JP3965841B2

JP3965841B2 - プログラム作成装置

Info

Publication number: JP3965841B2
Application number: JP32055599A
Authority: JP
Inventors: 仁玉村
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2019-11-11
Also published as: EP1107081A3; JP2001142520A; EP1107081A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パンチプレスや旋盤等の既存の加工機にローダを追加装備した際などに用いられるプログラム作成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パンチプレス等の板材加工機を、ローダの装備なしで使用していることがある。板材加工機自体は、加工プログラムによりＮＣ装置で制御するが、素材板材の搬入や、製品板材の搬出は、作業者が手作業で行う。このような既存の加工機に対して、ローダを追加装備する場合がある。
ローダを自動で動作させるには、ローダを制御する搬送プログラムが必要になる。搬送プログラムを作成するに際しては、加工機で加工される製品形状や、素材に対する製品配置のデータが必要になる。例えば、加工機上の製品をローダでピックアップするときに、ローダをどの位置に停止させるか、あるいは製品のパンチ孔を避けてローダの吸着パッドで吸着するには、パッド位置を何処に定めるべきか等の決定に、正確な製品形状，製品位置が要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、板材加工機の使用者の手元には、加工プログラムがあっても、製品形状を示した図面がないことが多い。
また、図面があっても、その図面からローダの搬送プログラムを最初から作成するのでは、非能率で、また適切な搬送プログラムの作成が難しい。すなわち、同じ製品を同じ板材加工機で加工するとしても、使用者のノウハウによって、加工の手順や加工形態の違いが生じ、その違いのため、ローダの動作が適切とならないことがある。板材加工機の加工プログラムは、使用者のノウハウが蓄積されているが、製品図面に基づき、最初から搬送プログラムを作成するのでは、そのような使用者の加工のノウハウが生かされない。そのため、加工ノウハウを考慮した搬送プログラムを作成しようとすると、使用者自身が解析して、最初から作成する必要があり、多大な労力が必要になる。
さらに、ローダを備える場合と、備えない場合とでは、適切な加工の手順や形態に違いが生じる。
【０００４】
この発明の目的は、既存の加工機にローダを追加装備したときなどに、ローダの搬送プログラムの作成が、効率良く、かつ適切に行え、また蓄積されている加工機使用者のノウハウを生かすことのできるプログラム作成装置を提供することである。
この発明の他の目的は、製品形状に適した搬送が行える搬送プログラムの作成が効率良く行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、蓄積ノウハウに加え、ローダの条件を含めて、適切な加工および搬送を行える加工プログラムおよび搬送プログラムの作成を可能とすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の構成を実施形態に対応する図１と共に説明する。このプログラム作成装置（４）は、加工プログラム（１３）に従って動作する加工機（１）と、搬送プログラム（１４）に従って加工機（１）に対してワーク（Ｗ，Ｍ）を搬送するローダ（２）とを備えた加工システムに適用されるプログラム作成装置であって、加工プログラム（１３Ａ）に基づき搬送プログラム（１４）を作成するプログラム作成手段（６）を設けたものである。
この構成によると、加工プログラム（１３Ａ）に基づき搬送プログラム（１４）を作成するため、既存の加工機（１）にローダ（２）を追加装備したときなどに、ローダ（２）の搬送プログラム（１４）の作成が、効率良く、かつ適切に行える。また、図面から加工プログラムおよびローダプログラムを再作成する場合と異なり、元の加工プログラム（１３Ａ）が利用でき、その加工プログラム（１３Ａ）に蓄積されている加工機使用者のノウハウを生かすことができる。
【０００６】
前記プログラム作成手段（６）は、前記加工プログラム（１３Ａ）から製品形状データ（１５）を作成する製品形状データ作成部（１８）と、その作成された製品形状データ（１５）から搬送プログラム（１４）を生成する搬送プログラム生成部（１９）とを有するものとしても良い。
加工プログラム（１３Ａ）は、工具やワークの動作の指令群で構成されていて、加工プログラム（１３Ａ）で加工された製品（Ｍ）の形状データは一般には有していない。このような工具やワークの動作の指令から、製品（Ｍ）に適したローダ（２）の搬送プログラム（１４）を直接に作成することは、難しい。加工プログラム（１３Ａ）から製品形状データ（１５）を作成することは、工具の移動、工具の形状、ワークの移動、ワークの形状が分かっていれば、容易に行える。そのため、製品形状データ作成部（１８）で加工プログラム（１３Ａ）から製品形状データ（１５）を作成し、この製品形状データ（１５）から搬送プログラム（１４）を生成することで、製品（Ｍ）に適した搬送プログラム（４）が容易に作成できる。なお、搬送プログラム生成部（１９）で搬送プログラム（１４）を生成するときに、製品形状データ（１５）の他に、加工プログラム（１３，１３Ａ）の有する指令やデータを利用することで、より一層製品に適した搬送の行える搬送プログラムが作成できる。
【０００７】
この発明において、前記プログラム作成手段（６）は、ローダ（２）の動作を考慮した所定の変換規則に従って前記加工プログラム（１３Ａ）を修正する加工プログラム修正部（２０）を有するものとしても良い。
加工機（１）を単独で使用する場合と、ローダ（２）と組み合わせて使用する場合とでは、効率的な加工手順が異なることがあり、また加工機（１）が板材加工機等である場合は、加工機（１）で加工する完成形状にも若干の違いが生じる場合がある。そのため、プログラム作成手段（６）に所定の変換規則を定めておき、元の加工プログラム（１３Ａ）を、ローダ（２）の動作を考慮した加工プログラム（１３）に修正することで、効率の良い加工が行える。また、加工プログラム（１３）は、初めから再作成するのではなく、既存の加工プログラム（１３Ａ）を修正するので、新たな加工プログラム（１３）は、既存の加工プログラム（１３Ａ）に蓄積されたノウハウが備えられた加工プログラムとできる。このように、蓄積ノウハウに加え、ローダ条件の考慮した適正な加工および搬送の行える加工プログラム（１３）および搬送プログラム（１４）を作成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。図１に示すように、このプログラム作成装置４は、加工機１と、この加工機１に対してワークＷ，Ｍを搬送するローダ２とを備えた加工システムに適用されるものであって、既存の加工プログラム１３Ａに基づき搬送プログラム１４を作成するプログラム作成手段６を設けたものである。加工機１は、ＮＣ装置等のプログラム制御式の加工機制御装置７により、加工プログラム１３に従って制御されるものであり、板材加工機からなる。ローダ２は、プログラム制御式のローダ制御装置８により、搬送プログラム１４に従って制御されるものである。
【０００９】
加工機１およびローダ２からなる加工システムの具体例を、図３，図４と共に説明する。この加工システムは、加工機１で孔開け加工や切り取り加工した製品ワークＭを、ローダ２でピッキングして板材貯蔵装置５の集積領域Ｅの所定位置に仕分けして集積するものである。
加工機１は、テーブル１ａ上で素材となる板材ワークＷから製品ワークＭを切り取り加工および孔開け加工する装置であり、この例ではタレット式のパンチプレス機を用いている。Ｐは加工位置（パンチ位置）を示す。
【００１０】
板材貯蔵装置５は、製品Ｍの集積領域Ｅと、素材積載領域２４と、残材集積領域２５とを一列に並べて設けたものである。各領域Ｅ，２４，２５は、これらの領域の並び方向に移動可能なパレットを所定の位置に停止させた状態の各パレット上面で構成される。各領域Ｅ，２４，２５の並び方向は、加工機１と板材貯蔵装置５との並び方向（Ｘ軸方向）に対して直交する方向（Ｙ軸方向）とされている。加工機１と板材貯蔵装置５の間には、補助テーブル３３が設置されている。
【００１１】
ローダ２は、加工機１で加工された製品Ｍをピッキングして集積領域Ｅに仕分け状態に搬送する手段であり、板材貯蔵装置５の素材積載領域２４から素材の板材ワークＷを加工機１へ搬入する手段と、加工機１で製品ワークＭの切り取りにより生じたスケルトン状の残材を残材集積領域２５に搬出する手段を兼用している。
ローダ２は、加工機１と板材貯蔵装置５の並び方向（Ｘ軸方向）に延びる架設レール状に設けられてその直交方向（Ｙ軸方向）に移動可能なレール状可動台２６と、このレール状可動台２６にその長手方向（Ｘ軸方向）に走行可能に設置された走行体２７と、この走行体２７に昇降可能に設置された板材把持手段２８とで構成される。したがって板材把持手段２８は直交する３軸方向に移動可能となる。レール状可動台２６の移動、走行体２７の走行、および板材把持手段２８の昇降は、各軸のサーボモータ２９，３０，３１（図３）の駆動により行われる。レール状可動台２６は、板材貯蔵装置５の両側に沿って設けられたレール３２上に設置され、板材貯蔵装置５の上方を移動可能であり、加工機１の上方まで片持ち状に延びている。
【００１２】
板材把持手段２８は、把持手段フレーム３６に複数の吸着パッド３５を取付けたものであり、必要に応じて残材把持用のグリッパ（図示せず）が設けられる。把持手段フレーム３６は、中央の主フレーム３６ａと、この主フレーム３６ａの両側に設けられた一対の可動フレーム３６ｂとを有し、主フレーム３６ａに対して可動フレーム３６ｂが遠近移動することにより、複数の吸着パッド３０の配置範囲が走行体２７の走行方向に可変とされている。これら可動フレーム３６ｂと、この可動フレーム３６ｂを移動させるシリンダ装置等の駆動手段（図示せず）とで、パッド範囲可変手段３７が構成される。板材把持手段２８は、図２に実線で示す状態が最大の広がり状態であり、鎖線で示す状態が最小の狭まり状態である。板材把持手段２８は、その幅を変えることにより、図７（Ａ），（Ｂ）に一例を示すように、各種の大きさの素材板材ワークＷや製品ワークＭを、その大ききさ，形状に応じて適切に吸着することができる。
【００１３】
各吸着パッド３５は真空吸着するものであり、真空ポンプ等の負圧生成手段（図示せず）に配管接続されている。複数設けられる吸着パッド３５のうち、いずれか一つまたは複数の吸着パッド３５は、図３中に同図の一部を拡大して示すように、多数の小吸着パッド３５ａを集めたパッド群で構成されている。各小吸着パッド３５ａは、各々絞り手段を介して前記の負圧生成手段に接続されており、したがって、このパッド群からなる吸着パッド３５は、一部が製品ワークＭから外れて位置する場合にも、負圧漏れによる吸着障害を生じることなく、製品ワークＭと対応する各小吸着パッド３５ａのみで製品ワークＭの吸着が可能である。
【００１４】
図６は、ローダ２で板材貯蔵装置５に集積する時の仕分けの各種の例を示す。同図（Ａ）は姿置きの例であり、素材板材に対する板取状態の通りの配置とする。（Ｂ）は製品別積載の例であり、製品Ｍの種類，グループ別にまとめて配置する。
【００１５】
次に図１と共にプログラム作成装置４を説明する。プログラム作成装置４は、コンピュータ装置と、その周辺機器と、プログラムおよびデータとで構成されるものであり、ＣＲＴ等の表示手段１６と、キーボード，マウス等の入力手段１７を有している。
プログラム作成手段６は、既存の加工プログラム１３Ａから製品形状データ１５を作成する製品形状データ作成部１８と、その作成された製品形状データ１５から搬送プログラム１４を生成する搬送プログラム生成部１９と、既存の加工プログラム１３Ａを、ローダ２の動作を考慮した所定の変換規則に従って修正する加工プログラム修正部２０とを有する。加工プログラム１３，１３Ａおよび搬送プログラム１４は、例えばＮＣコード等で記述されたものである。
【００１６】
製品形状データ作成部１８は、工具情報ファイル２１に記憶された工具情報を用い、加工プログラム１３Ａを製品形状データ１５に変換する。いわゆるＣＡＭ−ＣＡＤ変換を行う。工具情報ファイル２１は、各工具の工具ナンバーと共に、工具種類、工具形状、工具寸法等が登録されたものであり、加工機１がパンチプレスである場合、パンチ工具，ダイ工具についての工具種類，形状等が登録されている。
【００１７】
加工プログラム１３Ａは、ＮＣコードで各指令ｓが順番に並べて記載されたものであり、パンチ加工のプログラムでは、ワークＷをパンチ位置Ｐに送る各軸Ｘ，Ｙ方向の送り指令（送り量を含む）と、工具の割出指令、パンチ指令等で記述されている。工具の割出指令は、タレットステーションの指令等で行われるが、別に準備されたタレットステーションと搭載工具の工具ナンバーとの対照テーブル（図示せず）で工具が特定される。したがって、切り取り加工を行う場合、加工プログラム１３Ａは、図１や図５（Ａ）に例示する工具配置図Ｇ１で説明すると、製品ワークＭの周囲に配置された工具Ｔが、板材ワークＷに対して相対的に順次位置決めされるようにワークＷを移動させる指令と、上記工具割出指令と、その工具Ｔをパンチさせるパンチ指令の集まりで主に構成されたものとなる。
【００１８】
製品形状データ作成部１８は、このような加工プログラム１３Ａを、工具情報を用いて、図１および図５（Ｃ）の製品形状図Ｇ２で示すような加工図形を表示する製品形状データ１５に変換するものである。すなわち、製品形状データ１５は、各製品ワークＭの外形線ｍや、各製品ワークＷの内部加工のパンチ孔の図形（図示せず）等を示すデータで構成される。また、製品形状データ１５は、図形を構成する線分データｄの集まりで構成される。
製品形状データ作成部１８は、変換した製品形状データ１５を、プログラム作成装置４における所定の記憶手段に記憶しておいても良く、また元の加工プログラム１３Ａに属性データとして記憶させるようにしても良い。
【００１９】
搬送プログラム生成部１９は、このように作成された製品形状データ１５からローダ２の搬送プログラム１４を作成する手段である。搬送プログラム１４には、ローダ２が製品ピックアップのために加工機１上で停止する位置や、搬送した製品ワークＷを集積領域で離す位置や、吸着パッド位置等を含むシーケンス命令群で構成される。吸着パッド位置は、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、把持手段フレーム３６を拡縮させる指令や、各吸着パッド３５の吸引を選択的に行わせる指令等である。ローダ２の停止位置と、把持手段フレーム３６の拡縮とで、製品ワークＭに対する各吸着パッド３５の位置が具体的に定まる。したがって、搬送プログラム生成部１９は、製品ワークＭの形状や位置に応じたローダ２の停止位置，把持手段フレーム３６の拡縮の指令を生成するものとする。なお、製品ワークＭが内部にパンチ孔を有している場合は、吸着パッド３５がそのパンチ孔を避けて位置するようにプログラム作成することが好ましい。また、搬送プログラム生成部１９は、加工機１とローダ２との間の動作タイミングの自動決定等につき、元の加工プログラム１３Ａや、修正後の加工プログラム１３を利用する。
【００２０】
加工プログラム修正部２０は、元の加工プログラム１３Ａを、ローダ２の動作を考慮した所定の変換規則に従って修正し、修正後の加工プログラム１３とするものである。
加工プログラム修正部２０は、例えば、元の加工プログラム１３Ａがミクロジョイントが残る状態に製品ワークＭを加工するものである場合に、ミクロジョイント無しの加工プログラム１３とする。
【００２１】
ミクロジョイントにつき説明する。ローダ２を用いない製品切り取り加工では、図５（Ｂ）にパンチ加工による打ち抜き部分を斜線で示すように、製品ワークＭと素材ワークＷのスケルトン状の残材との間に、細い連続部であるミクロジョイトＪを残し、素材ワークＷの全体の製品ワークＭを加工する。このようにミクロジョイトＪを残すことで、加工機１上で素材ワークＷを移動させるに際して、全製品ワークＭの切り抜きが完了するまで、素材ワークＷの端部をワークホルダで把持して移動させることができる。加工の完了した製品ワークＭは、ミクロジョイトＪで繋がったままで機外に取り出し、ミクロジョイトＪを切断する。
しかし、この例のようなローダ２を備えた加工機１では、製品ワークＭが１枚完了する都度、機外に取り出す作業が効率良く行える。そのため、ミクロジョイトＪは不要である。
そのため、加工プログラム修正部２０は、例えば図５（Ｂ）のようにミクロジョイトＪを残す加工プログラム１３Ａに対して、図５（Ｅ）のように、ミクロジョイトＪを残さない加工プログラム１３に修正する。図５（Ｅ）において、斜線部はパンチ加工による打ち抜き部分を示す。また、ミクロジョイトＪを残さない場合、各製品ワークＭの加工手順を変えることが効率的な場合もあるため、所定の変換規則に従い、加工手順の変更も行う。
【００２２】
この構成のプログラム作成装置４によると、このように、既存の加工機１にローダ２を追加装備したときなどに、ローダ２の搬送プログラム１４の作成が、効率良く、かつ適切に行え、また蓄積されている加工機使用者のノウハウを生かすことができる。また、製品形状に適した搬送が行える搬送プログラム１３の作成が効率良く行える。さらに、蓄積ノウハウに加え、ローダ２の条件を含めて、適切な加工および搬送を行える加工プログラム１３および搬送プログラム１４の作成を行うことができる。
【００２３】
なお、上記実施形態では、加工機１がパンチプレスである場合つき説明したが、この発明は、加工機１がレーザ加工である場合など、板材加工機である場合に一般に適用できる。またこの発明は、加工機１が旋盤やターニングセンタ、その他の切削機械である場合にも適用することができる。旋盤の加工を考えても、加工された製品を搬出する際に、ローダによる適切な把持を行おうとすれば、製品形状に応じたローダの動作が必要になる場合がある。このような場合に、この発明における既存の加工プログラムからローダプログラムを自動生成する手法が効果的である。
【００２４】
【発明の効果】
この発明のプログラム作成装置は、加工プログラムに従って動作する加工機と、搬送プログラムに従って前記加工機に対してワークを搬送するローダとを備えた加工システムに適用されるプログラム作成装置であって、加工プログラムに基づき搬送プログラムを作成するプログラム作成手段を設けたものであるため、既存の加工機にローダを追加装備したときなどに、ローダの搬送プログラムの作成が、効率良く、かつ適切に行え、また蓄積されている加工機使用者のノウハウを生かすことができる。
前記プログラム作成手段が、前記加工プログラムから製品形状データを作成する製品形状データ作成部と、その作成された製品形状データから搬送プログラムを生成する搬送プログラム生成部とを有するものである場合は、製品に適した搬送の行える搬送プログラムを、効率的に作成することができる。
前記プログラム作成手段が、ローダの動作を考慮した所定の変換規則に従って加工プログラムを修正する加工プログラム修正部を有するものである場合は、蓄積ノウハウに加え、ローダの条件を含めて、適切な加工および搬送を行える加工プログラムおよび搬送プログラムが作成蓄積できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の概念構成を示すブロック図である。
【図２】その加工機、ローダ、および制御装置を示す説明図である。
【図３】加工機およびローダを設置した加工システムの平面図である。
【図４】同加工システムの正面図である。
【図５】工具配置と製品形状の関係を示す説明図である。
【図６】製品の集積状態の説明図である。
【図７】ローダの板材把持手段と板材との関係を示す平面図である。
【符号の説明】
１…加工機
２…ローダ
４…プログラム作成装置
６…プログラム作成手段
７…加工機制御装置
８…ローダ制御装置
１３…加工プログラム
１３Ａ…加工プログラム
１４…搬送プログラム
１５…製品形状データ
１６…表示手段
１７…入力手段
１８…製品形状データ作成部
１９…搬送プログラム生成部
２０…加工プログラム修正部
２７…走行体
２８…板材把持手段
３５…吸着パッド
Ｅ…集積領域
Ｇ１…工具配置図
Ｇ２…製品形状図
Ｍ…製品ワーク
Ｗ…素材板材ワーク

Claims

加工プログラムに従って動作する加工機と、搬送プログラムに従って前記加工機に対してワークを搬送するローダとを備えた加工システムに適用されるプログラム作成装置であって、加工プログラムに基づき搬送プログラムを作成するプログラム作成手段を設けたプログラム作成装置。
前記プログラム作成手段は、前記加工プログラムから製品形状データを作成する製品形状データ作成部と、その作成された製品形状データから搬送プログラムを生成する搬送プログラム生成部とを有するものとした請求項１記載のプログラム作成装置。
前記プログラム作成手段は、ローダの動作を考慮した所定の変換規則に従って前記加工プログラムを修正する加工プログラム修正部を有するものとした請求項１または請求項２記載のプログラム作成装置。