具有與彎曲加工機同步動作的機器人的機器人系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機器人系統(tǒng)，其在通過機器人一邊保持工件一邊進行彎曲加工的情況下，能夠容易并且正確地示教機器人的圓弧插補動作。操作者向示教操作盤輸入機器人的各軸的位置、角度，由此設定用于規(guī)定彎曲加工中的彎曲動作的旋轉(zhuǎn)軸線的用戶坐標系。接著，在機器人的示教程序內(nèi)，定義加工開始位置和動作形式并附加彎曲加工指令，并且指定彎曲加工的旋轉(zhuǎn)角度和圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的指令線的角速度，由此在機器人控制部內(nèi)生成用于使機器人執(zhí)行圓弧插補動作的內(nèi)部程序。
【專利說明】
具有與彎曲加工機同步動作的機器人的機器人系統(tǒng)
技術(shù)領域
[0001 ]本發(fā)明設及一種與彎曲加工機同步地一邊把持工件一邊進行彎曲加工的機器人 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] -般在被稱為彎扳機、彎曲機等的彎曲加工機中，通過傳感器檢測機器人工件的 位置和姿勢（W后也稱為位置姿勢），機器人將機械手移動到檢測出的位置姿勢，保持并取 出工件。作為與之相關(guān)的公知技術(shù)例子，在日本特開平06-015370號公報中，記載了 W下的 方法和裝置，即為了保持將工件把持在設置于彎曲機的彎曲機器人的夾錯中而跟隨彎曲動 作地求出彎曲機器人動作的圓弧插補的軌跡，根據(jù)上述圓弧插補的彎曲角度來計算上述彎 曲機的刀尖部的切入量，并根據(jù)上述彎曲機器人動作來控制上述彎曲機的切入量。
[0003] 在日本特開2009-154208號公報中，記載了 W下的彎曲加工方法和裝置，其（1)啟 動撞頭，在沖頭與由機器人夾錯把持住的工件接觸時，在將工件從機器人夾錯釋放后，（2) 使機器人夾錯跟進工件的跳起動作，在該機器人夾錯跟進到目標角度位置時在那里進行待 機，（3)然后，在撞頭到達極限位置而停止，該工序中的彎曲加工結(jié)束后，該撞頭在反方向啟 動，與工件的載荷成為零，與此同時使在上述目標角度位置待機的機器人夾錯來把持工件。
[0004] 另外，在日本特開2002-035843號公報中，記載了 W下的彎曲加工方法和彎曲加工 系統(tǒng)，其使沖撞裝置和機器人夾錯從X軸方向和Y軸方向沖撞，檢測該沖撞裝置的沖撞基準 位置和機器人夾錯的機器人基準位置的Χ、γ軸坐標，計算沖撞基準位置和機器人基準位置 的Χ、Υ軸坐標的相對位置關(guān)系，根據(jù)計算出的相對位置關(guān)系，將沖撞基準位置和機器人基準 位置的坐標系中的一個設定為基準點，針對該基準點與同一坐標系一致地設定另一個基準 位置的Χ、γ軸坐標，生成相對于上述基準點的機器人的動作程序和沖撞裝置的動作程序，根 據(jù)各個動作程序使機器人和沖撞裝置移動，并對工件進行彎曲加工。
[0005] 在彎曲加工中，通常針對一個板狀工件，一邊改變加工對象位置，一邊通過多個步 驟進行彎曲加工。工件W加工刀作為支點而描繪圓弧那樣地彎曲，因此在把持該工件的機 器人的動作程序中需要示教圓弧動作的開始點、結(jié)束點W及它們的中間點中的至少3點，該 操作是繁雜的。另外，在利用了離線模擬的情況下，在實際工件的示教時需要適當?shù)匦拚x 線的示教內(nèi)容。
[0006] 另一方面，在機器人釋放或把持工件的方法中，需要調(diào)整它們的定時，特別在大型 工件的情況下，如果機器人釋放工件，則在加工中工件會彎曲，有可能影響加工質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，本發(fā)明的目的在于:提供一種機器人系統(tǒng)，其在通過機器人一邊保持工件一 邊進行彎曲加工的情況下，能夠容易并且正確地示教機器人的圓弧插補動作。
[000引為了達到上述目的，本申請發(fā)明提供一種機器人系統(tǒng)，其具備:機器人，其具備保 持板狀的工件的機械手;彎曲加工機，其在上述工件被上述機械手保持的狀態(tài)下，進行上述 工件的彎曲加工，其中，預先在控制上述機器人的機器人控制裝置中定義上述彎曲加工的 彎曲動作的旋轉(zhuǎn)軸線、上述機器人前端的工具前端坐標系，上述機器人控制裝置根據(jù)所示 教的加工開始位置、指令線速度、W及指令旋轉(zhuǎn)角度，使上述工具前端坐標系從上述加工開 始位置W上述旋轉(zhuǎn)軸線為中屯、通過上述指令線速度移動上述指令旋轉(zhuǎn)角度，上述機器人控 制裝置、W及控制上述彎曲加工機的彎曲加工機控制裝置使上述工具前端坐標系的移動開 始的定時和上述彎曲加工機的彎曲動作開始的定時一致，進行上述機器人和上述彎曲加工 機的同步控制。
[0009] 另外，本申請發(fā)明提供一種機器人系統(tǒng)，其具備:機器人，其具備保持板狀的工件 的機械手;彎曲加工機，其在上述工件被上述機械手保持的狀態(tài)下，進行上述工件的彎曲加 工，其中，預先在控制上述機器人的機器人控制裝置中定義上述彎曲加工的彎曲動作的旋 轉(zhuǎn)軸線、上述機器人前端的工具前端坐標系，上述機器人控制裝置根據(jù)加工開始位置處的 從上述工具前端坐標系到上述旋轉(zhuǎn)軸線的距離、上述工具前端坐標系的斜率、指令線速度 W及指令旋轉(zhuǎn)角度，使上述工具前端坐標系從上述加工開始位置W上述旋轉(zhuǎn)軸線為中屯、通 過上述指令線速度移動上述指令旋轉(zhuǎn)角度，上述機器人控制裝置W及控制上述彎曲加工機 的彎曲加工機控制裝置使上述工具前端坐標系的移動開始的定時和上述彎曲加工機的彎 曲動作開始的定時一致，進行上述機器人和上述彎曲加工機的同步控制。
[0010] 在適合的實施方式中，上述機器人控制裝置將從上述工具前端坐標系到上述旋轉(zhuǎn) 軸線的距離、上述工具前端坐標系的基準向量的角度分量進行實時地顯示，或作為信號輸 出到外部。
[0011] 進而，本申請發(fā)明提供一種機器人系統(tǒng)，其具備:機器人，其具備保持板狀的工件 的機械手;彎曲加工機，其在上述工件被上述機械手保持的狀態(tài)下，進行上述工件的彎曲加 工，其中，預先在控制上述機器人的機器人控制裝置中定義上述機器人前端的工具前端坐 標系，上述機器人控制裝置根據(jù)所示教的加工開始位置、指令線速度、指令旋轉(zhuǎn)角度、加工 開始位置處的從上述工具前端坐標系到上述旋轉(zhuǎn)軸線的距離W及上述工具前端坐標系的 斜率，使上述工具前端坐標系從上述加工開始位置W上述旋轉(zhuǎn)軸線為中屯、通過上述指令線 速度移動上述指令旋轉(zhuǎn)角度，上述機器人控制裝置W及控制上述彎曲加工機的彎曲加工機 控制裝置使上述工具前端坐標系的移動開始的定時和上述彎曲加工機的彎曲動作開始的 定時一致，進行上述機器人和上述彎曲加工機的同步控制。
[0012] 在適合的實施方式中，能夠?qū)澢庸ぶ械纳鲜鰴C器人的速度推移存儲為配置數(shù) 據(jù)，使得能夠從上述機器人的示教程序指定上述配置數(shù)據(jù)。
[0013] 在適合的實施方式中，能夠?qū)⑴c上述彎曲加工機的速度或移動量有關(guān)的信息作為 外部信號發(fā)送到上述機器人控制裝置，上述機器人控制裝置根據(jù)上述外部信號實時地調(diào)整 上述機器人的速度。
[0014] 在適合的實施方式中，能夠向W上述旋轉(zhuǎn)軸線為中屯、的上述機器人的圓弧插補動 作追加上述工件的彎曲加工中的上述旋轉(zhuǎn)軸線的移動方向的動作分量。
[0015] 在適合的實施方式中，上述機器人的上述機械手具有均衡機構(gòu)。
[0016] 在適合的實施方式中，上述機器人具有作為上述彎曲加工機的加壓軸驅(qū)動部而使 用的附加軸。
【附圖說明】
[0017] 通過參照【附圖說明】W下的適合的實施方式，能夠進一步了解本發(fā)明的上述或其他 目的、特征、W及優(yōu)點。
[0018] 圖1是表示本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的機器人系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0019] 圖2概要地表示通過彎曲加工機使工件彎曲的狀態(tài)。
[0020] 圖3是表示用戶坐標系和工具前端坐標系的設定例子的圖。
[0021] 圖4是表示在示教操作盤的畫面中顯示設定用戶坐標系時的條件的例子的圖。
[0022] 圖5是表示機器人的示教程序的一個例子的圖。
[0023] 圖6是表示機器人的內(nèi)部程序的一個例子的圖。
[0024] 圖7是表示用戶坐標系和工具前端坐標系的其他設定例子的圖。
[0025] 圖8是表示機器人的示教程序的其他例子的圖。
[0026] 圖9是表示在機器人示教操作盤的畫面中顯示從工具前端坐標系到旋轉(zhuǎn)軸線之間 的距離、工具前端坐標系的基準向量的角度分量的例子的圖。
[0027] 圖10是表示將圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的目標旋轉(zhuǎn)角度和達到該旋轉(zhuǎn)角為止的旋轉(zhuǎn)角速度 設定為配置的例子的圖。
[00%]圖11是表示機器人的演示程序的其他例子的圖。
[0029] 圖12是表示機器人的內(nèi)部程序的其他例子的圖。
[0030] 圖13是表示旋轉(zhuǎn)軸線的位置伴隨著彎曲加工而變化的情況下的工具前端坐標系 的設定例子的圖。
[0031] 圖14是表示旋轉(zhuǎn)軸線的位置伴隨著彎曲加工而變化的情況下的工具前端坐標系 的其他設定例子的圖。
【具體實施方式】
[0032] 圖1是表示本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的彎曲加工機器人系統(tǒng)10的概要結(jié)構(gòu)的圖。彎 曲加工機器人系統(tǒng)10具備聯(lián)動地對金屬板等板狀的工件12進行彎曲加工的機器人14和彎 曲加工機16、控制機器人14的機器人控制裝置18、控制彎曲加工機16的彎曲加工機控制裝 置20。
[0033] 機器人14例如是6軸的多關(guān)節(jié)機器人，具備機器人臂22、安裝在機器人臂22的前端 的機器人手24,機器人14構(gòu)成為:通過機器人手24保持(吸附、把持等)工件12并提供給彎曲 加工機16,并且處理被彎曲加工的工件12。
[0034] 機器人手24也可W具有吸收所保持的工件12的位置偏離的平衡機構(gòu)。另外，需要 正確地控制機器人手24和工件12之間的位置關(guān)系，可W在將工件12設置到定位工具等后通 過機器人手24保持工件12,也可W在通過機器人手24保持工件12后通過視覺傳感器等檢測 工件12的把持位置，在修正了與預先確定的基準位置之間的偏離量的基礎上，進行彎曲加 工動作。
[0035] 在本實施方式中，工件12是1個金屬板，但只要是能夠通過本發(fā)明的機器人系統(tǒng)進 行彎曲加工的物品，則工件12并不限于此。依照預定的設計信息，通過彎曲加工機16重復進 行多個彎曲作業(yè)，由此立體地形成工件12。
[0036] 機器人控制裝置18具備控制機器人14的動作(具體地說，是驅(qū)動機器人14的各個 軸的伺服電動機等的驅(qū)動部）的機器人控制部26、能夠與彎曲加工機控制裝置20進行通信 的機器人通信部28。另外，機器人控制裝置18也可W連接示教操作盤30,由此操作者能夠在 示教操作盤30的畫面32中顯示機器人14的控制程序，或編輯該控制程序，或向機器人控制 裝置18輸入動作指令，或設定后述的用戶坐標系。
[0037] 彎曲加工機16具備被固定的第一加工刀(沖?；蛳陆饘倌＞?34、可動地構(gòu)成為與 沖模34接觸的第二加工刀(沖頭或上金屬模具)36、加壓軸電動機38、將加壓軸電動機38的 旋轉(zhuǎn)動作轉(zhuǎn)換為沖頭36的直線動作的加壓軸驅(qū)動部40,彎曲加工機16構(gòu)成為:通過在沖模 34和沖頭36之間夾持工件12而進行加壓，來進行工件12的彎曲加工。
[0038] 彎曲加工機控制裝置20具備控制彎曲加工機16的動作（具體地說，用于使沖頭36 上下動作的加壓軸電動機38)的彎曲加工機控制部42、能夠與機器人控制裝置18(的機器人 通信部28)進行通信的彎曲加工機通信部44。通過機器人通信部28與彎曲加工機通信部44 之間的通信，能夠使機器人14(機器人手24)的移動開始的定時和彎曲加工機16的彎曲動作 開始(沖頭36與工件12對接)的定時一致，能夠使機器人14進行與彎曲加工機16同步的動作 (進行機器人14和彎曲加工機16的同步控制）。
[0039] 通過上述那樣的結(jié)構(gòu)，在彎曲加工機器人系統(tǒng)10中，在通過機器人手24保持工件 12而提供工件12使得其與彎曲加工機16的沖模34對接后，在彎曲加工機16的沖頭36對工件 12加壓而進行彎曲的過程中，保持工件12的機器人手24伴隨著工件的變形而進行圓弧動作 (參照圖2)。W下，詳細對其進行說明。
[0040] (第一實施例）
[0041] 首先，如圖1或圖3所示，設定用于預定彎曲加工中的彎曲動作的旋轉(zhuǎn)軸線(旋轉(zhuǎn)中 屯、線）的用戶坐標系46。例如由操作者向示教操作盤30輸入機器人14的各個軸的位置、角 度，由此能夠設定用戶坐標系46,圖4表示出該輸入例子(示教操作盤30的畫面32)。另外，在 圖1的例子中，將用戶坐標系46設定為使其Y軸與沖模34的邊緣(在圖1中與紙面垂直地延 伸)一致。
[0042] 接著，如圖5所示，在機器人14的示教程序48內(nèi)，定義加工開始位置P[l]和動作形 式，附加彎曲加工指令(BEND_START)，并且指定彎曲加工(彎曲動作）的旋轉(zhuǎn)角度(Θ)和圍繞 旋轉(zhuǎn)軸線的指令線50的角速度(在此為90deg/sec)，由此在機器人控制部26內(nèi)生成用于使 機器人14執(zhí)行圖3所示的圓弧插補動作的內(nèi)部程序52(圖6)。
[0043] 在此，加工開始位置P[l]指被保持在機器人14中的工件12的部位，例如在機器人 14保持工件12的狀態(tài)下對沖模34進行精加工，由此能夠在機器人示教程序48內(nèi)進行示教。 通過求出加工開始位置P[l]，如圖1或圖3所示，在機器人14的前端(在此為機器人手24)，定 義表示該前端的位置和姿勢的工具前端坐標系54。在圖1的例子中，將工具前端坐標系54設 定為使其XY平面與沖模(下模具)34所連接的一側(cè)的工件12的面(下面)一致。
[0044] 機器人控制部26根據(jù)生成的內(nèi)部程序52使機器人14進行圓弧插補動作（即根據(jù)所 示教的加工開始位置P[l]、指令線速度(在此為90deg/sec)W及指令旋轉(zhuǎn)角度(Θ)，使工具 前端坐標系54從加工開始位置，W旋轉(zhuǎn)軸線(在此為用戶坐標系46的Y軸)為中屯、W指令線 速度移動指令旋轉(zhuǎn)角度），另一方面，為了使機器人14與彎曲加工機16進行同步動作，與機 器人14的動作開始同時地經(jīng)由機器人通信部28向彎曲加工機控制裝置20發(fā)送信號指令。
[0045] 在第一實施例中，預先在用戶坐標系46上將與彎曲加工機16的沖模34的前端(邊 緣)相當?shù)闹本€定義為旋轉(zhuǎn)軸線，進而例如在機器人14把持工件12的狀態(tài)下向觸摸34進行 精加工，而在示教程序內(nèi)示教動作目標位置，附加指令彎曲加工的命令并指定W旋轉(zhuǎn)軸線 為基準的旋轉(zhuǎn)角度和指令線速度，由此能夠通過機器人控制部26生成機器人14的圓弧插補 動作的軌跡，并使機器人14動作。
[0046] 即在第一實施例中，在機器人示教程序內(nèi)示教彎曲動作開始位置，進而定義彎曲 加工的旋轉(zhuǎn)角度和指令線速度，由此即使操作者沒有指定該圓弧的結(jié)束點和中間點的位 置，也能夠正確地示教在彎曲加工中跟進工件12W沖模34的邊緣作為旋轉(zhuǎn)軸線來描繪圓弧 的動作的機器人14的圓弧插補動作。
[0047] (第二實施例）
[0048] 首先，如圖1或圖7所示，設定用于預定彎曲加工中的彎曲動作的旋轉(zhuǎn)軸線(旋轉(zhuǎn)中 屯、線）的用戶坐標系46。與第一實施例同樣，例如能夠通過由操作者向示教操作盤30輸入機 器人14的各個軸的位置、角度來設定用戶坐標系46。圖4表示出該輸入例子(示教操作盤30 的畫面32)。另外，在圖1的例子中，將用戶坐標系46設定為使其Y軸與沖模34的邊緣(在圖1 中與紙面垂直地延伸)一致。
[0049] 接著，如圖8所示，在機器人14的示教程序56內(nèi)，指定彎曲加工（彎曲動作）的旋轉(zhuǎn) 角度(9)、圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的指令線50的角速度(在此為90deg/sec)、用戶坐標系46的X軸方向 的彎曲加工的半徑化及圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角（φ)，由此在機器人14的前端(在此為機器人 手24)定義表示該前端的位置和姿勢的工具前端坐標系58。在示教程序56中進而定義加工 開始位置Ρ [ 1 ]和動作形式并附加彎曲加工指令(BEND_START)，由此在機器人控制部26內(nèi)生 成用于使機器人14執(zhí)行圖7所示的圓弧插補動作的內(nèi)部程序52(圖6)。
[0050] 在此，加工開始位置P[l]指被保持在機器人14中的工件12的部位，但如圖7所示， 能夠根據(jù)上述用戶坐標系46、半徑LW及旋轉(zhuǎn)角Φ定義表示加工開始位置P[l]的工具前端 坐標系58,因此也可W根據(jù)工件12的尺寸等臨時地設定示教程序56中的加工開始位置P
[1]。將工具前端坐標系58設定為使其XY平面與沖模(下模具)34所連接的一側(cè)的工件12的 面(下面)一致。通過使旋轉(zhuǎn)角Φ發(fā)生變化，能夠一邊通過機器人手24保持工件12的同一位 置，一邊進行工件12的不同部位的彎曲加工。
[0051] 機器人控制部26根據(jù)所生成的內(nèi)部程序52,使機器人14進行圓弧插補動作（即根 據(jù)加工開始位置P[l]中從工具前端坐標系58到旋轉(zhuǎn)軸線的距離L、工具前端坐標系58的斜 率（Φ )、指令線速度(在此為90deg/sec) W及指令旋轉(zhuǎn)角度(Θ)，使工具前端坐標系58從加 工開始位置W旋轉(zhuǎn)軸線為中屯、W指令線速度移動指令旋轉(zhuǎn)角度），另一方面，為了使機器人 14與彎曲加工機16進行同步動作，與機器人14的動作開始同時地經(jīng)由機器人通信部28向彎 曲加工機控制裝置20發(fā)送信號指令。
[0052] 在第二實施例中，預先設定工具前端坐標系58,進而在內(nèi)部程序中指定相對于旋 轉(zhuǎn)軸線的距離和斜率分量，指令彎曲加工，由此在機器人14移動到彎曲加工的開始位置后， 通過機器人控制部26生成機器人14的圓弧插補動作的軌跡，使機器人14動作。
[0053] 目P，在第二實施例中，定義相對于根據(jù)彎曲加工的設計信息求出的、工件12上的工 具前端坐標系58的基準位置的距離和斜率分量，定義彎曲加工的旋轉(zhuǎn)角度和指令線速度， 由此即使操作者沒有指定該圓弧的結(jié)束點和中間點的位置，也能夠正確地示教在彎曲加工 中跟進工件12W沖模34的邊緣為旋轉(zhuǎn)軸描繪圓弧的動作的機器人14的圓弧插補動作。
[0054] 此外，在第一實施例和第二實施例中，如圖9所示例的那樣，可W在示教操作盤30 的畫面32等中實時地顯示從機器人14的工具前端坐標系的預定的點（例如原點巧Ij旋轉(zhuǎn)軸 線之間的距離化）、工具前端坐標系的基準向量的角度分量(w，p，r)，或?qū)崟r地將運些信息 作為信號輸出到外部。由此，能夠在加工開始位置的示教中實時地顯示/輸出與加工有關(guān)的 機器人位置信息，能夠?qū)崟r地將正在示教的機器人14的位置信息與工件12的加工設計信息 對照，一邊調(diào)整工件12的加工開始位置一邊進行機器人14的編程。
[0055] (第=實施例）
[0056] 首先，如圖8所示，在機器人14的示教程序56內(nèi)指定彎曲加工(彎曲動作）的旋轉(zhuǎn)角 度(9)、圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的指令線50的角速度(在此為90deg/sec)、用戶坐標系46的X軸方向的 彎曲加工的半徑化）W及圍繞用戶坐標系46的Z軸的旋轉(zhuǎn)角（φ)。在此，加工開始位置P[l] 與第一實施例同樣，指被保持在機器人14中的工件12的部位，例如在機器人14保持工件12 的狀態(tài)下向沖模34進行精加工，由此能夠在機器人示教程序48內(nèi)示教。
[0057] 通過上述處理，定義圖7所示那樣的用于預定彎曲加工的旋轉(zhuǎn)軸線（旋轉(zhuǎn)中屯、線） 的用戶坐標系46。在示教程序56中進而定義加工開始位置P[l]和動作形式并附加彎曲加工 指令(BEND_START)，由此在機器人控制部26內(nèi)生成用于使機器人14執(zhí)行圖7所示的圓弧插 補動作的內(nèi)部程序52(圖6)。
[005引機器人控制部26根據(jù)所生成的內(nèi)部程序52,使機器人14進行圓弧插補動作（即根 據(jù)加工開始位置P[l]、加工開始位置中從工具前端坐標系58到旋轉(zhuǎn)軸線之間的距離L、工具 前端坐標系58的斜率（Φ )、指令線速度(在此為90deg/sec) W及指令旋轉(zhuǎn)角度(Θ)，使工具 前端坐標系58從加工開始位置W旋轉(zhuǎn)軸線為中屯、W指令線速度移動指令旋轉(zhuǎn)角度），另一 方面，為了使機器人14與彎曲加工機16進行同步動作，與機器人14的動作開始同時地經(jīng)由 機器人通信部28向彎曲加工機控制裝置20發(fā)送信號指令。
[0059] 在第Ξ實施例中，在機器人14保持工件12的狀態(tài)下向沖模34進行精加工并在示教 程序內(nèi)示教動作目標位置，根據(jù)工件12的設計信息指定機器人14的旋轉(zhuǎn)軌跡的半徑和旋轉(zhuǎn) 軸的斜率，由此定義旋轉(zhuǎn)軸線，進而附加指令彎曲加工的命令而指定W旋轉(zhuǎn)軸線為基準的 旋轉(zhuǎn)角度和指令線速度，由此能夠通過機器人控制部26生成機器人14的圓弧插補動作的軌 跡，使機器人14動作。
[0060] 目P，在第Ξ實施例中，即使操作者沒有通過圖4所示那樣的輸入操作在用戶坐標系 46上定義旋轉(zhuǎn)軸，也例如在機器人14把持工件12的狀態(tài)下向沖模34進行精加工并在示教程 序內(nèi)示教加工開始位置，進而根據(jù)工件12的設計信息定義機器人14的旋轉(zhuǎn)軌跡的半徑、工 件12平面上的旋轉(zhuǎn)軸線的斜率、彎曲加工的角度和速度，由此即使操作者沒有指定該圓弧 的結(jié)束點和中間點的位置，也能夠正確地示教在彎曲加工中跟進工件12W沖模34的邊緣為 旋轉(zhuǎn)軸描繪圓弧的動作的機器人14的圓弧插補動作。
[0061] 此外，在上述第一~第Ξ實施例中，操作者可W將圖3所示例那樣的圍繞旋轉(zhuǎn)軸線 (用戶坐標系46的Y軸）的目標旋轉(zhuǎn)角度和到達該旋轉(zhuǎn)角為止的旋轉(zhuǎn)角速度設定為配置，圖 10表示出該設定例子(示教操作盤30的畫面32)?？蒞將所設定的配置存儲在機器人控制裝 置18或示教操作盤30等所具有的適當?shù)拇鎯ζ?存儲部）中。
[0062] 接著，如圖11所示，在機器人14的示教程序60內(nèi)定義加工開始位置P[l]和動作形 式，附加彎曲加工指令(BEND_START)，并且指定所存儲的配置的編號(在此為1)，由此在機 器人控制部26內(nèi)生成用于使機器人14執(zhí)行圓弧插補動作的內(nèi)部程序62(圖12)。
[0063] 機器人控制部26根據(jù)所生成的內(nèi)部程序62使機器人14進行圓弧插補動作，另一方 面，為了使機器人14與彎曲加工機16進行同步動作，與機器人14的動作開始同時地經(jīng)由機 器人通信部28向彎曲加工機控制裝置20發(fā)送信號指令。運樣，將彎曲加工中的機器人14的 速度推移存儲為配置數(shù)據(jù)，能夠從示教程序60進行指定，由此在需要根據(jù)彎曲加工機16的 沖頭、沖模的形狀等在彎曲加工中使機器人14的速度發(fā)生變化的情況下，也能夠進行正確 的圓弧插補動作。
[0064] 在上述第一~第Ξ實施例中，可W將與加壓軸驅(qū)動部40的速度有關(guān)的信息作為外 部信號從圖1所示的加工機控制部42發(fā)送給機器人控制部26,機器人控制部26可W進行該 速度信息和基準速度的比較，實時地調(diào)整機器人14的速度倍率?；蛘撸部蒞根據(jù)速度的積 分值求出加壓軸驅(qū)動部40的移動量，將與之有關(guān)的信息作為外部信號發(fā)送到機器人控制部 26,在該情況下機器人控制部26可W根據(jù)預先定義的加壓軸驅(qū)動部40的移動量和機器人14 的移動量之間的相關(guān)關(guān)系，實時地進行機器人14的速度調(diào)整。
[0065] 由此，能夠適當?shù)嘏c彎曲加工機16的加工速度一致地調(diào)整預先指定的機器人14的 跟進速度。另外，在希望在測試模式下使彎曲加工機16低速動作的情況等下，也可W適當?shù)?控制機器人14。
[0066] 在上述第一~第Ξ實施例中，根據(jù)沖模34或沖頭36的形狀，在工件12的彎曲加工 的開始時(p[l])和結(jié)束時(p[3])，旋轉(zhuǎn)軸線(在圖示例子中為用戶坐標系46的Y軸）的位置 有時會移動(變化）（在圖示例子中在大致鉛垂下方移動）。因此，如圖13所示，理想的是預先 定義彎曲加工開始時的旋轉(zhuǎn)軸線的位置64和旋轉(zhuǎn)結(jié)束時的旋轉(zhuǎn)軸線的位置66,進行向W彎 曲加工(旋轉(zhuǎn))開始時的旋轉(zhuǎn)軸線為中屯、的圓弧插補動作追加旋轉(zhuǎn)軸線的移動方向的動作 分量(在圖示例子中為Z方向分量68)的插補動作。
[0067] 或者，也可W如圖14所示，在示教彎曲加工(旋轉(zhuǎn))結(jié)束時的位置(P[3])時，使工件 12從彎曲加工開始時的用戶坐標系46上的旋轉(zhuǎn)軸線的位置偏移該旋轉(zhuǎn)軸線的移動方向的 動作分量(在圖示例子中為Z方向分量68)。在該情況下，示教旋轉(zhuǎn)開始位置(P[l])和旋轉(zhuǎn)結(jié) 束位置(P[3])運2點，分別求出從旋轉(zhuǎn)開始位置和旋轉(zhuǎn)結(jié)束位置處的工具前端坐標系向用 戶坐標系的轉(zhuǎn)換矩陣，使轉(zhuǎn)換矩陣的元素逐漸發(fā)生變化并求出增加量矩陣，一邊根據(jù)該轉(zhuǎn) 換矩陣和該增加量矩陣進行逆轉(zhuǎn)換，一邊對工具前端坐標系進行插補控制，由此能夠得到 實質(zhì)上與圖13的例子相同的作用效果。此外，例如如日本特開昭63-268005號公報所記載的 那樣，與轉(zhuǎn)換矩陣、逆轉(zhuǎn)換有關(guān)的方法本身是公知的。
[0068] 如圖13或圖14所示，即使在彎曲加工中保持工件12的機器人14的動作軌跡不成為 嚴格的圓弧軌跡的情況下，與彎曲加工機16的沖模34或沖頭36和工件12的接點的移動一致 地使彎曲加工的旋轉(zhuǎn)軸移動，由此不對工件12施加不適當?shù)牧湍軌蜻M行機器人14的流楊 的跟進動作。
[0069] 在圖1的實施方式中，向機器人手24賦予平衡功能，由此在對彎曲加工的跟進所需 要的機器人14的動作軌跡不成為嚴格的圓弧的情況、與彎曲加工機16的同步的定時產(chǎn)生偏 差的情況等下，不對工件12施加不適當?shù)牧Χ軌蜻M行彎曲加工。
[0070] 另外，在圖1的實施方式中，也可W將機器人14所具有的附加軸用作使沖頭36移動 的加壓軸驅(qū)動部40。在該情況下，可W通過機器人控制裝置18控制該附加軸，因此不需要彎 曲加工機控制裝置20,從而能夠謀求機器人系統(tǒng)10的低成本。另外，不需要考慮機器人控制 裝置18和彎曲加工機控制裝置20之間的通信延遲等，因此能夠更高精度地進行機器人14和 彎曲加工機16的同步動作。
[0071]根據(jù)本發(fā)明，即使操作者沒有指定圓弧的結(jié)束點和中間點，也能夠簡單并且正確 地示教在彎曲加工中跟進工件12所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動作的機器人的圓弧插補動作。
【主權(quán)項】
1. 一種機器人系統(tǒng)，具備:機器人，其具備保持板狀的工件的機械手;彎曲加工機，其在 上述工件被上述機械手保持的狀態(tài)下，進行上述工件的彎曲加工，該機器人系統(tǒng)的特征在 于， 預先在控制上述機器人的機器人控制裝置中定義上述彎曲加工的彎曲動作的旋轉(zhuǎn)軸 線、上述機器人前端的工具前端坐標系， 上述機器人控制裝置根據(jù)所示教的加工開始位置、指令線速度以及指令旋轉(zhuǎn)角度，使 上述工具前端坐標系從上述加工開始位置以上述旋轉(zhuǎn)軸線為中心通過上述指令線速度移 動上述指令旋轉(zhuǎn)角度， 上述機器人控制裝置以及控制上述彎曲加工機的彎曲加工機控制裝置使上述工具前 端坐標系的移動開始的定時和上述彎曲加工機的彎曲動作開始的定時一致，進行上述機器 人和上述彎曲加工機的同步控制。2. -種機器人系統(tǒng)，具備:機器人，其具備保持板狀的工件的機械手;彎曲加工機，其在 上述工件被上述機械手保持的狀態(tài)下，進行上述工件的彎曲加工，該機器人系統(tǒng)的特征在 于， 預先在控制上述機器人的機器人控制裝置中定義上述彎曲加工的彎曲動作的旋轉(zhuǎn)軸 線、上述機器人前端的工具前端坐標系， 上述機器人控制裝置根據(jù)加工開始位置處的從上述工具前端坐標系到上述旋轉(zhuǎn)軸線 的距離、上述工具前端坐標系的斜率、指令線速度以及指令旋轉(zhuǎn)角度，使上述工具前端坐標 系從上述加工開始位置以上述旋轉(zhuǎn)軸線為中心通過上述指令線速度移動上述指令旋轉(zhuǎn)角 度， 上述機器人控制裝置以及控制上述彎曲加工機的彎曲加工機控制裝置使上述工具前 端坐標系的移動開始的定時和上述彎曲加工機的彎曲動作開始的定時一致，進行上述機器 人和上述彎曲加工機的同步控制。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人系統(tǒng)，其特征在于， 上述機器人控制裝置將從上述工具前端坐標系到上述旋轉(zhuǎn)軸線的距離、上述工具前端 坐標系的基準向量的角度分量進行實時地顯示，或作為信號輸出到外部。4. 一種機器人系統(tǒng)，具備:機器人，其具備保持板狀的工件的機械手;彎曲加工機，其在 上述工件被上述機械手保持的狀態(tài)下進行上述工件的彎曲加工，該機器人系統(tǒng)的特征在 于， 預先在控制上述機器人的機器人控制裝置中定義上述機器人前端的工具前端坐標系， 上述機器人控制裝置根據(jù)所示教的加工開始位置、指令線速度、指令旋轉(zhuǎn)角度、加工開 始位置處的從上述工具前端坐標系到上述旋轉(zhuǎn)軸線的距離以及上述工具前端坐標系的斜 率，使上述工具前端坐標系從上述加工開始位置以上述旋轉(zhuǎn)軸線為中心通過上述指令線速 度移動上述指令旋轉(zhuǎn)角度， 上述機器人控制裝置以及控制上述彎曲加工機的彎曲加工機控制裝置使上述工具前 端坐標系的移動開始的定時和上述彎曲加工機的彎曲動作開始的定時一致，進行上述機器 人和上述彎曲加工機的同步控制。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其特征在于， 將彎曲加工中的上述機器人的速度推移存儲為配置數(shù)據(jù)，使得能夠從上述機器人的示 教程序指定上述配置數(shù)據(jù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其特征在于， 將與上述彎曲加工機的速度或移動量有關(guān)的信息作為外部信號發(fā)送到上述機器人控 制裝置，上述機器人控制裝置根據(jù)上述外部信號實時地調(diào)整上述機器人的速度。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其特征在于， 向以上述旋轉(zhuǎn)軸線為中心的上述機器人的圓弧插補動作追加上述工件的彎曲加工中 的上述旋轉(zhuǎn)軸線的移動方向的動作分量。8. 根據(jù)權(quán)利要求1~7中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其特征在于， 上述機器人的上述機械手具有均衡機構(gòu)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1~8中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其特征在于， 上述機器人具有作為上述彎曲加工機的加壓軸驅(qū)動部而使用的附加軸。
【文檔編號】B21D7/06GK105935710SQ201610125444
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月4日
【發(fā)明人】高山佑輔
【申請人】發(fā)那科株式會社