(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの周縁部以外の部分を掴んで剪断機に送り込む剪断機用ワーク掴み装置において、
ワークの掴み可能範囲を指定する工程と、
指定された掴み可能範囲内で好適な掴み位置を算出する工程と、
算出された好適掴み位置とワークの中心との差分を算出する工程と、
ワークの各辺の送り込み寸法に基づくワーク掴み装置の仮の送り込み目標値を算出する工程と、
前記仮の送り込み目標値にワークの各辺に応じて前記差分を加味して真の送り込み目標値を算出する工程と、
算出された真の送り込み目標値に基づいて掴み位置を制御する工程とからなるものであり、
表示装置の画面にワークを表示させ、ワークの中心を原点とする平面座標上でワークの掴み可能範囲の指定の操作によって入力されたデータを格納し、掴み位置を算出する手段が、当該掴み可能範囲内で、好適な掴み位置の座標を算出することを特徴とする剪断機用ワーク掴み装置の掴み位置制御方法。
【請求項２】
前記掴み可能範囲を指定する工程は、ワークのＸ座標の掴み可能範囲およびＹ座標の掴み可能範囲をそれぞれ指定することを特徴とする請求項１記載の剪断機用ワーク掴み装置の掴み位置制御方法。
【請求項３】
前記好適掴み位置を算出する工程は、ワーク掴み装置によるワーク回転時の干渉の有無、および、ワーク掴み装置によるワークの掴み替え工程の減少を考慮して、好適掴み位置の座標を算出することを特徴とする請求項１記載の剪断機用ワーク掴み装置の掴み位置制御方法。
【請求項４】
ワークの周縁部以外の部分を掴んで剪断機に送り込む剪断機用ワーク掴み装置において、
ワークの掴み可能範囲を指定する手段と、
指定された掴み可能範囲内で好適な掴み位置を算出する手段と、
算出された好適掴み位置とワークの中心との差分を算出する手段と、
ワークの各辺の送り込み寸法に基づくワーク掴み装置の仮の送り込み目標値を算出する手段と、
前記仮の送り込み目標値にワークの各辺に応じて前記差分を加味して真の送り込み目標値を算出する手段と、
算出された真の送り込み目標値に基づいて掴み位置を制御する手段とを備え、
表示装置の画面にワークを表示させ、ワークの中心を原点とする平面座標上でワークの掴み可能範囲の指定の操作によって入力されたデータを格納し、掴み位置を算出する手段が、当該掴み可能範囲内で、好適な掴み位置の座標を算出することを特徴とする剪断機用ワーク掴み装置の掴み位置制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばシャーリングマシンに適用される剪断機用ワーク掴み装置の掴み位置制御方法と、掴み位置制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ワークの周縁部以外の部分を掴んでシャーリングマシンに送り込むマニピュレータを備えたマニピュレータ付きシャーが知られている。
【０００３】
従来のこの種のマニピュレータ付きシャー５０は、図５、図６に示すように、シャーリングマシン５１と、その前方に配置されたフロントテーブル５３と、フロントテーブル５３の真横からワークをフロントテーブル５３に搬入するローディング装置５５と、フロントテーブル５３に搬入されたワークを原点位置にセットするゲージング装置５７と、フロントテーブル５３上で原点位置にセットされたワークをクランプしてシャーリングマシン５１に送り込むマニピュレータ５９と、シャーリングマシン５１の後方に配置されて切断された材料を搬出する搬出コンベヤ６１とで構成されている。
【０００４】
ゲージング装置５７は、詳細には図示してないが、Ｘ方向原点用のＸピンゲージと、Ｙ方向原点用のＹピンゲージと、引き込みクランプとで構成され、引き込みクランプがワークをクランプしてＸピンゲージおよびＹピンゲージにそれぞれ突き当てることで、ＸＹ両方向の原点位置にワークをセットするようになっている。また、ゲージング装置５７は、原点セット時以外はワークのパスラインより下方へ収納されるようになっている。
【０００５】
マニピュレータ５９は、図示しないモータの駆動によりベース６３上をＹ方向に沿って進退可能に構成されている。また、マニピュレータ５９は、ワークの実質的に１点を上下両面からクランプするクランパ６５を備え、クランパ６５は、クランプしたワークを、図示しないモータの駆動によりクランプ軸のまわりに回転させることができるようになっている。
【０００６】
このように構成されたマニピュレータ付きシャー５０の動作を、図７を参照して簡単に説明すると、まず、図７（ａ）に示すように、ローディング装置５５からフロントテーブル５３に搬入されたワークＷを、ゲージング装置５７が原点セットを行なったのち、マニピュレータ５９のクランパ６５が上下両面からクランプする。
【０００７】
つぎに、図７（ｂ）に示すように、マニピュレータ５９がＹ方向に前進してワークＷをシャーリングマシン５１に所定長さ送り込み、その位置でシャーリングマシン５１が作動して目的とする長さの材料Ｐを切断する。そして、切断された材料Ｐは搬出コンベヤ６１によって搬出される。
【０００８】
つぎに、図７（ｃ）に示すように、マニピュレータ５９がＹ方向に後退し、クランパ６５がワークＷを所要角度（例えば９０°）回転させたのち、上記と同様の送り込みを繰り返すことで、矩形状のワークＷは４方向のうち任意の方向から所定長さずつ切断されることとなる。
【０００９】
そして、このようなマニピュレータ付きシャー５０は、マニピュレータ５９のクランパ６５がワークＷの中心をクランプすることが基本となっているため、例えば、ワークＷの中心に穴加工や凸加工等の前処理が施されている場合は、クランパ６５によるクランプ位置をワークＷの中心から所要量だけ変位させる必要があるものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クランパ６５によるクランプ位置をワークの中心から変位させる場合、その変位させた位置をクランプしたマニピュレータ５９が、ワークをシャーリングマシン５１に所定長さ送り込むのに必要なＹ方向の移動量を、矩形状のワークの４方向すべてについて考慮したうえでクランプ位置を決定する必要があり、これには煩雑な計算を行わなければならない。
【００１１】
ところが、従来は、このようなワークの中心から変位したクランプ位置の決定に際して必要な煩雑な計算を、オペレータが直接行ない、しかも、シーケンサに送られる制御コード（Ｇコードに類似するもの）をＮＣ上で直接編集しなければならないため、プログラミングの工数がかかり、プログラムミスの可能性が高い等の課題があった。
【００１２】
この発明は上記従来のもののもつ課題を解決して、マニピュレータ（ワーク掴み装置）によるクランプ位置（掴み位置）をワークの中心から変位させる場合に、簡単な入力操作で掴み可能な範囲を指定するだけで、好適な掴み位置を自動的に決定することのできる剪断機用ワーク掴み装置の掴み位置制御方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するため、ワークの周縁部以外の部分を掴んで剪断機に送り込む剪断機用ワーク掴み装置において、
ワークの掴み可能範囲を指定する工程と、
指定された掴み可能範囲内で好適な掴み位置を算出する工程と、
算出された好適掴み位置とワークの中心との差分を算出する工程と、
ワークの各辺の送り込み寸法に基づくワーク掴み装置の仮の送り込み目標値を算出する工程と、
前記仮の送り込み目標値にワークの各辺に応じて前記差分を加味して真の送り込み目標値を算出する工程と、
算出された真の送り込み目標値に基づいて掴み位置を制御する工程とからなるものであり、
表示装置の画面にワークを表示させ、ワークの中心を原点とする平面座標上でワークの掴み可能範囲の指定の操作によって入力されたデータを格納し、掴み位置を算出する手段が、当該掴み可能範囲内で、好適な掴み位置の座標を算出する。
【００１４】
このように、ワークの掴み可能範囲を指定すると、その範囲内で好適な掴み位置を算出してその位置とワークの中心との差分を算出し、この差分を、ワークの各辺の送り込み寸法に基づくワーク掴み装置の仮の送り込み目標値に加味して、得られた真の送り込み目標値に基づいて掴み位置を制御することで、簡単な入力操作で掴み可能な範囲を指定するだけで、好適な掴み位置が自動的に決定されることとなる。
【００１５】
またこの発明は、ワークの周縁部以外の部分を掴んで剪断機に送り込む剪断機用ワーク掴み装置において、
ワークの掴み可能範囲を指定する手段と、
指定された掴み可能範囲内で好適な掴み位置を算出する手段と、
算出された好適掴み位置とワークの中心との差分を算出する手段と、
ワークの各辺の送り込み寸法に基づくワーク掴み装置の仮の送り込み目標値を算出する手段と、
前記仮の送り込み目標値にワークの各辺に応じて前記差分を加味して真の送り込み目標値を算出する手段と、
算出された真の送り込み目標値に基づいて掴み位置を制御する手段とを備え、
表示装置の画面にワークを表示させ、ワークの中心を原点とする平面座標上でワークの掴み可能範囲の指定の操作によって入力されたデータを格納し、掴み位置を算出する手段が、当該掴み可能範囲内で、好適な掴み位置の座標を算出する。
【００１６】
このように、ワークの掴み可能範囲を指定すると、その範囲内で好適な掴み位置を算出してその位置とワークの中心との差分を算出し、この差分を、ワークの各辺の送り込み寸法に基づくワーク掴み装置の仮の送り込み目標値に加味して、得られた真の送り込み目標値に基づいて掴み位置を制御することで、簡単な入力操作で掴み可能な範囲を指定するだけで、好適な掴み位置が自動的に決定されることとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明による剪断機用ワーク掴み装置の掴み位置制御装置の一実施の形態を示すブロック図であり、換言すると、マニピュレータ付きシャーのＮＣプログラミング装置を、マニピュレータの掴み位置制御装置の視点で表現したものである。
【００１８】
この掴み位置制御装置１０は、ＮＣプログラムに必要なワークのＸ寸法、Ｙ寸法、ワークの加工順序、各辺の切り落とし長さ、切り残し長さ等を入力する入力部１１と、入力されたプログラムデータを格納するプログラムデータファイル１３と、加工に必要な基本データとなるパラメータを格納したパラメータファイル１５とを備え、入力部１１は、マニピュレータによるワークの掴み可能範囲を指定する入力操作も行われ、入力された掴み可能範囲の指定データも一旦プログラムデータファイル１３に格納されるようになっている。
【００１９】
掴み可能範囲の指定は、ワークのＸ座標の掴み可能範囲（Ｘ座標上限、Ｘ座標下限）と、Ｙ座標の掴み可能範囲（Ｙ座標上限、Ｙ座標下限）の合わせて４項目を入力することによって行われる。ただし、Ｘ座標、Ｙ座標いずれも上限値の入力は省略することができ、省略した場合は、上限値は下限値と同一となるものである。
【００２０】
また、掴み位置制御装置１０は、プログラムデータファイル１３から掴み可能範囲を指定する座標データを読み出し、また、プログラムデータファイル１３から、掴み可能範囲内で掴み位置を絞り込む際にワーク回転時のメカ干渉の有無を判定するために用いられるメカ干渉判定用データと、掴み可能範囲内で掴み位置を絞り込む際にマニピュレータによる掴み替え工数を判定するために用いられる掴み替え工数判定用データとを抽出して、これらの判定用データを用いて掴み可能範囲内で好適な掴み位置の座標を算出する好適掴み位置算出部１７を備えている。
【００２１】
また、掴み位置制御装置１０は、好適掴み位置算出部１７で求められた好適掴み位置の座標データと、プログラムデータファイル１３から読み出されるワークの中心座標との差分を算出する差分算出部１９を備え、差分算出部１９は、好適掴み位置の座標とワークの中心座標との差分をあらわすＸ成分およびＹ成分をそれぞれ算出するようになっている。
【００２２】
また、掴み位置制御装置１０は、プログラムデータファイル１３から読み出されるワークの各辺の所定の送り込み寸法に基づいて、マニピュレータがワークの中心を掴むと仮定した場合のマニピュレータの仮の送り込み目標値（仮のＹ軸目標値）を算出する仮の送り込み目標値算出部２１と、仮の送り込み目標値算出部２１で求められた仮の送り込み目標値（仮のＹ軸目標値）に、ワークの各辺に応じて、差分算出部１９で求められた差分を加味することで、マニピュレータがワークの好適掴み位置を掴む場合のマニピュレータの真の送り込み目標値（真のＹ軸目標値）を算出する真の送り込み目標値算出部２３とを備え、真の送り込み目標値算出部２３は、ワークの各辺に応じて差分のＸ成分を加算または減算し、かつ、Ｙ成分を加算または減算することで、仮のＹ軸目標値から真のＹ軸目標値への変換を行うようになっている。
【００２３】
さらに、掴み位置制御装置１０は、真の送り込み目標値算出部２３で求められた真の送り込み目標値（真のＹ軸目標値）と、パラメータファイル１５から読み出される加工に必要な基本データとなるパラメータとから、Ｇコードに類似した制御コードを生成する制御コード生成部２５を備え、制御コード生成部２５で生成された制御コードはシーケンサ４１に送られ、その制御コードにしたがって、シャーリングマシン５１、マニピュレータ５９等に所定の動作を行わせるようになっている。
【００２４】
次に、上記の実施の形態の作用について、図２に示すフローチャートを用いて説明するが、前提として、図３に示すワークＷを、図５、図６に示すマニピュレータ付きシャー５０を使って加工するものとし、そのために必要なＮＣプログラムを、図４に示すプログラム編集画面を用いて作成するものとする。
【００２５】
すなわち、図３に示すように、中心部に穴のあるワークＷの４辺のハッチングで示す部分を切り揃えて、所定寸法の材料Ｐを作る場合を例として説明する。
【００２６】
最初に、入力部１１の表示装置に、図４（ａ）に示す画面を表示させ、この画面を使ってワークＷのＸ寸法およびＹ寸法を入力する（ステップＳ１）。
【００２７】
つぎに、入力部１１の表示装置を図４（ｂ）に示す画面に切り換え、この画面を使って、ワークＷの中心を原点Ｏとする平面座標上でワークＷの掴み可能範囲を指定する（ステップＳ２）。
【００２８】
つぎに、入力部１１の表示装置を図４（ｃ）に示す画面に切り換え、この画面を使って、ワークＷの加工順序、各辺の切り落とし長さ、切り残し長さ等を入力する（ステップＳ３）。
【００２９】
以上の操作によって入力された各種のデータは、プログラムデータファイル１３に格納される（ステップＳ４）。
【００３０】
そして、好適掴み位置算出部１７が、プログラムデータファイル１３から得られる掴み可能範囲を指定する座標データと、メカ干渉判定用データおよび掴み替え工数判定用データとを用いて、掴み可能範囲内で好適な掴み位置の座標を算出する（ステップＳ５）。
【００３１】
つぎに、差分算出部１９が、好適掴み位置算出部１７で求めた好適掴み位置の座標と、プログラムデータファイル１３から得られるワークＷの中心座標との差分をあらわすＸ成分およびＹ成分をそれぞれ算出する（ステップＳ６）。
【００３２】
一方、仮の送り込み目標値算出部２１が、プログラムデータファイル１３から得られるワークＷの各辺の所定の送り込み寸法に基づいて、マニピュレータ５９がワークＷの中心を掴むと仮定した場合のマニピュレータ５９の仮の送り込み目標値（仮のＹ軸目標値）を算出する（ステップＳ７）。
【００３３】
つぎに、真の送り込み目標値算出部２３が、仮の送り込み目標値算出部２１で求めた仮の送り込み目標値（仮のＹ軸目標値）に、ワークＷの各辺に応じて、差分算出部１９で求めた差分を加味することで、マニピュレータ５９がワークＷの好適掴み位置を掴む場合のマニピュレータ５９の真の送り込み目標値（真のＹ軸目標値）を算出する（ステップＳ８）。
【００３４】
つぎに、制御コード生成部２５が、真の送り込み目標値算出部２３で求めた真の送り込み目標値（真のＹ軸目標値）と、パラメータファイル１５から得られる加工に必要な基本データとなるパラメータとから、制御コードを生成する（ステップＳ９）。
【００３５】
そして、制御コード生成部２５で生成された制御コードはシーケンサ４１に送られ、シーケンサ４１は制御コードにしたがって、シャーリングマシン５１、ローディング装置５５、ゲージング装置５７、マニピュレータ５９および搬出コンベヤ６１に所定の動作を行わせる（ステップＳ１０）。
【００３６】
それにより、図３に示す中心部に穴のあるワークＷは、４辺のハッチングで示す部分が切り揃えられ、所定寸法の材料Ｐが得られることとなる。
【００３７】
なお、上記の実施の形態では、図３に示すワークＷを、図５、図６に示すマニピュレータ付きシャー５０を使って加工するものとし、そのために必要なＮＣプログラムを、図４に示すプログラム編集画面を用いて作成するものとして説明したが、これに限定するものでなく、他の適宜のワークを、他の適宜のマニピュレータ付きシャーを使って加工し、そのために必要なＮＣプログラムを、他の適宜のプログラム編集画面を用いて作成することが可能である。
【００３８】
また、上記の実施の形態では、シャーリングマシンにマニピュレータを備えたマニピュレータ付きシャーを例示したが、これに限定するものでなく、他の適宜の剪断機用ワーク掴み装置に適用することが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
この発明は以上のように、ワークの掴み可能範囲を指定する工程と、指定された掴み可能範囲内で好適な掴み位置を算出する工程と、算出された好適掴み位置とワークの中心との差分を算出する工程と、ワークの各辺の送り込み寸法に基づくワーク掴み装置の仮の送り込み目標値を算出する工程と、仮の送り込み目標値にワークの各辺に応じて差分を加味して真の送り込み目標値を算出する工程と、算出された真の送り込み目標値に基づいて掴み位置を制御する工程とからなる構成としたので、ワーク掴み装置による掴み位置をワークの中心から変位させる場合に、簡単な入力操作で掴み可能な範囲を指定するだけで、好適な掴み位置を自動的に決定することができ、そのため、ワークの中心から変位した掴み位置の決定に際して必要な煩雑な計算を行うことからオペレータを解放することができ、その結果、好適掴み位置の自動決定により加工範囲の拡大を図ることができるとともに、プログラミングの工数を削減して、プログラムミスの可能性を減少させることができる効果がある。
【００４０】
またこの発明は、ワークの掴み可能範囲を指定する手段と、指定された掴み可能範囲内で好適な掴み位置を算出する手段と、算出された好適掴み位置とワークの中心との差分を算出する手段と、ワークの各辺の送り込み寸法に基づくワーク掴み装置の仮の送り込み目標値を算出する手段と、仮の送り込み目標値にワークの各辺に応じて差分を加味して真の送り込み目標値を算出する手段と、算出された真の送り込み目標値に基づいて掴み位置を制御する手段とを備える構成としたので、ワーク掴み装置による掴み位置をワークの中心から変位させる場合に、簡単な入力操作で掴み可能な範囲を指定するだけで、好適な掴み位置を自動的に決定することができ、そのため、ワークの中心から変位した掴み位置の決定に際して必要な煩雑な計算を行うことからオペレータを解放することができ、その結果、好適掴み位置の自動決定により加工範囲の拡大を図ることができるとともに、プログラミングの工数を削減して、プログラムミスの可能性を減少させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】剪断機用ワーク掴み装置の掴み位置制御装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１のものの動作を示すフローチャートである。
【図３】加工すべきワークの一例を示す説明図である。
【図４】掴み位置制御装置のプログラム編集画面を示す説明図である。
【図５】マニピュレータ付きシャーの概略的平面図である。
【図６】図５のものの概略的右側面図である。
【図７】マニピュレータ付きシャーの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  掴み位置制御装置
１１  入力部
１３  プログラムデータファイル
１５  パラメータファイル
１７  好適掴み位置算出部
１９  差分算出部
２１  仮の送り込み目標値算出部
２３  真の送り込み目標値算出部
２５  制御コード生成部
４１  シーケンサ
５０  マニピュレータ付きシャー
５１  シャーリングマシン
５３  フロントテーブル
５５  ローディング装置
５７  ゲージング装置
５９  マニピュレータ
６１  搬出コンベヤ
６３  ベース
６５  クランパ
【図１】
0004778610.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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