JP7225452B1 - 無人搬送装置、及びこれを備えた加工システム - Google Patents

Abstract

【課題】被搬送物を搬送している間や、その取り扱い作業を行っている間に、被搬送物を検査することができる無人搬送装置等を提供する。【解決手段】無人搬送装置１０は、エンドエフェクタ４０を用いて被搬送物を移動させるロボット３０と、ロボット３０を搭載するとともに、被搬送物を載置する載置部を有する搬送車２０と、搬送車２０及びロボット３０を制御する制御装置７０とを備える。また、無人搬送装置１０は、被搬送物を検査する検査装置５０を、搬送車２０及びロボット３０の少なくとも一方に備え、制御装置７０は、検査装置５０の作動を制御するように構成されるとともに、ロボット３０を駆動して、エンドエフェクタ４０によって被搬送物を保持し、またはエンドエフェクタ４０によって被搬送物を搬送車２０に設定された検査位置に載置した状態で、被搬送物を検査装置５０によって検査させるように構成される。【選択図】図５

Description

本発明は、ロボット及び当該ロボットが搭載される搬送車から構成される無人搬送装置、並びにこの無人搬送装置の複数台、及び複数台の工作機械から構成される加工システム、更には、無人搬送装置及び工作機械に加えてこれらの稼働状態を管理する管理装置から構成される加工システムに関する。

従来、上述した複数台の無人搬送装置及び複数台の工作機械から構成される加工システムの一例として、国際公開第２０１８／９２２２２号（下記特許文献１）に開示された工作機械システムが知られており、この工作機械システムでは、複数の自走ロボットにより、複数の工作機械に対して被加工物が搬送される。

前記自走ロボットは、無人搬送車と、この無人搬送車上に設けられた３軸以上の自由度を持つマニピュレータとを備えて構成され、位置基準情報としての電波やレーザ光を観測することで、自身のおよその位置を認識しながら目標位置付近まで移動し、この後、目標物又は目標物に取り付けられたマーカをカメラにより認識することによって、精密な位置決めをするように構成されている。

また、前記工作機械システムは、工作機械ごとに作業要求を送出する工作機械制御部と、この工作機械制御部から送出された工作機械ごとの作業要求に基づき、複数の自走ロボットごとに作業可能時刻をそれぞれ決める自走ロボット制御部と、計画された自走ロボットごとの作業可能時刻を比較し、作業可能時刻が早い自走ロボットに要求作業を実行させる判定部とが備えられている。

斯くして、この工作機械システムによれば、オペレータが予め自走ロボットの作業時刻を予測しなくても、工作機械と自走ロボットとで、自動的に各種作業の作業可能時刻を決め、適切なタイミングで適切な自走ロボットに実行させることができる、とのことである。

尚、自走ロボットが工作機械に対して行う具体的な作業については、例えば、工作機械で加工されたワークを取り出して、未加工のワークを工作機械に装着するワーク交換作業や、使用限界に至った工具を工具マガジンから取り出し、これに代わる新たな工具を工具マガジンに格納する工具交換作業などを例示することができる。

国際公開第２０１８／９２２２２号

ところで、前記自走ロボットにおいて、当該自走ロボットがワーク交換作業を行う際には、一般的には、ロボットによってワークを取り扱うとともに、当該ワークを無人搬送車上に載置した状態で搬送する態様が採られる。また、工具交換作業の際にも同様に、ロボットによって工具を取り扱うとともに、当該工具を無人搬送車上に載置した状態で搬送する態様が採られる。

また、工作機械で加工されたワークは、一般的に、別の場所に設けられた検査装置でその加工精度が測定された後、測定結果に応じて良品と不良品とに分別され、良品は次の加工を行うべく次工程の工作機械に搬送され、次工程の加工を行う必要がない場合には、所定の保管場所まで搬送される。したがって、自走ロボットは、相応の距離だけワークを搬送する必要があり、これに応じた搬送時間を費やしている。

そこで、自走ロボット（無人搬送装置）がワークや工具を取り扱う作業をしている間に、当該ワークや工具を検査することができれば、当該作業後にわざわざワークや工具を検査するための搬送を行う必要がなく、工作機械システム（加工システム）の全体的な作業効率を高めることができて有益である。

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、ワークや工具などの被搬送物を搬送している間や、これらを取り扱う作業を行っている間に、当該被搬送物を検査することができるように構成された無人搬送装置、及びこれを備えた加工システムの提供を、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、
エンドエフェクタを有し、該エンドエフェクタを用いて被搬送物を移動させるロボットと、
前記ロボットを搭載するとともに、前記被搬送物を載置する載置部を有する搬送車と、
前記搬送車及びロボットを制御する制御装置とを備えた無人搬送装置であって、
前記被搬送物を検査する検査装置を、前記搬送車及びロボットの少なくとも一方に備え、
前記制御装置は、前記検査装置の作動を制御するように構成されるとともに、前記ロボットを駆動して、前記エンドエフェクタによって前記被搬送物を保持し、または前記エンドエフェクタによって前記被搬送物を前記搬送車に設定された検査位置に載置した状態で、前記被搬送物を前記検査装置によって検査させるように構成された無人搬送装置に係る。

この態様（第１の態様）の無人搬送装置によれば、被搬送物を検査する検査装置が、搬送車及びロボットの少なくとも一方に備えられ、制御装置による制御の下で、エンドエフェクタにより被搬送物を保持し、またはエンドエフェクタによって被搬送物を搬送車に設定された検査位置に載置した状態で、当該被搬送物が検査装置によって検査される。

斯くして、この態様の無人搬送装置では、前記被搬送物を搬送している間や、或いは前記ロボットにより前記被搬送物を取り扱っている間に、その検査を行うことができ、前記被搬送物の効率的な検査を行うことができる。そして、この無人搬送装置の複数台と、工作機械の複数台とを連携させて一つの加工システムを構築する場合には、加工システムの全体的な作業効率を高めることができる。

また、前記第１の態様の無人搬送装置において、前記検査装置は、前記ロボットに付設されたカメラを備え、該カメラによって前記被搬送物を検査するように構成された態様を採ることができる。

この態様（第２の態様）の無人搬送装置によれば、ロボットに付設されたカメラ、例えば、ロボットの姿勢制御を行うために付設されたカメラを用いて被搬送物の検査を行うことができる。したがって、検査のために特別な検査装置を用意する必要がなく、検査に要するコストを低く抑えることができる。

また、前記第１の態様又は第２の態様の無人搬送装置において、前記搬送車は、前記載置部として、良品載置部及び非良品載置部を備え、
前記制御装置は、前記検査装置により検査した被搬送物が良品である場合には、前記ロボットに該被搬送物を良品載置部内に載置させ、検査した被搬送物が良品でない場合には、前記ロボットに該被搬送物を非良品載置部内に載置させるように構成された態様を採ることができる。

この態様（第３の態様）の無人搬送装置によれば、被搬送物を搬送している間や、或いは前記ロボットにより前記被搬送物を取り扱っている間に検査装置により被搬送物を検査することができ、検査結果に応じて被搬送物が良品と非良品とに分別される。即ち、検査した被搬送物が良品である場合には、良品載置部内に載置され、検査した被搬送物が良品でない場合には、非良品載置部内に載置される。尚、非良品には、積極的な意味において不良品である物、及び良品か不良品か判別がつかない物が含まれる。

また、本発明は、上記第３の態様に係る無人搬送装置の複数台と、
前記無人搬送装置からワークの着脱作業、並びに工具の供給及び搬出作業の提供を受ける複数台の工作機械と、
前記無人搬送装置及び工作機械の稼働状態を管理する管理装置とを備えた加工システムであって、
前記各無人搬送装置は、それぞれ前記工作機械から搬出した工具の適否を検査するように構成されるとともに、前記工具が不適であると判断された場合には、対応する工作機械の識別情報及び工具不良信号を前記管理装置に送信するように構成され、
前記管理装置は、工具不良信号及び工作機械の識別情報を受信すると、該識別情報に対応する工作機械に対してワークの着脱作業を実施した無人搬送装置に工具不良信号を送信するように構成され、
前記無人搬送装置は、更に、前記管理装置から工具不良信号を受信すると、前記ロボットにより、前記良品載置部内に載置した加工後のワークを前記非良品載置部に移送するように構成された加工システムに係る。

この態様の加工システムは、上記第３の態様に係る無人搬送装置の複数台と、この無人搬送装置からワークの着脱作業、並びに工具の供給及び搬出作業の提供を受ける複数台の工作機械と、これら無人搬送装置及び工作機械の稼働状態を管理する管理装置とから構成される。

この加工システムでは、各無人搬送装置は、それぞれ工作機械から搬出した工具の適否を検査し、工具が不適であると判断した場合には、対応する工作機械の識別情報及び工具不良信号を管理装置に送信する。そして、管理装置は、工具不良信号及び工作機械の識別情報を受信すると、該識別情報に該当する工作機械に対してワークの着脱作業を実施した無人搬送装置に、工具不良信号を送信する。そして、この工具不良信号を受信した無人搬送装置は、良品載置部内に載置した加工後のワークを非良品載置部に移送する。

ある工作機械から取り出した工具が不適であると判断される場合、当該工作機械において当該工具により加工されたワークは、他の工具により加工された部位の加工精度は許容範囲に内になっていても、当該工具で加工された部位の加工精度は許容範囲外になっている可能性が高い。そこで、このようなワークの場合には、前記検査装置によって他の加工部位について良品と判断されて、良品載置部内に載置された物でも、不良品である可能性が高いので、良品載置部から非良品載置部に移送する。この処理によって、後工程で、良品と不良品とが混同されるのを未然に防止することができる。

また、本発明は、上記第３の態様に係る無人搬送装置の複数台と、
前記無人搬送装置によってワークの着脱作業、並びに工具の供給及び搬出作業の提供を受ける複数台の工作機械とを備えた加工システムであって、
前記各無人搬送装置は、それぞれ前記工作機械からの作業要求を受信して、要求のあった工作機械に対して該作業を提供するように構成され、
更に、前記各無人搬送装置は、前記工作機械から工具を搬出する作業を実行する際には、搬出した工具の適否を検査するように構成されるとともに、前記工具が不適であると判断された場合に、該工作機械に対してワークの着脱作業を実行した場合には、前記良品載置部内に載置した加工後のワークを前記非良品載置部に移送し、一方、該工作機械に対してワークの着脱作業を実行していない場合には、該当する工作機械の識別情報及び工具不良信号を他の無人搬送装置に送信するように構成され、
更に、前記各無人搬送装置は、他の無人搬送装置から前記識別情報及び工具不良信号を受信すると、該当する工作機械に対してワークの着脱作業を実行した場合には、前記良品載置部内に載置した加工後のワークを前記非良品載置部に移送するように構成された加工システムに係る。

この態様の加工システムは、上記第３の態様に係る無人搬送装置の複数台と、この無人搬送装置からワークの着脱作業、並びに工具の供給及び搬出作業の提供を受ける複数台の工作機械とから構成され、更に、各無人搬送装置は、それぞれ工作機械からの作業要求を受信して、要求のあった工作機械に対して該作業を提供するように構成される。

この加工システムでは、各無人搬送装置は、工作機械から搬出した工具の適否を検査し、工具が不適であると判断した場合には、当該工作機械に対してワークの着脱作業を実行した場合には、良品載置部内に載置した加工後のワークを前記非良品載置部に移送する。一方、該工作機械に対してワークの着脱作業を実行していない場合には、該当する工作機械の識別情報及び工具不良信号を他の無人搬送装置に送信する。そして、各無人搬送装置は、他の無人搬送装置から識別情報及び工具不良信号を受信すると、該当する工作機械に対してワークの着脱作業を実行した場合には、良品載置部内に載置したワークを非良品載置部に移送する。

上述したように、ある工作機械から取り出した工具が不適であると判断される場合、当該工作機械において当該工具により加工されたワークは、他の工具により加工された部位の加工精度は許容範囲に内になっていても、当該工具で加工された部位の加工精度は許容範囲外になっている可能性が高い。そこで、このようなワークの場合には、前記検査装置によって他の加工部位について良品と判断されて、良品載置部内に載置された物でも、不良品である可能性が高いので、良品載置部から非良品載置部に移送する。この処理によって、後工程で、良品と不良品とが混同されるのを未然に防止することができる。

本発明にかかる無人搬送装置によれば、前記被搬送物を搬送している間や、或いは前記ロボットにより前記被搬送物を取り扱っている間に、その検査を行うことができ、前記被搬送物の効率的な検査を行うことができる。

また、本発明に係る加工システムでは、工具が不適であると判断された場合に、当該工具を用いて加工された被搬送物について、他の工具により加工された他の加工部位が良品と判断されて良品載置部内に載置されている場合に、当該被搬送物を良品載置部から非良品載置部に移送するようにしているので、後工程で、良品と不良品とが混同されるのを未然に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る加工システムを示したブロック図である。 本実施形態に係る無人搬送装置及び工作機械を示した平面図である。 本実施形態に係る無人搬送装置を示した平面図である。 図３に示した無人搬送装置の矢視Ａ方向の側面図である。 本実施形態に係る無人搬送装置の制御装置を示したブロック図である。 本実施形態に係るロボットに装着されるエンドエフェクタとしてのハンド装置を示した図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）を底面図である。 本実施形態に係る工具測定装置を示した正面図であって、図３における矢視Ｂ方向の図である。

以下、本発明の具体的な実施形態に係る加工システムについて、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本例の加工システム１は、複数台の無人搬送装置１０と、この無人搬送装置１０からワークＷの着脱作業、並びに工具Ｔの供給及び搬出作業の提供を受ける複数台の工作機械１００と、これら無人搬送装置１０及び工作機械１００の稼働状態を管理する管理装置８０と、これら無人搬送装置１０、工作機械１００及び管理装置８０を相互に無線接続するＬＡＮやインターネットなどから構築されるネットワーク９０とを備えて構成される。

前記工作機械１００は、数値制御装置（図示せず）によって制御されるＮＣ工作機械であって、図２に示すように、ワークＷを加工する加工本体部１０１と、この加工本体部１０１に付設される工具収容部（所謂工具マガジン）１０２を備えている。工具収容部１０２には複数の工具Ｔが収容されており、この工具収容部１０２に収容された工具Ｔが、加工工程に応じて適宜前記加工本体部１０１に供給されて、加工に使用される。尚、ＮＣ工作機械としては、従来公知の各種のものが含まれ、その代表的なものとしては、旋盤やマシニングセンタの他、旋削加工及びミーリング加工を行うことができるようになった複合加工型のＮＣ工作機械が例示される。

前記無人搬送装置１０は、搬送車２０、この搬送車２０に搭載されるロボット３０、並びに搬送車２０及びロボット３０を制御する制御装置７０などから構成される。

図３に示すように、前記搬送車２０は、その上面である載置面２１上に前記ロボット３０が搭載され、更に、良品載置部としての良品パレット２２、非良品載置部としての非良品パレット２３、加工前のワークＷを格納するための素材パレット２４、工具Ｔを仮置きするための工具パレット２５が当該載置面２１上に配設されている。更に、前記載置面２１上には、ワーク検査装置５０及び工具検査装置６０が配設されている。

前記ワーク検査装置５０は、図３及び図４に示すように、ワークＷが載置される基台５１と、この基台５１上に設けられ、載置されたワークＷに対して進退する移動体５２と、水平面内で所定間隔を空けてこの移動体５２に設けられた一対の接触子５３，５３とから構成される所謂電気マイクロメータであり、前記接触子５３，５３は双方とも内側に付勢されている。そして、基台５１上に載置されるワークＷ側に前記移動体５２が進出して、前記接触子５３，５３が当該ワークＷの外周面に接触することによって、当該接触子５３，５３が外側に押し広げられ、これによりワークＷの外径が測定され、測定後、移動体５２は後退する。尚、このワーク検査装置５０では、基台５１上に載置されるワークＷの位置が検査位置に設定されている。

前記工具検査装置６０は、図７に示すように、工具Ｔが載置される基台６１と、この基台６１上に立設される第１支持体６２と、接触子６４を水平方向に、且つ工具Ｔに対して進退可能に保持する第２支持体６３とから構成される検査装置であり、前記接触子６４が工具Ｔに対して進出して、その外周に接触することによって、当該工具Ｔの有効径が測定され、測定後、接触子６４は後退する。尚、工具Ｔは、工具ホルダＴＨに保持された状態で搬送される。そして、この状態で前記基台６１上に載置され、この工具検査装置６０では、基台６１上に載置される工具Ｔの位置が検査位置に設定されている。

また、搬送車２０上には、オペレータが携帯可能な操作盤２６が付設されている。この操作盤２６は、データの入出力を行う入出力部、当該搬送車２０及びロボット３０を手動操作する操作部、並びに画面表示可能なディスプレイなどを備えている。

また、搬送車２０は、工場内における自身の位置を認識可能なセンサ（例えば、レーザ光を用いた距離計測センサ）を備えており、前記制御装置７０による制御の下で、前記工作機械１００が配設される領域を含む工場内を無軌道で走行するように構成され、本例では、各工作機械１００のそれぞれに対して設定された各作業位置に経由するようになっている。尚、本例では、制御装置７０は、この搬送車２０内に配設されている。

前記ロボット３０は、マニュピレータ部である第１アーム３１、第２アーム３２及び第３アーム３３の３つのアームを備え、これら第１アーム３１、第２アーム３２及び第３アーム３３を連設するように関節で接続した多関節型のロボットであり、第３アーム３３の先端部には支持軸３４ａが取り付けられ、また、この支持軸３４ａには、エンドエフェクタとしてのハンド装置４０が装着されている。更に、前記支持軸３４ａには、支持バー３４ｂが取り付けられ、この支持バー３４ｂには、同じくエンドエフェクタとしてのカメラ装置３５が装着されている。そして、ロボット３０は、前記制御装置７０による制御の下で、これらハンド装置４０及びカメラ装置３５を３次元空間（ロボット座標軸であるｘ_ｒ軸、ｙ_ｒ軸、及びｚ_ｒ軸の直交三軸で定義される空間）内で移動させる。尚、ロボット３０の構造は、このような多関節型の物に限定されるものでは無く、利用可能な公知の構造の物を採用することができる。

前記ハンド装置４０は、図６に示すように、本体４１と、相互に対峙し、且つ相互に接近、離反するように、この本体４１に保持される一対の把持爪４２，４２と、把持爪４２，４２の位置を検出するスケール４３，４３と、スケール４３，４３によって検出される把持爪４２，４２の位置からワークＷの外径を算出する演算部４４とを備えて構成される。把持爪４２，４２の相互対向面は把持面となっており、この把持面には、その長手方向にそってＶ字溝が形成されている。斯くして、このハンド装置４０では、把持爪４２，４２が相互に接近することで、当該把持爪４２，４２によってワークＷが把持されるとともに、ワークＷを把持したときの把持爪４２，４２の位置が前記スケール４３，４３によって検出され、当該スケール４３，４３によって検出された把持爪４２，４２の位置に基づいて、前記演算部４４によって当該ワークＷの外径が算出され、算出されたワークＷの外径に係るデータが外部に出力される。

前記カメラ装置３５は、カメラ３６を備え、このカメラ３６によって対象物の画像を撮像して、その画像データを外部に出力する機能を有するとともに、例えば、このカメラ３６によりワークＷを撮像し、その画像データを解析して、その輪郭形状を検出し、得られた輪郭形状からワークＷの外径を算出し、算出したワークＷの外径に係るデータを外部に出力する機能（検査機能）を有する。尚、このカメラ３６は、ロボット３０の姿勢制御用にも用いられる。

前記制御装置７０は、図５に示すように、動作プログラム記憶部７１、移動位置記憶部７２、動作姿勢記憶部７３、マップ情報記憶部７４、手動運転制御部７５、自動運転制御部７６、マップ情報生成部７７、位置認識部７８及び入出力インターフェース７９などから構成される。そして、制御装置７０は、この入出力インターフェース７９を介して、自身の無人搬送装置１０を構成する搬送車２０、ロボット３０、操作盤２６、カメラ装置３５、ハンド装置４０、ワーク検査装置５０及び工具検査装置６０に接続するとともに、前記ネットワーク９０を介して、前記管理装置８０、前記各工作機械１００、及び他の無人搬送装置１０に接続している。

尚、制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成され、前記手動運転制御部７５、自動運転制御部７６、マップ情報生成部７７、位置認識部７８及び入出力インターフェース７９は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、後述する処理を実行する。また、動作プログラム記憶部７１、移動位置記憶部７２、動作姿勢記憶部７３及びマップ情報記憶部４４はＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成される。

前記手動運転制御部７５は、オペレータにより前記操作盤２６から入力される操作信号に従って、前記搬送車２０及びロボット３０を動作させる機能部である。即ち、オペレータは、この手動運転制御部７５による制御の下で、操作盤２６を用いた、前記搬送車２０及びロボット３０の手動操作を実行することができる。

具体的には、手動運転制御部７５は、前記操作盤２６から、例えば、前記搬送車２０を、水平面内で当該搬送車２０に対して設定された直交２軸（前記ｘ_ｒ軸及びｙ_ｒ軸）の各方向に移動させる信号が入力されると、入力された信号に対応する方向に、対応する距離だけ、当該搬送車２０を移動させ、前記ｘ_ｒ軸及びｙ_ｒ軸と直交する前記ｚ_ｒ軸（鉛直軸）回りに旋回させる信号が入力されると、入力された信号に応じて当該搬送車２０を旋回させる。

また、操作盤２６から、前記ロボット３０の先端部を、前記ｘ_ｒ軸、ｙ_ｒ軸及びｚ_ｒ軸の各方向に移動させる信号、及び三次元空間内で旋回させる信号が入力されると、手動運転制御部７５は、入力された移動信号に対応する方向に、対応する距離だけ、ロボット３０の先端部を移動させ、また、旋回信号に応じてロボット３０の先端部を旋回させる。また、手動運転制御部７５は、操作盤２６から前記ハンド装置４０の把持爪４２，４２を開閉させる信号が入力されると、これに応じて当該把持爪４２，４２を開閉させ、操作盤２６から前記カメラ装置３５を動作させる信号が入力されると、これに応じて当該カメラ装置３５を動作させる。

前記動作プログラム記憶部７１は、自動運転時に前記搬送車２０及びロボット３０を自動運転するための自動運転用プログラム、並びに後述する工場内のマップ情報を生成する際に前記搬送車２０を動作させるためのマップ生成用プログラムを記憶する機能部である。自動運転用プログラム及びマップ生成用プログラムは、例えば、前記ネットワーク９０を介して接続された前記管理装置８０から入力され、或いは、前記操作盤２６に設けられた入出力部から入力されて、当該動作プログラム記憶部７１に格納される。

尚、この自動運転用プログラムには、搬送車２０が移動する目標位置としての移動位置、移動速度及び搬送車２０の向きに関する指令コードが含まれ、また、ロボット３０が順次動作する当該動作に関する指令コード、並びに前記ハンド装置４０の操作、前記カメラ装置３５の操作、前記ワーク検査装置５０の操作、及び前記工具検査装置６０の操作に関する指令コードが含まれる。また、マップ生成用プログラムは、前記マップ情報生成部７７においてマップ情報を生成できるように、搬送車２０を無軌道で工場内を隈なく走行させるための指令コードが含まれる。

前記マップ情報記憶部７４は、搬送車２０が走行する工場内に配置される機械、装置、機器など（装置等）の配置情報を含むマップ情報を記憶する機能部であり、このマップ情報は前記マップ情報生成部７７によって生成される。

前記マップ情報生成部７７は、前記制御装置７０の自動運転制御部７６による制御の下で、前記動作プログラム記憶部７１に格納されたマップ生成用プログラムに従って搬送車２０を走行させた際に、前記センサによって検出される距離データから工場内の空間情報を取得するとともに、工場内に配設される装置等の平面形状を認識し、例えば、予め登録された装置等の平面形状を基に、工場内に配設された具体的な装置、本例では、各工作機械１００の位置、平面形状等（配置情報）を認識する。そして、マップ情報生成部７７は、得られた空間情報及び装置等の配置情報を工場内のマップ情報として前記マップ情報記憶部７４に格納する。

前記位置認識部７８は、前記センサによって検出される距離データ、及び前記マップ情報記憶部７４に格納された工場内のマップ情報を基に、工場内における搬送車２０の位置及び姿勢を認識する機能部であり、この位置認識部７８によって認識される搬送車２０の位置及び姿勢に基づいて、当該搬送車２０の動作が前記自動運転制御部７６によって制御される。

前記移動位置記憶部７２は、前記搬送車２０が移動する具体的な目標位置としての移動位置であって、前記動作プログラム中の指令コードに対応した具体的な移動位置を記憶する機能部であり、この移動位置には、上述した各工作機械１００に対して設定される各作業位置が含まれる。尚、この移動位置は、例えば、前記手動運転制御部７５による制御の下、前記操作盤２６により前記搬送車２０を手動運転して、目標とする各位置に移動させた後、前記位置認識部７８によって認識される位置データを前記移動位置記憶部７２に格納する操作によって設定される。この操作は所謂ティーチング操作と呼ばれる。

前記動作姿勢記憶部７３は、前記ロボット３０が所定の順序で動作することによって順次変化するロボット３０の姿勢（動作姿勢）であって、前記動作プログラム中の指令コードに対応した動作姿勢に係るデータを記憶する機能部である。この動作姿勢に係るデータは、前記手動運転制御部７５による制御の下で、前記操作盤２６を用いたティーチング操作により、当該ロボット３０を手動運転して、目標とする各姿勢を取らせたときの、当該各姿勢におけるロボット３０の各関節（モータ）の回転角度データであり、この回転角度データが動作姿勢に係るデータとして前記動作姿勢記憶部７３に格納される。

ロボット３０の具体的な動作姿勢は、各工作機械１００において、それぞれ設定される。例えば、ワークＷの着脱動作、及び工具Ｔの着脱動作に係る姿勢が設定される。また、工作機械１００に対する動作以外にも、ワーク検査装置５０に対する動作、検査結果に従って、ワークＷを良品パレット２２又は非良品パレット２３に格納する動作、及び加工前のワークＷを前記素材パレット２４に格納する動作、交換用の工具Ｔを工具保管場所から工具パレット２５に格納する動作、使用済みの工具Ｔを工具パレット２５から工具保管場所に返還する動作などが設定される。

前記自動運転制御部７６は、前記動作プログラム記憶部７１に格納された自動運転用プログラム及びマップ生成用プログラムの何れかを用い、当該プログラムに従って搬送車２０及びロボット３０を動作させる機能部である。その際、前記移動位置記憶部７２及び動作姿勢記憶部７３に格納されたデータが必要に応じて使用される。

前記管理装置８０は、ネットワーク９０を介して、前記各工作機械１００、及び前記各無人搬送装置１０に接続して、その稼働状態を管理する機能を有する。例えば、加工スケジュールに従って、所定の工作機械１００に対して所定のワークＷを加工するように指令するとともに、所定の無人搬送装置１０に対して、対応する工作機械１００への当該ワークＷの供給を指令して、加工を管理する。また、各工作機械１００における工具Ｔの使用状況を把握し、必要に応じて、所定の無人搬送装置１０に対して、工具交換に係る指令を行う。

斯くして、以上の構成を備えた本例の加工システム１によれば、管理装置８０による管理の下で、各工作機械１００における加工が管理され、管理装置８０に備えられたスケジュールに沿って、各工作機械１００において、必要な加工が実行される。そして、各工作機械１００へのワークＷの供給及び取り出し、また、各工作機械１００に対する工具Ｔの交換は管理装置８０によって選定された無人搬送装置１０によって実行される。

ここで、前記自動運転制御部７６による制御の下で、前記無人搬送装置１０によって実行されるワークＷの着脱動作、及び工具交換動作の一例について説明する。しかしながら、当然のことではあるが、無人搬送装置１０における着脱動作及び工具交換動作の態様はこれに限られるものではない。

＜ワーク着脱動作＞
まず、無人搬送装置１０は、加工前のワークＷ（素材）が保管されている素材保管場所に移動した後、ロボット３０を動作させて、そのハンド装置４０により、素材保管場所に保管されている加工前のワークＷを把持して当該素材保管場所から取り出し、素材パレット２４に格納する動作を行う。尚、この取り出し動作は、ワークＷの必要個数に応じて繰り返して実行される。

このようにして、加工前のワークＷを素材パレット２４内に格納した後、前記管理装置８０からの指令（ワーク着脱指令）に応じて、対象の工作機械１００に対して設定されたワーク着脱位置に移動して待機し、前記ネットワーク９０を介して、当該工作機械１００から加工完了信号を受信すると、前記ロボット３０を動作させて、前記ハンド装置４０を含む先端部分を当該工作機械１００の加工領域内に侵入させた後、当該ハンド装置４０により、加工済みのワークＷを把持して当該工作機械１００から取り出し、次いで、取り出したワークＷを前記ワーク検査装置５０の検査位置に載置する。

次に、無人搬送装置１０は、前記ワーク検査装置５０に検査実行指令を送信するとともに、これと同時に、ワーク供給動作を実行する。即ち、無人搬送装置１０は、ロボット３０のハンド装置４０により、素材パレット２４内に格納した加工前のワークＷを把持させて、再度、当該ハンド装置４０を工作機械１００の加工領域内に侵入させた後、加工前のワークＷを当該工作機械１００に供給して、当該ロボット３０を工作機械１００から退出させ、この後、前記ネットワーク９０を介して、当該工作機械１００にワーク供給の完了信号を送信する。そして、このワーク供給完了信号を受信した工作機械１００は供給されたワーＷに対して所定の加工を実行する。

一方、ワーク検査装置５０は、前記検査実行指令を受信した後、上述した検査動作を実行する。即ち、ワーク検査装置５０は、基台５１上に載置されるワークＷ側に前記移動体５２を進出させて、前記接触子５３，５３をワークＷの外周面に接触させることにより、当該ワークＷの外径を測定して、当該外径に係るデータを無人搬送装置１０の制御装置７０に送信し、この後、移動体５２を後退させる。

次に、無人搬送装置１０は、ロボット３０を動作させて、そのハンド装置４０により、ワーク検査装置５０の検査位置にあるワークＷを把持して、ワーク検査装置５０による測定の結果、ワークＷが良品である場合には、当該ワークＷを良品パレット２２内に格納し、良品ではない場合には、当該ワークＷを非良品パレット２３に格納する選別動作を実行する。尚、無人搬送装置１０は、この選別動作と、次の動作とを並行して実行することができる。

＜工具交換動作＞
まず、無人搬送装置１０は、工具Ｔが保管されている工具保管場所に移動した後、ロボット３０を動作させて、そのハンド装置４０により、工具保管場所に保管されている対象の工具Ｔを把持して、当該工具保管場所から取り出して、工具パレット２５に格納する動作を行う。尚、この取り出し動作は、必要な工具Ｔの個数に応じて繰り返して実行される。

このようにして、必要な工具Ｔを工具パレット２５内に格納した後、前記管理装置８０からの工具交換指令に応じて、対象の工作機械１００に対して設定された工具交換位置に移動して、待機する。そして、前記ネットワーク９０を介して、当該工作機械１００と連携し、その工具収容部１０２内に格納されている交換対象工具Ｔと、工具パレット２５内に格納された工具Ｔとを交換する。

より具体的には、前記ネットワーク９０を介して、工作機械１００から、交換対象工具Ｔを取り出し位置に移動させた移動完了信号を受信すると、無人搬送装置１０は、ロボット３０を動作させて、前記ハンド装置４０により交換対象工具Ｔを把持して、工具収容部１０２から取り出し、次いで、取り出した工具Ｔを前記工具検査装置６０の検査位置に載置する。

次に、無人搬送装置１０は、前記工具検査装置６０に検査実行指令を送信するとともに、これと同時に、新たな工具Ｔを工具収容部１０２内に格納する工具格納動作を実行する。即ち、無人搬送装置１０は、ロボット３０のハンド装置４０により、工具パレット２５内に格納した新たな工具Ｔを把持した後、当該工具Ｔを工具収容部１０２内に格納し、この後、前記ネットワーク９０を介して、当該工作機械１００に工具格納完了信号を送信する。

一方、工具検査装置６０は、前記検査実行指令を受信して、上述した検査動作を実行する。即ち、工具検査装置６０は、前記接触子６４を工具Ｔに対して進出させて、その外周に接触させることにより、当該工具Ｔの有効径を測定して、当該有効径に係るデータを無人搬送装置１０の制御装置７０に送信し、この後、接触子６４を後退させる。

次に、無人搬送装置１０は、ロボット３０を動作させて、そのハンド装置４０により、工具検査装置６０の検査位置にある工具Ｔを把持して、工具Ｔを工具パレット２５に格納するとともに、管理装置８０に、工具検査装置６０による検査結果、即ち、その良否と、工具交換を行った工作機械１００の識別情報とを送信する。尚、無人搬送装置１０は、この格納動作と、次の動作とを並行して実行することができる。また、複数の工具Ｔを交換する必要がある場合には、以上の動作を繰り返して、実行する。

そして、前記工具検査装置６０による検査結果が、不良を示す結果である場合に、その信号を受信した管理装置８０は、当該工作機械１００に対してワークＷの着脱作業を実行した無人搬送装置１０に、工具不良信号（言い換えれば、ワークＷ移送させるための信号）を送信して、その良品パレット２２内に格納されたワークＷを非良品パレット２３内に移送させる。即ち、この工具不良信号を受信した無人搬送装置１０は、そのロボット３０を動作させて、良品パレット２２内に格納されたワークＷを非良品パレット２３内に移送させる。

以上のように、本例の加工システム１に係る無人搬送装置１０によれば、ワーク検査装置５０が備えられているので、ロボット３０によって加工前のワークＷを工作機械１００に供給している間に、当該ワーク検査装置５０によって加工済みのワークＷの寸法検査を行うことができる。したがって、加工済みのワークＷの寸法検査のために、わざわざ加工済みのワークＷを搬送する必要がなく、加工システム１の全体的な作業効率を高めることができる。

同様に、本例の無人搬送装置１０によれば、工具検査装置６０が備えられているので、ロボット３０によって新たな工具Ｔを工具収容部１０２に格納している間に、使用済みの工具Ｔの寸法検査（例えば、有効径の検査）を行うことができる。したがって、使用済みの工具Ｔの寸法検査のために、わざわざ使用済みの工具Ｔを搬送する必要がなく、加工システム１の全体的な作業効率を高めることができる。

また、本例の加工システム１では、使用済みの工具Ｔの検査を行った無人搬送装置１０から、その検査結果に係る情報、及び対応する工作機械１００の識別情報が管理装置８０に送信され、検査結果が不適である場合には、管理装置８０から、当該工具Ｔを使用していた工作機械１００に対して、ワークＷの着脱作業を実施した無人搬送装置１０に対して、工具不良信号が送信され、この工具不良信号を受信した無人搬送装置１０において、そのロボット３０により、良品トレー２２内に格納されていたワークＷが非良品トレー２３内に移送される。

ある工作機械１００から取り出した工具Ｔが不適であると判断される場合、当該工作機械１００において当該工具Ｔにより加工されたワークＷは、他の工具Ｔにより加工された部位の加工精度が許容範囲に内になっていても、当該工具Ｔで加工された部位の加工精度は許容範囲外になっている可能性が高い。そこで、このようなワークＷの場合には、前記ワーク検査装置５０により他の加工部位について良品と判断されて、良品トレー２２内に格納されたワークＷであっても、当該ワークＷは不良品である可能性が高いと判断されるので、本例では、このワークＷを良品トレー２２から非良品トレー２３に移送するようにしている。この処理によって、後工程で、良品と不良品とが混同されるのを未然に防止することができる。

以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明が採り得る態様は、何ら上例のものに限定されるものではない。

例えば、上例では、ワークＷの寸法をワーク検査装置５０により測定するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、加工済みのワークＷを上例のハンド装置４０により把持したときに、前記スケール４３，４３によって検出された把持爪４２，４２の位置に基づいて、前記演算部４４により当該ワークＷの外径を算出するようにしても良い。この場合、ロボット３０は、検査のための動作を行う必要がなく、効率的な作業を行うことができる。或いは、検査項目を増やすべく、前記ワーク検査装置５０及びハンド装置４０の双方を用いてワークＷを検査するようにしても良い。

或いは、前記カメラ装置３５に備えられた検査機能により、ワークＷや工具Ｔの寸法を測定するようにしても良い。この場合、前記ワーク検査装置５０、ハンド装置４０及びカメラ装置３５の中から選択される一以上の装置を用いてワークＷの寸法を測定することができ、また、前記工具検査装置６０及びカメラ装置３５の中から選択される一以上の装置を用いて工具Ｔの寸法を測定することができる。

また、上例では、管理装置８０により、各工作機械１００及び各無人搬送装置１０の稼働状態を管理するようにしたが、加工システム１の態様としては、このような態様に限られるものではない。

例えば、複数台の無人搬送装置１０と、各無人搬送装置１０によってワークＷの着脱作業、並びに工具Ｔの供給及び搬出作業の提供を受ける複数台の工作機械１００とを、前記ネットワーク９０を介して接続するか、若しくは、相互に直接通信可能に構成した加工システムとしても良い。この場合、各無人搬送装置１０は、それぞれ工作機械１００からの作業要求を受信して、要求のあった工作機械１００に対して上記作業を提供する。

そして、各無人搬送装置１０は、要求に応じて工作機械１００から工具Ｔを搬出する作業を実行する際には、搬出した工具Ｔの適否を上述した工具検査装置６０やカメラ装置３５によって検査するように構成されるとともに、工具Ｔが不適であると判断された場合に、当該工作機械１００に対してワークＷの着脱作業を実行した場合には、良品トレー２２内に格納した加工済みワークＷを非良品トレー２３に移送し、一方、該工作機械１００に対してワークＷの着脱作業を実行していない場合には、該当する工作機械１００の識別情報及び工具不良信号を他の無人搬送装置１０に送信するように構成される。

また、各無人搬送装置１０は、他の無人搬送装置１０から工作機械１００の識別情報及び工具不良信号を受信すると、該当する工作機械１００に対してワークＷの着脱作業を実行した場合には、良品トレー２２内に格納した加工済みのワークＷを非良品トレー２３内に移送するように構成される。

このような加工システムによっても、上例の加工システム１と同様の効果が奏される。

繰り返しになるが、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

１ 加工システム
１０ 無人搬送装置
２０ 搬送車
２２ 良品パレット
２３ 非良品パレット
２４ 素材パレット
２５ 工具パレット
３０ ロボット
３５ カメラ装置
４０ ハンド装置
５０ ワーク検査装置
６０ 工具検査装置
７０ 制御装置
８０ 管理装置
９０ ネットワーク
１００ 工作機械

Claims (3)

1. エンドエフェクタを有し、該エンドエフェクタを用いて被搬送物を移動させるロボット、前記ロボットを搭載するとともに、前記被搬送物を載置する載置部を有する搬送車、並びに前記搬送車及びロボットを制御する制御装置を備えた無人搬送装置の複数台と、
   前記無人搬送装置から前記被搬送物であるワークの着脱作業、並びに前記被搬送物である工具の供給及び搬出作業の提供を受ける複数台の工作機械と、
   前記無人搬送装置及び工作機械の稼働状態を管理する管理装置と、を備えた加工システムであって、
   前記無人搬送装置は、前記ワークを検査する検査装置を、前記搬送車及びロボットの少なくとも一方に備え、
   前記搬送車は、前記載置部として、良品載置部及び非良品載置部を備え、
   前記制御装置は、前記検査装置の作動を制御するように構成されるとともに、前記ロボットを駆動して、前記エンドエフェクタによって前記ワークを保持した状態、または前記エンドエフェクタによって前記ワークを前記搬送車に設定された検査位置に載置した状態で、前記ワークを前記検査装置によって検査させるように構成され、更に、前記検査装置により検査したワークが良品である場合には、前記ロボットに該ワークを良品載置部内に載置させ、検査したワークが良品でない場合には、前記ロボットに該ワークを非良品載置部内に載置させるように構成され、
   更に、前記無人搬送装置は、それぞれ前記工作機械から搬出した前記工具の適否を検査するように構成されるとともに、前記工具が不適であると判断された場合には、対応する工作機械の識別情報及び工具不良信号を前記管理装置に送信するように構成され、
   前記管理装置は、工具不良信号及び工作機械の識別情報を受信すると、該識別情報に対応する工作機械に対してワークの着脱作業を実施した無人搬送装置に工具不良信号を送信するように構成され、
   前記無人搬送装置は、前記管理装置から工具不良信号を受信すると、前記ロボットにより、前記良品載置部内に載置した前記ワークを前記非良品載置部に移送するように構成されていることを特徴とする加工システム。
2. エンドエフェクタを有し、該エンドエフェクタを用いて被搬送物を移動させるロボット、前記ロボットを搭載するとともに、前記被搬送物を載置する載置部を有する搬送車、並びに前記搬送車及びロボットを制御する制御装置を備えた無人搬送装置の複数台と、
   前記無人搬送装置から前記被搬送物であるワークの着脱作業、並びに前記被搬送物である工具の供給及び搬出作業の提供を受ける複数台の工作機械と、を備えた加工システムであって、
   前記無人搬送装置は、前記ワークを検査する検査装置を、前記搬送車及びロボットの少なくとも一方に備え、
   前記搬送車は、前記載置部として、良品載置部及び非良品載置部を備え、
   前記制御装置は、前記検査装置の作動を制御するように構成されるとともに、前記ロボットを駆動して、前記エンドエフェクタによって前記ワークを保持した状態、または前記エンドエフェクタによって前記ワークを前記搬送車に設定された検査位置に載置した状態で、前記ワークを前記検査装置によって検査させるように構成され、更に、前記検査装置により検査したワークが良品である場合には、前記ロボットに該ワークを良品載置部内に載置させ、検査したワークが良品でない場合には、前記ロボットに該ワークを非良品載置部内に載置させるように構成され、
   更に、前記無人搬送装置は、それぞれ前記工作機械からの作業要求を受信して、要求のあった工作機械に対して該作業を提供するように構成されるとともに、前記工作機械から前記工具を搬出する作業を実行する際には、搬出した前記工具の適否を検査するように構成されるとともに、前記工具が不適であると判断された場合に、該工作機械に対してワークの着脱作業を実行した場合には、前記良品載置部内に載置した前記ワークを前記非良品載置部に移送し、一方、該工作機械に対してワークの着脱作業を実行していない場合には、該当する工作機械の識別情報及び工具不良信号を他の無人搬送装置に送信するように構成され、
   更に、前記無人搬送装置は、他の無人搬送装置から前記識別情報及び工具不良信号を受信すると、該当する工作機械に対してワークの着脱作業を実行した場合には、前記良品載置部内に載置した前記ワークを前記非良品載置部に移送するように構成されていることを特徴とする加工システム。
3. 前記検査装置は、前記ロボットに付設されたカメラを備え、該カメラによって前記被搬送物を検査するように構成された請求項１又は２記載の加工システム。
   

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