JP6154509B2 - Work transfer device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば生産ラインなどでワークを搬送するのに用いられるワーク搬送装置に関する。 The present invention relates to a workpiece transfer device used to transfer a workpiece on a production line, for example.
複数の工程が連なる生産ラインにおいては、最もサイクルタイムの長い工程がボトルネックになる。すなわち、最もサイクルタイムの長い工程が完了しなければ、生産ラインにおいて、下流側にワークを搬送することができない。このため、他の工程のサイクルタイムが、必然的かつ実質的に、最もサイクルタイムの長い工程のサイクルタイムに倣ってしまう。 In a production line with a plurality of processes, the process with the longest cycle time becomes a bottleneck. That is, unless the process with the longest cycle time is completed, the workpiece cannot be transported downstream in the production line. For this reason, the cycle time of the other process inevitably and substantially follows the cycle time of the process having the longest cycle time.
この場合、ボトルネック工程以外の任意の工程(具体的には当該工程を実行する工作機械)単体のサイクルタイムがどれだけ短くても、当該工作機械が生産ラインに組み込まれることにより、サイクルタイムが延びてしまうことになる。つまり、ボトルネック工程が完了するのを待つための、待ち時間が発生することになる。 In this case, no matter how short the cycle time of any process other than the bottleneck process (specifically, the machine tool that executes the process) is short, the cycle time is reduced by incorporating the machine tool into the production line. It will be extended. That is, a waiting time is generated for waiting for the bottleneck process to be completed.
この点、特許文献1には、ワーク加工中にローダがワークの加工を待つ待ち時間が発生している場合に、ローダの速度、加減速度を下げるローダ制御装置が開示されている。特許文献1のローダ制御装置によると、工作機械のワーク加工位置に対して、ローダが、ワークを搬入、搬出している。
In this regard,
ここで、工作機械が第一ワークを加工中の場合、ローダが第二ワークをワーク加工位置に搬入したくても、搬入することができない。このため、ローダは、工作機械が第一ワークの加工を完了するのを、待つことになる。 Here, when the machine tool is processing the first workpiece, even if the loader wants to load the second workpiece into the workpiece machining position, it cannot be loaded. For this reason, the loader waits for the machine tool to complete the machining of the first workpiece.
また、工作機械が第一ワークを加工中の場合、ローダが第一ワークをワーク加工位置から搬出したくても、搬出することができない。このため、ローダは、工作機械が第一ワークの加工を完了するのを、待つことになる。 Further, when the machine tool is machining the first workpiece, the loader cannot carry out the workpiece even if the loader wants to remove the first workpiece from the workpiece machining position. For this reason, the loader waits for the machine tool to complete the machining of the first workpiece.
このように、待ち時間が発生するとローダの稼働率が低下してしまう。この点に鑑みて、特許文献1のローダ制御装置は、待ち時間が発生する場合に、ローダの速度、加減速度を下げている。すなわち、ワークの搬送速度、搬送加減速度を下げている。同文献記載のローダ制御装置によると、待ち時間を短縮することができる。このため、ローダの稼働率低下を抑制することができる。
As described above, when the waiting time occurs, the operation rate of the loader decreases. In view of this point, the loader control device of
しかしながら、特許文献1には、「ワークの加工を待つための」待ち時間に関する記載はあるものの、上記「ボトルネック工程が完了するのを待つための」待ち時間に関する記載はない。
However, although
本発明のワーク搬送装置は、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、ワークの搬送に伴う待ち時間を短縮することが可能なワーク搬送装置を提供することを目的とする。 The workpiece transfer apparatus of the present invention has been completed in view of the above problems. An object of this invention is to provide the workpiece conveyance apparatus which can shorten the waiting time accompanying conveyance of a workpiece | work.
(1)上記課題を解決するため、本発明のワーク搬送装置は、ワーク搬入位置からワーク搬出位置までの搬送経路を辿ってワークを搬送する搬送ロボットと、前記搬送ロボットを制御する制御装置と、を備えるワーク搬送装置であって、前記搬送経路は、前記搬送ロボットおよび前記ワークが隣接部材に干渉しないで移動できる安全領域内を通過するように、設定されており、前記ワーク搬入位置および前記ワーク搬出位置のうち少なくとも一方に対して前記搬送ロボットが待ち時間を有する場合、前記制御装置は、前記搬送経路を、前記安全領域内に曲線状に設定された最短時間経路から、前記安全領域内に折れ線状に設定された最短距離経路に、切り替える経路切替制御を実行可能であることを特徴とする。 (1) In order to solve the above-described problem, a workpiece transfer device according to the present invention includes a transfer robot that transfers a workpiece along a transfer path from a workpiece carry-in position to a workpiece carry-out position, a control device that controls the transfer robot, The transport path is set so as to pass through a safe area where the transport robot and the work can move without interfering with adjacent members, and the work transport position and the work When the transfer robot has a waiting time with respect to at least one of the unloading positions, the control device moves the transfer path from the shortest time path set in a curved shape in the safety area to the safety area. Route switching control for switching to the shortest distance route set in a polygonal line can be executed.
ここで、ワーク搬入位置に対する「待ち時間」とは、搬送ロボットがワーク搬入位置からワーク搬入できないことに起因する搬送ロボットの停止時間をいう。また、ワーク搬出位置に対する「待ち時間」とは、搬送ロボットがワーク搬出位置にワーク搬出できないことに起因する搬送ロボットの停止時間をいう。なお、ワーク搬入、ワーク搬出ができない原因については特に限定しない。たとえ原因が不明でも、結果として、ワーク搬入、ワーク搬出ができない状況にあれば、「待ち時間」は発生する。 Here, the “waiting time” with respect to the workpiece loading position refers to a stop time of the conveying robot due to the fact that the conveying robot cannot load the workpiece from the workpiece loading position. The “waiting time” for the workpiece unloading position refers to the stop time of the transfer robot due to the fact that the transfer robot cannot unload the workpiece to the workpiece unloading position. In addition, it does not specifically limit about the cause which cannot carry in and carry out a workpiece | work. Even if the cause is unknown, as a result, if the workpiece cannot be loaded or unloaded, the “waiting time” occurs.
本発明のワーク搬送装置によると、制御装置は、経路切替制御を実行可能である。すなわち、制御装置は、搬送経路を、安全領域内に曲線状に設定された最短時間経路から、安全領域内に折れ線状に設定された最短距離経路に、切り替えることができる。このため、ワーク搬入位置およびワーク搬出位置のうち少なくとも一方に対して搬送ロボットが待ち時間を有する場合に、搬送ロボットの搬送移動時間を長くすることができる。したがって、当該待ち時間を短縮することができる。 According to the workpiece transfer device of the present invention, the control device can execute path switching control. That is, the control device can switch the conveyance path from the shortest time path set in a curved line in the safety area to the shortest distance path set in a broken line in the safety area. For this reason, when the transfer robot has a waiting time for at least one of the workpiece carry-in position and the workpiece carry-out position, the transfer movement time of the transfer robot can be extended. Therefore, the waiting time can be shortened.
(1−1)好ましくは、上記(1)の構成において、前記搬送ロボットは、前記ワーク搬入位置、該ワーク搬入位置の下流側に配置されるワーク加工位置、該ワーク加工位置の下流側に配置される前記ワーク搬出位置、の順にワークを搬送する構成とする方がよい。 (1-1) Preferably, in the configuration of the above (1), the transfer robot is disposed at the workpiece loading position, a workpiece machining position disposed downstream of the workpiece loading position, and a downstream side of the workpiece machining position. It is better to have a configuration in which workpieces are conveyed in the order of the workpiece unloading position.
本構成によると、搬送ロボットが、ワーク加工位置を経由して、ワーク搬入位置からワーク搬出位置まで、ワークを搬送する。すなわち、搬送ロボットが、加工前のワークを、ワーク搬入位置からワーク加工位置まで搬送する。また、搬送ロボットが、加工済みのワークを、ワーク加工位置からワーク搬出位置まで搬送する。 According to this configuration, the transfer robot transfers the workpiece from the workpiece loading position to the workpiece unloading position via the workpiece machining position. That is, the transfer robot transfers the workpiece before processing from the workpiece loading position to the workpiece processing position. Further, the transfer robot transfers the processed workpiece from the workpiece processing position to the workpiece unloading position.
(2)好ましくは、上記(1)の構成において、前記最短距離経路は、前記最短時間経路よりも、搬送移動時間が長く搬送移動距離が短い構成とする方がよい。 (2) Preferably, in the configuration of (1) above, the shortest distance route should have a longer transfer movement time and a shorter transfer movement distance than the shortest time route.
本構成によると、制御装置が経路切替制御を実行することにより、ワークの搬送に伴う待ち時間を短縮することができる。 According to this configuration, when the control device performs the path switching control, it is possible to reduce the waiting time associated with the conveyance of the workpiece.
また、制御装置は、経路切替制御とは別に、搬送ロボットの速度および加減速度のうち、少なくとも一方を遅くするスローダウン制御を実行することができる。スローダウン制御を行う場合、搬送ロボットの速度および加減速度のうち少なくとも一方を、遅くすることができる。このため、搬送ロボットの消費電力を削減することができる。また、例えば、急加速、急減速による搬送中の衝撃で、ワークや搬送ロボットが受けるダメージを、軽減することができる。 In addition to the path switching control, the control device can execute slow-down control that slows at least one of the speed and acceleration / deceleration of the transfer robot. When performing slow-down control, at least one of the speed and acceleration / deceleration of the transfer robot can be slowed down. For this reason, the power consumption of the transfer robot can be reduced. Further, for example, damage to the workpiece or the transfer robot due to an impact during transfer due to sudden acceleration or sudden deceleration can be reduced.
経路切替制御を行う場合、ワークの搬送経路を、最短時間経路から最短距離経路に切り替えることができる。このため、搬送ロボットの消費電力を削減することができる。また、ワークの搬送距離が短いため、搬送中にワークや搬送ロボットが受けるダメージを、軽減することができる。 When route switching control is performed, the workpiece transfer route can be switched from the shortest time route to the shortest distance route. For this reason, the power consumption of the transfer robot can be reduced. In addition, since the workpiece transfer distance is short, damage to the workpiece and the transfer robot during transfer can be reduced.
(3)好ましくは、上記(1)または(2)の構成において、前記制御装置は、前記最短距離経路の移動時間をTj、前記最短時間経路の移動時間をTi、前記待ち時間をTwとして、「(Tj−Ti)<Tw」という式の条件が成立する場合に、前記最短時間経路を前記最短距離経路に切り替える構成とする方がよい。当該式が成立しない場合、経路を切り替えると、サイクルタイムが却って長くなってしまう。本構成によると、サイクルタイムの長期化に繋がる無用の経路切替を、未然に防止することができる。 (3) Preferably, in the configuration of the above (1) or (2), the control device sets the movement time of the shortest distance route as Tj, the movement time of the shortest time route as Ti, and the waiting time as Tw. When the condition of the expression “(Tj−Ti) <Tw” is satisfied, the shortest time path is preferably switched to the shortest distance path. If this formula does not hold, the cycle time becomes longer when the route is switched. According to this configuration, it is possible to prevent unnecessary path switching that leads to longer cycle time.
(4)好ましくは、上記(1)ないし(3)のいずれかの構成において、ワーク搬送装置が複数連なって前記ワークを搬送する搬送ラインの、任意の該ワーク搬送装置であって、前記待ち時間は、該搬送ラインの複数の該ワーク搬送装置のうち、ボトルネックとなる該ワーク搬送装置のサイクルタイムにより発生する構成とする方がよい。搬送ラインには、複数のワーク搬送装置が連なっている。複数のワーク搬送装置のサイクルタイムが異なる場合、一番サイクルタイムが長いワーク搬送装置がボトルネックとなる。本構成によると、当該ボトルネックとなっているワーク搬送装置のサイクルタイムに起因する待ち時間を、短縮することができる。 (4) Preferably, in any one of the above configurations (1) to (3), any workpiece transfer device on a transfer line that transfers a plurality of workpiece transfer devices in series, and the waiting time It is better to have a configuration that occurs due to the cycle time of the work transfer device that becomes a bottleneck among the plurality of work transfer devices of the transfer line. A plurality of workpiece transfer devices are connected to the transfer line. When the cycle times of a plurality of workpiece transfer devices are different, the workpiece transfer device having the longest cycle time becomes a bottleneck. According to this structure, the waiting time resulting from the cycle time of the work transfer device that is the bottleneck can be shortened.
本発明によると、ワークの搬送に伴う待ち時間を短縮することが可能なワーク搬送装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the workpiece conveyance apparatus which can shorten the waiting time accompanying conveyance of a workpiece | work can be provided.
以下、本発明のワーク搬送装置の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the workpiece transfer apparatus of the present invention will be described.
<<第一実施形態>>
<生産ライン>
まず、本実施形態のワーク搬送装置が配置されている生産ラインの構成について説明する。図1に、本実施形態のワーク搬送装置が配置されている生産ラインの模式図を示す。図1に示すように、生産ライン9は、3台のワーク搬送装置2a〜2cと、3台のマシニングセンタ3a〜3cと、2台の工程間中継装置4b、4cと、未加工ワーク供給装置4aと、加工完了済ワークストッカ装置4dと、を備えている。
<< First Embodiment >>
<Production line>
First, the structure of the production line in which the workpiece conveyance apparatus of this embodiment is arrange | positioned is demonstrated. In FIG. 1, the schematic diagram of the production line by which the workpiece conveyance apparatus of this embodiment is arrange | positioned is shown. As shown in FIG. 1, the
これらの装置は、左側(搬送方向上流側)から右側(搬送方向下流型)に向かって、未加工ワーク供給装置4a→第一のマシニングセンタ3aおよびワーク搬送装置2a→第一の工程間中継装置4b→第二のマシニングセンタ3bおよびワーク搬送装置2b→第二の工程間中継装置4c→第三のマシニングセンタ3cおよびワーク搬送装置2c→加工完了済ワークストッカ装置4d、の順に並んでいる。 From the left side (upstream in the transfer direction) to the right side (downstream in the transfer direction), these devices are the unprocessed workpiece supply device 4a → the first machining center 3a and the workpiece transfer device 2a → the first inter-process relay device 4b. → Second machining center 3b and workpiece transfer device 2b → second inter-process relay device 4c → third machining center 3c and workpiece transfer device 2c → work completed workpiece stocker device 4d.
ワークWは、3台のワーク搬送装置2a〜2cにより、生産ライン9を搬送される。すなわち、生産ライン9には、3台のワーク搬送装置2a〜2cが連なることにより、搬送ライン8が構成されている。搬送されるワークWには、3台のマシニングセンタ3a〜3cにより、段階的に加工が施される。
The workpiece W is conveyed on the
3台のマシニングセンタ3a〜3c(3台のワーク搬送装置2a〜2c)のうち、単独でのサイクルタイムが最も長いのは、マシニングセンタ3c(ワーク搬送装置2c)である。このため、生産ライン9(搬送ライン8)に組み込まれた3台のマシニングセンタ3a〜3c(3台のワーク搬送装置2a〜2c)のサイクルタイムは、全てマシニングセンタ3c(ワーク搬送装置2c)のサイクルタイムになる。つまり、マシニングセンタ3a、3b(ワーク搬送装置2a、2b)のサイクルタイムは、生産ライン9(搬送ライン8)に組み込まれることにより、結果的に長くなってしまう。 Among the three machining centers 3a to 3c (three workpiece transfer apparatuses 2a to 2c), the machining center 3c (work transfer apparatus 2c) has the longest cycle time alone. For this reason, the cycle times of the three machining centers 3a to 3c (three workpiece transfer apparatuses 2a to 2c) incorporated in the production line 9 (transfer line 8) are all the cycle times of the machining center 3c (work transfer apparatus 2c). become. In other words, the cycle time of the machining centers 3a and 3b (work transfer devices 2a and 2b) is incorporated into the production line 9 (transfer line 8), resulting in a long time.
<マシニングセンタ>
次に、マシニングセンタ3a〜3cの構成について説明する。マシニングセンタ3a〜3cの構成は、同様である。ここでは、マシニングセンタ3a〜3cを代表して、マシニングセンタ3bの構成について説明する。
<Machining center>
Next, the configuration of the machining centers 3a to 3c will be described. The configuration of the machining centers 3a to 3c is the same. Here, the configuration of the machining center 3b will be described on behalf of the machining centers 3a to 3c.
図2に、図1の枠II内の拡大図を示す。図3に、図2に対応する部分の斜視図を示す。図4に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置のブロック図を示す。図2〜図4に示すように、マシニングセンタ3bは、ベッド30と、主軸台31と、工具軸側スライド32と、制御装置23と、を備えている。制御装置23は、マシニングセンタ3bおよびワーク搬送装置2b兼用である。制御装置23については、後で説明する。
FIG. 2 shows an enlarged view in the frame II of FIG. FIG. 3 is a perspective view of a portion corresponding to FIG. FIG. 4 shows a block diagram of the machining center and the workpiece transfer device. As shown in FIGS. 2 to 4, the machining center 3 b includes a
(ベッド30、主軸台31)
ベッド30は、工場の床面に配置されている。主軸台31は、ベッド30の上面の左部分に配置されている。主軸台31は、X軸(前後方向)下スライド310と、X軸スライド311と、本体312と、主軸側チャック313と、X軸モータ314と、回転モータ315と、を備えている。
(
The
X軸下スライド310は、ベッド30の上面に配置されている。X軸下スライド310は、前後方向に延在している。X軸スライド311は、X軸下スライド310に、前後方向に移動可能に取り付けられている。X軸モータ314は、X軸スライド311を駆動する。本体312は、X軸スライド311に取り付けられている。主軸側チャック313は、いわゆる三つ爪チャックである。なお、三つ爪チャックの構成は、特開平11−300568号公報、実公平4−32197号公報などに開示されている。主軸側チャック313は、ワーク保持軸(図略)に固定されている。ワーク保持軸は、左右方向(Z軸方向)に延在している。回転モータ315は、ワーク保持軸を軸周りに回転させる。主軸側チャック313は、円筒状のワークWを、三つの爪部材(図略)により、把持、解放可能である。ワークWおよび主軸側チャック313がワーク保持軸と共に軸周りに回転することにより、ワークWの加工角度(例えば、30°、45°など)の割り出しが行われる。
The X-axis
(工具軸側スライド32)
工具軸側スライド32は、ベッド30の上面の右部分に配置されている。工具軸側スライド32は、Z軸下スライド320と、Z軸スライド321と、コラム322と、Y軸(上下方向)下スライド323と、Y軸スライド324と、Y軸モータ325と、Z軸モータ326と、工具軸327と、を備えている。
(Tool axis side slide 32)
The tool
Z軸下スライド320は、ベッド30の上面に配置されている。Z軸下スライド320は、左右方向に延在している。Z軸スライド321は、Z軸下スライド320に、左右方向に移動可能に取り付けられている。Z軸モータ326は、Z軸スライド321を駆動する。コラム322は、Z軸スライド321に取り付けられている。Y軸下スライド323は、コラム322の左面に配置されている。Y軸下スライド323は、上下方向に延在している。Y軸スライド324は、Y軸下スライド323に、上下方向に移動可能に取り付けられている。Y軸モータ325は、Y軸スライド324を駆動する。工具軸327には、工具Tが交換可能に取り付けられている。
The Z-axis
<ワーク搬送装置>
次に、ワーク搬送装置2a〜2cの構成について説明する。ワーク搬送装置2a〜2cの構成は、同様である。ここでは、ワーク搬送装置2a〜2cを代表して、ワーク搬送装置2bの構成について説明する。
<Work transfer device>
Next, the structure of the workpiece conveyance apparatuses 2a-2c is demonstrated. The structure of the workpiece conveyance apparatuses 2a-2c is the same. Here, the structure of the workpiece transfer device 2b will be described on behalf of the workpiece transfer devices 2a to 2c.
ワーク搬送装置2bは、いわゆるガントリローダである。ワーク搬送装置2bは、搬送ロボット20と、ロボット走行台21と、一対の支柱22と、制御装置23と、ロボットアーム上下軸モータ24と、ロボット走行用モータ25と、ロボットチャック旋回用モータ26と、入力装置27と、を備えている。
The workpiece transfer device 2b is a so-called gantry loader. The workpiece transfer device 2b includes a
(一対の支柱22、ロボット走行台21)
左右一対の支柱22のうち、左側の支柱22はベッド30の左面に固定されている。左側の支柱22は、上下方向に延在している。右側の支柱22はベッド30の右面に固定されている。右側の支柱22は、上下方向に延在している。ロボット走行台21は、左右一対の支柱22上端間に架設されている。ロボット走行台21は、左右方向に延在している。
(A pair of
Of the pair of left and
(搬送ロボット20、ロボットアーム上下軸モータ24、ロボット走行用モータ25、ロボットチャック旋回用モータ26)
搬送ロボット20は、走行軸スライド200と、Y軸伸縮アーム201と、ロボットアーム202と、一対のロボットチャック203と、本体204と、を備えている。走行軸スライド200は、ロボット走行台21に、左右方向に移動可能に取り付けられている。ロボット走行用モータ25は、走行軸スライド200を駆動する。本体204は、走行軸スライド200に固定されている。Y軸伸縮アーム201は、本体204に対して、下方に伸縮可能である。ロボットアーム上下軸モータ24は、Y軸伸縮アーム201を駆動する。ロボットアーム202は、Y軸伸縮アーム201の下端から、後方に突出している。ロボットアーム202は、軸周りに回転可能である。ロボットチャック旋回用モータ26は、ロボットアーム202を駆動する。一対のロボットチャック203は、ロボットアーム202の後端に取り付けられている。一対のロボットチャック203は、共に、いわゆる三つ爪チャックである。
(
The
(制御装置23、入力装置27)
制御装置23は、コンピュータ230と、複数の駆動回路と、を備えている。コンピュータ230は、入出力インターフェイス230aと、演算部230bと、記憶部230cと、を備えている。入出力インターフェイス230aは、駆動回路を介して、ワーク搬送装置2bのロボットアーム上下軸モータ24、ロボット走行用モータ25、ロボットチャック旋回用モータ26、主軸台31のX軸モータ314、回転モータ315、工具軸側スライド32のY軸モータ325、Z軸モータ326に接続されている。また、入出力インターフェイス230aは、ワーク搬送装置2bの入力装置27に接続されている。
(
The
<未加工ワーク供給装置4a、加工完了済ワークストッカ装置4d>
次に、未加工ワーク供給装置4a、加工完了済ワークストッカ装置4dの構成について説明する。未加工ワーク供給装置4aは、マシニングセンタ3a(図1参照)の左側に配置されている。未加工ワーク供給装置4aには、複数の加工前のワークWがストックされている。
<Unprocessed Work Supply Device 4a, Finished Work Stocker Device 4d>
Next, configurations of the unmachined workpiece supply device 4a and the machining completed workpiece stocker device 4d will be described. The raw workpiece supply device 4a is disposed on the left side of the machining center 3a (see FIG. 1). A plurality of unprocessed workpieces W are stocked in the unmachined workpiece supply device 4a.
すなわち、未加工ワーク供給装置4aは、テーブル(図略)を備えている。テーブルの上面には、環状に連結された10個のストッカ(図略)が配置されている。ストッカには、加工前の複数のワークWが積み重ねられている。10個のストッカが所定長ずつ回転することにより、順次、ストッカ(つまりワークW)が搬入位置に送られる。搬入位置のワークWは、ワーク搬送装置2aにより、マシニングセンタ3aに搬入される。 That is, the raw workpiece supply device 4a includes a table (not shown). On the upper surface of the table, ten stockers (not shown) connected in an annular shape are arranged. A plurality of workpieces W before processing are stacked on the stocker. As the ten stockers rotate by a predetermined length, the stocker (that is, the workpiece W) is sequentially sent to the loading position. The work W at the carry-in position is carried into the machining center 3a by the work transfer device 2a.
加工完了済ワークストッカ装置4dは、未加工ワーク供給装置4aと同様の構成を有している。すなわち、加工完了済ワークストッカ装置4dは、テーブル(図略)を備えている。テーブルの上面には、環状に連結された10個のストッカ(図略)が配置されている。10個のストッカが所定長ずつ回転することにより、順次、ストッカが搬出位置に送られる。搬出位置のストッカには、ワーク搬送装置2cにより、加工済みのワークWが搬出される。 The processed workpiece stocker device 4d has the same configuration as the unprocessed workpiece supply device 4a. In other words, the processed work stocker device 4d includes a table (not shown). On the upper surface of the table, ten stockers (not shown) connected in an annular shape are arranged. As the ten stockers rotate by a predetermined length, the stockers are sequentially sent to the carry-out position. The workpiece W is unloaded by the workpiece transfer device 2c to the unloading position stocker.
<工程間中継装置4b、4c>
次に、工程間中継装置4b、4cの構成について説明する。工程間中継装置4b、4cの構成は、同様である。ここでは、工程間中継装置4b、4cを代表して、工程間中継装置4bの構成について説明する。
<Inter-process relay device 4b, 4c>
Next, the configuration of the inter-process relay devices 4b and 4c will be described. The configuration of the inter-process relay devices 4b and 4c is the same. Here, the configuration of the inter-process relay device 4b will be described on behalf of the inter-process relay devices 4b and 4c.
工程間中継装置4bは、マシニングセンタ3a(図1参照)と、マシニングセンタ3bと、の間に配置されている。工程間中継装置4bは、テーブル40と、シフト装置44と、トレイ45と、を備えている。
The inter-process relay device 4b is disposed between the machining center 3a (see FIG. 1) and the machining center 3b. The inter-process relay device 4 b includes a table 40, a
テーブル40は、工場の床面に配置されている。シフト装置44は、テーブル40の上面に配置されている。トレイ45は、シフト装置44の上面に配置されている。シフト装置44は、トレイ45を左右方向に往復動させることができる。ワークWは、トレイ45に載置されている。
The table 40 is arranged on the floor of the factory. The
<ワーク搬送方法>
次に、ワーク搬送方法について説明する。ワーク搬送方法におけるワーク搬送装置2a〜2cの動きは、同様である。ここでは、ワーク搬送装置2a〜2cを代表して、ワーク搬送装置2bの動きについて説明する。ワーク搬送方法は、ワーク搬入工程と、ワーク交換工程と、ワーク搬出工程と、を有している。また、ワーク搬出工程においては、ワーク加工工程が並行して実行される。
<Work transfer method>
Next, a work conveyance method will be described. The movement of the workpiece transfer apparatuses 2a to 2c in the workpiece transfer method is the same. Here, the movement of the workpiece transfer device 2b will be described on behalf of the workpiece transfer devices 2a to 2c. The work conveyance method includes a work carry-in process, a work exchange process, and a work carry-out process. In the work unloading process, the work machining process is executed in parallel.
(ワーク搬入工程)
本工程においては、工程間中継装置4bからマシニングセンタ3bに、加工前のワークWを搬入する。図5に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、ワーク搬入工程第一段階の正面図を示す。図6に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、同工程第二段階の正面図を示す。図7に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、同工程第三段階の正面図を示す。なお、図5〜図7においては、加工済みのワークWにハッチングを施す。
(Work loading process)
In this process, the workpiece W before processing is carried into the machining center 3b from the inter-process relay device 4b. FIG. 5 shows a front view of the first stage of the workpiece carry-in process of the machining center and the workpiece transfer device. FIG. 6 shows a front view of the second stage of the machining center and the workpiece transfer device. FIG. 7 shows a front view of the third stage of the machining center and the workpiece transfer device. 5 to 7, the processed workpiece W is hatched.
本工程においては、まず、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボット走行用モータ25を駆動する。すなわち、図5に示すように、ロボットチャック203を工程間中継装置4bのトレイ45の真上に配置する。次に、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボットアーム上下軸モータ24を駆動する。すなわち、図5に示すように、Y軸伸縮アーム201を本体204から下方に伸張する。続いて、図4に示す制御装置23が、ロボットチャック203により、ワーク搬入位置P1のワークWを把持する。それから、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボットアーム上下軸モータ24を駆動する。すなわち、図5、図6に示すように、Y軸伸縮アーム201を上方に収縮する。続いて、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボット走行用モータ25を駆動する。すなわち、図6、図7に示すように、搬送ロボット20を右側に移動させ、ロボットチャック203を、主軸台31の主軸側チャック313の右側スペース(後述するワーク加工位置P2)の、真上に配置する。それから、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボットアーム上下軸モータ24を駆動する。すなわち、図7に示すように、Y軸伸縮アーム201を本体204から下方に伸張する。
In this step, first, the
(ワーク交換工程)
本工程においては、マシニングセンタ3bの主軸側チャック313から加工済みのワークWを取り外す。また、主軸側チャック313に、加工前のワークWを取り付ける。図8に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、ワーク交換工程第一段階の正面図を示す。図9に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、同工程第二段階の正面図を示す。図10に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、同工程第三段階の正面図を示す。図11に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、同工程第四段階の正面図を示す。なお、図8〜図11においては、加工済みのワークWにハッチングを施す。
(Work changing process)
In this step, the processed workpiece W is removed from the
本工程においては、まず、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボットチャック旋回用モータ26を駆動する。すなわち、図8、図9に示すように、ワーク加工位置P2において、ロボットアーム202を90°回転させ、空のロボットチャック203と、主軸側チャック313の加工済みのワークWと、を左右方向に対向させる。次に、図4に示す制御装置23が、図9に示す主軸側チャック313から加工済みのワークWを取り外し、空のロボットチャック203に当該ワークWを取り付ける。すなわち、図9、図10に示すように、加工済みのワークWを、主軸側チャック313からロボットチャック203に、渡す。続いて、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボットチャック旋回用モータ26を駆動する。すなわち、図10、図11に示すように、ワーク加工位置P2において、ロボットアーム202を180°回転させ、ロボットチャック203の加工前のワークWと、空の主軸側チャック313と、を左右方向に対向させる。それから、図4に示す制御装置23が、図11に示すロボットチャック203から加工前のワークWを取り外し、空の主軸側チャック313に当該ワークWを取り付ける。すなわち、図11に示すように、加工前のワークWを、ロボットチャック203から主軸側チャック313に、渡す。
In this step, first, the
(ワーク搬出工程)
本工程においては、マシニングセンタ3bから工程間中継装置4cに、加工済みのワークWを搬出する。図12に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、ワーク搬出工程第一段階の正面図を示す。図13に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、同工程第二段階の正面図を示す。図14に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、同工程第三段階の正面図を示す。図15に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、同工程第四段階の正面図を示す。なお、図12〜図15においては、加工済みのワークWにハッチングを施す。
(Work unloading process)
In this process, the processed workpiece W is carried out from the machining center 3b to the inter-process relay device 4c. FIG. 12 shows a front view of the first stage of the workpiece unloading process of the machining center and the workpiece transfer device. FIG. 13 shows a front view of the second stage of the same process of the machining center and the workpiece transfer device. FIG. 14 shows a front view of the third stage of the machining center and the workpiece transfer device. FIG. 15 shows a front view of the fourth stage of the process of the machining center and the work transfer device. 12 to 15, the processed workpiece W is hatched.
本工程においては、まず、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボットチャック旋回用モータ26を駆動する。すなわち、図11、図12に示すように、ワーク加工位置P2において、加工済みのワークWが下向きになるように、ロボットアーム202を90°回転させる。次に、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボットアーム上下軸モータ24を駆動する。すなわち、図12、図13に示すように、Y軸伸縮アーム201を上方に収縮する。続いて、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボット走行用モータ25を駆動する。すなわち、図13、図14に示すように、搬送ロボット20を右側に移動させ、加工済みのワークWを、工程間中継装置4cのトレイ45の真上に配置する。それから、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボットアーム上下軸モータ24を駆動する。すなわち、図14、図15に示すように、Y軸伸縮アーム201を本体204から下方に伸張する。そして、ロボットチャック203を解放し、ワーク搬出位置P3にワークWを載置する。ワークWを載置した後、搬送ロボット20は、再び、図5に示すように、工程間中継装置4bのワーク搬入位置P1まで、加工前のワークWを取りに行く。
In this step, first, the
図16に、マシニングセンタおよびワーク搬送装置の、搬送ロボットの動きを強調した正面図を示す。なお、図16においては、加工済みのワークWにハッチングを施す。図16に太線で示すように、ワーク搬送方法(ワーク搬入工程、ワーク交換工程、ワーク搬出工程)においては、一対のロボットチャック203は、ワークWの搬送経路L1(具体的な搬送経路については後述する。)を辿って移動している。ワーク搬送装置2bは、上記一連の工程を繰り返し実行している。 FIG. 16 shows a front view of the machining center and the workpiece transfer device, emphasizing the movement of the transfer robot. In FIG. 16, the machined workpiece W is hatched. As shown by a thick line in FIG. 16, in the workpiece transfer method (work loading step, workpiece replacement step, workpiece unloading step), the pair of robot chucks 203 is configured to transfer a workpiece W transfer path L1 (specific transfer path will be described later). ). The workpiece transfer device 2b repeatedly executes the above series of steps.
図16に一点鎖線で示すように、ワークWの搬送経路L1(=ロボットチャック203の移動経路)の周囲には、安全領域Rが確保されている。安全領域Rは、一対のロボットチャック203およびワークWが、隣接部材に干渉しないで移動できる領域である。搬送経路L1は、当該安全領域R内を通過するように、設定されている。 As indicated by a one-dot chain line in FIG. 16, a safety region R is secured around the conveyance path L1 of the workpiece W (= the movement path of the robot chuck 203). The safety region R is a region where the pair of robot chucks 203 and the workpiece W can move without interfering with adjacent members. The transport path L1 is set so as to pass through the safety area R.
(ワーク加工工程)
ワーク加工工程は、ワーク搬出工程に並行して実行される。すなわち、主軸側チャック313に取り付けたワークWに、所定の加工が施される。まず、図4に示す制御装置23が、主軸台31のX軸モータ314を駆動する。すなわち、図3に示すように、X軸下スライド310に対して、X軸スライド311および本体312を、後方に移動させる。そして、主軸側チャック313のワークWと、工具軸327の工具Tと、を左右方向に対向させる。次に、図4に示す制御装置23が、主軸台31の回転モータ315を駆動する。すなわち、図3に示すワークWを軸周りに回転させ、ワークWを所定の加工角度に固定する。それから、図4に示す制御装置23が、工具軸側スライド32のY軸モータ325、Z軸モータ326を適宜駆動する。すなわち、図13〜図15に示すように、工具Tにより、ワークWを加工する。
(Work machining process)
The workpiece machining process is executed in parallel with the workpiece unloading process. That is, a predetermined process is performed on the workpiece W attached to the
<ワーク搬送装置の制御方法(その1)>
本実施形態のワーク搬送装置2は、上記図5〜図15に示すワーク搬送方法に並行して、以下に説明する制御方法を実行している。当該制御方法は、ワーク搬送装置2a〜2cに共通している。ここでは、ワーク搬送装置2a〜2cを代表して、ワーク搬送装置2bの制御方法について説明する。図17に、本実施形態のワーク搬送装置が実行する制御方法のフローチャート(その1)を示す。
<Control Method of Work Conveying Device (Part 1)>
The
(ステップ1(S1))
ステップ1においては、図4に示す制御装置23が、定常動作を決定済みか否かを判別する。
(Step 1 (S1))
In
(ステップ6(S6))
ステップ1において定常動作未決定の場合は、ステップ6に進む。ステップ6においては、図4に示す制御装置23が、定常動作決定作業を実行する。すなわち、制御装置23の記憶部230cには、予め定常動作先頭コードが格納されている。具体的には、図5に示すワーク搬入工程第一段階の動作(ワーク搬入位置P1まで、ロボットチャック203が、加工前のワークWを取りに行く動作)が、定常動作先頭コードとして格納されている。記憶部230cは、定常動作先頭コードが実行されてから、再び定常動作先頭コードが実行されるまでの、動作パターン(具体的には、図5〜図15に示すワーク搬送方法が実行され、再び図5に示すワーク搬入工程第一段階の動作が実行されるまでの動作パターン)を記憶する。演算部230bは、当該動作パターンが規定回数(例えば3回)連続して実行されたら、当該動作パターンを定常動作として決定する。記憶部230cは、当該定常動作を格納する。このようにして、制御装置23は定常動作を決定する。
(Step 6 (S6))
If the steady operation has not been determined in
(ステップ2(S2))
ステップ1において定常動作決定済みの場合は、ステップ2に進む。ステップ2においては、図4に示す制御装置23が、定常動作に要するサイクルタイムを計測済みか否かを判別する。
(Step 2 (S2))
If the steady operation has been determined in
また、制御装置23が、サイクルタイム内における、搬送移動時間を計測済みか否かを判別する。搬送移動時間とは、具体的には、ワーク搬入工程(図5〜図7)、ワーク搬出工程(図12〜図15)に要する時間である。
Further, the
また、制御装置23が、サイクルタイム内における、前後工程待ち時間を計測済みか否かを判別する。前後工程待ち時間は、本発明の「待ち時間」の概念に含まれる。前工程待ち時間とは、図1に示すマシニングセンタ3aから工程間中継装置4bにワークWが搬入されるのを、ワーク搬送装置2bが待機する時間である。前工程待ち時間においては、搬送ロボット20は停止している。後工程待ち時間とは、図1に示す工程間中継装置4cからマシニングセンタ3cにワークWが搬出されるのを、ワーク搬送装置2bが待機する時間である。後工程待ち時間においては、搬送ロボット20は停止している。前後工程待ち時間とは、前工程待ち時間および後工程待ち時間のうち長い方をいう。
Further, the
(ステップ7(S7))
ステップ2においてサイクルタイム、搬送移動時間、前後工程待ち時間のうち、少なくとも一つが未計測の場合は、ステップ7に進む。ステップ7においては、図4に示す制御装置23が、サイクルタイム、搬送移動時間、前後工程待ち時間のうち、未計測のパラメータを計測する。記憶部230cは、計測したデータを格納する。
(Step 7 (S7))
If at least one of the cycle time, the transfer movement time, and the waiting time before and after the process has not been measured in
(ステップ3(S3))
ステップ2においてサイクルタイム、搬送移動時間、前後工程待ち時間が全て計測済みの場合は、ステップ3に進む。ステップ3においては、作業者が、図4に示す入力装置27を介して、制御装置23に、スローダウン制御または経路切替制御を実行することを、指示する。
(Step 3 (S3))
If the cycle time, the transfer movement time, and the waiting time before and after the process are all measured in
(ステップ4(S4))
ステップ3においてスローダウン制御が選択された場合は、ステップ4に進む。ステップ4においては、図4に示す制御装置23が、速度、加減速度の補正値を演算する。具体的には、記憶部230cに格納されている搬送移動時間Ti、前後工程待ち時間Twから(ステップ7参照)、以下の式(1)により、補正値Xを演算する。
X={Ti/(Ti+Tw)}×100 ・・・式(1)
そして、補正値Xを、図2に示す搬送ロボット20の速度、加減速度に乗じることにより、速度、加減速度を補正する。具体的には、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボットアーム上下軸モータ24、ロボット走行用モータ25に指示する出力パターンを、所定の速度、加減速度を達成できるように変更する。
(Step 4 (S4))
If slowdown control is selected in
X = {Ti / (Ti + Tw)} × 100 (1)
Then, the speed and acceleration / deceleration are corrected by multiplying the correction value X by the speed and acceleration / deceleration of the
また、ステップ4においては、図4に示す制御装置23が、ワーク搬送装置2bのロボットアーム上下軸モータ24、ロボット走行用モータ25の出力トルクを制限する。図18に、本実施形態のワーク搬送装置のZ軸モータの回転速度−トルク特性の模式図を示す。制御装置23は、ロボット走行用モータ25に対して、瞬間最大トルクをカットして、定格トルク内での最大トルクしか出せないように、トルク制限指示を出す。また、制御装置23は、ロボットアーム上下軸モータ24に対しても、同様のトルク制限指示を出す。
In
(ステップ5(S5))
ステップ5においては、ステップ4で変更された、搬送ロボット20の速度、加減速度、ロボット走行用モータ25、ロボットアーム上下軸モータ24のトルクを用いて、定常動作つまり上記図5〜図15に示すワーク搬送方法が、繰り返し実行される。
(Step 5 (S5))
In
スローダウン制御を実行すると搬送ロボット20の動作が緩慢になる。このため、搬送移動時間Tiが長くなる。一方、前後工程待ち時間Twが短くなる。
When the slow-down control is executed, the operation of the
(ステップ8(S8))
ステップ3において経路切替制御が選択された場合は、ステップ8に進む。ステップ8においては、図4に示す制御装置23が、最短距離経路、最短距離経路移動時間を演算する。
(Step 8 (S8))
If route switching control is selected in
図19に、ワーク(ロボットチャック)の最短時間経路の模式図を示す。図20に、ワーク(ロボットチャック)の最短距離経路の模式図を示す。図19、図20は、図16に対応している。 FIG. 19 is a schematic diagram of the shortest time path of the workpiece (robot chuck). FIG. 20 shows a schematic diagram of the shortest distance path of the workpiece (robot chuck). 19 and 20 correspond to FIG.
図19、図20に点線で示すように、図16においては搬送経路L1を下向きのE字状とした。しかしながら、図19に実線で示すように、実際には、ワークWの搬送経路(=ロボットチャック203の移動経路)は、最短時間経路L2に設定されている。すなわち、最短時間経路L2は、搬送移動時間Tiが最短になるように、曲線状に設定されている。一方、図20に実線で示すように、最短距離経路L3は、搬送移動距離が最短になるように、折れ線状(直線が連なった形状)に設定されている。 As shown by dotted lines in FIGS. 19 and 20, in FIG. 16, the conveyance path L <b> 1 has a downward E-shape. However, as indicated by the solid line in FIG. 19, in reality, the transfer path of the workpiece W (= the movement path of the robot chuck 203) is set to the shortest time path L2. That is, the shortest time path L2 is set in a curved shape so that the transport movement time Ti is the shortest. On the other hand, as indicated by a solid line in FIG. 20, the shortest distance path L3 is set in a polygonal line shape (a shape in which straight lines are connected) so that the transport movement distance is the shortest.
本ステップにおいては、まず、図4に示す演算部230bが、図20に示す最短距離経路L3を決定する。図21に、ワーク(ロボットチャック)の最短距離経路の決定方法の模式図を示す。図21に一点鎖線で示すように、まず、演算部230bは、安全領域Rを、複数の四角形D1〜D8に分割する。次に、ワーク搬入位置P1→ワーク加工位置P2→ワーク搬出位置P3をこの順に通過するように、複数の四角形D1〜D8の任意の頂点Pxを結ぶ。頂点Pxを結ぶパターンは、多数存在する。多数のパターンの中から、距離が最短になるパターンを、演算部230bは、図20に示す最短距離経路L3に決定する。また、演算部230bは、最短距離経路L3の移動に要する時間、つまり最短距離経路移動時間を演算する。記憶部230cは、最短距離経路L3、最短距離経路移動時間Tjを格納する。
In this step, first, the
(ステップ9(S9))
ステップ9においては、図4に示す制御装置23が、図19に示す最短時間経路L2を、図20に示す最短距離経路L3に、切り替えることが可能か否かを判別する。具体的には、最短距離経路移動時間Tj、現在(切替前)の搬送移動時間(つまり最短時間経路移動時間)Ti、前後工程待ち時間Twにおいて、以下の式(2)が成立するか否かを判別する。
Tj−Ti<Tw ・・・式(2)
式(2)が成立しない場合、経路を切り替えると、サイクルタイムが長くなってしまうことになる。このため、経路の切替を行わずに、前記ステップ5に進む。つまり、定常動作が繰り返し実行される。
(Step 9 (S9))
In
Tj−Ti <Tw (2)
If the equation (2) is not established, the cycle time becomes long when the route is switched. Therefore, the process proceeds to step 5 without switching the route. That is, the steady operation is repeatedly executed.
(ステップ10(S10))
ステップ9において式(2)が成立する場合は、ステップ10に進む。ステップ10においては、図4に示す制御装置23が、図19に示す最短時間経路L2を、図20に示す最短距離経路L3に、切り替える。
(Step 10 (S10))
When the formula (2) is established in
その後、前記ステップ5に進む。ステップ5においては、ステップ10で切り替えられた、最短距離経路L3を用いて、定常動作つまり上記図5〜図15に示すワーク搬送方法が、繰り返し実行される。
Thereafter, the process proceeds to step 5. In
経路切替制御を実行すると搬送ロボット20の動作が緩慢になる。このため、搬送移動時間Tiが長くなる。一方、前後工程待ち時間Twが短くなる。
When the path switching control is executed, the operation of the
<ワーク搬送装置の制御方法(その2)>
以下に説明する制御は、定常動作中に実行される。具体的には、図17に示すステップ5において実行される。すなわち、定常動作が繰り返し実行されている場合に、非定常動作が介入する場合(例えば、ロボットチャック203や主軸側チャック313に対するワークWの取付状態が悪くて、取付作業をやり直す場合)がある。非定常動作が実行されると、その分ワークWの生産が遅れることになる。遅れを取り戻すためには、上記スローダウン制御や経路切替制御を一旦止めて、ワークの搬送移動時間を短縮化する必要がある。このような場合に、図4に示す制御装置23が、以下に説明する制御を実行する。
<Control Method of Work Conveying Device (Part 2)>
The control described below is executed during steady operation. Specifically, it is executed in
当該制御方法は、ワーク搬送装置2a〜2cに共通している。ここでは、ワーク搬送装置2a〜2cを代表して、ワーク搬送装置2bの制御方法について説明する。図22に、本実施形態のワーク搬送装置が実行する制御方法のフローチャート(その2)を示す。 The control method is common to the workpiece transfer apparatuses 2a to 2c. Here, as a representative of the workpiece transfer apparatuses 2a to 2c, a method for controlling the workpiece transfer apparatus 2b will be described. FIG. 22 shows a flowchart (No. 2) of the control method executed by the work transfer device of this embodiment.
(ステップ20(S20))
ステップ20においては、図4に示す制御装置23が、スローダウン制御または経路切替制御を実行中である。
(Step 20 (S20))
In
(ステップ21(S21))
ステップ20においては、図4に示す制御装置23が、定常動作内のコード(作業)が実行されているか否かを判別する。具体的には、ワーク搬送方法における上記図5〜図15に示す作業が実行されているか否かを判別する。
(Step 21 (S21))
In
(ステップ22(S22))
図4に示す制御装置23から(または、図4に示す入力装置27を介して作業者から)、運転停止指令がない場合は、ステップ21に戻る。一方、図4に示す制御装置23から(または、図4に示す入力装置27を介して作業者から)、運転停止指令がある場合は、ステップ25に進む。
(Step 22 (S22))
If there is no operation stop command from the
(ステップ23(S23))
ステップ21において定常動作内のコードが実行されていない場合(つまり非定常動作が実行されている場合)は、ステップ23に進む。ステップ23においては、図4に示す制御装置23が、スローダウン制御または経路切替制御をリセットする。
(Step 23 (S23))
If the code in the steady operation is not executed in step 21 (that is, if the unsteady operation is executed), the process proceeds to step 23. In
すなわち、スローダウン制御をリセットする場合は、図17のステップ4で適用した、搬送ロボット20の速度、加減速度に関する補正値X、およびロボット走行用モータ25、ロボットアーム上下軸モータ24に対する出力トルク制限を解除する。また、経路切替制御をリセットする場合は、図17のステップ10で適用した、図20に示す最短距離経路L3を、図19に示す最短時間経路L2に、切り替える。
That is, when the slow-down control is reset, the correction value X relating to the speed of the
ステップ23を実行すると、搬送ロボット20の動作が迅速になる。このため、搬送移動時間Tiが短くなる。したがって、非定常動作によるワークWの生産遅れを取り戻すことができる。
When
(ステップ24(S24))
ステップ24においては、図4に示す演算部230bが、定常動作外コード(定常動作内の作業ではない作業=非定常動作)の実行回数kと、しきい値N2と、を比較する。すなわち、記憶部230cには、定常動作外コードの実行回数のしきい値N2が予め格納されている。また、記憶部230cには、定常動作外コードの実行回数kが格納される。
(Step 24 (S24))
In
比較の結果、定常動作外コードの実行回数k≦しきい値N2の場合、定常動作をリセットせずに、本制御を終了する。すなわち、図17に示す制御が実行される。 As a result of the comparison, if the number of executions of the code outside the steady operation k ≦ threshold N2, the control is terminated without resetting the steady operation. That is, the control shown in FIG. 17 is executed.
(ステップ25(S25))
ステップ22において運転停止指令があった場合、およびステップ24において定常動作外コードの実行回数k>しきい値N2の場合は、ステップ25に進む。ステップ25においては、図4に示す制御装置23が、定常動作をリセットする。具体的には、記憶部230cに格納されている定常動作(図17のステップ6参照)を、記憶部230cから消去する。その後、本制御を終了する。すなわち、図17に示す制御が実行される。
(Step 25 (S25))
If there is an operation stop command in
<作用効果>
次に、本実施形態のワーク搬送装置の作用効果について説明する。本実施形態のワーク搬送装置2a〜2cによると、図2に示すワーク搬入位置P1およびワーク搬出位置P3のうち少なくとも一方に対して、搬送ロボット20が、図17に示す前後工程待ち時間Twを有する場合に、搬送ロボット20の搬送移動時間Tiを長くすることができる。このため、当該前後工程待ち時間Twを短縮することができる。
<Effect>
Next, the effect of the workpiece conveyance apparatus of this embodiment is demonstrated. According to the workpiece transfer apparatuses 2a to 2c of the present embodiment, the
また、図17に示すように、図4に示す制御装置23は、搬送移動時間Tiを長くするために、スローダウン制御(ステップ4)または経路切替制御(ステップ8〜ステップ10)を実行する。このため、ワークWの搬送に伴う前後工程待ち時間Twを短縮することができる。
Further, as shown in FIG. 17, the
スローダウン制御を行う場合、図2に示す搬送ロボット20の速度および加減速度を遅くすることができる。このため、搬送ロボット20の消費電力を削減することができる。また、例えば、急加速、急減速による搬送中の衝撃で、ワークWや搬送ロボット20が受けるダメージを、軽減することができる。また、搬送ロボット20を構成する部品の寿命が長くなる。
When performing slow-down control, the speed and acceleration / deceleration of the
また、スローダウン制御を行う場合、図4に示すロボットアーム上下軸モータ24、ロボット走行用モータ25の出力トルクを制限することができる。このため、仮に、搬送中に、ワークWや搬送ロボット20が隣接部材などに干渉、衝突した場合であっても、ワークWや搬送ロボット20や隣接部材が受けるダメージを、軽減することができる。
Further, when the slow down control is performed, the output torque of the robot arm
一方、経路切替制御を行う場合、ワークWの搬送経路(ロボットチャック203の移動経路)を、図19に示す最短時間経路L2から、図20に示す最短距離経路L3に、切り替えることができる。このため、搬送ロボット20の消費電力を削減することができる。また、ワークWの搬送距離が短いため、搬送中にワークWや搬送ロボット20が受けるダメージを、軽減することができる。また、搬送ロボット20を構成する部品の寿命が長くなる。
On the other hand, when the path switching control is performed, the transfer path of the workpiece W (the movement path of the robot chuck 203) can be switched from the shortest time path L2 shown in FIG. 19 to the shortest distance path L3 shown in FIG. For this reason, the power consumption of the
また、本実施形態のワーク搬送装置2a〜2cによると、図1に示す搬送ライン8を構成する3台のワーク搬送装置2a〜2cのうち、ボトルネックとなっているワーク搬送装置2cのサイクルタイムTsに起因する、ワーク搬送装置2a、2bの前後工程待ち時間Twを、短縮することができる。
Moreover, according to the workpiece transfer apparatuses 2a to 2c of the present embodiment, the cycle time of the workpiece transfer apparatus 2c serving as a bottleneck among the three workpiece transfer apparatuses 2a to 2c constituting the
<<第二実施形態>>
本実施形態と第一実施形態との相違点は、生産ライン(搬送ライン)のライン構成だけである。ここでは、相違点についてのみ説明する。
<< Second Embodiment >>
The difference between the present embodiment and the first embodiment is only the line configuration of the production line (conveyance line). Here, only differences will be described.
図23に、本実施形態のワーク搬送装置が配置されている生産ラインの模式図を示す。なお、図1と対応する部位については、同じ符号で示す。図23に示すように、生産ライン9は、5台のワーク搬送装置2a〜2eと、5台のマシニングセンタ3a〜3eと、4台の工程間中継装置4b、4c、4e、4fと、未加工ワーク供給装置4aと、加工完了済ワークストッカ装置4dと、を備えている。
In FIG. 23, the schematic diagram of the production line by which the workpiece conveyance apparatus of this embodiment is arrange | positioned is shown. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 1, it shows with the same code | symbol. As shown in FIG. 23, the
例えば、ワーク搬送装置2a(つまりマシニングセンタ3a)単独のサイクルタイムが23秒、ワーク搬送装置2b(つまりマシニングセンタ3b)単独のサイクルタイムが21秒、ワーク搬送装置2c(つまりマシニングセンタ3c)単独のサイクルタイムが25秒、ワーク搬送装置2d(つまりマシニングセンタ3d)単独のサイクルタイムが22秒、ワーク搬送装置2e(つまりマシニングセンタ3e)単独のサイクルタイムが24秒の場合を想定する。この場合、ボトルネックとなるのは、ワーク搬送装置2cである。 For example, the cycle time of the workpiece transfer device 2a (ie, the machining center 3a) alone is 23 seconds, the cycle time of the workpiece transfer device 2b (ie, the machining center 3b) alone is 21 seconds, and the cycle time of the workpiece transfer device 2c (ie, the machining center 3c) alone is Assume that the cycle time of the workpiece transfer device 2d (that is, the machining center 3d) alone is 22 seconds and the cycle time of the workpiece transfer device 2e (that is, the machining center 3e) alone is 24 seconds. In this case, the work transfer device 2c becomes a bottleneck.
図23に示すように、ワーク搬送装置2a〜2eを連結し、生産を開始すると、ワーク搬送装置2cのサイクルタイム(=25秒)は、徐々に、他のワーク搬送装置2a、2b、2d、2eのサイクルタイムを、長引かせてしまう。このため、最終的には、ワーク搬送装置2a〜2e全てのサイクルタイムが、25秒になる。 As shown in FIG. 23, when the workpiece transfer devices 2a to 2e are connected and production is started, the cycle time (= 25 seconds) of the workpiece transfer device 2c gradually increases to the other workpiece transfer devices 2a, 2b, 2d, This will prolong the cycle time of 2e. For this reason, finally, the cycle time of all the workpiece transfer apparatuses 2a to 2e becomes 25 seconds.
5台のワーク搬送装置2a〜2eは、各々、制御装置23a〜23eを備えている。図23に点線両端矢印で示すように、隣り合う任意のワーク搬送装置2a〜2e(つまり制御装置23a〜23e)は、互いにサイクルタイムを監視している。 Each of the five workpiece transfer devices 2a to 2e includes control devices 23a to 23e. As shown by the dotted double-ended arrows in FIG. 23, any adjacent workpiece transfer devices 2a to 2e (that is, the control devices 23a to 23e) monitor the cycle time with each other.
ここで、5台のワーク搬送装置2a〜2eは、各々、ワーク搬送装置2cがボトルネックとなっていることを知らない。しかしながら、各制御装置23a〜23eは、隣りのワーク搬送装置2a〜2eの搬送状況を認識することができる。例えば、工程間中継装置4b、4c、4e、4fは、ワーク有無スイッチを備えている。ワーク有無スイッチのオン(=ワーク有)−オフ(=ワーク無)状態から、各制御装置23a〜23eは、工程間中継装置4b、4c、4e、4fにおける、ワークの有無を判別することができる。すなわち、任意のワーク搬送装置2a〜2eから見て、上流側の工程間中継装置4b、4c、4e、4fにワークが無い場合(ワーク有無スイッチがオフの場合)は、前工程待ち時間が発生する。一方、任意のワーク搬送装置2a〜2eから見て、下流側の工程間中継装置4b、4c、4e、4fにワークが有る場合(ワーク有無スイッチがオンの場合)は、後工程待ち時間が発生する。このようにして、各制御装置23a〜23eは、隣りのワーク搬送装置2a〜2eの搬送状況を認識することができる。 Here, each of the five workpiece transfer devices 2a to 2e does not know that the workpiece transfer device 2c is a bottleneck. However, each control apparatus 23a-23e can recognize the conveyance condition of the adjacent workpiece conveyance apparatuses 2a-2e. For example, the inter-process relay devices 4b, 4c, 4e, and 4f include a work presence / absence switch. From the ON / OFF state of the work presence / absence switch (= work is present) -OFF (= work is not present), each of the control devices 23a to 23e can determine the presence / absence of work in the inter-process relay devices 4b, 4c, 4e, and 4f. . In other words, when there is no workpiece in the upstream inter-process relay devices 4b, 4c, 4e, and 4f as viewed from any workpiece transfer devices 2a to 2e (when the workpiece presence / absence switch is off), a waiting time for the previous process occurs. To do. On the other hand, when there is a workpiece in the downstream inter-process relay devices 4b, 4c, 4e, and 4f as viewed from any workpiece transfer device 2a to 2e (when the workpiece presence / absence switch is on), a waiting time for the subsequent process occurs. To do. Thus, each control apparatus 23a-23e can recognize the conveyance condition of the adjacent workpiece conveyance apparatuses 2a-2e.
ワーク搬送装置2a〜2e全てのサイクルタイムが25秒になってから、各制御装置23a〜23eは、各々、独立して第一実施形態の図17、図22の制御方法を実行する。 After the cycle time of all the workpiece transfer apparatuses 2a to 2e has reached 25 seconds, each of the control apparatuses 23a to 23e independently executes the control method of FIGS. 17 and 22 of the first embodiment.
本実施形態のワーク搬送装置は、第一実施形態のワーク搬送装置と、同様の作用効果を有する。本実施形態のように、5台のワーク搬送装置2a〜2eの各制御装置23a〜23eが、各々、独立して図17、図22の制御方法を実行してもよい。 The workpiece conveyance apparatus of this embodiment has the same effect as the workpiece conveyance apparatus of 1st embodiment. Like this embodiment, each control apparatus 23a-23e of the five workpiece conveyance apparatuses 2a-2e may each independently perform the control method of FIG. 17, FIG.
<<第三実施形態>>
本実施形態と第二実施形態との相違点は、上位制御装置が第一実施形態の図17、図22の制御方法を実行する点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
<< Third embodiment >>
The difference between the present embodiment and the second embodiment is that the host control device executes the control method of FIGS. 17 and 22 of the first embodiment. Here, only differences will be described.
図24に、本実施形態のワーク搬送装置が配置されている生産ラインの模式図を示す。なお、図23と対応する部位については、同じ符号で示す。図24に示すように、搬送ライン8は、上位制御装置80を備えている。上位制御装置80は、本発明の「制御装置」の概念に含まれる。
In FIG. 24, the schematic diagram of the production line by which the workpiece conveyance apparatus of this embodiment is arrange | positioned is shown. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 23, it shows with the same code | symbol. As shown in FIG. 24, the
5台のワーク搬送装置2a〜2eと上位制御装置80とは、LAN(Local Area Network)により接続されている。5台のワーク搬送装置2a〜2eは、自身のサイクルタイムを、順次、上位制御装置80に伝送する。上位制御装置80は、5台のワーク搬送装置2a〜2eが揃ったら(つまり、5台のワーク搬送装置2a〜2eのサイクルタイムが、ボトルネックであるワーク搬送装置2cのサイクルタイム25秒になったら)、当該サイクルタイム(=25秒)を各ワーク搬送装置2a〜2eに伝送する。
The five workpiece transfer devices 2a to 2e and the
ワーク搬送装置2a〜2e全てのサイクルタイムが25秒になってから、上位制御装置80は、第一実施形態の図17、図22の制御方法を実行する。
After the cycle time of all the workpiece transfer apparatuses 2a to 2e reaches 25 seconds, the
本実施形態のワーク搬送装置は、第一実施形態のワーク搬送装置と、同様の作用効果を有する。本実施形態のように、上位制御装置80が、総括的に図17、図22の制御方法を実行してもよい。
The workpiece conveyance apparatus of this embodiment has the same effect as the workpiece conveyance apparatus of 1st embodiment. As in the present embodiment, the
図23に示すように、第二実施形態の場合、ワーク搬送装置2a〜2eが、各々、制御装置23a〜23eを持っていた。これらの制御装置23a〜23eは、各々、前工程または後工程のワーク搬送装置2a〜2eのサイクルタイム(前後工程待ち時間)しか監視できなかった。このため、一度に、各ワーク搬送装置2a〜2eのサイクルタイムを、ボトルネックであるワーク搬送装置2cのサイクルタイムに、統一することができなかった。 As shown in FIG. 23, in the case of the second embodiment, the workpiece transfer devices 2a to 2e have control devices 23a to 23e, respectively. Each of these control devices 23a to 23e can only monitor the cycle time (pre- and post-process waiting time) of the workpiece transfer devices 2a to 2e in the previous process or the subsequent process. For this reason, it was not possible to unify the cycle times of the workpiece transfer apparatuses 2a to 2e at the same time as the cycle time of the workpiece transfer apparatus 2c that is a bottleneck.
これに対して、図24に示すように、本実施形態によると、LAN接続された各ワーク搬送装置2a〜2eから、上位制御装置80に、現状どのようなサイクルタイムで動作しているのかが、瞬時に報告される。このため、上位制御装置80は、全ワーク搬送装置2a〜2eのサイクルタイムを監視することができる。したがって、上位制御装置80は、どのワーク搬送装置2a〜2eがボトルネックになっているのかを、簡単に判断することができる。よって、上位制御装置80は、一度に、各ワーク搬送装置2a〜2eに対して、ボトルネックであるワーク搬送装置2cのサイクルタイムで動くように、指示を出すことができる。つまり、一度に、各ワーク搬送装置2a〜2eのサイクルタイムを、ボトルネックであるワーク搬送装置2cのサイクルタイムに、統一することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 24, according to the present embodiment, what cycle time is currently being operated from each of the workpiece transfer apparatuses 2a to 2e connected to the LAN to the
なお、上位制御装置80の実施形態は、5台のワーク搬送装置2a〜2eの動作や動作手順などの全ての制御を受け持つ形態でもよい。また、図23に示す各ワーク搬送装置2a〜2eの制御装置23a〜23eを統括する形態でもよい。
It should be noted that the embodiment of the
<<その他>>
以上、本発明のワーク搬送装置の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<< Other >>
Heretofore, the embodiment of the workpiece transfer device of the present invention has been described. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
例えば、上記実施形態においては、ワーク搬送装置2a〜2cとしてガントリローダを用いたが、他のタイプのローダを用いてもよい。搬送ロボット20の構成は特に限定しない。図3に示すY軸伸縮アーム201の代わりに、前後方向に揺動するスイングアームを配置してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the gantry loader is used as the workpiece transfer apparatuses 2a to 2c, but other types of loaders may be used. The configuration of the
上記実施形態においては、図17のステップ10において、ワークWの搬送経路を、図19に示す最短時間経路L2から、図20に示す最短距離経路L3に、切り替えた。しかしながら、最短距離経路L3に切り替える前のワークWの搬送経路は特に限定しない。例えば、図16に示す下向きのE字状の搬送経路L1であってもよい。また、ワークWの搬送経路は、三次元的であってもよい。例えば、上下左右方向のみならず、前後方向にワークWを搬送してもよい。
In the above embodiment, in
上記実施形態においては、図22のステップ24、ステップ25において、定常動作外コードの実行回数k>しきい値N2の場合に定常動作をリセットした。しかしながら、定常動作をリセットしなくてもよい。つまり、ステップ24、ステップ25を削除してもよい。この場合、図4に示す記憶部230cの定常動作が、そのまま引き継がれる。このため、図17のステップ6において、定常動作を再決定する必要がなくなる。
In the above embodiment, in
また、最初に図17のステップ6において定常動作を決定する場合の動作パターンの連続実行回数(以下、「第一規定回数」と称す。)と、図22のステップ25で定常動作をリセットした後に図17のステップ6において定常動作を再決定する場合の動作パターンの連続実行回数(以下、「第二規定回数」と称す。)と、は一致しても、異なってもよい。例えば、第一規定回数と第二規定回数とが同数でもよい。また、第二規定回数が、第一規定回数よりも、少なくてもよい。第一規定回数、第二規定回数は、作業者が自在に設定することができる。
Further, after the number of continuous executions of the operation pattern (hereinafter referred to as “first specified number of times”) in the case where the steady operation is first determined in
上記実施形態においては、ワーク搬出工程(図12〜図15)と、ワーク加工工程と、を並行して実行した。しかしながら、ワーク搬入工程(図5〜図7)と、ワーク加工工程とを並行して行ってもよい。また、ワーク搬出工程およびワーク搬入工程と、ワーク加工工程と、を並行して行ってもよい。 In the above embodiment, the workpiece unloading process (FIGS. 12 to 15) and the workpiece machining process are executed in parallel. However, the workpiece carry-in process (FIGS. 5 to 7) and the workpiece machining process may be performed in parallel. Moreover, you may perform a workpiece carry-out process and a workpiece carry-in process, and a workpiece processing process in parallel.
上記実施形態においては、図17のステップ4において、図18に示すように、制御装置23が、ロボット走行用モータ25、ロボットアーム上下軸モータ24に対して、瞬間最大トルクをカットして、定格トルク内での最大トルクしか出せないように、トルク制限指示を出した。
In the above embodiment, in
しかしながら、制御装置23が、ロボット走行用モータ25、ロボットアーム上下軸モータ24に対して、定格トルク内での最大トルクをカットして、図18に示す制限トルクしか出せないように、トルク制限指示を出してもよい。
However, the
こうすると、搬送ロボット20の消費電力を削減することができる。また、例えば、急加速、急減速による搬送中の衝撃で、ワークWや搬送ロボット20が受けるダメージを、軽減することができる。また、仮に、搬送中に、ワークWや搬送ロボット20が隣接部材などに干渉、衝突した場合であっても、ワークWや搬送ロボット20や隣接部材が受けるダメージを、軽減することができる。
In this way, the power consumption of the
上記実施形態においては、図17のステップ4において、式(1)により補正値Xを演算した。しかしながら、生産計画に余裕がある場合など、定常動作に要するサイクルタイムTsを延ばしてよい場合は、サイクルタイムTsをサイクルタイムTc(Tc>Ts)に変更してもよい。
In the above embodiment, the correction value X is calculated according to the equation (1) in
新たなサイクルタイムTcは、図4に示す入力装置27を介して、作業者が制御装置23に入力する。サイクルタイム変更後の補正値Xは、搬送移動時間Ti、前後工程待ち時間Twとして、以下の式(3)により、演算する。
X=[Ti/{Ti+Tw+(Tc−Ts)}]×100 ・・・式(3)
このように、作業者の指示によりサイクルタイムそのものを変更してもよい。
The new cycle time Tc is input to the
X = [Ti / {Ti + Tw + (Tc−Ts)}] × 100 (3)
Thus, the cycle time itself may be changed according to the operator's instruction.
2a〜2e:ワーク搬送装置、20:搬送ロボット、21:ロボット走行台、22:支柱、23:制御装置、23a〜23e:制御装置、24:ロボットアーム上下軸モータ、25:ロボット走行用モータ、26:ロボットチャック旋回用モータ、27:入力装置、200:走行軸スライド、201:Y軸伸縮アーム、202:ロボットアーム、203:ロボットチャック、204:本体、230:コンピュータ、230a:入出力インターフェイス、230b:演算部、230c:記憶部。
3a〜3e:マシニングセンタ、30:ベッド、31:主軸台、32:工具軸側スライド、310:X軸下スライド、311:X軸スライド、312:本体、313:主軸側チャック、314:X軸モータ、315:回転モータ、320:Z軸下スライド、321:Z軸スライド、322:コラム、323:Y軸下スライド、324:Y軸スライド、325:Y軸モータ、326:Z軸モータ、327:工具軸。
4a:未加工ワーク供給装置、4b:工程間中継装置、4c:工程間中継装置、4d:加工完了済ワークストッカ装置、4e:工程間中継装置、4f:工程間中継装置、40:テーブル、44:シフト装置、45:トレイ。
8:搬送ライン、80:上位制御装置(制御装置)。
9:生産ライン。
L1:搬送経路、L2:最短時間経路、L3:最短距離経路、P1:ワーク搬入位置、P2:ワーク加工位置、P3:ワーク搬出位置、R:安全領域、T:工具、W:ワーク。
2a to 2e: Work transfer device, 20: Transfer robot, 21: Robot traveling table, 22: Support column, 23: Control device, 23a-23e: Control device, 24: Robot arm vertical axis motor, 25: Robot travel motor, 26: motor for turning the robot chuck, 27: input device, 200: travel axis slide, 201: Y-axis telescopic arm, 202: robot arm, 203: robot chuck, 204: main body, 230: computer, 230a: input / output interface, 230b: arithmetic unit, 230c: storage unit.
3a to 3e: machining center, 30: bed, 31: headstock, 32: tool axis side slide, 310: X axis lower slide, 311: X axis slide, 312: main body, 313: main axis side chuck, 314: X axis motor 315: Rotation motor, 320: Z axis lower slide, 321: Z axis slide, 322: Column, 323: Y axis lower slide, 324: Y axis slide, 325: Y axis motor, 326: Z axis motor, 327: Tool axis.
4a: Unprocessed workpiece supply device, 4b: Interprocess relay device, 4c: Interprocess relay device, 4d: Machining completed work stocker device, 4e: Interprocess relay device, 4f: Interprocess relay device, 40: Table, 44 : Shift device, 45: Tray.
8: Transport line, 80: Host control device (control device).
9: Production line.
L1: transport path, L2: shortest time path, L3: shortest distance path, P1: workpiece loading position, P2: workpiece machining position, P3: workpiece unloading position, R: safety area, T: tool, W: workpiece.
Claims (4)
前記搬送ロボットを制御する制御装置と、
を備えるワーク搬送装置であって、
前記搬送ロボットは、前記ワーク搬入位置、該ワーク搬入位置の下流側に配置されるワーク加工位置、該ワーク加工位置の下流側に配置される前記ワーク搬出位置、の順に前記ワークを搬送し、
前記搬送経路は、該搬送ロボットおよび該ワークが隣接部材に干渉しないで移動できる安全領域内を通過するように、設定されており、
該ワーク搬入位置および該ワーク搬出位置のうち少なくとも一方に対して該搬送ロボットが待ち時間を有する場合、
前記制御装置は、該搬送経路を、該安全領域内に曲線状に設定された最短時間経路から、該安全領域内に折れ線状に設定された最短距離経路に、切り替える経路切替制御を実行可能であることを特徴とするワーク搬送装置。 A transport robot that transports the workpiece along the transport path from the workpiece loading position to the workpiece unloading position;
A control device for controlling the transfer robot;
A workpiece transfer device comprising:
The transport robot transports the workpiece in the order of the workpiece loading position, a workpiece machining position disposed downstream of the workpiece loading position, and the workpiece unloading position disposed downstream of the workpiece machining position,
The transport path so as to pass through the safety area where the transfer robot and the workpiece can move without interfering with the adjacent member are set,
If the transfer robot has a latency to at least one of the work loading position and the work unloading position,
Wherein the control device, the conveying path, said the shortest time path set in a curved shape in the safety area, the shortest distance path set in polygonal line in the safe area, can perform path switching control for switching There is a workpiece transfer device.
Tj−Ti<Tw The control device sets the travel time of the shortest distance route to Tj, the travel time of the shortest time route to Ti, and the waiting time to Tw. The work conveyance apparatus according to claim 1 or 2 which switches to a distance course.
Tj-Ti <Tw
前記待ち時間は、該搬送ラインの複数の該ワーク搬送装置のうち、ボトルネックとなる該ワーク搬送装置のサイクルタイムにより発生する請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のワーク搬送装置。 Any one of the workpiece transfer devices on a transfer line that transfers a plurality of workpiece transfer devices in series,
4. The work transfer device according to claim 1, wherein the waiting time is generated by a cycle time of the work transfer device serving as a bottleneck among the plurality of work transfer devices of the transfer line. 5.
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