JPWO2018037527A1 - 工作機械装置 - Google Patents

Abstract

複数の作業機モジュール（４Ａ〜４Ｉ）の間でワークの搬送を行うアーム（２１）の動作に係る制御プログラムを生成する際において、従来に比べて制御プログラムの生成に係る作業の効率化を図ることを可能にした工作機械装置を提供する。具体的には、ベース（３）に対する作業機モジュール（４Ａ〜４Ｉ）の配置態様に基づいて、テンプレートデータからアーム（２１）の動作に係る制御プログラムを生成するように構成する。

Description

本発明は、ワークに対して各種作業を行う工作機械装置に関する。

従来より、ワークに対して穴あけ、旋盤、研磨、検査等の各種作業を行う工作機械装置について提案されている。上記工作機械装置では、一般的にワークの搬送、ワークの反転、作業位置へのワークの装着等を行うのにアームが用いられている。

ここで、アームは例えば特開２０１４−３３７４４号公報に示すように、先端にワークを固定する為のチャックを備え、一又は複数の関節を回転駆動させることによって、ワークを任意の空間上の位置に移動させることが可能である。しかしながら、従来ではこのアームの動作に係る制御プログラムを作成する作業が非常に複雑な作業となっていた。

そこで、上記特開２０１４−３３７４４号公報では、制御プログラムのテンプレートを予め記憶させておき、テンプレートを用いて制御プログラムを生成することによって制御プログラムの作成に係る作業の効率化を図ることが行われている。具体的には、ディスプレイに表示された設定画面において、作業に用いられる工具や部品を選択し、更に作業の内容を示す数値を入力することによって、制御プログラムの生成が行われる。

特開２０１４−３３７４４号公報（図１３〜図２１）

一方、近年ではワークに対して作業を行うモジュール（以下、作業機モジュールという）を１のラインに対して複数配置し、一のワークに対して各作業機モジュールが順次作業を行うように構成された工作機械装置についても提案されている。作業機モジュールは複数種類あって、種類毎に作業内容が決められており、例えば、作機械装置内にワークを投入するモジュール、ワークに対して加工作業を行うモジュール、ワークに対して検査を行うモジュール、工作機械装置内からワークを排出するモジュール等がある。このような構成とすることによって、従来に比べて配置スペースを減少でき、更に機械本体部のメンテナンス、交換等に対する利便性を高くすることができる。また、複数の作業機モジュールの内の一部の作業機モジュールのみを入れ替えたり、配置順序を並べ替えることが可能であり、より多様なワークに対する作業を効率よく行うことが可能となる。

しかしながら、このような工作機械装置では、一のアームが複数の異なる作業に用いられ、更に作業機モジュール間におけるワークの搬送にもアームが用いられる。また、同じ種類の作業機モジュールを用いて同じ作業を行う場合であっても、配置された作業機モジュールの並び順が変われば、それに応じて制御プログラムも変更する必要が生じる。

即ち、アームの制御プログラムの生成がより複雑化する問題があった。上記特許文献１の技術では、複数の作業機モジュールに対応した制御プログラムの生成は行っておらず、制御プログラムの作成に係る作業を十分に効率化することができなかった。

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、複数の作業機モジュールの間でワークの搬送を行うアームの動作に係る制御プログラムを生成する際において、従来比べて制御プログラムの生成に係る作業の効率化を図ることを可能にした工作機械装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本発明に係る工作機械装置は、ベースと、前記ベース上において所定の配列方向に配列されるとともに、前記ベースから着脱可能に構成された複数の作業機モジュールと、前記ベース上を移動可能に構成されるとともに、前記複数の作業機モジュールの間でワークの搬送を行うアームと、を有する。また、前記作業機モジュールは複数種類あって、種類毎にワークに対する作業内容が決められており、前記ベースに対する前記作業機モジュールの配置態様を入力する配置入力手段と、前記配置入力手段により入力された前記作業機モジュールの配置態様に基づいて前記アームの動作に係る制御プログラムを生成するプログラム生成手段と、を有する。

前記構成を有する本発明に係る工作機械装置によれば、複数の作業機モジュールの間でワークの搬送を行うアームの動作に係る制御プログラムを生成する際において、従来比べて制御プログラムの生成に係る作業の効率化を図ることが可能となる。例えば、複数の作業機モジュールの内の一部の作業機モジュールのみを入れ替えたり、配置順序を並べ替えた場合であっても、対応する制御プログラムを容易に作成することが可能となる。

図１は、本実施形態に係る工作機械装置の外観正面図である。 図２は、ベースユニットの内部構造を示した図である。 図３は、アームの動作態様の一例を示した図である。 図４は、本実施形態に係る工作機械装置を示したブロック図である。 図５は、本実施形態に係るプログラム生成処理プログラムのフローチャートである。 図６は、ユーザによる各種情報の入力前のプログラム生成画面の一例である。 図７は、ユーザによる各種情報の入力後のプログラム生成画面の一例である。 図８は、単位制御プログラムの生成例を示した図である。 図９は、工作機械装置のアームの動作制御に係る制御プログラムの生成例を示した図である。

以下、本発明に係る工作機械装置を、具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係る工作機械装置１の全体構成について図１を用いて説明する。図１は本実施形態に係る工作機械装置１の外観正面図である。

［工作機械装置の全体構成］
本実施形態に係る工作機械装置１は、図１に示すように、複数（図１では５個）のベースユニット２Ａ〜２Ｅからなるベース３と、ベース３に対して配列された複数（図１では９個）の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉとを備えている。基本的には、一のベースユニットに対して２つの作業機モジュールが配置されるが、一のベースユニットに対して一の作業機モジュールのみ或いは３以上の作業機モジュールを配置する構成としても良い。更に、ベース３と独立して作業機モジュールを配置しても良い。例えば、図１に示す例では、最も左側に配置されたベースユニット２Ａは一の作業機モジュール４Ａが配置され、他のベースユニット２Ｂ〜２Ｅには各２個の作業機モジュール４Ｂ〜４Ｉが配置されている。尚、以下の説明では、「前後」、「左右」、「上下」を、図１の工作機械装置１の正面側から見た場合における前後、左右、上下として説明する。即ち、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが配列されている方向は左右方向であり、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向と交差する工作機械装置１の奥行き方向が前後方向である。

また、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、１つのラインとなるように左右方向に一列に配列されている。更に、各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、等間隔で且つ互いの側壁が近接するように配列されている。なお、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、後述するようにワークに対する作業内容が異なる複数種類のモジュールが存在する。但し、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの外観は、種類に関わらず基本的に同一寸法で同一外観を有している。その結果、本実施形態に係る工作機械装置１は、見た目に統一感のあるものとなっている。

また、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、左右方向の寸法が、前後方向の寸法に対して相当に小さくされている。一方、ベースユニット２Ａ〜２Ｅは上方に載置される作業機モジュール４Ａ〜４Ｉに対応した寸法を有している。例えばベースユニット２Ａは、左右方向の寸法が１つの作業機モジュールが載置された状態における作業機モジュールの左右方向の寸法とほぼ等しくされており、ベースユニット２Ｂ〜２Ｅは、左右方向の寸法が、２つの作業機モジュールが載置された状態における作業機モジュールの左右方向の寸法とほぼ等しくされている。即ち、ベース３は、左右方向において、９つの作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが丁度載置される大きさのものとされている。以上のような構成から、本実施形態に係る工作機械装置１は、９つの作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが配列されているにも拘わらず、配列方向における当該装置全体の長さが比較的短いものとすることができる。

また、ベース３を構成する各ベースユニット２Ａ〜２Ｅは、それぞれ互いに固定されて一のベースを構成している。上述したように基本的にベースユニット２Ａを除くベースユニット２Ｂ〜２Ｅの各々は、２つの作業機モジュール４Ａ〜４Ｉを載置させることが可能となっている。それら４つのベースユニット２Ｂ〜２Ｅは、各々が規格化されており、互いに同じ形状、寸法、構造のものとされている。従って、ベース３を構成するベースユニットの数は適宜増減することが可能であり、それに伴って配列する作業機モジュールの数についても自由に変更することが可能となる。尚、本実施形態では、ベース３を複数のベースユニット２Ａ〜２Ｅから構成しているが、ベース３をベースユニット２Ａ〜２Ｅに分割せずに単体で構成しても良い。

次に、ベースユニット２Ａ〜２Ｅの内部構造について説明する。図２はベースユニット２Ｂの内部構造を示した図である。尚、ベースユニット２Ａ〜２Ｅは載置される作業機モジュールの数が異なるのみで、基本的に同一の構成を有しているので、他のベースユニット２Ａ、２Ｃ〜２Ｅの説明は省略する。

図２に示すように、各ベースユニット２Ｂには、上部に載置される作業機モジュールの数に応じた数のレール１１が設けられている。本実施形態ではベースユニット２Ｂは２つの作業機モジュール４Ｂ、４Ｃが載置されるので、２対のレール１１が、前後方向に並んで設けられている。レール１１は、作業機モジュールの引き出しの際の作業機モジュールが移動する軌道を画定するものとなっている。一方、作業機モジュール４Ｂ、４Ｃのベースに接する面には、レール１１と対応する車輪が設けられている。そして、レール１１上で車輪を移動させることによって、作業機モジュール４Ｂ、４Ｃをベースユニット２Ｂに対して容易に前後方向に移動させることが可能となっている。

更に、作業機モジュール４Ｂ、４Ｃは、ベースユニット２Ｂから離脱可能な位置まで移動させることが可能である。その結果、ベース３上に配列された各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの一部の入れ替えや並べ替えを容易に行うことが可能となる。

また、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの正面側の側壁には、コントローラ５が配置されている。コントローラ５は、情報の表示手段としての液晶ディスプレイや、ユーザの操作を受け付ける操作受付手段としての各種操作ボタンを備えており、工作機械装置１に関する各種操作を受け付けたり、工作機械装置１の現在の作動状況や設定状況等を表示する。また、液晶ディスプレイの前面にはタッチパネルが配置されており、タッチパネルを用いた操作についても可能に構成されている。また、コントローラ５は後述のように工作機械装置１の動作制御に関する加工制御プログラムを生成する場合においても用いられる。図１に示す例ではコントローラ５は一部の作業機モジュール４Ｂ〜４Ｈのみに配置されているが、全ての作業機モジュール４Ａ〜４Ｉに配置しても良い。尚、コントローラ５を用いた加工制御プログラムの生成に関しては後に詳細に説明する。

［作業機モジュールの構成］
上述した工作機械装置１は、製造物であるワークに対して、各種のツールによる穴あけ、旋盤、研磨、検査等を行って、最終的な製品を製造するものである。具体的には、ラインに対して配列された各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが、一のワークに対して順次作業を行う。

ここで、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは複数種類あって、種類毎に作業内容が決められている。例えば本実施形態では、工作機械装置１内にワークを投入する搬入モジュール、旋盤を行う旋盤モジュール、ドリルによる孔開けやミーリング加工等を行うドリルモジュール、ワークに対して検査を行う検査モジュール、ワークの仮置きをおこなう仮置きモジュール、工作機械装置１内からワークを排出する搬出モジュールがある。旋盤モジュールやドリルモジュールはワークに対する加工作業を行う加工モジュールに相当する。

尚、ベース３に対してどの種類の作業機モジュールを配置するかは、ワークに対する作業内容によって異なる。また、ベース３に対して配置する作業機モジュールの数もワークに対する作業内容によって異なる。また、作業機モジュールの並び順については一部の作業機モジュールを除いて作業内容に応じて製造者側で任意に変更可能である。特に本実施形態では後述するように複数の作業機モジュールの内の一部の作業機モジュールのみを入れ替えたり、配置順序を並べ替えた場合であっても、対応する加工制御プログラムを容易に作成することが可能となる。

例えば作業機モジュールの配置の一例として、図１に示す例では、ベース３の最も左側の作業機モジュール４Ａとしてワークを投入する搬入モジュールが配列され、一方最も右側の作業機モジュール４Ｉとして工作機械装置１内からワークを排出する搬出モジュールが配置される。そして、搬入モジュールと搬出モジュールの間の作業機モジュール４Ｂ〜４Ｈとして左側から順に、旋盤モジュール、仮置きモジュール、ドリルモジュール、検査モジュールがそれぞれ作業順に所定数配置される。そして、工作機械装置１は、最も左側に配置された搬入モジュールによって投入されたワークが、左側にある各作業機モジュールから順に、各作業機モジュールによる作業が行われ、最終的に搬出モジュールから排出されるようになっている。

また、工作機械装置１は、ワークを作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向に移送するワークの搬送手段、ワークの反転手段、作業位置へのワークの装着手段、作業位置からのワークの離脱手段として、アーム２１を備えている。尚、工作機械装置１が備えるアーム２１の数はベースユニット２Ａ〜２Ｅの数に比例し、基本的に２台の作業機モジュールの配置された２つのベースユニット（即ち４台の作業機モジュール）に対して１のアーム２１を配置する。例えば本実施形態では搬入モジュールの載置されたベースユニット２Ａを除くと４つのベースユニット２Ｂ〜２Ｅからなるので、アーム２１は２本配置されることとなる。

ここで、アーム２１は、ベース３と略同じ高さを有するテーブル２４上に配置されており、ベース３の側面に設けられたレールに沿って、テーブル２４とともに作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向である左右方向に移動可能に構成されている。即ち、アーム２１は、ベース３と作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの外壁とによって形成された作業空間内を、左右方向に移動することが可能とされている。また、アーム２１の先端部にはワークを保持する保持具としてのチャック２５を有している。そして、チャック２５でワークを保持した状態でアーム２１を移動することによって、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉ間でワークを移送することが可能である。

また、アーム２１は図２に示すように多関節型のアームであり、アーム２１の角度を変位可能とする複数の関節部を有する。具体的には、テーブル２４と第１アーム２６との接続部分にある第１関節部２７と、第１アーム２６と第２アーム２８との接続部分にある第２関節部２９と、第２アーム２８とチャック２５との接続部分にある第３関節部３０を備えている。また、各関節部にはアーム２１の角度を変位させる駆動源である駆動軸を有しており、例えば第１関節部２７の駆動軸（以下、第１駆動軸３１という）を駆動させることによって、テーブル２４に対する第１アーム２６の角度を変位させる。また、第２関節部２９の駆動軸（以下、第２駆動軸３２という）を駆動させることによって、第１アーム２６に対する第２アーム２８の角度を変位させる。また、また、第３関節部３０の駆動軸（以下、第３駆動軸３３という）を駆動させることによって、第２アーム２８に対するチャック２５の角度を変位させる。尚、各駆動軸３１〜３３は例えばサーボモータ等からなる。

従って、工作機械装置１は、各駆動軸３１〜３３の角度値を教示することによってアーム２１の姿勢を自由に制御することが可能となっている。例えば図３に示すように、アーム２１を折り畳んだり、伸ばすことによってチャック２５で保持したワーク４０を空間内で自由に移動させることが可能となる。更に、第３駆動軸３３を回転駆動させることによってワーク４０を１８０度反転させることも可能である。また、上下方向をＲＹ軸、前後方向をＲＺ軸とすると、各駆動軸３１〜３３の角度値を教示することによってワーク４０のＲＹ値を維持した状態でＲＺ値を変位させる（即ち、ワーク４０を水平方向に移動させる）ことも可能である。同じく、ワーク４０のＲＺ値を維持した状態でＲＹ値を変位させる（即ち、ワーク４０を鉛直方向に移動させる）ことも可能である。その結果、アーム２１は、そのアーム２１を作業機モジュールの作業位置まで伸ばし、チャック２５によって、作業位置にワークを装着させることや、作業位置からワークを離脱させること等も可能である。

また、テーブル２４の下方にはアーム回転装置４１を有している。アーム回転装置４１は、テーブル２４を水平方向に回転させることで、テーブル２４上にあるアーム２１についても回転させ、アーム２１全体の向きを変位させることが可能である。

［工作機械装置の制御構成］
次に、本実施形態に係る工作機械装置１の制御構成について図４を用いて説明する。図４は本実施形態に係る工作機械装置１を示したブロック図である。

図４に示すように本実施形態に係る工作機械装置１は、工作機械装置１の全体の制御を行う電子制御ユニットである制御回路部５１と、ユーザの操作を受け付けるとともに情報の表示を行うコントローラ５と、ＬＡＮ（Local Area Network）等を介して接続された上述した作業機モジュール４Ａ〜４Ｉ及びアーム２１とを基本的に有する。尚、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉやアーム２１の数は上述したようにベースユニットの数に応じた数となる。

ここで、コントローラ５は、工作機械装置１の現在の作動状況や設定状況等を表示する液晶ディスプレイ５２と、ユーザの操作を受け付ける操作受付手段として操作部５３とを備える。尚、操作部５３はハードボタンであっても良いし、液晶ディスプレイ５２の前面に配置されたタッチパネルであっても良い。そして、ユーザは液晶ディスプレイ５２の表示内容を確認するとともに操作部５３を操作することによって工作機械装置１に対する各種操作を行う。特に本実施形態では、コントローラ５は後述のように工作機械装置１の動作制御に関する加工制御プログラムを生成する場合においても用いられる。

一方、制御回路部５１は、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ６１、並びにＣＰＵ６１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、ＲＯＭ６３から読み出したプログラムを記憶するフラッシュメモリ６４等の内部記憶装置を備えている。

また、フラッシュメモリ６４は、ＣＰＵ６１が行う処理に必要な情報を記憶し、工作機械装置１の加工制御プログラムが格納されている。更に、後述のように加工制御プログラムを生成する為のプログラム生成処理プログラム（図５参照）や、プログラム生成処理プログラムに用いられるテンプレートデータについても記憶されている。

そして、制御回路部５１は、フラッシュメモリ６４から加工制御プログラムを読み出し、読み出した加工制御プログラムに従って作業機モジュール４Ａ〜４Ｉやアーム２１に対して信号を出力することによって工作機械装置１の制御を行う。そして、信号を受け取った作業機モジュール４Ａ〜４Ｉやアーム２１は、受け取った信号に従って各駆動源の駆動を行う。

例えば、アーム２１は、第１関節部２７の第１駆動軸３１を回転駆動する為の第１関節モータ６５と、第２関節部２９の第２駆動軸３２を回転駆動する為の第２関節モータ６６と、第３関節部３０の第３駆動軸３３を回転駆動する為の第３関節モータ６７と、アーム回転装置４１を回転駆動させる為の回転駆動モータ６８と、アーム２１を作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向である左右方向に移動する為の搬送駆動モータ６９とを備えている。そして、工作機械装置１は、制御回路部５１から出力された信号に従って、各モータ６５〜６９を駆動することによって、アーム２１を任意の位置で任意の姿勢に制御することが可能となる。

ここで、フラッシュメモリ６４に記憶される加工制御プログラムは、工作機械装置１で実施される加工工程に応じたものである。つまり、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉで実施される一連の加工工程に従った加工制御プログラムが格納されている。尚、工作機械装置１が一連の加工工程を複数種類実施可能である場合には、実施可能な一連の加工工程毎に対応する加工制御プログラムが格納されている。そして、工作機械装置１は、加工制御プログラムに従った順序で各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉにおいてワークに対する加工を行い、ワークに対する加工を行う。

［制御プログラムの実施構成］
続いて、上記構成を有する本実施形態に係る工作機械装置１においてＣＰＵ６１が実行するプログラム生成処理プログラムについて図５に基づき説明する。図５は本実施形態に係るプログラム生成処理プログラムのフローチャートである。ここで、プログラム生成処理プログラムは、コントローラ５において所定の操作を受け付けた場合に実行され、工作機械装置１の加工制御プログラムの生成を行うプログラムである。特に本実施形態では工作機械装置１の加工制御プログラムの内、アーム２１の動作制御に係る制御プログラムの生成を行う例について以下に説明する。また、以下の図５にフローチャートで示されるプログラムは、制御回路部５１が備えているフラッシュメモリ６４に記憶されており、ＣＰＵ６１により実行される。

先ず、プログラム生成処理プログラムではステップ（以下、Ｓと略記する）１において、ＣＰＵ６１は、コントローラ５の液晶ディスプレイ５２に、アーム２１の動作制御に係る制御プログラムを生成する為のプログラム生成画面７１を表示する。そして、操作部５３（例えば液晶ディスプレイ５２の前面に配置されたタッチパネル）を用いてプログラム生成画面７１に対して制御プログラムを生成する為に必要な各種情報をユーザに入力させる。

図６はユーザによる各種情報の入力前のプログラム生成画面７１の一例である。一方、図７はユーザによる各種情報の入力後のプログラム生成画面７１の一例である。図６及び図７に示すようにプログラム生成画面７１には、先ず工作機械装置１の作業機モジュールの基本構成を設定する項目７２が表示される。例えば図６及び図７に示す例では、左右両端に独立した作業機モジュールがそれぞれ設置され、独立して設置される２台の作業機モジュールを除いて、一のベースユニットに対して２つの作業機モジュールが配置されることを前提としている。そして、独立して設置される２台の作業機モジュールを除いて、２台の作業機モジュール（テーブル１台）から構成する場合と、４台の作業機モジュール（テーブル１台）から構成する場合のいずれかを選択可能となっている。尚、５台以上の作業機モジュールの構成を選択可能にしても良く、独立して設置される作業機モジュールの数も１台又は０台としても良い。

そして、Ｓ２においてＣＰＵ６１は、項目７２でユーザにより入力された情報に基づいて、先ず作業機モジュールの構成を設定する。作業機モジュールの構成が決まると、プログラム生成画面７１に表示されている入力対象となるモジュールの数も変化する。例えば、図６及び図７は独立して設置される作業機モジュールを除いて、２台の作業機モジュールから構成することを選択した場合に表示されるプログラム生成画面７１を示しており、モジュール１〜モジュール４が入力対象として表示されている。尚、モジュール１が最も搬送方向の手前側（搬送開始点側）にあるモジュールを示しており、搬送方向に従って、モジュール２、モジュール３、モジュール４の順に配置されることを示す。

また、プログラム生成画面７１には、工作機械装置１を構成する各作業機モジュールについて、モジュールの種類を設定する項目７３が表示される。作業機モジュールの種類としては、例えば工作機械装置１内にワークを投入する搬入モジュール、旋盤を行う旋盤モジュール、ドリルによる孔開けやミーリング加工等を行うドリルモジュール、ワークに対して検査を行う検査モジュール、ワークの仮置きをおこなう仮置きモジュール、工作機械装置１内からワークを排出する搬出モジュール等がある。ユーザはタブを選択することによって、モジュール１〜モジュール４に対して任意の種類のモジュールを選択することが可能となる。

そして、Ｓ３においてＣＰＵ６１は、項目７３でユーザにより入力された情報に基づいて、工作機械装置１を構成する作業機モジュール毎に作業機モジュールの種類を設定する。

更に、プログラム生成画面７１には、工作機械装置１を構成する各作業機モジュールにおいて実施する作業内容の詳細を設定する項目７４〜７７についても表示される。具体的には、項目７４はワークを保持するチャックの種類をＬＬとするかＬＵとするかを選択する。また、項目７５は作業機モジュール間においてワークを反転させるか否かを選択する。また、項目７６はワークの着座に異常があった場合に、ワークを排出するか否かを選択する。また、項目７７は品質のチェックを行うか否かを選択する。

そして、Ｓ４においてＣＰＵ６１は、各項目７４〜７７でユーザにより入力された情報に基づいて、工作機械装置１を構成する作業機モジュール毎に作業内容を設定する。

その後、Ｓ５においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ２〜Ｓ４において設定された情報に基づいて、工作機械装置１を構成する作業機モジュール毎（例えば図７に示す例ではモジュール１〜モジュール４毎）に、アーム２１の動作制御に係る制御プログラムを生成する。具体的には、先ずＣＰＵ６１は、フラッシュメモリ６４から前記Ｓ３で設定された作業機モジュールの種類に該当するテンプレートデータ８１を読み出す。

尚、テンプレートデータ８１は、制御プログラムのベースとなるデータであり、作業機モジュールの種類毎に異なるテンプレートデータが予めフラッシュメモリ６４に記憶されている。例えば、搬入モジュール用のテンプレートデータ、旋盤モジュール用のテンプレートデータ、ドリルモジュール用のテンプレートデータ、検査モジュール用のテンプレートデータ、仮置きモジュール用のテンプレートデータ、搬出モジュール用のテンプレートデータがある。

また、テンプレートデータ８１は、アーム２１の指令座標コード、アーム２１や作業機モジュールのアクチュエータ動作コード、制御回路と装置間のインターロック信号の確認コード等を含む。更に、図８に示すようにテンプレートデータ８１は、パタメータＮを含むプログラムとなっており、Ｎに数値が代入される、或いはＮによって一部が選択的に採用されることによってプログラムとして完成形となる。そして、前記Ｓ３でユーザにより入力された作業機モジュールの配置態様に基づいて決定される値（モジュール１に配置されるのであればＮ＝１、モジュール２に配置されるのであればＮ＝２、モジュール３に配置されるのであればＮ＝３、モジュール４に配置されるのであればＮ＝４）をＮに代入し、更に前記Ｓ４でユーザにより入力された作業内容についても用いて作業機モジュール毎のアームに係る動作制御プログラム（以下、単位制御プログラム８２という）を生成する。

例えば、モジュール１として搬入モジュールが設定され、モジュール２として旋盤モジュールが設定され、モジュール３としてドリルモジュールが設定され、モジュール４として搬出モジュールが設定された場合には、ＣＰＵ６１は先ず搬入モジュールのテンプレートデータ８１を読み出して、Ｎ＝１を代入してモジュール１の単位制御プログラム８２を生成する。同様にして、旋盤モジュールのテンプレートデータ８１を読み出して、Ｎ＝２を代入してモジュール２の単位制御プログラム８２を生成し、ドリルモジュールのテンプレートデータ８１を読み出して、Ｎ＝３を代入してモジュール３の単位制御プログラム８２を生成し、搬出モジュールのテンプレートデータ８１を読み出して、Ｎ＝４を代入してモジュール４の単位制御プログラム８２を生成する。

その後、Ｓ６においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ５で生成された工作機械装置１を構成する作業機モジュール毎（例えば図７に示す例ではモジュール１〜モジュール４）に生成された単位制御プログラム８２を組み合わせて合成し、工作機械装置１のアーム２１の動作制御に係る制御プログラム８３を生成する。例えば、図９に示すようにモジュール１〜モジュール４から構成される工作機械装置１では、モジュール１の単位制御プログラム８２と、モジュール２の単位制御プログラム８２と、モジュール３の単位制御プログラム８２と、モジュール４の単位制御プログラム８２とを合成し、工作機械装置１のアーム２１の動作制御に係る制御プログラム８３を生成する。

次に、Ｓ７においてＣＰＵ６１は、前記Ｓ６で生成されたアーム２１の動作制御に係る制御プログラムに対して、アーム２１の各動作を指定する為のより詳細な教示値の入力を行う。例えば、アーム２１がとり得る各姿勢に対して第１駆動軸３１、第２駆動軸３２、第３駆動軸３３の各角度値や、先端部のチャック２５の座標位置等を教示する。その結果、最終的な工作機械装置１のアーム２１の動作制御に係る制御プログラムが生成される。

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る工作機械装置１では、ベース３上において所定の配列方向に配列されるとともに、ベース３から着脱可能に構成された複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉと、ベース３上を移動可能に構成されるとともに、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの間でワークの搬送を行うアーム２１と、を有する。そして、ベース３に対する作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配置態様に基づいて、テンプレートデータからアーム２１の動作に係る制御プログラムを生成する（Ｓ１〜Ｓ７）ので、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの間でワークの搬送を行うアームの動作に係る制御プログラムを生成する際において、従来に比べて制御プログラムの生成に係る作業の効率化を図ることが可能となる。例えば、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの内の一部の作業機モジュールのみを入れ替えたり、配置順序を並べ替えた場合であっても、対応する制御プログラムを容易に作成することが可能となる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、本実施形態では、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは基本的に１のベースユニットに対して２台ずつ設置されているが、１のベースユニットに対して１台又は３台以上設置しても良い。

また、本実施形態では、作業機モジュールの種類として工作機械装置１内にワークを投入する搬入モジュール、旋盤を行う旋盤モジュール、ドリルによる孔開けやミーリング加工等を行うドリルモジュール、ワークに対して検査を行う検査モジュール、ワークの仮置きをおこなう仮置きモジュール、工作機械装置１内からワークを排出する搬出モジュールを例に挙げて説明しているが、上記以外の種類の作業機モジュールを用いることも可能である。

１：工作機械装置 ２Ａ〜２Ｅ：ベースユニット ３：ベース ４Ａ〜４Ｉ：作業機モジュール ５：コントローラ ２１：アーム ２５：チャック ２６：第１アーム ２７：第１関節部 ２８：第２アーム ２９：第２関節部 ３０：第３関節部 ３１：第１駆動軸 ３２：第２駆動軸 ３３：第３駆動軸 ４０：ワーク ５１：制御回路部 ５２：液晶ディスプレイ ５３：操作部 ６１：ＣＰＵ
６４：フラッシュメモリ ７１：プログラム生成画面 ８１：テンプレートデータ ８２：単位制御プログラム ８３：制御プログラム

Claims (6)

1. ベースと、
   前記ベース上において所定の配列方向に配列されるとともに、前記ベースから着脱可能に構成された複数の作業機モジュールと、
   前記ベース上を移動可能に構成されるとともに、前記複数の作業機モジュールの間でワークの搬送を行うアームと、を有する工作機械装置であって、
   前記作業機モジュールは複数種類あって、種類毎にワークに対する作業内容が決められており、
   前記ベースに対する前記作業機モジュールの配置態様を入力する配置入力手段と、
   前記配置入力手段により入力された前記作業機モジュールの配置態様に基づいて前記アームの動作に係る制御プログラムを生成するプログラム生成手段と、を有することを特徴とする工作機械装置。
2. 前記複数の作業機モジュールは、少なくとも２種類以上の作業内容の異なるモジュールを含むことを特徴とする請求項１に記載の工作機械装置。
3. 前記制御プログラムのベースとなるテンプレートデータを有し、
   前記プログラム生成手段は、前記配置入力手段により入力された前記作業機モジュールの配置態様に基づいて決定される値を前記テンプレートデータに代入することによって前記制御プログラムを生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の工作機械装置。
4. 前記テンプレートデータは前記作業機モジュールの種類毎にあって、
   前記プログラム生成手段は、
   前記複数の作業機モジュール毎に、該モジュールの種類に対応するテンプレートデータと該モジュールの前記ベースに対する配置態様とに基づいて、該モジュールにおける前記アームの動作に係る制御プログラムとして単位制御プログラムを生成し、
   前記複数の作業機モジュール毎に生成された前記単位制御プログラムを組み合わせることによって前記制御プログラムを生成することを特徴とする請求項３に記載の工作機械装置。
5. 前記複数の作業機モジュールは、工作機械装置内にワークを投入するワーク搬入モジュールと、工作機械装置内からワークを排出するワーク搬出モジュールと、ワーク搬入モジュールとワーク搬出モジュールの間で前記ワークに対する加工作業を行う加工モジュールと、を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の工作機械装置。
6. 前記配置入力手段は、前記ベースに対してどのような順序でどのような種類の作業機モジュールが配置されているかを入力することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の工作機械装置。

Images