JP3195962B2 - Automatic processing equipment - Google Patents
Automatic processing equipmentInfo
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- JP3195962B2 JP3195962B2 JP09358792A JP9358792A JP3195962B2 JP 3195962 B2 JP3195962 B2 JP 3195962B2 JP 09358792 A JP09358792 A JP 09358792A JP 9358792 A JP9358792 A JP 9358792A JP 3195962 B2 JP3195962 B2 JP 3195962B2
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- work
- workpiece
- machining
- storage device
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- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Feeding Of Workpieces (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複合加工工作機械、ワ
ーク貯蔵装置、ワーク貯蔵装置から複合加工工作機械へ
ワークを搬送する搬送装置を備えた自動加工装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multitasking machine tool, a work storage device, and an automatic machining device having a transfer device for transferring a work from the work storage device to the multitasking machine tool.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、複合加工工作機械の一つとしてN
C複合旋盤が知られている。このNC複合旋盤は、対向
する二組の主軸台及び刃物台を備え、一方の主軸から他
方へとワークを受け渡すことでワークの連続加工を行う
ことができる。また近年、NC複合旋盤と、ガントリー
ロボットと呼ばれるワーク自動搬送装置とを組み合わせ
て、長時間の自動加工ができるシステム(いわゆるFM
S)が考えられている(例えば、特開平2−71948
号公報)。この種の自動加工システムでは、ガントリー
ロボットからNC複合旋盤の主軸チャックにワークを受
け渡した後に、主軸の軸心方向(Z軸)における機械原
点からワーク端面までの距離をZ軸オフセットとして測
定し、そのZ軸オフセットの値をNC複合旋盤に入力
(ティーチング)してから、切削などの機械加工を開始
する。従来では、Z軸オフセットは接触式センサなどを
備える測定装置で自動測定したり、予めワーク端面を切
削し切削面のZ軸座標値をZ軸オフセットとして設定し
ていた。2. Description of the Related Art Conventionally, N is one of the multi-tasking machine tools.
C composite lathes are known. The NC combined lathe includes two sets of headstocks and tool rests facing each other, and can continuously process a work by transferring the work from one spindle to the other. In recent years, a system capable of performing automatic machining for a long time (so-called FM) by combining an NC combined lathe with an automatic workpiece transfer device called a gantry robot.
S) is considered (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-71948).
No.). In this type of automatic machining system, after a work is transferred from a gantry robot to a spindle chuck of an NC compound lathe, a distance from a machine origin to a work end surface in the axis direction (Z axis) of the spindle is measured as a Z axis offset, After inputting (teaching) the value of the Z-axis offset to the NC combined lathe, machining such as cutting is started. Conventionally, the Z-axis offset is automatically measured by a measuring device equipped with a contact-type sensor or the like, or the end face of the work is cut in advance and the Z-axis coordinate value of the cut surface is set as the Z-axis offset.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし上記装置では、
測定装置を動作させたり、事前に切削加工を行うため
に、ワーク加工に取り掛かるまでに時間と手間がかか
り、ワークの搬送・連続加工を高速化するうえでの障害
となるといった問題があった。また、ワークの大きさが
異なるとワークの上記受け渡し位置が違ってくることか
ら、ワークを把持するガントリーロボットのハンドをN
C複合旋盤内に干渉なく侵入させるためにガントリーロ
ボットの主軸軸心方向の位置をオペレータが合わせると
いった作業をしなければならず手間がかかっていた。そ
こで本発明の目的は、ワーク形状を認識し認識結果に基
づいてZ軸オフセット又はハンド侵入位置を算出するこ
とで段取り時間を短縮することができる自動加工装置を
提供することにある。However, in the above device,
Since the measuring device is operated or cutting is performed in advance, it takes time and effort to start work processing, which is an obstacle to speeding up work transfer and continuous processing. Also, if the size of the work is different, the delivery position of the work will be different.
In order to allow the gantry robot to enter the C-combined lathe without interference, the operator must adjust the position of the gantry robot in the direction of the axis of the spindle, which is troublesome. Therefore, an object of the present invention is to provide an automatic processing apparatus that can reduce setup time by recognizing a workpiece shape and calculating a Z-axis offset or a hand entry position based on the recognition result.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、複合加工工作機械と、該複合加工工作機械によっ
て加工されるワークを載置貯蔵したワーク貯蔵装置と、
該複合加工工作機械と該ワーク貯蔵装置との間に架設さ
れたガイドレールと、該ガイドレール上を自走して該ワ
ーク貯蔵装置から該複合加工工作機械へワークを搬送す
る搬送装置と、該複合加工工作機械・該ワーク貯蔵装置
・該搬送装置を制御する制御装置を備えた自動加工装置
において、上記搬送装置は、上記ガイドレールを自走す
るロボット本体と、該ロボット本体に装着され鉛直方向
に伸縮するアームと、該アームの先端に装着されワーク
を把持するハンドとを有する搬送ロボットと、上記ワー
ク貯蔵装置のワークを撮像する撮像手段とを備えると共
に、上記制御装置は、上記撮像手段によって撮像された
ワーク画像からワークの形状を抽出して認識する形状認
識手段と、該形状認識手段の認識結果に基づいて上記複
合加工工作機械の主軸軸心方向であるZ軸座標における
機械原点からワーク端面までのZ軸オフセット値を算出
する算出手段と、該算出されたZ軸オフセットに基づい
て当該ワークに対する上記複合加工工作機械による機械
加工を行う加工制御手段とを備えたことを特徴とする自
動加工装置にある。SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide a multi-tasking machine tool, a work storage device for placing and storing a work to be machined by the multi-tasking machine tool,
A guide rail erected between the multi-tasking machine tool and the work storage device, a transfer device for self-propelling on the guide rail and transferring a work from the work storage device to the multi-tasking machine tool; In an automatic machining apparatus including a multi-tasking machine tool, the work storage device, and a control device for controlling the transfer device, the transfer device includes a robot body that runs on the guide rail, and a vertical direction mounted on the robot body. And a transfer robot having a hand attached to the tip of the arm and holding the work, and an image pickup unit for picking up an image of the work of the work storage device. A shape recognizing means for extracting and recognizing the shape of the workpiece from the imaged workpiece image; and a multi-tasking machine tool based on the recognition result of the shape recognizing means. Calculating means for calculating a Z-axis offset value from the machine origin in the Z-axis coordinate, which is the axis direction of the axis, to the end face of the workpiece; and performing machining of the workpiece by the combined machining tool based on the calculated Z-axis offset. And an automatic processing apparatus comprising:
【0005】[0005]
【0006】[0006]
【0007】[0007]
【作用】以上のように構成された本発明によれば、搬送
装置においては、搬送ロボットが、制御装置によって制
御されながら、ワークを把持してワーク貯蔵装置から複
合加工工作機械へ搬送する。例えば、アームを鉛直方向
に伸ばし、ハンドによってワーク貯蔵装置のワーク載置
面に載置されたワークを把持したのち、アームを縮ませ
ワークを引き上げる。その搬送ロボットによるワーク把
持動作の際に、撮像手段がワークを撮像する。すると制
御装置では、形状認識手段がワーク画像からワーク形状
を抽出して認識し、算出手段が、形状認識手段の認識結
果に基づいて主軸軸心方向であるZ軸座標におけるオフ
セット値を算出する。そして加工制御手段が、Z軸オフ
セットに基づいて複合加工工作機械による機械加工を行
う。また、制御装置では、形状認識手段がワーク画像か
らワーク形状を抽出して認識し、ワーク受け取り位置算
出手段が認識結果に基づいて搬送ロボットから当該ワー
クを受け渡すための複合加工工作機械におけるZ軸座標
上の位置を算出する。そして、受け渡し制御手段が、ワ
ーク受け取り位置に基づいて搬送ロボット及び複合加工
工作機械を制御して搬送ロボットと複合加工工作機械と
の間での当該ワークの受け渡しを制御する。According to the present invention constructed as described above, in the transfer device, the transfer robot grasps the work and transfers it from the work storage device to the multi-tasking machine tool while being controlled by the control device. For example, the arm is extended in the vertical direction, the work placed on the work placement surface of the work storage device is gripped by the hand, and then the arm is contracted and the work is pulled up. At the time of the work gripping operation by the transfer robot, the imaging means images the work. Then, in the control device, the shape recognizing means extracts and recognizes the workpiece shape from the workpiece image, and the calculating means calculates an offset value in the Z-axis coordinate which is the direction of the spindle axis based on the recognition result of the shape recognizing means. Then, the machining control means performs machining with the multi-tasking machine tool based on the Z-axis offset. Further, in the control device, the shape recognizing means extracts and recognizes the workpiece shape from the workpiece image, and the workpiece receiving position calculating means uses the Z-axis in the multi-tasking machine tool for delivering the workpiece from the transfer robot based on the recognition result. Calculate the position on the coordinates. Then, the transfer control means controls the transfer robot and the multi-tasking machine tool based on the work receiving position to control the transfer of the work between the transfer robot and the multi-tasking machine tool.
【0008】[0008]
【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず、図1は本発明を適用した自動加工装置の全体
構成を表す斜視図、図2は一部破断の正面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a perspective view showing the entire configuration of an automatic processing apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a partially cutaway front view.
【0009】図示するように、自動加工装置1は、大き
くみて、複合加工旋盤2と、複合加工旋盤2へワーク3
0を搬入すると共に加工済みワークを搬出するためのガ
ントリーロボット12と、ガントリーロボット12が走
行する橋梁を成すコラム13及び走行レール15と、ガ
ントリーロボット12に多数のワーク30を供給するワ
ーク貯蔵装置90とを中心に、自動搬送加工システムと
して構成されている。As shown in the figure, an automatic machining apparatus 1 is composed of a composite machining lathe 2 and a work 3
Gantry robot 12 for carrying in the workpieces 0 and carrying out the processed workpieces, columns 13 and traveling rails 15 forming a bridge on which the gantry robot 12 travels, and a workpiece storage device 90 for supplying a large number of workpieces 30 to the gantry robot 12 The system is configured as an automatic conveyance processing system mainly with the above.
【0010】複合加工旋盤2は、機体3とワーク加工部
5とを中心に構成されている。ワーク加工部5において
は、二つの主軸台6,7が対向して配設されると共に水
平方向にそれぞれ独立で移動自在に設けられ、主軸台
6,7のそれぞれには、主軸9,10が、同一の軸心C
T1,CT2上に配設されている。主軸9,10には、
水平方向の貫通穴9b,10bが設けられてチャック9
a,10aが装着されている。このほかに、主軸台6,
7の近傍には、図示せぬ刃物台やタレットも設けられて
いる。この機械本体は同一出願人の特公平2−4260
2号公報に具体的に示されている。The combined machining lathe 2 is mainly composed of a machine body 3 and a work machining section 5. In the work processing section 5, two headstocks 6, 7 are provided to face each other and are provided so as to be independently movable in the horizontal direction. , The same axis C
It is arranged on T1 and CT2. On the spindles 9 and 10,
The through holes 9b and 10b in the horizontal direction
a and 10a are mounted. In addition, the headstock 6,
A tool post and a turret (not shown) are also provided in the vicinity of 7. This machine body is the same applicant's Japanese Patent Publication No. 2-4260.
No. 2 discloses this in detail.
【0011】複合加工旋盤2の上方には、機体3とワー
ク加工部5とを連結する形でロボット通過部11が架設
され、その開口部11a,11bが機体3の左側面部3
a及び上端部3bに設けられている。複合加工旋盤2の
機体3からみてワーク貯蔵装置90を越えたところに
は、コラム13が立設され、コラム13と機体3との間
には走行レール15が架け渡されている。この走行レー
ル15には、その上を自在に往復移動するロボット本体
16が設けられている。走行レール15は、複合加工旋
盤2の主軸台6,7の移動方向と平行なサーボ軸AB
(図2に幅方向の両矢印で示した)に沿って配設されて
いる。Above the combined machining lathe 2, a robot passing portion 11 is provided so as to connect the machine body 3 and the work processing portion 5, and the openings 11a and 11b are formed on the left side portion 3 of the machine body 3.
a and the upper end 3b. A column 13 is erected above the work storage device 90 when viewed from the machine body 3 of the combined machining lathe 2, and a traveling rail 15 is bridged between the column 13 and the machine body 3. The traveling rail 15 is provided with a robot main body 16 that freely reciprocates on the traveling rail 15. The traveling rail 15 has a servo axis AB parallel to the moving direction of the headstocks 6 and 7 of the combined machining lathe 2.
(Shown by a double-headed arrow in the width direction in FIG. 2).
【0012】また、複合加工旋盤2の制御盤(不図示)
の中には、主制御装置、ロボット・コントローラ及び画
像処理装置が備えられているが、これら装置については
後述する。次に、ガントリーロボットについて説明す
る。図3はガントリーロボットの説明図、図4はガント
リーロボットの移動駆動装置を表す説明図、図5はアー
ム昇降装置及びハンド保持装置の説明図、図6は各種ハ
ンドを表す斜視図である。Also, a control panel (not shown) of the combined machining lathe 2
Includes a main controller, a robot controller, and an image processing device, which will be described later. Next, the gantry robot will be described. FIG. 3 is an explanatory view of a gantry robot, FIG. 4 is an explanatory view showing a movement driving device of the gantry robot, FIG. 5 is an explanatory view of an arm lifting / lowering device and a hand holding device, and FIG. 6 is a perspective view showing various hands.
【0013】図示するようにガントリーロボット12
は、ロボット16本体と、ケーシング17と、ハンド保
持装置27と、軸EF(図4、図5に天地方向の両矢印
で示した)に沿って移動するアーム39とを主要部とし
て構成され、走行レール15に沿って貯蔵装置90と複
合加工旋盤2との間を移動し、所定位置(図2に実線及
び仮想線で示したガントリーロボット12の位置)で停
止するとアーム39が上下動する。具体的には同一出願
人の特願平2−216695号に示されている。As shown, the gantry robot 12
Is composed mainly of a robot 16 main body, a casing 17, a hand holding device 27, and an arm 39 that moves along an axis EF (indicated by a double-headed arrow in FIGS. 4 and 5). When the robot moves between the storage device 90 and the combined machining lathe 2 along the traveling rail 15 and stops at a predetermined position (the position of the gantry robot 12 indicated by a solid line and a virtual line in FIG. 2), the arm 39 moves up and down. Specifically, this is disclosed in Japanese Patent Application No. 2-216695 of the same applicant.
【0014】ロボット本体16においては、ケーシング
17の中に移動駆動装置19が収められている。移動駆
動装置19では、駆動モータ20の軸20aにタイミン
グプーリ21aが装着され、タイミングプーリ21a→
タイミングベルト22a→タイミングプーリ21b→回
転軸25という機構を経て、駆動モータ20の回転がタ
イミングプーリ21dへ伝動される。走行レール15の
両端部には支持板26a,26bが設けられ、一方の支
持板26aから、タイミングプーリ21d及び二つの抑
えローラ23a,23bに巻き付けられる形で通り支持
板26bまで、タイミングベルト22bが張り渡されて
いる。In the robot main body 16, a movement driving device 19 is housed in a casing 17. In the moving drive device 19, the timing pulley 21a is mounted on the shaft 20a of the drive motor 20, and the timing pulley 21a →
The rotation of the drive motor 20 is transmitted to the timing pulley 21d via a mechanism of the timing belt 22a → the timing pulley 21b → the rotating shaft 25. Supporting plates 26a and 26b are provided at both ends of the traveling rail 15, and a timing belt 22b extends from one of the supporting plates 26a to the supporting plate 26b so as to be wound around the timing pulley 21d and the two pressing rollers 23a and 23b. It is stretched.
【0015】したがって、駆動モータ20の正転・逆転
に連れてロボット本体16が走行レール15の上を往復
移動する(図3、図4中に両矢印ABで示した方向)。
また図5の(A)欄に示すように、アーム昇降機36も
ケーシング17の中に収められ、アーム昇降機36の下
端部にはハンド保持装置27が設けられている。アーム
昇降装置36においては、昇降用モータ36aの回転
は、その駆動軸に嵌められた歯車36bから、歯車36
c→ボールネジ36dという順序でガイドレール37a
に伝えられる。ガイドレール37aは、上下方向に伸展
でき、昇降用モータ36aの側から駆動力が、ボールネ
ジ36dに螺合するナット37bを介して伝えられる
と、アーム39が昇降する。Accordingly, the robot body 16 reciprocates on the traveling rail 15 with the forward and reverse rotation of the drive motor 20 (the direction indicated by the double-headed arrow AB in FIGS. 3 and 4).
As shown in the column (A) of FIG. 5, the arm lift 36 is also housed in the casing 17, and a hand holding device 27 is provided at the lower end of the arm lift 36. In the arm elevating device 36, the rotation of the elevating motor 36 a is controlled by the gear 36 b fitted on the drive shaft thereof.
Guide rail 37a in the order of c → ball screw 36d
Conveyed to. The guide rail 37a can be extended in the vertical direction, and when a driving force is transmitted from a side of the elevating motor 36a via a nut 37b screwed into the ball screw 36d, the arm 39 moves up and down.
【0016】図5の(B)欄に示すように、ハンド保持
装置27はアーム39の先端部に着脱可能に装着され、
ケーシング27aと、その中に納められた駆動モータ2
9、歯車機構31などを備えている。歯車機構31は、
その上部に配設された支持軸31b、支持軸31bに装
着された傘歯車31d、回転ホルダ42の周囲に配設さ
れたゼネバ歯車32Aなどからなる。As shown in FIG. 5B, the hand holding device 27 is detachably attached to the tip of the arm 39.
Casing 27a and drive motor 2 housed therein
9, a gear mechanism 31 and the like. The gear mechanism 31
It comprises a support shaft 31b disposed on the upper part thereof, a bevel gear 31d mounted on the support shaft 31b, a Geneva gear 32A disposed around the rotary holder 42, and the like.
【0017】駆動モータ29の回転にしたがって、歯車
機構31を介して回転ホルダ42が軸心CT3を中心に
4割り出しされる。回転ホルダ42にはチャックワーク
用のハンド53が取り付けられている。具体的には同一
出願人の特願平2−230321号に詳しく示されてい
る。図6の(A)欄に示すように、ハンド53はチャッ
クワーク用に造られ、ケーシング55、ケーシング55
において互いに背を向け合う二組のワーク把持部53A
及び53Bを備えている。なお、図6の(B)欄,
(C)欄,(D)欄に示すように、ハンド53に換え
て、別のチャック用ハンド70{(B)欄}、シャフト
ワーク用のハンド72{(C)欄}、バーワーク用のハ
ンド72{(D)欄}を装着することができるが、これ
らハンド70,72,74の詳細は、特開平2−719
48号公報に記載されているので省略する。またハンド
53には、チャック爪を開閉するための駆動部がケーシ
ング55の中に設けられているが、その詳細も該公報に
記載されているので省略する。In accordance with the rotation of the drive motor 29, the rotary holder 42 is indexed through the gear mechanism 31 into four parts around the axis CT3. A hand 53 for chuck work is attached to the rotary holder 42. Specifically, it is described in detail in Japanese Patent Application No. 2-230321 of the same applicant. As shown in the column (A) of FIG. 6, the hand 53 is made for a chuck work, and a casing 55, a casing 55
Sets of workpiece gripping parts 53A that face each other at
And 53B. In addition, the (B) column of FIG.
As shown in columns (C) and (D), instead of the hand 53, another chucking hand 70 {(B) column}, a shaft work hand 72 {(C) column}, and a bar work A hand 72 (column (D)) can be attached. Details of these hands 70, 72, and 74 are described in JP-A-2-719.
The description is omitted since it is described in Japanese Patent Publication No. 48. A drive unit for opening and closing the chuck pawl is provided in the casing 55 of the hand 53, but the details thereof are omitted since they are also described in the publication.
【0018】ワーク把持部53A及び53Bは肉厚の円
盤状をなす三つ爪チャックであって、三つの爪58が作
動表面にそれぞれ配設されると共に、その中心には撮像
装置60がそれぞれ嵌め込まれている。撮像装置60は
チャックの中心に取り付けられる場合に限らず、チャッ
クの存在しないハンド53の他の面に設けても良く、こ
の方が取付は簡単である(例えば、図6(E))。The work grippers 53A and 53B are three-jaw chucks each having a thick disk shape. Three jaws 58 are provided on the operation surface, and an image pickup device 60 is fitted into the center thereof. Have been. The imaging device 60 is not limited to the case where it is attached to the center of the chuck, and may be provided on another surface of the hand 53 where there is no chuck, and the attachment is simpler (for example, FIG. 6E).
【0019】撮像装置60はレンズなどの光学系と固体
撮像デバイス(共に不図示)とで構成されており、例え
ばCCDイメージセンサを用いた固体カメラと呼ばれる
公知の装置が採用されている。撮像装置60の画角は十
分広く採られており、アーム39が、貯蔵装置90のワ
ーク載置面へ下降する際、上方の通過点において撮像可
能範囲にパレット99(後述する)の全体を収めると共
に、下方の通過点において少なくとも1個のワークを撮
像可能範囲に収めることができる(詳細は後述する)。The image pickup device 60 comprises an optical system such as a lens and a solid-state image pickup device (both not shown). For example, a known device called a solid-state camera using a CCD image sensor is employed. The angle of view of the imaging device 60 is sufficiently wide, and when the arm 39 descends to the work mounting surface of the storage device 90, the entire pallet 99 (described later) is accommodated in the imaging range at the upper passing point. At the same time, at least one work can be included in the imageable range at the lower passing point (details will be described later).
【0020】続いて、ワーク貯蔵装置について説明す
る。図7はワーク貯蔵装置の外観を表す斜視図、図8は
ワーク貯蔵装置の構造を表す説明図である。Next, the work storage device will be described. FIG. 7 is a perspective view showing the appearance of the work storage device, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing the structure of the work storage device.
【0021】図示するようにワーク貯蔵装置90は、フ
レーム91を備え、その左右両端部にはそれぞれタイミ
ングプーリ92a,92bが回転自在に設けられてい
る。二つのタイミングプーリ92a及び92bの間に
は、ベルト93が本体レール15に対して直角方向であ
る矢印IJ方向に掛け渡されると共に、ベルト93の上
方部分WPを支持するためのローラ95が複数個、所定
間隔で回転自在に設けられ、一方のタイミングプーリ9
2bには、駆動モータ96が公知のベルト伝達機構97
を介して接続されている。また、ベルト93の上には、
パレット99が搭載されており、パレット99はチャッ
クワーク用パレット99A、シャフトワーク用パレット
99B及びバーワーク用パレット99Cからなる。チャ
ックワーク用パレット99Aにはチャックワーク30a
を立たせた形で搭載するためのワーク30の下端部を嵌
入支持するためにの支持穴99eが所定間隔L6で形成
されている。As shown in the figure, the work storage device 90 has a frame 91, and timing pulleys 92a and 92b are rotatably provided at both left and right ends thereof. Between the two timing pulleys 92a and 92b, a belt 93 is stretched in a direction of an arrow IJ which is a direction perpendicular to the main body rail 15, and a plurality of rollers 95 for supporting an upper portion WP of the belt 93 are provided. , Which is rotatably provided at a predetermined interval.
2b, a drive motor 96 includes a known belt transmission mechanism 97.
Connected through. Also, on the belt 93,
A pallet 99 is mounted, and the pallet 99 includes a pallet 99A for chuck work, a pallet 99B for shaft work, and a pallet 99C for bar work. The chuck work 30a is provided on the chuck work pallet 99A.
A support hole 99e is formed at a predetermined interval L6 for fitting and supporting the lower end portion of the work 30 for mounting the work 30 in an upright position.
【0022】さらに、シャフトワーク用パレット99B
には、シャフトワークを支持するためのV字形のアッタ
チメント99fが複数個、所定間隔で設けられており、
さらにバーワーク用パレット99Cには、バーワークを
支持するためのアッタチメント99gが複数個、所定間
隔で設けられている。Furthermore, a shaft work pallet 99B
Is provided with a plurality of V-shaped attachments 99f for supporting a shaft work at predetermined intervals.
Further, the bar pallet 99C is provided with a plurality of attachments 99g for supporting the bar work at predetermined intervals.
【0023】ワーク貯蔵装置90では、オペレータが駆
動モータ96を操作して複数個のパレット99A,99
B,99Cを矢印S方向へ移動させ所定位置WPに所望
のパレット99A〜99Cを位置決めする。In the work storage device 90, a plurality of pallets 99A, 99 are operated by an operator by operating a drive motor 96.
B and 99C are moved in the direction of arrow S to position desired pallets 99A to 99C at predetermined positions WP.
【0024】続いて、主制御装置、ロボット・コントロ
ーラ及び画像処理装置について説明する。図9は、主制
御装置、ロボット・コントローラ及び画像処理装置の概
略構成を表すブロック図である。Next, the main controller, the robot controller and the image processing device will be described. FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a main control device, a robot controller, and an image processing device.
【0025】図示するように、主制御装置200は、情
報処理機能をもつ主制御部200aと、主記憶部200
bと、システム制御プログラムが格納されたプログラム
格納部200cと、や複合加工旋盤2のサーボモータ
(不図示)を制御するためのサーボ制御部200dと、
ロボット・コントローラ202とのデータ伝送のための
インターフェイス部200eなどを主要部として構成さ
れ、また主記憶部200bには、各種ワークに対応した
加工プログラムや、チャック幅・爪の深さなどのパラメ
ータを収録したデータテーブルなどが予め格納されてい
る。主制御装置200は、ロボット・コントローラ20
2及び画像処理装置204を下位の情報処理装置として
統括しながらシステム全体を制御すると共に、加工プロ
グラムと各種検出器(不図示)からの検出データとに基
づいて複合加工旋盤2の加工工程を制御する。As shown, the main control device 200 includes a main control unit 200a having an information processing function and a main storage unit 200.
b, a program storage unit 200c storing a system control program, and a servo control unit 200d for controlling a servomotor (not shown) of the combined machining lathe 2;
An interface unit 200e for data transmission with the robot controller 202 is configured as a main unit, and a main storage unit 200b stores processing programs corresponding to various works and parameters such as a chuck width and a claw depth. A recorded data table or the like is stored in advance. The main control device 200 is the robot controller 20
2 and the image processing device 204 as a lower-level information processing device, while controlling the entire system, and controlling the machining process of the combined machining lathe 2 based on a machining program and detection data from various detectors (not shown). I do.
【0026】ロボットコントローラ202は、情報処理
機能をもつ主制御部202aを中心に、主記憶部202
bと、画像データ処理のための画像データ処理部202
cと、走行レール移動用の駆動モータ20、ハンド回転
用の駆動モータ29及びアーム昇降用モータ36aの回
転及び正逆転を制御してガントリーロボット12の移
動、アーム39の上昇・下降、ハンド53の回転を制御
するための移動司令部202dと、主制御装置202と
のデータ伝送のためのインターフェイス部202e及び
画像処理装置204とのデータ伝送のためのインタフェ
ース部202fなどから構成されている。The robot controller 202 mainly includes a main control unit 202a having an information processing function, and a main storage unit 202.
b, image data processing unit 202 for image data processing
c, the rotation and forward / reverse rotation of the drive motor 20 for moving the traveling rail, the drive motor 29 for rotating the hand, and the motor 36a for elevating the arm are controlled to move the gantry robot 12, move the arm 39 up and down, and move the hand 53. It comprises a movement command section 202d for controlling rotation, an interface section 202e for data transmission with the main control apparatus 202, an interface section 202f for data transmission with the image processing apparatus 204, and the like.
【0027】画像処理装置204は、情報処理機能をも
つ主制御部204aを中心に、撮像装置60からのアナ
ログ映像信号を受信しディジタルの画像データに変換す
るための受信部204bと、受信部204bからの画像
データを格納するバッファ・メモリである画像データ記
憶部204cと、画像データ記憶部204cに格納され
た画像データをロボット・コントローラ202へ伝送す
る外部インタフェース部204dとを主要部として構成
されている。画像処理装置204では、ロボット・コン
トローラ202からの撮像タイミング信号に同期して撮
像装置60からのアナログ映像信号を取り込み、その画
像データをロボット・コントローラ202へ伝送する。The image processing device 204 mainly includes a main control portion 204a having an information processing function, a receiving portion 204b for receiving an analog video signal from the imaging device 60 and converting it into digital image data, and a receiving portion 204b. The main components are an image data storage unit 204c which is a buffer memory for storing the image data from the printer and an external interface unit 204d which transmits the image data stored in the image data storage unit 204c to the robot controller 202. I have. The image processing device 204 captures an analog video signal from the imaging device 60 in synchronization with an imaging timing signal from the robot controller 202, and transmits the image data to the robot controller 202.
【0028】上記のように構成された自動加工装置1に
おいては、主制御装置200からの指令に基づいて、ガ
ントリーロボット12がワーク30の搬送・搬入・搬出
を行う。以下、ガントリーロボット12の動作工程の一
例について、ハンド53の回転動作の説明図である図1
0を参照しながら説明する。なお動作工程の詳細は、特
開平2−71948号公報に記載されているので省略
し、ここではヘッド1,ヘッド2間でワークの受渡しを
含む1,2工程連続加工やヘッド1,ヘッド2の独立し
たワーク加工といった動作工程のうち、後者の方につい
ての概要のみについて述べる。In the automatic processing apparatus 1 configured as described above, the gantry robot 12 carries, carries in, and carries out the work 30 based on a command from the main controller 200. FIG. 1 is a diagram illustrating a rotation operation of the hand 53 in an example of an operation process of the gantry robot 12.
This will be described with reference to FIG. The details of the operation steps are omitted since they are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-71948. In this example, continuous one-step processing including delivery of a work between the head 1 and the head 2 and the head 1 and the head 2 Only the outline of the latter operation steps such as independent work processing will be described.
【0029】=第1工程= ガントリーロボット12がワーク貯蔵装置90の上で停
止→ハンド53が反時計方向CCWへ90度回転(ワー
ク把持部53Aが下方を向く)(1) →アーム39 が下
降→パレット99の上のワーク30を把持→アーム39
が上昇= First step = The gantry robot 12 stops on the work storage device 90 → The hand 53 rotates 90 degrees counterclockwise in the CCW direction (the work holding portion 53A faces downward) (1) → The arm 39 descends → Grasp the work 30 on the pallet 99 → Arm 39
Rises
【0030】→ハンド53が時計方向CWへ180度回
転(ワーク把持部53Aが上向きに、ワーク把持部53
Bが下向きに)(2) →アーム39が下降→二つ目のワー
ク30を把持→アーム39が上昇→ハンド53が90度
CW方向へ回転(3)。→ The hand 53 is rotated 180 degrees clockwise CW (the workpiece gripping section 53A is turned upward,
(B is downward) (2) → The arm 39 is lowered → The second work 30 is gripped → The arm 39 is raised → The hand 53 is rotated 90 degrees in the CW direction (3).
【0031】=第2工程= ガントリーロボット12が走行レール15に沿って複合
加工旋盤2の所定位置へ移動・停止→アーム39が下降
→ワーク把持部53A及び53Bのそれぞれのワーク3
0を、複合加工旋盤2のチャック9a及び9bへ受け渡
す→上昇(待機) 〜(複合加工旋盤2の加工工程)〜 →アーム39が下降→ワーク把持部53A及び53Bが
加工済みワーク30をそれぞれ受け取る→アーム39が
上昇。= Second Step = The gantry robot 12 moves to and stops at a predetermined position on the combined machining lathe 2 along the traveling rail 15 → the arm 39 descends → the respective workpieces 3 of the workpiece grippers 53A and 53B.
0 is transferred to the chucks 9a and 9b of the combined machining lathe 2 → ascending (standby) ~ (the machining process of the combined machining lathe 2) ~ → the arm 39 descends → the workpiece grippers 53A and 53B respectively handle the machined workpiece 30. Receiving → Arm 39 goes up.
【0032】=第3工程= ガントリーロボット12が走行レール15に沿ってワー
ク貯蔵装置90の上へ移動・停止→ ハンド53が90
度反時計方向CCWへ回転(4) →アーム39が下降→加
工済みワークをパレット99の上に載置→アーム39
が上昇= Third Step = The gantry robot 12 moves and stops on the work storage device 90 along the traveling rail 15 → The hand 53 moves to 90
Rotate counterclockwise CCW (4) → Arm 39 descends → Place processed work on pallet 99 → Arm 39
Rises
【0033】→ハンド53が方向へ180度反時計方向
CCWに回転(ワーク把持部53Aが下向き に、ワー
ク把持部53Bが上向きに)(5) →アーム39が下降→
二つ目のワーク3 0を載置→アーム39が上昇→アー
ム39が下降→ワーク30を把持→アーム39が上昇→
ハンド53が180度CW方向に回転(ワーク把持部5
3Aが上向きに、ワーク保持部53Bが下向きに)(6)
→アーム39が下降→二つ目のワーク30を把持→アー
ム39が上昇→ハンド53が90度CW方向へ回転(7)→ The hand 53 rotates counterclockwise CCW by 180 degrees in the direction (the workpiece gripping section 53A faces downward and the workpiece gripping section 53B faces upward) (5) → The arm 39 descends →
Place second work 30 → arm 39 rises → arm 39 descends → grips work 30 → arm 39 rises →
The hand 53 rotates 180 degrees in the CW direction (the workpiece gripper 5
(3A is upward, the work holding part 53B is downward) (6)
→ The arm 39 descends → The second work 30 is gripped → The arm 39 rises → The hand 53 rotates 90 ° in the CW direction (7)
【0034】第3工程の後は、第2工程→第3工程と繰
り返す。なお、上記工程中に示した(1)〜(7)の番号は、
図10のハンド53の回転動作順序を示している。After the third step, the second step → the third step is repeated. Incidentally, the numbers of (1) to (7) shown in the above steps,
11 shows a rotation operation sequence of the hand 53 of FIG.
【0035】次に、ロボット・コントローラ202で実
行される撮像処理について、図11及び図12のフロー
チャートに沿って説明する。本処理は、上記の第1工程
において実行される。なお上記フロチャートでは、ステ
ップの番号であることを表すために、番号に符号Sを付
けてある。Next, the imaging processing executed by the robot controller 202 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. This processing is executed in the first step. In the above flowchart, reference numeral S is attached to the number to indicate that the number is a step number.
【0036】本処理が開始されると、まずS100で、
ガントリーロボット12を目標とするワーク30の真上
位置へ移動させ、続くS110で、ハンド53を反時計
方向CCWへ90度回転させてワーク把持部53Aを下
方(パレット99の方向)に向かせてからワーク把持部
53A及び53Bの爪58を開く。なお、起動時にはワ
ーク把持部53A及び53Bが水平方向を向いており爪
58は閉じているものとする。When this processing is started, first in S100,
The gantry robot 12 is moved to a position directly above the target work 30. In S110, the hand 53 is rotated 90 degrees in the counterclockwise direction CCW so that the work holding portion 53A is directed downward (toward the pallet 99). Then, the claws 58 of the workpiece grippers 53A and 53B are opened. At the time of activation, it is assumed that the work grips 53A and 53B are oriented in the horizontal direction and the claws 58 are closed.
【0037】続いてS120で、撮像・形状認識処理を
実行する。この処理では、図13に例示するように、撮
像タイミング信号を出力して、基準高位(ハンド53の
パレット99の載置面からの高さx0 )からパレット9
9上のワーク30を撮影した画像データを画像処理装置
204から受け取り、その画像データに基づいてワーク
30の平面投影形状及び大きさを認識しワーク30の形
状パラメータ(例えば、円形のワーク直径y0 )を算出
する。Subsequently, in S120, an imaging / shape recognition process is executed. In this process, as illustrated in FIG. 13, an imaging timing signal is output, and the pallet 9 is moved from the reference height (the height x0 of the hand 53 from the mounting surface of the pallet 99).
9 is received from the image processing device 204, and the planar projection shape and size of the work 30 are recognized based on the image data, and the shape parameters of the work 30 (for example, a circular work diameter y0) are obtained. Is calculated.
【0038】なお、形状認識処理は、前処理(濃淡画像
の2値化処理、輪郭抽出処理など)→特徴抽出(図形の
識別処理、面積・直径の演算処理など)といった手順で
行われるが、その詳細は、塊状物体を面図形として抽出
する画像処理の基本技法として周知であるので、省略す
る。また、平面投影形状は、撮像装置60を視点とした
中心投影法による投影像とする。It should be noted that the shape recognition processing is performed in the order of preprocessing (binary processing of a grayscale image, contour extraction processing, etc.) → feature extraction (figure identification processing, area / diameter calculation processing, etc.). The details are omitted because they are well known as a basic technique of image processing for extracting a massive object as a plane figure. The planar projection shape is a projection image by the central projection method with the imaging device 60 as a viewpoint.
【0039】続くS130では、図13に例示するよう
に、アーム39が、基準高位x0 から、所定距離だけ下
降して停止(例えば、パレット99の載置面からの高さ
x1の位置で停止)して、続いてS140で再び当該ワ
ーク30についてS120と同様の撮像・形状認識処理
を実行して、ワーク30の形状パラメータ(例えば、ワ
ーク直径y1 )を算出し、S150へ進む。At S130, as shown in FIG. 13, the arm 39 descends from the reference height x0 by a predetermined distance and stops (for example, stops at the position of the height x1 from the mounting surface of the pallet 99). Then, in S140, the same imaging / shape recognition processing as that in S120 is performed again on the work 30 to calculate the shape parameter (for example, the work diameter y1) of the work 30, and the process proceeds to S150.
【0040】S150では、上記S120とS140と
の処理結果と、次式とから、パレット99の載置面から
のワーク高さaを求める。 a=(y0x0−y1x1)/(y0−y1) すなわち、図13に示すように、x0 及びx1 が既知で
あり、y0 及びy1 が上記処理によって求まれば、ワー
ク高さaは算出される。In S150, the work height a from the mounting surface of the pallet 99 is obtained from the processing results of S120 and S140 and the following equation. a = (y0x0-y1x1) / (y0-y1) That is, as shown in FIG. 13, if x0 and x1 are known and y0 and y1 are obtained by the above processing, the work height a is calculated.
【0041】続いてS160では、S120及びS14
0の処理結果に基づいて、パレット99の上のワーク載
置位置に未加工のワークが有るか無いかについて判断す
る。未加工のワークが有ると肯定判断したときには、S
170へ進む。また、未加工ワークが無いと否定判断し
たときは、作業終了として、S300へ進み所定の作業
終了のための処理を実行して本処理の外部へ出る。Subsequently, in S160, S120 and S14
Based on the processing result of 0, it is determined whether or not there is any unprocessed work at the work placement position on the pallet 99. When it is determined that there is an unprocessed work,
Proceed to 170. On the other hand, if it is determined that there is no unprocessed work, the process is terminated, the process proceeds to S300, a process for terminating the predetermined process is executed, and the process is exited.
【0042】S170では、S120及びS140の処
理結果に基づいて、認識された形状と登録されている基
本ワーク形状の何れに該当するか否かを判定する。何れ
かに該当すると肯定判断したときには、S180へ進
む。また、S170にて否定判断したときには、S31
0に進み、所定のエラー処理を実行して本処理の外部へ
出る。At S170, based on the processing results at S120 and S140, it is determined whether the shape corresponds to the recognized shape or the registered basic work shape. If the determination is affirmative, the process proceeds to S180. If a negative determination is made in S170, S31
Then, the process goes to 0, executes a predetermined error process, and goes out of the process.
【0043】S170からS180へ進むと、S150
で算出されたワーク高さaの位置へ、アーム39(及び
ハンド53)を矢印F方向へ下降して停止させる(x1
−a)。続くS190では、S120及びS140で認
識したワーク形状とS150で算出したワーク高さaと
のデータとを主制御装置200へ伝送して、S200へ
進む。When the process proceeds from S170 to S180, S150
The arm 39 (and the hand 53) is lowered in the direction of the arrow F to the position of the work height a calculated in the above and stopped (x1
-A). In subsequent S190, the data of the work shape recognized in S120 and S140 and the work height a calculated in S150 are transmitted to main controller 200, and the process proceeds to S200.
【0044】S200では、爪58を閉じてワーク30
を把持してから、アーム39を上昇させ、続くS210
で、ガントリーロボット12を次の目標ワーク30の真
上位置へ移動させ、続くS220で、ハンド53を時計
方向CWへ180度回転させる。したがって、ワーク把
持部53Aの把持面は上を向き、空のワーク把持部53
B(アンロディング)の把持面が下を向く。In S200, the pawl 58 is closed and the work 30 is closed.
, The arm 39 is raised, and the next S210
Then, the gantry robot 12 is moved to a position directly above the next target work 30, and in subsequent S220, the hand 53 is rotated 180 degrees clockwise CW. Therefore, the gripping surface of the workpiece gripper 53A faces upward, and the empty workpiece gripper 53A
The gripping surface of B (unloading) faces downward.
【0045】続いてS230では、S120〜S200
の処理を再度実行することで、二つ目のワーク30の高
さaを算出し、かつワーク把持部53Bにもワーク30
をつかみ、再び上昇して、一旦処理を終了する。Subsequently, in S230, S120 to S200
Is executed again, the height a of the second work 30 is calculated, and the work 30 is also provided to the work gripper 53B.
, Rises again, and ends the process once.
【0046】次に、ロボット・コントローラ202で実
行されるセッティング処理と、主制御装置200で実行
されるチャッキング処理とについて、図14及び図15
のフロチャートに沿って説明する。この二つの本処理
は、上記の第2工程において相互に対応を取りつつ実行
される。なお上記フローチャートでは、ステップの番号
であることを表すために、番号に符号Sを付けてある。Next, a setting process executed by the robot controller 202 and a chucking process executed by the main controller 200 will be described with reference to FIGS.
This will be described along the flowchart of FIG. These two main processes are executed in the above-mentioned second step while taking correspondence with each other. In the above flowchart, reference numeral S is added to the number to indicate that the number is a step number.
【0047】ロボット・コントローラ202では、セッ
ティング処理が開始されると、まずS400にて、ガン
トリーロボット12を走行レール15に沿って矢印B方
向へ複合加工旋盤2のワーク加工部5における所定位置
まで移動させる。続いてS410で、所定距離だけアー
ム39を下降させ、所定の基準位置にワーク把持部53
A及び53Bに把持されたワーク30をそれぞれ位置決
めする{ワーク把持部53A及び53B(ワーク30)
のセンタと、チャック9a及び9bのセンタとが同軸上
で揃う}。そして、セッティング準備完了を知らせる信
号SR1を主制御装置200へ出力し、主制御装置200
からチャッキング完了信号(後述する)SM1が入力され
るのを待つ。When the setting process is started, the robot controller 202 first moves the gantry robot 12 in the direction of arrow B along the traveling rail 15 to a predetermined position in the workpiece machining section 5 of the combined machining lathe 2 in S400. Let it. Subsequently, in S410, the arm 39 is lowered by a predetermined distance, and the work gripper 53 is moved to a predetermined reference position.
Position the work 30 gripped by A and 53B, respectively. Work grippers 53A and 53B (work 30)
And the centers of the chucks 9a and 9b are aligned coaxially. Then, a signal SR1 for notifying the completion of setting preparation is output to main controller 200, and main controller 200
Waits for a chucking completion signal (described later) SM1 to be input.
【0048】一方、主制御装置200では、ロボット・
コントローラ202から信号SR1が入力されるとチャッ
キング処理を開始する。まずS700で、それぞれのワ
ーク30を複合加工旋盤2のチャック9a及び9bに正
確にセッティングするために、セッティング・オフセッ
トSを算出する。図16の(A)欄に示すように、セッ
ティング・オフセットS、予め定められたハンド振込位
置とチャック9aの端面との距離(fパラメータ)か
ら、チャック幅(軸方向の厚み)d、爪の深さc及び前
述のワーク撮像処理にて算出したワーク高さaを減じた
ものである。すなわち、セッティング・オフセットSは
次式で表される。 S=f−d−c−a なお、図16の(A)欄及び(B)欄には一方のハンド
・ワーク・チャック・主軸台のみを示し、またチャック
端面をX−Y座標平面とし、主軸台の軸方向をZ軸とす
る。On the other hand, the main controller 200
When the signal SR1 is input from the controller 202, the chucking process starts. First, in S700, a setting offset S is calculated in order to accurately set each work 30 on the chucks 9a and 9b of the combined lathe 2. As shown in the column (A) of FIG. 16, the chuck width (thickness in the axial direction) d and the claw width are determined from the setting offset S and the distance (f parameter) between the predetermined hand transfer position and the end face of the chuck 9 a. This is obtained by subtracting the depth c and the workpiece height a calculated in the above-described workpiece imaging process. That is, the setting offset S is represented by the following equation. S = fdca Note that only one hand, work, chuck, and headstock are shown in columns (A) and (B) of FIG. 16, and the chuck end surface is an XY coordinate plane, Let the axial direction of the headstock be the Z axis.
【0049】また、セッティングオフセットSを、ハン
ド53に把持されたワークがチャック9aと干渉しない
程度のクリアランスであれば十分であるとするときに
は、予めそのクリアランス値をセッティングオフセット
Sに設定しておけば、次式からロボットハンド53の振
込位置(走行レール15上の矢印B方向におけるハンド
53の侵入位置)を算出することができる。When the setting offset S is determined to be sufficient if the work held by the hand 53 does not interfere with the chuck 9a, the clearance value is set in advance to the setting offset S. The transfer position of the robot hand 53 (the entry position of the hand 53 in the direction of arrow B on the traveling rail 15) can be calculated from the following equation.
【0050】f=S+d+c+a そして、このように算出された位置にハンドを侵入させ
ることでガントリーロボット16をわざわざティーチン
グしなくても干渉をするこくとなくハンド53に把持さ
れたワークをチャック9aに受け渡すことができる。ま
た、このとき、ガントリーロボット12の走行レール1
5の移動を最適なものとすることができる。F = S + d + c + a Then, by letting the hand enter the position calculated in this way, the workpiece held by the hand 53 is received by the chuck 9a without causing interference even if the gantry robot 16 is not bothered. Can be passed. At this time, the traveling rail 1 of the gantry robot 12 is used.
5 can be optimized.
【0051】続いてS710では、チャック9a,9b
を開き、ステップ700で算出したセッティング・オフ
セットSの値だけ、主軸台6を矢印B方向へ、主軸台7
を矢印A方向へ、それぞれ基準位置から前進させる。そ
してS720では、チャック9a,9bを閉じワーク3
0を把持し、チャッキング完了を知らせる信号SM1をロ
ボット・コントローラ202へ送信した後、ロボット・
コントローラ202から離脱完了信号SR2が入力される
のを待つ。Subsequently, in S710, the chucks 9a, 9b
Is opened, the headstock 6 is moved in the direction of arrow B by the value of the setting offset S calculated in step 700, and the headstock 7
In the direction of arrow A from the reference position. In S720, the chucks 9a and 9b are closed and the work 3 is closed.
0, and sends a signal SM1 indicating completion of chucking to the robot controller 202.
The controller 202 waits for the input of the disconnection completion signal SR2 from the controller 202.
【0052】他方、ロボット・コントローラ202で
は、主制御装置200からチャッキング完了信号SM1が
入力されるとステップS420のワークリリース処理を
実行する。すなわち、ワーク把持部53A及び53Bの
爪58を開いてワーク30を離し、ワークリリース完了
を知らせる信号SR2を主制御装置200へ送信し、主制
御装置200から後退完了信号SM2が入力されるのを待
つ。後退完了信号SM2が入力されると、S430に進ん
で、アーム39を上昇退避させ、退避が完了したところ
で、退避完了信号SR3を出力し、加工完了信号SM3が入
力されるのを待つ。On the other hand, when the chucking completion signal SM1 is input from the main controller 200, the robot controller 202 executes a work release process in step S420. That is, the claws 58 of the work grippers 53A and 53B are opened, the work 30 is released, a signal SR2 notifying the completion of the work release is transmitted to the main control device 200, and the retreat completion signal SM2 is input from the main control device 200. wait. When the retreat completion signal SM2 is input, the process proceeds to S430, where the arm 39 is raised and retired. When the retraction is completed, the retreat completion signal SR3 is output, and the process waits for the input of the machining completion signal SM3.
【0053】一方、主制御装置200では、離脱完了信
号SR2が入力されると、S730へ進む。S730で
は、主軸台6を矢印A方向へ、主軸台7を矢印B方向へ
それぞれ基準位置へ後退させ、後退完了信号SM2をロボ
ット・コントローラ202へ出力した後、ロボット・コ
ントローラ202から退避完了信号SR3が入力されるの
を待つ。退避完了信号SR3が入力されるとS740に進
み、それぞれのワーク30を加工開始位置にセットする
ために、Z軸オフセットZとして算出する。図16の
(B)欄に示すように、Z軸オフセットZは、予め定め
られた機械原点とチャック9aの端面との距離(eパラ
メータ)から、チャック幅(軸方向の厚み)d、爪の深
さc及び前述のワーク撮像処理にて算出されたワーク高
さaを減じたものである。すなわち、Z軸オフセットZ
は次式で表される。On the other hand, in main control device 200, upon receiving separation completion signal SR2, the flow proceeds to S730. In S730, the headstock 6 is retracted to the reference position in the direction of arrow A and the headstock 7 is respectively retracted to the reference position in the direction of arrow B. After outputting the retreat completion signal SM2 to the robot controller 202, the retreat completion signal SR3 from the robot controller 202 is output. Wait for is entered. When the evacuation completion signal SR3 is input, the process proceeds to S740, and is calculated as the Z-axis offset Z in order to set each work 30 at the machining start position. As shown in the column (B) of FIG. 16, the Z-axis offset Z is calculated based on the distance (e parameter) between the predetermined mechanical origin and the end face of the chuck 9a, the chuck width (axial thickness) d, This is obtained by subtracting the depth c and the work height a calculated in the above-described work imaging processing. That is, the Z-axis offset Z
Is represented by the following equation.
【0054】Z=e−d−c−a 続いてS750で、ステップ740で算出したZ軸オフ
セットの値だけ、主軸台6を矢印B方向へ、主軸台7を
矢印A方向へ、それぞれ基準位置から前進させる。続く
S760ではワーク高さaに対応する所定のNC加工プ
ログラムをプログラム格納部200dから選択し、その
加工プログラムに基づいてワーク加工処理を実行する。Z = edca Next, in S750, the headstock 6 is moved in the direction of arrow B, the headstock 7 is moved in the direction of arrow A by the Z-axis offset value calculated in step 740, and the reference position is set. To move forward. At S760, a predetermined NC machining program corresponding to the workpiece height a is selected from the program storage unit 200d, and the workpiece machining process is executed based on the selected machining program.
【0055】ワークの旋削加工において、刃物台の工具
はNC加工プログラムに従って制御されるが、その際に
機械原点からプログラム原点までの距離に相当する算出
したZ軸オフセットを考慮して移動駆動される。In the turning of the workpiece, the tool on the tool rest is controlled in accordance with the NC machining program. At this time, the tool is driven to move in consideration of the calculated Z-axis offset corresponding to the distance from the machine origin to the program origin. .
【0056】尚、算出したZ軸オフセット値に、タッチ
センサがワーク端面に接触してそのZ軸座標を測定する
のに必要なクリアランスαを付加して、Z+αなる値を
アプローチ点として設定し、該アプローチ点まではタッ
チセンサあるいは接触センサとしての工具刃先を比較的
高速で移動駆動し、アプローチ点で低速度に切り替え
て、タッチセンサの接触による正確なZオフセット値を
算出するようにしてもよい。したがって、このときは、
撮像されたワーク形状からはアプローチ点が求められる
ことになる。The calculated Z-axis offset value is added with a clearance α required for the touch sensor to come into contact with the end face of the work to measure the Z-axis coordinate, and a value of Z + α is set as an approach point. The tool edge as a touch sensor or a contact sensor may be moved and driven at a relatively high speed up to the approach point, and may be switched to a low speed at the approach point to calculate an accurate Z offset value due to the touch of the touch sensor. . Therefore, at this time,
An approach point is determined from the imaged work shape.
【0057】次に、ワークの旋削加工処理が終了する
と、S770に進み、主軸台6を矢印A方向へ、主軸台
7を矢印B方向へ、それぞれ基準位置へ後退させ、加工
完了信号SM3をロボット・コントローラ202へ出力す
る。Next, when the turning processing of the work is completed, the process proceeds to S770, in which the headstock 6 is retracted to the reference position in the direction of arrow A and the headstock 7 in the direction of arrow B, respectively. -Output to the controller 202.
【0058】他方、ロボット・コントローラ202で
は、加工完了信号SM3ステップが入力されると、S44
0に進んで、アーム39を所定距離だけ下降させた後、
下降完了信号SR4を主制御装置200へ出力し、主制御
装置200から前進完了信号SM4が入力されるのを待
つ。On the other hand, in the robot controller 202, when the machining completion signal SM3 step is input, S44
After moving to 0 and lowering the arm 39 by a predetermined distance,
It outputs a descent completion signal SR4 to main controller 200 and waits for main controller 200 to receive forward completion signal SM4.
【0059】一方、主制御装置200では、下降完了信
号SR4が入力されると、S780へ進み、主軸台6を矢
印B方向へ、主軸台7を矢印A方向へ、それぞれ基準位
置からセッティング・オフセットSの値だけ前進させ、
前進完了信号SM4を出力する。 他方、ロボット・コン
トローラ202では、前進完了信号SM4が入力される
と、S450に進んで、ワーク把持部53A及び53B
の爪58を閉じそれぞれの加工済みワークを保持し、ワ
ーク把持完了信号SR5を主制御装置200へ出力し、主
制御装置200からワークリリース完了信号SM5が入力
されるのを待つ。On the other hand, in the main controller 200, when the descent completion signal SR4 is input, the process proceeds to S780, in which the headstock 6 is moved in the direction of arrow B and the headstock 7 is moved in the direction of arrow A. Move forward by the value of S,
The forward completion signal SM4 is output. On the other hand, in the robot controller 202, when the advance completion signal SM4 is input, the process proceeds to S450, where the workpiece grippers 53A and 53B
Is closed, each processed work is held, a work gripping completion signal SR5 is output to the main controller 200, and a work release completion signal SM5 is input from the main controller 200.
【0060】最後に、主制御装置200では、ワーク把
持完了信号SR5が入力されると、S790に進んで、チ
ャック9a及び9bの爪58を開いて加工済みワークを
解放し、主軸台6を矢印A方向へ、主軸台7を矢印B方
向へ、それぞれ基準位置へ後退させ、ワークリリース完
了信号SM5をロボット・コントローラ202へ出力し、
処理を終了する。ロボット・コントローラ202では、
ワークリリース完了信号SM5が入力されると、S460
に進んで、でアーム39を上昇させ、処理を終了する。Finally, when the work gripping completion signal SR5 is input, the main controller 200 proceeds to S790 to open the claws 58 of the chucks 9a and 9b to release the processed work, and moves the headstock 6 to an arrow. A, the headstock 7 is retracted to the reference position in the direction of arrow B, and a work release completion signal SM5 is output to the robot controller 202.
The process ends. In the robot controller 202,
When the work release completion signal SM5 is input, S460
Then, the arm 39 is raised with and the process is terminated.
【0061】以上説明したように本実施例では、ワーク
30を撮像してワーク高さaを算出し、算出したワーク
高さaから、セッティング・オフセットSを求めてワー
ク30の受け渡し・受け取り位置を決定するので、ガン
トリーロボット12を受け渡し・受け取り位置に迅速・
正確に位置決めすることができる。そのため、ワーク加
工の段取り時間を大幅に短縮できる。従来装置では、オ
ペレータが、ガントリーロボットを操作しながら位置決
めを行うので、時間と手間がかかったが、このような問
題が本実施例では克服されている。As described above, in this embodiment, the work 30 is imaged, the work height a is calculated, and the setting / offset S is calculated from the calculated work height a to determine the delivery / reception position of the work 30. Since the gantry robot 12 is determined,
It can be positioned accurately. For this reason, the setup time for work processing can be significantly reduced. In the conventional apparatus, positioning is performed while the operator operates the gantry robot, so that it takes time and labor. However, such a problem is overcome in the present embodiment.
【0062】さらに、ワーク高さaからZ軸オフセット
Zを求め、ワーク30を加工開始位置に迅速・正確に位
置決めすることができる。そのため、ワーク加工の段取
り時間を短縮できると共にZ軸オフセット計測及び入力
の作業の手間を省くことができる。加えて、予め用意さ
れた複数の加工プログラムからワーク高さaに対応する
加工プログラムを選択して実行するので、選択すべき加
工プログラムをティーチングする手間を省くことができ
る。Further, the Z-axis offset Z is obtained from the work height a, and the work 30 can be quickly and accurately positioned at the machining start position. Therefore, it is possible to shorten the setup time of the work processing and to save the work of measuring and inputting the Z-axis offset. In addition, since a machining program corresponding to the workpiece height a is selected from a plurality of machining programs prepared in advance and executed, the trouble of teaching the machining program to be selected can be omitted.
【0063】また、本実施例ではセッティング・オフセ
ットSの値またはZ軸オフセットZの値だけ、主軸台
6,7を矢印AB方向へ移動させたが、このほかにガン
トリーロボット12の側を移動させるように構成して
も、上記実施例と同様の効果を奏する。さらに、ワーク
の交換に際してチャック爪の交換も必要であるときには
ワーク端面が接するチャック爪の突当面の高さ(すなわ
ち、チャック爪の深さcパラメータ)が変化するので、
予めcパラメータを計測してメモリに記憶しておきチャ
ック爪が交換される都度、メモリから読み出してcパラ
メータが修正されるように構成してもよい。また、アプ
ローチ点はワーク長を正確に求めるためのタッチセンサ
が移動する接近する点として用いられているが、この他
に加工のために接近する点として使用してもよい。つま
り、加工アプローチ点は従来、ワークの長さにバラツキ
があるためにある程度大きな値を入力しているがワーク
長を測定することによりアプローチ点を最適な値とし、
空切削(無駄な時間)を短くできる。さらに、CCD6
0は、ハンド53に取り付ける場合に限らず、コラム1
3に取り付けてガントリーロボットのハンドを画角とす
るように構成してもよい。このとき、ワークを把持した
ガントリーハンド53が走行レール15を移動する2箇
所において撮像するようにすれば、同様にワーク形状を
認識できる。In this embodiment, the headstocks 6 and 7 are moved in the direction of the arrow AB by the value of the setting offset S or the value of the Z-axis offset Z. In addition, the gantry robot 12 is moved. Even with such a configuration, the same effects as those of the above embodiment can be obtained. Further, when it is necessary to replace the chuck jaws when replacing the work, the height of the abutting surface of the chuck jaws in contact with the work end surface (that is, the depth c parameter of the chuck jaws) changes.
The c parameter may be measured in advance and stored in the memory, and the c parameter may be read out from the memory and corrected each time the chuck jaws are replaced. Further, the approach point is used as an approaching point at which the touch sensor for accurately obtaining the workpiece length moves, but may be used as an approaching point for processing. In other words, the machining approach point has conventionally been input to a somewhat large value due to variations in the length of the work, but by measuring the work length, the approach point was set to the optimal value,
Empty cutting (wasted time) can be shortened. Furthermore, CCD6
0 is not limited to the case where it is attached to the hand 53, and the column 1
3, the hand of the gantry robot may be configured to have an angle of view. At this time, if the gantry hand 53 holding the workpiece captures images at two locations on the traveling rail 15, the workpiece shape can be similarly recognized.
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ワ
ーク画像からワーク形状を認識し、認識結果に基づいて
Z軸オフセットを算出し、その値に基づいてワークの加
工位置を設定するので、ワーク加工の段取り時間を短縮
することができると共にZ軸オフセット計測及び入力の
作業の手間を省くことができる。As described above in detail, according to the present invention, a workpiece shape is recognized from a workpiece image, a Z-axis offset is calculated based on the recognition result, and a processing position of the workpiece is set based on the value. Therefore, it is possible to reduce the setup time of the workpiece processing and to save the labor of measuring and inputting the Z-axis offset.
【図1】実施例の自動加工装置の全体構成を表す斜視図
である。FIG. 1 is a perspective view illustrating an entire configuration of an automatic processing apparatus according to an embodiment.
【図2】自動加工装置の一部破断の正面図である。FIG. 2 is a partially cutaway front view of the automatic processing apparatus.
【図3】ガントリーロボットの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a gantry robot.
【図4】ガントリーロボットの移動駆動装置を表す説明
図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a moving drive device of the gantry robot.
【図5】アーム昇降装置及びハンド保持装置の説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory diagram of an arm elevating device and a hand holding device.
【図6】各種ハンドを表す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing various hands.
【図7】ワーク貯蔵装置の外観を表す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view illustrating an appearance of a work storage device.
【図8】図8はワーク貯蔵装置の構造を表す説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a structure of a work storage device.
【図9】主制御装置、ロボット・コントローラ及び画像
処理装置の概略構成を表すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a main control device, a robot controller, and an image processing device.
【図10】ハンドの回転動作の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a rotation operation of the hand.
【図11】ロボット・コントローラで実行される撮像処
理のフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart of an imaging process executed by the robot controller.
【図12】上記撮像処理の続きのフローチャートであ
る。FIG. 12 is a continuation of the flowchart of the imaging process.
【図13】撮像動作の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of an imaging operation.
【図14】ロボット・コントローラで実行されるセッテ
ィング処理及び主制御装置で実行されるチャッキング処
理のフロチャートである。FIG. 14 is a flowchart of a setting process executed by a robot controller and a chucking process executed by a main controller.
【図15】上記セッティング処理及びチャッキング処理
の続きのフローチャートである。FIG. 15 is a continued flowchart of the setting process and the chucking process.
【図16】セッティング・オフセット及びZ軸オフセッ
トの説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a setting offset and a Z-axis offset.
1・・・自動加工装置 2・・・複合加工旋
盤 12・・・ガントリーロボット 13・・・コラム 15・・・走行レール 27・・・ハンド保
持装置 39・・・アーム 40・・・ハンド保
持部 53・・・ハンド 60・・・撮像装置 90・・・貯蔵装置 200・・・主制御装置 202・・・ロボット・コントローラ 204・・・画像処理装置 30・・・ワークDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Automatic processing apparatus 2 ... Composite machining lathe 12 ... Gantry robot 13 ... Column 15 ... Travel rail 27 ... Hand holding device 39 ... Arm 40 ... Hand holding part 53 ... hand 60 ... imaging device 90 ... storage device 200 ... main control device 202 ... robot controller 204 ... image processing device 30 ... work
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−294152(JP,A) 特開 昭62−208889(JP,A) 特開 昭61−58008(JP,A) 特開 平1−310882(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 15/00 - 15/28 B23Q 17/00 - 23/00 G05B 19/18 - 19/46 B25J 3/00 - 3/10 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/08 B25J 19/02 - 19/06 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-294152 (JP, A) JP-A-62-208889 (JP, A) JP-A-61-58008 (JP, A) JP-A-1-310882 (JP) , A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23Q 15/00-15/28 B23Q 17/00-23/00 G05B 19/18-19/46 B25J 3/00-3 / 10 B25J 9/10-9/22 B25J 13/00-13/08 B25J 19/02-19/06
Claims (1)
械によって加工されるワークを載置貯蔵したワーク貯蔵
装置と、該複合加工工作機械と該ワーク貯蔵装置との間
に架設されたガイドレールと、該ガイドレール上を自走
して該ワーク貯蔵装置から該複合加工工作機械へワーク
を搬送する搬送装置と、該複合加工工作機械・該ワーク
貯蔵装置・該搬送装置を制御する制御装置を備えた自動
加工装置において、 上記搬送装置は、 上記ガイドレールを自走するロボット本体と、該ロボッ
ト本体に装着され鉛直方向に伸縮するアームと、該アー
ムの先端に装着されワークを把持するハンドとを有する
搬送ロボットと、 上記ワーク貯蔵装置のワークを撮像する撮像手段とを備
えると共に、 上記制御装置は、 上記撮像手段によって撮像されたワーク画像からワーク
の形状を抽出して認識する形状認識手段と、 該形状認識手段の認識結果に基づいて上記複合加工工作
機械の主軸軸心方向であるZ軸座標における機械原点か
らワーク端面までのZ軸オフセット値を算出する算出手
段と、 該算出されたZ軸オフセットに基づいて当該ワークに対
する上記複合加工工作機械による機械加工を行う加工制
御手段とを備えたことを特徴とする自動加工装置。1. A multi-tasking machine tool, a work storage device on which a work to be machined by the multi-tasking machine tool is mounted and stored, and a guide rail erected between the multi-tasking machine tool and the work storage device. A transfer device for self-propelling on the guide rail and transferring a work from the work storage device to the complex machining tool, and a control device for controlling the complex machining tool, the work storage device, and the transfer device. In the automatic processing apparatus provided, the transfer device includes: a robot body that runs on the guide rail by itself; an arm that is mounted on the robot body and that expands and contracts in a vertical direction; and a hand that is mounted on a tip of the arm and grips a workpiece. A transfer robot having: a work storage device; and an image pickup unit for picking up an image of the work of the work storage device. A shape recognizing means for extracting and recognizing the shape of the workpiece from the image; An automatic machining apparatus, comprising: a calculating unit that calculates an axis offset value; and a machining control unit that performs machining of the workpiece by the combined machining machine tool based on the calculated Z-axis offset.
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