JPH1083211A - 制御装置及びプログラミング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＣプログラミングとロボットプログラミン
グが可能な制御装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 ＣＮＣ（１）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プログラミングとロボットプログラ
ミングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロボットを搭載した
ＮＣ工作機械を制御する制御装置及びプログラミング方
法に関する。

【０００２】

【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。

【０００３】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５６−１１５１０号公報）。

【０００４】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。

【０００５】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）。

【０００６】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。

【０００７】

【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。

【０００８】また、それぞれのプログラミングも別個の
装置で行うことにより構成上も無駄が多い。さらに、プ
ログラミングのたびに別個の制御装置を使用するために
場所を変える必要があった。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ＮＣプログラミングとロボットプログラミン
グが可能な制御装置を提供することを目的とする。ま
た、本発明の他の目的は、１台の制御装置でＮＣプログ
ラミングとロボットプログラミングを行うプログラミン
グ方法を提供することである。

【００１０】

【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、ワークの加工とワークの着脱を制御する
制御装置において、ワークの加工を行うＮＣプログラミ
ング及びワークの着脱を行うロボットプログラミングを
行うマニュアルデータインプットと、前記ＮＣプログラ
ミングと前記ロボットプログラミングの切り換えを行う
切り換えスイッチと、を有することを特徴とする制御装
置が、提供される。

【００１１】また、１台の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制御装置のプログラミン
グ方法において、前記制御装置の１台のマニュアルデー
タインプットを切り換えて、ＮＣプログラミングとロボ
ットプログラミングを行うことを特徴とする制御方法
が、提供される。

【００１２】ＮＣプログラミングとロボットプログラミ
ングができるマニュアルデータインプットを制御装置に
設け、このマニュアルデータインプットを切り換えて、
ＮＣプログラミングとロボットプログラミングを行う。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。図１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。

【００１４】メインプロセッサモジュール１０、１１
は、それぞれＮＣ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。

【００１５】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／ＭＤＩユニットのキーボードからのキー入
力信号を受ける。

【００１６】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。

【００１７】テープ記憶モジュール１４は外部から読み
込まれる複数の加工プ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ＣＭＯＳ等
が使用される。

【００１８】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工プログラムの受信、
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、ハードディスクドライブ
等のＩ／Ｏ機器を接続することができる。

【００１９】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、１１に接続される。バス１７はマルチマスタ
バスで構成されている。

【００２０】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
作軸のサーボ指令信号を生成する。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
信号を生成する。また、サーボ指令生成プロセッサ（Ｃ
ＰＵ）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軸のサーボ指令信号を生成する。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。

【００２１】サーボ制御プロセッサ（ＣＰＵ）３１〜３
６はそれぞれ、サーボ指令生成プロセッサ２１〜２６か
らのサーボ指令信号を受けて工作機械の駆動軸とロボッ
ト動作軸のサーボモータ制御信号を生成し、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３
１〜３６はバス２７でサーボ指令生成プロセッサ２１〜
２６と接続されており、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。

【００２２】図２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。

【００２３】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Ｃ
ＮＣ１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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】図３には、旋盤の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。

【００２７】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。

【００２８】図４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。ＮＣプ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。

【００２９】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Ｂ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。

【００３０】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ＣＮＣ装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。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、制御装
置にＮＣプログラミングとロボットプログラミングを行
うマニュアルデータインプットを設けたので、簡単な構
成になる。

【００３２】また、一つのマニュアルデータインプット
でＮＣプログラミングとロボットプログラミングを行う
ので、移動する必要がなく操作が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の数値制御装置のブロック図
である。

【図２】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である。

【図３】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である。

【図４】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。

【符号の説明】

１０，１１ メインプロセッサモジュール ２１，２２，２３，２４，２５，２６ サーボ指令生成
プロセッサ ３１，３２，３３，３４，３５，３６ サーボ制御プロ
セッサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの加工とワークの着脱を制御する
   制御装置において、 ワークの加工を行うＮＣプログラミング及びワークの着
   脱を行うロボットプログラミングを行うマニュアルデー
   タインプットと、 前記ＮＣプログラミングと前記ロボットプログラミング
   の切り換えを行う切り換えスイッチと、 を有することを特徴とする制御装置。
2. 【請求項２】 １台の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制御装置のプログラミング方
   法において、 前記制御装置の１台のマニュアルデータインプットを切
   り換えて、ＮＣプログラミングとロボットプログラミン
   グを行うことを特徴とする制御方法。