JPH04155406A

JPH04155406A - 制御方法

Info

Publication number: JPH04155406A
Application number: JP28075690A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Sakakibara; 伸介榊原; Nobutoshi Torii; 信利鳥居
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1992-05-28
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JP3199724B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明はロボットを搭載したＮＣ工作機械を制御する数
値制御方式に関し、特に１台の数値制御装置により工作
機械とロボットとを並行して制御する数値制御方式に関
する。

〔従来の技術〕

従来、旋盤、マシニングセンタ等の工作機械では、ワー
クの着脱等のサービスを行うロボットが使用される。そ
の場合、ロボット制御装置に必要な金物は、数値制御装
置に殆どすべて備えられているため、１台の数値制御装
置で両者の制御を行えば、システム全体の価格を低減で
きる。

このような視点から、既に出願人は数値制御装置から工
作機械指令データとロボット指令データとを逐次に呼び
出して、切削加工及びロボットサービスを実行させる数
値制御システムの発明について出願している（特開昭５
６−１１５１０号公報）。

しかし、上記発明ではコントロールプログラムの制御で
発生する切替え信号によって、数値制御装置からは加工
指令か、或いはロボットサービス指令が選択される。す
なわち同時には一方の指令のみが出力されるに過ぎない
。従って、システム全体の価格は低く抑えられるが、そ
の稼働効率も著しく低下する。また、工作機械に形状の
異なるワークがランダムに供給されると、その都度オペ
レータが介在して、新たに記憶操作や教示操作が必要に
なる。

そこで、出願人は更に、ロボット制御装置から数値制御
装置に対してＮＣプログラム選択信号を与えて、ＮＣ加
工内容やロボットサービスの切替え時にオペレータの介
在を無くすようにした発明について出願をしている（特
開昭５８−２２４１２号公報参照）。

その場合にロボットを搭載した工作機械は、ロボットと
工作機械とが別個に、ＣＮＣ及びロボット制御装置によ
って制御される。そのため、両者を協調して動作させる
ためには、互いに相手のプログラムを呼び出すためのイ
ンタフェース信号が必要であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記の発明では、インタフェース信号のやりと
りを必要とする。そのために、入出力回路を特別に設け
、更にＣＮＣ及びロボット制御装置は信号ケーブルで接
続される。したがって、コストが更に高くなり、ＣＮＣ
及びロボット制御装置の占める空間も大きい。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、Ｃ
ＮＣ及びロボット制御装置を共用化することで、コスト
とスペースを低く抑えた数値制御方式を提供することを
目的とする。

また、本発明の他の目的は、ＣＮＣ工作機械を長時間に
わたり無人運転する時の、運転効率を高めるようにした
数値制御方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、ＮＣプログラム
とロボットプログラムに従って、工作機械とそれによる
加工作業を補助するロボットとを一体に制御する数値制
御方式において、前記ＮＣプログラムとロボットプログ
ラムを並行して実行し、数値制御指令を出力するプログ
ラム実行手段と、前記プログラム実行手段からの数値制
御指令を受けて前記工作機械とロボットとの各動作軸の
移動信号を生成する軸制御手段と、前記軸制御手段の移
動信号を、前記工作機械の駆動軸及びロボットの動作軸
に同時に出力する信号出力手段と、を有することを特徴
とする数値制御方式が、提供される。

また、本発明では、１台の数値制御装置によって工作機
械とロボットとを並行して制御する数値制御方式におい
て、プログラミング機能を有する数値制御装置を切替え
て、交互にＮＣプログラムとロボットプログラムとを作
成し、作成された２つのプログラムを並列に実行し、前
記数値制御装置によって、工作機械とそれによる加工作
業を補助するロボットとを一体に制御することを特徴と
する数値制御方式が、提供される。

〔作用〕

プログラミング時には、ＭＤＩキーパネルを切替えて交
互にＮＣプログラムとロボットプログラムとを作成し、
自動運転の時には、ＭＤＩキーパネルを共通に使用して
、工作機械とロボットとを一体に制御する。また、ＮＣ
プログラムからロボットプログラムを呼び出すことによ
って、プログラム実行手段では工作機械とロボットへの
制御指令を出力し、それぞれ工作機械とロボットに割り
当てられている各軸制御手段では、同時に所定の移動信
号が生成される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を実施するための数値制御装置のブロッ
ク図である。

メインプロセッサモジュール１０．１１は、それぞれＮ
Ｃプログラムとロボットプログラムを並行して実行する
。これらは、サーボ指令以外の数値制御装置全体を制御
するモジュールである。図では複数のメインプロセッサ
モジュール１０．１１が使用される場合を示しているが
、システムの大きさに応じて、１個のメインプロセッサ
モジュールのみであってもよい。

オペレータインタフェースモジュール１２は、表示装置
及びキーボードを有するＣＲＴ／ＭＤＩユニットに接続
される。このオペレータインタフェースモジュール１２
は、ＣＲＴ／ＭＤＩユニットの表示装置に、各軸の現在
位置等を表示するためのデータを送り、逆にＣＲＴ／Ｍ
ＤＩユニットのキーボードからのキー人力信号を受ける
。

入出力インタフェースモジュール１３は機械側からのリ
ミットスイッチやロボットプログラム教示用の操作盤（
ティーチペンダント）の入力信号を受け、機械強電盤の
マグネットを駆動する出力信号を出力する。

テープ記憶モジュール１４は外部から読み込まれる複数
の加ニブログラムを記憶する。この記憶素子としては、
バッテリでバックアップされた０ＭＯ３等が使用される
。

通信制御モジュール１５は数値制御装置をホストコンピ
ュータ、例えばセルコントローラ等と接続して、加工工
程の管理データや加ニブログラムの受信、加工データの
送信等を行う。また、通信制御モジュール１５にはフロ
ッピードライブ、ノ＼−ドディスクドライブ等の１１０
機器を接続することができる。

主軸制御モジュール１６はスピンドルアンプに接続され
、工作機械の主軸の回転速度、オリエンテーション等を
制御する。これらのモジュール１２〜１６はいずれも、
バス１７によってメインプロセッサモジュール１０．１
１に接続される。バス１７はマルチマスクバスで構成さ
れている。

サーボ指令生成プロセッサ（ＣＰＵ）２１〜２４は、メ
インプロセッサモジュール１０．１１からの数値制御指
令を受けて、工作機械とロボットとの各動作軸の移動信
号を生成する。メインプロセッサモジュール１０から、
ロボットプログラムのデータを受け、ワークの着脱作業
用の複合円筒座標系ロボットの４軸、即ちＲ１軸、Ｒ２
軸、Ｒ３軸、Ｒ４軸のサーボ指令を生成する。また、サ
ーボ指令生成プロセッサ（ＣＰＵ）２５．２６は、同様
にメインプロセッサモジュール１１からＮＣプログラム
のデータを受け、旋盤などの工作機械のＸ軸、Ｚ軸のサ
ーボ指令を生成する。これらのサーボ指令生成プロセッ
サ２１〜２６はバス２７に接続され、バス２７にはサー
ボ指令、或いはサーボに関するデータのみが転送される
。

サーボ制御プロセッサ（ＣＰＵ）３１〜３６はそれぞれ
、サーボ指令生成プロセッサ２１〜２６からの制御指令
を受けて工作機械とロボットとの各動作軸の移動信号を
生成し、工作機械とロボットを並行して制御する。サー
ボ制御プロセッサ３１〜３６はバス２７でサーボ指令生
成プロセッサ２１〜２６と接続され、それぞれのサーボ
指令生成プロセッサ２１〜２６からのサーボ指令を受け
、サーボモータ制御信号をそれぞれのサーボアンプに出
力する。

第２図は上記数値制御装置（ＣＮＣ）によって、例えば
ＣＮＣ旋盤などの機械本体とそれを補助するロボットと
を一体に制御する数値制御システムの一例を示している
。

ＣＮＣ１のＭＤＩ（マニュアルデータインプット）キー
パネルには、ＮＣプログラミングとロボットプログラミ
ングの切替えスイッチが設けられている。プログラミン
グ時には、ＭＤＩキーパネルをいずれかに設定してＮＣ
プログラムとロボットプログラムとのプログラミング及
びプログラム編集を行う。ロボット２はＣＮＣ１と接続
され、ＣＮＣ旋盤３に加工対象物（ワーク）を搬入し、
加工後に取り出すという、従来は人手に頼っていた作業
を行う。

ＣＮＣ１の複数の制御軸が工作機械用の２軸と、ロボッ
ト制御用の４軸とに振り分けられていることから、ＮＣ
プログラムとロボットプログラムは並行して実行できる
。また、自動運転時には、ロボットプログラム内にＮＣ
実行命令を書き込んでおけば、ロボットプログラムから
ＮＣプログラムを呼び出して、その起動を指令できる。

反対にＮＣプログラム内にロボット起動用の準備機能コ
ードを書き込んでおけば、この準備機能コードに基づい
てロボットプログラムの起動を指令することも可能であ
る。

なお、図には示していないが、少なくともジョグボタン
を備えたティーチペンダント（教示操作盤）をＣＮＣ１
に付加することで、ロボット２の教示操作は一層容易に
なる。

第３図には、旋盤のワーク着脱作業用のロボットと旋盤
とが一体に構成されているＣＮＣ工作機械の一例を示し
ている。

複合円筒形のロボット４１は旋盤４２の正面に取り付け
られており、このロボット４１の近傍に図示しないとこ
ろのワークフィーダが配置されている。ロボット４１の
ハンドはいわゆるダブルハンドの構成となっており、ワ
ークフィーダから未加工のワークを掴む際に、加工済み
のワークをワークフィーダの所定位置に置く。また、旋
盤のチャックから加工済みのワークを取り外す際に、同
時に未加工のワークをチャックに取り付けることができ
る。

なお、ロボットは全軸に絶対位置検出器を設けて、電源
投入時の原点復帰を不要としており、またその機構部は
、切削液などの浸入を防止するカバー構造を採用してい
る。

第４図は、旋盤とワーク着脱作業用のロボットを１台の
ＣＮＣによって制御する場合の、制御シーケンスを示し
ている。

ＮＣ７’ログラムとロボットプログラムは、互いに相手
のプログラムを起動するため、各プログラム中に特別の
インストラクションが挿入されている。これは、例えば
ＮＣプログラム側にはＧコード（Ｇ＊＊）、ロボットプ
ログラム側にはＮＣスタート指令が挿入される。数値制
御装置は、Ｇコード、ＮＣスタート指令を解読して、旋
盤とロボット双方の運転を制御する。

即ち旋盤におけるワークの加工が終了するタイミングで
、ＮＣプログラムからＧコード（Ｇ＊＊）を出力して、
ロボットプログラム内の動作指令Ａを呼び出すようにし
ている。動作指令Ａによって、ロボットは、加工済ワー
クをチャックから外し、未加工ワークをチャックに取り
付ける。その後に、ロボットアームが非干渉領域まで退
避した時、ロボットプログラムからＮＣスタート指令を
発して、ＮＣプログラムを起動する。この結果、旋盤で
の加工中に、ロボットプログラムが実行され、その動作
指令已によって、ロボットは加工済みワークをワークフ
ィーダに置き、ワークフィーダから未加工ワークを把持
する。

このように、インタフェース信号のやりとりなしに、ひ
とつのＣＮＣｍ置から読み出されるプログラム指令によ
ってロボットと旋盤とを同時制御して、旋盤がワークを
加工している最中に、ロボットは加工済みのワークをワ
ークフィーダに送り、未加工のワークをワークフィーダ
から取り出すことができる。したがって、長時間連続し
て工作機械を運転するときには、新たなプログラムの記
憶操作や教示操作も不要になるから、オペレータの介在
もなく、作業効率が高くなる。また、１台のＣＮＣの設
置面積のみで良く、ロボットの導入、開発のコストを低
減できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、１台のＮＣによって、
ＮＣプログラムとロボットプログラムとが並行して実行
できる。そのため制御装置の構成がコンパクトになり、
コストも低減できる。しかも、工作機械と、その工作機
械にワークの着脱等を行うロボットとを並列に制御でき
、工作機械がワークを加工している最中に、ロボットは
加工済みのワークをワークフィーダに送り、未加工のワ
ークをワークフィーダから取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す数値制御装置のブロッ
ク図、第２図は機械本体とそれを補助するロボットとを一体に
制御する数値制御システムを示す図、第３閲はワーク着
脱作業用のロボットと旋盤とを一体に構成したＣＮＣ工
作機械の一例を示す斜視図、第４図は旋盤とワーク着脱作業用のロボットの制御シー
ケンスを示す説明図である。１０．１１　　　　　メインプロセッサモジュール２１
〜２６　　　　サーボ指令生成プロセッサ３１〜３６　
　　　サーボ制御プロセッサ特許出願人　　ファナック
株式会社代理人　　　　弁理士　　服部毅巖第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＮＣプログラムとロボットプログラムに従って、
工作機械とそれによる加工作業を補助するロボットとを
一体に制御する数値制御方式において、前記ＮＣプログラムとロボットプログラムを並行して実
行し、数値制御指令を出力するプログラム実行手段と、前記プログラム実行手段からの数値制御指令を受けて前
記工作機械とロボットとの各動作軸の移動信号を生成す
る軸制御手段と、前記軸制御手段の移動信号を、前記工作機械の駆動軸及
びロボットの動作軸に同時に出力する信号出力手段と、を有することを特徴とする数値制御方式。
（２）前記プログラム実行手段により実行されるＮＣプ
ログラムとロボットプログラムとのプログラミング及び
プログラム編集を行うためのＭＤＩキーパネルを有する
ことを特徴とする前記請求項１記載の数値制御方式。
（３）前記プログラム実行手段に接続されたロボットプ
ログラム教示用の操作盤を有することを特徴とする請求
項１記載の数値制御方式。
（４）前記工作機械における加工作業を補助するロボッ
トは、前記工作機械と一体に構成したことを特徴とする
請求項１記載の数値制御方式。
（５）１台の数値制御装置によって工作機械とロボット
とを並行して制御する数値制御方式において、自動プログラミング機能を有する数値制御装置を切替え
て、交互にＮＣプログラムとロボットプログラムとを作
成し、作成された２つのプログラムを並列に実行し、前記数値
制御装置によって、工作機械とそれによる加工作業を補
助するロボットとを一体に制御することを特徴とする数
値制御方式。
（６）前記ロボットプログラム内にＮＣ実行命令を書き
込み、このＮＣ実行命令に基づいて前記ＮＣプログラムの起動
を指令するようにしたことを特徴とする請求項５記載の
数値制御方式。
（７）前記ＮＣプログラム内にロボット起動用の準備機
能コードを書き込み、この準備機能コードに基づいて前記ロボットプログラム
の起動を指令するようにしたことを特徴とする請求項５
記載の数値制御方式。