JPH04340104A - ローダ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、旋盤等の工作機械に
設けるガントリーローダ等のローダ制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ガントリーローダでは、ローダチャック
によりワークの一端を把持し、ワーク供給台と主軸チャ
ックとの間のワークの搬送を行う。このようなワーク供
給台や主軸チャックに対するローダチャックの受取り受
渡し位置は、ワークの長さが異なると、その差だけ変え
る必要がある。

【０００３】そのため、従来は、ワーク長さの異なるロ
ットに段取り替えする都度、ローダチャックの受取り受
渡し位置を教示するようにしている。この教示は、例え
ば手動モードでローダを運転すること等により行われて
いる。しかし、このような教示操作は煩雑であり、段取
り替えに手間がかかる。特に、２軸旋盤等では教示ポイ
ントが１０点以上になるため、教示操作に相当の時間が
かかる。

【０００４】このような問題点を解消するため、図９に
示すようにローダチャック５０にワーク検出スイッチ５
１を設け、ローダチャック５０が下降してテーブル５２
上のワークＷによりスイッチ５１がオンすると、ローダ
チャック５０を閉じるようにしたものが試みられている
。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この構成によると、ワ
ークＷの受取り位置の教示を行うことなく運転が行える
。しかし、ローダチャック５０で把持しているワークＷ
を排出する場合には、ローダチャック５０が受渡し位置
に着いたか否かにかかわらず、スイッチ５１がオンした
ままであるため、適用することができない。しかも、ロ
ーダチャック５０にスイッチ５１を設ける必要があり、
その配線をローダチャック５０から制御装置まで行う必
要があるため、配線系が複雑になるという問題点がある
。

【０００６】この発明の目的は、受取りおよび受渡し位
置の教示を行うことなく運転でき、かつ配線系が複雑に
なることのないローダ制御装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施例
に対応する図１と共に説明する。この発明は、各動作指
令を順次実行するローダ制御装置（２８）において、ロ
ーダチャック（１２）を移動させる駆動装置（１６），
（１８）のコントローラ（２５）に軸移動指令（Ｑ）を
位置指令値によって与える軸移動指令手段（２３）を有
するものに適用される。

【０００８】上記構成において、ローダチャック（１２
）の移動位置を検出する位置検出手段（２０），（２１
）と、この手段（２０），（２１）の検出値と前記位置
指令値との偏差（Ｖ）を算出する偏差演算手段（２６）
とを設け、その偏差（Ｖ）が設定値（ａ）に達したとき
に、実行中の軸移動指令の次の動作指令にスキップさせ
るスキップ指令手段（３１）を設ける。

【０００９】

【作用】この構成によると、ローダチャック（１２）の
軸移動時に、ワーク供給台（１３）や主軸チャック上の
ワーク（Ｗ）にローダチャック（１２）が当たってロー
ダチャック（１２）が移動できなくなると、ローダチャ
ック（１２）の実際の位置と位置指令値との偏差（Ｖ）
が大きくなる。この偏差（Ｖ）は偏差演算手段（２６）
で算出され、偏差（Ｖ）が設定値（ａ）に達すると、ス
キップ指令手段（３１）により次の動作指令、例えばチ
ャック閉じ動作の指令等にスキップさせられる。ローダ
チャック（１２）がワーク（Ｗ）を把持していて、この
ワーク（Ｗ）をワーク排出台等に受渡す場合も前記と同
様である。

【００１０】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図７に基づ
いて説明する。図２は、旋盤１とローダ２とを示す概略
正面図である。旋盤１はタレット旋盤からなり、主軸３
を支持した主軸台４の側方に、タレット５を搭載したタ
レットキャリッジ６が横（Ｘ軸方向）移動可能に設置さ
れている。

【００１１】ローダ２は、旋盤１の上方に架設したレー
ル７に走行台８を設置し、走行台８に前後移動台９を介
して昇降ロッド１０を設置したものである。昇降ロッド
１０の下端にはローダヘッド１１が設けてある。ローダ
ヘッド１１は、２個のローダチャック１２を主軸３に対
向する面と下面とに各々有し、両ローダチャック１２の
位置は、旋回機構（図示せず）で互いに入替え可能であ
る。各ローダチャック１２は、ローダヘッド１１に設け
たアクチュエータにより、チャック爪の開閉が可能であ
る。ローダ２の走行台８の走行範囲において、各々コン
ベヤ装置からなるワーク供給台１３とワーク排出台１５
とが旋盤１の両側に配置してある。

【００１２】図１は、ローダ２の駆動系と制御系とを示
す説明図である。前後移動台９は、走行台８に設置した
Ｚ軸サーボモータ１６と送りねじ１７とで進退駆動され
、昇降ロッド１０は前後移動台９に搭載したＹ軸サーボ
モータ１８とラック・ピニオン機構１９とで昇降駆動さ
れる。各軸サーボモータ１６，１８は、各々パルスコー
ダ等からなる位置検出器２０，２１を有している。

【００１３】ローダ自動運転手段２２は、ＣＰＵとメモ
リ装置等からなる制御装置であり、メモリ装置には数値
制御式のローダ制御プログラムが記憶されている。この
ローダ自動運転手段２２に、ローダヘッド１１を所定の
経路で移動させる軸移動指令手段２３と、チャック開閉
指令手段２４とが設けてある。

【００１４】軸移動指令手段２３は、早送り指令やスキ
ップ送り指令等の軸移動指令Ｑをパルス列からなる位置
指令値によって与える手段であり、軸移動指令Ｑは、サ
ーボコントローラ２５に入力される。サーボコントロー
ラ２５は、軸移動指令Ｑの指令値と、位置検出器２０，
２１のフィードバック信号との偏差を偏差カウンタから
なる偏差演算手段２６で演算し、サーボドライバ２７を
介して各軸サーボモータ１６，１８を駆動する手段であ
る。なお、サーボコントローラ２５はＸ〜Ｚの各軸毎に
別個に設けてあるが、図１にはＸ，Ｚ軸のものを省略し
てある。

【００１５】これらローダ自動運転手段２２と、サーボ
コントローラ２５と、各位置検出器２０，２１とでロー
ダ制御装置２８が構成される。ローダ自動運転手段２２
は、上記の他に非常停止手段２９を有し、サーボコント
ローラ２５の偏差演算手段２６の偏差Ｖが誤差設定値ｂ
，ｃになると、停止指令Ｈを旋盤１のプログラマブルコ
ントローラ３０に出力して旋盤１およびローダ２の全体
を停止させる。また、この停止指令Ｈにより報知手段（
図示せず）にアラームを発生させる。誤差設定値ｂ，ｃ
は、後述のように早送り時と低速のスキップ送り時とで
別の値が設定される。

【００１６】このような基本構成のローダ制御装置２８
において、この発明では自動運転手段２２にスキップ指
令手段３１を設けてある。スキップ指令手段３１は、ス
キップ送り時の位置指令値と位置検出信号Ｆの検出値と
の偏差Ｖが所定の誤差設定値ａになると、ローダ制御プ
ログラムにおける次の動作指令にスキップさせる指令Ｓ
を出力する手段である。この手段３１は、後に説明する
図６のステップＳ４により構成される。

【００１７】前記のスキップ指令Ｓの出力のための誤差
設定値ａと、非常停止手段２９における各誤差設定値ｂ
，ｃとは、ローダ制御プログラム中に設定しておいても
、参照用のパラメータとしてローダ制御プログラムとは
別に設定しても良い。

【００１８】図５は、各誤差設定値ａ〜ｃの大きさの関
係を示す。スキップ送り時にアラーム（非常停止）とす
る誤差設定値ｂは、早送り時の誤差設定値ｃよりも小さ
くし、機械の安全を図る。スキップ指令Ｓを出力する誤
差設定値ａは、アラームのための誤差設定値ｂよりもさ
らに小さな値に設定する。

【００１９】上記構成の動作を説明する。ローダ２は、
ローダ自動運転手段２２の制御により、つぎの動作を繰
り返し行う。すなわち、図２におけるワーク供給台１３
の供給位置Ｐの上方で、ローダヘッド１１を下降させ、
下向きのローダチャック１２によりワークＷを把持する
。把持の後、ローダヘッド１１を上昇させ、主軸３の上
方に走行する。ここで、ローダヘッド１１を下降させ、
主軸３の加工済みのワークＷを正面の空のローダチャッ
ク１２に受取った後、２個のローダチャック１２，１２
の位置を入れ替えて、ワークＷを主軸３に渡す。つぎに
、ワーク排出台１５まで走行して、主軸３から受取った
加工済みのワークＷを排出した後、ワーク供給台１３へ
再度ワークＷを取りに行く。

【００２０】前記の繰り返し過程で、ワーク供給台１３
のワークＷを取りに行くときの動作を、図４および図６
と共に説明する。図４において、スキップ送り開始位置
Ｙａまでは、早送り（例えばＮＣコードのＧ０）により
ローダヘッド１１を下降させる。早送り位置Ｙａまで下
降すると、トルク制限しながら低速で下降させるスキッ
プ送り（例えばＧ３１）が実行される（図６ステップＳ
１）。

【００２１】スキップ送りの過程では、送り先指令値Ｙ
ｂに達するまで（Ｓ２）、Ｙ軸の位置検出器２１の位置
検出信号Ｆと軸送り指令Ｑの位置指令値との偏差Ｖをス
キップ指令手段３１で監視する（Ｓ４）。偏差Ｖが誤差
設定値ａになると、下降を停止させて次の動作であるチ
ャック閉じ動作（Ｓ３）にスキップさせる。

【００２２】図３と共に説明すると、サーボ系では一般
にフィードバック信号となる位置検出値（Ｆ）は、指令
値（Ｑ）に対して遅れているのが通常であるが、この遅
れ量である偏差Ｖを監視して、誤差設定値ａ以上になる
とスキップ信号を出力する。

【００２３】図４の例では、衝突位置Ｙｃまで下降する
と、ローダチャック１２がワークＷに当たってそれ以上
の下降ができなくなる。そのため、この後は指令値だけ
が増えて偏差Ｖが次第に増え、偏差Ｖが誤差設定値ａに
達する位置Ｙｄまで指令値が増えると、次の動作にスキ
ップしてローダチャック１２がワークＷを把持する。

【００２４】このため、ワークＷが長さの種々異なるも
のに変わっても、ローダチャック１２による把持が行え
る。したがって、ワーク長さが異なる都度、ローダチャ
ック１２の受取り位置の教示を行うことが不要になり、
ローダ運転プログラムを共用することができる。

【００２５】また、このローダ制御装置は、サーボ系に
通常に備えられている偏差演算手段２６の出力を利用し
てスキップを行わせるので、専用のスイッチ等が不要で
、ローダヘッド１１の周辺の配線系が複雑になるという
問題がない。

【００２６】なお、前記の偏差Ｖは図１の非常停止手段
２９によっても監視する。このとき、何かの支障により
位置指令値が増え続けて、偏差Ｖがスキップ指令出力の
ための誤差設定値ａを超えてスキップ送り時誤差設定値
ｂになった場合は、アラームを発生させて非常停止させ
、機械の安全を図る。早送りの場合は、偏差Ｖの通常値
がスキップ送りの場合よりも大きいため、図５に示すよ
うに誤差設定値ｃを大きな値とし、この値ｃに達したと
きに非常停止させる。

【００２７】前記のスキップ指令の説明は、ワーク供給
台１３からワークＷを受け取る場合の例であるが、図１
のワーク排出台１５にワークＷを受渡す場合も、受取り
時と同様な制御により、下降動作からローダチャック１
２の開き動作へのスキップが行われる。また、図７に示
すように主軸３とローダチャック１２との間でワークＷ
の受取りおよび受渡しを行う場合も、前記と同様に、偏
差Ｖの監視によるスキップ指令により、位置教示を行う
ことなく運転することができる。ただしこの場合は、Ｚ
軸についての位置指令値と位置検出器との偏差に応じて
スキップ指令を出力させる。

【００２８】なお、前記各実施例では、スキップ送りの
場合に、誤差設定値ａを超えると必ず次の動作にスキッ
プさせるようにしたが、スキップ送り手段３１はローダ
制御プログラムにおける所定の命令によって能動状態と
不能動状態とに切り換えるようにしても良い。

【００２９】図８は、このような命令を含むローダ制御
プログラムの一部を示す。同図において、ステップＲ１
の軸移動時においては、位置偏差Ｖが過大になるとアラ
ームとし、非常停止させる。位置偏差無視指令（Ｒ２）
があると、その後の軸移動時（Ｒ３）において位置偏差
Ｖが過大になると、アラームとする代わりにつぎの動作
であるチャック開閉動作（Ｒ４）を実行する。位置偏差
無視解除指令（Ｒ５）があると、再び位置偏差無視指令
があるまでは、ステップＲ１の軸移動時と同様に、位置
偏差が過大になるとアラームとする。このように構成し
た場合も、長さの異なるワークへの段取り替え時の教示
が不要になる。この場合、前記の位置偏差無視指令（Ｒ
２）および位置偏差無視解除指令（Ｒ５）は、例えば所
定のフラグのセットおよびリセットを行う指令とし、軸
移動時にフラグ状態を見て、アラームかスキップかの選
択を行うようにする。

【００３０】なお、前記各実施例はガントリーローダに
適用した場合につき説明したが、この発明はその他種々
の形式のローダに適用でき、例えば多関節ロボット型の
ローダに適用することもできる。また、ローダチャック
１２の受渡し位置への移動が、複数軸の同時移動の動作
になるものにおいては、スキップ指令手段は、各軸ごと
に偏差を監視し、あるいは同時移動する所定の軸だけの
偏差や、各軸偏差の総合判断等により次の移動に動作に
スキップさせるようにする。

【００３１】

【発明の効果】この発明のローダ制御装置は、ローダチ
ャックの移動位置を検出する位置検出手段と、その検出
値と位置指令値との偏差を算出する偏差演算手段と、そ
の偏差が設定値になったときに次の動作指令にスキップ
させるスキップ指令手段とを設けたため、受取り受渡し
位置の教示を行うことなく、種々の長さのワークの受取
りおよび受渡しが行える。そのため、ワーク種類の変更
時の作業者の負担を大幅に低減させることができる。し
かも、サーボ系に通常に備えられている偏差演算手段の
出力を利用してスキップを行わせるので、専用のスイッ
チ等が不要で配線系が複雑になるという問題がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるローダ制御装置の
構成を示す概念図である。

【図２】同ローダ制御装置を適用する旋盤およびローダ
の正面図である。

【図３】同ローダ制御装置におけるサーボ系の遅れを示
す説明図である。

【図４】同じくそのワーク受取り動作の説明図である。

【図５】同じくその各誤差設定値の関係を示す説明図で
ある。

【図６】同じくそのローダ制御プログラムにおけるスキ
ップ送りから次の動作にスキップさせる過程の部分を示
す流れ図である。

【図７】同じくその主軸チャックとローダチャックとの
受渡し動作の説明図である。

【図８】他の実施例におけるローダ制御プログラムの一
部を示す流れ図である。

【図９】従来例の動作説明図である。

【符号の説明】

１…旋盤、２…ローダ、３…主軸、５…タレット、８…
走行台、９…前後移動台、１０…昇降ロッド、１１…ロ
ーダヘッド、１２…ローダチャック、１３…ワーク供給
台、１６…Ｚ軸サーボモータ、１８…Ｙ軸サーボモータ
、２０，２１…位置検出器、２２…ローダ自動運転手段
、２３…軸移動指令手段、２５…サーボコントローラ、
２６…偏差演算手段、２８…ローダ制御装置、２９…非
常停止手段、３１…スキップ指令手段、ａ〜ｃ…誤差設
定値、Ｈ…停止指令、Ｑ…軸移動指令、Ｖ…偏差、Ｗ…
ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ローダチャックを移動させる駆動装置
   のコントローラに軸移動指令を位置指令値によって与え
   る軸移動指令手段を有し、各動作指令を順次実行するロ
   ーダ制御装置において、ローダチャックの移動位置を検
   出する位置検出手段と、この手段の検出値と前記位置指
   令値との偏差を算出する偏差演算手段と、この偏差が設
   定値になったときに、実行中の軸移動指令の次の動作指
   令にスキップさせるスキップ指令手段とを具備したロー
   ダ制御装置。