JP2016135523A5 - - Google Patents

Description

上記目的を達成するために、本発明では、第１チャックと第２チャックとの間で行われるワークの受け渡しを制御するクランプ制御装置であって、モータを駆動させることで軸を介して第１チャックを揺動させ、第１チャックを揺動させる駆動力を徐々に低下又は増加させるモータ制御部と、駆動力の低下又は増加により第１チャックの揺動の追従性が変化したときの駆動力に基づき特定の駆動力を算出する制御部と、モータ制御部がモータを特定の駆動力で揺動させることにより第１チャックが揺動されているときに、第１チャックの揺動が抑制されたことを検出した場合、第１チャック又は第２チャックによるワークの把持が行われたと判定する判定部と、を備えることを特徴とする。

また、制御部は、ワークを把持していない状態における第１チャック、及びワークを把持した状態における第１チャックをそれぞれ揺動させ、それぞれの特定の駆動力を算出し、判定部は、第１チャックがワークを把持していない状態における特定の駆動力で揺動されているときに、第１チャックの揺動が抑制されたことを検出した場合は、第１チャックによるワークの把持が行われたと判定し、第１チャックがワークを把持した状態における特定の駆動力で揺動されているときに、第１チャックの揺動が抑制されたことを検出した場合は、第２チャックによるワークの把持が行われたと判定する構成でもよい。

また、制御部は、追従性が変化したときの駆動力に、予め設定されたオフセットを加えて特定の駆動力を算出することが好ましい。

また、本発明では、第１チャックと第２チャックとの間で行われるワークの受け渡しを制御するクランプ制御装置の制御方法であって、モータを駆動させることで軸を介して第１チャックを揺動させ、第１チャックを揺動させる駆動力を徐々に低下又は増加させることと、駆動力の低下又は増加により第１チャックの揺動の追従性が変化したときの駆動力に基づき特定の駆動力を算出することと、モータを特定の駆動力で揺動させることにより第１チャックが揺動されているときに、第１チャックの揺動が抑制されたことを検出した場合、第１チャック又は第２チャックによるワークの把持が行われたと判定することと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、モータを駆動させることで軸を介して第１チャックを揺動させ、第１チャックを揺動させる駆動力を徐々に低下又は増加させるモータ制御部と、駆動力の低下又は増加により第１チャックの揺動の追従性が変化したときの第１チャックが揺動する最低限の駆動力に基づき特定の駆動力を算出する制御部と、モータ制御部がモータを特定の駆動力で揺動させることにより第１チャックが揺動されているときに、第１チャックの揺動が抑制されたことを検出した場合、第１チャック又は第２チャックによるワークの把持が行われたと判定する判定部と、を備える。このような構成によれば、第１チャックやワークなどが交換等された場合でも、第１チャックなどの慣性モーメントに応じた特定の駆動力で第１チャックを揺動させることができる。従って、判定部が精度よく第１チャック又は第２チャックによるワークの把持を判定することができる。

また、制御部は、ワークを把持していない状態における第１チャック、及びワークを把持した状態における第１チャックをそれぞれ揺動させ、それぞれの特定の駆動力を算出し、判定部は、第１チャックがワークを把持していない状態における特定の駆動力で揺動されているときに、第１チャックの揺動が抑制されたことを検出した場合は、第１チャックによるワークの把持が行われたと判定し、第１チャックがワークを把持した状態における特定の駆動力で揺動されているときに、第１チャックの揺動が抑制されたことを検出した場合は、第２チャックによるワークの把持が行われたと判定するので、判定部は第１チャック及び第２チャックのいずれによるワークの把持も精度よく判定することができる。

また、制御部が、追従性が変化したときの駆動力に、予め設定されたオフセットを加えて特定の駆動力を算出する場合では、追従性が変化したときの駆動力に誤差がある場合でも、モータ制御部が確実に第１チャックを揺動させることができる。

制御部３２は、主軸３及びチャック４のトルクに対して揺動が追従しなくなる（追従性が変化したときの）直前のトルク値をトルク最小値として設定する（ステップＳ１０）。具体的には、制御部３２は、モータ制御部３１により制御されている現在のトルク値と、位置検出器５ａからの位置検出信号で特定される主軸３及びチャック４の回転位置とを認識する。そして、制御部３２は、主軸３及びチャック４のトルクに対して主軸３及びチャック４の揺動が追従しているか否かを監視する。制御部３２は、主軸３及びチャック４の揺動がトルクに追従しなくなった場合（追従性が変化したとき）に、追従しなくなり始める直前のトルク値をトルク最小値として設定する。このトルク最小値が、チャック４がワークＷを把持していない状態においてチャック４が揺動する最低限のトルク（駆動力）である。

図６は、トルクとワークＷの揺動の追従性を示す波形図である。図６において、波形Ｗ１は主軸３及びチャック４を揺動させるトルクの波形を示し、波形Ｗ２は主軸３及びチャック４の回転位置の波形を示している。また、Ｐはトルクの波形の振幅であり、Ｔはトルクの波形の周期である。なお、トルクの周波数ｆは（１／Ｔ）である。図６に示すように、トルクの波形Ｗ１の振幅が徐々に小さくなってトルク値が低下していくと、ある時点ｔ１で主軸３及びチャック４の回転位置がトルクに追従しなくなる。制御部３２は、トルクに追従する場合の主軸３及びチャック４の回転位置（図６の破線で示す回転位置）と、実際の主軸３及びチャック４の回転位置との差が予め設定された閾値を超えたときに、揺動がトルクに追従しなくなった（追従性が変化した）と判断する。

図４の説明に戻り、制御部３２は、ステップＳ１０で設定したトルク最小値（追従性が変化したときの駆動力）に、予め設定されたトルクのオフセット値を加算して第１トルク値を算出する（ステップＳ１１）。後述するように、モータ制御部３１が主軸モータ５を第１トルク値で駆動して主軸３及びチャック４を揺動させる（後述する図７のステップＳ２３，２４参照）。そして、主軸モータ５が第１トルク値で駆動されているときに、チャック４によるワークＷの把持が行われると直ちに揺動が停止する（後述する図７のステップＳ２５〜Ｓ２９参照）。これにより、判定部３４は確実にチャック４によるワークＷの把持を判定することができる。なお、ステップＳ１１においてトルク最小値にオフセット値を加算して第１トルク値を求めている。これは、ステップＳ１１で算出されたトルク最小値に誤差があると、主軸モータ５をトルク最小値で駆動した場合に主軸３及びチャック４が回転（揺動）しないことや、チャック４がワークＷを確実に把持していないのにチャック４によるワークＷの把持が行われたと判定されてしまうことが起こり得るので、それを防止するためである。

上記ステップＳ３〜Ｓ１１の処理がチャック４の重さなどに応じて第１トルク値を設定する処理（第１トルク値のチューニング処理）である。

制御部３２は、主軸３及びチャック４のトルクに対して揺動が追従しなくなる（追従性が変化したときの）直前のトルク値をトルク最小値として設定する（ステップＳ２１）。そして、制御部３２は、ステップＳ２１で設定したトルク最小値に、予め設定されたトルクのオフセット値を加算して第２トルク値を算出する（ステップＳ２２）。後述するように、チャック４がワークＷを把持しているときに、モータ制御部３１が主軸モータ５を第２トルク値で駆動して主軸３及びチャック４を揺動させる。そして、主軸モータ５が第２トルク値で駆動されているときに、ローダチャック１３によるワークＷの把持が行われると直ちに揺動が停止する。これにより、判定部３４は確実にローダチャック１３によるワークＷの把持を判定することができる。なお、トルク最小値にオフセット値を加算して第２トルク値を求めている理由も、トルク最小値にオフセット値を加算して第１トルク値を求めた理由と同じである。第１トルク値におけるオフセット値と第２トルク値におけるオフセット値は、異なる値であっても同じ値であってもよい。

上記ステップＳ１２〜Ｓ２２の処理がチャック４又はワークＷの重さなどに応じて第２トルク値を設定する処理（第２トルク値のチューニング処理）である。

特許請求の範囲の記載に本実施形態の符号を対応付けると、第１実施形態では、モータ５を駆動させることで軸３を介して第１チャック４を揺動させ、第１チャック４を揺動させる駆動力を徐々に低下又は増加させるモータ制御部３１と、駆動力の低下又は増加により第１チャック４の揺動の追従性が変化したときの駆動力（例えば、最低限の駆動力、トルク最小値）に基づき特定の駆動力（第１トルク値のトルク）を算出する制御部３２と、モータ制御部３１がモータ５を特定の駆動力で揺動させることにより第１チャック４が揺動されているときに、第１チャック４の揺動が抑制されたことを検出した場合、第１チャック４又は第２チャック１３によるワークＷの把持が行われたと判定する判定部３４と、を備える。このような構成によれば、第１チャック４やワークＷなどが交換等された場合でも、第１チャック４などの慣性モーメントに応じた特定の駆動力で第１チャック４を揺動させることができる。従って、判定部３４が精度よく第１チャック４又は第２チャック１３によるワークの把持を判定することができる。また、第１チャック４の揺動時の駆動力が第１チャック４の揺動の追従性が変化したときの駆動力に基づき算出された特定の駆動力（第１トルク値のトルク）であるので、第１チャック４又は第２チャック１３がワークＷを把持したときに揺動によってワークＷに傷がついてしまうことを防止することができる。

また、第１実施形態では、制御部３２は、ワークＷを把持していない状態における第１チャック４、及びワークＷを把持した状態における第１チャック４をそれぞれ揺動させ、それぞれの特定の駆動力（第１トルク値のトルク、第２トルク値のトルク）を算出し、判定部３４は、第１チャック４がワークＷを把持していない状態における特定の駆動力（第１トルク値のトルク）で揺動されているときに、第１チャック４の揺動が抑制されたことを検出した場合は、第１チャック４によるワークＷの把持が行われたと判定し、第１チャック４がワークＷを把持した状態における特定の駆動力（第２トルク値のトルク）で揺動されているときに、第１チャック４の揺動が抑制されたことを検出した場合は、第２チャック１３によるワークＷの把持が行われたと判定するので、判定部３４は第１チャック４及び第２チャック１３のいずれによるワークＷの把持も精度よく判定することができる。

また、第１実施形態では、モータ制御部３１は、第１チャック４を揺動させる駆動力を徐々に低下させ、制御部３２は、駆動力の低下により第１チャック４の揺動の追従性が変化したときの駆動力に基づくことにより、慣性モーメントに応じた第１チャック４を揺動させる特定の駆動力を正確に算出することができる。従って、第１チャック４又は第２チャック１３がワークＷを把持したときに確実に第１チャック４の揺動が抑制される。その結果、第１チャック４の揺動の抑制に基づく第１チャック４又は第２チャック１３によるワークＷの把持の判定精度が向上する。また、第１実施形態では、制御部３２は、追従性が変化したときの駆動力（最低限の駆動力、トルク最小値）に、予め設定されたオフセットを加えて特定の駆動力を算出するので、追従性が変化したときの駆動力に誤差がある場合でも、モータ制御部３１が確実に第１チャック４を揺動させることができる。

加工装置１やローダ装置８の稼働が再開された後、演算部３０の制御部３２は、稼働が再開されたことに起因して自動的にワークＷの受け渡し位置へのローダ装置８の移動を指示する移動指令を走行台１０及び移動台１１に出力する（ステップＳ４２）。走行台１０及び移動台１１は、制御部３２からの移動指令に基づいてワークＷの受け渡し位置に移動する（ステップＳ４３）。

また、上記した各実施形態において、図１に示したローダ装置８及び加工装置１の構成は一例であって、このような構成以外のローダ装置及び加工装置に対しても適用することも可能である。また、ワークの受け渡しを行う装置であれば本発明の構成を適用することができる。例えば、搬送装置が第１装置と第２装置を備え、第１装置と第２装置がワークの受け渡しを行うとともにワークの搬送を行うような場合である。この場合、第１装置に第１チャックを設け、第２装置に第２チャックを設け、さらに第１装置に第１チャックを揺動させるための機構（モータ、伝達機構、軸）を設ける。

１…加工装置、３…主軸（軸）、４…チャック（第１チャック又は第２チャック）、５…主軸モータ（モータ）、７…チャック開閉機構、８…ローダ装置、１３…ローダチャック（第１チャック又は第２チャック）、２０…制御装置（クランプ制御装置）、３０…演算部、３１…モータ制御部、３２…制御部、３３…タイマー部、３４…判定部、４０…操作部、１００…産業機械

Claims (7)

1. 第１チャックと第２チャックとの間で行われるワークの受け渡しを制御するクランプ制御装置であって、
   モータを駆動させることで軸を介して前記第１チャックを揺動させ、前記第１チャックを揺動させる駆動力を徐々に低下又は増加させるモータ制御部と、
   前記駆動力の低下又は増加により前記第１チャックの揺動の追従性が変化したときの駆動力に基づき特定の駆動力を算出する制御部と、
   前記モータ制御部が前記モータを前記特定の駆動力で揺動させることにより前記第１チャックが揺動されているときに、前記第１チャックの揺動が抑制されたことを検出した場合、前記第１チャック又は前記第２チャックによる前記ワークの把持が行われたと判定する判定部と、を備えるクランプ制御装置。
2. 前記制御部は、
   前記ワークを把持していない状態における前記第１チャック、及び前記ワークを把持した状態における前記第１チャックをそれぞれ揺動させ、それぞれの前記特定の駆動力を算出し、
   前記判定部は、
   前記第１チャックが前記ワークを把持していない状態における前記特定の駆動力で揺動されているときに、前記第１チャックの揺動が抑制されたことを検出した場合は、前記第１チャックによる前記ワークの把持が行われたと判定し、
   前記第１チャックが前記ワークを把持した状態における前記特定の駆動力で揺動されているときに、前記第１チャックの揺動が抑制されたことを検出した場合は、前記第２チャックによる前記ワークの把持が行われたと判定する請求項１に記載のクランプ制御装置。
3. 前記制御部は、前記追従性が変化したときの駆動力に、予め設定されたオフセットを加えて前記特定の駆動力を算出する請求項１又は請求項２に記載のクランプ制御装置。
4. 前記第１チャック及び前記第２チャックの閉動作が行われたときからの時間を計測するタイマー部を備え、
   前記判定部は、前記第１チャックの揺動の抑制に基づいて前記第１チャック又は前記第２チャックによる前記ワークの把持が行われたと判定していない場合でも、前記タイマー部により計測された時間が所定時間を経過したときに前記第１チャック又は前記第２チャックによる前記ワークの把持が行われたと判定する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のクランプ制御装置。
5. 作業者が操作可能な操作部を備え、
   前記モータ制御部、前記制御部及び前記判定部は、前記作業者による前記操作部の操作に基づいて上記の動作を実行する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のクランプ制御装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のクランプ制御装置を備えた産業機械。
7. 第１チャックと第２チャックとの間で行われるワークの受け渡しを制御するクランプ制御装置の制御方法であって、
   モータを駆動させることで軸を介して前記第１チャックを揺動させ、前記第１チャックを揺動させる駆動力を徐々に低下又は増加させることと、
   前記駆動力の低下又は増加により前記第１チャックの揺動の追従性が変化したときの駆動力に基づき特定の駆動力を算出することと、
   前記モータを前記特定の駆動力で揺動させることにより前記第１チャックが揺動されているときに、前記第１チャックの揺動が抑制されたことを検出した場合、前記第１チャック又は前記第２チャックによる前記ワークの把持が行われたと判定することと、を含むクランプ制御装置の制御方法。