6〕係表示實施形態中藉由θz修正X2Y2Z2直角座標系過後的基準器件之圖。
〔圖7〕係說明實施形態中計算θx、θy之圖。
〔圖8〕係說明實施形態中計算x、y之圖。
〔圖9〕係說明計算實施形態中計算z之圖。
〔圖10〕係說明變形例1中計算θz之圖。
〔圖11〕係說明變形例1中θx、θy的計算方法之圖。
〔圖12〕係說明變形例1中計算z之圖。
參考附圖以適宜的實施形態來詳細說明本發明的金屬線放電系統及相對位置計算方法。
圖1係金屬線放電系統10之整體構成圖。金屬線放電系統10具備:金屬線放電加工機12、機械手臂14及控制裝置16。金屬線放電加工機12依照預先設定的X1Y1Z1直角座標系動作,機械手臂14依照X2Y2Z2直角座標系動作。
金屬線放電加工機12為一種工作機械,饋送出金屬線電極20,並且使金屬線電極20與支持工件W之工作台22的相對位置位移以將工件W放電加工。
金屬線放電加工機12具有:上金屬線導引24及下金屬線導引26,而該上金屬線導引24係由工件W的上方支持金屬線電極20,該下金屬線導引26係由工件W的下方支持金屬線電極20。藉由金屬線放電加工機12的金屬線進給機構(未圖示),將金屬線電極20朝向上金屬線導引24饋送。然後饋送到上金屬線導引24之金屬線電極20,穿過工件W的加工開始孔Wa(或加工槽Wb)及下金屬線導引26後,藉由金屬線回收機構(未圖示)回收。
金屬線電極20的材質例如為鎢類、銅合金類、黃銅類等的金屬材料。另一方面,工件W的材質例如為鐵類材料或超硬材料。
工作台22可在X1方向上及Y1方向上移動。因此,工作台22可沿著與X1Y1平面平行之平面移動。另外,上金屬線導引24和下金屬線導引26亦可在X1方向上及在Y1方向上移動。因此,上金屬線導引24和下金屬線導引26亦可沿著與X1Y1平面平行之平面移動。可改變上金屬線導引24及下金屬線導引26在X1Y1座標系中的位置,金屬線電極20則會對Z1方向傾斜。此外,金屬線電極20的饋送方向與X1Y1平面交叉。
金屬線放電加工機12具備接觸檢測部28,而該接觸檢測部28係檢測金屬線電極20是否與構件(例如,工件W等)接觸。檢測部28對金屬線電極20施加電壓,藉由觀察其電壓的降低來檢測金屬線電極20是否與構件接觸。這乃是金屬線電極20與構件接觸時金屬線電極20的電壓降低之故。接觸檢測部28檢測到的檢測訊號傳送到控制裝置16。
機械手臂14為多關節機械手臂,具備:臂部14b及底座14c,而該臂部14b具有多個關節14a,該底座14c支持臂部14b。在臂部14b的前端部,可拆裝地安裝手部30等的末端作用器(end effector)。該手部30可把持工件W。為了要更換工作台22上設置的工件W,機械手臂14功能上作為移動工件W的移動裝置。工件W藉由機械手臂14設置在工作台22上,而完成加工的工件W從工作台22上卸下。
在臂部14b裝設用以作動多個關節14a之多個馬達32,驅動該多個馬達32來改變臂部14b的姿勢。藉此移動被手部30把持的工件W等。在該多個馬達32裝設 編碼器34,用以檢測馬達32的旋轉位置。多個編碼器34檢測到的檢測訊號傳送至控制裝置16。
為了要計算金屬線放電加工機12的X1Y1Z1直角座標系與機械手臂14的X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置,機械手臂14的手部30把持基準器件36。基準器件36具有預先決定的形狀,本實施形態則是長方體。臂部14b構成使基準器件36移動之器件驅動機構。
控制裝置16控制金屬線放電加工機12和機械手臂14。控制裝置16依照預定的程式等來控制金屬線放電加工機12和機械手臂14。
圖2係金屬線放電加工機12之重要部位構成圖。金屬線放電加工機12具有:X軸驅動機構40及Y軸驅動機構42,而該X軸驅動機構40係使工作台22在與X1方向平行的X軸方向上移動,該Y軸驅動機構42係使工作台22在與Y1方向平行的Y軸方向上移動。X軸驅動機構40和Y軸驅動機構42具有伺服馬達(未圖示)及轉換傳達機構(未圖示),而該轉換傳達機構係將伺服馬達的旋轉力轉換成直線運動傳達至工作台22。藉此驅動X軸驅動機構40和Y軸驅動機構42的伺服馬達來使工作台22沿著與X1Y1平面平行之平面移動。
金屬線放電加工機12具有:U1軸驅動機構44及V1軸驅動機構46,而該U1軸驅動機構44係使上金屬線導引24在與X1方向平行的U1軸方向上移動,該V1軸驅動機構46係使上金屬線導引24在與Y1方向平行的V1軸方向上移動。另外,金屬線放電加工機12具有:U2軸驅動機構48及V2軸驅動機構50,而該U2軸驅動機構 48係使下金屬線導引26在與X1方向平行的U2軸方向上移動,該V2軸驅動機構50係使下金屬線導引26在與Y1方向平行的V2軸方向上移動。
U1軸驅動機構44和V1軸驅動機構46具有伺服馬達(未圖示)及將伺服馬達的旋轉力轉換成直線運動傳達至上金屬線導引24之轉換傳達機構(未圖示)。藉此驅動U1軸驅動機構44和V1軸驅動機構46的伺服馬達來使上金屬線導引24沿著與X1Y1平面平行之平面移動。
同樣,U2軸驅動機構48和V2軸驅動機構50具有伺服馬達(未圖示)及將伺服馬達的旋轉力轉換成直線運動傳達至下金屬線導引26之轉換傳達機構(未圖示)。藉此驅動U2軸驅動機構48和V2軸驅動機構50的伺服馬達來使下金屬線導引26沿著與X1Y1平面平行之平面移動。
控制上金屬線導引24及下金屬線導引26的移動以使上金屬線導引24及下金屬線導引26在X1Y1座標系中的位置成為相同,金屬線電極20則會在與Z1方向平行的狀態下移動。另外,在上金屬線導引24及下金屬線導引26在X1Y1座標系中之位置偏移的狀態下,維持該相對位置關係的同時控制上金屬線導引24及下金屬線導引26的移動,則會在金屬線電極20對Z1方向傾斜一定角度的狀態下移動金屬線電極20。
在U1軸驅動機構44、V1軸驅動機構46、U2軸驅動機構48和V2軸驅動機構50的各個伺服馬達,設置檢測伺服馬達的旋轉位置之編碼器44a、46a、48a、50a。該編碼器44a、46a、48a、50a檢測到的檢測訊號傳送到控制裝置16。上金屬線導 引24、下金屬線導引26、U1軸驅動機構44、V1軸驅動機構46、U2驅動機構48及V2軸驅動機構50構成電極驅動機構52。
圖3係表示控制裝置16的構成之功能方塊圖。控制裝置16具備:機械手臂控制部60、器件位置取得部62、電極移動控制部64、電極位置取得部66、相對位置計算部68、記憶部70、比較判斷部72、警告部74、禁止部76及操作條件變更部78。
機械手臂控制部60控制多個馬達32,則會控制把持了基準器件36之機械手臂14其臂部14b的姿勢。機械手臂控制部60控制多個馬達32以使基準器件36的位置成為預先決定的位置。此外,機械手臂控制部60根據多個編碼器34檢測到的檢測訊號回饋控制多個馬達32。
器件位置取得部62取得與該金屬線電極20接觸時在X2Y2Z2直角座標系中之基準器件36的器件位置。器件位置取得部62從機械手臂控制部60取得器件位置。機械手臂控制部60依照X2Y2Z2直角座標系控制基準器件36的移動,因而掌握基準器件36的器件位置。
電極移動控制部64控制電極驅動機構52(構成電極驅動機構52的多個伺服馬達)使金屬線電極20移動,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下與基準器件36接觸。另外,電極移動控制部64使金屬線電極20移動,俾於金屬線電極20對Z1平方向傾斜的狀態下與基準器件36接觸。此外,機械手臂控制部60根據編碼器44a、46a、48a、50a檢測到的檢測訊號,回饋控制電極驅動機構52(構成電極驅動機構52的多個伺服馬達)。
電極移動控制部64具有:第1移動控制部64a、第2移動控制部64b及第3移動控制部64c。第1移動控制部64a控制電極驅動機構52,在金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下使金屬線電極20移動,俾於X2Y2Z2直角座標系中之基準器件36的位置位於第1位置的狀態下金屬線電極20與基準器件36接觸。第2移動控制部64b控制電極驅動機構52,在金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下使金屬線電極20移動,俾於X2Y2Z2直角座標系中之基準器件36的位置位於與第1位置不同的第2位置的狀態下金屬線電極20與基準器件36接觸。第3移動控制部64c控制電極驅動機構52,在金屬線電極20對Z1平方向傾斜的狀態下使金屬線電極20移動,俾於X2Y2Z2直角座標系中之基準器件36的位置位於預定位置的狀態下金屬線電極20與基準器件36接觸。
電極位置取得部66取得在金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下與該基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的電極位置(以下,會有稱為第1電極位置的情形)。本實施形態則是以下金屬線導引26的位置作為金屬線電極20的第1電極位置。因此,電極位置取得部66於接觸檢測部28檢測到接觸的時間點,用編碼器48a、50a檢測到的檢測訊號來取得在X2Y2Z2直角座標系中之下金屬線導引26的位置,以該位置作為金屬線電極20的位置。此外,於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態時,在X1Y1座標系中之上金屬線導引24與下金屬線導引26的位置成為相同。
電極位置取得部66取得在該金屬線電極20對Z1方向傾斜的狀態下與該基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第2電極位置。此外,電極位置取得部66取得的第1電極位置和第2電極位置當中,金屬線電極20在Z1方 向上的位置未知。也就是第1電極位置和第2電極位置為金屬線電極20在X1Y1座標系中的位置。
相對位置計算部68根據第1電極位置、第2電極位置和器件位置,計算X1Y1Z1直角座標系與在X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置。
圖4係表示X1Y1Z1直角座標系與X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置之圖。圖4表示從X1Y1Z1直角座標系觀時X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置(x、y、z、θx、θy、θz)。x表示從X1Y1Z1直角座標系觀時X2Y2Z2直角座標系在X1方向上的平移偏移量。同樣,y表示從X1Y1Z1直角座標系觀時X2Y2Z2直角座標系在Y1方向上的平移偏移量,z表示從X1Y1Z1直角座標系觀時X2Y2Z2直角座標系在Z1方向上的平移偏移量。另外,θx表示從X1Y1Z1直角座標系觀時X2Y2Z2直角座標系繞X1的旋轉偏移量。同樣,θy表示從X1Y1Z1直角座標系觀時X2Y2Z2直角座標系繞Y1的旋轉偏移量,θz表示從X1Y1Z1直角座標系觀時X2Y2Z2直角座標系繞Z1的旋轉偏移量。該座標系相對位置(x、y、z、θx、θy、θz)的計算方法於後詳細說明。
本實施形態中,可在金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下使金屬線電極20接觸到基準器件36,並且在金屬線電極20對Z1方向傾斜的狀態下使金屬線電極20接觸到基準器件36,計算座標系相對位置(x、y、z、θx、θy、θz)。
記憶部70記憶著預先決定的X1Y1Z1直角座標系與X2Y2Z2直角座標系的基準相對位置。比較判斷部72將由相對位置計算部68計算過的座標系相對位置與記憶部70中記憶著的基準相對位置進行比較,判斷兩者的差是否在容許範圍內。
警告部74在藉由比較判斷部72被判斷由相對位置計算部68計算過的座標系相對位置與記憶部70中記憶著的基準相對位置之差為容許範圍外時則以該訊息對操作者警告亦可。警告部74具備液晶顯示器等的顯示部,在顯示部顯示該訊息對操作者警告亦可。另外,警告部74具備揚聲器或發光部,從揚聲器發出警告聲或使發光部發光對操作者警告亦可。
禁止部76在藉由比較判斷部72被判斷由相對位置計算部68計算過的座標系相對位置與記憶部70中記憶著的基準相對位置之差為容許範圍外時則禁止驅動金屬線放電加工機12和機械手臂14亦可。藉此停止驅動金屬線放電加工機12和機械手臂14。
操作條件變更部78在藉由比較判斷部72被判斷由相對位置計算部68計算過的座標系相對位置與記憶部70中記憶著的基準相對位置之差為容許範圍外時則變更金屬線放電加工機12和機械手臂14的操作條件亦可。
此外,在禁止部76禁止驅動金屬線放電加工機12和機械手臂14的情況,操作條件變更部78不變更金屬線放電加工機12和機械手臂14的操作條件亦可。反之操作條件變更部78在變更金屬線放電加工機12和機械手臂14的操作條件的情況,禁止部76不禁止驅動金屬線放電加工機12和機械手臂14亦可。另外,藉由比較判斷部72被判斷相對位置計算部68計算過的座標系相對位置與記憶部70中記憶著的基準相對位置之差為容許範圍外時則警告部74、禁止部76和操作條件變更部78當中的1個進行處理亦可。
設置警告部74、禁止部76和操作條件變更部78的理由則是因在X1Y1Z1直角座標系與X2Y2Z2直角座標系的相對位置大幅偏移假設值的情況,會有機械手臂14接近金屬線放電加工機12時兩者碰撞的可能性之故。
此外,相對位置計算部68在藉由比較判斷部72被判斷相對位置計算部68計算過的座標系相對位置與記憶部70中記憶著的基準相對位置之差為容許範圍外時則將計算過的座標系相對位置記憶在記憶部70亦可。在此情況下,覆蓋掉記憶部70中記憶著的基準相對位置而記憶被計算過的座標系相對位置亦可。
其次,用圖5~圖9來說明基準器件36為長方體時座標系相對位置(x、y、z、θx、θy、θz)的計算方法。圖5係說明計算θz之圖,圖6為表示藉由θz修正X2Y2Z2直角座標系後的基準器件36之圖。圖7係說明計算θx、θy之圖。圖8係說明計算x、y之圖。圖9係說明計算z之圖。控制裝置16先計算θz後計算θx、θy,之後計算x、y,最後計算z。
<關於θz的計算>
如圖5所示,在X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到金屬線放電加工機12在加工區域內任的意位置PP1。在X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到位置PP1,以使繞X2方向的旋轉量、繞Y2方向的旋轉量和繞Z2方向的旋轉量成為0。由於X1Y1Z1直角座標系與X2Y2Z2直角座標系偏移,如圖5所示,在X1Y1Z1直角座標系中,基準器件36產生繞Z1方向的旋轉偏移量也就是θz。
此外,器件位置取得部62從機械手臂控制部60取得在X2Y2Z2直角座標系中的器件位置(也就是位置PP1)。此外,本實施形態則是以器件位置作為長方體之基準器件36的重心位置。
電極移動控制部64使金屬線電極20朝向-Y1方向移動,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下從+Y1方向側與基準器件36接觸。然後,電極位置取得部66取得金屬線電極20與基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的位置WP1a(第1電極位置)。
之後電極移動控制部64再度在金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下,使金屬線電極20移動到+Y1方向側,金屬線電極20與基準器件36分離後,使金屬線電極20移動到+X1方向側或-X1方向側。然後電極移動控制部64再度使金屬線電極20朝向-Y1方向側移動,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下從+Y1方向側與基準器件36接觸。然後電極位置取得部66取得金屬線電極20與基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的位置WP1a(第1電極位置)。
接著相對位置計算部68從取得的多個位置WP1a來計算θz。計算θz過後,變成機械手臂控制部60在用被計算過的θz修正的X2Y2Z2直角座標系中使基準器件36移動。也就是藉由用被計算的θz修正X2Y2Z2直角座標系,在X1Y1Z1直角座標系中與在修正後的X2Y2Z2直角座標系中繞Z1方向的偏移量也就是θz成為0。因此,基準器件36成為圖6所示的狀態,基準器件36的長邊方向與X1方向平行。
<關於θx、θy的計算>
由於θx、θy的計算方法相同,此處則是以θy的計算方法為例來具體說明。
在修正後的X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36預先移動到金屬線放電加工機12在加工區域內任意的第1位置(以下稱為位置PP2)。在修正後的X2Y2Z2直角座標系(θz成為0之被修正過的X2Y2Z2直角座標系)上,機械手臂控制部60使基準器件36移動到位置PP2,以使繞X2方向的旋轉量、繞Y2方向的旋轉量和繞Z2方向的旋轉量成為0。該第1位置也就是位置PP2與位置PP1相同的位置,不同的位置皆可。器件位置取得部62從機械手臂控制部60取得在修正後的X2Y2Z2直角座標系中的器件位置(也就是位置PP2)。
接著如圖7中的實線所示,電極移動控制部64(第1移動控制部64a)使金屬線電極20朝向-X1方向移動,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下從+X1方向側與在X2Y2Z2直角座標系中位於第1位置的基準器件36接觸。
接著電極位置取得部66取得金屬線電極20與位於第1位置也就是位置PP2的基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第1電極位置(以下稱為位置WP1b)。將該取得的位置WP1b在X1方向上的位置設為Cx0
接著如圖7中的虛線所示,在修正後的X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到第2位置也就是位置PP3。該位置PP3為在+X2方向上僅從位置PP2偏移距離A的位置。器件位置取得部62從機械手臂控制部60取得在修正後的X2Y2Z2直角座標系中的器件位置(也就是位置PP3)。此外,除在X2方向上的位置外,第1位置PP2與第2位置PP3的位置為相同。
接著如圖7中的虛線所示,電極移動控制部64(第2移動控制部64b)使金屬線電極20朝向-X1方向移動,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下從+X1方向側與在X2Y2Z2直角座標系中位於位置PP3的基準器件36接觸。
接著電極位置取得部66取得金屬線電極20與位於第2位置也就是位置PP3的基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第1電極位置(以下稱為位置WP1c)。將該取得的位置WP1c在X1方向上的位置設為Cx1
接著相對位置計算部68從取得之在X1方向上的位置Cx0、Cx1及器件位置(位置PP2、位置PP3)來計算θy。相對位置計算部68用以下所示的式子(1)來計算θy。此外,A為第1位置也就是位置PP2與第2位置也就是位置PP3的距離。
此處,θy有2個不同符號(±)的解,無法確定哪個才正確。因此,選擇其中1個θy,用選出的θy進一步修正X2Y2Z2直角座標系。然後進行上述過的動作再度計算θy。此時,如果新計算過θy的絕對值小於最初計算過θy的絕對值則用選出的θy,如果新計算過θy的絕對值大於最初計算過θy的絕對值則用未選中的θy。這樣即可決定θy的值。
θx的計算與θy的計算以相同方式即可求出。也就是可在基準器件36往Y1方向移動前及移動後,根據金屬線電極20與基準器件36接觸的第1電極位置、及基 準器件36的移動距離,求出θx。此時,金屬線電極20從+Y1方向側與基準器件36接觸即可。也就是在使X1Y1Z1直角座標系繞Z1方向旋轉90度的狀態下,用θy的計算方法即可。
θy、θx決定過後,變成機械手臂控制部60在用θz、θy、θx修正過的X2Y2Z2直角座標系中使基準器件36移動。也就是藉由用被計算過的θz、θy、θx修正X2Y2Z2直角座標系,在X1Y1Z1直角座標系中與在修正後的X2Y2Z2直角座標系中繞Z1方向的偏移量也就是θz、繞Y1方向的偏移差量也就是θy和繞X1方向的偏移量也就是θx成為0。
<關於x、y的計算>
計算θx、θy和θz時,在修正過的X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到金屬線放電加工機12在加工區域內任意的位置PP4。在修正過的X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到位置PP4,以使繞X2方向的旋轉量、繞Y2方向的旋轉量和繞Z2方向的旋轉量成為0。該位置PP4與位置PP3相同的位置、不同的位置皆可。器件位置取得部62從機械手臂控制部60取得在修正後的X2Y2Z2直角座標系中的器件位置(也就是位置PP4)。
如圖8所示,電極移動控制部64使金屬線電極20朝向-X1方向移動,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下,從+X1方向與在X2Y2Z2直角座標系中位於位置PP4的基準器件36接觸。
接著電極位置取得部66取得金屬線電極20與位於位置PP4的基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第1電極位置(以下稱為位置WP1d)。
接著相對位置計算部68根據取得的位置WP1d及位置PP4計算x。也就是已知長方體也就是基準器件36的形狀,因而可從位置WP1d來求出基準器件36在X1方向上的重心位置,並可從求出的重心位置及位置PP4來計算x。
另外,如圖8所示,電極移動控制部64使金屬線電極20朝向-Y1方向移動,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下從+Y1方向側與在X2Y2Z2直角座標系中位於位置PP4的基準器件36接觸。
接著電極位置取得部66取得金屬線電極20與位於位置PP4的基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第1電極位置(以下稱為位置WP1e)。
接著相對位置計算部68根據取得的位置WP1e及位置PP4計算y。也就是已知長方體也就是基準器件36的形狀,因而可從位置WP1e來求出基準器件36在Y1方向上的重心位置,並可從求出的重心位置及位置PP4來計算y。
x、y計算過後,變成機械手臂控制部60在用θz、θy、θx、x、y修正過的X2Y2Z2直角座標系中使基準器件36移動。也就是藉由用被計算過的θz、θy、θx、x、y修正X2Y2Z2直角座標系,X1Y1Z1直角座標系與修正後的X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置(x、y、z、θx、θy、θz)當中θz、θy、θx、x和y成為0。
<關於z的計算>
計算θz、θy、θx、x和y時,在修正過的X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到金屬線放電加工機12在加工區域內預定的位置PP5。在修正後的X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到位置PP5,以使繞X2方向的旋轉量、繞Y2方向的旋轉量和繞Z2方向的旋轉量成為0。該位置PP5與位置PP4相同的位置、不同的位置皆可。器件位置取得部62從機械手臂控制部60取得在修正後的X2Y2Z2直角座標系中的器件位置(也就是位置PP5)。
接著如圖9所示,電極移動控制部64(第3移動控制部64c)使金屬線電極20朝向-X1方向移動,俾於金屬線電極20對Z1方向在X1方向上傾斜僅預定的角度+θ的狀態下從+X1方向側與在X2Y2Z2直角座標系中位於位置PP5的基準器件36接觸。
接著電極位置取得部66取得金屬線電極20與位於位置PP5的基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第2電極位置(以下稱為位置WP2a)。
另外,如圖9所示,電極移動控制部64(第3移動控制部64c)使金屬線電極20朝向-X1方向移動,俾於金屬線電極20對Z1方向在X1方向上傾斜僅預定的角度-θ的狀態下從+X1方向側與在X2Y2Z2直角座標系中位於位置PP5的基準器件36接觸。
接著電極位置取得部66取得金屬線電極20與位於位置PP5的基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第2電極位置(以下稱為位置WP2b)。
相對位置計算部68從取得的位置WP2a、WP2b及角度±θ來計算z。也就是求出在對Z1方向傾斜預定的角度+θ的狀態下與基準器件36接觸時的金屬線電極20和在對Z1方向傾斜預定的角度-θ的狀態下與基準器件36接觸時的金屬線電極20交差之交差點的高度來計算z。該交差點的高度位置成為長方體也就是基準器件36在X1Y1Z1直角座標系中之高度方向的重心位置。
依據以上所述,相對位置計算部68可計算所有的x、y、z、θx、θy、θz。
〔實施例〕
上述的實施形態如下變形亦可。
<變形例1>
上述的實施形態中,已用長方體形狀的基準器件36作說明過,但本變形例1則是用球體形狀的基準器件36作說明。此外,即使是本變形例1,金屬線放電加工機12和機械手臂14仍為相同的構成,與上述實施形態相同的構成附註相同的圖號。然而,變形例1中,基準器件36的位置設定為基準器件36的重心位置,也就是球體的中心位置。
用圖10~圖12來說明基準器件36為球體時座標系相對位置(x、y、z、θx、θy、θz)的計算方法。圖10係說明計算θz之圖。圖11係說明θx、θy的計算方法之圖。 圖12係說明計算z之圖。控制裝置16先計算θz後再計算θx、θy,之後計算x、y,最後計算z。
<關於θz的計算>
如圖10所示,在X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到金屬線放電加工機12在加工區域內任意的第1位置(位置PP10)。圖10中以實線表示移動到位置PP10的基準器件36。器件位置取得部62從機械手臂控制部60取得在X2Y2Z2直角座標系中的器件位置(也就是位置PP10)。
接著電極移動控制部64(第1移動控制部64a)使金屬線電極20朝向基準器件36接觸,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下以位於位置PP10的基準器件36中彼此不同的多個地方接觸金屬線電極20。
接著電極位置取得部66取得多個金屬線電極20與位於位置PP10的基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第1電極位置。
接著相對位置計算部68根據位於位置PP10的基準器件36與金屬線電極20接觸之多個第1電極位置,計算在X1Y1Z1直角座標系中之球體也就是基準器件36的中心位置PS1。將該中心位置PS1在X1Y1座標系中的座標位置設為(Cx10、Cy10)。
接著在X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到第2位置也就是位置PP11。該位置PP11為在+X方向上僅從位置PP10偏移距離B的位置。圖10中,以虛線表示移動到位置PP11的基準器件36。器件位置取得部62從 機械手臂控制部60取得在X2Y2Z2直角座標系中的器件位置(也就是位置PP11)。此外,除在X2方向上的位置外,第1位置PP10與第2PP11的位置相同。
接著電極移動控制部64(第2移動控制部64b)使金屬線電極20朝向基準器件36接觸,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下以位於位置PP11的基準器件36中彼此不同的多個地方接觸金屬線電極20。
接著電極位置取得部66取得多個金屬線電極20與位於位置PP11的基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第1電極位置。
接著相對位置計算部68根據位於位置PP11的基準器件36與金屬線電極20接觸的多個第1電極位置,計算在X1Y1Z1直角座標系中之球體也就是基準器件36的中心位置PS2。將該中心位置PS2在X1Y1座標系中的座標位置設為(Cx11、Cy11)。
接著相對位置計算部68從計算過的中心位置PS1、PS2及器件位置(位置PP10、位置PP11)來計算θz。相對位置計算部68用以下所示的式子(2)來計算θz。
θz計算過後,變成機械手臂控制部60在用θz修正過的X2Y2Z2直角座標系中使基準器件36移動。也就是藉由用被計算過的θz修正X2Y2Z2直角座標系,在X1Y1Z1 直角座標系中與在修正後的X2Y2Z2直角座標系中繞Z1方向的偏移量也就是θz成為0。
<關於θx、θy的計算>
因θx、θy的計算方法相同,此處則是以θy的計算方法為例來具體說明。此外,θx、θy的計算觀念上與上述的實施形態相同。
如圖11所示,在修正後的X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到金屬線放電加工機12在加工區域內任意的第1位置(位置PP12)。圖11中以實線表示移動到位置PP12的基準器件36。器件位置取得部62從機械手臂控制部60取得在X2Y2Z2直角座標系中的器件位置(也就是位置PP12)。
接著電極移動控制部64(第1移動控制部64a)使金屬線電極20朝向基準器件36接觸,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下以位於位置PP12的基準器件36中彼此不同的多個地方接觸金屬線電極20。
接著電極位置取得部66取得多個金屬線電極20與位於位置PP12的基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第1電極位置。
接著相對位置計算部68根據位於位置PP12的基準器件36與金屬線電極20接觸的多個第1電極位置,計算在X1Y1Z1直角座標系中之球體也就是基準器件36的中心位置PS3。將該中心位置PS3在X1方向上的位置設為(Cx12)。
接著在修正後的X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到第2位置也就是位置PP13。該位置PP13為在+X2方向上僅從位置PP12偏移距離C的位置。圖11中,以虛線表示移動到位置PP13的基準器件36。器件位置取得部62從機械手臂控制部60取得在X2Y2Z2直角座標系中的器件位置(也就是位置PP13)。此外,除在X2方向上的位置外,第1位置PP12與第2位置PP13為相同。
接著電極移動控制部64(第2移動控制部64b)使金屬線電極20朝向基準器件36接觸,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下以位於位置PP13的基準器件36中彼此不同的多個地方接觸金屬線電極20。
接著電極位置取得部66取得多個金屬線電極20與位於位置PP13的基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第1電極位置。
接著相對位置計算部68根據位於位置PP13的基準器件36與金屬線電極20接觸的多個第1電極位置,計算在X1Y1Z1直角座標系中之球體也就是基準器件36的中心位置PS4。將該中心位置PS4在X1方向上的位置設為(Cx13)。
接著相對位置計算部68從計算過的中心位置PS3、PS4及器件位置(位置PP12、位置PP13)來計算θy。相對位置計算部68用以下所示的式子(3)來計算θy。此外,C為第1位置也就是位置PP12與第2位置也就是位置PP13的距離。
此處,θy有2個不同符號(±)的解,無法確定哪個才正確。因此,選擇其中1個θy,用選出的θy進一步修正X2Y2Z2直角座標系。然後進行上述過的動作再度計算θy。此時,如果新計算過θy的絕對值小於最初計算過θy的絕對值則用選出的θy,如果新計算過θy的絕對值大於最初計算過θy的絕對值則用未選中的θy。這樣即可決定θy的值。
θx的計算能與θy的計算同樣方式求出。也就是可在基準器件36往Y1方向移動前及移動後,根據金屬線電極20與基準器件36接觸的第1電極位置、及基準器件36的移動距離,求出θx。也就是在將X1Y1Z1直角座標系繞Z1方向旋轉90度的狀態下,用θy的計算方法即可。
θy、θx決定過後,變成機械手臂控制部60在用θz、θy、θx修正過的X2Y2Z2直角座標系中使基準器件36移動。也就是藉由用被計算過的θz、θy、θx修正X2Y2Z2直角座標系,在X1Y1Z1直角座標系中與在修正後的X2Y2Z2直角座標系中繞Z1方向的偏移量也就是θz、繞Y1方向的偏移量也就是θy和繞X1方向的偏移量也就是θx成為0。
<關於x、y的計算>
計算θx、θy和θz時,在修正過的X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到金屬線放電加工機12在加工區域內任意的位置PP14。器件位置取得部62從機械手臂控制部60取得在X2Y2Z2直角座標系中的器件位置(也就是位置PP14)。
電極移動控制部64使金屬線電極20朝向基準器件36接觸,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下以位於位置PP14的基準器件36中彼此不同的多個地方接觸金屬線電極20。
接著電極位置取得部66取得多個金屬線電極20與位於位置PP14的基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第1電極位置。
接著相對位置計算部68根據位於位置PP14的基準器件36與金屬線電極20接觸的多個第1電極位置,計算在X1Y1Z1直角座標系中之球體也就是基準器件36的中心位置PS5。
接著相對位置計算部68根據計算過的中心位置PS5及器件位置(位置PP14)計算x、y。
x、y計算過後,變成機械手臂控制部60在用θz、θy、θx、x、y修正過的X2Y2Z2直角座標系中使基準器件36移動。也就是藉由用被計算過的θz、θy、θx、x、y修正X2Y2Z2直角座標系,X1Y1Z1直角座標系與修正後的X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置(x、y、z、θx、θy、θz)當中θz、θy、θx、x和y成為0。
<關於z的計算>
在修正過的X2Y2Z2直角座標系中,機械手臂控制部60使基準器件36移動到金屬線放電加工機12在加工區域內預定的位置PP15。器件位置取得部62從機械手臂控制部60取得在X2Y2Z2直角座標系中的器件位置(也就是位置PP15)。該位置PP15在修正後的X2Y2座標系中的位置成為基準器件36在X1Y1座標系中的中 心位置PS6。將該基準器件36在X1Y1座標系中的中心位置PS6設為(Cpx、Cpz)。此外,Cpz的值未知。
如圖12所示,電極移動控制部64(第3移動控制部64c)使金屬線電極20朝向-X1方向移動,俾於金屬線電極20對Z1方向在X1方向上傾斜僅預定的角度θw的狀態下從+X1方向側與在修正後的X2Y2Z2直角座標系中之位於位置PP15的基準器件36接觸。
接著電極位置取得部66取得金屬線電極20與基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的位置。將取得的金屬線電極20在X1Z1座標系中的位置設為(Csx、Csz)。此外,金屬線電極20的位置為下金屬線導引26的位置,下金屬線導引26在Z1方向上的值為已知。
相對位置計算部68根據取得的基準器件36在X1方向上的位置Cpx、金屬線電極20與基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的位置(Csx、Csz)及角度θw,計算z。
將從金屬線電極20與基準器件36接觸的地方到位置(Csx、Csz)為止的距離設為R,而R能以以下的式子(4)表示。
另外,穿過金屬線電極20與基準器件36接觸的地方和位置(Csx、Csz)的直線、與穿過基準器件36的中心位置PS6和位置(Csx、Csz)的直線兩直線形成的夾角θd,可用以下的式子(5)表示。此外,式子(5)中的r表示基準器件36的半徑。
基準器件36在Z1方向上的位置Cpz,即X2Y2Z2直角座標系相對於X1Y1Z1直角座標系在Z1方向上的偏移量也就是z,可用以下的式子(6)表示。因此,相對位置計算部68用式子(4)~式子(6)來計算z。
依據以上所述,相對位置計算部68可計算所有的x、y、z、θx、θy、θz。
<變形例2>
上述的實施形態和變形例1中,計算座標系相對位置(x、y、z、θx、θy、θz)當中至少1個的偏移量時,根據該偏移量修正X2Y2Z2直角座標系,依照修正後的X2Y2Z2直角座標系使基準器件36移動,計算尚未計算的偏移量。但是即使計算座標系相對位置(x、y、z、θx、θy、θz)當中至少1個的偏移量,仍依照修正後 的X2Y2Z2直角座標系使基準器件36移動,因應已計算的偏移量來修正在檢測過的接觸位置上金屬線電極20的位置亦可。
<變形例3>
上述的實施形態和變形例1、2中,計算X1Y1Z1直角座標系與X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置(x、y、z、θx、θy、θz),但根據記憶部70中記憶著的基準相對位置,計算被修正過的X2Y2Z2直角座標系與X1Y1Z1直角座標系的座標系相對位置亦可。在此情況下,根據計算過的座標相對位置修正記憶部70中記憶著的基準相對位置亦可。
<變形例4>
上述的實施形態和變形例1~3中,已以機械手臂14作為為了要更換工作台22上設置的工件W而使工件W移動之移動裝置為例說明過,但除機械手臂14外的工件更換機亦可。
<變形例5>
上述的實施形態和變形例1~4中,藉由手部30把持基準器件36,但基準器件36安裝在機械手臂14亦可。例如,以臂部14b其前端的形狀作為基準器件36使用亦可。重點是基準器件36的形狀為已知即可。
<變形例6>
上述的實施形態和變形例1~5中,已以控制金屬線放電加工機12的控制裝置和控制機械手臂14的控制裝置作為1個控制裝置16作說明過,但將控制裝置16區分成控制金屬線放電加工機12的控制裝置和控制機械手臂14的控制裝置亦可。 在此情況下,控制金屬線放電加工機12的控制裝置和控制機械手臂14的控制裝置彼此進行傳輸。
〔從實施形態得到的技術上觀念〕
以下記述可從上述各實施形態(包含變形例)掌握的技術上觀念。
<第1技術上觀念>
金屬線放電系統10具備:金屬線放電加工機12,饋送出金屬線電極20,並且使金屬線電極20與支持工件W之工作台22的相對位置位移,以將該工件W放電加工;及移動裝置14,為了要更換金屬線放電加工機12中設置的工件W而使工件W移動。金屬線放電加工機12依照預先設定的X1Y1Z1直角座標系動作。移動裝置14依照預先設定的X2Y2Z2直角座標系動作。移動裝置14具有:基準器件36及器件驅動機構14b,而該基準器件36係具有預先決定的形狀,作為位置資訊的基準,該器件驅動機構14b係使基準器件36移動。金屬線放電加工機12具有:電極驅動機構52及接觸檢測部28,而該電極驅動機構52係可沿著與該金屬線電極20的饋送方向交叉之與X1Y1平面平行之平面,使該金屬線電極20移動,且使該金屬線電極20相對於Z1方向傾斜,該接觸檢測部28係檢測該基準器件是否接觸到該金屬線電極20。金屬線放電系統10具備:電極移動控制部64、電極位置取得部66、器件位置取得部62及相對位置計算部68,該電極移動控制部64係控制電極驅動機構52使金屬線電極20移動,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下與基準器件36接觸,並且使金屬線電極20移動,俾於金屬線電極20對Z1方向傾斜的狀態下與基準器件36接觸,該電極位置取得部66係取得在金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下與基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第1位置、及在金屬線電極20對Z1方向傾斜的狀態下與基準器件36接觸時 在X1Y1Z1直角座標系中之金屬線電極20的第2位置,該器件位置取得部62係取得金屬線電極20與基準器件36接觸時在X2Y2Z2直角座標系中之基準器件36的器件位置,該相對位置計算部68係根據第1電極位置、第2電極位置和器件位置,計算X1Y1Z1直角座標系與X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置。
藉此不用攝像裝置或探針等仍可計算金屬線放電加工機12與使金屬線放電加工機12的工件W移動之移動裝置14的座標系相對位置。另外,因不用攝像裝置或探針等,金屬線放電系統10的成本變低廉。
電極移動控制部64具有:第1移動控制部64a、第2移動控制部64b及第3移動控制部64c亦可,該第1移動控制部64a係控制電極驅動機構52,在金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下使金屬線電極20移動,俾於於X2Y2Z2直角座標系中之基準器件36的位置位於第1位置的狀態下金屬線電極20與基準器件36接觸,該第2移動控制部64b係控制電極驅動機構52,在金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下使金屬線電極20移動,俾於X2Y2Z2直角座標系中之基準器件36的位置位於與第1位置不同的第2位置的狀態下金屬線電極20與基準器件36接觸,該第3移動控制部64c係控制電極驅動機構52,在金屬線電極20對Z1方向傾斜的狀態下使金屬線電極20移動,俾於X2Y2Z2直角座標系中之基準器件36的位置位於預定的位置的狀態下金屬線電極20與基準器件36接觸。
藉此可既精準又簡單地計算金屬線放電加工機12與使金屬線放電加工機12的工件W移動之移動裝置14的座標系相對位置。
該第1位置及該第2位置在Z2方向上的位置為相同亦可。
藉此可既精準又簡單地計算金屬線放電加工機12與使金屬線放電加工機12的工件W移動之移動裝置14的座標系相對位置。
移動裝置14為多關節機械手臂亦可,基準器件36被把持或安裝在多關節機械手臂14亦可。
藉此可簡單地更換工件W。
金屬線放電系統10具備:記憶部70、比較判斷部72、警告部74、禁止部76及操作條件變更部78,而該記憶部70係預先記憶該X1Y1Z1直角座標系與X2Y2Z2直角座標系的基準相對位置,該比較判斷部72係將該記憶部70中記憶的基準相對位置與相對位置計算部68計算過的該座標系相對位置進行比較,判斷兩者的差是否在容許範圍內,該警告部74係在該兩者的差為容許範圍外的情況,以該訊息對操作者警告,該禁止部76係禁止驅動該金屬線放電加工機12和該移動裝置14,該操作條件變更部78係變更該金屬線放電加工機12和該移動裝置14的操作條件。
藉此可防止金屬線放電加工機12與機械手臂14碰撞。
<第2技術上觀念>
相對位置計算方法係計算金屬線放電加工機12上預先設定之X1Y1Z1直角座標系與移動裝置14中預先設定之X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置。移動裝置14為了要更換金屬線放電加工機12中設置的工件W而使工件W移動,依照預先設定的X2Y2Z2直角座標系動作,具有:基準器件36及器件驅動機構14b,而該基 準器件36係具有預先決定的形狀,作為位置資訊的基準,該器件驅動機構14b係使基準器件36移動。金屬線放電加工機12具有:電極驅動機構52,饋送出金屬線電極20,並且使該金屬線電極20與支持該工件W之工作台22的相對位置位移,以將該工件放電加工,依照預先設定的X1Y1Z1直角座標系動作,可沿著與該金屬線電極20的饋送方向交叉的與X1Y1平面平行之平面使該金屬線電極20移動,且可使該金屬線電極20相對於Z1方向傾斜;及接觸檢測部28,檢測該基準器件是否接觸到該金屬線電極20。相對位置計算方法包含:電極移動控制步驟、電極位置取得步驟、器件位置取得步驟、相對位置計算步驟,而該電極移動控制步驟係控制電極驅動機構52使金屬線電極20移動,俾於金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下與基準器件36接觸,並且使金屬線電極20移動,俾於金屬線電極20對Z1方向傾斜的狀態下與基準器件36接觸,該電極位置取得步驟係取得在該金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下與該基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之該金屬線電極20的第1電極位置、及在該金屬線電極20對Z1方向傾斜的狀態下與該基準器件36接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之該金屬線電極20的第2電極位置,該器件位置取得步驟係取得與該金屬線電極20接觸時在X2Y2Z2直角座標系中之該基準器件36的器件位置,該相對位置計算步驟係根據第1電極位置、第2電極位置和器件位置,計算X1Y1Z1直角座標系與X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置。
藉此不用攝像裝置或探針等,仍能計算金屬線放電加工機12與金屬線放電加工機12的使工件W移動之移動裝置14的座標系相對位置。另外,因不用攝像裝置或探針等,金屬線放電系統10的成本變低廉。
電極移動控置步驟包含:第1移動控制步驟、第2移動控制步驟及第3移動控制步驟亦可,而該第1移動控制步驟係控制該電極驅動機構52,在金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下使金屬線電極20移動,俾於X2Y2Z2直角座標系中之基準器件36的位置位於第1位置的狀態下金屬線電極20與基準器件36接觸,該第2移動控制步驟係控制該電極驅動機構52,在金屬線電極20與Z1方向平行的狀態下使金屬線電極20移動,俾於X2Y2Z2直角座標系中之基準器件36的位置位於與該第1位置不同的第2位置的狀態下金屬線電極20與基準器件36接觸,該第3移動控制步驟係控制該電極驅動機構52,在金屬線電極20對Z1方向傾斜的狀態下使金屬線電極20移動,俾於X2Y2Z2直角座標系中之基準器件36的位置位於預定的位置的狀態下金屬線電極20與基準器件36接觸。
藉此可既精準又簡單地計算金屬線放電加工機12與使金屬線放電加工機12的工件W移動之移動裝置14的座標系相對位置。
該第1位置及該第2位置在Z2方向上的位置為相同亦可。
藉此可既精準又簡單地計算金屬線放電加工機12與使金屬線放電加工機12的工件W移動之移動裝置14的座標系相對位置。
移動裝置14為多關節機械手臂亦可,基準器件36被把持或安裝在多關節機械手臂14亦可。
相對位置計算方法包含:記憶步驟、比較判斷步驟、警告步驟、禁止步驟或操作條件變更步驟亦可,而該記憶步驟係將該X1Y1Z1直角座標系與X2Y2Z2直 角座標系的基準相對位置預先記憶在記憶部70,該比較判斷步驟係將記憶部70中記憶的基準相對位置與相對位置計算步驟計算過的座標系相對位置進行比較,判斷兩者的差是否在容許範圍內,該警告步驟係在兩者的差為容許範圍外的情況,以該訊息對操作者警告,該禁止步驟係禁止驅動金屬線放電加工機12和移動裝置14,該操作條件變更步驟係變更金屬線放電加工機12和該移動裝置14的操作條件。
藉此可防止金屬線放電加工機12與機械手臂14碰撞。

Claims (10)

  1. 一種金屬線放電系統(10),具備:金屬線放電加工機(12),用以饋送出金屬線電極(20),並且使該金屬線電極與支持該工件(W)之工作台(22)的相對位置位移,以將該工件放電加工;及移動裝置(14),為了更換設置於該金屬線放電加工機中的該工件,而使該工件移動;該金屬線放電加工機依照預先設定的X1Y1Z1直角座標系動作,該移動裝置依照預先設定的X2Y2Z2直角座標系動作;該移動裝置包含:基準器件(36),具有預先決定的形狀,用以作為位置資訊的基準;及器件驅動機構(14b),用以使該基準器件(36)移動;該金屬線放電加工機具有:電極驅動機構(52),可沿著平行於和該金屬線電極的饋送方向交叉的X1Y1平面之平面,使該金屬線電極移動,且使該金屬線電極相對於Z1方向傾斜;及接觸檢測部(28),用以檢測該基準器件是否接觸到該金屬線電極;更具備:電極移動控制部(64),用以控制該電極驅動機構使該金屬線電極移動,俾於該金屬線電極與Z1方向平行的狀態下與該基準器件接觸,並且使該金屬線電極移動,俾於該金屬線電極相對於Z1方向傾斜的狀態下與該基準器件接觸;電極位置取得部(66),用以取得在該金屬線電極平行於Z1方向的狀態下與該基準器件接觸時在該X1Y1Z1直角座標系中之該金屬線電極的第1電極位置、及在該金屬線電極對Z1方向傾斜的狀態下與該基準器件接觸時在該X1Y1Z1直角座標系中之該金屬線電極的第2電極位置;器件位置取得部(62),用以取得與該金屬線電極接觸時在該X2Y2Z2直角座標系中之該基準器件的器件位置;及相對位置計算部(68),根據該第1電極位置、該第2電極位置和該器件位置,計算該X1Y1Z1直角座標系與該X2Y2Z2直角座標系的座標系相對位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬線放電系統,其中,該電極移動控制部具有:第1移動控制部(64a),控制該電極驅動機構,在該金屬線電極與Z1方向平行的狀態下使該金屬線電極移動,俾於該X2Y2Z2直角座標系中之該基準器件的位置位於第1位置的狀態下該金屬線電極與該基準器件接觸;第2移動控制部(64b),控制該電極驅動機構,在該金屬線電極與Z1方向平行的狀態下使該金屬線電極移動,俾於該X2Y2Z2直角座標系中之該基準器件的位置位於與該第1位置不同的第2位置的狀態下該金屬線電極與該基準器件接觸;及第3移動控制部(64c),控制該電極驅動機構,在該金屬線電極對Z1方向傾斜的狀態下使該金屬線電極移動,俾於該X2Y2Z2直角座標系中之該基準器件的位置位於預定的位置的狀態下該金屬線電極與該基準器件接觸。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之金屬線放電系統,其中,該第1位置及該第2位置在Z2方向上的位置為相同。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之金屬線放電系統,其中,該移動裝置為多關節機械手臂,該基準器件被把持或安裝在該多關節機械手臂。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之金屬線放電系統,其中,更具備:記憶部(70),預先記憶該X1Y1Z1直角座標系與該X2Y2Z2直角座標系的基準相對位置;比較判斷部(72),將該記憶部所記憶之該基準相對位置與該相對位置計算部所計算過之該座標系相對位置進行比較,判斷兩者的差是否在容許範圍內;在該兩者的差為容許範圍外的情況,將該訊息對操作者警告的警告部(74)、或禁止驅動該金屬線放電加工機和該移動裝置的禁止部(76)、或變更該金屬線放電加工機和該移動裝置的操作條件的操作條件變更部(78)。
  6. 一種相對位置計算方法,計算金屬線放電加工機(12)中預先設定之X1Y1Z1直角座標系與移動裝置(14)中預先設定之X2Y2Z2直角座標系兩座標系之座標系相對位置;該移動裝置為了要更換該金屬線放電加工機中設置的工件(W)而使該工件移動,依照預設之X2Y2Z2直角座標系動作;且該移動裝置包含:基準器件(36),具有預先決定的形狀,作為位置資訊的基準;及器件驅動機構(14b),用以使該基準器件移動;該金屬線放電加工機饋送出金屬線電極(20),並且使該金屬線電極與支持該工件之工作台(22)的相對位置位移以將該工件放電加工,依照預先設定的X1Y1Z1直角座標系動作;且該金屬線放電加工機具有:電極驅動機構(52),可沿著與該金屬線電極的饋送方向交叉的與X1Y1平面平行之平面使該金屬線電極移動,且使該金屬線電極相對於Z1方向傾斜;及接觸檢測部(28),檢測該基準器件是否接觸到該金屬線電極;該相對位置計算方法包含:電極移動控制步驟,控制該電極驅動機構使該金屬線電極移動,俾於該金屬線電極與Z1方向平行的狀態下與該基準器件接觸;並使該金屬線電極移動,俾於該金屬線電極對Z1方向傾斜的狀態下與該基準器件接觸;電極位置取得步驟,取得在該金屬線電極平行於Z1方向的狀態下與該基準器件接觸時在該X1Y1Z1直角座標系中之該金屬線電極的第1電極位置、及在該金屬線電極對Z1方向傾斜的狀態下與該基準器件接觸時在X1Y1Z1直角座標系中之該金屬線電極的第2電極位置;器件位置取得步驟,取得與該金屬線電極接觸時在該X2Y2Z2直角座標系中之該基準器件的器件位置;及相對位置計算步驟,根據該第1電極位置、該第2電極位置和該器件位置,計算該X1Y1Z1直角座標系與該X2Y2Z2直角座標系兩座標系的該座標系相對位置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之相對位置計算方法,其中,該電極移動控制步驟包含:第1移動控制步驟,控制該電極驅動機構,在該金屬線電極與Z1方向平行的狀態下使該金屬線電極移動,俾於該X2Y2Z2直角座標系中之該基準器件的位置位於第1位置的狀態下該金屬線電極與該基準器件接觸;第2移動控制步驟,控制該電極驅動機構,在該金屬線電極與Z1方向平行的狀態下使該金屬線電極移動,俾於該X2Y2Z2直角座標系中之該基準器件的位置位於與該第1位置不同的第2位置的狀態下該金屬線電極與該基準器件接觸;及第3移動控制步驟,控制該電極驅動機構,在該金屬線電極對Z1方向傾斜的狀態下使該金屬線電極移動,俾於該X2Y2Z2直角座標系中之該基準器件的位置位於預定的位置的狀態下該金屬線電極與該基準器件接觸。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之相對位置計算方法,其中,該第1位置及該第2位置在Z2方向上的位置為相同。
  9. 如申請專利範圍第6至8項中任一項所述之相對位置計算方法,其中,該移動裝置為多關節機械手臂,該基準器件被把持或安裝在該多關節機械手臂。
  10. 如申請專利範圍第6至8項中任一項所述之相對位置計算方法,其中,包含:記憶步驟,將該X1Y1Z1直角座標系與X2Y2Z2直角座標系的基準相對位置預先記憶在記憶部(70);比較判斷步驟,將該記憶部中所記憶的該基準相對位置與該相對位置計算步驟所計算過的該座標系相對位置進行比較,判斷兩者的差是否在容許範圍內;及在該兩者的差為容許範圍外的情況,以該訊息對操作者警告之警告步驟、或禁止驅動該金屬線放電加工機和該移動裝置的禁止步驟、或變更該金屬線放電加工機和該移動裝置驅動的操作條件之操作條件變更步驟。
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