JPH0356863B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は、ハンドリングロボツトを用いて、複
数のパレツトからワークを工作機械に搬入・搬出
する際に用いるに好適な旋盤用ワーク判定制御装
置に関する。

(b) 技術の背景 最近、ハンドリングロボツトを用いて、複数の
パレツト上に載置された未加工ワークを工作機械
へ搬入し、所定の機械加工を行ない、加工が終了
したワークを再度ロボツトを用いてパレツト上に
戻し、全く人手を介さずに多数のワークの加工作
業を連続的に行なわせようとする提案がなされて
いる。

こうした方式を用いた場合、未加工ワークをパ
レツト上にセツトする段取り段階で、作業者が誤
まつて、当該機械加工に使用されない、即ち、加
工用及び搬入・搬出用の動作プログラムが用意さ
れていない未加工ワーク（以下「不適合ワーク」
と称する。）を載置した場合の対策が問題となる。

即ち、ハンドリングロボツトを用いてワークの
連続的な加工を行なう場合、加工中は無人状態と
なる。従つて、不適合ワークを検出した際に、ロ
ボツトの工作機械に対する以の搬入・搬出動作を
停止させる制御を行なうと、工作機械による全て
の加工作業が完了した頃、即ち、作業者が未加工
ワークをパレツト上にセツトした一定時間後に、
作業者が当該工作機械に戻つても、機械に対する
ワークの搬入・搬出は不適合ワークの検出時に停
止されているので、そこには多数の未加工ワーク
が残存していることとなり、後の加工工程に大き
な支障を生じさせる危険性がある。

特に、同一の工作機械で多種の未加工ワークに
対してそれぞれ異なる内容の加工を行なわせよう
とした場合、作業者は、種々の形状を有する未加
工ワークのうち、どれが不適合ワークであるかを
段取り段階で判定することは極めて困難である。

また、ワークの寸法計測を行なつて加工できな
い不適合ワークを確認する方法も考えられるが、
不適合ワークを確認して当該ワークの加工を行な
わずに作業を進行させた場合には、パレツト上に
は未加工ワークと不適合ワークが混在することと
なり、作業者がどのワークが不適合ワークなのか
を判定することが出来ない限り、不適合ワークの
交換または当該不適合ワークに関する動作プログ
ラムのローデイングを行なうことが出来ず、問題
が多い。また、パレツト上のどのワークが未加工
で、どのワークが不適合なのかを制御装置側で判
断することが出来ないかぎり、一度不適合となつ
たワークについて、再度ワークの寸法計測動作を
行なう場合も考えられ、加工動作の効率化の妨げ
となる不都合が生じる。

(c) 発明の目的 本発明は、上記事情に鑑み、不適合ワークが存
在しても、途中でハンドリングロボツトの動作を
停止させること無く継続させることが可能となる
ばかりか、不適合ワークと未加工ワークの判断を
容易に行なうことができ、加工動作を効率化する
ことの可能な旋盤用ワーク判定制御装置を提供す
ることを目的するものである。

(d) 発明の構成 即ち、本発明は、加工すべきワークに対応する
複数の動作プログラムを格納したプログラムメモ
リ、ワークを搭載し得る複数のパレツト、及び所
定のワーク把持位置に位置決めされた前記パレツ
ト上のワークを旋盤に対して搬入・搬出するハン
ドリング手段を有するハンドリングロボツトの設
けられた装置において、前記プログラムメモリに
格納された動作プログラムに対応するワークの素
材径を格納した第１のメモリ手段を設け、前記パ
レツトに搭載されたワークが加工中であるか、未
加工であるか、前記ワークに対応する動作プログ
ラムが前記プログラムメモリに格納されていない
不適合状態であるかを表示するフラグを格納した
第２のメモリ手段を設け、前記ワーク把持位置に
ワーク径測定演算手段を設け、前記ワーク径測定
演算手段により演算された、前記ワーク把持位置
に位置決めされたワークのワーク径と、前記第１
のメモリ手段中に格納されたワークの素材径を比
較して、前記プログラムメモリ中に前記ワークに
対応する動作プログラムが格納されているか否か
を判定する動作プログラム存在判定手段を設け、
前記動作プログラム存在判定手段が、前記プログ
ラムメモリ中に前記ワークに対応する動作プログ
ラムが格納されていると判定した場合にのみ前記
ハンドリングロボツトに対して対応する前記動作
プログラムに基づいて前記ワーク把持位置に位置
決めされたワークの旋盤への搬入を指令するロボ
ツト制御手段を設け、前記動作プログラム存在判
定手段からの出力に応じて、前記第２のメモリ手
段に格納された前記ワーク径測定演算手段により
計測されたワークに対応する前記フラグを、ワー
クの現在の状態に対応するように書き換えるフラ
グ書き換え手段を設けて構成される。

(e) 発明の実施例 以下、図面に基き、本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明が適用されたハンドリングロボ
ツトを数値制御旋盤に装着した際の一例を示す斜
視図、第２図は第１図のハンドリングロボツトの
コンベアユニツト部の正面図、第３図は第１図の
ハンドリングロボツトの制御ブロツク図である。

ハンドリングロボツト１は、第１図に示すよう
に、工作機械である数値制御旋盤２の前面に、後
述のメインアーム５、サブアーム６、ハンド７と
共にハンドリング手段を構成する本体３が、矢印
Ａ，Ｂ方に約90゜の範囲で回動自在に設けられて
おり、本体３にはメインアーム５が矢印Ｅ，Ｆ方
向に回動及び矢印Ｃ，Ｄ方向に伸縮自在に設けら
れている。メインアーム５にはサブアーム６が矢
印Ｇ，Ｈ方向に回動自在に設けられており、サブ
アーム６にはハンド７が着脱交換自在に設けられ
ている。

一方、本体３の第１図左方には、ハンドリング
ロボツト１を構成するコンベアユニツト９が設置
されており、コンベアユニツト９は車輪９ｃによ
つて移動自在に支持された体９ｂを有している。
本体９ｂ上には、第２図に示すように、無端状に
連結された多数のパレツト９ａが矢印Ｉ，Ｊ方向
に移動自在に設けられており、各パレツト９ａに
はパレツト相互間を区別するための固有のパレツ
ト番号PANOが付されている。また、コンベア
ユニツト９のロボツト把持位置Ｘにはワーク計測
装置１０が設けられており、計測装置１０は、第
３図に示すように、接触子１１，１２有してい
る。接触子１１は矢印Ｍ，Ｎ方向に移動自在に設
けられており、接触子１２は矢印Ｐ，Ｑ方向に移
動自在に設けられている。また、接触子１１，１
２にはラツク１３，１５が形成されており、ラツ
ク１３，１５には、可変抵抗器１６，１７の軸１
６ａ，１７ａの先端に装着されたピニオンギア１
６ｂ，１７ｂが噛合している。可変抵抗器１６，
１７にはA/D変換器１９，２０が接続しており、
A/D変換器１９にはワーク長演算回路２１、変
換器２０にはワーク径演算算回路２２がが接続し
ている。ワーク長演算回路２１及びワーク径演算
回路２２にはワーク判定部２３が接続している。
ワーク判定部２３にはパス線２５を介して主制御
御部２６が接続してており、主制御部２６には同
様にバス線２５を介してプログラムメモリ２７、
ワークパレツトメモリ２９、コンベア制御部３
０、ハンド制御部３１、キーボード３３等が接続
している。

一方、数値制御旋盤２には、第１図に示すよう
に、回転駆動自在なチヤツク２ａが主軸に装着さ
れた形で設けられており、更にドア２ｂが機体２
ｄ上方に設けられたエアシリンダ２ｅによつて矢
印Ｋ，Ｌ方向に開閉自在に設けられている。

ハンドリングロボツト１等は、以上のような構
成有するので、数値制御旋盤２に対してワーク３
２を搬入・搬出する場合には、まずコンベアユニ
ツト９のパレツト９ａ上に、加工すべき全体円柱
形の未加工ワーク３２を、第２図に示すように載
置する。次に、キーボード３３を介して主制御部
２６にワーク３２の旋盤２に対する搬入出作業の
開始を指令する。すると、主制御部２６は、コン
ベア制御部３０を駆動し、パレツト９ａをロボツ
ト把持位置Ｘに順次移動位置決めする位置決め動
作を行なわせる。

こうして最初に加工すべきワーク３２を載せた
パレツト９ａが把持位置Ｘに位置決めされると、
ワーク計測装置１０の接触子１２が矢印Ｑ方向
に、先端１２ａがワーク３２の側面３２ａと接触
し、更にワーク３２が接触子１２によつて押圧移
動され、接触子１２の反対側に設けられた突き当
てガイド１４に当接するまで、突出する。突き当
てガイド１４によつてそれ以上のＱ方向への突出
が阻止されたところで、今度は接触子１１がＮ方
向への下降を開始し、ワーク３２の上面３２ｂと
当接し、停止する。接触子１１，１２がＮ、Ｑ方
向へ移動すると、ラツク１３，１５、ピニオンギ
ア１６ｂ，１７ｂを介して可変抵抗器１６，１７
の軸１６ａ，１７ａが、各接触子１１，１２の移
動量に対応した角度量だけ回転し、抵抗器１６，
１７の出力電圧V_OUT2，V_OUT1それに応じて変化す
る。即ち、抵抗器１６，１７の出力電圧V_OUT2，
V_OUT1は、ワーク３２の突き当てガイド１４と接
触子先端１２ａ間の距離Ｌ１、従つてここではワ
ーク３２の直径Ｄ、及びパレツト９ａのワーク搭
載面９ｄと接触子先端１１ａ間の距離Ｌ２、従つ
てここではワーク３２の長さLHに対応する形で
変化することになる。

出力電圧V_OUT2，V_OUT1はA/D変換器１９，２０
でデジタル値に変換された形でワーク長演算回路
２１及びワーク径演算回路２２へ出力され、回路
２１，２２は、デジタル値に変換された出力電圧
V_OUT1，V_OUT2から、当該電圧値に対応する距離Ｌ
１，Ｌ２を演算決定し、ワーク判定部２３へ出力
する。ワーク判定部２３は、入力された距離Ｌ
１，Ｌ２、即ちワーク３２の直径Ｄ及び長さLH
に基いて、プログラムメモリ２７を検索する。

プログラムメモリ２７中には、ハンドリングロ
ボツト１及び旋盤２が実行する全ての動作プログ
ラムPROが、ワークの種類毎にプログラム番号
PNOを付された形で格納されており、各動作プ
ログラムPRO中には、当該プログラムPROが加
工の対象とする未加工ワーク３２の長さLHW、
直径DW等がそれぞれ設定格納されている。従つ
て、ワーク判定部２３は各プログラムPRO中の
長さLHW及び直径DWと、ワーク計測装置１０
によつて計測されたパレツト９ａ上の未加工ワー
ク３２の長さLH及び直径Ｄを比較し、メモリ２
７中にそれ等が一致したプログラムが存在したな
らば、当該プログラムPROのプログラム番号
PNOを主制御部２６に通知する。

主制御部２６はこれを受けて、当該プログラム
番号PNOに対応するプログラムPROをメモリ２
７から読み出し、当該プログラムPROに基いて
ハンド制御部３１に、ワーク３２の旋盤２への搬
入・搬出動作の実行を指令し、更にワークパレツ
トメモリ２９中の、計測された未加工ワーク３２
を搭載しているパレツト９ａのパレツト番号
PANOに対応するアドレスに、加工中を示すフ
ラグFLG（図中「Ｍ」と表示）を、未加工を示す
フラグFLG（図中「Ｕ」と表示）、を書き換える
形で立てる。

旋盤２へのワーク３２の搬入は、第１図に示す
ように、ハンドリングロボツト１の体３をＡ方向
へ回動させてハンド７を把持位置Ｘへ位置決め
し、メインアーム５をＣ方向へ移動させて、パレ
ツト９ａ上のワーク計測装置１０によつて計測さ
れたワーク３２をハンンド７によつて把持し、更
にアーム５をＤ方向へ戻すと共に、本体３をＢ方
向へ回動させる。なお、ハンド７の動作時には、
ワーク計測装置１０の接触子１１，１２及び突き
当てガイド１４は、ハンド７と干渉しない位置ま
で退避駆動されるので、ハンド７は円滑にパレツ
ト９ａ上の未加工ワークを把持することができ
る。

本体３がＢ方向へ回動したところで、メインア
ーム５をＥ方向に回動させ、ハンド７をワーク３
２と共に、シリンダ２ｅによつて開放状態にある
ドア２ｂを通つて旋盤内部に進入させ、ワーク３
２とチヤツク２ａを対向させる。この状態でメイ
ンアーム５をＣ方向へ移動させて、ハンド７に把
持されたワーク３２をチヤツク２ａへ保持させ
る。チヤツク２ａがワーク３２を保持したところ
で、メインアーム５はＤ方向へ移動すると共に、
Ｆ方向へ回動し、ハンド７を旋盤２の機体外へ退
避させる。すると、エアシリンダ２ｅが駆動され
てドア２ｂがＫ方向に閉じ、チヤツク２ａに保持
されたワーク３２に対して所定の加工作業が行な
われる。

加工が終了すると、ドア２ｂが開き、メインア
ーム５がＥ方向に回動すると共に、サブアーム６
がＧ方向に180゜回転し、更にメインアーム５がＣ
方向へ移動する。この際、ハンド７はワークの搬
入時とは反対側の面で加工の完了したワーク３２
を把持し、搬入時とは逆の手順で加工済みワーク
３２を搬入前に当該ワーク３２の搭載されていた
パレツト・９ａ上に戻す。ワーク３２がパレツト
９ａ上に戻されると、ハンド制御部３１から主制
御部２６へ加工終了号FSが出力され、これを受
けて主制御部２６は、ワークパレツトメモリ２９
中の、当該加工の終了したワーク３２を搭載して
いるパレツト９ａのパレツト番号PANOに対応
したアドレスのフラグFLGを、加工中の「Ｍ」
の表示から、加工完了を表示する「Ｆ」の表示に
書き換える。

ところで、ワーク計測装置１０によつて計測さ
れた未加工ワーク３２の長さLH及び直径Ｄと一
致する長さLHW及び直径Ｄの格納されたプログ
ラムPROが、プログラムメモリ２７中に存在し
ない場合には、ワーク判定部２３は、パレツト９
ａ上のワーク３２を、対応するプログラムPRO
が存在しない不適合ワークと判定し、不適合判定
信号JSを主制御部２６に出力する。すると、主
制御部２６は直ちにパレツトメモリ２９中の、不
適合ワークの搭載されたパレツト９ａのパレツト
番号PANOに対応するアドレスに、フラグFLG
として、不適合ワークを表示する「Ｘ」を立て
る。

不適合ワークを表示するフラグFLGである
「Ｘ」が立つと、以後主制御部２６は、当該フラ
グFLGの立つたパレツト番号PANOに対応した
パレツト９ａを無視する形でハンド制御部３１及
びコンベア制御部３０を制御し、パレツト９ａ上
の不適合ワークは、ハンド７による旋盤２への搬
入が行なわれることなくＩ又はＪ方向にそのまま
送られ、ワーク計測装置１０は直ちに次のパレツ
ト９ａ上の未加工ワーク３２に対する計測を開始
する。不適合ワークの搭載されたパレツト９ａの
フラグFLG「Ｘ」は、コンベアユニツト９上の不
適合ワーク以外のワークの加工が全て完了し、一
連の加工動作が完了するまでクリアされることは
ないので、当該パレツト９ａ上の不適合ワークが
再度把持位置Ｘを通過することがあつても、位置
Ｘに位置決めされることはなく、従つてワーク計
測装置１０による計測も行なわれない。

なお、上述の実施例は、動作プログラムPRO
に、当該動作プログラムPROが対象とする未加
工ワークの長さLHW、直径DW等の寸法を格納
した場合について述べたが、長さLHW、直径
DW等の寸法は動作プログラムPROと対応してい
る限り、必ずしも動作プログラムPRO中に格納
されている必要は無く、別個に（従つて、別個の
メモリ中に）格納されていても良いことは勿論で
ある。

(f) 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、加工
すべきワーク３２に対応する複数の動作プログラ
ムPROを格納したプログラムメモリ２７、ワー
クを搭載し得る複数のパレツト９ａ、及び所定の
ワーク把持位置Ｘに位置決めされた前記パレツト
上のワークを旋盤２に対して搬入・搬出する本体
３、メインアーム５、サブアーム６、ハンド７な
どのハンドリング手段を有するハンドリングロボ
ツト１の設けられた装置において、前記プログラ
ムメモリ２７に格納された動作プログラムPRO
に対応する、未加工ワークの直径DWなどのワー
クの素材径を格納したプログラムメモリ２７など
の第１のメモリ手段を設け、前記パレツトに搭載
されたワークが加工中であるか、未加工である
か、該ワークに対応する動作プログラムPROが
前記プログラムメモリ２７に格納されていない不
適合状態であるかを表示する「Ｍ」、「Ｕ」、「Ｘ」
などのフラグFLG格納したワークパレツトメモ
リ２９などの第２のメモリ手段を設け、前記ワー
ク把持位置に接触子１２、突き当てガイド１４、
可変抵抗器１７、A/D変換器２０、ワーク径演
算回路２２などのワーク径測定演算手段を設け、
前記ワーク径測定演算手段により演算された、前
記ワーク把持位置Ｘに位置決めされたワークのワ
ーク径Ｄと、前記第１のメモリ手段中に格納され
たワークの素材径を比較して、前記プログラムメ
モリ中に前記ワークに対応する動作プログラムが
格納されているか否かを判定するワーク判定部２
３などの動作プログラム存在判定手段を設け、前
記動作プログラム存在判定手段が、前記プログラ
ムメモリ中に前記ワークに対応する動作プログラ
ムが格納されていると判定した場合にのみ前記ハ
ンドリングロボツトに対して対応する前記動作プ
ログラムに基づいて前記ワーク把持位置に位置決
めされたワークの旋盤への搬入を指令する主制御
部２６、ハンド制御部３１などのロボツト制御手
段を設け、前記動作プログラム存在判定手段から
の出力に応じて、前記第２のメモリ手段に格納さ
れた前記ワーク径測定演算手段により計測された
ワークに対応する前記フラグを、ワークの現在の
状態に対応するように書き換える主制御部２６な
どのフラグ書き換え手段を設けて構成したので、
作業者が誤つて不適合ワークをパレツト９ａ上に
載置しても、動作プログラムの格納されていない
ワークについてはハンドリングロボツトは旋盤へ
の搬入動作を行なわず、対応する第２のメモリ手
段中のフラグをワークの現在の状態に対応するよ
うに書き換えるので、作業者はワークのパレツト
９ａ上の載置に際して、各ワークが不適合ワーク
であるか否かの判定行わなくとも、動作プログラ
ムPROが格納されているワークのみが旋盤内に
搬入されるので、ワークのパレツト上への搭載作
業を迅速に行うことが可能となる。また、以後の
制御においては第２のメモリ手段中のフラグに基
づいてハンドリングロボツトの制御を行なうこと
が出来、不適合ワークを再度計測したり、旋盤内
に搬入したりする無駄な動作が発生することを未
然に防止することが出来る。従つて、不適合ワー
クを除外した形で加工を継続することが可能とな
るばかりか、第２のメモリ手段に格納されたフラ
グにより不適合ワークの識別が直ちに出来、対す
る動作プログラムのローデイングなどを的確に行
なうことが可能となる。

また、動作プログラムが格納されているか否か
についての判定をワークの素材径に基づいて行な
うので、通常旋盤の加工に際して動作プログラム
に必ず必要となる素材径を動作プログラム存在判
定手段の判定用データとしてそのまま活用するこ
とが出来、判定用データとして判別のデータを入
力したりする必要が無く、従来のプログラムをそ
のまま活用した形での判定動作が可能となり、汎
用性が高く、判定用データ入力時間が無くなる
分、段取り時間の短縮も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されたハンドリングロボ
ツトを数値制御旋盤に装着した際の一例を示す斜
視図、第２図は第１図のハンドリングロボツトの
コンベアユニツト部の正面図、第３図は第１図の
ハンドリングロボツトの制御ブロツク図である。 １……ハンドリングロボツト、２……旋盤、３
……ハンドリング手段（本体）、５……ハンドリ
ング手段（メインアーム）、６……ハンドリング
手段（サブアーム）、７……ハンドリング手段
（ハンド）、９ａ……パレツト、１２……ワーク径
測定演算手段（接触子）、１４……ワーク径測定
演算手段（突き当てガイド）、１７…ワーク径測
定演算手段（可変抵抗器）、２０……ワーク径測
定演算手段（A/D変換器）、２２……ワーク径測
定演算手段（ワーク径演算回路）、２３……動作
プログラム存在判定手段（ワーク判定部）、２６
……ロボツト制御手段、フラグ書き換え手段（主
制御部）、２７……プログラムメモリ、第１のメ
モリ手段、２９……第２のメモリ手段（ワークパ
レツトメモリ）、３１……ロボツト制御手段（ハ
ンド制御部）、Ｘ……ワーク把持位置、DW……
素材径（直径）、FLG……フラグ、PRO……動作
プログラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加工すべきワークに対応する複数の動作プロ
   グラムを格納したプログラムメモリ、ワークを搭
   載し得る複数のパレツト、及び所定のワーク把持
   位置に位置決めされた前記パレツト上のワークを
   旋盤に対して搬入・搬出するハンドリング手段を
   有するハンドリングロボツトの設けられた装置に
   おいて、 前記プログラムメモリに格納された動作プログ
   ラムに対応するワークの素材径を格納した第１の
   メモリ手段を設け、 前記パレツトに搭載されたワークが加工中であ
   るか、未加工であるか、前記ワークに対応する動
   作プログラムメモリに格納されていない不適合状
   態であるかを表示するフラグを格納した第２のメ
   モリ手段を設け、 前記ワーク把持位置にワーク径測定演算手段を
   設け、 前記ワーク径測定演算手段により演算された、
   前記ワーク把持位置に位置決めされたワークのワ
   ーク径と、前記第１のメモリ手段中に格納された
   ワークの素材径を比較して、前記プログラムメモ
   リ中に前記ワークに対応する動作プログラムが格
   納されているか否かを判定する動作プログラム存
   在判定手段を設け、 前記動作プログラム存在判定手段が、前記プロ
   グラムメモリ中に前記ワークに対応する動作プロ
   グラムが格納されていると判定した場合にのみ前
   記ハンドリングロボツトに対して対応する前記動
   作プログラムに基づいて前記ワーク把持位置に位
   置決めされたワークの旋盤への搬入を指令するロ
   ボツト制御手段を設け、 前記動作プログラム存在判定手段からの出力に
   応じて、前記第２のメモリ手段に格納された前記
   ワーク径測定演手段により計測されたワークに対
   応する前記フラグを、ワークの現在の状態に対応
   するように書き換えるフラグ書き換え手段を設け
   て構成した旋盤用ワーク判定制御装置。