JPH07132446A

JPH07132446A - 自動ワーク交換装置

Info

Publication number: JPH07132446A
Application number: JP5301018A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Urano; 正弘浦野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1993-11-05
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】工作機械が加工中にワークの段取りができ、
電算機側が指示した段取りができない場合は機械の加工
中に加工スケジュール変更を行える自動ワーク交換装置
を提供する。【構成】対象ワークの搬送を行うパレットを位置決め
する手段と、ワーク形状を検出する形状検出手段と、加
工データ及び素材形状データとパレットデータを記憶す
る記憶手段と、パレットの移動と停止の制御と加工手段
へのワークの搬入と搬出の制御と加工スケジュールの管
理をする制御装置と、形状検出手段により得た計測デー
タとパレットのワーク形状データとの一致を判断する判
断手段と、ワークの段取りを行うワーク段取り台と、ワ
ーク段取り指示情報を表示する表示手段と、制御装置に
ワーク段取り完了状態を入力する入力手段と、パレット
の搬送の自動制御と手動制御を切り替える手段と、制御
装置から加工手段へ加工データを送信する通信手段とを
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動的に対象ワークに
対して加工を施すことができる自動加工手段、例えばマ
シニングセンター等を効率的活用するために用いるのに
最適な自動ワーク交換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、多品種小量生産を行う生産現場で
は、生産性向上、省力化、コストダウン等を図るため
に、複数種類の対象ワークを柔軟かつ高い生産性で連続
的に加工するシステムが望まれている。上記加工システ
ムに用いることができる自動加工装置としては、特開昭
５９−１６９７４７号公報に開示されている。図１４は
上記従来の自動加工装置を示す全体の構成図であり、複
数のパレットＰＴを搭載したベルトコンベアＢＣは、矢
印方向へパレットＰＴの１個分ずつのピッチによりステ
ップ状に移動しつつ、かつ、循環するものとなってお
り、パレットＰＴ上には、加工対象物が１個分ずつ所定
の方向に設置されるものとなっている。

【０００３】また、ベルトコンベアＢＣとの位置Ｐ_aに
対向して、光電的に対象物の高さ及び横幅などの寸法を
検出するイメージセンサＩＳが形状検出手段として設け
てあり、これの検出出力に基づき、対象物があらかじめ
予定されていたものか否かを電算機ＣＭＰが判断し、リ
レーユニットＲＵ及びシステム制御機ＳＣを介してロボ
ット制御部ＲＣへ司令を与え、対象物が位置Ｐ_cへ来た
とき、ロボットＲＢのハンドＲＨ1 により対象物を把持
するか否かを制御している。

【０００４】位置Ｐ_bを経て位置Ｐ_cへ至った対象物
は、ハンドＲＨ₁により把持され、ＮＣ工作機械ＮＭの
チャックＣＨへ自動的に供給された上、電算機ＣＭＰか
らＮＣ制御部ＣＮＣへ与えられた加工データに従い、加
工手段としてのＮＣ工作機械ＮＭによって加工され、加
工終了に応じて、今度はハンドＲＨ₂により対象物がチ
ャックＣＨから脱去され、加工中に２ステップ移動して
位置Ｐ_eへ至ったパレットＰＴ上へ排出される。

【０００５】なお、加工中の１ステップ移動により位置
Ｐ_cへ至った次の対象物は、空状態となったハンドＲＨ
₁により把持された上、更に、パレットＰＴの１ステッ
プ移動が行われるものとなっており、ハンドＲＨ₂によ
る脱去についでチャックＣＨに対する次の対象物の供給
がハンドＲＨ₁により行われ、以降同様の動作を継続す
るものとなるため、ＮＣ工作機械ＮＭの動作と対応し
て、対象物の供給及び排出手段としてのハンドＲＨ₁、
ＲＨ₂により反復して行われる。

【０００６】ただし、ベルトコンベアＢＣ、イメージセ
ンサＩＳ、ロボットＲＢ及びＮＣ工作機械ＮＭ等の動作
及び作動は、システム制御機ＳＣの制御により、互いに
同期して行われるものとなっている。

【０００７】従来技術では、ハンドリングロボットＲＢ
を用いて、複数のパレットＰＴ上に載置された未加工ワ
ークをＮＣ工作機械ＮＭに投入し、所定の機械加工を行
い、加工が終了したワークを再度ロボットＲＢを用いて
パレットＰＴ上に戻し、全く人手を介さずに多数のワー
クの加工作業を連続的に行わせる方法であり、未加工ワ
ークをパレットＰＴ上にセットする段階で、作業者が誤
って、当該機械加工に使用されない、すなわち、加工用
及び搬入搬出用動作プログラムが用意されていない不適
合ワークが存在しても停止することがないようになって
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ワーク
のパレットＰＴへの取り付け取り外しは、ベルトコンベ
アＢＣがいつ動作するか分からず危険なため、機械を完
全に停止させた状態で行わなければならない。このた
め、機械の生産性が悪くなる。また、ワークが用意され
ていない場合など電算機ＣＭＰに従った段取りができな
い場合などは対処する方法がなく、取り付けることがで
きるワークのみを取り付け、ベルトコンベアＢＣが１巡
し機械が停止するのを待たなければならない。さらに、
ベルトコンベアＢＣ上の全パレットＰＴに対し、１度に
ワークの段取りを行うため、同一のＮＣ工作機械ＮＭで
多種類の未加工ワークにそれぞれ異なる内容の加工を行
わせようとした場合、種々の形状を有する未加工ワーク
をどのパレットＰＴに取り付けるのか容易に判断できな
い。

【０００９】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、工作機械が加工中であってもワークの
段取りができ、電算機側が指示した段取りができない場
合は機械の加工中に加工スケジュール変更が行え、ま
た、どのパレットに対して、どのワークの段取りを行う
か作業者が容易に判断できる自動ワーク交換装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、工作機械が加
工中であっても素材のパレットへの取り付けと加工スケ
ジュールの変更が行え、また、作業者に対してどんパレ
ットに対してどのワークを取り付けるかの指示を明確に
行うものである。

【００１１】このための手段として、対象ワークの搬送
を行うパレットを定位置に位置決めする手段と、上記パ
レットの通過点上に設置されたワーク形状を検出する形
状検出手段と、加工データ及び素材形状データ、パレッ
トデータを記憶する記憶手段と、前記パレットの移動と
停止の制御と加工手段へのワークの搬入と搬出の制御と
加工スケジュールの管理をする制御装置と、前記形状検
出手段により得た計測データと制御装置がパレット上に
取り付けられていると判断している形状データとの一致
を判断する判断手段と、前記パレット通過点上に設けら
れたパレットからワークの段取りを行うワーク段取り台
と、前記段取り台上に設置した前記制御装置からワーク
段取り指示情報を表示する表示手段と、前記表示機と同
一場所に設けられた前記制御装置にワーク段取り完了状
態を入力する入力手段と、前記パレットの搬送の自動制
御と手動制御を切り替える手段と、前記手動制御の場合
に任意パレットをワーク段取り台に搬送させる手段と、
前記制御装置から前記加工手段へ加工データを送信する
通信手段とを具備している。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、あらかじめ加工対象ワーク
毎の加工データと素材形状データと素材取り付け具デー
タを制御装置に登録しておき、制御装置で加工スケジュ
ールを作成する。作成された加工スケジュールは、パレ
ット毎に割り当てられる。パレットの搬送制御は、自動
と手動に切り換えることができる。

【００１３】自動の場合は、制御装置が加工スケジュー
ルとパレットの状態と機械状態から最適な搬送制御を判
断し、パレットを搬送する。手動の場合は、作業者が任
意パレットをワーク段取り台に搬送する指示を制御装置
に対して行い、制御装置は、その指示に従った搬送のみ
を行う。この場合、ワーク搬送マガジンは、加工機械が
加工動作中であっても動作する。従って、作業者は機械
加工中にワーク取り付けを行う任意パレットをワーク段
取り台に手動で搬送することができる。段取り台上パレ
ットに行うワーク段取りの詳細情報は、段取り台上に設
けられた表示器に表示される。作業者は、表示器に表示
された段取り情報に従ってワーク段取りを行う。作業者
は、表示器と同一場所に設けられた制御装置への入力装
置から、段取りの完了状態を入力する。完了状態は、
「段取り完了」・「段取り打ち切り」である。制御装置
は「段取り完了」の指示のあったパレットに対して、ワ
ーク取り付けの指示を行ったワークが取り付けられたと
認識する。

【００１４】作業者は、必要なワーク段取りが完了した
ら、搬送装置を再び自動制御に戻す。制御装置は作業者
の段取り完了状態の入力が”段取り完了”のパレットを
ワーク形状検出装置まで搬送し、素材の形状検出を行
う。検出されたワーク形状を比較して、同一形状と判断
したワークは加工待ち状態となる。異なった形状と判断
した場合には、再度段取りするよう作業者に通知する。
作業者が”段取り打ち切り”を指示した場合には、該当
パレットに対する加工スケジュールが打ち切られ、また
新たな加工スケジュールが該当パレットに割り付けられ
る。機械が加工終了となった時点で、制御装置は機械中
のパレットをワーク搬送マガジンに払い出す。次に加工
スケジュールに従って正確にワークが取り付けられてい
るパレットを機械内に搬入する。制御装置は、該当の加
工データを加工機に送信し、所定の加工を行う。

【００１５】

【実施例１】以下、本発明の実施例１を図１〜図１０を
用いて説明する。図１は実施例１の自動ワーク交装置を
示す概略構成図である。図において１はワーク搬送マガ
ジンで、ワーク搬送マガジン１には、図示されていない
サーボモータとドライブギヤによって前後自在に駆動さ
れるドライブチェーン３０が設けられている。ドライブ
チェーン３０上には、それぞれに固定の番号が付けられ
た複数のワークホルダー取付ポット２が固定されいる。
サーボモータの制御は、ワーク搬送マガジン制御プログ
ラマーブル・ロジック・コントローラ（以下、ＰＬＣと
いう）２４によって制御される。

【００１６】ワーク搬送マガジン１上には、加工前ワー
ク計測位置とワーク段取り位置とワーク交換位
置が設けられている。上記ワーク搬送マガジン制御Ｐ
ＬＣ２４は、ワーク段取り位置、加工前ワーク計測位
置及びワーク交換位置の各位置に何番のワーク
ホルダー取付ポット２があるかを常に認識している。そ
して、このワーク搬送マガジン制御ＰＬＣ２４は、常に
ワーク搬送マガジン１上のワーク段取り位置、加工前
ワーク計測位置及びワーク交換位置の各位置に
あるワークホルダー取付ポット２の番号を制御装置１４
へ通知している。

【００１７】制御装置１４は、ワーク搬送マガジン制御
ＰＬＣ２４からの信号を読み取ることによって、ワーク
搬送マガジン１上のワーク段取り位置、加工前ワーク
計測位置及びワーク交換位置の各位置のワーク
ホルダー取付ポット２の番号を読み取ることができる。

【００１８】加工前ワーク計測位置の位置には、
素材検出装置２７が設けられ、この加工前ワーク計測位
置の位置は、ワークホルダー取付ポット２に取り
付けられたワークの合否を素材検出装置２７のレーザー
外径測定器６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂにより行う位置とな
っている。ワーク段取り位置には、ワーク段取り台２
５が設けられ、このワーク段取り位置は、作業者がワ
ークの段取りを行う位置となっている。ワーク交換位置
は、ＮＣ工作機械８の工作機械内加工位置からのワ
ークの搬出と、工作機械内加工位置へのワークの搬入
を行う位置となっている。このワーク交換位置には、
ワーク搬入・搬出ロボットハンド５が設けられ、ワーク
搬入・搬出ロボットハンド５により、工作機械内加工位
置からワーク搬送マガジン１上ワーク交換位置への
ワーク固定ホルダーを搬出する動作と、ワーク搬送マガ
ジン１上のワーク交換位置から工作機械内加工位置
へのワーク固定ホルダーの搬入動作を行うようになって
いる。ワーク搬入・搬出ロボットハンド５の動作制御
は、上記ワーク搬送マガジン制御ＰＬＣ２４により行わ
れる。

【００１９】ＮＣ工作機械８は、ワーク搬送マガジン１
に隣設されており、加工位置に搬入されたワークに対
して所定の加工を行う。ＮＣ工作機械８のＮＣ装置（以
下、ＣＮＣという）１２および工作機械内ＰＬＣ１３
（以下、ＰＬＣ１３という）は、制御装置１４と接続さ
れており、ＰＬＣ１３は上記ワーク搬送マガジン制御Ｐ
ＬＣ２４と接続されている。

【００２０】制御装置１４は、ワーク搬送マガジン制御
ＰＬＣ２４に信号を送ることができ、ドライブチェーン
３０の駆動により任意の番号のワークホルダー取り付け
ポット２をワーク搬送マガジン１上のワーク段取り位置
、加工前ワーク計測位置およびワーク交換位置
の任意の位置に搬送することができる。

【００２１】次に、上記ワークを保持するワーク固定ホ
ルダーについて図３および図４を用いて説明する。ワー
ク固定ホルダー９は、ワーク１０を固定するための機構
を持っている。ワーク固定ホルダー９の上部にはその内
部に穴９ａが設けられ、穴９ａの上部内径は上方向に拡
開したテーパー状に形成されている。また、ワーク固定
ホルダー９の上部外周にはネジが形成されている。

【００２２】ワーク固定ホルダー９にワーク１０を取り
付ける際には、ワーク１０を内側にネジの切ってあるワ
ーク固定具３５を通し、外径がテーパーとなっているワ
ーク固定コレット３４にワーク１０の下部を挿通した
後、内径がテーパー状の穴９ａ内にワーク固定コレット
３４を収納する。そして、ワーク固定ホルダー９のネジ
とワーク固定具３５のネジを締め付け螺合することによ
りワーク固定具３５を下方に押し下げる。これにより、
ワーク１０を挿通したワーク固定コレット３４の内径が
テーパー嵌合によって閉まり、ワーク固定ホルダー９に
ワーク１０を固定する。

【００２３】ワーク固定コレット３４は、取り付けるワ
ーク１０の外径に合わせた内径を持つため複数種類存在
する。図４は、外径の細いワーク１０を取り付ける場合
を示し、工作機械の工具とワーク固定ホルダー９との干
渉を防ぐためワーク取付具２８を使用する。ワーク取付
具２８の上部にはその内部に穴２８ａが設けられ、穴２
８ａの上部内径は上方向に拡開したテーパー状に形成さ
れている。また、ワーク取付具２８の上部外周にはネジ
が形成されている。そして、ワーク１０を取り付ける際
には、ワーク１０を内側にネジの切ってあるワーク固定
具３５ａを通し、外径がテーパーとなっているワーク固
定コレット３４ａにワーク１０の下部を挿通した後、穴
２８ａ内にワーク固定コレット３４ａを収納し、さら
に、ワーク取付具２８のネジとワーク固定具３５ａのネ
ジを締め付け螺合することによりワーク固定具３５ａを
下方に押し下げて、ワーク１０を挿通したワーク固定コ
レット３４の内径をテーパー嵌合によって締め付け、ワ
ーク取付具２８にワーク１０を固定する。また、ワーク
取付具２８は、ワーク取付具２８の下部をワーク固定具
３５、ワーク固定コレット３４に挿通して、図３と同様
にワーク固定コレット３４をワーク固定ホルダー９に取
り付け、ワーク１０をワーク固定ホルダー９に固定す
る。なお、ワーク１０の外径が太い場合には、図３に示
すごとくワーク固定ホルダー９にそのまま固定する。

【００２４】図４、図５のようにワーク１０をワーク固
定ホルダー９に固定したワーク１０のワーク搬送マガジ
ン１へのワークの段取りは、図５に示すように、そのワ
ーク固定ホルダー９をワークホルダー取付ポット２上に
載せることによって行う。

【００２５】次に、上記素材検出装置２７の構成を図
１、図６および図７を用いて説明する。素材検出装置２
７は、ワーク１０のワーク取付ホルダー９からの突き出
し量計測用レーザー外径測定器６ａ、６ｂとワーク外径
計測用レーザー外径測定器７ａ、７ｂから構成されてい
る。ワーク突き出し量計測用レーザー外径測定器６ａ、
６ｂは、素材判別センサーステー２９に取り付けられ、
ワーク搬送マガジン１上の加工前ワーク計測位置、
の位置の中間に設置されている。ワーク突き出し量計測
用レーザー外径測定器６ａは、小径ワーク計測用であ
り、ワーク突き出し量計測用レーザー外径測定器６ｂ
は、大径ワーク計測用である。また、ワーク外径計測用
レーザー外径計測器７ａ、７ｂは、素材判別センサース
テー２９に取り付けられ、ワーク搬送マガジン上の加工
前ワーク計測位置の位置に設置されている。ワーク外
径計測用レーザー外径測定器７ａは、小径ワーク計測用
であり、ワーク外径計測用レーザー外径測定器７ｂは、
大径ワーク計測用である。

【００２６】ワーク突き出し量計測用レーザー外径測定
器６ａ、６ｂは、ワーク１０が加工前ワーク計測位置
の位置から加工前ワーク計測位置の位置へ移動する途
上でワークの突き出し量を測定する。一方、ワーク外径
計測用レーザー外径測定器７ａ、７ｂは、ワーク１０が
加工前ワーク計測位置の位置に停止している状態でワ
ーク１０の外径を計測する。このようにレーザー外径測
定器６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂが計測した計測結果は、制
御装置１４によって読み取られ、ワーク１０の突き出し
量と外径データが求められる。

【００２７】次に、上記ワーク段取り台２５の構成を図
１、図８および図９を用いて説明する。ワーク段取り台
２５は、ワーク段取り位置においてワーク１０の段取
りを行うもので、ワーク段取り位置の位置におけるワ
ーク搬送マガジン１上に設置されている。ワーク段取り
台２５には、搬送指示装置４、表示器１１、入力装置２
６が取り付けられている。また、ワーク段取り台２５の
前には扉３と、扉３に連動するリミットスイッチが設置
されており、扉３の開閉によるスイッチの入り・切りに
よりワーク搬送マガジン１の手動・自動を切り換えるこ
とができる。

【００２８】自動の場合は、制御装置１４の指示によっ
てワーク搬送マガジン制御ＰＬＣ２４がワーク搬送マガ
ジン１の制御を行う。手動の場合は、搬送指示装置４の
作業者の入力によってワーク搬送マガジン制御ＰＬＣ２
４がワーク搬送マガジン１の制御を行う。ワーク搬送マ
ガジン１の制御が自動の場合、搬送指示装置４の操作は
無効となり、ワーク搬送マガジン１の制御が手動の場
合、制御装置１４は、搬送マガジン制御ＰＬＣ２４に対
し、搬送指示を出さない。ワーク搬送マガジン１の制御
が手動であっても、工作機械８の加工には影響を及ぼさ
ず、自動でワーク１０の加工を行う。

【００２９】搬送指示装置４は、ワーク搬送マガジン１
のワーク搬送マガジン非常停止釦３１とワーク搬送デジ
スイッチ３３とワーク搬送起動釦３２から構成されてい
る。ワーク搬送マガジン非常停止釦３１は、手動・自動
に拘らずワーク搬送マガジン１に対して非常停止をかけ
ることができる。ワーク搬送デジスイッチ３３とワーク
搬送起動釦３２は、ワーク搬送マガジン１が手動の場合
有効となる。作業者がワーク搬送マガジン１の制御を手
動とし、搬送したいワークホルダー取り付けポット２の
番号にワーク搬送デジスイッチ３３を合わせワーク搬送
起動釦３２を押すことにより、任意番号のワークホルダ
ー取り付けポット２をワーク搬送マガジン１のワーク段
取り位置の位置に搬送することができる。

【００３０】ワーク段取り台２５に取り付けられた表示
器１１は、ワーク搬送マガジン１の制御が手動の場合に
は、ワーク搬送マガジン１上のワーク段取り位置の位
置にあるワークホルダー取付ポット２に対する段取りの
内容を制御装置１４からの送信データによって、載せワ
ーク名称・降ろしワーク名称を表示する。入力装置２６
は、ワーク段取り台２５上にあるワークホルダー取付ポ
ット２に対する段取り完了状態を制御装置１４に対して
通知することができる。制御装置１４は、計測データと
制御装置内ハードディスク２０（図２参照）に登録され
ている素材形状データと比較し、ワーク素材の合否を判
断する。

【００３１】図２に上記構成からなる装置の電気ブロッ
ク図を示す。制御装置１４のＣＰＵ１７には、インター
フェース１６、ＣＲＴ１８、キーボード１９、ハードデ
ィスク２０、フロッピーディスク２１、プリンター２２
およびＲＡＭ２３が接続され、インターフェース１６に
は、制御装置内ＰＬＣ１５が接続されている。さらに、
インターフェース１６には、ＮＣ工作機械内ＣＮＣ１２
が接続され、制御装置内ＰＬＣ１５には、ＮＣ工作機械
内ＰＬＣ１３が接続されている。すなわち、制御装置１
４は、インターフェース１６を通じてＮＣ工作機械８内
のＣＮＣ１２と接続することによって、ＣＮＣ１２内の
登録済み加工データ番号の読み出しと任意加工データの
削除、制御装置１４内の加工データをＣＮＣ１２へ送信
することができる。さらに、制御装置１４は、制御装置
内ＰＬＣ１５経由でＮＣ工作機械内ＰＬＣ１３に加工プ
ログラムサーチ通知と加工プログラム開始通知とを出す
ことができる。従って、制御装置１４は、任意の加工プ
ログラムの開始をＮＣ工作機械８に対して指示すること
ができる。

【００３２】さらに、インターフェース１６には、ワー
ク段取り台２５の表示器１１および入力装置２６が接続
され、また、制御装置内ＰＬＣ１５には、ワーク搬送マ
ガジン制御ＰＬＣ２４、段取り台２５の搬送指示装置４
および扉３、素材形状検出装置２７のレーザー外径測定
器６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂが接続されている。すなわ
ち、制御装置１４は、インターフェース１６を通じて、
ワーク段取り台２５の表示器１１へ段取り内容を表示す
ることができ、入力装置２６からの段取り完了状態の入
力を受信することができる。また、制御装置１４は、Ｎ
Ｃ工作機械８内のＰＬＣ１３と搬送マガジン制御ＰＬＣ
２４と搬送指示装置４と手動自動切換（扉）３とレーザ
ー外径測定器６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂと制御装置１４内
ＰＬＣ１５に対してそれぞれデータの送受信を行うこと
ができる。

【００３３】工作機械８は、加工の完了を工作機械内Ｐ
ＬＣ１３から制御装置内ＰＬＣ１５を経由して制御装置
１４に対して通知することができる。この制御装置１４
は、マルチタスクで作動し、工作機械８の加工プログラ
ム開始の制御、ワーク搬送マガジン１の動作制御、ワー
ク段取り台２５の制御、素材形状検出装置２７の制御、
必要加工プログラムのＣＮＣ１２への送信、ワークの工
作機械８への搬入・搬出の制御を同時に行う。

【００３４】本実施例の装置で加工するワークには、ワ
ークの種類に応じてワーク名称が付けられている。この
ワーク名称は、制御装置１４のキーボード１９から、加
工ＮＣプログラム、ワーク素材の外径、ワーク素材のワ
ーク取付ホルダーからの突き出し量、ワーク取付に使用
するワーク固定コレットの種類と共に制御装置１４に接
続されたハードディスク２０に登録する。

【００３５】ワークホルダー取付ポット２に取り付けら
れたワーク取付ホルダー９は、工程（ワーク段取り・素
材の合否判別・加工）の完了状態に従って、「素材判別
待ち」・「加工待ち」・「ワーク段取り待ち」・「検査
段取り待ち」・「状態無し」の状態となる。

【００３６】「素材判別待ち」状態ワーク取付ホルダー
９を図１０を用いて説明する。制御装置１４は、ワーク
搬送マガジン１の制御が手動であり（図１０−）、マ
ガジンが停止中の場合（図１０−）は表示器１１に段
取り台２５上のワークホルダー取付ポット２に対する段
取り情報を表示する（図１０−）。作業者は、指示さ
れた段取りを行った後、入力装置２６より制御装置１４
へ対し段取り完了指示を出す（図１０−）。制御装置
１４は、段取り完了を入力された制御措置１４は該当ワ
ークホルダー取付ポット２上のワーク取付ホルダー９の
状態を素材判別待ち状態とする（図１０−）。この
「素材判別待ち」状態ワーク取付ホルダー９は、取り付
けられたワーク１０の素材の合否判別待ち状態である。

【００３７】「加工待ち」状態ワーク取付ホルダー９を
図１１を用いて説明する。制御装置１４は、ワーク搬送
マガジン１の制御が自動であり（図１１−）、ワーク
搬送マガジン１上に「素材判別待ち」状態ワーク取付ホ
ルダー９がある場合（図１１−）、該当ワーク取付ホ
ルダー９に取り付けられてあるワーク１０の突き出し量
および外径を計測する（図１１−、）。計測結果に
より、素材が正しいと判断された場合（図１１−）、
制御装置１４は、該当ワーク取付ホルダー９の状態を加
工待ち状態となる（図１１−）。「加工待ち」状態ワ
ーク取付ホルダー９は、加工工程待ち状態である。

【００３８】「ワーク段取り待ち」状態ワーク取付ホル
ダーは、加工が終了またはワークホルダー取付ポット２
上にワーク取付ホルダー９が載っていない状態であり、
スケジュールに従ったワーク段取りを待っている状態で
ある。

【００３９】「検査段取り待ち」状態ワーク取付ホルダ
ー９は、素材合否判別で不良と判断されたワーク取付ホ
ルダー９であり（図１１−）、検査を待っている状態
である。

【００４０】「状態無し」は、上記状態以外で、ワーク
取付ホルダー９がワークホルダー取付ポット２上に載せ
ていない状態である。制御装置１４では、キーボード１
９からの入力による加工予定からワーク搬送マガジン１
上のワーク取付ホルダー９とワーク取付ホルダー９に取
り付けられたワーク固定コレット３４とワーク取付ホル
ダー９の状態に従って、加工スケジュールが作成され
る。作成されたスケジュールは、ＣＲＴ１８から確認す
ることができ、またキーボード１９からの指示によりプ
リンター２２に出力することができる。ワークホルダー
取付ポット２上に載せられたワーク取付ホルダー９のそ
れぞれの状態に付いて、ＣＲＴ１８から確認することが
できる。

【００４１】次に、本実施例の作用を図１〜図１２を用
いて説明する。作業者は、ＮＣ工作機械８によって加工
を行うスケジュールを制御装置１４へ入力する。制御装
置１４は、スケジュールに従って段取り指示を作成す
る。作成された段取り指示に従って、作業者はワーク段
取り台２５からワーク段取りを行う。そして、ワーク取
付ホルダー９に取り付けられたワーク１０の合否判別を
素材形状検出装置２７により行う。

【００４２】ワーク取付ホルダー９に取り付けられたワ
ーク１０が正しいと判断されたワーク取付ホルダー９の
みをスケジュールに従って、ＮＣ工作機械８の加工位置
に搬入し加工を行う。

【００４３】ワーク登録作業を図２によって説明する。
本機械で加工するワーク１０を各ワーク種類に応じて、
制御装置１４にワークコード、素材形状（素材長さ・素
材外径）、加工プログラム番号、ワーク固定コレット形
状と共に登録する。制御装置１４のキーボード１９から
加工するワークの種類と数と優先順を入力する。これに
よって制御装置１４は、加工スケジュールを作成し、ワ
ーク搬送マガジン１のワークホルダー取付ポット２上の
ワーク取付ホルダー９とワーク固定コレット３４の状態
に従って、各ワークホルダー取付ポット２に各スケジュ
ールを割り付ける。各ワークホルダー取付ポット２に割
り付けられた加工スケジュールを状態は、制御装置１４
のＣＲＴ１８から確認することができる。

【００４４】ワーク段取り台２５での操作を図８および
図９と図１０のフローチャートに従って説明する。作業
者は、ワーク段取り台２５の扉３を開けることによっ
て、ワーク搬送マガジン制御を手動にする（図１０−
）。ワーク段取りを行うワークホルダー取付ポット２
を搬送指示装置４からの入力によってワーク段取り台段
取り位置（図８−）へ搬送を行う。

【００４５】制御装置１４は、ワーク搬送マガジン制御
ＰＬＣ２４からのマガジン停止信号のタイミングによっ
て、図１−位置のワークホルダー取付ポット２のポッ
ト番号をワーク搬送マガジンＰＬＣ２４から読み取る
（図１０−）。読み取ったポット番号のワークホルダ
ー取付ポット２に割り付けられた加工スケジュールに従
った素材段取り指示を表示器１１に表示する（図１０−
）。作業者は、表示器１１に表示されたワーク段取り
指示に従ったワークの段取りを行い、段取りが正確に行
えた場合には、「段取り完了」を入力装置２６によって
制御装置１４へ入力する。また、段取りが行えなかった
場合には、「打ち切り」を入力装置２６によって制御装
置１４へ入力する（図１０−）。

【００４６】制御装置１４は、「段取り完了」が入力さ
れた場合、指示したワーク段取りが正確におこなわれた
ものと認識し、該当ワークホルダー取付ポット２を素材
計測待ち状態とする（図１０−）。「打ち切り」が入
力された場合、該当ワークホルダー取付ポット２に割り
当てられた加工スケジュールは削除される（図１０−
）。作業者は、所定の段取りが終了したら、扉３を閉
め、ワーク搬送マガジン制御を自動に戻す。

【００４７】ＮＣ工作機械８の制御を図１と図１２のフ
ローチャートを用いて説明する。制御装置１４は、ワー
ク搬送マガジン制御の状態を調べる（図１２−）。ワ
ーク搬送マガジン制御が手動の場合、制御装置１４は機
械制御を行わない。ワーク搬送マガジン制御が自動の場
合は、ＮＣ工作機械８の加工状態を調べる（図１２−
）。

【００４８】該当ＮＣ工作機械８が加工中の場合、制御
装置１４は機械制御を行わない。ＮＣ工作機械８の加工
状態が加工中ではない場合、全ワークホルダー取付ポッ
ト２の状態を調べる（図１２−）。全ワークホルダー
取付ポット２の状態中、加工待ち状態中のワークホルダ
ー取付ポット２が無い場合機械制御を行わない。全ワー
クホルダー取付ポット２の状態中、加工待ち状態中のワ
ークホルダー取付ポット２がある場合、制御装置１４は
ＮＣ工作機械８内の加工位置（図１−）にあるワーク
取付ホルダー９が取り付けていてワークホルダー取付ポ
ット２をワーク交換位置（図１−）まで移動させ、ワ
ーク搬入・搬出ロボットハンド５によってＮＣ工作機械
８の加工位置（図１−）にあるワーク取付ホルダー９
をワーク搬送マガジン１上のワーク交換位置（図１−
）のワークホルダー取付ポット２へ払い出す（図１２
−）。

【００４９】制御装置１４は、未加工状態のワークホル
ダー取付ポット２をワーク交換位置（図１−）まで移
動させ、未加工状態のワークホルダー取付ポット２上の
ワーク取付ホルダー９をワーク搬入搬出ロボット５によ
ってＮＣ工作機械８内のワーク加工位置（図１−）へ
搬入する（図９−）。制御装置１４はＮＣ工作機械の
ＣＮＣ１２内の登録済みの加工プログラム番号を調べる
（図１２−）。該当ワーク取付ホルダー９に取り付け
られているワークを加工するのに必要なＮＣプログラム
が登録されていない場合は、必要なＮＣプログラムをＮ
Ｃ工作機械８のＣＮＣ１２へ転送を行う（図１２−
）。制御装置１４は、ＮＣ工作機械８のＰＬＣ１３に
対して加工開始通知を出し、加工を開始させる（図１７
−）。

【００５０】図１２−でＮＣ工作機械８のＣＮＣ１２
に使用ＮＣプログラムが登録されている場合、制御装置
１４は、ＮＣ工作機械８のＰＬＣ１３に対して加工開始
通知を出し、加工を開始させる（図１２−）。以後こ
のフローの繰り返しとなる。

【００５１】素材判別制御を図７と図１１のフローチャ
ートによって説明する。制御装置１４は、ワーク搬送マ
ガジン制御の状態を調べる（図１１−）。ワーク搬送
マガジン制御が手動の場合、制御装置１４は素材判別制
御を行わない。ワーク搬送マガジン制御が自動の場合、
全ワークホルダー取付ポット２の状態を調べる（図１１
−）。

【００５２】全ワークホルダー取付ポット２の状態中、
素材判別待ち状態中のワークホルダー取付ポット２が無
い場合素材判別制御を行わない。全ワークホルダー取付
ポット２の状態中、素材判別待ち状態中のワークホルダ
ー取付ポット２がある場合、該当ワークホルダー取付ポ
ット２上に取付られているワーク１０のワーク突き出し
量判別を行う（図１１−）。

【００５３】制御装置１４は、素材判別待ちワーク取付
ポット２を図１−の位置に移動させ、一旦停止させ
る。該当ワークホルダー取付ポット２を図１−に移動
させる。ワーク突き出し量測定器６ａ、６ｂは、ワーク
ホルダー取付ポット２が図７−から図７−へ移動中
にワーク突き出し量を計測する。制御装置１４は、該当
ワークホルダー取付ポット２上に取り付けられていると
認識しているワーク種類から素材取付具２８が使用され
ているかどうかを判断し、素材取付具２８が使用されて
いる場合には、ワーク突き出し量計測用レーザー外径測
定器６ａの計測結果と、素材取付具２８が使用されてい
ない場合には、ワーク突き出し量計測用レーザー外径測
定器６ｂの計測結果と制御装置１４内の素材形状データ
のワーク突き出し量を比較する（図１１−）。

【００５４】該当ワークホルダー取付ポット２上に取り
付けられていると認識しているワーク１０のワーク突き
出し量と計測結果が異なる場合、制御装置１４が間違っ
たワーク１０が取り付けられたと認識し、制御装置１４
のＣＲＴ１８に表示する（図１１−）。その後、該当
ワークホルダー取付ポット２に対する素材判別制御は行
わない。計測結果と制御装置１４が認識しているワーク
突き出し量が同一の場合は、ワーク外径判別を行う（図
１１−）。

【００５５】制御装置１４は、ワーク突き出し量判別が
済んだワークホルダー取付ポット２を図１−の位置に
移動させ、ワーク外径計測用レーザー外径測定器７ａ、
７ｂによってワーク外径を計測する。制御装置１４は、
該当ワークホルダー取付ポット２上に取り付けられてい
ると認識しているワーク種類から素材取付具２８が使用
されているかどうかを判断し、素材取付具２８が使用さ
れている場合には、ワーク外径計測用レーザー外径測定
器７ａの計測結果、素材取付具２８が使用されていない
場合には、ワーク外径計測用レーザー外径測定器７ｂの
計測結果と、制御装置１４内の素材形状データのワーク
外径を比較する（図１１−）。

【００５６】制御装置１４が該当ワークホルダー取り付
けポット２上に取り付けられていると認識しているワー
ク１０のワーク外径と計測結果が異なる場合、間違った
ワーク１０が取り付けられたと認識し、制御装置１４の
ＣＲＴ１８に表示する（図１１−）。その後、該当ワ
ークホルダー取付ポット２に対する素材判別制御は行わ
ない。計測結果と制御装置１４が認識しているワーク１
０の外径が同一の場合は、該当ワークホルダー取付ポッ
ト２の状態を加工待ち状態とする。以後、このフローの
繰り返しとなる。

【００５７】本実施例から明らかなように、機械加工を
全く停止させることなしに、ワーク搬送マガジン１上の
ワーク段取りを作業者が任意に行うことができる。ま
た、加工スケジュールに従った段取りができない場合で
も、ワーク段取り台２５から加工スケジュールの変更が
できる。また、取り付けられたワーク１０を計測し、正
しい素材が取り付けられているかを判断するため、間違
った素材が加工される恐れもない。また、制御装置に登
録する加工データ内容を異なったワークコードで、同一
の素材形状を登録することにより、同一の素材から異な
る製品を加工することも正確に行うこともできる。

【００５８】

【実施例２】図１３は本発明の実施例２を示す全体構成
図である。本実施例の自動ワーク交換装置は、実施例１
において、制御装置１４に接続されるＮＣ工作機械８を
複数台にするとともに、ワーク搬送マガジン１を複数台
にして構成されている。

【００５９】本実施例では、実施例１の作用に加え、加
工を行う加工対象物のスケジュールを作成する上で、各
機械のパレット状態と機械の負荷に応じて各機械にスケ
ジュールを割り振る。

【００６０】本実施例によれば、実施例１の効果に加え
各機械の負荷に応じてスケジュールを各機械に割り振る
ため、機械負荷の平準化を行うことができる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来技
術によるワーク交換装置と比較して、機械動作中にでも
ワークの取り付け取り外しができ、機械稼働を効率的に
行うことができる。また、ワークの取り付け取り外しの
情報も作業者に的確に通知することができ、多種のワー
クの取り付けも正確に行うことができる。さらに、作業
者からの段取り完了状態を制御装置に通知することによ
り、作業者からの加工スケジュール変更が的確に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の自動ワーク交換装置を示す
全体構成図である。

【図２】本発明の実施例１の電気的構成を示すブロック
図である。

【図３】本発明の実施例１の自動ワーク交換装置におけ
るワーク取り付けホルダーへのワーク取り付け状態を示
す説明図である。

【図４】本発明の実施例１の自動ワーク交換装置におけ
るワーク取り付けホルダーへのワーク取り付け状態を示
す説明図である。

【図５】本発明の実施例１の自動ワーク交換装置におけ
るワーク搬送マガジンへのワーク取り付け状態を示す斜
視図である。

【図６】本発明の実施例１の自動ワーク交換装置におけ
るワーク形状検出装置のレーザー外径測定器の取り付け
状態を示す斜視図である。図

【図７】本発明の実施例１の自動ワーク交換装置におけ
るワーク形状検出装置の動作説明図である。

【図８】本発明の実施例１の自動ワーク交換装置におけ
るワーク段取り台を示す斜視図である。

【図９】本発明の実施例１の自動ワーク交換装置におけ
るワーク段取り台の制御盤を示す正面図である。

【図１０】本発明の実施例１の自動ワーク交換装置にお
けるワーク段取りのフローチャートである。

【図１１】本発明の実施例１の自動ワーク交換装置にお
ける素材判別のフローチャートである。

【図１２】本発明の実施例１の自動ワーク交換装置にお
ける機械制御のフローチャートである。

【図１３】本発明の実施例２の自動ワーク交換装置を示
す全体構成図である。

【図１４】従来の装置を示す全体構成図である。

【符号の説明】

１ワーク搬送マガジン２ワークホルダー取付ポット４搬送指示装置５ワーク搬入・搬出ロボット６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂレーザー外径測定器８ＮＣ工作機械１４制御装置２５ワーク取付台２７素材検出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２３Ｑ 17/00 Ｄ 9423−3Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工データに従って対象ワークを加工す
る加工手段の加工対象物取り付け位置に、ワーク搬送マ
ガジンに取り付けてあるパレットに固定された対象ワー
クを任意に入れ換える自動ワーク交換装置において、対
象ワークの搬送を行うパレットを定位置に位置決めする
手段と、上記パレットの通過点上に設置されたワーク形
状を検出する形状検出手段と、加工データ及び素材形状
データ、パレットデータを記憶する記憶手段と、前記パ
レットの移動と停止の制御と加工手段へのワークの搬入
と搬出の制御と加工スケジュールの管理をする制御装置
と、前記形状検出手段により得た計測データと制御装置
がパレット上に取り付けられていると判断している形状
データとの一致を判断する判断手段と、前記パレット通
過点上に設けられたパレットからワークの段取りを行う
ワーク段取り台と、前記段取り台上に設置した前記制御
装置からワーク段取り指示情報を表示する表示手段と、
前記表示機と同一場所に設けられた前記制御装置にワー
ク段取り完了状態を入力する入力手段と、前記パレット
の搬送の自動制御と手動制御を切り替える手段と、前記
手動制御の場合に任意パレットをワーク段取り台に搬送
させる手段と、前記制御装置から前記加工手段へ加工デ
ータを送信する通信手段とを有することを特徴とする自
動ワーク交換装置。