本發(fā)明涉及一種設(shè)置對(duì)象物的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在向機(jī)床設(shè)置成為加工對(duì)象的設(shè)置對(duì)象物時(shí)，一般通過人工來(lái)進(jìn)行該設(shè)置操作。有時(shí)設(shè)置對(duì)象物為大型工件，難以通過人工進(jìn)行設(shè)置，或者以操作自動(dòng)化為目的，使用機(jī)器人或自動(dòng)輸送裝置來(lái)進(jìn)行設(shè)置。作為設(shè)置這些設(shè)置對(duì)象物時(shí)的定位方法，一般使用定程部件或定位銷等定位部件(例如，參照實(shí)公昭56-049686號(hào)公報(bào)等。)。

通過使用定位部件，能夠保證一定程度的設(shè)置精度，但是設(shè)置對(duì)象物的材料形狀、尺寸等由于個(gè)體差異而在精度上產(chǎn)生偏差，因此難以將設(shè)置誤差嚴(yán)格地控制為零。然而，在要求高精度加工的情況下，需要進(jìn)行高精度的設(shè)置，因此在這種情況下，需要通過人工來(lái)測(cè)量設(shè)置對(duì)象物的位置精度并通過人工來(lái)修正設(shè)置誤差。

另外，除加工物以外，例如在向機(jī)床高精度地搭載附加軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)時(shí)，需要測(cè)定具有旋轉(zhuǎn)中心軸的設(shè)置對(duì)象物、即附加軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的軸方向，在利用定位部件進(jìn)行的設(shè)置中難以保證精度。

如上所述，在需要高精度地設(shè)置對(duì)象物時(shí)或者在通過定位部件無(wú)法保障精度的狀況下，無(wú)法使從設(shè)置對(duì)象物的設(shè)置到位置調(diào)整為止的工序全部自動(dòng)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠自動(dòng)進(jìn)行設(shè)置在工作臺(tái)上的設(shè)置對(duì)象物的設(shè)置位置的調(diào)整的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)。

本發(fā)明涉及一種自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)，其由加工機(jī)、向所述加工機(jī)的工作臺(tái)設(shè)置的設(shè)置對(duì)象物、用于檢測(cè)從目標(biāo)位置的偏離量的位置檢測(cè)單元、以及用于修正該偏離量的位置調(diào)整單元構(gòu)成，其中，自動(dòng)測(cè)定設(shè)置好的設(shè)置對(duì)象物的位置，并基于測(cè)定結(jié)果向本來(lái)應(yīng)被設(shè)置的目標(biāo)位置進(jìn)行調(diào)整。

并且，本發(fā)明的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)，具有具備工作臺(tái)的加工機(jī)，并調(diào)整設(shè)置于所述工作臺(tái)的設(shè)置對(duì)象物的位置，其中，具有：位置檢測(cè)單元，其對(duì)從成為設(shè)置基準(zhǔn)的基準(zhǔn)位置觀察時(shí)設(shè)置在所述工作臺(tái)上的所述設(shè)置對(duì)象物的位置進(jìn)行測(cè)量；偏離量計(jì)算單元，其計(jì)算通過該位置檢測(cè)單元得到的從所述基準(zhǔn)位置觀察時(shí)所述設(shè)置對(duì)象物的位置與從所述基準(zhǔn)位置觀察時(shí)所述設(shè)置對(duì)象物應(yīng)被設(shè)置的目標(biāo)位置的偏離量；以及位置調(diào)整單元，其基于由該偏離量計(jì)算單元計(jì)算出的偏離量將所述設(shè)置對(duì)象物的位置修正為所述目標(biāo)位置。

所述位置檢測(cè)單元可以使用接觸式觸針、非接觸式距離測(cè)定裝置或者攝像裝置中的任意一種。

所述位置調(diào)整單元通過抓持所述設(shè)置對(duì)象物并使其移動(dòng)來(lái)修正相對(duì)于目標(biāo)位置的偏離量。

所述位置調(diào)整單元通過一邊推壓或拖拽所述設(shè)置對(duì)象物一邊使其移動(dòng)來(lái)修正相對(duì)于目標(biāo)位置的偏離量。

所述位置調(diào)整單元通過在支持所述設(shè)置對(duì)象物的一部分的狀態(tài)下使所述工作臺(tái)移動(dòng)，來(lái)修正相對(duì)于目標(biāo)位置的偏離量。

所述位置調(diào)整單元重復(fù)進(jìn)行所述設(shè)置對(duì)象物的位置調(diào)整，直至相對(duì)于目標(biāo)位置的偏離量變?yōu)槿菰S值以內(nèi)為止。

所述自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)還具有向所述加工機(jī)的所述工作臺(tái)上供給所述設(shè)置對(duì)象物的自動(dòng)輸送單元。

作為所述位置調(diào)整單元，可以使用機(jī)器人或裝料器。

作為所述自動(dòng)輸送單元，可以使用機(jī)器人或裝料器。

所述位置調(diào)整單元及所述自動(dòng)輸送單元由1臺(tái)機(jī)器人或者裝料器構(gòu)成。

該自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)還具有在利用所述位置調(diào)整單元進(jìn)行所述設(shè)置對(duì)象物的位置調(diào)整后，將所述設(shè)置對(duì)象物固定在加工機(jī)的工作臺(tái)上的機(jī)器人或螺紋緊固裝置。

通過本發(fā)明，能夠自動(dòng)進(jìn)行設(shè)置在加工機(jī)的工作臺(tái)上的設(shè)置對(duì)象物的設(shè)置位置的調(diào)整，因此可以節(jié)省進(jìn)行加工時(shí)產(chǎn)生的操作。

附圖說明

根據(jù)參照附圖的以下實(shí)施例的說明，將使本發(fā)明的所述以及其他目的及特征更清楚。這些圖中：

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)圖。

圖2是使用接觸式觸針作為圖1的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)中的位置檢測(cè)單元的例子。

圖3是使用攝像單元作為圖1的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)中的位置檢測(cè)單元的例子。

圖4是使用具備抓持單元的機(jī)器人作為圖1的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)中的位置調(diào)整單元時(shí)的位置調(diào)整動(dòng)作的例子。

圖5是使用具備頂桿的機(jī)器人作為圖1的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)中的位置調(diào)整單元時(shí)的位置調(diào)整動(dòng)作的例子(1)。

圖6是使用具備頂桿的機(jī)器人作為圖1的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)中的位置調(diào)整單元時(shí)的位置調(diào)整動(dòng)作的例子(2)。

圖7是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)的動(dòng)作的流程圖。

圖8是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)中使用機(jī)器人作為自動(dòng)輸送單元的例子的圖。

圖9是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)中使用機(jī)器人作為位置調(diào)整單元的例子的圖。

具體實(shí)施方式

下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式與附圖一起進(jìn)行說明。此外，使用相同的附圖標(biāo)記對(duì)與現(xiàn)有技術(shù)相同或類似的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施方式的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)1具備：加工機(jī)2，其具備對(duì)工件或附加軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)等設(shè)置對(duì)象物21進(jìn)行設(shè)置的工作臺(tái)23；位置檢測(cè)單元3，其對(duì)設(shè)置有設(shè)置對(duì)象物21的位置進(jìn)行檢測(cè)；位置調(diào)整單元4，其將設(shè)置有設(shè)置對(duì)象物21的位置修正為應(yīng)該設(shè)置該設(shè)置對(duì)象物21的位置即目標(biāo)位置；以及控制裝置5，其控制加工機(jī)2、位置檢測(cè)單元3、位置調(diào)整單元4。

加工機(jī)2可以是將作為設(shè)置對(duì)象物21的工件設(shè)置在工作臺(tái)23上并對(duì)該工件進(jìn)行加工的機(jī)械，或者，也可以是將輔助作為設(shè)置對(duì)象物21的附加軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)等的加工的設(shè)備設(shè)置在工作臺(tái)23上并使用該設(shè)備進(jìn)行加工的機(jī)械。

設(shè)置對(duì)象物21需要在由加工機(jī)2進(jìn)行加工運(yùn)轉(zhuǎn)之前設(shè)置在工作臺(tái)23上的目標(biāo)位置。此外，設(shè)置本發(fā)明中的設(shè)置對(duì)象物21的“位置”包含設(shè)置有設(shè)置對(duì)象物21的二維或三維的“坐標(biāo)位置”、以及根據(jù)設(shè)置對(duì)象物21的朝向等確定的“姿態(tài)”。

位置檢測(cè)單元3為對(duì)設(shè)置在工作臺(tái)23上的設(shè)置對(duì)象物21的位置進(jìn)行檢測(cè)的功能單元，對(duì)從基準(zhǔn)位置觀察時(shí)的設(shè)置對(duì)象物21的位置進(jìn)行檢測(cè)。位置檢測(cè)單元3檢測(cè)的設(shè)置對(duì)象物21的位置是基于設(shè)置對(duì)象物21上的至少1個(gè)以上的注視點(diǎn)的坐標(biāo)位置來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的。設(shè)置對(duì)象物21上的注視點(diǎn)可以根據(jù)設(shè)置對(duì)象物21的形狀或種類來(lái)適當(dāng)確定。例如，如果設(shè)置對(duì)象物21為大致圓柱形狀，則可以將從上方觀察該圓柱形狀時(shí)的重心位置作為注視點(diǎn)，或者，如果在設(shè)置對(duì)象物21為大致長(zhǎng)方體的情況下，也可以將任意2個(gè)角部作為注視點(diǎn)。進(jìn)而，也可以在設(shè)置對(duì)象物21上另外設(shè)置標(biāo)記并將該標(biāo)記作為注視點(diǎn)。當(dāng)在工作臺(tái)23上方的二維平面上進(jìn)行設(shè)置對(duì)象物21的位置調(diào)整時(shí)，多數(shù)情況下，只要對(duì)至少2個(gè)注視點(diǎn)測(cè)定坐標(biāo)位置即可。

作為位置檢測(cè)單元3，可以使用例如接觸式觸針或非接觸式距離測(cè)定裝置、攝像裝置等。

圖2表示使用接觸式觸針作為位置檢測(cè)單元3時(shí)的位置檢測(cè)的例子。接觸式觸針31能夠?qū)念A(yù)先設(shè)定為基準(zhǔn)位置的基準(zhǔn)面26觀察時(shí)的設(shè)置對(duì)象物21兩端的位置進(jìn)行檢測(cè)。在圖2所示的例子中，將設(shè)置對(duì)象物21的左上端部和右上端部作為注視點(diǎn)，測(cè)定量每個(gè)注視點(diǎn)到基準(zhǔn)面26的距離，由此能夠檢測(cè)設(shè)置對(duì)象物21當(dāng)前被設(shè)置的位置(二維坐標(biāo)位置及姿態(tài))。

圖3表示使用攝像裝置作為位置檢測(cè)單元3時(shí)的位置檢測(cè)的例子。攝像裝置32對(duì)在工作臺(tái)23上標(biāo)記為基準(zhǔn)位置的基準(zhǔn)面26和設(shè)置對(duì)象物21同時(shí)進(jìn)行攝像，并對(duì)所拍攝的圖像進(jìn)行分析，由此能夠檢測(cè)設(shè)置對(duì)象物21各部的的位置。在圖3所示的例子中，分析對(duì)設(shè)置對(duì)象物21和基準(zhǔn)面26同時(shí)攝像而得的圖像并將設(shè)置對(duì)象物21的左下端部和右下端部作為注視點(diǎn)，計(jì)算每個(gè)注視點(diǎn)到基準(zhǔn)面26的距離，由此能夠檢測(cè)設(shè)置對(duì)象物21當(dāng)前設(shè)置的位置(二維坐標(biāo)位置及姿態(tài))。

位置檢測(cè)單元3使用的基準(zhǔn)位置(上述的基準(zhǔn)面26)可以根據(jù)用作位置檢測(cè)單元3的用于檢測(cè)的設(shè)備來(lái)適當(dāng)確定，另外，對(duì)于將哪個(gè)位置設(shè)為基準(zhǔn)位置也可以進(jìn)行設(shè)計(jì)確定。例如，在將接觸式觸針用作位置檢測(cè)單元3的情況下，可以將接觸式觸針的預(yù)定坐標(biāo)位置設(shè)為基準(zhǔn)位置，或者，在將攝像裝置32用作位置檢測(cè)單元3的情況下，也可以將工作臺(tái)23的端部用作基準(zhǔn)位置，或者將工作臺(tái)上的其他可拍攝的部分用作基準(zhǔn)位置，來(lái)代替在工作臺(tái)23上標(biāo)記基準(zhǔn)面26。

位置調(diào)整單元4是將工作臺(tái)23上設(shè)置的設(shè)置對(duì)象物21的位置修正為目標(biāo)位置的功能單元，通過使工作臺(tái)23上的設(shè)置對(duì)象物21移動(dòng)來(lái)修正該設(shè)置對(duì)象物21的位置。作為位置調(diào)整單元4，例如可以使用具備臂部的機(jī)器人、或者在臂部前端抓持有頂桿或掛鉤部件等的機(jī)器人、裝料器等。

控制裝置5控制加工機(jī)2、位置檢測(cè)單元3、位置調(diào)整單元4，將設(shè)置在工作臺(tái)23上的設(shè)置對(duì)象物21的位置修正為目標(biāo)位置。作為控制裝置5，可以使用用于控制加工機(jī)2的加工的控制裝置，也可以使用控制機(jī)器人等的機(jī)器人控制裝置。另外，也可以將其他計(jì)算機(jī)等裝置用作控制裝置5。

通過操作者的操作或程序等將設(shè)置對(duì)象物21本來(lái)應(yīng)被設(shè)置的目標(biāo)位置預(yù)先存儲(chǔ)于控制裝置5的未圖示的存儲(chǔ)器。控制裝置5基于控制位置檢測(cè)單元3而檢測(cè)出的設(shè)置對(duì)象物21的位置、以及存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中的該設(shè)置對(duì)象物21應(yīng)被設(shè)置的目標(biāo)位置，來(lái)計(jì)算設(shè)置對(duì)象物21的當(dāng)前的設(shè)置位置相對(duì)于目標(biāo)位置的偏離量。設(shè)置對(duì)象物21的當(dāng)前的設(shè)置位置相對(duì)于目標(biāo)位置的偏離量，可以通過設(shè)置對(duì)象物21上的至少1個(gè)以上的注視點(diǎn)處于設(shè)置對(duì)象物21當(dāng)前的設(shè)置位置時(shí)和處于設(shè)置對(duì)象物21應(yīng)被設(shè)置的目標(biāo)位置時(shí)的直線向量值或旋轉(zhuǎn)向量值、每條坐標(biāo)軸的距離等來(lái)定義。

例如，在圖3所示的例子中，在假設(shè)設(shè)置對(duì)象物21的目標(biāo)位置為該設(shè)置對(duì)象物21在圖上的下邊與基準(zhǔn)面26相接的位置的情況下，設(shè)置對(duì)象物21的當(dāng)前的設(shè)置位置相對(duì)于目標(biāo)位置在Y軸方向上的偏離量，可以通過設(shè)置對(duì)象物21的左下端部的注視點(diǎn)與基準(zhǔn)面26在Y軸方向上的距離、以及設(shè)置對(duì)象物21的右下端部的注視點(diǎn)與基準(zhǔn)面26在Y軸方向上的距離來(lái)定義。

當(dāng)計(jì)算設(shè)置對(duì)象物21的當(dāng)前的設(shè)置位置相對(duì)于目標(biāo)位置的偏離量的結(jié)果是，該計(jì)算出的偏離量超過未圖示的存儲(chǔ)器中預(yù)先設(shè)定好的容許值時(shí)，控制裝置5控制位置調(diào)整單元4來(lái)使設(shè)置在工作臺(tái)23上的設(shè)置對(duì)象物21的位置向該計(jì)算出的偏離量減小的方向移動(dòng)。

圖4(上段的圖)及圖4(下段的圖)表示在將具備可抓持設(shè)置對(duì)象物的臂部的機(jī)器人41用作位置調(diào)整單元4時(shí)的設(shè)置對(duì)象物的位置調(diào)整的例子?？刂蒲b置5通過控制機(jī)器人41使設(shè)置對(duì)象物21旋轉(zhuǎn)移動(dòng)來(lái)修正設(shè)置對(duì)象物21的位置，使得位置檢測(cè)單元3檢測(cè)出的設(shè)置對(duì)象物21的左下端部的注視點(diǎn)的偏離量27(圖4(上段的圖))減小。

圖5(上段的圖)～圖5(下段的圖)表示在將抓持有能夠推壓設(shè)置對(duì)象物21并使其移動(dòng)的頂桿的機(jī)器人42用作位置調(diào)整單元4時(shí)的設(shè)置對(duì)象物的位置調(diào)整的例子?？刂蒲b置5通過控制機(jī)器人42推壓設(shè)置對(duì)象物21右下端部的注視點(diǎn)并使其移動(dòng)(圖5(中段的圖))，來(lái)修正設(shè)置對(duì)象物21的位置(圖5(下段的圖))，使得位置檢測(cè)單元檢測(cè)出的設(shè)置對(duì)象物21右下端部的注視點(diǎn)的偏離量27(圖5(上段的圖))減小。此外，在使用抓持有掛鉤部件的機(jī)器人的情況下，可以通過掛住設(shè)置對(duì)象物21的右下端部并向圖中上方拉拽來(lái)修正位置。

圖6(上段的圖)～圖6(下段的圖)表示將抓持有可支持設(shè)置對(duì)象物21的頂桿的機(jī)器人42用作位置調(diào)整單元4來(lái)進(jìn)行設(shè)置對(duì)象物的位置調(diào)整的其他例子?？刂蒲b置5在控制機(jī)器人42來(lái)支持設(shè)置對(duì)象物右下端部的注視點(diǎn)的狀態(tài)下(圖6(中段的圖))，將工作臺(tái)23向圖中下方移動(dòng)，由此來(lái)修正設(shè)置對(duì)象物21的位置(圖6(下段的圖))，使得位置檢測(cè)單元3檢測(cè)出的設(shè)置對(duì)象物21右下端部的注視點(diǎn)的偏離量27(圖6(上段的圖))減小。

在圖4所示的例子中，可以一次向各注視點(diǎn)的偏離量減小的位置移動(dòng)。另一方面，在圖5、圖6所示的例子中，例如只要是重復(fù)如下一連串動(dòng)作即可，即，控制位置調(diào)整單元4使各注視點(diǎn)中與目標(biāo)位置的偏離量最大的注視點(diǎn)移動(dòng)來(lái)減小該注視點(diǎn)的偏離量，再次控制位置檢測(cè)單元3檢測(cè)設(shè)置對(duì)象物21的位置并計(jì)算各注視點(diǎn)的偏離量，并控制位置調(diào)整單元4使與目標(biāo)位置的偏離量最大的注視點(diǎn)移動(dòng)。

下面，使用圖7所示的流程圖，對(duì)本實(shí)施方式的自動(dòng)位置調(diào)整系統(tǒng)1的動(dòng)作進(jìn)行說明。

[步驟SA01]控制裝置5、控制位置檢測(cè)單元3對(duì)設(shè)置對(duì)象物21當(dāng)前的設(shè)置位置進(jìn)行檢測(cè)，并計(jì)算該檢測(cè)出的當(dāng)前的設(shè)置位置與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)位置的偏離量。

[步驟SA02]控制裝置5判定在步驟SA01中計(jì)算出的偏離量是否處于預(yù)先設(shè)定好的容許值以內(nèi)。在預(yù)先設(shè)定好的容許值以內(nèi)的情況下結(jié)束本處理，在超過預(yù)先設(shè)定好的容許值的情況下向步驟SA03前進(jìn)。

[步驟SA03]控制裝置5控制位置調(diào)整單元4使設(shè)置對(duì)象物21向在步驟SA01中計(jì)算出的偏離量減小的方向移動(dòng)。若移動(dòng)完成則返回步驟SA01。

圖8表示將機(jī)器人61用作將設(shè)置對(duì)象物21設(shè)置在加工機(jī)2所具備的工作臺(tái)23上的自動(dòng)輸送裝置6的例子。另外，圖9表示將機(jī)器人43用作對(duì)工作臺(tái)23上設(shè)置的設(shè)置對(duì)象物21的位置進(jìn)行調(diào)整的位置調(diào)整單元4的例子。在這樣將機(jī)器人43用作位置調(diào)整單元4的情況下，可以將機(jī)器人43具備的攝像單元44用作位置檢測(cè)單元3。另外，也可以使1臺(tái)機(jī)器人兼顧作為圖8所示的自動(dòng)輸送裝置6的作用、以及作為圖9所示的位置調(diào)整單元4的作用。

進(jìn)而，也可以在圖8、圖9所示的機(jī)器人的臂部安裝電動(dòng)旋具，或者另外準(zhǔn)備專用的螺紋緊固裝置，在通過位置調(diào)整單元4調(diào)整設(shè)置對(duì)象物21的位置后，將設(shè)置對(duì)象物21螺紋安裝并固定在加工機(jī)2的工作臺(tái)23上。

以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不僅限定于上述實(shí)施方式的例子，可以通過施加適當(dāng)?shù)淖兏愿鞣N形式來(lái)實(shí)施。