JPH01133111A - 数値制御工作機械の運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、ハンドリングロボットを用いて、ワークの供
給、搬出作業を行なう際に適用するに好適な、数値制御
工作機械の運転制御方法に関する。

（ｂ）６従来の技術 数値制御旋盤等の数値制御工作機械においては、ワーク
の供給、搬出作業を、ハンドリングロボットを用いて人
手を介さずに自動的に行なう場合が多くなってきつつあ
るが、ロボットを駆動制御する際に用いられるロボット
座標系と、刃物台等のワーク加工部を駆動制御する際に
用いられる機械座標系は、相互の関連が無く独立した形
で設定されている。このため、ロボットを駆動制御する
ためのデータ（以下、ロボット制御データと称する。）
は、ロボット側にロボット座標系に属するデータとして
入力し格納していた。

（Ｃ）０発明が解決しようとする間屈点しかし、これで
は、数値制御工作機械側に格納されたデータの内、ロボ
ット制御データとして利用出来るデータであっても、ロ
ボット座標系及び機械座標系毎に、当該データを、それ
等座標系に適合した形に計算し直して重複する形で入力
しなけ九ばならず、入力作業が繁雑となる不都合があっ
た。

本発明は、前述の欠点を解消すべく、ロボッ（・制御デ
ータを、加ニブログラムと同様に数値制御工作機械側か
ら入力し、該入力されたロボット制御データに基づいて
、ロボットにより前記工作機械に対するワークの供給、
搬出を行なわせることの出来る、数値制御工作機械の運
転制御方法を提供することを目的とする。

（ｄ）０間ＨＡを解決するための手段 即ち、本発明は、数値制御工作機械（１，４７）側に、
ロボット制御データ（ＩＮＦ、ＣＬＩ）を工作機械器の
制御座標系に屈するデータとして格納し、ワーク保持手
段（３ａ、５１）に対するワーク（２０，５０）の供給
、搬出を行なう際は。

ロボット（７，５２）側に前記工作機械（１，４７）側
から前記ロボット制御データ（ＩＮＦ、Ｃ■４１）を転
送し、前記ロボット（７，５２）側で、転送された前記
ロボット制御データ（ＩＮＦ、（ＬＬ）をロボット座標
系上に変換し、前記ロボット座標系上に変換したロボッ
ト制御データ（ＩＮＦ、ＣＬＩ）に基づき、前記ロボッ
ト（７，５２）を駆動制御するようにして構成される。

なお、括弧内の番号等は１図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない。以下のｒ　（ｅ）
、作用」の欄についても同様である。

（ｅ）０作用□ 上記した構成により、本発明は、ロボット（７，５２）
を用いてワーク（５０）の供給、搬出を行なう際には、
数値制御工作機械（１，４７）側に格納されたロボット
制御データ（ＩＮＦ、ＣＬＬ）が、ロボット座標系上に
変換され、変換されたロボット制御データ（ＩＮＦ、Ｃ
ＬＩ）に基づき、ロボット（７，５２）が駆動制御され
るように作用する。

（ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明による数値制御工作機械の運転制御方法
の一実施例が適用される数値制御旋盤の一例を示す斜視
図。

第２図は数値制御旋盤に装着されたハンドリングロボッ
トのロボット本体の一例を示す斜視図、第３図は第１図
に示す数値制御旋盤の一例を示す制御ブロック図。

第４図は第２図に示すハンドリングロボットの一例を示
す制御ブロック図。

第５図は機械座標系とロボット座標系との関係を示す図
。

第６図はハンドリングロボットを用いてコンベア上のワ
ークを把持する様子を示す図、第７図は、加ニブログラ
ムメモリ中の加ニブログラムの一例を示す模式図、 第８図は本発明の別の実施例が適用されるマシニングセ
ンタの要部を示す斜視図である。

数値制御工作機械１例えば数値制御旋盤１は。

第１図に示すように１機体２を有しており１機体２には
主軸３が、第５図に示すように、Ｚ軸を中心として回転
自在に支持されている。主軸３にはチャック３ａを介し
てワーク２０が保持されており１機体２には、刃物台Ｓ
が、Ｚ軸に沿って矢印Ｃ，Ｄ方向（即ち、ｚｎ方向）及
びＸ軸に沿って矢印Ａ、Ｂ方向に移動駆動自在な形で設
けられている。なお、刃物台５には、バイト等の工具６
が装着されている。

また、数値制御旋盤１は、第３図に示すように、主制御
部１１を有しており、°主制卿部１１には、バス線１２
を介して、ＣＲＴＬ３．入力部１５、チャック形状ファ
イル１６．基本ワーク座標メモリ１７、ワーク座標メモ
リ１９、ツールセットメモリ２１、素材形状メモリ２２
、座標関係メモリ２７．加ニブログラムメモリ２５、入
出力制御部２６．刃物台駆動制御部４２、主軸駆動制御
部４５等が接続している。なお、入出力制御部２６には
、ハンドリングロボット７の入出力制御部４１が接続さ
れている。

更に１機体２の第１図前面２ａには、ハンドリングロボ
ット７を構成するロボット本体９が装着されており、ロ
ボット本体９は１機体２の前面２ａに第２図矢印Ｅ、Ｆ
方向に回転自在に支持されたボデー９ａを有している。

ボデー９ａには、伸縮軸９ｂが、Ｚ軸方向（矢印Ａ、Ｂ
方向）と平行なＷ軸方向（矢印Ｒ，Ｓ方向）に伸縮駆動
自在な形で設けられており、伸縮軸９ｂにはアーム９Ｃ
が、矢印１．Ｊ方向に旋回自在な形で設けられている。

アーム９ｃには、ロボットハンド９ｄが矢印に、Ｌ方向
に旋回自在な形で設けられており。

ハンド９ｄには、爪９ｅ、９ｅが、矢印Ｐ、Ｑ方向に開
閉自在な形で設けられている。

また、数値制御旋盤１の第１図左方には、ハンドリング
ロボット７を構成するコンベア１０が設置されており、
コンベア１０の第６図、８面１０ａには、ワークパレッ
ト、　１０　ｂが複数個、チェーン１０ｃを介して該上
面１０ａ上を旋回駆動自在な形で設けられている。なお
、各ワークパレット１０ｂには、それぞれワーク２０が
搭載されている。

なお、ハンドリングロボット７は、第４図に示すように
、主制御部３２を有しており、主制御部３２は、バス線
４０を介してロボットハンドローダ上座標メモリ３３、
ローダデータメモリ３５、ロボット座標演算部３６．パ
ラメータメモリ３７、ロボット駆動制御部３９．入出力
制御部４１等が接続されている。なお、入出力制御部４
１は、数値制御旋盤」の入出力制御部２６に接続されて
いる。

数値制御旋盤１は、以上のような構成を有するので、加
工に際して１作業者は、第３図に示す入力部１５を介し
て、加ニブログラムメモリ２５内に加ニブログラムＰＲ
Ｏを作成してゆくが、この際、作業者は、加工に必要な
情報ＩＮＦを入力部１５を介して入力する。即ち、第７
図に示す加ニブログラムＰＲＯのステップＳＯで、作業
者は。

第３図に示す入力部１５を介して、第５図に示す加工す
べき中空円筒状のワーク２０に関する情報Ｉ　Ｎ　Ｆと
して、ワーク２０の素材の材質（＝８４５Ｃ）、外径Ｄ
ｉ　（＝１２０ｍ）、内径Ｄ２（２４０ｍｍ）、長さＬ
Ｌ（＝ＬＯ５ｎｎ）及びワーク原点ＷＺＰ２から該ワー
ク２０の素材の図中右方の端面２０ａまでの距離、即ち
、素材端面距ｉＷＥ１（＝５ｍ）を入力する。なお、こ
うして入力された加工情報ＩＮＦは、第３図に示す加ニ
ブログラムメモリ２５内に加ニブログラムＰＲＯの一部
として格納される。

次に、第７図に示す加ニブログラムＰＲＯのステップＳ
１で、ロボットロード（二二で、ロボットロードとは、
ハンドリングロボット７を駆動して、加工すべきワーク
２０を、第１図に示すコンベア１０から数値制御旋盤１
のチャック３ａに供給することを意味する。）するのに
必要なハンドリング情報ＩＮＦ、即ちロボット制御デー
タを、第３図に示す入力部１５から入力する。即ち１作
業者は、モードＭＯＤ　（＝ロボットロードモード）、
ロボットロードモードの複数の固定サイクルの内１選択
するサイクルの番号、即ちサイクルＣＹＣ（＝２）　、
ハンドリングロボット７のロボットハンド９ｄが把持す
る素材ワーク２０部分の直径、即ち把握径Ｄ３　（＝１
２０ｍ＋）、ロボットハンド９ｄが把持する素材ワーク
２０部分のワーク原点ＷＺＰ２に対するＺ軸方向の距離
、即ち把握位置Ｐ７（＝６０ｎｎ）、ワーク反転の有無
情報等（反転させる場合は「１」、反転させない場合は
ｒＯＪを入力する。本実施例においては「１」。）を入
力部１５を介して入力する。

更に、加ニブログラムＰＲＯのステップＳ２において、
素材ワーク２０の端面処理を行なうための情報Ｉ　Ｎ　
Ｆ、即ち、モードＭＯＤ　（＝端面加エモードＥＤＧ）
、ワーク２ｏの端面を荒削り加工する際の該ワーク２０
の周速ＲＶ　（＝”１２０ｍ／ｎ＋ｉｈ）　、端面を仕
上げ加工する際の該ワーク２０の周速Ｆ　Ｖ　（＝　１
８０　ｍ／ｗｉｎ）−工具６のＸ軸方向の送り量ｆ　（
＝０．４ｎｕ／ｒｅｖ）　、切り込み量ＣＡ　（？：４
．５ｔｎ）等を、第３図に示す入力部１５から入力する
。

更に、ステップＳ３に入り、ステップＳ２の端面加工に
際して必要な情報ＺＮＦ−即ち、端面加工に際して、第
５図に示す工具６を移動させる際の開始点及び終点（即
ち、ワーク原点ＷＺＰ２に対する開始点のＸ座標値１２
０ｍ（ただし、１２０は直径値で表示）及びＺ座標値５
Ｉ！ｘｌ、又、終点のＸ座標値４０Ｉ（ただし、４０は
直径値で表示）及びＺ座標値Ｏｍ＋）等を、第３図に示
す入力部１５を介して入力する。

こうして、ワーク２０の加工に必要な情報ＩＮＦを次々
に入力部１５を介して入力して行くが。

ステップＳ９９で、ロボットアンロード（ここで。

ロボットアンロードとは、ハンドリングロボット７を用
いて、ワーク２０をチャック３ａからコンベア］０に搬
出することを意味する。）するのに必要なハンドリング
情報ＩＮＦ、即ち、ロボット制御データとして、モード
ＭＯＤ　（＝ロボットアンロードモード）、ロボットア
ンロードモードの複数の固定サイクルの内２選択するサ
イクルの番号、即ちサイクルＣＹＣ（＝３）、加工済み
のワーク２０の把握径Ｄ　３　（−７８ｍ）　、加工済
みのワーク２０の把握位置Ｐ　７　（＝４６ｍ＋）を入
力する。更に、ステップ５１００に入り、加ニブログラ
ムＰＲＯの実行の終了を宣言するモードＭＯＤ（＝エン
ドモードフを入力する。

こうして、ワーク２０の加工に必要な情報工ＮＦを全て
入力して、加ニブログラムＰＲＯを作成Ｌ）だところで
１作業者は、第３図に示す入力部１５からワーク加工指
令ＳＣを出力する。すると、主制御部１１は、加ニブロ
グラムメモリ２５から加ニブログラムＰＲ○を読み出し
、該プログラムＰＲ○を実行して行く。即ち、主制御部
１１は、第７図に示す加ニブログラムＰＲＯのステップ
ＳＯで、加工すべきワーク２０に関する情報ＩＮＦ、即
ち、ワーク２０の素材の材質ＭＴ　（＝Ｓ４５Ｃ）、外
径ＤｉＣ士１２０ｍｍ）、内径Ｄ２（＝４０１１Ｉ！Ｉ
ン、長さＬＬ（＝ＬＯ５ａｍ）及び素材端面距ＲＥ１（
＝５１１１１）等を読み出して、これから加工すべきワ
ークの形状を認識すると共に、それ等の情報ＩＮＦを第
３図に示す人出力制御部２６を介して、ハンドリングロ
ボット７に出力する。すると、男４図に示すハンドリン
グロボット７の主制御部３２は、これ等を入出力制御部
４１を介して受けてローダデータメモリ３５に格納する
。

次に、第７図に示す加ニブログラムＰＲＯのステップＳ
１に入り、第３図に示す主制御部１１は、加工すべきワ
ーク２０を旋盤１のチャック３ａに供給するために、ハ
ンドリングロボット７に、ワーク供給動作を行なわせる
のに必要なハンドリンク情報ＩＮＦ、即ち、ロボットモ
ード、サイクルｃｙｃ、把握径Ｄ３　（−１２０ｍ）、
把握位置Ｐ　７　（”６０＋ｍ＋）等を入出力制御部２
６を介して出力する。第４図に示すハンドリングロボッ
ト７の主制御部３２は、こ九等情報ＩＮＦを入出力制御
部４１を介して受けて、ローダデータメモリ３５に格納
する１、また、第４図に示す主制御部３２は、ローダデ
ータメモリ３５から、ハンドリング情報ＩＮＦを読み出
し、該情Ｉ［ＩＮＦに基づき。

ロボット駆動制御部３９を駆動する、即ち、ロボット駆
動制御部３９は、第６図に示すコンベア１０上のチェー
ンＬＯｃを各フークバレソｌ−Ｌ　Ｏｂと共に旋回駆動
して、加工すべきワーク２０を搭載したパレットＬＯｂ
を、ワーク把持位置ＷＨＩに位置決めする。

次に、第４図に示すハンドリングロボット７の主制御部
３２は、ハンドリング情報ＩＮＦに基づき、ロボット駆
動制御部３９に、ワーク把持位置ＷＨ１に位置決めされ
たワーク２０を、第５図に示す旋盤１のチャック３ａに
供給するように指令する。すると、第４図に示すロボッ
ト駆動制御部３９は、第２図に示すハンドリングロボッ
ト７の伸縮ｆｉ９ｂを、ロボットハンド９ｄと共に矢印
Ｒ又はＳ方向（Ｗ軸の正又は負方向）に所定距離だけ移
動させ、その吠憩でポデー９・ａを、伸縮軸９ｂと共に
図中実線で示す待機位置から矢印Ｆ方向に９０°だけ旋
回させて１図中想像線で示す位置に位置決めする。する
と、ロボットハンド９ｄは、第６図に示すロボット原点
ＭＺＰ２に位置決めされる。

更に、第４図に示す主制御部３２は、ハンドリング情報
ＩＮＦに基づき、第６図に示すロボットハンド９ｄを矢
印Ｓ方向（Ｗ軸の負方向）に移動させて、該ハンド９ｄ
によってワーク把持位置ＷＨＩに位置決めされたワーク
２０を把持する。

この際、ハンドリング情報ＩＮＦは、機械座標系（即ち
、第５図に示す刃物台５を２軸方向に駆動する際に用い
られる、機械原点ＭＺＰＩを基準とする座標系）に基づ
いたデータであり、ロボットハンド９ｄが制御されるロ
ボット座標系（即ち、ロボッＩ・ハンド９ｄをＷ軸方向
に駆動する際に用いられる座標系）に関するものではな
い。従って。

そのままではロボットハンド９ｄを制御することは出来
ないので、第４図に示す主制御部３２は、占ボット座標
演算部３６に、ローダデータメモリ３６に格納された把
握位置Ｐ７、素材端面圧５Ｅ１等のハンドリング情報Ｉ
ＮＦを、ロボット座標系上に変換することを要求する。

すると、これを受けてロボット座標演算部３６は、ロー
ダデータメモリ３５から、素材端面距離Ｅ１、ワーク２
０の素材の長さＬｌを読み取ると共に、ロボットハンド
ローダ上座標メモリ３３から、第６図に示すロボット原
点ＭＺＰ２とワークパレット１０））の第６図上面１０
ｓ間の距離Ｗ３を読み取る。そして、座標演算部３６は
、読み取った長さＬｌ及び距＃ｉＷ３に基づき、第６図
に示すワーク把持位置ＷＨ１に位置決めされたワークパ
レットｌｏｂ上のワーク２０の端面２０ａの、ロボット
原点ＭＺＰ２に対するＷ軸座標値Ｗ５、即ち（Ｗ３−Ｌ
Ｌ）を求める。次に、第４図に示すロボット座標演算部
３６は、ワーク原点ＷＺＰ２が、第５図に示すチャック
３ａに保持されたワーク２０の図中右方の端面２０ａか
ら、矢印Ｃ方向（即ち、Ｚ軸の負方向）に素材端面距離
Ｅ１だけ離れていることより、ワーク原点ＷＺＰ２を。

ワーク把持位置ＷＥ（ｌに把持されたローダ２ｏの第６
図１方の端面２０ａから、Ｚ＠の負方向に対応するＷ＠
の負方向（矢印Ｓ方向）に、素材端面距離Ｅ１だけ離れ
た点に変換する。即ち、゛ロボう・ト座樟系に変換され
たワーク原点ＷＺＰ２’のロボット原点ＭＺＰ２に対す
るＷａ座標値Ｗ４は。

Ｗ５＋Ｅ１である。

更に、第４図に示すロボット座標演算部３６は、ローダ
データメモリ３５内に格納された把握位置Ｐ７がワーク
原点ＷＺＰ２からＺ軸の負方向（即ち、第５図矢印Ｃ方
向）にＰ７だけ離れていることに基づき、把持位置Ｐ７
を、第６図に示すロボット座標系上に変換したワーク原
点ＷＺＰ２’から、Ｗ軸の負方向（矢印Ｓ方向）に距＃
Ｐ７たけ離九た位置に変換する。

そして、更にロボット座原演算部３６は、ロボット座に
糸上に変換されたワーク原点ＷＺＰ２’の＼Ｍ軸座標領
Ｗ４及びロボット座標系上に変換された把持位置ＷＰ７
に基づき、第６゛図に示すロボット原点Ｍ　Ｚ　Ｐ　２
に位置決めされたロボットハンド９ｄのＷ軸方向の移動
量Ｗ６．即ち（Ｗ４＋ＷＰ７）を求め、求めた移動量Ｗ
６を第６図に示すロボット駆動制御部３９に出力する。

ロボット駆動制御部３９は、これを受けて、第２図に示
すハンドリングロボット７の伸縮軸９ｂを、アーム９Ｃ
及びロボットハンド９ｄと共に第６図矢印Ｓ方向（即ち
、Ｗ軸の負方向）に移動量Ｗ６だけ移動させる。すると
、ロボットハンド９ｄは、図中破線で示す位置に位置決
めされる。

次に、第４図に示すハンドリングロボット７のロボット
駆動制御部３９は、ハンドリンクロボット７を駆動して
、第６図に示すロボットハンド９ｄの爪９ｅ、９ｅを、
該爪９ｅ、９ｅ間の距雅がメモリ３５内に格納された把
握径Ｄ３と等しくなるまで閉じ、該爪９ｅ、９ｅによっ
てワーク２０の図中外周部を挟さみつける形で把持する
。なお、この際ワーク２ｏの外径Ｄ１と把握径Ｄ３は等
しいので、ワーク２０は確実に爪９ｅ、９ｅによって把
持されることになる。

こうして、加工すべきワーク２０がハンドリングロボッ
ト７のロボットハンド９ｄによって把持されたところで
、第４図に示すロボット駆動制御部３９は、ハンドリン
グロボット７を駆動して、伸縮Ｎ９ｂを、ロボットハン
ド９ｄ等と共に第６図矢印Ｒ方向（Ｗ軸の正方向）に移
動量Ｗ６だけ移動させ、更にボデー９ａを伸線軸９ｂ等
と共に第２図矢印Ｅ方向に９０°だけ旋回させる。する
と、ロボット本体９は、第１図実線で示す待機位置に位
置決めされる。

次に、第４図に示すロボット駆動制御部３９は、ハンド
リングロボット７を駆動して、第２図に示すアーム９Ｃ
を、ロボットハンド９ｄと共に。

矢印Ｊ方向に所定角度だけ旋回させる。すると。

ロボットハンド９ｄは、ワーク２０を把持した状態で、
第５図に示すロボット原点ＭＺＰ２に位置決めされ、該
ワーク２０はチャック３と対向する。

次に、第４図に示すハンドリングロボット７の主制御部
３２は、ロボット座標演算部３６に。

第５図に示すロボット原点ＭＺＰ２に位置決めされたロ
ボットハンド９ｄの矢印Ｓ方向の移動量ＷＰ８を求める
ように指令する。すると、ロボット座標演算部３６は、
数値制御旋盤１に対して、機械座標系に愈する座標系デ
ータＣＤＡであるツールマット値Ｐ５、オフセット値Ｐ
６及び機械座標系とロボット座標系との相互関係を示す
座標位置関係情報ＣＬＩの転送要求を出す。ここで、ツ
ールセット値Ｐ５とは、第５図に示す刃先６ａと加ニブ
ログラム原点ＰＺＰＩとの間の２軸方向の距離を意味し
、オフセット値Ｐ６とは、ワーク２０のワーク原点ＷＺ
Ｐ２と加ニブログラム原点ＰｚＰ１とのＺ軸方向の距離
を意味する。

第３図に示す旋盤上側の主制御部１１は、ツールセット
メモリ２１からツールセット値Ｐ５を読み出すと共に、
基本ワーク座標メモリ１７からオフセット値Ｐ６を読み
出し、読み出したツールセット値Ｐ５及びオフセット値
Ｐ６を、入出力制御部２６．４１を介してロボット座標
演算部３６に出力する。更に、主制御部１１は、座標関
係メモリ２７から、機械座標系どロボット座標系との相
互関係を示す座標位置関係情報ＣＬＩを読み出し、読み
出した座標位置関係情報ＣＬ１をロボット制御データと
しで、入出力制御部２６，４１を介してロボット座標演
算部３６に出力する。座標位置関係情報ＣＬＩには、例
えば、第５図に示すように、数値制御旋盤１の全ての座
標系に対して基準となる総合基準点ＲＺＰ　（任意の位
置に設定面）からの、ロボット座標系１磯械座標系の基
準点、即ち、ロボット原点ＭＺＰ２、機械原点ＭＺＰ１
までの矢印Ｒ，Ｓ方向及び矢印Ｃ，Ｄ方向（Ｗ軸及びＺ
軸方向に対応）の距離Ｒ１，Ｒ２が表示されている。

第４図に示すロボット座標演算部３６は、こうした座標
位置関係情報ＣＬＩにより、ロボット座標系１磯械座標
系相互間の位置関係を認識し。

該関係情報ＣＬＩに基づき、ツールセット値Ｐ５及びオ
フセット値Ｐ６をロボット座標系上に変換する。即ち、
演算部３６により、ロボット座標系上に変換したツール
セット値ＷＰ５　　（＝Ｐ５−Ｒ１−Ｒ２）、オフセッ
ト値ＷＰ６　（＝Ｐ６）が求められる６また。第４図に
示す主制御３３２は。

ロボット座標演算部；３６に対して、ロボットハンド９
ｄとチャック３ａとが干渉するのを防止するために、チ
ャック３ａの形状を認識して、過度に矢印Ｓ方向にロボ
ットハンド９ｄが駆動されないようにするため、チャッ
ク３ａの寸法に閣する。座標系データＣＤＡをロボット
座標系に変換するように要求する。座標演算部３６は、
これを受けて、数値制御ｊｌＥＬに対して１機械座標系
に腐するチャック３ａの寸法データＰ１及び座標位置関
係情報ＣＬＩ　（この場合の座標位置関係情報ＣＬ１に
は、第５図に示す総合基準点ＲＺＰからロボット原点Ｍ
　Ｚ　Ｐ　２　、チャック原点ＭＺＰ３までの矢印Ｒ，
Ｓ方向及び矢印Ｃ，Ｄ方向（Ｗ軸及びＺ軸方向に対応）
の距ＭＲＩ、Ｒ３を採る。）の転送要求を出す。第３図
に示す旋盤１側の主制御部１１は、チャック形状ファイ
ル１６からチャック３ａの寸ｍＰ１を読み出すと共に、
座標関係メモリ２７から座標位置関係情報Ｃ’Ｌ１を読
み出し、読み出した該寸法Ｐ１及び座標位置関係情報Ｃ
ＬＩを。

入出力制御部２Ｇ、４１を介してロボット座標演算部３
６に出力する。座標演算部３６は、転送されてきた寸法
データＰ１及び座標位置関係情報ＣＬ１に基づき、チャ
ック３ａの寸法データＰ１をロボット座標系上に変換す
る。即ち、演算部３６により、ロボッ１へ座標系上に変
換されたチャック３ａの寸法データＷＰＩ　（＝Ｒ３−
ＲＬ−ＰＬ）が求められる。

更に、ロボッ１−座標演算部３６は、前述したロボット
座標系上に変換したツールセット値ＷＰ５、オフセット
値ＷＰ６及び把握位置ＷＰ７に基づき、第５図に示すロ
ボット原点ＭＺＰ２に位置決めされたロボットハンド９
ｄの矢印Ｓ方向の移動量ｗｐａ、即ち、ＷＰ５＋ＷＰ６
＋ＷＰ７を求め、求めた移動量Ｗ８をロボット駆動制御
部３９に出力する。ロボット駆動制御部３９は、これを
受けてハンドリングロボット７を駆動して、伸縮４Ｍ９
ｂを矢印Ｓ方向（即ち、Ｗ軸の負方向）に移動ｆＷＰ８
だけ移動させる。すると、ロボットハンド９ｄも、ワー
ク２０と共に矢印Ｓ方向にＷ２Ｂだけ移動して、ワーク
２０の第５図左端部が。

開放されたチャック３ａに挿入される。その状態で、ナ
ヤック３ａを閉じて、該チャック：３ａによってワーク
２０を把持する。なお、この際ロボット駆動制御部３９
は、チャック３ａの２軸方向の寸法Ｐ上を、ロボット原
点ＭＺＰ２を原点とするＷ軸を基準とした寸法データＷ
Ｐ１に変換された形で受は取っているので、該データＷ
ＰＩに基づきロボットハンド９ｄがチャック３ａと干渉
しないように制御することが出来る。

こう゛して、チャック３ａにワーク２０が供給されたと
ころで、ロボットハンド９ｄの爪９ｅ、９ｅを開放して
、該ハンド９ｄとワーク２０との把持関係を解除し、更
に伸縮＠９ｂを矢印Ｒ方向に移動量ＷＰ８だけ移動し、
更にアーム９Ｃを。

ロボットハンド９ｄと共に第２図矢印工方向に旋回させ
る等して、ハンドリングロボット９ｄを旋盤１の機外の
待機位置に位置決めしておく。

次に、加ニブログラムＰＲ○のステップＳ２゜Ｓ３に入
り、第３図に示す主制御部１］は、主軸駆動制御部４５
及び刃物台駆動制御部４２等を駆動して、主軸３をワー
ク２０と共に、荒削り加工の場合には該ワーク２０の周
速を１２０　ｍ／ｌ１ｉｎ。

仕上げ加工の場合は１８０　ｍ／ｗｉｎとなるように回
転させると共に、刃物台５を、工具６と共に送り量ｆを
０　、４　ｍ１ｒｅｖ、切り込み量ＣＡを４゜５ｍ＋、
更に工具６の刃先６ａの移動開始点のＸ。

Ｚ座標値が（Ｘ座標値１２０ｍ、Ｚ座標値５ａ＋）。

移動終点のＸ、Ｚ座標値が（Ｘ座標値４０ｍ、Ｚ座標値
Ｏｍ）となるように駆動制御して端面加工する。そして
、加ニブログラムＰＲＯのステップＳ４以降のステップ
（図示せず）で、ワーク２０の外径部及び内径部に対し
て所定の加工を行なう。

こうして、ワーク２ｏに対して所定の加工がなされたと
ころで、加ニブログラムＰＲＯのステップ８９９に入り
、加工済みのワーク２０をチャック３ａから取り外して
第１図に示すコンベア１０に搬出する動作を行なう、即
ち、第３図に示す数値制御旋５１１の主制御部１１は、
入出力制御部２６−４１を介して、第４図に示すハンド
リングロボット７の主制御部３２に、加工済みワーク２
０の搬出動作を行なわせるのに必要なハンドリング情報
Ｉ　Ｎ　Ｆ、即ちロボットアンロード、サイクルｃｙｃ
、把握径Ｄ３（＝７８ｍ）、把握位置Ｐ７（、＝４６ｍ
）等を転送する。すると、第４図に示す主制御部３２は
、転送されてきたこれ等情報ＩＮＦをローダデータメモ
リ３５に格納すると共に、該情報ＩＮＦに基づき、ロボ
ット駆動制御部３９に、加工済みのワーク２０を、第５
図に示すナヤック３ａから旋盤１の機外のコンベア１０
まで搬出するように指令する。第４図に示すロボット駆
動制御部３９は、ハンドリングロボット７を駆動してロ
ボットハンド９ｄを、待機位置から伸縮軸９ｂを第２図
矢印Ｒ又はＳ方向に移動させると共に、アーム９ｃをロ
ボットハンド９ｄと共に矢印Ｊ方向に旋回させて、該ハ
ンド９ｄを第５図に示すロボット原点ＭＺＰ２に位置決
めする６次に、第４図に示すロボットｉｓ演算部３６は
、前述したロボットロードの場合と同様にして、座標位
置関係情報ＣＬＩに基づき、把握位置Ｐ７等をロボット
座標系上に変換して、ロボットハンド９ｄの矢印Ｓ方向
の移動量’ＪＪ　Ｐ　８　（＝　Ｗ　Ｐ　Ｓ　＋ＷＰ６
　＋ＷＰ　７、ただしＷＰ７＝Ｐ７＝４６ａｍ）を求め
る。そして、ロボット座標演算部３６は、求めた移動量
ＷＰ８をロボット駆動制御部３９に出力する。すると、
ロボット駆動制御部３９は、ハンドリングロボット７を
駆動して、ロボットハンド９ｄを第５図矢印Ｓ方向にＷ
ｌ）８だけ移動する。

そして、更に、その状態でロボットハンド９ｄの爪９ｅ
、９ｅを、該爪９ｅ、９ａ間の距離が把握径Ｄ３（＝７
８ｍ）と等しくなるまで閉じ、該ハンド９ｄによりチャ
ック３ａにクランプされた加工済みのワーク２０を把持
する。次に、ワーク２０とチャック３ａとのクランプ関
係を解除し、その状態でハンドリングロボット７の伸縮
軸９ｂを。

ロボットハンド９ｄと共に、矢印Ｒ方向（Ｗ軸の正方向
）に移動量ＷＰ８だけ移動し、更に、アーム９ｃを第５
図矢印Ｓ方向に旋回する等して、加工済みのワーク２０
を旋ｆｆ１ｌの機外に出し、更に第１図に示すコンベア
１０まで搬出する。なお。

加工済みのワーク２０をコンベア１０に搬出する動作は
、未刀Ｉ工のワーク２０をチャック３ａに供給する動作
とは逆のａ作であるので、その詳細な説明は省略する。

なお、上述の実施例は、位置関係情ＩＣＬＬとして、第
５図に示す総合基準点ＲＺＰからの、ロボット座ば糸、
８１械座標系の各基準点までの距ｆｉＲ１、Ｒ２，Ｒ３
を表示した場合について述べたが、総合基準点ＲＺＰを
設けずに、座標位置関係情報ＣＬＩとして、各座標系の
基準点間の距離を表示するようにし、該距離に基づいて
座標演算部３６において演算することも可能である。

また、座標位置関係情報ＣＬＩを、ロボットハント９ｄ
の基準面を、例えは機械座標系で位置データの判明した
工具刃先６ａ等と接触させ、その時点の刃先６ａ等のＺ
！標における位置と、ハンド９ｄのＷ座標における位！
ｉを突き合わせることにより、宋めることも出来る。

なお、上述した実施例においては、数値制御旋盤１側に
、ハンドリングロボット７を制御するためのロボット制
御データを加ニブロブラムと共に格納しておき、該ロボ
ット７を用いてワーク５０の供給、搬出を行なう際に、
ロボット制御データを旋盤１側からハンドリングロボッ
ト７側に転送し、該制御データに基づきロボッ１〜７に
ワーク５０の供給、搬出動作を行なわせた場合についで
述べたが、数値制御旋ｇｌｌに限らず、ハンドリングロ
ボットを用いてワークの供給、搬出を行なう各種の工作
機械（例えば、第８図に示すマシニングセンタ４７）に
おいて、工作機械側にロボット制御データを格納してお
き、該ロボット制御データに基づきハンドリングロボッ
トを駆動制御することも可能である。

即ち、マシニングセンタ４７は、第８図矢印Ａ、Ｂ方向
（即ち、Ｘ軸方向）及び矢印Ｃ，Ｄ方向（即ち、Ｙ軸方
向）に移動駆動自在に設けられたテーブル４９を有して
おり、テーブル４９上には、複数個のワーク５０がそれ
ぞれパレット５１を介して着脱口：在な形で保持されて
いる。一方。

テーブル４９の図中後方には、ハンドリングロボット５
２が設置されており、ハンドリングロボット５２は、矢
印Ｅ、Ｆ方向に伸縮駆動自在に設けられた伸縮軸５２ａ
を有している。伸縮軸５２ａには、ロボットハンド５２
ｂが、ロボット原点ＭＺＰ５を中心とし・て矢印Ｇ、Ｈ
方向に旋回駆動自在、かつ矢印Ｔ、Ｕ方向に伸縮駆動自
在に設けられており、ロボットハンド５２ｂの先端部に
は、爪５２ｃ、５２ｃが開閉自在な形で設けられている
。

また、ハンドリングロボット５２の第８図左右両個には
、それぞれワーク供給台５３及びワーク搬出台５５が設
けられており、ワーク供給台５３上には、未加工のワー
ク５０が積載されている。

更に、ワーク搬出台５５上には、加工済みのワーク５０
が積載されている。

このような、マシニングセンタ４７を用いて、ワーク５
０を加工するには、第８図に示すハンドリングロボット
５２の仲１ｍ　１１！！５２　ａを矢印Ｅ、　　Ｆ方向
に伸縮させ、更にロボットハンド５２ｂを、矢印Ｇ、Ｈ
方向に旋回させると共に矢印Ｔ、Ｕ方向に伸縮させる等
して、ハンドリングロボット５２にワーク供給動作を行
なわせることにより、ワーク供給台５３上の未加工のワ
ーク５０を、テーブル４９上のパレット５１に搭載し保
持させる（なお、ハンドリングロボット５２のワーク供
給動作は、前述したハンドリングロボット７のワーク供
給動作と略同様であるので、その詳細な説明は省略する
。）。次に、その状態で該ワーク５０に対して１図示し
ない主軸に装着された工具を用いて所定の加工を行なう
。加工後は、加工済みのワーク５０とパレット５１との
保持関係を屏除し、その状態でハンドリングロボット５
２を用いて、該ワーク５０をワーク搬出台５５まで搬出
する。

ここで、ハンドリングロボット５２を用いてワーク５０
の供給、搬出を行なう際には、マシニングセンタ４７側
から、ロボット５２側にロボット制御データとして、例
えば、マシニングセンタ４７の機械原点ＭＺＰ６に対す
る、パレット５１に呆持された際のワーク５０のワーク
原点ＷｚＰＩのＸ、Ｙ、Ｚ＠座標値、即ち例えば、Ｘｉ
、Ｙｌ、ｚｌ及び、座標位置関係情報ＣＬＩ　（即ち、
第８図に示す機械原点ＭＺＰ６に対するハンドリングロ
ボット５２のロボット原点ＭＺＰ５のＸ、Ｙ、Ｚ軸座標
値、即ち、　Ｘ、、　Ｙ、、、Ｚｌ、）等が転送される
。なお、ロボット制御データは、機械座標系（即ち、機
械原点ＭＺＰ６を基準とするＸ、Ｙ−Ｚ＠、Ｆ’ｌ標系
）に属するデータとして、マシニングセンタ４７個に格
納されている。

ハンドリングロボット５２側では、転送されてきたロボ
ット制御データ（即ち、座標値ｘ１、Ｙｌ、Ｚｌ等）を
ロボット座標系（即ち、ロボット原点ＭＺＰ５を基準と
するＷ□、Ｗ２、Ｗ、軸座標系等）上に変換し、変換し
たロボット制御データ、即ち、ロボット原点ＭＺ　Ｐ　
５に対するワーク原点ｗ、ｚ　ｐ　ｉのＷ□、Ｗ２、Ｗ
ｊ＠上における座標値、即ち、Ｗｌ　（＝Ｘ１−Ｘ、）
＋　Ｗ２　（＝Ｙ１−Ｙ、）、Ｗ３　（＝Ｚ１−Ｚ、）
）に基づき、ワーク供給動作等を行なう。

（ｇ）０発明の効果 上記したように１本発明は、数値制御旋盤１゜マシニン
グセンタ４７等の数値制御工作機械側に、ハンドリング
情報ＩＮＦ、座標位置関係情報ＣＬｌ等のロボット制御
データを機械座標系等の工作機械側の制御座標系に属す
るデータとして格納し、チャック３ａ、パレット５１等
のワーク保持手段に対するワーク２０．５０の供給、搬
出を行なう際は、ハンドリングロボット７．５２等のロ
ボット側に工作機械側から前記ロボット制御データを転
送し・、前記ロボット側で、転送された前記ロボット制
御データをロボット座標系上に変換し、前記ロボット座
標系上に変換したロボット制御データに基づき、前記ロ
ボットを駆動制御するようにして構成したので、ロボッ
ト制御データは１通常の加ニブログラムと同様に数値制
御工作機械側に入力し格納すればよく、ワークの素材長
さＬｌ等の同一データをロボット側に重複して入力する
必要がなくなるばかりか、工作機械及びハンドリングロ
ボットに対するプログラムの入力作業を工作機械１側か
らのみ、該工作機械側の制御座標系のみを基準にして入
力することが可能となり、入力作業を極めて簡易化する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による数値制御工作機械の運転制御方法
の一実施例が適用さ九る数値制御旋盤の一例を示す斜視
図、 第２図は数値制御旋盤に装着されたハンドリングロボッ
トのロボット本体の一例を示す斜視図。 茅３図は第１図に示す数値制御旋盤の一例を示す制御ブ
ロック図。 第４図は第２図に示すハンドリングロボットの一例を示
す制御ブロック図。 第５図は機械座標系とロボット座標系との関係を示す図
、 第６図はハンドリングロボットを用いてコンベア上のワ
ークを把持する様子を示す図、第７図は加゛ニブログラ
ムメモリ中の加ニブログラムの一例を示す模式図、 第８図は本発明の別の実施例が適用されるマシニングセ
ンタの要部を示す斜視図である。 １・・・・・・数値制御工作機械（数値制御部ｌ１１）
３ａ・・・ワーク保持手段（チャック）７．５２・・・
・・・ロボット （ハンドリングロボット） ２０．５０・・・・・・ワーク ４７・・・・・・数値制御工作機械 （マシニングセンタ） ５１・・・・・・ワーク保持手段（パレット）ＣＬＬ・
・・・・・ロボット制御データ（座標位置関係情報） ＩＮＦ・・・・・・ロボット制御データ（ハンドリング
情報） 出頴人　　ヤマザキマザック株式会社 代理人　　　弁理士　　　相１）伸二 （ほか２名） 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ワーク保持手段を有し、 前記ワーク保持手段に対するワークの供給、搬出はロボ
   ットを用いて行なう数値制御工作機械において、 前記数値制御工作機械側に、ロボット制御 データを工作機械側の制御座標系に属するデータとして
   格納し、 前記ワーク保持手段に対するワークの供給、搬出を行な
   う際は、前記ロボット側に前記工作機械側から前記ロボ
   ット制御データを転送し、前記ロボット側で、転送され
   た前記ロボッ ト制御データをロボット座標系上に変換し、前記ロボッ
   ト座標系上に変換したロボット 制御データに基づき、前記ロボットを駆動制御するよう
   にして構成した、数値制御工作機械の運転制御方法。