JP2007188276A - ローダの位置教示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローダが本来停止すべき位置からどれくらい、どの方向に外れているのかを視覚的に判断できて、作業者がローダ位置を簡単に修正できるローダの位置教示装置を提供する。
【解決手段】ローダの位置教示装置は、対象機械１のチャック２に対するローダチャック１４の上下左右の相対位置を検出する相対位置検出手段３１を備える。また、この相対位置検出手段３１の出力に従い、対象機械１のチャック２の位置とローダチャック１４の位置を表示装置３４の画面上に図で表示する相対位置表示手段３５を有する。作業者の入力操作によって前記移動機構１６を動作させてローダチャック１４の位置を変更するローダ操作手段３６と、作業者の入力操作が行われることでローダチャック１４の現在位置をワーク渡し位置として前記停止位置記憶手段２３に記憶させる教示位置指定手段３７を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、旋盤や他の工作機械等に対してワークを供給するローダの位置教示装置に関する。

工作機械の主軸チャック等のチャックに、ローダによりワークを供給する場合、ローダ制御装置は、対象機械のチャックに対してローダチャックを対向位置で停止させる。このローダの停止位置は、ローダを手動で動作させて教示する。

従来、このようなチャック間の教示は、相手チャックにワークを把持させ、ローダ側のチャックをクランプしたときに、ローダに外力が加わることにより、ローダが主軸チャック中心方向へ動くことを触診して行っている。この触診とローダ位置の修正を繰り返し、最終的な教示位置を求めている。
特開２００２−１８７０４０号公報

上記のように、従来の教示は、ローダが主軸チャック中心方向へ動くことの触診とローダ位置の修正を繰り返して行うため、教示作業に非常に時間がかかる。また、ローダに手を触れるという危険な行為を伴うという問題があった。

この発明の目的は、ローダが本来停止すべき位置からどれくらい、どの方向に外れているのかを視覚的に判断できて、作業者がローダ位置を簡単に修正できるローダの位置教示装置を提供することである。
この発明の他の目的は、外れ量の矯正が確実かつ簡単に行えるものとすることである。 この発明のさらに他の目的は、確実なずれ量を表示できて、精度良くローダ位置の修正が行え、精度の高い教示が行えるものとすることである。

この発明のローダの位置教示装置は、ワーク（Ｗ）を把持するローダチャック（１４）と、このローダチャック（１４）を上下左右に移動させてワーク（Ｗ）を対象機械（１）のチャック（２）に渡すためのワーク渡し位置に位置決め可能な移動機構（１６）と、停止位置記憶手段（２３）に記憶されたワーク渡し位置に前記ローダチャック（１４）が位置するように前記移動機構（１６）を制御するローダ制御装置（２０）とを備えたローダ（５）に対し、前記ワーク渡し位置を教示する装置であって、次の各手段を備える。
すなわち、このローダの位置教示装置は、対象機械（１）のチャック（２）に対するローダチャック（１４）の上下左右の相対位置を検出する相対位置検出手段（３１）と、この相対位置検出手段（３１）の出力に従い、対象機械（１）のチャック（２）の位置とローダチャック（１４）の位置を表示装置（３４）の画面上に図（Ｍ，ＭＯ２）で表示する相対位置表示手段（３５）と、作業者の入力操作により前記移動機構（１６）を動作させてローダチャック（１４）の位置を対象機械（１）のチャック（２）の位置に調整可能とするローダ操作手段（３６）と、作業者の入力操作によりローダチャック（１４）の現在位置を前記ワーク渡し位置として前記停止位置記憶手段（２３）に記憶させる教示位置指定手段（３７）とを備える。上記画面上に表示する図（Ｍ，ＭＯ２）は、各チャックの中心を示す模式的なマークであっても、またチャック（２，１４）を実物に似せて示すグラフィック画像や写真画像であっても良い。

この構成によると、相対位置検出手段（３１）が、対象機械（１）のチャック（２）に対するローダチャック（１４）の上下左右の相対位置を検出し、この検出された上下左右の相対位置が、相対位置表示手段（３５）により表示装置（３４）の画面上に図で表示される。このように相対的なずれ量およびずれの方向が画面上に表示され、作業者により視覚的に認識できるため、ローダ（５）が本来停止すべき位置からどれくらい、どの方向に外れているのかを容易に判断できて、作業者がローダ位置を簡単に修正することができる。そのため教示作業を簡単にかつ精度良く行うことができる。

前記表示装置（３４）とローダ操作手段（３６）とは、同じ操作盤（３３）上に配置されたものであっても良い。
このように同じ操作盤（３３）に、表示を行う部分と操作を行う部分とが設けられていると、ずれ量の矯正が確実かつ簡単に行える。

前記相対位置検出手段（３１）は、ローダチャック（４）の把持するワーク（Ｗ）を対象機械（１）のチャック（１４）が閉じて把持するときにローダチャック（１４）が受ける上下左右の方向の力を検出する力検出手段（２８，２９）と、検出された力を前記相対位置に変換する力・位置変換手段（３２）とよりなるものであっても良い。
このように、ローダチャック（１４）が受ける上下左右の方向の力を検出して位置に変換することで、対象機械（１）のチャック（２）に対するローダチャック（１４）の上下左右の相対位置を検出するものとした場合、大雑把なずれでなく、精度の良いずれが表示できる。したがって、作業者の操作によるローダ位置の修正が精度良く行え、精度の高い教示が行える。

この発明のローダの位置教示装置は、ワークを把持するローダチャックと、このローダチャックを上下左右に移動させてワークを対象機械のチャックに渡すためのワーク渡し位置に位置決め可能な移動機構と、停止位置記憶手段に記憶されたワーク渡し位置に前記ローダチャックが位置するように前記移動機構を制御するローダ制御装置とを備えたローダに対し、前記ワーク渡し位置を教示する装置であって、対象機械のチャックに対するローダチャックの上下左右の相対位置を検出する相対位置検出手段と、この相対位置検出手段の出力に従い、対象機械のチャックの位置とローダチャックの位置を表示装置の画面上に図で表示する相対位置表示手段と、作業者の入力操作により前記移動機構を動作させてローダチャックの位置を対象機械のチャックの位置に調整可能とするローダ操作手段と、作業者の入力操作によりローダチャックの現在位置を前記ワーク渡し位置として前記停止位置記憶手段に記憶させる教示位置指定手段とを備えたものであるため、ローダが本来停止すべき位置からどれくらい、どの方向に外れているのかを視覚的に判断できて、作業者がローダ位置を簡単に修正することができる。
前記表示装置とローダ操作手段とが、同じ操作盤上に配置されたものである場合は、外れ量の矯正が確実かつ簡単に行える。
前記相対位置検出手段が、ローダチャックの把持するワークを対象機械のチャックが閉じて把持するときにローダチャックが受ける上下左右の方向の力を検出する力検出手段と、検出された力を前記相対位置に変換する力・位置変換手段とよりなる場合は、確実なずれ量を表示できて、ローダ位置を精度良く修正して教示を行うことができる。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図３は、この発明を適用するローダと対象機械である工作機械の一例を示す斜視図である。対象機械１は、タレット式の平行２軸型の旋盤であり、主軸チャック２とタレット式の刃物台３を２組備え、かつワーク反転装置４を有している。ワーク反転装置４は、２つの反転装置チャック４ａ，４ｂを有し、片方の反転装置チャック４ａに把持されたワークを、もう片方の反転装置チャック４ｂに表裏反転させて持ち替え可能なものとされている。各反転装置チャック４ａ，４ｂは、対応する主軸チャック２，２の上方に位置している。

ローダ５はガントリ式のものであり、架設レール６に沿って走行する走行台７に、前後移動台８を介して昇降ロッド９を昇降可能に設け、昇降ロッド９の下端にローダヘッド１０が設けてある。
図４に示すように、ローダヘッド１０には、２個のローダチャック１４が、主軸チャック２に対面する前向き姿勢と下向き姿勢とに設けられ、チャック１４，１４の位置が入れ替え可能とされている。これら走行台７の走行（Ｘ軸方向移動）、前後移動台８の前後動（Ｚ軸方向移動）、および昇降ロッド９の昇降（Ｙ軸方向移動）は、各軸サーボモータ１１〜１３の駆動で行われる。
上記走行台７、前後移動台８、昇降ロッド９、および各軸のサーボモータ１１〜１３により、ローダチャック１４を移動させる移動機構１６が構成される。

図１は、ローダ制御装置およびその教示装置の概念構成のブロック図である。ローダ制御装置２０はコンピュータによる数値制御式のものであり、ローダプログラム２１をＣＰＵやメモリ等からなる演算制御部２２で実行してローダ５の動作を制御するものとしてある。操作盤３３は、ローダ制御装置２０の操作、および対象機械１の操作を行う手段である。

ローダプログラム２１は、ローダヘッド１０を各位置に移動させる軸移動指令である位置決め指令ａと、ローダヘッド１０のローダチャック１４を開閉させるチャック指令ｂ等の各種シーケンス制御指令等が記述される。演算制御部２２は、ローダプログラム２１を解読し、各移動指令ａに対応する指令を各軸（Ｘ〜Ｚ軸）のサーボコントローラ２５〜２７に出力すると共に、ローダプログラム２１におけるチャック指令ａ等のシーケンス制御指令を、チャック開閉制御部２４等の各シーケンス制御部（図示せず）に転送する。チャック開閉制御部２４は、ローダチャック１４の開閉を制御する手段である。

各軸のサーボコントローラ２５〜２７の制御により、上記各軸のサーボモータ１１〜１３が駆動される。各軸のサーボコントローラ２５〜２７は、サーボモータ１１〜１３に設けられたパルスコーダ等の位置検出器１１ａ〜１３ａの検出信号により、位置フィードバック制御を行う。各軸のサーボモータ１１〜１３の駆動系には、力検出手段２８〜３０がそれぞれ設けられている。これら力検出手段２８〜３０は、トルク検出手段であり、例えば各軸サーボモータ１１〜１３に供給する電流を検出する電流計等からなる。

ローダプログラム２１における位置決め指令ａは、この実施形態では、停止位置の識別用の番号を記述するものとされ、これら停止位置の各軸の座標データを記憶する停止位置記憶手段２３が設けられる。これら各停止位置の一つが、ローダチャック１４により主軸チャック２に渡すワーク渡し位置となる。また、停止位置の他の一つは、ローダチャック１４により反転装置チャック４ａ，４ｂ（図３）に渡すワーク渡し位置となる。なお、この各停止位置の座標データは、ローダヘッド１０における主軸チャック２に対向する方向を向くローダチャック１４を位置決めする座標データのことであるが、ここでは、ローダヘッド１０を位置決めする座標のデータを、ローダチャック１４の位置決めデータとして用いている。

この実施形態のローダの位置教示装置は、上記構成おいて、相対位置検出手段３１、相対位置表示手段３２、ローダ操作手段３６、および教示位置指定手段３７を設けたものである。

相対位置検出手段３１は、対象機械１の主軸チャック２に対するローダチャック１４の上下左右の相対位置を検出する手段である。相対位置検出手段３１は、上下（Ｙ軸），左右（Ｘ軸）方向の力検出手段２８，２９と、この力検出手段２８，２９で検出された力を前記相対位置に変換する力・位置変換手段３２とよりなる。力検出手段２８，２９は、上記のように電流計等からなり、ローダチャック１４の把持するワークＷを対象機械１の主軸チャック２が閉じて把持するときにローダチャック１４が受ける上下左右の方向の力を検出する手段となる。

相対位置表示手段３２は、相対位置検出手段３１における力・位置変換手段３２の出力に従い、主軸チャック２の位置とローダチャック１４の位置を表示装置３２の画面上に図で表示する手段である。表示装置３２は、操作盤３３に設けられた液晶表示装置等からなる。
上記表示装置３２の画面上の図として、ここでは、主軸チャック２を示すマークＭと、ローダチャック１４の中心を示す十字形のマークＭＯ２とを表示するものとしてある。主軸チャック２を示すマークＭは、主軸チャック２の正面形状を示す円形のマークＭＣと、その主軸中心Ｏ１を示す十字形のマークＭＯ１とでなる。

ローダ操作手段３６は、手動操作部３６ａの操作による作業者の入力操作によってローダ５の移動機構１６を動作させてローダチャック１４の位置を変更する手段である。手動操作部３６ａは、操作盤３３に設けられたジョグスイッチ等の物理的に存在する専用のスイッチ類であっても良く、また表示装置３２を、位置検出機能を有するタッチパネル（図示せず）で覆われたものとしてその画面上に表示したスイッチとしても良い。

教示位置指定手段３７は、作業者による所定の入力操作が行われることで、ローダチャック１４の現在位置をワーク渡し位置の座標データとして停止位置記憶手段２３に記憶させる手段である。上記所定の入力操作は、操作盤３３上に設けられた教示ボタン３７ａのオン操作であっても良く、また表示装置３２がタッチパネル（図示せず）で覆われたものである場合、その画面上に表示されたスイッチに触れる操作であっても良い。

上記構成による位置教示装置の教示操作を説明する。主軸チャック２に対するワーク渡し位置の教示に際しては、ローダ操作手段３６の操作により、ローダ５を移動させ、主軸チャック２と同心となるおおよその位置にローダチャック１４を位置決めする。この位置決め状態で、主軸チャック２を閉じ、ワークＷをローダチャック１４と主軸チャック２とによる両掴み状態とする。

この両掴み状態となったときに、図２（Ｂ）のように主軸チャック２の中心Ｏ１に対してローダチャック１４の中心Ｏ２がずれていると、ローダチャック１４を主軸チャック２の中心Ｏ１に合致させる力がローダヘッド１０に作用し、ローダチャック１４が移動する。このローダチャック１４の移動は、各軸方向のモータ１１，１２の動きとなり、モータ１１，１２の給電系の電流計等からなる力検出手段２８，２９により検出される。すなわち、ローダチャック１４を主軸チャック中心Ｏ１へ合致させようとする力は、そのずれの方向およびずれ量に応じて、力検出手段２８，２９により検出される。このように検出された力が、力・位置変換手段３２によって、主軸チャック２に対するローダチャック１４の上下左右の相対位置に変換される。

教示操作を行う間、表示装置３４の画面には、図２（Ａ）のように、主軸チャック２の中心Ｏ１を示すマークＭＯ１と、ローダチャック１４の中心Ｏ２を示す十字形のマークＭＯ２とが表示されていて、力・位置変換手段３２により変換された上下左右の相対位置に応じた位置に、ローダチャック１４の十字形の中心マークＭＯ２が表示される。
ローダ操作手段３６により、ローダチャック１４の位置を修正すると、その修正後の相対位置に対応してローダチャック１４の十字形の中心マークＭＯ２の位置が移動する。

したがって、作業者は、主軸チャック２の中心マークＭＯ１にローダチャック１４の中心マークＭＯ２が重なるようにローダチャック１４の位置をローダ操作手段３６で修正させることで、実際の主軸チャック２の中心Ｏ１にローダチャック１４の中心Ｏ２を一致させることができる。
この状態で、教示位置指定手段３７の操作部３７ａをオン操作することで、教示位置指定手段３７は、ローダ５の現在位置を、ワーク渡し位置の教示位置として停止位置記憶手段２３に記憶させる。

このように、この実施形態の位置教示装置によると、主軸チャック２に対するローダチャック２の相対的なずれ量およびずれの方向が表示装置３４の画面上に表示され、作業者により視覚的に認識できるため、ローダ５が本来停止すべき位置からどれくらい、どの方向に外れているのかを容易に判断できる。そのため、作業者がローダ位置を簡単に修正することができて、教示作業を簡単にかつ精度良く行うことができる。

この場合に、ローダ位置表示手段３５により表示を行う表示装置３４とローダ操作手段３６とは、同じ操作盤３３上に配置されているため、ずれ量の矯正が確実かつ簡単に行える。
また、相対位置検出手段３１は、ローダチャック１４が受ける上下左右の方向の力を検出する力検出手段２８，２９と、検出された力を相対位置に変換する力・位置変換手段３２とよりなるものとしたため、大雑把なずれでなく、精度の良いずれが表示できる。したがって、作業者の操作によるローダ位置の修正が精度良く行え、精度の高い教示を行うことができる。

なお、上記実施形態は、主軸チャック２に対するローダチャック１４の渡し位置を位置決めする場合につき説明したが、この発明は、反転装置チャック４ａ，４ｂにローダチャック１４の渡し位置を位置決めする場合においても適用することができる。

この発明の一実施形態に係るローダの位置教示装置、同装置を用いるローダ制御装置、およびローダの概念構成を示すブロック図である。 （Ａ）は表示装置における対象機械のチャックおよびローダチャックの位置を表示した状態を示す画面例の説明図、（Ｂ）は対象機械とローダのチャックのずれを示す正面図である。 対象機械およびローダの一例を示す斜視図である。 同対象機械およびローダを示す破断側面図である。

符号の説明

１…対象機械
２…主軸チャック
５…ローダ
１０…ローダヘッド
１１ａ…１３ａ…位置検出器
１４…ローダチャック
１６…移動機構
２０…ローダ制御装置
２１…ローダプログラム
２３…停止位置記憶手段
２８〜３０…力検出手段
３１…相対位置検出手段
３２…相対位置表示手段
３３…操作盤
３６…ローダ操作手段
３７…教示位置指定手段
Ｍ…主軸チャックを示すマーク
ＭＣ…円形のマーク
ＭＯ１，ＭＯ２…十字形のマーク

Claims (3)

1. ワークを把持するローダチャックと、このローダチャックを上下左右に移動させてワークを対象機械のチャックに渡すためのワーク渡し位置に位置決め可能な移動機構と、停止位置記憶手段に記憶されたワーク渡し位置に前記ローダチャックが位置するように前記移動機構を制御するローダ制御装置とを備えたローダに対し、前記ワーク渡し位置を教示する装置であって、
   対象機械のチャックに対するローダチャックの上下左右の相対位置を検出する相対位置検出手段と、この相対位置検出手段の出力に従い、対象機械のチャックの位置とローダチャックの位置を表示装置の画面上に図で表示する相対位置表示手段と、作業者の入力操作により前記移動機構を動作させてローダチャックの位置を対象機械のチャックの位置に調整可能とするローダ操作手段と、作業者の入力操作によりローダチャックの現在位置を前記ワーク渡し位置として前記停止位置記憶手段に記憶させる教示位置指定手段とを備えたローダの位置教示装置。
2. 前記表示装置とローダ操作手段とが、同じ操作盤上に配置された請求項１記載のローダの位置教示装置。
3. 前記相対位置検出手段は、ローダチャックの把持するワークを対象機械のチャックが閉じて把持するときにローダチャックが受ける上下左右の方向の力を検出する力検出手段と、検出された力を前記相対位置に変換する力・位置変換手段とよりなる請求項１または請求項２記載のローダの位置教示装置。

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