JPS62264852A - ロボツトを含む加工システムにおける制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は複数のＮＣ工作ｌａ＋ＩＪ、と、該ＮＣ工作
機械に関するワークのロード、アンロード等の加工補助
作業を行うロボットからなる加工システムにおける制御
方法に関する。

〔従来の技術〕

１台のワークハンドリングロボットの周りに複数の工作
機械を配置し、該ロボットによって工作機械へのワーク
供給、取出しを行わせ、ワークに上記複数の工作機械に
よる複数の加工を順次施すシステムがある。

上記システムにおいては、従来、ロボットを単に各工作
機械間での直線的なワーク搬送用装置としてしか用いて
おらず、例えば２台の工作機械でワークに順次加工を施
す場合には、ロボットプログラムとしては、第１の工作
機械へのワークローディング−（待機）−第１の工作機
械からのワークのアンローディング−第１の工作機械か
ら第２の工作機械への搬送→第２の工作機械へのワーク
ローデイングー（待機）−第２の工作ａｍからのワーク
のアンローディングといったようにプログラムし、実際
にロボットは上記順で動作し、あるいは待機していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、システムが上記のように前車な構成である場
合には、ロボットプログラムを上記のように定めて当該
ロボットを含めた力Ｗニジステム全体の動作を固定的に
設定してしまっても問題ないが、ロボットがサービス（
加工補助作業）をすべき工作機械あるいはその他の補助
装置の点数が増加したり、扱うワークの種類が変更され
る加工行程の場合には、上記のように全体の動作を固定
化したシステムでは対応できない。

そこで、この発明は、ロボットが加工補助作業をすべき
工作機械等の点数が多く、しかも扱うワークの種類が変
更になって加工順が変更になる加工行程をも容易に実現
できる、ロボットを含む加工システムにおける制御方法
を提案するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る、ロボットを含む加工システムにおける
制御方法は、？ｊ［数のＮＣ工作機械と、該ＮＣ工作機
械に関する加工補助作業を行うロボットからなる加工シ
ステムにおいて、上記ロボットの作業プログラムを、単
位動作ごとのサブプログラムに分け、該サブプログラム
の単位動作を実行する指令は、複数のＮＣ工作機械から
発信されるロボット動作の要求信号を受信して、当該加
工システムの進度状況により上記ロボット動作の要求信
号をタイミング調整してロボット側へ発信する、システ
ム制御装置を介して発信せしめることを特徴とする。

〔実施例〕

第２図は、この発明に係る制御方法を実施する加工シス
テムの一例の全体平面図であり、中央の円筒座標型ロボ
ット（１）のまわりの、アーム（２）の到達しうる範囲
内には、素材ワーク（Ｗ）をピンチ送りして供給するワ
ークフィーダー（３）と、ワーク（Ｗ）の表裏面を旋削
加工する旋盤（４）と、該旋盤（４）によって表面が加
工されたワーク（Ｗ）を保持して反転するワーク反転装
置（５）　　と、旋盤（４）による旋削加工が完了した
ワークを再度位置合わせするための位置決め台（６）と
、該位置決め台（６）で位置合わせが終了・したワーク
（Ｗ）　を加工するマシニングセンタ（７）とが配置さ
れている。

ワークフィダー（３）は１点鎖線図示の長円形無端路（
８）に沿ってピッチ送りされる多数のワーク載置台（９
）からなり、第２図最左端位置がロボット（１）による
ワークのハンドリング位置となっている。

なお、旋盤（４）には自動チャック爪交換装置（以下Ａ
ＪＣと称する）と、自動ワーク径測定装置とが設けられ
ている。

（１１）はロボットのハンド部、（１２）　Ｌｔ安全柵
である。

そして、第１図示のように、旋盤（４）とマシニングセ
ンタ（７）は、ＮＣ装置を含む制御装置（１３）　（１
４）によって夫々制御され、ロボット（１）はマイクロ
コンピュータを含む制御装置（１５）によって制御され
るようになっており、各制御装置（１３）　（１４）　
（１５）には、さらに、上位のシステム制御装置（１６
）を接続してあって、システム全体の加工進度情報（例
えば旋盤のチャックには現在ワークが保持されていると
いった情報）が、各制御Ｗ　２（１３）　（１４）　（
１５）を介して咳システム制御０　装置（１６）に人力
され、各制御装置（１３）　（１４）　（１５）への起
動指令等は該システム制？ｆｆ１ｌ　Ｖｉ置（１６）か
ら発せられるようになっているが、この実施例のロボッ
ト制御装置（１５）には予め次のようにして、ロボット
の動作プログラムが各サブプログラムに分けて記憶せし
めである。

すなわち、■工程の動作として、ワークフィーダー（３
）上のワークを把持して旋盤（４）まで搬送し、チャッ
クに受渡してローディングする動作プログラムが記憶せ
しめてあり、■工程の動作としては、旋盤のチャックか
らワークをアンローディングし、前記位置決め台（６）
まで搬送して受渡す動作のプログラムが、■工程の動作
としては、旋盤のチャックからワークをアンローディン
グし、再びワークフィーダー（３）まで戻す動作のプロ
グラムが、■工程の動作としては、旋管のチャックから
ワークをアンローディングし、前記反転装置（５）に一
旦受渡し、表裏反転されたワークを再び受取って位置決
め台（６）まで搬送し受渡す動作のプログラムが、■工
程の動作としては旋盤のチャックからワークをアンロー
ディングし、前記反転装置（５）に受渡す動作のプログ
ラムが、■工程の動作としては反転装置（５）に保持さ
れているワークを受取って、旋盤（４）のチャックへ再
びローディングする動作のプログラムが、■工程の動作
としては、前記位置決め台（６）に保持されているワー
クを受取ってマシニングセンタ（７）まで搬送し、チャ
ノクヘローディングする動作のプログラムが、■工程の
動作としては、マシニングセンタのチャックからワーク
をアンローディングし、ワークフィーダー（３）まで搬
送して受渡す動作のプロクラムが、夫々単位動作のプロ
グラムとして記憶せしめである。

そして、この実施例のシステムでは、同一形状で大きさ
が異なるワークをも、上記■工程〜■工程の総てについ
て同様にハンドリングできるように、各工程の動作につ
いて複数の（例えば１０種の）プログラムを記憶せしめ
てあり（第３図）、合計７０のプログラムの中から、前
記システム制御装置（１６）からの措令入力によって１
つをサーチして決定し、当８亥プログラムを実行するよ
うになっている。

すなわち、第３図の表は、上記■〜■の工程を横軸に、
ワーク大きさによるグループ別を縦軸にとり、■〜■の
工程と扱うワークグループ（０〜９）が決まれば、ロボ
７）のサブプログラム（単位動作）が一義的に決定され
るという内容を模式的に表したものであるが、この例で
は上記工程■〜■の別を決定する信号が、前記各ＮＣ装
置（１３）　（１４）からシステム制御装置（１６）へ
と入力されるＮＣプログラム中の予め定めたＭコードで
あり、ワークグループ（Ｏ〜９）の別を決定する信号は
、当該システムの運転開始時にシステム制御Ｖ装置（１
６）に予めキー人力してお（ようになっている、なお、
上記工程のうち■〜■は旋盤（４）からのＭヨー１発信
で選択され、■、■はマシニングセンタ（７）からのＭ
ヨー１発信で選択される。システム制御装置（１６）は
、ＣＰＵ、、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピ
ュータ（１７）を内蔵し、盤面にＣＲＴ（１８）を有し
、かつ上記マイクロコンピュータ（１７）には操作盤（
１９）を接続しである。

そして、上述のようにこの実施例システムでは１０種の
ワークを扱えるようになっており、これら１０種のワー
クでは加工のために必要な工程が異なり、例えばワーク
グループＯのワークには旋盤による表面旋削加工だけで
よいとか、ワークグループ１と２のワークには旋盤によ
る表、裏面加工とマシニングセンタによる加工が必要で
あるといったように、各ワークは一定の加エバターン毎
に区分されるのであるが、この実施例では当該加エバタ
ーンは大きく４パターンに区分され、この４パターンに
ついて、夫々のパターンで加工するワーク名、加工に用
いる機種名、加工時に用いるＮＣプログラム番号等およ
び加工順序が前記システム制御装置（１６）のマイクロ
コンピュータ（１７）に予め登録しである。

すなわち、例えば加エバターン３について説明すれば、
第４図は前記操作盤（１９）の操作によりＣＲＴ（１８
）面上に登録内容を表示した画面であるが、この画面表
示で明らかなように、この例の加エバターン３では、加
工するワーク名は「Ａ」とｒＢＪであり、ワーりＡにつ
いては、旋盤によるワーク表面の加工がＮＣプログラム
番号３１０１と３１０２により実行され、裏面の加工が
ＮＣプログラム番号３１０３と３１０４により実行され
、さらにマシニングセンタによる加工がＮＣプログラム
番号３１０９により実行されることが登録してあり、ワ
ーク已については、旋盤によるワーク表面の加工がＮＣ
プログラム番号３１１１と３１１２により実行され、裏
面の加工がＮＣプログラム番号３１１３と３１１４によ
り実行され、さらにマシニングセンタによる加工がＮＣ
プログラム番号３１１０により実行されることが登録し
である。

同様の内容が加エバターン１．２．４についても登録し
である。

上記説明で明らかなように、旋盤（４）とマシニングセ
ンタ（７）の加工内容についても、夫々の制御装置（１
３）　（１４）内に多種の異なった加工用のＮＣプログ
ラム（例えば上記３１０１番、３１０２番等、詳しくは
第６図）が予め記憶せしめである。

各パターンについての加工順序も登録しであるが、これ
については後の動作説明のところで詳述する。

また、この実施例のシステム制御装置（１６）では、前
記１０種のワークについて、予めそれらの加エバターン
と加工数量を設定しておけば、後は自動運転によりそれ
らの加工を順次実行するようになっており、第５図示の
表示が上記設定のためのＣＲＴ（１８）面上に表示され
る画面である。

システム制御装置（１６）に以上の内容が設定された後
、運転を開始すれば、運転スケジュールは上記第５図示
の画面内容で設定されているので、最初に設定されてい
る加エバターンから順に加工が開始される。

すなわち、この最初の加エバターンがカロエパターン３
であるとして説明すると、加エバターン３について必要
なＮＣプログラムは、前述のようにして予め登録してあ
り、この例では旋盤（４）については、３１０１番、３
１０２番、３１０３番、３１０４番、３１１１番、３１
１２番、３１１３番、および３１１４番であり、マシニ
ングセンタ（７）については、３１０９番と３１１０番
であるので、システム制御装置（１６）から各制御値￥
ｆ　（１３）（１４）へ当該番号のプログラムをサーチ
して準備せよという命令が発せられ、各制御装置（１３
）　（１４）で当該番号のプログラムが準備される。

各ＮＣプログラム番号の内容を示すフローチャートを第
６図に示す。

そして、これらのＮＣプログラム中に、前述のロボ７）
サブプログラム決定のための所定のＭコードが逐次挿入
されており、システム制御装置（１６）からの指令によ
り、旋盤（４）、マシニングセンタ（７）に起ｔ）＋が
かけられた後、旋盤（４）は３１０１番のＮＣプログラ
ムに従って、ワーク（Ｗ）径に合ったチャック爪に交換
する工程（ＡＪＣサイクル）を行い、次にＭ２Ｏのコー
ド、つまりロボットに前記■工程の動作を行うことの要
求信号をシステム制御装置（１６）に発信し、マシニン
グセンタ（７）は３１０９番のプログラムに従って、Ｍ
２Ｏのコード、つまりロボットに前記■工程の動作を行
うことの要求信号をシステム制御値！　（１６）へ発信
するが、システム制御ＷＷ（１６）では予め登録されて
いる、次のようなパターン３の順序に従って、旋盤（４
）、マシニングセンタ（７）およびロボット（１）に動
作指令を発する。

すなわち、第７図のフローチャートに示したように、ま
ず旋盤（４）からの人力により、旋盤のチャックにワー
クが保持されているかどうか判断し、保持されていなけ
れば、さらに現在がワークＡの加工工程なのかどうか判
断し、ワークＡの加工工程であれば、前記旋盤（４）か
らのコードＭ６０受信により、ロボット制御装置（１５
）へと工程番号（この場合■）とワークグループ番号と
からなる、ロボット動作プログラムの選択信号を発信す
る。

当該選択信号を受信したロボット制御袋薗（Ｉ５）は、
■工程動作のためのプログラム中から当該ワークグル−
プに合ったサブプログラムをサーチし、サーチして決定
したサブプログラムによりロボット（１）が■工程動作
、つまりワークフィーダー（３）からワークをビフキン
グしてきて旋盤チャックへとローディングする動作を実
行する。

ワークが旋盤チャックにローディングされたならば、ロ
ボット（１）　は旋！　（４）　、マシニングセンタ（
７）およびワークフィーダー（３）に対し、略均等に離
れた第２図ｉＭＩＩｗＡ図示のホームボジシッン（Ｈ）
に戻ってサブプログラムによる単位動作を完了し、旋盤
（４）においては、３１０１番のＮＣプログラムに従っ
て、続けてワークＡの表面の切削加工が実行され、加工
完了後自動ワーク径測定装置による計測プログラムが実
行されて当該３１０１番のＮＣプログラムの実行が完了
する。

なお、前述の判断で旋盤のチャックにワークが保持され
ており、ワークＡの加工工程でないならば（つまり、数
サイクルの経過後の状態であった場合）、ワークＡの加
工が終了したのかどうか判断し、終了している場合には
■工程の動作、つまりマシニングセンタ（７）からワー
クをアンローディングし、ワークフィーダー（３）へと
搬送受渡す動作を、ロボット　（１）に実行させる。

また、旋盤のチャックにワークが保持されておらず、ワ
ークＡの加工工程でないならば、ワークＢの加工工程で
あるので、旋！（４）からのコードＭ６５　（第６図の
３１１１番のＮＣプログラム実行による）受信により、
ロボット（１）へ■工程の動作要求信号（この場合はワ
ークＢの旋盤へのローディング要求信号）を発する。

上記のように旋盤（４）において３１０１番のプログラ
ム実行が終了すると、次には３１０２番の実行が開始さ
れ、旋盤のタレット刃物台等が原点復帰され、挿入され
ているＭ６４のコードがシステム制御耳装置（１６）へ
発せられることによって、前述と同様にして一ロボット
（１）が■工程、つまり旋盤（４）から反転袋Ｗ（５）
へとワークを受渡す動作を行い、さらに引続いて３１０
３番の実行が開始され、チャック爪の自動交換が行われ
た後に、Ｍ２Ｓのコードが制御装置（１３）からシステ
ム制御装置（１６）へ発せられることによって、ロボッ
ト（１）が■工程、つまり反転されたワーク（Ｗ）を反
転装置（５）から受取って再び旋盤（４）へと受渡す動
作を行い、ワークＡの裏面加工が実行される。

上記までの運転でワークＡについては、旋盤（４）での
表裏面の加工が完了し、次に旋盤（４）では３１０４番
のプログラムに従って、前述と同様に原点復帰が行われ
、続いてシステム制御装置（１６）へとコードＭ６３、
つまりロボフ）　（１）に、工程■の旋盤（４）からワ
ークをアンローディングし反転装置（５）を経由して位
置決め台（６）へ搬送要求する信号が発せられるが、シ
ステム制御ｍ装！　（１６）ではマシニングセンタ（７
）のチャックにワークが有るかどうか判断し、ワークが
無い場合は、上記コードＭ６３を受信することによって
直ちにロボット（１）に上記工程■の動作を実行せしめ
、ワークが有る場合はマシニングセンタ（７）から受信
しているコードＭ６１　（マシニングセンタの３１０９
番のプログラム実行による）によって、ロボット（１）
に■工程、つまりワークをマシニングセンタ（７）から
ワークフィーダー（３）へと搬送受渡しする動作を実行
せしめ、その後に上記工程■の動作を実行せしめる。つ
まり、当該加工システムの進度情況がマシニングセンタ
（７）側で遅く、未だマシニングセンタ（７）上にワー
クが残っている場合には、そのワークをワークフィーダ
ー（３）上へ移しておいてから、ワークのマシニングセ
ンタ（７）への供給準備を行うのであり、ワークが残っ
ていなければ、直ちにワーク供給の＄備動作（工程■）
を行うのである。

上記までの運転で運転開始時はもちろん、複数サイクル
実行後においてもマシニングセンタ（７）にワークが保
持されていない状態となるので、ここで初めてマシニン
グセンタ（７）の制御装置（１４）からシステム制御値
！　（１６）へと発せられるコードＭ６０により、工程
■の動作、つまり位置決め台（６）上のワークをマシニ
ングセンタ　（７）へ搬送少産す動作がロボット（１）
により実行される。

そして、マシニングセンタ（７）では受取ったワークＡ
の加工がＮＣプログラム３１０９番に従って実行され（
第７図鎖線）、旋ｆｆＩＩ（４）では、さらに次の３１
１１番のＮＣプログラムによるワークＢの加工が上述の
ワークＡの加工と同様にして実行される。

なお、ロボット（１）によるワークＢの、旋盤（４）へ
のローディングの後、マシニングセンタ（７）でのワー
クＡの加工が終了したかどうか判断し、終了していれば
ロボット（１）　により■工程の動作、つまりワークを
マシニングセンタからアンローディングしワークフィー
ダー（３）へ搬送受渡す動作を実行しておく。上記工程
を行うに際しては、ワークフィーダー（３）のＲ置台（
９）上にワークＡとワークＢを交互にＦ２置しておく。

上記のようにして、ワークＡとワークＢの加工を交互に
繰り返し、加工の完了したワークは１１項にワークフィ
ーダー（３）へ戻される。

もちろん、ワーク八とワークＢは夫々まとめて加工して
もよい。

なお、第６図のフローチャート中に示し、第３図の模式
図にも示したように、同一のロボット動作工程に対して
、ワークＡとワークＢとの相違により２種のＭコード（
例えば■工程動作の選択信号としてＭ２ＯとＭ２Ｓがあ
り、■工程動作の選択信号としてＭ　５５とＭ　５９が
ある）が設定されており、ワーク八とワークＢとに対す
る各工程のロボット動作自体は同一のサブプログラムで
あるので同一の動作を行うが、例えばワークＡとワーク
Ｂではワークフィーダー（３）上で−のワークを把持す
る高さが異なり、当該区別は別にシステム制御装置（Ｉ
６）から発せられる信号によりなされる。

なお、上記加エバターン３では、マシニングセンタ（７
）にワークがあるかどうかで、ロボットに実行させる動
作を■工程、■工程と行わせるか、あるいは■工程を省
いて直ちに■工程を行わせるか等を判断し、タイミング
を調整していたが、別の実施例として例えば位置決め台
（６）に多数個のワークを載置しうるようになした上、
旋盤（４）側の加工が終了したワークは、順に位置決め
台（６）へ受渡しストックしておき、マシニングセンタ
（７）からの加工完了信号がシステム制御装置（１６）
へ入力されることを条件として、ロボット　（１）にマ
シニングセンタ（７）からのワークアンローディング動
作と、新たなワークのローディング動作を実行させる等
の制御としてもよい。

また、上記例ではロボット、の各サブプログラムの終端
に、前述のホームポジション（、Ｈ）に戻る命令を押入
しであるので、ロボットは各工程の動作を終われば必ず
ホームポジション（Ｈ）に戻っており、次の動作がワー
クフィーター（３）、旋盤（４）あるいはマシニングセ
ンタ（７）のいずれへ向かう動作であっても平均乙て短
い時間で到達でき、そのことはロボット動作が冒述の従
来システムのように固定されておらず、ロボットの次の
動作がシステムの情況に応じて変わりうろこの発明に係
る上記システムにおいて、全体の運転所要時間を短縮し
ている。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、この発明に係る制御方法
を１采用した加工システムでは、ロボットが補助作業を
すべき工作機械あるいはその池の補助装置の点数が多く
、シがも汲うワークの種類が変更されるような複雑な加
工工程であっても、容易に当該複雑な加工工程を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の制御方法を採用したロボットを含む
加工システムのブロック図、第２図は同実体平面図、第
３図はロボット動作のサブプログラムの構成を示した模
式図、第４図はシステム制′ａ装置のＣＲＴに表示され
る加エバターンの設定の一例、第５図は同じ＜　ＣＲＴ
に表示される全体の加工スケジュールの設定の一例、第
６図は、旋盤およびマシニングセンタにおいて実行され
るＮＣプログラムの一例のフローチャート、第７図はレ
ステム制？ＩＩ　装Ｗに設定される加工スケジュールの
一例のフローチャートである。 （１）　　・・・ロボット、（４）−・・旋盤、（７）
・・・マシニングセンタ、（１３）　（１４）　（１’
５）・・・制御装置、（１６）・・・システム制御装置
、 ■〜■・・・工程（単位動作）。 崩１図 第５図 巣３因 軍４＠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のＮＣ工作機械と、該ＮＣ工作機械に 関するワークのロード、アンロード等の加工補助作業を
   行うロボットからなる加工システムにおいて、上記ロボ
   ットの作業プログラムを、単位動作ごとのサブプログラ
   ムに分け、該サブプログラムの単位動作を実行する指令
   は、複数のＮＣ工作機械から発信されるロボット動作の
   要求信号を受信して、当該加工システムの進度状況によ
   り上記ロボット動作の要求信号をタイミング調整してロ
   ボット側へ発信する、システム制御装置を介して発信せ
   しめることを特徴とするロボットを含む加工システムに
   おける制御方法。