JPH0857738A

JPH0857738A - ローダ装置

Info

Publication number: JPH0857738A
Application number: JP22107594A
Authority: JP
Inventors: Hidetsugu Kawai; 秀貢河合
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1994-08-22
Filing date: 1994-08-22
Publication date: 1996-03-05
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: JP2792443B2

Abstract

(57)【要約】【目的】同じレール上に走行可能に設置した複数台の
ローダを、これらローダ同志の衝突を生じることなく移
動制御して、工作機械に対するワークの受渡しを能率良
く行う。【構成】工作機械１に対して各々ワークの受渡しを行
う複数台のローダ８Ａ，８Ｂを同じレール７上に走行可
能に設置する。各ローダ８Ａ，８Ｂを独立して移動制御
するローダ制御装置１４を設ける。ローダ制御装置１４
には、個々のローダ８Ａ，８Ｂの座標値から求められる
隣合うローダ間の相対距離に基づいて、相対距離が基準
値以下となると強制的に速度変更させる近接時速度制御
手段３０を設ける。近接時速度制御手段３０は、隣合う
ローダ８Ａ，８Ｂ間の相対距離が第１基準値以下になる
所定割合の速度オーバライドをかけ、かつ第１基準値よ
りも短い第２基準値以下になると停止させるものとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、旋盤やその他の工作
機械に装備されるガントリ形式等のローダ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】旋盤
などの自動工作機械において、素材ワークの供給や製品
ワークの搬出には、ガントリローダなどのローダ装置が
使用される。ところが、従来のローダ装置は、通常は１
台の工作機械に対して１台のローダしか設けられておら
ず、そのため例えば２軸旋盤において、一方の主軸に対
してワークの受渡しを行っている間は、他方の主軸に対
するワークの受渡しができず、待ち時間が生じ、作業能
率が悪い場合があった。なお、ローダヘッドに２個のロ
ーダチャックを並設し、２本の主軸に対して同時にワー
クの受渡しを行うものも提案されているが、このような
ローダが使用できるのは、両側の主軸で同じ加工を同時
に行うような場合等、特別な用途に限定される。

【０００３】そこで、このような工作機械に対するワー
クの受渡しを、１本のレールを走行する２台のローダで
行うものを試みた。しかし、同一レール上に２台のロー
ダがある場合、常に衝突の恐れがある。ローダプログラ
ムの作成時に十分に注意を払っていても、プログラムミ
スや、動作環境による誤動作等で２台のローダが衝突す
る恐れがある。このため、衝突防止策として、レールの
中間位置にストッパを設け、２台のローダの走行領域を
互いに重ならないように分けたものを試みた。この場
合、ローダが前記ストッパに接近するとその走行を停止
させる。しかし、そのため２台のローダは各主軸に対す
る専用のものとなって、同じレール上を走行するものと
はいえず、個々の独立したローダ装置を単に２台並設し
たものと同じであり、十分な作業能率の向上を果たすこ
とが難しい。また、ワーク供給台や製品排出台を各主軸
毎に設けることが必要になるなどの問題点も生じる。

【０００４】この発明の目的は、工作機械に対するワー
クの受渡しを複数台のローダで能率良く行わせることが
でき、ローダ同志の衝突も生じさせることのないローダ
装置を提供することである。

【０００５】

【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。このローダ装置（６）
は、工作機械（１）に対して各々ワークの受渡しを行う
複数台のローダ（８Ａ，８Ｂ）を同じレール（７）上に
走行可能に設置し、前記各ローダ（８Ａ，８Ｂ）を独立
して移動制御するローダ制御装置（１４）を設けたもの
である。

【０００６】請求項２記載のローダ装置（６）は、前記
ローダ制御装置（１４）に、個々のローダ（８Ａ，８
Ｂ）の座標値から求められる隣合うローダ間の相対距離
に基づいて、その相対距離が基準値以下となると強制的
に速度変更させる近接時速度制御手段（３０）を設けた
ものである。

【０００７】請求項３記載のローダ装置（６）は、請求
項２記載のローダ装置において、前記近接時速度制御手
段を、隣合うローダ間の相対距離が第１基準値以下にな
ると所定割合の速度オーバライドをかけ、かつ第１基準
値よりも短い第２基準値以下になると、いずれか一方を
停止あるいは所定位置に一旦待機させるものとしてあ
る。

【０００８】

【作用】このローダ装置（６）によると、同じレール
（７）上に走行可能に設置した複数のローダ（８Ａ，８
Ｂ）がローダ制御装置（１４）で各々独立して移動制御
されるので、これらローダ（８Ａ，８Ｂ）の使用形態の
自由度が高く、工作機械（１）に対するワークの受渡し
を能率良く行うことができる。同じレール（７）上の互
いに重複した範囲を複数ローダ（８Ａ，８Ｂ）の走行可
能範囲として設定することもできる。

【０００９】請求項２記載のローダ装置（６）の場合
は、隣合うローダ（８Ａ，８Ｂ）間の相対距離が基準値
以下になると、ローダ制御装置（１４）に設けられた近
接時速度制御手段（３０）により、ローダが強制的に速
度変更させられる。そのため、ローダ同志の衝突が未然
に回避され、また衝突が生じても低速走行での衝突とな
って、ローダの損傷が防止できる。また、ローダの座標
値から隣合うローダ間の相対距離を求めるので、専用の
センサを設けることが不要で、制御機器の構成が簡単に
なる。

【００１０】請求項３記載のローダ装置（６）の場合
は、隣合うローダ（８Ａ，８Ｂ）間の相対距離が基準値
以下になったときのローダの速度制御が、第１基準値と
第２基準値の２段階に区分され、第１相対距離以下とな
った段階では速度オーバライドによりローダが減速させ
られる。これより短い第２基準値以下になると、いずれ
か一方のローダが停止あるいは所定位置に一旦待機させ
られる。そのため、衝突回避のためのローダ停止が円滑
に行われ、急激な速度変化をして把持中のワークを落下
させることが回避できる。

【００１１】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図５に基づ
いて説明する。図１は、この発明のローダ装置を装備し
た工作機械の正面図である。工作機械１は並行２軸のタ
レット旋盤からなり、一対の主軸２，２と、これらに対
応する一対のタレット３，３とを有する。タレット３
は、左右（Ｘ軸方向）移動および前後（Ｚ軸方向）移動
可能でかつ割出回転可能に設けられ、タレット３の外周
の各工具ステーションに各種の工具（図示せず）が取付
けられている。工作機械１の一側方には素材ワーク供給
台４が、他側方には製品ワーク排出台５がそれぞれ設置
され、両台４，５の上方間にローダ装置６のレール７が
架設されている。

【００１２】ローダ装置６はガントリ形式のものであ
り、架設されたレール７に沿って走行する２台のローダ
８Ａ，８Ｂを有する。これらローダ８Ａ，８Ｂは、レー
ル７に沿ってＸ軸方向に走行する走行台９に、前後移動
台１０を介して昇降ロッド１１を設置したものであり、
昇降ロッド１１の下端にローダヘッド１２が取付けられ
ている。走行台９の走行、前後移動台１０の前後（Ｚ軸
方向）移動、および昇降ロッド１１の昇降（Ｙ軸方向）
は、各ローダ８Ａ，８Ｂに搭載された各軸のサーボモー
タの駆動で行われる。ローダヘッド１２には、２個のロ
ーダチャック１３，１３が、主軸２に対面する向きと下
向き姿勢とに設けられ、両ローダチャック１３，１３の
位置は、ローダヘッド１２の回転台（図示せず）が傾斜
軸心回りに回転することで相互に入替えられる。各ロー
ダ８Ａ，８Ｂは、例えば次のような動作を行わせる。す
なわち、これらローダ８Ａ，８Ｂは、下向きのローダチ
ャック１３で素材ワーク供給台４上の素材ワークを把持
し、これを横向き姿勢に変えて主軸２に供給する動作
と、横向きのローダチャック１３で主軸２から加工済み
ワークを受け取り、これを下向きの姿勢に変えて製品ワ
ーク排出台５上に搬出する動作等を行う。また、２本の
主軸２，２で前工程および後工程の加工を各々行わせる
ような場合は、前工程側の主軸２から中間製品のワーク
を受け取って後工程側の主軸２に受け渡す動作等を行
う。

【００１３】ローダ装置６の制御は、図１にブロック図
で示すローダ制御装置１４によって行われ、各ローダ８
Ａ，８Ｂは、ローダ制御装置１４を構成する第１および
第２の個別ローダ制御装置１４Ａ，１４Ｂで互いに独立
して移動制御される。図２は工作機械１の全体を制御す
るコンピュータ式の制御装置であり、ＮＣ装置（数値制
御装置）１５およびＰＣ装置（プログラマブルコントロ
ーラ）１６等からなり、その一部が前記ローダ制御装置
１４の機能を担う。ＮＣ装置１５に設けた軸送り制御手
段１７は、ローダプログラム１８に従ってローダ８Ａ，
８Ｂの各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）の移動指令を出力する手段
であり、その移動指令により、サーボコントローラ１９
を介してサーボモータ２０が制御される。ローダプログ
ラム１８には、第１のローダ８Ａを制御する第１の個別
ローダプログラム１８Ａと、第２のローダ８Ｂを制御す
る第２の個別ローダプログラム１８Ｂとが設けられる。
これら個別ローダプログラム１８Ａ，１８Ｂは、１本の
プログラムに両個別ローダプログラム１８Ａ，１８Ｂの
指令を混在させたものであっても良い。サーボコントロ
ーラ１９およびサーボモータ２０は、Ｘ軸〜Ｚ軸の各軸
に対して設けてあるが、図２ではＸ軸のものだけを図示
し、他は省略してある。サーボモータ２０はパルスコー
ダ等からなる位置検出器２１を有し、サーボコントロー
ラ１９でフィードバック制御される。

【００１４】軸送り制御手段１７はオーバライド処理手
段２２を有し、操作盤２３のオーバライドダイヤル２４
の操作、またはＰＣ装置１６からのオーバライド指令
で、例えばローダプログラム１８の速度指令に対して０
〜２００パーセントの速度オーバライドを可能としてあ
る。ＰＣ装置１６に図示したオーバライド指令手段２
５、停止指令手段２６、および相対距離監視手段２７
は、ＰＣ装置１６に記憶させた所定のシーケンスプログ
ラムと、その命令を実行するハードウェア構成とを意味
する。相対距離監視手段２７は、個々のローダ８Ａ，８
ＢのＸ軸座標値から求められる隣合うローダ間のＸ軸相
対距離を監視する手段であり、そのＸ軸相対距離が第１
基準値Ｘ１以下になったことを確認する手段２８と、そ
のＸ軸相対距離が第１基準値Ｘ１よりも短い第２基準値
Ｘ２以下になったことを確認する手段２９とを有する。
オーバライド指令手段２５は、前記第１基準値以下確認
手段２８の出力する確認信号に応答して隣合うローダ８
Ａ，８Ｂの少なくとも一方に所定割合の速度オーバライ
ドをかける減速走行指令を軸送り制御手段１７に与える
ものである。停止指令手段２６は、前記第２基準値以下
確認手段２９の出力する確認信号に応答して隣合うロー
ダ８Ａ，８Ｂの少なくとも一方を停止させる指令を軸送
り制御手段１７に与えるものである。このように、前記
オーバライド指令手段２５、停止指令手段２６、および
相対距離監視手段２７は、両ローダ８Ａ，８ＢのＸ軸座
標値から求められるローダ間の相対距離に基づいて、前
記相対距離が基準値以下になると強制的に速度変更させ
る近接時速度制御手段３０を構成している。

【００１５】次に、ローダ８Ａ，８Ｂの移動制御を図３
〜図５の動作例で説明する。図３（Ａ）はレール７上を
両ローダ８Ａ，８Ｂが同じ方向（図の右側）へ走行移動
し、走行方向後方のローダ８Ｂの移動速度Ｖ_Bが、前方
のローダ８Ａの移動速度Ｖ_Aよりも速い場合を示す。こ
の場合、時間の経過とともにローダ８Ｂが先行するロー
ダ８Ａに接近し、遂には衝突する危険がある。この衝突
を回避するために、ローダ制御装置１４によって以下の
ような速度制御が行われる。

【００１６】両ローダ８Ａ，８Ｂ間の相対距離が第１基
準値Ｘ１以下になると（ステップＳ１）、その確認信号
がＰＣ装置１６の第１基準値以下確認手段２８からオー
バライド指令手段２５に与えられ、これに応答してオー
バライド指令手段２５から軸送り制御手段１７に対して
ローダ８ＢのＸ軸送り速度を所定割合まで減速させる速
度オーバーライド指令が与えられる（ステップＳ２）。
これによりローダ８ＢのＸ軸走行速度は、図４のように
Ｖ_BからＶ_BOへと減速される。この減速後の速度Ｖ
_BOは、例えば衝突が生じたときに直ちに停止できる程度
の速度とされる。その後もローダ８Ａ，８Ｂ間が接近し
て、相対距離が第２基準値Ｘ２以下になると（ステップ
Ｓ３）、その確認信号がＰＣ装置１６の第２基準値以下
確認手段２９から停止指令手段２６に与えられ、これに
応答して停止指令手段２６から軸送り制御手段１７に対
してローダ８Ｂを停止させる指令が与えられる（ステッ
プＳ４）。このようにして、隣接するローダ８Ａ，８Ｂ
が衝突する事態を確実に回避できる。なお、停止指令
（Ｓ４）はインタロックで与えるようにしてあり、両ロ
ーダ８Ａ，８Ｂの相対距離が正常となれば、すなわち第
１基準値Ｘ１を超えるようになると、停止していたロー
ダ８Ｂは通常走行に戻される（Ｓ５，Ｓ６）。また、速
度オーバライドによる低速走行中も、相対距離が正常距
離に戻ればローダ８Ｂは通常走行に戻される（Ｓ７，Ｓ
８）。このような衝突回避制御が自動的に働くため、２
台のローダ８Ａ，８Ｂを、２本の主軸２，２に対して専
用化するといった制限を設けることなく、いずれの主軸
２２に対するワーク受渡しにも働くようにローダプロ
グラム１８を作成してワーク受渡し作業を無駄な時間な
く効率良く行うことができる。

【００１７】なお、前記制御動作では、２つのローダ８
Ａ，８Ｂが同方向に移動する場合について示したが、図
３（Ｂ）のように２つのローダ８Ａ，８Ｂが対向方向に
移動する場合や、図３（Ｃ）のように停止中のローダ８
Ａに向けて他のローダ８Ｂが接近移動する場合にも、前
記と同様の移動制御により両ローダ８Ａ，８Ｂの衝突を
回避することができる。図３（Ｂ）のように対向移動す
る場合は、両ローダ８Ａ，８Ｂを共に前記のように減速
および停止制御しても良く、また優先作業を担うローダ
の移動を通常に続けさせ、他方のローダのみを減速およ
び停止させるようにしても良い。この場合に、減速停止
させるローダは、停止後に反対方向に移動させて優先ロ
ーダから離れるようにしてもよい。また、この減速させ
るローダは、所定位置に一旦待機させるようにしても良
い。所定位置は、優先側のローダの邪魔にならない位置
であれば良く、レール７上の右端部あるいは左端部等と
なる。

【００１８】また、前記実施例では、１台の２軸旋盤に
対して２台のローダ８Ａ，８Ｂを設けたローダ装置６の
場合を示したが、図６〜図８のような構成であってもよ
い。図６は２台の２軸旋盤からなる工作機械１に対して
３台のローダ８Ａ，８Ｂ，８Ｃを同じレール７上に設置
して各々独立して制御可能としたものである。図７は１
台の単軸旋盤からなる工作機械１Ｂに対して２台のロー
ダ８Ａ，８Ｂを図１の実施例と同様に設置したものであ
り、図８は１台の３軸旋盤からなる工作機械１Ｃに対し
て２台のローダ８Ａ，８Ｂを図１の例と同様に設置した
ものである。それらのローダ８Ａ〜８Ｃの移動制御は先
の実施例の場合と同様である。その他、対向２軸旋盤か
らなる工作機械に対して、複数台のローダを設置した場
合にもこの発明を適用できる。

【００１９】

【発明の効果】この発明のローダ装置は、工作機械に対
して各々ワークの受渡しを行う複数台のローダを同じレ
ール上に走行可能に設置し、前記各ローダを独立して移
動制御するローダ制御装置を設けたため、各ローダの使
用形態の自由度が高く、加工種類に応じて２台のローダ
を効率良く使用でき、工作機械に対するワークの受渡し
を作業能率良く行うことができる。

【００２０】請求項２の発明のローダ装置は、前記ロー
ダ制御装置に、個々のローダの座標値から求められる隣
合うローダ間の相対距離に基づいて、前記相対距離が基
準値以下となると強制的に速度変更させる近接時速度制
御手段を設けたため、ローダ同志の衝突の回避や、衝突
が生じた場合の損傷の回避が図れる。しかも、ローダ駆
動系と別にローダ間の相対距離を計測するセンサを設け
ることが不要で、制御系の構成が簡単で済む。

【００２１】請求項３の発明のローダ装置は、請求項２
記載のローダ装置において、近接時速度制御手段を、隣
合うローダ間の相対距離が第１基準値以下になると所定
割合の速度オーバーライドをかけ、かつ第１基準値より
も短い第２基準値以下になるといずれか一方を停止ある
いは所定位置に一旦待機させるものとしたため、衝突回
避のためのローダの停止が円滑になり、急激な速度変化
をして把持中のワークを落下させることが回避できる。
また、ローダ間の距離に比較的余裕のある第１基準値と
第２基準値の間では、停止させずに減速状態とすること
で、頻繁な停止による能率低下を避け、かつ万一衝突が
生じた際のローダの損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のローダ装置を装備した工作機械の正
面図と制御系の概念構成とを示す説明図である。

【図２】同ローダ装置のローダ制御装置を示すブロック
図である。

【図３】同ローダ装置における両ローダの相対位置関係
を示す説明図である。

【図４】同ローダ装置のローダ移動制御を示す速度曲線
の説明図である。

【図５】同ローダ移動制御のフロー図である。

【図６】この発明の他の実施例におけるローダ装置およ
び工作機械の正面図と制御系のブロック図とを示す説明
図である。

【図７】この発明のさらに他の実施例におけるローダ装
置および工作機械の正面図と制御系のブロック図とを示
す説明図である。

【図８】この発明のさらに他の実施例におけるローダ装
置および工作機械の正面図と制御系のブロック図とを示
す説明図である。

【符号の説明】

１…工作機械、７…レール、８Ａ，８Ｂ…ローダ、１４
…ローダ制御装置、２５…オーバライド指令手段、２６
…停止指令手段、２８…第１基準値以下確認手段、２９
…第２基準値以下確認手段、３０…近接時速度制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械に対して各々ワークの受渡しを
行う複数台のローダを同じレール上に走行可能に設置
し、前記各ローダを独立して移動制御するローダ制御装
置を設けたローダ装置。
【請求項２】前記ローダ制御装置に、個々のローダの
座標値から求められる隣合うローダ間の相対距離に基づ
いて、前記相対距離が基準値以下になると強制的に速度
変更させる近接時速度制御手段を設けた請求項１記載の
ローダ装置。
【請求項３】前記近接時速度制御手段は、隣合うロー
ダ間の相対距離が第１基準値以下になると所定割合の速
度オーバライドをかけ、かつ第１基準値よりも短い第２
基準値以下になるといずれか一方を停止あるいは所定位
置に一旦待機させるものとした請求項２記載のローダ装
置。