JP6873719B2 - 切削加工システム - Google Patents

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Description

本発明は、切削加工システムに関する。
従来から、セラミック材料または樹脂材料などの被加工物であるワークを所望の形状に切削する切削加工装置が知られている。この種の切削加工装置の一例として、特許文献1には、ワークが複数収容されるオートワークチェンジャーが開示されている。
特許文献1に開示されたオートワークチェンジャーは、複数のワークを収容可能なストカーと、加工エリアにおいてワークを切削加工する切削部と、ストッカーと加工エリアとの間でワークの搬送を行う搬送部と、制御装置を備えている。ワークは、パレットに装着され、パレットには加工プログラム番号が記憶されたデータ記憶器が設けられている。また、搬送部によってワークを搬送する経路(以下、搬送経路という。)には、データ記憶器に記憶された加工プログラム番号を読み出すデータ読出器が設けられている。制御装置には、加工プログラム番号に基づいた加工プログラムが記憶されている。制御装置は、データ読出器によって読み出された加工プログラム番号に基づいた加工プログラムに沿って、切削部を制御する。
特許文献1に開示されたオートワークチェンジャーによれば、搬送部によってワークが搬送されている際、ワークが装着されたパレットの加工プログラム番号がデータ読出器によって読み出される。そして、データ読出器によって読み出された加工プログラム番号に基づいた加工プログラムに沿って、加工エリアにおいてワークが自動で切削加工される。このことによって、複数のワークに対して切削加工を自動で行うことができる。
特開平5−16051号公報
しかしながら、特許文献1に開示されたオートワークチェンジャーでは、ユーザが切削加工を行いたい加工プログラムに対応した加工プログラム番号のパレットが装着されたワークがストッカーに収容されていないことがあり得る。このように、加工プログラムに対応した加工プログラム番号のパレットが装着されたワークがストッカーに収容されていない場合、加工プログラムを実行している途中で切削が終了するおそれがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のワークを自動で切削する加工プログラムを実行可能な切削加工システムにおいて、加工プログラムによる切削加工を適切に実行可能な切削加工システムを提供することである。
本発明に係る切削加工システムは、ワーク収容装置と、切削加工装置と、ワーク搬送装置と、制御装置とを備えている。前記ワーク収容装置は、複数のワークが収容されるストッカーを有する。前記切削加工装置は、加工プログラムに基づいて前記ワークを切削する。前記ワーク搬送装置は、前記ストッカーに収容された前記ワークを前記切削加工装置に搬送する。前記制御装置は、前記切削加工装置および前記ワーク搬送装置を制御する。前記ワークには、前記ワークを識別する識別子が記憶された記憶器が設けられている。前記ワーク搬送装置は、前記記憶器に記憶された前記識別子を読み込む読込器を備えている。前記制御装置は、記憶部と、読込部と、判定部と、切削制御部と、エラー通知部とを備えている。前記記憶部には、前記加工プログラム、および、前記加工プログラムにおいて対象となる前記識別子である対象識別子のリストである対象リストが記憶されている。前記読込部は、前記切削加工装置によって切削が行われる前において、前記ストッカーに収容された複数の前記ワークのそれぞれの前記記憶器に記憶された前記識別子を前記読込器によって読み込む。前記判定部は、前記対象リスト内の前記対象識別子が、前記読込部によって読み込まれた前記識別子に含まれるか否かを判定する。前記切削制御部は、前記判定部によって、前記対象リスト内の前記対象識別子が前記読込部によって読み込まれた前記識別子に含まれていると判定された場合、前記対象識別子と同一の前記識別子が記憶された前記記憶器が設けられた前記ワークに対して切削を行うように、前記ワーク搬送装置および前記切削加工装置を制御する。前記エラー通知部は、前記判定部によって、前記対象リスト内の前記対象識別子の少なくとも1つが前記読込部によって読み込まれた前記識別子に含まれていないと判定された場合、エラーを通知する。
仮に、実行する加工プログラムの対象となる識別子を有するワークがストッカーに収容されていない状態で加工プログラムを実行している場合、切削の途中に、対象となるワークがストッカーに収容されていないことを知るため、切削加工装置による切削が途中で中断されることになる。しかしながら、本発明の切削加工システムによれば、加工プログラムを実行する前において、実行する加工プログラムの対象となる識別子を有するワークがストッカーに収容されていない場合、エラー通知部によってエラーが通知される。この場合、複数のワークに対する切削が開始されない。よって、対象となるワークが収容されていないことに起因して、切削が途中で中断されることを防ぐことができる。したがって、加工プログラムによる切削加工を適切に実行することができる。
本発明によれば、複数のワークを自動で切削する加工プログラムを実行可能な切削加工システムにおいて、加工プログラムによる切削加工を適切に実行することが可能な切削加工システムを提供することができる。
実施形態に係る切削加工システムの斜視図である。 アダプタが取り付けられたワークの平面図である。 切削加工システムの斜視図であり、ワーク収容装置の扉部が開いている状態を示す図である。 ストッカーと第1搬送機構との位置関係を示す概念図であり、ストッカーの正面図である。 ワーク搬送装置の平面図であり、把持部がワークを把持している状態を示す図である。 ワーク搬送装置の平面図であり、把持部がワークを把持していない状態を示す図である。 切削加工装置の正面図である。 ツールマガジンの斜視図である。 回転支持部材およびクランプの斜視図である。 切削加工システムのブロック図である。 加工プログラムによって切削加工される対象となるワークがワーク収容装置に収容されているか否かを判定する手順を示したフローチャートである。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る切削加工システムについて説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら本発明を特に限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略する。
図1は、本実施形態に係る切削加工システム100の斜視図である。以下の説明では、切削加工システム100を正面から見たときに、切削加工システム100から遠ざかる方を前方、切削加工システム100に近づく方を後方とする。ここでは、左、右、上、下とは、切削加工システム100を正面から見たときの左、右、上、下をそれぞれ意味するものとする。また、図面中の符号F、Rr、L、R、U、Dは、それぞれ前、後、左、右、上、下を意味するものとする。本実施形態では、切削加工システム100は、相互に直交する軸を、X軸、Y軸およびZ軸としたとき、X軸とY軸とで構成される平面に配置されている。ここでは、X軸は前後方向に延びた軸である。Y軸は左右方向に延びた軸である。Z軸方向は上下方向に延びた軸である。また、符号θx、θy、θzは、それぞれX軸回り、Y軸回り、Z軸回りの回転方向を示している。ただし、上述した方向は、説明の便宜上定めた方向に過ぎず、切削加工システム100の設置態様を何ら限定するものではなく、本発明を何ら限定するものではない。
図2は、アダプタ6が取り付けられたワーク5の平面図である。本実施形態では、切削加工システム100は、複数のワーク5(図2参照)が収容され、収容された複数のワーク5の中から1つのワーク5を選択し、選択されたワーク5に対して切削加工を行うシステムである。ワーク5とは、切削加工システム100によって切削加工が行われる被加工物のことである。例えば、切削加工システム100は、ワーク5を切削して人工歯を作製する。ただし、切削加工システム100が作製する対象物は、人工歯に限定されない。本実施形態では、図2に示すように、ワーク5の形状は円形状である。しかしながら、ワーク5の形状は特に限定されず、例えば、矩形状であってもよい。ワーク5は、ジルコニア、ワックス、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ハイブリッドレジン、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)、石膏などの各種の材料によって形成されている。ワーク5の材料としてジルコニアを用いるときには、例えば、半焼結したジルコニアが用いられるとよい。なお、ワーク5を形成する材料は特に限定されない。
本実施形態では、図2に示すように、ワーク5にはアダプタ6が取り付けられている。アダプタ6は、切削加工システム100がワーク5を保持する際、後述するワーク搬送装置30の把持部32(図5参照)に把持されるものであり、パレットとも呼ばれる。ワーク5は、アダプタ6が取り付けられた状態で、切削加工システム100の後述するワーク収容装置10に収容され、かつ、切削加工される。なお、アダプタ6の形状などは特に限定されない。ここでは、アダプタ6の中央部分には、挿入孔7が形成されている。この挿入孔7にワーク5が挿入されることで、アダプタ6にワーク5が取り付けられる。以下の説明において、ワーク5とは、アダプタ6が取り付けられた状態のワーク5のことをいう。ワーク5には、ワーク5の他に、ワーク5に取り付けられたアダプタ6が含まれる。
本実施形態では、ワーク5には、他のワークと区別するために、識別子が付与されている。「識別子」とは、ワーク5を識別するためのものであり、ワーク5毎に異なるものである。例えば、識別子は、加工プログラム番号などの数字または文字であるが、数字および文字に限定されない。ここでは、ワーク5に取り付けられたアダプタ6には、記憶器3が設けられており、この記憶器3には識別子が記憶されている。本実施形態では、記憶器3は、バーコード(例えば、一次元コード)である。しかしながら、記憶器3は、バーコードに限定されず、例えば、二次元コード、ICタグなどであってもよい。
本実施形態では、図1に示すように、切削加工システム100は、ワーク収容装置10と、ワーク搬送装置30(図5参照)と、切削加工装置60と、制御装置110を備えている。以下、ワーク収容装置10、ワーク搬送装置30、切削加工装置60、制御装置110について順に説明する。
図3は、切削加工システム100の斜視図であり、ワーク収容装置10の扉部12が開いている状態を示す図である。本実施形態では、図3に示すように、ワーク収容装置10には、複数のワーク5が収容されている。ワーク収容装置10に収容されたワーク5のうち1つのワーク5は、図4に示すワーク搬送装置30によって、切削加工装置60に搬送される。ワーク収容装置10は、いわゆるワークチェンジャーである。ワーク収容装置10の構成などは特に限定されない。本実施形態では、ワーク収容装置10は、箱状に形成されている。ワーク収容装置10は、収容ケース本体11と、扉部12と、ストッカー13とを備えている。
収容ケース本体11は、箱状に形成されており、内部に空間を有している。この収容ケース本体11の内部の空間は、複数のワーク5が収容され得るストッカー13が配置される空間である。ここでは、収容ケース本体11の前部には、開口17が形成されている。この開口17によって、収容ケース本体11の内部の空間と、収容ケース本体11の外部とが連通する。
扉部12は、収容ケース本体11の前部の開口17を開閉自在に、収容ケース本体11に設けられている。本実施形態では、扉部12は、板状の部材であり、例えば、右端を軸にして回転可能に収容ケース本体11に支持されている。図1に示すように、扉部12には、右部から右方に延びた支持突起12aが設けられており、この支持突起12aが収容ケース本体11に支持されている。ここでは、扉部12は、支持突起12aを軸にして回転することで、図3に示すように、収容ケース本体11の開口17を開閉する。なお、扉部12には、扉部12が開口17を開放している際に、収容ケース本体11に対して扉部12の移動をロックするロック機構が設けられていてもよい。また、切削加工装置60による切削加工中において、扉部12は、開口17を開閉可能に移動可能に構成されている。しかしながら、切削加工装置60による切削加工中において、扉部12は、開口17を閉鎖している状態で、ロックされていてもよい。
ストッカー13には、複数のワーク5が収容される。本実施形態では、ストッカー13は扉部12に設けられており、扉部12の動作に連動する。扉部12が開口17を閉鎖している際、ストッカー13は、収容ケース本体11の内部の空間に収容されている。しかしながら、ストッカー13は、扉部12に設けられておらず、収容ケース本体11内の空間に単に配置されていてもよい。本実施形態では、ストッカー13は、ストッカー本体21と、複数の収容部22とを備えている。ストッカー本体21は、上下方向に延びた箱状のものである。本実施形態では、ストッカー本体21の上端と、扉部12の上端とは、上側連結板26によって連結されている。ストッカー本体21の下端と、扉部12の下端とは、下側連結板27によって連結されている。ここでは、扉部12が支持突起12a(図1参照)を軸にして回転する際、ストッカー本体21は、扉部12とともに回転する。
複数の収容部22のそれぞれには、アダプタ6(図2参照)が取り付けられたワーク5が収容される。複数の収容部22は、ストッカー本体21に設けられている。複数の収容部22は、上下方向に並ぶように配置されている。収容部22は、内部に空間を有したものであり、この内部の空間にワーク5が収容される。例えば、収容部22の空間を形成する内周面の形状は、アダプタ6に対応した形状をしている。1つの収容部22に対して1つのワーク5が収容される。本実施形態では、9つの収容部22が配置され、9つのワーク5をストッカー13に収容することが可能である。しかしながら、収容部22の数は特に限定されない。また、複数の収容部22の配置位置は特に限定されず、例えば、複数の収容部22の一部は、左右方向に並んで配置されていてもよい。本実施形態では、扉部12が収容ケース本体11の開口17を閉鎖している際、収容部22は、左方に向かって開口している。一方、扉部12が開口17を開放している際、収容部22は、前方に向かって開口している。
図4は、ストッカー13とワーク搬送装置30の第1搬送機構37との位置関係を示す概念図であり、ストッカー13の正面図である。図4に示すように、収容部22には、収容センサ22aが設けられている。収容センサ22aは、収容部22にワーク5が収容されているか否かを判定するためのセンサである。収容センサ22aの種類は特に限定されないが、例えば、収容センサ22aは、マイクロスイッチ、光電センサなどである。
なお、本実施形態では、図3に示すように、ストッカー本体21における複数の収容部22の間には、搬送孔23が形成されている。搬送孔23は、収容部22に収容されたワーク5がワーク搬送装置30によって切削加工装置60に搬送される際に、ワーク5が通過する孔である。搬送孔23は、収容ケース本体11内の空間と、切削加工装置60の後述する切削ケース本体61(図7参照)内の空間とを連通させる孔である。搬送孔23の形状は特に限定されないが、例えば、矩形状である。また、搬送孔23が形成されている位置は特に限定されない。ここでは、搬送孔23は、ストッカー本体21において、下から1つ目の収容部22と、下から2つ目の収容部22との間の部分に形成されている。
次に、ワーク搬送装置30について説明する。図5は、ワーク搬送装置30の平面図であり、把持部32がワーク5を把持している状態を示す図である。図6は、ワーク搬送装置30の平面図であり、把持部32がワーク5を把持していない状態を示す図である。ワーク搬送装置30は、ワーク収容装置10のストッカー13に収容された複数のワーク5の中から1つのワーク5を選択し、選択したワーク5を切削加工装置60に搬送する装置である。言い換えると、ワーク搬送装置30は、ストッカー13の収容部22に収容されたワーク5をストッカー13から取り出すものであり、かつ、取り出したワーク5を切削加工装置60に搬送するものである。また、ワーク搬送装置30は、ストッカー13の収容部22にワーク5を収容するものである。図4に示すように、ワーク搬送装置30は、収容ケース本体11の内部の空間に配置されている。なお、ワーク搬送装置30の構成は特に限定されない。本実施形態では、図5に示すように、ワーク搬送装置30は、搬送本体31と、把持部32と、第1搬送機構37と、第2搬送機構38とを備えている。
図4に示すように、搬送本体31は、収容ケース本体11内に配置されている。図5に示すように、把持部32は、アダプタ6が取り付けられたワーク5を把持するものである。本実施形態では、把持部32は、第1フック33aと、第2フック33bと、第1バネ34と、第2バネ35とを有している。第1フック33aと第2フック33bによって、ワーク5を挟み込むことで、ワーク5を把持する。第1フック33aおよび第2フック33bは、搬送本体31に設けられている。本実施形態では、搬送本体31は、左右方向に移動可能な板状の第1搬送本体31aを有している。第1フック33aおよび第2フック33bは、第1搬送本体31aの上面に配置されている。第1フック33aと第2フック33bとは、前後方向に対向するように配置されている。ここでは、第1搬送本体31aには、上方に延びた第1軸41および第2軸42が設けられている。第1軸41と第2軸42は、前後方向において対向している。第1フック33aは、第1軸41に支持されており、第1軸41を軸にして回転可能である。また、第2フック33bは、第2軸42に支持されており、第2軸42を軸にして回転可能である。
第1バネ34は、第1フック33aに対して弾性力を付与するものである。本実施形態では、第1フック33aと第2フック33bによってワーク5を把持する際、第1バネ34は、第1フック33aの先端部(図5では右端部)が第2フック33b側に移動するような向きに弾性力を付与する。第2バネ35は、第2フック33bに対して弾性力を付与するものである。本実施形態では、第1フック33aと第2フック33bによってワーク5を把持する際、第2バネ35は、第2フック33bの先端部(図5では右端部)が第1フック33a側に移動するような向きに弾性力を付与する。ここでは、ワーク5が後述するクランプ66(図9参照)に固定され、かつ、第1フック33aと第2フック33bによってワーク5が把持された状態で、第1フック33aおよび第2フック33bがワーク5側(図5では右側)に押されると、図6に示すように、第1フック33aおよび第2フック33bのそれぞれの先端部が外側に広がる。このとき、第1バネ34は、第1フック33aを第2フック33b側に弾性力を付与しないように構成されている。第2バネ35は、第2フック33bを第1フック33a側に弾性力を付与しないように構成されている。このことで、第1フック33aおよび第2フック33bによるワーク5の把持が解除される。このように、本実施形態では、第1フック33aと第2フック33bは、バネ34、35によって、ワーク5を把持するように構成されているが、電気的な制御によってワーク5を把持するように構成されていてもよい。
図4に示すように、第1搬送機構37は、ワーク収容装置10の収容ケース本体11の内部において、搬送本体31および把持部32(詳しくは、第1フック33aおよび第2フック33b)を上下方向に搬送するものである。本実施形態では、上下方向は本発明の「第1方向」に対応する。なお、第1搬送機構37の具体的な構成は特に限定されない。ここでは、図5に示すように、第1搬送機構37は、本発明のレールの一例である一対の第1レール37aと、本発明の駆動モータの一例である第1駆動モータ37bとを備えている。一対の第1レール37aは、収容ケース本体11内において、それぞれ前後方向に対向するように配置されている。また、図4に示すように、一対の第1レール37aは、ワーク収容装置10のストッカー13と左右方向で対向するように上下方向に延びている。図5に示すように、一対の第1レール37aには、搬送本体31が摺動自在に設けられている。搬送本体31は、一対の第1レール37aの間に配置されている。第1駆動モータ37bは、搬送本体31および把持部32を上下方向に移動させるモータである。ここでは、第1駆動モータ37bは、搬送本体31に接続されており、搬送本体31を一対の第1レール37aに沿って上下方向に移動させることで、把持部32を上下方向に移動させる。
第2搬送機構38は、把持部32に把持されワーク5を切削加工装置60に搬送するものである。本実施形態では、第2搬送機構38は、第1搬送本体31aおよび把持部32を左右方向に搬送するものである。第2搬送機構38は、ストッカー13のストッカー本体21に形成された搬送孔23(図3参照)を通じて、ワーク5を切削加工装置60に搬送する。なお、第2搬送機構38の具体的な構成は特に限定されない。本実施形態では、図5に示すように、第2搬送機構38は、一対の第2レール38aと、第2駆動モータ38bとを備えている。一対の第2レール38aは、伸縮可能であり、左右方向に延びることが可能なレールである。一対の第2レール38aは、前後方向に対向するように配置されている。ここでは、1つの第2レール38aは、固定レール39aと、移動レール39bと、中間レール39cとを有している。本実施形態では、搬送本体31は、箱状の第2搬送本体31bを有しており、第2搬送本体31bには、上述した第1搬送本体31aが収容可能である。固定レール39aは、第2搬送本体31bに固定されている。移動レール39bは、第1搬送本体31aに設けられている。中間レール39cは、固定レール39aと移動レール39bとを繋ぐものであり、固定レール39aと移動レール39bの間に配置されている。中間レール39cは、固定レール39aおよび移動レール39bに対して摺動自在に設けられている。
第2駆動モータ38bは、搬送本体31の第1搬送本体31aおよび把持部32(詳しくは、第1フック33aおよび第2フック33b)を左右方向に移動させるモータである。例えば、第2駆動モータ38bは、第1搬送本体31aに接続されている。しかしながら、第2駆動モータ38bは、一対の第2レール38aの何れかに接続されていてもよい。ここでは、第2駆動モータ38bが駆動することで、固定レール39aと移動レール39bの間隔が変化する。例えば、固定レール39aと移動レール39bとの間隔が広がることで、移動レール39bが設けられた第1搬送本体31aおよび把持部32に把持されたワーク5が搬送孔23を通じて切削加工装置60に搬送される。また、固定レール39aと移動レール39bとの間隔が狭くなり、固定レール39aと移動レール39bとが前後方向に重なることで、第2搬送本体31b内に、第1搬送本体31aおよび把持部32が収容された状態となる。
本実施形態では、ワーク搬送装置30は、読込器58を備えている。読込器58は、ワーク5に取り付けられたアダプタ6の記憶器3(図2参照)に記憶された識別子を読み込むものである。本実施形態では、読込器58は、非接触式の読込器であり、記憶器3の近傍を通過することで、記憶器3に記憶された識別子を読み込む。しかしながら、読込器58は、記憶器3に対して接触することで識別子を読み込むことが可能な、いわゆる接触式の読込器であってもよい。図4に示すように、読込器58は、搬送本体31に設けられている。詳しくは、読込器58は、第2搬送本体31bに設けられているが、第1搬送本体31aに設けられていてもよい。ここでは、第2搬送本体31b内に第1搬送本体31aが収容された状態で、搬送本体31が第1レール37aに沿って上下方向に移動することで、読込器58は、収容部22に収容されたワーク5の記憶器3に記憶された識別子を読み込むことができる。
次に、切削加工装置60について説明する。本実施形態では、図1に示すように、切削加工装置60は、ワーク搬送装置30によって搬送されたワーク5を切削するものである。ここでは、切削加工装置60は、ワーク収容装置10と一体的に形成されている。しかしながら、切削加工装置60は、ワーク収容装置10と別体であってもよい。切削加工装置60は、箱状に形成されており、一部がワーク収容装置10と連通している。なお、切削加工装置60の構成は特に限定されない。
図7は、切削加工装置60の正面図である。図7では、カバー62が開いている状態が示されている。また、図7では、ワーク収容装置10は省略されている。図8は、ツールマガジン64の斜視図である。図9は、回転支持部材65およびクランプ66の斜視図である。本実施形態では、図7に示すように、切削加工装置60は、切削ケース本体61と、カバー62と、スピンドル63と、ツールマガジン64と、回転支持部材65と、クランプ66(図9参照)とを備えている。切削ケース本体61は、箱状に形成されており、内部に空間を有している。切削ケース本体61の前部は開口している。カバー62は、切削ケース本体61の開口を開閉自在に、切削ケース本体61に支持されている。
スピンドル63は、加工ツール8を使用して、加工ツール8を回転させてワーク5を切削するものである。スピンドル63は、ツール把持部71と、回転部72とを備えている。ツール把持部71は、加工ツール8の上端部を把持するものである。本実施形態では、ツール把持部71の上端には、回転部72が設けられている。
回転部72は、ツール把持部71に把持された加工ツール8を回転させるものである。回転部72は、上下方向に延びている。ここでは、回転部72には、第3駆動モータ72a(図10参照)が接続されている。この第3駆動モータ72aが駆動することで、回転部72は、Z軸回りθzに回転可能に構成されている。回転部72の回転に伴い、ツール把持部71に把持された加工ツール8はZ軸回りθzに回転する。また、回転部72は、図示しない第1駆動部材によって左右方向および上下方向に移動するように構成されている。
図8に示すように、ツールマガジン64は、複数の加工ツール8を収容することが可能なものである。本実施形態では、ツールマガジン64は、箱状に形成されている。ツールマガジン64の上面には、加工ツール8を収容する複数の孔部81が形成されている。加工ツール8は、その上部が露出された状態で孔部81に挿通されている。加工ツール8を交換する際には、ツール把持部71によって把持されている加工ツール8を孔部81に戻す。そして、次に使用する加工ツール8の上方の位置までツール把持部71および回転部72を移動させ、ツール把持部71の下方に位置する加工ツール8の上端をツール把持部71が把持する。
ツールマガジン64には、回転支持部材65(図9参照)を回転可能に支持する回転軸83が設けられている。回転軸83は左右方向に延びており、図9に示すように、回転支持部材65に連結している。図示は省略するが、ツールマガジン64には、第2駆動部材が設けられている。回転軸83は、この第2駆動部材によって、Y軸回りθyに回転可能に構成されている。回転軸83がY軸回りθyに回転することによって、回転支持部材65はY軸回りθyに回転する。
回転支持部材65は、クランプ66を回転可能に支持している。回転支持部材65は、平面視で、略U字形状に形成されている。回転支持部材65は、回転軸83と連結されている。回転支持部材65は、前後方向に延びた第1部分91と、第1部分91の後端から左方に延びた第2部分92と、第1部分91の前端から左方に延びた第3部分93とを備えている。クランプ66は、第2部分92および第3部分93に回転可能に支持されている。第3部分93には、クランプ66をX軸回りθxに回転させる第4駆動モータ95が設けられている。
クランプ66は、ワーク5を切削する際にワーク5を保持する部材である。例えば、クランプ66は、ワーク5に取り付けられたアダプタ6(図2参照)の形状の一部に対応した形状をしている。クランプ66は、平面視において、略C字形状である。クランプ66は、ワーク搬送装置30によって搬送されたワーク5を保持する。本実施形態では、クランプ66によって保持されたワーク5に対して、切削加工が行われる。
次に、制御装置110について説明する。図10は、切削加工システム100のブロック図である。制御装置110は、ワーク5の搬送および切削を制御する装置である。制御装置110は、マイクロコンピュータからなっており、切削加工システム100の内部に設けられている。例えば、制御装置110は、収容ケース本体11の内部に設けられていてもよいし、切削ケース本体61の内部に設けられていてもよい。また、制御装置110の一部は、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータによって実現されてもよい。制御装置110は、中央処理装置(CPU)と、CPUが実行するプログラムなどを格納したROMと、RAMなどを備えている。ここでは、マイクロコンピュータ内に保存されたプログラムを使用して、ワーク5の搬送および切削に関する制御を行う。
本実施形態では、図10に示すように、制御装置110は、ワーク収容装置10、ワーク搬送装置30および切削加工装置60に電気的に接続されている。具体的には、制御装置110は、ワーク収容装置10の収容センサ22aに電気的に接続されている。制御装置110は、収容部22にワーク5が収容された際、収容センサ22aから収容信号を受信し、収容部22からワーク5が取り出された際、収容センサ22aから非収容信号を受信する。
制御装置110は、ワーク搬送装置30の第1搬送機構37の第1駆動モータ37b、第2搬送機構38の第2駆動モータ38b、および、読込器58にそれぞれ電気的に接続されている。制御装置110は、第1駆動モータ37bの駆動を制御することで、搬送本体31および把持部32における上下方向への移動を制御する。また、制御装置110は、第2駆動モータ38bの駆動を制御することで、搬送本体31および把持部32における左右方向への移動を制御する。制御装置110は、収容部22に収容されたワーク5の記憶器3に記憶された識別子を読込器58が読み込んだ際、読込器58から識別子に関する情報を受信する。
制御装置110は、切削加工装置60の第3駆動モータ72aおよび第4駆動モータ95に電気的に接続されている。制御装置110は、第3駆動モータ72aの駆動を制御することで、スピンドル63の回転部72の回転を制御する。なお、図示は省略するが、制御装置110は、回転部72を左右方向および上下方向に移動するように制御することが可能である。制御装置110は、第4駆動モータ95の駆動を制御することで、クランプ66のX軸回りθxの回転を制御する。図示は省略するが、制御装置110は、回転軸83(図9参照)をY軸回りθyに回転するように制御することが可能である。
本実施形態では、制御装置110は、記憶部112と、リスト作成部114と、読込部116と、カウント部118と、カウント判定部120と、判定部122と、切削制御部124と、エラー通知部126とを備えている。これら各部は、ROMに格納されたプログラムによって実現されている。このプログラムは、例えばCDやDVDなどの記録媒体から読み込まれる。なお、このプログラムは、インターネットを通じてダウンロードされるものであってもよい。また、これら各部は、プロセッサ、および、回路などによって実現可能なものであってもよい。なお、上述した各部の具体的な制御などについては後述する。
本実施形態では、切削加工システム100は、表示画面105を備えている。表示画面105は、切削加工システム100に関する情報、切削加工に関する情報などが表示される画面である。表示画面105の種類は特に限定されない。例えば、表示画面105は、ワーク収容装置10の収容ケース本体11、または、切削加工装置60の切削ケース本体61に配置されたパネルである。ただし、表示画面105は、ワーク収容装置10および切削加工装置60と別体である液晶ディスプレイなどのディスプレイであってもよい。
ところで、切削加工システム100は、加工プログラムに基づいて、複数の加工ツール8を使用して自動で複数のワーク5を切削することで、所望の加工物を複数作製する。この加工プログラムとは、所謂NCデータ(NCプログラム)のことである。加工プログラムとは、ワーク搬送装置30の把持部32(図5参照)の動作、切削加工装置60のスピンドル63(図7参照)の動作、および、ワーク5を保持するクランプ66(図9参照)の動作を座標値によって定義した加工工程が複数記録されたものである。すなわち、加工プログラムは、複数の加工工程を有している。これら複数の加工工程に従って、制御装置110がワーク搬送装置30の把持部32、切削加工装置60のスピンドル63およびクランプ66の動作を制御することで、ワーク5を交換しながら、複数のワーク5が加工ツール8によって切削され、所望の加工物が複数作製される。
図11は、加工プログラムによって切削加工される対象となるワーク5がワーク収容装置10に収容されているか否かを判定する手順を示したフローチャートである。次に、加工プログラムを実行してワーク5を切削加工する前において、加工プログラムによって切削加工される対象となるワーク5がワーク収容装置10に収容されているか否かを判定する手順について、図11のフローチャートを用いて説明する。なお、本実施形態では、記憶部112には、切削加工を行う際に使用する加工プログラムが予め記憶されているものとする。
まず、図11のステップS101では、リスト作成部114は、対象リストを作成する。ここで、「対象リスト」とは、実行する加工プログラムにおいて指定される識別子である対象識別子のリストのことである。本実施形態では、加工プログラムの加工工程には、交換コマンドが含まれる。「交換コマンド」とは、切削加工装置60によって切削される対象のワーク5(以下、切削ワークともいう。)を交換するためのコマンドである。交換コマンドは、切削ワークに対応する識別子が指定されたコマンドである。交換コマンドを実行することで、切削加工装置60のクランプ66に保持されるワーク5が、交換コマンドで指定された識別子のワーク5に交換される。
ステップS101では、リスト作成部114は、まず、記憶部112に記憶された加工プログラムであって、これから実行する加工プログラムから交換コマンドを抽出する。そして、リスト作成部114は、抽出した交換コマンドで指定された対象識別子を抽出する。その後、リスト作成部114は、抽出した対象識別子のリストである対象リストを作成する。本実施形態では、リスト作成部114は、対象リストを作成すると共に、抽出した対象識別子の数をカウントする。なお、リスト作成部114によって作成された対象リスト、および、対象識別子の数は、記憶部112に記憶される。
次に、図11のステップS103では、読込部116は、ストッカー13に収容された複数のワーク5のそれぞれの記憶器3に記憶された識別子を、読込器58によって読み込む制御を行う。本実施形態では、ワーク収容装置10の全ての収容部22に収容されたワーク5の記憶器3に記憶された識別子を読込器58に読み込ませるために、読込部116は、第1搬送機構37を制御する。具体的には、読込部116は、図4に示すように、第2搬送本体31b内に第1搬送本体31a(図5参照)が収容されている状態で、搬送本体31を一対の第1レール37aに沿って移動させるように第1駆動モータ37bを制御する。このとき、搬送本体31に設けられた読込器58が収容部22の近傍(詳しくは、収容部22の左方)を通過する際、読込器58は、収容部22に収容されたワーク5の記憶器3に記憶された識別子を読み込む。以下、読込器58によって読み込まれた識別子のことを「読込識別子」ともいう。なお、読込識別子は、記憶部112に記憶される。
次に、図11のステップS105では、カウント部118は、読込部116によって読み込まれた読込識別子の数をカウントする。カウント部118によってカウントされた読込識別子の数は、記憶部112に記憶される。次に、図11のステップS107では、カウント判定部120は、カウント部118によってカウントされた読込識別子の数が、ステップS101においてカウントされた対象識別子の数以上であるか否かを判定する。ここで、カウント部118によってカウントされた読込識別子の数が対象識別子の数以上の場合、次に、ステップS109に進む。一方、カウント部118によってカウントされた読込識別子の数が対象識別子の数未満の場合、対象リスト内の対象識別子のうち少なくとも1つ以上の対象識別子は、ストッカー13の収容部22に収容されたワーク5の識別子に含まれていない。この場合、次に、ステップS113に進む。
ステップS107において、読込識別子の数が対象識別子以上と判定された場合、次に図11のステップS109では、判定部122は、記憶部112に記憶された対象リスト内の対象識別子が読込識別子に含まれるか否かを判定する。本実施形態では、複数の対象識別子の全てが読込識別子に含まれた場合、加工プログラムが実行される。そのため、判定部122によって、対象リスト内の対象識別子の全てが読込識別子に含まれていると判定された場合、次にステップS111に進む。一方、対象リスト内の対象識別子の少なくとも1つが読込識別子に含まれていない場合、読込識別子に含まれない対象識別子に対応したワーク5は、収容部22に収容されていないと判定される。この場合、次にステップS113に進む。
なお、本実施形態では、記憶部112には、前回の加工プログラムを実行する際に、読込部116によって読み込まれた読込識別子のリストが記憶されていてもよい。以下、前回の読込識別子のリストのことを「事前リスト」という。この事前リストは、収容部22の収容センサ22a(図4参照)と連動している。例えば、収容部22からワーク5がユーザなどによって取り出されて収容センサ22aがOFFとなった場合、収容センサ22aがOFFになった収容部22に収容されていたワーク5に対応した識別子が事前リストから削除される。
このような事前リストが記憶部112に記憶されている場合、判定部122は、以下の手順のようにして、対象識別子が読込識別子に含まれるか否かを判定してもよい。この場合、まず判定部122は、読込識別子に含まれ、かつ、事前リストに含まれない識別子である差分識別子を抽出する。そして、判定部122は、対象リスト内の対象識別子が差分識別子に含まれているか否かを判定する。ここで、対象識別子の全てが差分識別子に含まれている場合、判定部122は、対象識別子の全てが読込識別子に含まれていると判定し、次にステップS111に進む。一方、対象識別子の少なくとも1つが差分識別子に含まれていない場合、判定部122は、対象識別子の少なくとも1つが読込識別子に含まれていないと判定し、次にステップS113に進む。
ステップS109において、判定部122によって、対象リスト内の対象識別子の全てが読込識別子に含まれていると判定された場合、次に図11のステップS111では、切削制御部124は、加工プログラムに沿って切削加工を行う。ここでは、切削制御部124は、対象識別子と同一の識別子が記憶された記憶器3が設けられたワーク5に対して切削を行うように、ワーク搬送装置30および切削加工装置60を制御する。
具体的には、加工プログラムの複数の工程のうち、交換コマンドを有する工程を実行する際、まず、切削制御部124は、クランプ66(図9参照)が保持しているワーク5をワーク搬送装置30の把持部32(図5参照)が把持するように制御をする。次に、切削制御部124は、把持部32が把持しているワーク5が以前に収容されていた収容部22に収容されるように、第1搬送機構37および第2搬送機構38を制御する。そして、把持部32が把持しているワーク5を収容部22に収容した後、切削制御部124は、交換コマンドで指定された識別子に対応したワーク5を把持部32に把持させるように制御する。その後、切削制御部124は、交換コマンドで指定された識別子に対応したワーク5を切削加工装置60に搬送するように第1搬送機構37および第2搬送機構38を制御する。ワーク5が切削加工装置60に搬送された後、クランプ66にワーク5を保持させる。このようにして、交換コマンドに関する工程を実行することができる。なお、その後、加工プログラムの次の工程に従って、切削加工装置60のスピンドル63(図7参照)およびクランプ66の動作を制御することで、クランプ66に保持されたワーク5に対して切削を行うことができる。
ステップS107において、読込識別子の数が対象識別子の数未満であると判定された場合、または、ステップS109において、対象識別子の少なくとも1つが読込識別子に含まれていないと判定された場合、次に図11のステップS113に進む。ステップS113では、エラー通知部126は、エラーを通知する。本実施形態では、エラー通知部126は、表示画面105(図10参照)にエラーメッセージを表示する。このエラーメッセージの具体的な内容は特に限定されず、例えば、対象リスト内の対象識別子のうち、読込器58によって読み込まれなかった対象識別子を表示画面105に表示してもよい。なお、エラー通知部126がエラーを通知する具体的な手段は特に限定されない。例えば、エラー通知部126は、音を出力する、または、LEDなどを利用して光を発することで、エラーを通知してもよい。
以上、本実施形態では、加工プログラムを実行する前において、加工プログラムの対象となるワーク5がストッカー13に収容されているか否かを確認している。仮に、実行する加工プログラムの対象となる識別子を有するワーク5がストッカー13に収容されていない状態で加工プログラムを実行している場合、切削の途中に、対象となるワーク5がストッカー13に収容されていないことが分かるため、切削加工装置60による切削が途中で中断されることになる。しかしながら、本実施形態では、加工プログラムを実行する前において、実行する加工プログラムの対象となる識別子を有するワーク5がストッカー13に収容されていない場合、エラー通知部126によってエラーが通知される。この場合、複数のワーク5に対する切削が開始されない。よって、対象となるワーク5が収容されていないことに起因して、切削が途中で中断されることを防ぐことができる。したがって、加工プログラムによる切削加工を適切に実行することができる。
本実施形態では、リスト作成部114は、記憶部112に記憶された加工プログラムから交換コマンドを抽出し、かつ、抽出した交換コマンドで指定された識別子を抽出することで、対象リストを作成する。このように、加工プログラムの交換コマンドから対象リストを作成することで、加工プログラムを実行することで切削されるワーク5の識別子を過不足なく抽出することができる。よって、より正確な対象リストを作成することができる。
本実施形態では、カウント部118は、読込部116によって読み込まれた読込識別子の数をカウントする。そして、カウント判定部120は、カウント部118によってカウントされた読込識別子の数が対象識別子の数以上であるか否かを判定する。エラー通知部126は、読込識別子の数が対象識別子の数未満であるとカウント判定部120によって判定された場合、エラーを通知する。このことによって、読込識別子の数が対象識別子の数未満の場合、読込識別子に含まれない対象識別子に対応したワーク5は、収容部22に収容されていない。よって、読込識別子の数を判定するという簡単な手順で、実行する加工プログラムの対象となる識別子を有するワーク5が収容部22に収容されていないことが分かるため、処理時間を短くすることができる。
本実施形態では、判定部122は、読込部116によって読み込まれた読込識別子に含まれ、かつ、事前リストに含まれない識別子である差分識別子を抽出し、対象識別子が差分識別子に含まれているか否かを判定する。そして、エラー通知部126は、判定部122によって、対象識別子の少なくとも1つが差分識別子に含まれていないと判定された場合、エラーを通知する。このことによって、判定部122が判定する際、対象識別子が差分識別子に含まれているか否かを判定すればよい。差分識別子の数は、読込識別子の数以下である。よって、判定部122による判定に要する処理時間を短くすることができる。
本実施形態では、エラー通知部126は、対象識別子の少なくとも1つが読込部116によって読み込まれた読込識別子に含まれていないと判定部122によって判定された場合、表示画面105にエラーメッセージを表示する。このことによって、実行する加工プログラムの対象となる識別子を有するワーク5が収容部22に収容されていないことをユーザに知らせ易い。
本実施形態では、読込部116は、図4に示すように、第1搬送機構37によって搬送本体31を上下方向に搬送させることで、収容部22に収容されたワーク5の識別子を読込器58によって読み込む。具体的には、読込部116は、搬送本体31を一対の第1レール37aに沿って上下方向に搬送させるように第1駆動モータ37bを制御することで、収容部22に収容されたワーク5の識別子を読込器58に読み込ませる。このように、搬送本体31を上下方向に移動させるという簡単な方法で、収容部22に収容されたワーク5の識別子を読み込むことができる。また、第1搬送機構37は、収容部22に収容されたワーク5を切削加工装置60に搬送する際に使用される機構である。よって、収容部22に収容されたワーク5の識別子を読込器58に読み込ませるための搬送機構を新たに取り付ける必要がないため、部品点数を減らすことができる。
本実施形態では、記憶器3(図2参照)は、バーコード、二次元コードおよびICタグの何れかである。このことによって、読込器58は、記憶器3に記憶された識別子を容易に読み込むことができる。
本実施形態では、図4に示すように、ストッカー13の複数の収容部22は、上下方向に並ぶように配置されている。このことによって、ワーク収容装置10が前後方向および左右方向に大型化することを抑制することができる。
本実施形態では、対象リストは、リスト作成部114によって作成されている。しかしながら、対象リストは、リスト作成部114によって作成されず、記憶部112に予め記憶されていてもよい。この場合、図11のステップS101を省略することが可能である。
本実施形態では、図11のステップS105において、読込識別子の数をカウントし、ステップS107において、読込識別子の数が対象識別子の数以上であるか否かを判定している。しかしながら、ステップS105およびステップS107の処理は省略してもよい。
なお、制御装置110の各部(記憶部112、リスト作成部114、読込部116、カウント部118、カウント判定部120、判定部122、切削制御部124、および、エラー通知部126)は、ソフトウェアによって構成されていてもよい。すなわち、上記各部は、コンピュータプログラムがコンピュータに読み込まれることにより、当該コンピュータによって実現されるようになっていてもよい。本発明には、コンピュータを上記各部として機能させるためのコンピュータプログラムが含まれる。また、本発明には、当該コンピュータプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体が含まれる。また、上記各部は、制御装置110に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで実現されるプロセッサであってもよい。この場合、各部は、1つのプロセッサによって実現されるものであってもよいし、複数のプロセッサによって実現されるものであってもよい。また、本発明には、各部が実行するプログラムと同様の機能が実現された回路が含まれる。
3 記憶器
5 ワーク
10 ワーク収容装置
13 ストッカー
30 ワーク搬送装置
58 読込器
60 切削加工装置
100 切削加工システム
110 制御装置
112 記憶部
114 リスト作成部
116 読込部
118 カウント部
120 カウント判定部
122 判定部
124 切削制御部
126 エラー通知部

Claims (9)

  1. 複数のワークが収容されるストッカーを有するワーク収容装置と、
    加工プログラムに基づいて前記ワークを切削する切削加工装置と、
    前記ストッカーに収容された前記ワークを前記切削加工装置に搬送するワーク搬送装置と、
    前記切削加工装置および前記ワーク搬送装置を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記ワークには、前記ワークを識別する識別子が記憶された記憶器が設けられ、
    前記ワーク搬送装置は、前記記憶器に記憶された前記識別子を読み込む読込器を備え、
    前記制御装置は、
    前記加工プログラム、および、前記加工プログラムにおいて対象となる前記識別子である対象識別子のリストである対象リストが記憶された記憶部と、
    前記切削加工装置によって切削が行われる前において、前記ストッカーに収容された複数の前記ワークのそれぞれの前記記憶器に記憶された前記識別子を前記読込器によって読み込む読込部と、
    前記対象リスト内の前記対象識別子が、前記読込部によって読み込まれた前記識別子に含まれるか否かを判定する判定部と、
    前記判定部によって、前記対象リスト内の前記対象識別子が前記読込部によって読み込まれた前記識別子に含まれていると判定された場合、前記対象識別子と同一の前記識別子が記憶された前記記憶器が設けられた前記ワークに対して切削を行うように、前記ワーク搬送装置および前記切削加工装置を制御する切削制御部と、
    前記判定部によって、前記対象リスト内の前記対象識別子の少なくとも1つが前記読込部によって読み込まれた前記識別子に含まれていないと判定された場合、エラーを通知するエラー通知部と、
    を備えた、切削加工システム。
  2. 前記加工プログラムには、前記切削加工装置によって切削される対象の前記ワークである切削ワークを交換するためのコマンドであって、前記切削ワークに対応する前記識別子が指定されたコマンドである交換コマンドが含まれ、
    前記制御装置は、前記加工プログラムから前記交換コマンドを抽出し、かつ、抽出した前記交換コマンドで指定された前記識別子を抽出することで、前記対象リストを作成するリスト作成部を備えた、請求項1に記載された切削加工システム。
  3. 前記記憶部には、前記対象リストに含まれる前記対象識別子の数が記憶されており、
    前記制御装置は、
    前記読込部によって読み込まれた前記識別子の数をカウントするカウント部と、
    前記カウント部によってカウントされた前記識別子の数が前記対象識別子の数以上であるか否かを判定するカウント判定部と、
    を備え、
    前記エラー通知部は、前記カウント部によってカウントされた前記識別子の数が前記対象識別子の数未満であると前記カウント判定部によって判定された場合、エラーを通知する、請求項1または2に記載された切削加工システム。
  4. 前記記憶器は、バーコード、二次元コードおよびICタグの何れかである、請求項1からまでの何れか1つに記載された切削加工システム。
  5. 表示画面を備え、
    前記エラー通知部は、前記対象リスト内の前記対象識別子の少なくとも1つが前記読込部によって読み込まれた前記識別子に含まれていないと前記判定部によって判定された場合、前記表示画面にエラーメッセージを表示する、請求項1からまでの何れか1つに記載された切削加工システム。
  6. 前記ストッカーは、前記ワークが収容され、所定の第1方向に並んだ複数の収容部を有し、
    前記ワーク搬送装置は、
    搬送本体と、
    前記搬送本体に設けられ、前記収容部に収容された前記ワークを把持可能な把持部と、
    前記ストッカーと対向するように、前記搬送本体を前記第1方向に移動させる搬送機構と、
    を備え、
    前記読取器は前記搬送本体に設けられている、請求項1からまでの何れか1つに記載された切削加工システム。
  7. 前記読込部は、前記搬送機構によって前記搬送本体を前記第1方向に搬送させることで、前記ストッカーの前記収容部に収容された前記ワークの前記識別子を前記読込器によって読み込む、請求項に記載された切削加工システム。
  8. 前記搬送機構は、
    前記ストッカーと対向するように前記第1方向に延び、前記搬送本体が摺動自在に設けられたレールと、
    前記搬送本体に接続され、前記搬送本体を前記レールに沿って移動させる駆動モータと、
    を有する、請求項またはに記載された切削加工システム。
  9. 前記第1方向は上下方向である、請求項からまでの何れか1つに記載された切削加工システム。
JP2017017539A 2017-02-02 2017-02-02 切削加工システム Active JP6873719B2 (ja)

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