WO2012169374A1 - ワーク処理システム - Google Patents

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WO2012169374A1
WO2012169374A1 PCT/JP2012/063461 JP2012063461W WO2012169374A1 WO 2012169374 A1 WO2012169374 A1 WO 2012169374A1 JP 2012063461 W JP2012063461 W JP 2012063461W WO 2012169374 A1 WO2012169374 A1 WO 2012169374A1
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reference point
unit
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河合秀貢
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村田機械株式会社
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Definitions

  • the present invention provides a work having a unit configuration facility in which each of a machine tool and a measuring device serving as a peripheral device thereof can be freely reassembled as a processing unit that is a recombination unit for incorporation, disassembly, movement, etc. It relates to a processing system.
  • each processing unit which is a unit for recombination of machine tools and peripheral equipment, has a positioning point as a teaching point for loading and unloading of workpieces with a loader. Point teaching is required. Some types of processing units have a plurality of positioning points.
  • An object of the present invention is to make it possible to efficiently teach the positioning points of a number of loaders after the equipment is rearranged, for a work processing system including unit-constituting equipment and a loader.
  • a plurality of processing units (1, 1 A 7) Used for each processing of a workpiece (W) are assembled, disassembled or moved in units of processing units (1).
  • a positioning point (P) for causing the loader (3) to load or unload the workpiece (W) by the loader control device (4) is at least one processing unit (1) of the plurality of processing units (1).
  • a marker (M) indicating a reference point (O U ) of the processing unit is provided on the at least one processing unit (1)
  • the loader (3) is provided with marker reading means (21) for reading the marker (M) of the at least one processing unit to obtain the position of the reference point (O U ) of the at least one processing unit, Relative position storage means (31) for storing the relative position of each positioning point (P) with respect to the reference point (O U ) indicated by the marker (M) of each processing unit (1) in the loader control device (4).
  • the loader control device (4) calculates based on the position of the reference point (O U ) read by the marker reading means (21) and the relative position stored by the relative position storage means.
  • the loader (3) is positioned at a position in the loader coordinate system of each positioning point (P) that has been made.
  • the “processing” in the “used for processing the workpiece” may be any of processing, measuring, cleaning, storing, placing, taking out, etc. on the workpiece, and “used” means Even if the processing unit (1) itself operates to perform processing, the processing unit (1) does not operate and processing such as placing a work (W) by the loader (3) or the like is performed. There may be.
  • the loader (3) is moved and each processing unit is moved by the marker reading means (21).
  • the marker (M) of (1) is read, and the position of the reference point (O U ) of the processing unit (1) is obtained.
  • the relative position of each positioning point (P) with respect to the reference point (O U ) indicated by the marker (M) of each processing unit (1) is preset and stored in the relative position storage means (31).
  • the loader control device (4) determines the position of the reference point (O U ) of the processing unit (1) obtained as described above in the loader coordinate system and each set for the reference point (O U ).
  • each positioning point (P) in the loader coordinate system can be calculated, that is, each positioning point (P) in the loader coordinate system can be specified.
  • Each positioning point (P) can be positioned.
  • the “loader coordinate system” is a coordinate system used when controlling the position of the loader.
  • the loader coordinate system is composed of three coordinate axes: a traveling direction of the loader (X direction), a vertical direction (Y direction), and a forward / backward direction of the loader (Z direction).
  • each positioning point (P) of the loader (3) is used when the position of the reference point (O U ) of the processing unit (1) and the relative position to the reference point (O U ) are used.
  • the coordinate position of the positioning point (P) in the loader coordinate system may be obtained by performing arithmetic processing such as adding a relative position to the position of the reference point (O U ) in the loader coordinate system.
  • the result by performing arithmetic processing such as adding a relative position to the position of the loader coordinate system of the reference point (O U) It may be stored as the coordinate position of the positioning point (P) in the loader coordinate system, and may be used for positioning the loader at the positioning point (P) each time using the coordinate position stored by this calculation process.
  • the marker (M) indicating the reference point (O U ) is provided in each processing unit (1), and the relative position of each positioning point (P) with respect to the reference point (O U ) is stored. Therefore, in the processing unit (1) having a plurality of positioning points (P), the coordinates in the loader coordinate system of the plurality of positioning points (P) possessed by the processing unit (1) can be obtained only by reading one marker (M). The position can be specified. For this reason, about the work processing system provided with unit structure equipment (2) and a loader (3), the teaching of the positioning point (P) of many loaders (3) can be performed efficiently after equipment rearrangement.
  • the marker reading means (21) processes the image captured by the camera (41) that captures the marker (M) from above and the vertical direction of the marker (M). And an image processing unit (42) for calculating the position of.
  • the size of the marker (M) in the image of the camera (41) changes depending on the height position of the camera (41) with respect to the marker (M).
  • the height of the camera (41) is known. Therefore, the height position of the marker (M) with respect to the camera (41) can be calculated from the size of the marker (M) in the image of the camera (41) by image processing. Therefore, for teaching each positioning point (P), when detecting the reference point (O U ) of the processing unit (1), the vertical position of the marker (3) can be easily detected. (P) The position in the height direction can be easily taught.
  • the marker (M) has a protruding portion (Mp) protruding upward
  • the marker reading means (21) captures the marker (M) and the camera (41). and a said reference point captured image by processing the) (image processing unit for determining the position of the O U) (42), operating said loader (3) to the position of the determined reference point (O U)
  • the loader (3) is slightly moved to a position where the loader (3) does not receive a reaction force from the protrusion (Mp) while the loader (3) and the protrusion (Mp) are coupled to each other.
  • the loader control device (4) may be provided with correction means (54) for determining the position of the reference point (O U ) as the position of the reference point (O U ).
  • the position of the reference point (O U ) can be obtained accurately only by image processing of the read marker (M). May not be possible.
  • the loader is operated based on the position of the reference point (O U ) in the loader coordinate system calculated by the image processing unit (42), and the loader (3) and the protruding portion (Mp) are coupled with each other while the loader (3) is coupled. 3) By slightly moving the loader (3) to a position where it does not receive a reaction force from the projecting portion (Mp), the loader (3) in the gripped state is moved from the position of the loader (3) to the reference point (O U ). The position can be detected with high accuracy.
  • the correction means (54) determines the detected value of the position of the loader (3) in the combined state as the position of the reference point (O U ).
  • the position of the reference point of the processing unit (1) can be detected with higher accuracy by causing the loader (3) to grip the protrusion (Mp).
  • the marker (M) includes a marker part (Mb, Mc) indicating the reference point (O U ) of the processing unit (1) and a marker part (Mb, Mc) indicating the direction of the processing unit (1). And a marker portion (Md) indicating the type of the processing unit (1), and the marker reading means (21) reads the marker (M) and determines the position of the reference point (O U ).
  • the rotational deviation of the processing unit (1) and the type of the processing unit (1) may be recognized.
  • the position, direction, and type serving as the reference of the processing unit (1) can be recognized for teaching the position of each positioning point (P). If the processing unit (1) can be identified by detecting the marker (M), it is possible to automatically determine which processing unit (1) is stored as a relative position for storing in the relative position storage means (31). .
  • the marker portion (Mb, Mc) is composed of two linear marker portions (Mb, Mc) extending along two adjacent sides on a rectangular marker substrate (Ma).
  • the extending direction of the linear marker portions (Mb, Mc) indicates the direction of the processing unit (1), and the intersection of the two linear marker portions (Mb, Mc) perpendicular to each other is the reference point ( O U ).
  • the position and direction of the reference point (O U ) of the processing unit (1) can be indicated with a simple structure.
  • the marker (M) further includes an auxiliary marker portion (Me) used when the position of the reference point (O U ) cannot be accurately grasped only by the marker portion (Mb, Mc). Is preferred. According to this configuration, even when the position of the reference point (O U ) cannot be accurately grasped only by the marker parts (Mb, Mc), the position of the reference point (O U ) using the auxiliary marker part (Me). Can be accurately grasped.
  • the marker reading means (21) processes a camera (41) that captures the marker (M) and an image captured by the camera (41) to determine the position of the reference point (O U ).
  • the image processing unit (42) to be obtained, the camera (3) is detachable from the loader (3), and has a transmission means (44) for wirelessly transmitting a photographed image,
  • the image processing unit (42) may process the image transmitted by the transmission means (44).
  • the camera (41) for reading the marker (M) is not permanently installed in the loader (3), and is necessary for detection of the position of the reference point after the unit component equipment (2) is rearranged.
  • the loader (3) By providing the loader (3) only occasionally, it is possible to prevent the camera (3) from becoming dirty due to the processing by the unit component equipment (2).
  • the camera (41) may be soiled by the processing. Can be avoided by making the camera (41) detachable.
  • the detachable type it is possible to avoid that the camera (41) becomes an obstacle to the operation of the normal loader (3). Further, since the photographed image is transmitted wirelessly, it is not necessary to provide a wiring system for the camera (41) along the travel route of the loader travel.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a conceptual configuration of a work processing system in a first embodiment of the present invention.
  • A is a block diagram showing a conceptual configuration of a loader control device in the work processing system of FIG. 1
  • B is a block diagram showing a conceptual configuration of a marker / unit correspondence storage section in the loader control device of (A).
  • FIG. 4 is an enlarged side view around the loader head portion of the loader of FIG. 3. It is explanatory drawing of the loader program in the work processing system of FIG. It is a top view of an example of the processing unit in the workpiece
  • work processing system of FIG. (A) is a perspective view which shows the relationship between the marker and marker reading means in the workpiece
  • (A) And (B) is a top view which shows the relationship between the processing unit of FIG. 6, and a marker.
  • (A) is explanatory drawing which shows the relationship between the camera etc. which become the marker reading means in the work processing system of FIG. 1, and a loader
  • (B) is explanatory drawing which shows the relationship between the camera of (A) and a loader control apparatus. is there.
  • It is a schematic flowchart which shows the teaching work after the rearrangement of the unit structure equipment in the workpiece
  • This work processing system includes a unit configuration facility 2 in which a plurality of processing units 1 (1 O , 1 A to 1 E ) are assembled, disassembled, or movable for each processing unit 1, and a loader 3 And a loader control device 4.
  • processing units 1 (1 O , 1 A to 1 E ) those that require control are provided with processing unit controllers 5 (5 O , 5 A , 5 B ), respectively.
  • the processing unit 1 is a device that performs some processing on the workpiece W, and is a unit of incorporation, disassembly, and movement in the unit component facility 2. That is, when the line configuration in the unit configuration facility 2 is changed, these processing units 1 are rearranged.
  • processing may be any of processing, measurement, cleaning, storage, placing, taking out, and the like on the workpiece W, and the processing unit 1 itself is simply a table or the like for placing the workpiece W. May not perform any operation.
  • Each processing unit 1 in the unit configuration equipment 2 is located on each predetermined processing unit arrangement place on the floor of the factory, and is arranged in a line in a line.
  • other processing units 1 E and 1 A to 1 D are installed on both sides in the horizontal direction of the drawing, which is the linear arrangement direction (X-axis direction) of the main processing unit 1 O.
  • the main processing unit 1 O is, for example, a machine tool, more specifically a lathe.
  • a processing unit 1 E serving as a work supply base on which a work W is loaded is installed on the left side of the main processing unit 1 O in the linear arrangement direction, and each processing unit 1 A serving as a cleaning device is sequentially arranged on the right side of the paper.
  • a processing unit 1 B serving as a measuring device, a processing unit 1 C serving as a first stocker, and a processing unit 1 D serving as a second stocker are arranged.
  • Each processing unit 1 has one or a plurality of positioning points P for positioning the loader 3 when the loader 3 is operated. Of the plurality of processing units 1, at least one processing unit 1 has a plurality of positioning points P.
  • the loader 3 is an apparatus capable of transporting the workpiece W over all the processing units 1 (1 O , 1 A to 1 E ) of the unit component equipment 2.
  • the loader 3 is installed over the entire processing unit 1. It is a gantry type in which the loader traveling body 19 is installed on the rail 20 so as to be able to travel while gripping the workpiece W.
  • the loader control device 4 is a computer-type control device that controls the loader 3 and includes a program-type control device such as a programmable controller.
  • the loader control device 4 basically performs sequence control of the loader 3 by decoding and executing the loader program 6 by the loader program executing means 7.
  • the loader control device 4 is composed of a computer and a program to be executed by the computer, and by these, each function achievement means described later is configured.
  • the loader program execution means 7 is one of the function achievement means.
  • the processing unit control device 5 O that controls the machine tool that is the main processing unit 1 O is composed of a computer-type numerical control device or the like.
  • Each processing unit control device 5 and the loader control device 4 communicate with each other a signal indicating completion or start of operation, and obtain operation timing.
  • FIG. 3 and 4 show specific configuration examples of the main processing unit 1 O and the loader 3.
  • the main processing unit 1 O is composed of a parallel twin-axis lathe, and the main spindles 10 and 10 extending in the advancing / retreating direction (Z-axis direction) of the loader 3 are supported on two spindle heads 9 on the bed 8. Turret type tool rests 11 are provided on both sides.
  • Each main shaft 10 has a chuck at its shaft head, and FIG. 3 shows a portion of the chuck.
  • Two chucks 12 a and 12 b of the reversing device 12 are disposed above the main shafts 10 and 10.
  • the reversing device 12 is operable so that these two chucks 12a and 12b face each other, and performs reversal by changing the workpiece W between the chucks 12a and 12b.
  • the loader 3 is configured such that a loader traveling body 19 is movably installed on a rail 20 along the horizontal direction (X-axis direction) of the drawing.
  • the loader traveling body 19 is provided with an elevating rod 14 that moves in the vertical direction (Y-axis direction) via a front-rear moving body 13 that moves in the front-rear direction (Z-axis direction) on the paper surface, and a loader head 15 at the lower end of the elevating rod 14. Is provided.
  • the movement of the loader 3 in each axial direction is performed by a servo motor (not shown), but the position detector 18 (18 X , 18) detects the current position of the loader 3 in each axial direction (X, Y, Z axis direction). 18 Y , 18 Z ) are provided in the loader 3.
  • the loader head 15 is provided with a swivel base 16 that swivels around an inclined swivel center Q, and a work W is placed on the front surface (the surface facing the headstock 9) and the lower surface of the swivel base 16. Gripping chucks 17 and 17 are provided. As the swivel base 16 turns, the positions of the front and lower chucks 17, 17 are interchanged.
  • the work processing system has a basic the above configuration, as shown in FIG. 1, each processing unit 1, a marker M indicating the reference point O U of the processing unit 1 is provided, a marker reading means 21 for reading the marker M
  • the loader 3 is provided.
  • the marker reading unit 21 includes a camera 41 provided in the loader head 15 of the loader 3 and an image processing unit 42 that processes an image captured by the camera 41.
  • the camera 41 uses an individual image sensor.
  • the loader control device 4 is provided with a relative position storage means 31, a reference point position storage means 33, a teaching means 32, and the image processing unit 42 as the function achievement means.
  • the relative position storage unit 31 is a means for storing the coordinate position where the relative positions of the respective positioning point P with respect to the reference point O U indicated marker M of the processing units 1.
  • Reference point position storage means 33 is a means for storing the position of the reference point O U indicated markers M read by the marker reading means 21.
  • the teaching means 32 is means for teaching the coordinate position to the relative position storage means 31 and the reference point position storage means 33.
  • the loader control device 4 may be constituted by a single computer, or may be constituted by a plurality of computers connected by a network, or may be partly or entirely of the processing unit control device 5. It may be configured on a common computer.
  • FIG. 6 shows a plan view of an example of the processing unit 1 with the marker M attached thereto.
  • the marker M of each processing unit 1 is a camera 41 mounted on the loader 3 when the processing unit 1 is incorporated in the unit component equipment 2 and the loader 3 is passed in the traveling direction (X-axis direction). It is provided on the upper surface of the processing unit 1 within the band-shaped range R (the range shown by the hatched area in FIG. 6) that is the field of view that can be photographed (FIG. 1).
  • the front-rear direction (Z-axis direction) position position in the advancing / retreating direction of the loader 3
  • the vertical direction (Y-axis direction) position of the loader head 15 during the passage of the loader 3 are maintained constant.
  • the position to which the marker M of each processing unit 1 is attached is one end in the arrangement direction (X-axis direction) of the processing units 1 and the front end (rail 20 (FIG. 20) in the front-rear direction (Z-axis direction) of the processing unit 1.
  • the marker M has linear marker portions Mb and Mc along two adjacent sides on a square or rectangular marker substrate Ma, and these two are perpendicular to each other.
  • linear marker moiety Mb, intersection of Mc indicates a reference point O U.
  • linear marker moiety Mb, Mc is has a width in the line, the intersection of the outer edge of the line width of the reference point O U.
  • the linear marker portions Mb and Mc are provided so that colors (any one of color, saturation, and brightness) are different from other portions on the marker substrate Ma.
  • the linear marker portions Mb and Mc also serve as marker portions indicating the direction of the processing unit 1. That is, the two linear marker portions Mb and Mc serve as both a marker portion indicating a position and a marker portion indicating a direction.
  • the corner portion positioned diagonally with respect to the reference point O U on marker M, the auxiliary marker moiety Me are provided in a square point-like.
  • the auxiliary marker portion Me is a marker portion that is used when the corner portion cannot be accurately grasped only by the two linear marker portions Mb and Mc, and is not necessarily provided.
  • the marker portion Md indicating the type of the processing unit 1 is a character such as a number or a character string. It is attached with a symbol. In the figure, the numeral “3” is attached.
  • the marker portion Md indicating this type is unique for each individual of the processing unit 1, that is, can be identified without overlapping for each individual.
  • the reference point O U marker M the marker pole Mp is provided a projection projecting upward.
  • the marker pole Mp has a shape and size that can be gripped by the chuck 17 (FIG. 7A) of the loader 3, and is, for example, a cylindrical shape having a longitudinally (Y-axis direction) axis. Position in the horizontal plane of the axis of the marker pole Mp is, X of the reference point O U, it coincides with the Z-axis direction position. Further, a height marker pole Mp defined, the means for indicating the position of the marker pole Mp is the vertical direction of the reference point O U (Y-axis direction).
  • the “protruding portion” is not limited to a pole shape such as the marker pole Mp, and may have any shape as long as it can be coupled to the loader 3 by being gripped by the chuck 17 of the loader 3. It may be.
  • the relative position storage unit 31 is a unit which sets the relative positions of the respective positioning point P with respect to the reference point O U indicated marker M of the processing units 1. More specifically, for each processing unit 1, a reference point O U defines a local coordinate system with the origin, the coordinate position of each axis direction of the positioning points P defined as coordinates relative to the reference point O U, The relative position storage unit 31 is set. This local coordinate position may be only in the orthogonal two-axis direction (X-axis, Z-axis direction), but is preferably the coordinate position in the orthogonal three-axis direction. In this embodiment, the coordinate position in the three-axis direction is set. Yes.
  • FIG. 9A shows a specific example of the marker reading means 21.
  • the camera 41 of the marker reading means 21 is detachable without being permanently installed on the loader 3. That is, the camera 41 has a protruding gripped portion 46 on its side surface, and is held by the gripped portion 46 detachably by the chuck 17 facing the horizontal direction of the loader 3.
  • the camera 41 is a wireless device having a USB camera unit 41a that outputs image data in a USB (Universal Serial Bus) format and a transmission unit 44 that wirelessly transmits the output.
  • USB Universal Serial Bus
  • the receiving means 45 for receiving the image data transmitted from the transmitting means 44 of the camera 41 is provided in the loader control device 4, and the received image data is subjected to image processing by the image processing unit 42, and the processing unit 1.
  • the type, direction, reference point position, etc. are recognized, and the recognized information is sent to the teaching means 32.
  • the teaching unit 32 teaches the relative position storage unit 31 and the reference point position storage unit 33 of FIG.
  • FIG. 2A shows a conceptual configuration of a specific example of the loader control device 4 of FIG.
  • the loader program 6 includes a main program 6A and a plurality of subprograms 6B that are provided corresponding to each processing unit 1 (1 A , 1 B ,...) And called by the main program 6A.
  • the unit configuration equipment 2 when the processing unit 1 is reassembled such as incorporation, disassembly, movement, etc., the instruction of which subprogram 6B is called in the main program 6A is changed. No change is made.
  • Each subprogram 6B describes a program for controlling the loader 3 with respect to the corresponding processing unit 1, and a command for performing each operation of the loader 3 and the coordinate position of each positioning point P of the processing unit 1. Are described in the order of operation of the processing unit 1.
  • the coordinate position of each positioning point P of the processing unit 1 the relative position with respect to the reference point O U of the processing unit each (FIG. 8 (A)), that is, the reference point O U of each processing unit 1 It is described by the coordinate position in the local coordinate system as the origin.
  • the subprogram 6B of each processing unit 1 is stored in the subprogram storage unit 43b of the loader program storage means 43 of the loader control device 4 in the order of the subprogram numbers as shown in FIG.
  • the area in which the positioning point P of each subprogram 6B is stored in the subprogram storage unit 43b is the relative position storage means 31 in FIG.
  • the relative position storage unit 31, per loader program 6, if no format using subprograms 6B of each processing unit 1, such as in this embodiment, only independent of the program, each relative to the reference point O U A table or the like in which the relative position of the positioning point P is set may be used.
  • the subprogram 6B stored in the subprogram storage unit 43b may include a subprogram 6B for the spare processing unit 1 that does not constitute the current unit configuration facility 2.
  • FIG. 5 shows a specific example of the main program 43.
  • This example is an example in the case of unit configuration equipment in which the processing unit 1 O composed of the parallel twin-axis lathe of FIG. 3 is the main processing unit.
  • the processing units 1 A , 1 B ,... Other than the main processing unit 1 O are different from the example of FIG.
  • the “left axis” is the main shaft 10 on the left side of the drawing in FIG. 3
  • the “right axis” is the main shaft 10 on the right side of the drawing.
  • the “E chuck” is the chuck 12a on the left side of the paper in the reversing device 12
  • the “F chuck” is the chuck 12b on the right side of the paper in the reversing device 12.
  • the main program 6A shown in FIG. 5 is described as an array of cycle programs (cycle numbers N10 to N90) 6Aa which are program portions for each cycle, which is a group of operations of the loader 3.
  • an instruction a character string “G65” in the figure
  • a subprogram number for example, a character string “P8100”
  • a subprogram position in the relative coordinate which are described in 6B (relative position with respect to the reference point O U positioning point P)
  • 6B relative position with respect to the reference point O U positioning point P
  • An instruction c for example, a character string of “R1” for performing the process of adding is described.
  • the operation for the main processing unit 1 O (a lathe in the illustrated example) is the main program 6A. May be described. In the example of FIG. 5, in the cycles N20 to N80, each instruction is described in the main program 6A. This is because the main processing unit 1 O (main body internal cycle) is rarely rearranged when the unit component equipment 2 is rearranged. In the instruction in the main program 43, the coordinate position is described as an absolute coordinate in the loader coordinate system.
  • the teaching unit 32 performs teaching to the reference point position storage unit 33 and teaching to the relative position storage unit 31 including the storage area of the relative coordinates of the positioning P in each subprogram 6B based on the reading result of the marker reading unit 21.
  • Reference point position storage means 33 is composed of identification information of the processing unit 1, and stored in association with the coordinate position in the loader coordinate system of the reference point O U of the processing unit 1 table.
  • the teaching unit 32 includes a marker / unit correspondence storage unit 51, a reference angle grasping unit 52, a marker search control unit 53, a correction unit 54, an installation angle grasping unit 55, and a unit-by-unit teaching unit 56.
  • the marker unit correspondence storage unit 51 is composed of a table that stores marker information, the type of the processing unit 1, and the program number of the subprogram 6B in association with each other.
  • the “marker information” is identification information obtained as a result of the marker reading unit 21 reading the marker portion Md indicating the type of the processing unit in the marker M and recognizing it by the image processing unit 42.
  • Reference angle grasping unit 52 is a means for obtaining a position in the loader coordinate system of the reference point O U marker M attached to the processing unit 1 O as a main.
  • the marker search control unit 53 is means for causing the marker reading means 21 to read the marker M of each processing unit 1 by running the loader 3.
  • Correcting means 54 moves the loader 3 to the position of the reference point O U provisional obtained with a marker reading means 21 is coupled to the loader 3 and a marker pole Mp, i.e. a marker pole Mp by a chuck 17 having a loader 3 was grasped, is a means for storing the detected value of the position of the gripping state definitive loader 3 on the determined reference point position storage means 33 as the position of the reference point O U.
  • the position of the loader 3 in the gripping state described above is such that the loader 3 matches the position of the marker pole Mp by gripping, that is, the loader 3 makes a reaction force from the marker pole Mp while contacting the marker pole Mp. It is a position in a state where it is finely moved to a position that does not receive.
  • the installation angle grasping unit 55 is a means for specifying the installation angle of the processing unit 1 with respect to the reference angle in the loader coordinate system when the loader 3 and the marker pole Mp are coupled, that is, when the marker pole Mp is grasped by the chuck 17. It is.
  • the unit teaching unit 56 is a means for teaching the coordinate position of each positioning point P in the local coordinate system to the subprogram 6B for each processing unit 1.
  • preparation process (Q1) the relative positions of the positioning point P with respect to the reference point O U of each processing unit 1, if the relative position storage unit 31 has already been stored, that is sub-processing units each Description will be made on the assumption that each positioning point P in the program 6B has been taught in local coordinates.
  • the preparation process (Q1) includes in-factory work in FIG. 11 and post-installation work in FIG.
  • any of the processing units 1 in the unit configuration facility 2 is reassembled by incorporation, disassembly, or movement. Then, as the process obtaining the position of the reference point O U of each processing unit 1 (Q2), in a state of being held camera 41 of the marker reading means 21 to the loader 3, the arrangement direction of the plurality of processing units loader 3 ( In the X-axis direction), it travels over all the processing units 1. This traveling may be performed by a manual switch operation of an operation panel provided in the loader control device 4 or by executing a teaching program (not shown) provided separately from the loader program 6. May be.
  • the position of the camera 41 of the loader 3 is constant with respect to the loader traveling body 19 in the front-rear direction (Z-axis direction) (the forward / backward direction of the loader 3) and the vertical direction (Y-axis direction). .
  • the marker M of each processing unit 1 is within the band-shaped range R that becomes the field of view of the camera 41 of the loader 3 and is photographed by the camera 41.
  • Information of the photographed image is processed by the image processing unit 42, three-axis reference point O U processing unit 1 indicated by the marker M in the loader coordinate system (X, Y, Z axis) direction of the coordinate position is calculated, the reference It is stored in the point position storage means 33 (when not corrected by gripping the marker pole Mp).
  • Coordinate position of the horizontal plane of the reference point O U (X direction and Z direction position), two linear marker moiety Mb of mutually perpendicular markers M is determined as the coordinate position of the intersection of Mc.
  • Vertical coordinate position of the reference point O U (Y direction position) is determined from the relationship between the size and the known actual dimensions of the image of the marker pole Mp.
  • the coordinate position in the vertical direction (Y axis direction) of the reference point O U Is obtained.
  • the coordinate positions in the vertical direction of the reference point O U can be a flat marker no marker pole Mp, since the size of the image is changed by the height, it is possible to determine.
  • the reference point O U obtained is for which processing unit 1 identifies the image processing unit 42 from the marker moiety Md indicating the type of the processing unit 1 in the marker M.
  • the reference point position storage means 33 in correspondence with the identified processing unit 1 of the identification information, and stores the position of each axis direction of the reference point O U (Q3).
  • the installation angle ⁇ which is a shift angle of the processing unit 1 with respect to the loader coordinate system, is a linear marker portion Mb of the marker M and the coordinate axis of the loader coordinate system. And obtained by comparison by the image processing unit 42.
  • This fine movement stops when the loader 3 is in contact with the marker pole Mp but has moved to a position where it does not receive a reaction force from the marker pole Mp, and the loader 3 grips the marker pole.
  • the coordinate position indicated by the position detector 18 of each axis of the loader 3 at the time of the gripping (18 X, 18 Y, 18 Z), determined as the coordinate position of the reference point O U, stored in the reference point position storage means 33 Let Coordinates in the vertical direction (Y axis direction) of the reference point O U is obtained by such a marker pole Mp hits the bottom of the chuck 17.
  • the reference point position storage means 33 stores the angle obtained by the image processing.
  • Coordinate positioning point P of the processing unit 1 in the loader coordinate system is determined from the absolute coordinate position of the reference point O U of the processing units, the relative coordinate position of the positioning point P in the local coordinate system which has been previously taught .
  • each time for performing control to move to the positioning point P in the absolute coordinate of the reference point O U (loader coordinate system)
  • the relative coordinate position of each positioning point P for each processing unit 1 is added to the position. At this time, it is added after correcting the relative coordinates by the installation angle ⁇ . That is, the processing unit 1 and the loader 3 is premised to be horizontal, if the installation angle of the processing unit 1 theta occurs, since coordinates are shifted in line with an arc centered on the reference point O U If the installation angle ⁇ , which is the deviation angle, is known, the coordinate value can be corrected by the following circle formula.
  • the recombinant process unit 1 in the unit configuration facility 2 (embedded, degradation, move) even if the position of the reference point O U defined one for each processing unit 1 Is obtained only by recognizing the mark M, and it is not necessary to perform detailed processing for specifying and teaching the individual positioning points P.
  • the acquisition of the position of the reference point O U can be done by recognizing the common been marked M in each processing unit 1, compared with the case of recognizing various shape and position, the positioning point P of different directions directly And simple. Therefore, teaching after the reconfiguration of the unit equipment 2 can be performed easily and quickly, and the efficiency of recombination, which is one of the greatest advantages of unitization of the equipment, can be further developed.
  • the preparation process Q1 in FIG. 10 will be described with reference to FIGS. 11 and 12, and the details of the processes Q2, Q3 and the like after the equipment replacement will be described with reference to FIG.
  • the workpiece processing system is generally assembled at the factory of the manufacturer of the workpiece processing system, taught to the extent possible, and then shipped and installed at the user's factory.
  • FIG. 11 shows the work in the factory in the manufacturer of the workpiece processing system.
  • the reference angle is first specified (R1).
  • the marker M attached to the lathe is a processing unit 1 O as a main read by the marker reading means 21 obtains the vertical and horizontal position of the reference point O U.
  • the process R1 is performed by the reference angle grasping unit 52 shown in FIG.
  • This process is a process in which the loader 3 travels at a low speed in the movable range in the X-axis direction, and the marker M provided in each processing unit 1 is read by the marker reading means 21.
  • This process R2 is performed by the marker search control unit 53 of FIG.
  • the marker M of each processing unit 1 is corrected (R3). That is, in the same manner as described above in conjunction with FIG. 10, to operate the loader 3 by using the reference point O U provisional processing units 1 obtained by reading the marker M (R2), the loader marker pole Mp markers M 3 is chucked by the downward chuck 17. In this chucking state, X-axis of the loader 3, Z-axis, and the position detecting means of the Y-axis (18 X, 18 Y, 18 Z) using the value indicated by the coordinate position of the reference point O U of the processing unit 1 To be confirmed. Coordinate position was determined reference point O U is stored in the reference point position storage means 33 in the nonvolatile area of the loader control unit 4. The correction of the process R3 is performed by the correction unit 54 in FIG.
  • the installation angle of each processing unit 1 is specified (R4). That is, when to confirm the coordinate position of the reference point O U marker pole Mp chucking to the process R3, the mounting angle of the processing unit 1 theta (FIG. 8 (B)) was also obtained in the course R1
  • the installation angle ⁇ of each processing unit 1 in the coordinate system of the loader 3 is obtained, and the obtained installation angle ⁇ is stored in the reference point position storage means 33.
  • the process R4 is performed by the installation angle grasping unit 55 shown in FIG.
  • teaching for each processing unit 1 is performed (R5). That is, the positioning point P is taught to the subprogram 6B for each processing unit 1.
  • the coordinates when the installation angle is set to 0 ° in the local coordinate system for each processing unit 1 are calculated by internal processing, and stored as teaching positions in each subprogram 6B.
  • the process R5 is performed by the unit-by-unit teaching unit 56 in FIG.
  • FIG. 12 shows the work after the work processing system has been shipped and installed in the user's factory.
  • This work is the same as the factory work described above with reference to FIG. 11, but the teaching work of the positioning point P by manual work on site is not necessary.
  • a reference angle is specified (S1).
  • the marker M attached to the lathe is a processing unit 1 O as a main read by the marker reading means 21 obtains the vertical and horizontal position of the reference point O U.
  • the obtained, as the origin of the vertical and horizontal position of the reference point O U sets the coordinate system of the loader 3. That is, the coordinate system of the loader 3 set in the factory work in FIG. 11 is updated.
  • the process S1 is performed by the reference angle grasping unit 52 shown in FIG.
  • This process is a process in which the loader 3 travels at a low speed in the movable range in the X-axis direction, and the marker reading means 21 reads the marker M provided in each processing unit 1.
  • This process S2 is performed by the marker search control unit 53 of FIG.
  • the marker M of each processing unit 1 is corrected (S3). That is, in the same manner as Process R3 in Figure 11, to operate the loader 3 by using the reference point O U provisional processing units 1 obtained by reading the marker M (S2), the loader marker pole Mp markers M 3 is chucked by the downward chuck 17.
  • X-axis of the loader 3 as Z-axis
  • Coordinate position was determined reference point O U is stored in the reference point position storage means 33 of the loader control unit 4. That is, the stored contents of the reference point position storage means 33 are updated.
  • the correction in this step S3 is performed by the correction means 54 in FIG.
  • the installation angle of each processing unit 1 is specified (S4). That is, in the same manner as Process R4 in FIG. 11, when the marker pole Mp process S3 chucked by determining the coordinate position of the reference point O U, mounting angle of the processing unit 1 theta (FIG. 8 (B)) Also, the installation angle ⁇ of each processing unit 1 in the coordinate system of the loader 3 acquired in step S1 is obtained, and the obtained installation angle ⁇ is stored in the reference point position storage means 33. That is, the installation angle ⁇ stored in the reference point position storage means 33 is updated.
  • the process S4 is performed by the installation angle grasping unit 55 shown in FIG.
  • FIG. 13 shows the teaching work after recombination such as incorporation, disassembly, and movement of the processing unit 1 for the unit component equipment 2.
  • the reference angle specification (T1), the unit marker search (T2), the unit marker correction (T3), and the unit installation angle specification (T4) are the same as described in the factory work of FIG. 11 and the post-installation work of FIG. )I do.
  • These processes (T1 to T4) are the same as the processes S1 to S4 in FIG.
  • the teaching process for each unit (T5) is performed only when necessary. That is, when the processing unit 1 that has not yet been taught the position of the positioning point P in the local coordinate system of each positioning point P is incorporated by recombination of the unit component equipment 2, the processing for the processing unit 1 is performed. Teaching for each unit 1. In this teaching for each processing unit 1, the positioning point P is taught to the subprogram 6B for each processing unit 1. As the coordinates of the taught positioning point P, the coordinates when the installation angle is set to 0 ° in the local coordinate system for each processing unit 1 are calculated by internal processing and stored in each subprogram 6B. The process T5 is performed by the unit teaching unit 56 in FIG.
  • the local teaching (each of the reference points) It is desirable to provide the loader control device 4 with means (not shown) for prompting a message prompting the setting of the relative position of the positioning point P by a display screen or the like. If the position of each positioning point P in the local coordinate system has been taught even once, there is no need to re-teach even after the unit component facility 2 is rearranged.
  • the teaching of the position in the local coordinates in each processing unit 1 does not need to be performed again once it is performed. only by performing a specific location in the unit 1 of the loader coordinate system of the reference point O U (absolute coordinate system), resulting in, that the coordinate position is taught in the loader coordinate system of the positioning point P of the processing unit 1 become. Therefore, it is possible to efficiently teach a number of loader positioning points.
  • FIG. 14 shows the processing unit 1 in the work processing system of the second embodiment of the present invention.
  • two processing units 1 each consisting of a single-axis lathe are housed in a common machine body cover 60 to form one machine tool 61 in appearance and operation.
  • the unit configuration equipment including the machine tool 61 is incorporated, disassembled, or moved for each processing unit 1 that is a single-axis lathe of the machine tool 61 shown in FIG.
  • the workpiece processing system of the present invention can also be applied to such a processing unit 1.

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Abstract

　個々の処理ユニット（１）毎に組み替え可能に組合わされたユニット構成設備（２）と、ワーク（Ｗ）の搬入搬出を行うローダ（３）と、ローダ制御装置（４）とを備える。ローダ制御装置（４）によってローダ（３）に位置決めを行わせる位置決め点（Ｐ）が各処理ユニット（１）につき一つまたは複数存在する。各処理ユニット（１）に、基準点（ＯU）を示すマーカー（Ｍ）を設け、このマーカー（Ｍ）を読み取って前記基準点（ＯU）の位置を求めるマーカー読み取り手段（２１）をローダ（３）に設ける。ローダ制御装置（４）は、マーカー読み取り手段（２１）で求められた各処理ユニット（１）の基準点（ＯU）の位置を記憶する基準点位置記憶手段（３１）と、各処理ユニット（１）の位置決め点（Ｐ）の相対位置を設定した相対位置記憶手段（３１）とを有する。

Description

ワーク処理システム 関連出願
　この出願は、２０１１年６月８日出願の特願２０１１－１２７８９７の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　この発明は、例えば工作機械とその周辺機器となる計測装置などのそれぞれを、組込、分解、移動等の組み替えの単位となる処理ユニットとして、自由に組み替えられるようにしたユニット構成設備を備えるワーク処理システムに関する。
　多品種少量生産の増大により、生産ラインを自由に組み替え可能とすることが望まれる。このような要望に対し、工作機械とその各種の周辺機器を、組込、分解、移動の単位となる処理ユニットとして、自由に組み替えられるようにし、これにワーク搬送用のロボット等を設置したユニット型の生産ラインシステムが提案されている（例えば、特許文献１）。また、ユニット構成の設備に対するものではないが、工作機械と各種の周辺機器に渡ってワークを搬送するガントリ式のローダを設けたものがある（例えば、特許文献２）。
特開平７－１２９８号公報 特開平５－２０８３３５号公報
　工作機械と周辺機器とでなる設備において、各工作機械や周辺機器をユニット化する場合、工作機械と周辺機器とはネットワーク通信により接続される。外観的な結合は通信ケーブルだけであり、簡単に実現できる。しかし、工作機械や周辺機器の組み替えの単位となる各処理ユニットには、ローダでワークの搬入搬出等を行うにつき、教示ポイントとなる位置決め点があり、処理ユニットの組み替え後に、ローダに対して位置決め点の教示が必要となる。そして、処理ユニットの種類によっては、複数の位置決め点を持つものがある。
　従来は、各処理ユニットに複数存在する各位置決め点の教示を、ユニット構成設備の組み替え後に１点ずつローダに対して行っており、その教示に手間と時間を要している。設備のユニット化による最大の利点の一つである組み替えの効率化をより発展させるには、各処理ユニットのローダに対する位置決め点の教示を効率的に行う必要がある。
　この発明の目的は、ユニット構成設備とローダとを備えるワーク処理システムにつき、設備組み替え後に、多数あるローダの位置決め点の教示を効率的に行えるようにすることである。
　この発明のワーク処理システムを実施形態に用いた符号を付して説明する。この発明のワーク処理システムは、ワーク（Ｗ）の各処理にそれぞれ用いられる複数の処理ユニット（１，１A……）が、処理ユニット（１）単位で組込、分解、または移動可能に組合わされたユニット構成設備（２）と、前記各処理ユニット（１）に対してワーク（Ｗ）を搬入搬出するローダ（３）と、このローダ（３）を制御するローダ制御装置（４）とを備え、このローダ制御装置（４）によって前記ローダ（３）に前記ワーク（Ｗ）を搬入または搬出させるための位置決め点（Ｐ）が、前記複数の処理ユニットのうちの少なくとも一つの処理ユニット（１）に複数存在するワーク処理システムであって、
　前記少なくとも１つの処理ユニット（１）にこの処理ユニットの基準点（ＯU）を示すマーカー（Ｍ）を設け、
　前記ローダ（３）に前記少なくとも１つの処理ユニットの前記マーカー（Ｍ）を読み取って前記少なくとも１つの処理ユニットの前記基準点（ＯU）の位置を求めるマーカー読み取り手段（２１）を設け、
　前記ローダ制御装置（４）に、前記各処理ユニット（１）の前記マーカー（Ｍ）が示す基準点（ＯU）に対する前記各位置決め点（Ｐ）の相対位置を記憶する相対位置記憶手段（３１）を設け、前記ローダ制御装置（４）は、前記マーカー読み取り手段（２１）で読み取られた前記基準点（ＯU）の位置と前記相対位置記憶手段が記憶する前記相対位置とに基づいて演算された前記各位置決め点（Ｐ）のローダ座標系における位置に前記ローダ（３）を位置決めさせる。
　なお、前記の「ワークの処理に用いられる」における「処理」とは、ワークに対する加工、計測、洗浄、保管、載置、取り出し等のいずれであっても良く、また「用いられる」とは、処理ユニット（１）自体が動作することで処理を行うものであっても、処理ユニット（１）は動作せずにローダ（３）等によってワーク（Ｗ）を置くなどの処理がなされることであっても良い。
　この構成によると、ユニット構成設備（２）における処理ユニット（１）の組込、分解、または移動による組み替えを行った後、ローダ（３）を移動させてマーカー読み取り手段（２１）により各処理ユニット（１）のマーカー（Ｍ）を読み取り、処理ユニット（１）の基準点（ＯU）の位置を求める。各処理ユニット（１）の前記マーカー（Ｍ）が示す基準点（ＯU）に対する前記各位置決め点（Ｐ）の相対位置は、相対位置記憶手段（３１）に予め設定して記憶しておく。ローダ制御装置（４）は、上記のように求められた処理ユニット（１）の基準点（ＯU）のローダ座標系における位置と、この基準点（ＯU）に対して設定されている各位置決め点（Ｐ）の相対位置とを用いることで、ローダ座標系における各位置決め点（Ｐ）の位置を演算でき、すなわちローダ座標系における各位置決め点（Ｐ）を特定でき、ローダ（３）を各位置決め点（Ｐ）に位置決めさせることができる。なお、ここで「ローダ座標系」とは、ローダの位置を制御する際に用いられる座標系のことである。そして、ローダ座標系は、ローダの走行方向（Ｘ方向）、鉛直方向（Ｙ方向）、およびローダの進退方向（Ｚ方向）の３つの座標軸からなる。
　なお、ローダ制御装置（４）において、処理ユニット（１）の基準点（ＯU）の位置とこの基準点（ＯU）に対する相対位置とを用いるにつき、ローダ（３）の各位置決め点（Ｐ）への移動の都度、ローダ座標系における基準点（ＯU）の位置に相対位置を加算する等の演算処理を行ってローダ座標系における位置決め点（Ｐ）の座標位置を求めるようにしても良く、またローダ座標系における基準点（ＯU）の位置を求めたときなどに、その基準点（ＯU）のローダ座標系の位置に相対位置を加える等の演算処理を行ってその結果をローダ座標系における位置決め点（Ｐ）の座標位置として記憶しておき、この演算処理をして記憶した座標位置を用いて各回のローダの位置決め点（Ｐ）への位置決めに用いるようにしても良い。
　このように、各処理ユニット（１）に基準点（ＯU）を示すマーカー（Ｍ）を設けると共に、この基準点（ＯU）に対する各位置決め点（Ｐ）の相対位置を記憶しておくようにしたため、複数の位置決め点（Ｐ）を有する処理ユニット（１）において、一つのマーカー（Ｍ）を読むだけで、処理ユニット（１）の持つ複数の位置決め点（Ｐ）のローダ座標系における座標位置を特定することができる。このため、ユニット構成設備（２）とローダ（３）とを備えるワーク処理システムにつき、設備組み替え後に、多数ある、ローダ（３）の位置決め点（Ｐ）の教示を効率的に行うことができる。
　相対位置記憶手段（３１）における基準点（ＯU）に対する各位置決め点（Ｐ）の相対位置の設定、つまり基準点（ＯU）に対する各位置決め点（Ｐ）の教示は必要であるが、この教示は、このワーク処理システムを製造する工場等で一度行えば良く、設備組み替え毎の教示は不要である。また、基準点（ＯU）の認識についても、各処理ユニット（１）で共通化されたマーク（Ｍ）を認識することで行え、種々形状や位置，方向の異なる位置決め点（Ｐ）を直接に認識する場合に比べて簡単である。
　この発明において、前記マーカー読み取り手段（２１）が、前記マーカー（Ｍ）を上方から撮影するカメラ（４１）と、このカメラ（４１）の撮影した画像を処理して前記マーカー（Ｍ）の上下方向の位置を演算する画像処理部（４２）とを有していても良い。前記マーカー（Ｍ）を上方から撮影とすると、マーカー（Ｍ）に対するカメラ（４１）の高さ位置によって、カメラ（４１）の画像におけるマーカー（Ｍ）の大きさが変わる。またカメラ（４１）の高さは既知である。そのため、画像処理により、カメラ（４１）の画像におけるマーカー（Ｍ）の大きさから、カメラ（４１）に対するマーカー（Ｍ）の高さ位置を計算できる。したがって、各位置決め点（Ｐ）の教示を行うについて、処理ユニット（１）の基準点（ＯU）を検出するにつき、マーカー（３）の上下方向の位置の検出が容易に行えて、位置決め点（Ｐ）の高さ方向の位置の教示が容易に行える。
　この発明において、前記マーカー（Ｍ）が上方に突出する突出部（Ｍｐ）を有し、前記マーカー読み取り手段（２１）が、前記マーカー（Ｍ）を撮影するカメラ（４１）と、このカメラ（４１）の撮影した画像を処理して前記基準点（ＯU）の位置を求める画像処理部（４２）とを有し、この求めた基準点（ＯU）の位置に前記ローダ（３）を動作させて前記ローダ（３）と前記突出部（Ｍｐ）とを結合させながらもローダ（３）が突出部（Ｍｐ）から反力を受けない位置にローダ（３）を微動させこのローダ（３）の位置を前記基準点（ＯU）の位置として確定する補正手段（５４）を前記ローダ制御装置（４）に設けても良い。
　カメラ（３）の画素数，精度や、画像処理部（４２）の処理能力にもよるが、読み取ったマーカー（Ｍ）の画像処理だけでは、基準点（ＯU）の位置を精度よく求めることができない場合がある。その場合、画像処理部（４２）で演算したローダ座標系における基準点（ＯU）の位置に基づきローダを動作させ、ローダ（３）と前記突出部（Ｍｐ）とを結合させながらもローダ（３）が突出部（Ｍｐ）から反力を受けない位置にローダ（３）を微動させて把持状態にすることにより、この把持状態でのローダ（３）の位置から基準点（ＯU）の位置を精度良く検出することができる。前記補正手段（５４）は、前記結合状態におけるローダ（３）の位置の検出値を前記基準点（ＯU）の位置として確定させる。このように突出部（Ｍｐ）をローダ（３）に把持させることで、より一層精度良く、処理ユニット（１）の基準点の位置を検出することができる。
　この発明において前記マーカー（Ｍ）が、前記処理ユニット（１）の基準点（ＯU）を示すマーカー部分（Ｍｂ，Ｍｃ）と、処理ユニット（１）の方向を示すマーカー部分（Ｍｂ，Ｍｃ）と、処理ユニット（１）の種類を示すマーカー部分（Ｍｄ）とを有し、前記マーカー読み取り手段（２１）は、前記マーカー（Ｍ）を読み取って、前記基準点（ＯU）の位置の他に、処理ユニット（１）の回転方向のずれと処理ユニット（１）の種類とを認識するようにしても良い。これにより、各位置決め点（Ｐ）の位置の教示を行うについて、処理ユニット（１）の基準となる位置、方向、および種類を認識することができる。マーカー（Ｍ）の検出で処理ユニット（１）の識別が行えれば、前記相対位置記憶手段（３１）に記憶させるにつき、どの処理ユニット（１）に対する相対位置として記憶させるかが自動で判別できる。
　この発明において、前記マーカー部分（Ｍｂ，Ｍｃ）は、矩形のマーカー基板（Ｍａ）上の隣り合う２辺に沿ってのびる２本の線状マーカー部分（Ｍｂ，Ｍｃ）からなり、これら２本の線状マーカー部分（Ｍｂ，Ｍｃ）の延在方向が前記処理ユニット（１）の方向を示し、これら２本の互いに直角をなす線状マーカー部分（Ｍｂ，Ｍｃ）の交差部が前記基準点（ＯU）を示すようにしてもよい。この構成によれば、簡単な構造で、処理ユニット（１）の基準点（ＯU）の位置と方向とを示すことができる。
　この発明において、前記マーカー（Ｍ）が、前記マーカー部分（Ｍｂ，Ｍｃ）だけでは前記基準点（ＯU）の位置を精度良く把握できない場合に利用される補助マーカー部分（Ｍｅ）をさらに有することが好ましい。この構成によれば、前記マーカー部分（Ｍｂ，Ｍｃ）だけでは前記基準点（ＯU）の位置を精度良く把握できない場合でも、補助マーカー部分（Ｍｅ）を用いて基準点（ＯU）の位置を的確に把握することができる。
　この発明において、前記マーカー読み取り手段（２１）が、前記マーカー（Ｍ）を撮影するカメラ（４１）と、このカメラ（４１）の撮影した画像を処理して前記基準点（ＯU）の位置を求める画像処理部（４２）とを有する場合に、前記カメラ（３）が、前記ローダ（３）に着脱自在であって、撮影した画像を無線で送信する送信手段（４４）を有し、前記画像処理部（４２）は前記送信手段（４４）で送信された画像を処理するようにしても良い。
　このように、マーカー（Ｍ）を読み取るためのカメラ（４１）を、ローダ（３）に常設せず、ユニット構成設備（２）の組み替え後等の、基準点の位置の検出のために必要なときだけローダ（３）に持たせるようにすることで、ユニット構成設備（２）による処理によってカメラ（３）が汚れることが回避される。例えば、ユニット構成設備（２）による処理が、切削加工や洗浄等である場合、ローダ（３）にカメラ（４１）を常設すると、前記処理によってカメラ（４１）が汚れることがあるが、このような汚れが、カメラ（４１）を着脱形式とすることで回避できる。着脱形式としたことで、カメラ（４１）が通常のローダ（３）の動作に対して障害となることも回避できる。また、撮影した画像は無線で送信するようにしたため、カメラ（４１）に対する配線系をローダ走行の走行経路に沿って設けることが不要となる。
　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。
　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
この発明の第1実施形態におけるワーク処理システムの概念構成を示すブロック図である。 （Ａ）は、図１のワーク処理システムにおけるローダ制御装置の概念構成を示すブロック図で、（Ｂ）は、（Ａ）のローダ制御装置におけるマーカー・ユニット対応記憶部の概念構成を示すブロック図で、（Ｃ）は、（Ａ）のローダ制御装置におけるサブプログラム記憶部の概念構成を示すブロック図である。 図１のワーク処理システムにおける主となる処理ユニットとローダとの関係を示す正面図である。 図３のローダのローダヘッド部周辺の拡大側面図である。 図１のワーク処理システムにおけるローダプログラムの説明図である。 図１のワーク処理システムにおける処理ユニットの一例の平面図である。 （Ａ）は、図１のワーク処理システムにおけるマーカーとマーカー読み取り手段の関係を示す斜視図で、（Ｂ）は、（Ａ）のマーカーの据付角度の説明図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、図６の処理ユニットとマーカーの関係を示す平面図である。 （Ａ）は、図１のワーク処理システムにおけるマーカー読み取り手段となるカメラ等とローダの関係を示す説明図で、（Ｂ）は、（Ａ）のカメラとローダ制御装置の関係を示す説明図である。 図１のワーク処理システムにおけるユニット構成設備の組み替え後の教示作業を示す概略流れ図である。 図１のワーク処理システムにおける出荷前の工場内作業となる位置決め点の位置の教示作業の流れ図である。 図１のワーク処理システムの出荷および据付け後における位置決め点の位置の教示作業の流れ図である。 図１のワーク処理システムのユニット構成設備の組み替え後の位置決め点の位置の教示作業を示す流れ図である。 この発明の第２実施形態におけるワーク処理システムの処理ユニットを示す正面図である。
　この発明の第1実施形態を図１～図１３と共に説明する。このワーク処理システムは、複数の処理ユニット１（１O，１A～１E）が、個々の処理ユニット１毎に組込、分解、または移動可能に組合わされたユニット構成設備２と、ローダ３と、ローダ制御装置４とを備える。処理ユニット１（１O，１A～１E）のうち、制御が必要なものに対しては、それぞれ処理ユニット制御装置５（５O，５A，５B）が設けられている。
　処理ユニット１は、それぞれがワークＷに対して何らかの処理を行う装置であって、ユニット構成設備２における組込、分解、および移動の単位となる。すなわち、ユニット構成設備２におけるライン構成が変更される際には、これら処理ユニット１が組み替えられる。上記の「処理」は、ワークＷに対する加工、計測、洗浄、保管、載置、取り出し、等のいずれであっても良く、処理ユニット１は、単にワークＷを置くための台等のように自らは動作を行わないものであっても良い。
　このユニット構成設備２における各処理ユニット１は、工場の床面上の定められた各処理ユニット配置場所上に位置して、一列に並べてライン状に設置されている。図示の例では、主となる処理ユニット１Oのライン状配置方向（Ｘ軸方向）となる紙面左右方向の両側に、他の処理ユニット１E，１A～１Dが設置されている。主となる処理ユニット１Oは、例えば工作機械であり、より具体的には旋盤である。主となる処理ユニット１Oの前記ライン状配置方向の紙面左側に、ワークＷを積載したワーク供給台となる処理ユニット１Eが設置され、紙面右側へ順に、それぞれ洗浄装置となる処理ユニット１A、計測装置となる処理ユニット１B、第１のストッカとなる処理ユニット１C、および第２のストッカとなる処理ユニット１Dが配置されている。
　各処理ユニット１は、ローダ３を動作させるときにローダ３を位置決めするための位置決め点Ｐを、１つまたは複数有している。そして、複数の処理ユニット１のうち、少なくとも一つの処理ユニット１は、位置決め点Ｐを複数有している。
　ローダ３は、ユニット構成設備２の全処理ユニット１（１O，１A～１E）に渡ってワークＷの搬送が可能な装置であり、例えば全処理ユニット１の上方に渡って架設されたレール２０に、ローダ走行体１９がワークＷを把持して走行可能に設置されたガントリ式である。
　ローダ制御装置４は、ローダ３を制御するコンピュータ式の制御装置であって、プログラマブルコントローラのようなプログラム式の制御装置からなる。ローダ制御装置４は、基本的には、ローダプログラム６をローダプログラム実行手段７で解読して実行することで、ローダ３のシーケンス制御を行う。ローダ制御装置４は、コンピュータとこれに実行されるプログラムとで構成されて、これらにより、後に説明する各機能達成手段が構成される。ローダプログラム実行手段７は、その機能達成手段の一つである。処理ユニット制御装置５のうち、主となる処理ユニット１Oである工作機械を制御する処理ユニット制御装置５Oは、コンピュータ式の数値制御装置等からなる。各処理ユニット制御装置５とローダ制御装置４とは、互いに動作の完了や開始の信号等を通信し、動作のタイミングを得る。
　図３，図４は、主となる処理ユニット１Oとローダ３の具体的構成例を示す。主となる処理ユニット１Oは平行２軸の旋盤からなり、ベッド８上の２つの主軸台９に、ローダ３の進退方向（Ｚ軸方向）に延びた各主軸１０，１０が支持され、その両側にタレット型の刃物台１１，１１が設けられている。各主軸１０は軸頭にチャックを有しており、図３ではそのチャックの部分が図示されている。各主軸１０，１０の上方に、反転装置１２の２つのチャック１２ａ，１２ｂが配置されている。反転装置１２は、これら２つのチャック１２ａ，１２ｂが対向するように動作可能であり、これらチャック１２ａ，１２ｂの間でワークＷを持ち替えることにより、反転を行う。
　ローダ３は、紙面左右方向（Ｘ軸方向）に沿うレール２０上にローダ走行体１９を走行自在に設置したものである。ローダ走行体１９は、紙面前後方向（Ｚ軸方向）に移動する前後移動体１３を介して、上下方向（Ｙ軸方向）に移動する昇降ロッド１４を設け、昇降ロッド１４の下端にローダヘッド１５が設けてある。ローダ３の各軸方向の移動はサーボモータ（図示せず）により行われるが、ローダ３の各軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向）の現在位置を検出する位置検出器１８（１８X，１８Y，１８Z）が、ローダ３に設けられている。
　図４に示すように、ローダヘッド１５には、傾斜した旋回中心Ｑ回りに旋回する旋回台１６が設けられ、旋回台１６の正面（主軸台９を向く面）と下面とに、ワークＷを把持可能なチャック１７，１７が設けられている。旋回台１６の旋回により、正面と下面のチャック１７，１７の位置が互いに入れ変わる。
　このワーク処理システムは、上記構成を基本として、図１のように、各処理ユニット１に、その処理ユニット１の基準点ＯUを示すマーカーＭを設け、このマーカーＭを読み取るマーカー読み取り手段２１をローダ３に設けている。マーカー読み取り手段２１は、具体的には、ローダ３のローダヘッド１５に設けられたカメラ４１と、このカメラ４１で撮影した画像を処理する画像処理部４２とでなる。カメラ４１は個体撮像素子を用いたものである。
　ローダ制御装置４には、前記ローダプログラム実行手段７の他に、相対位置記憶手段３１、基準点位置記憶手段３３、教示手段３２、および前記画像処理部４２が、前記各機能達成手段として設けられている。相対位置記憶手段３１は、各処理ユニット１のマーカーＭが示す基準点ＯUに対する前記各位置決め点Ｐの相対位置となる座標位置を記憶する手段である。基準点位置記憶手段３３は、マーカー読み取り手段２１で読み取ったマーカーＭが示す基準点ＯUの位置を記憶する手段である。教示手段３２は、相対位置記憶手段３１および基準点位置記憶手段３３に対して座標位置を教示する手段である。なお、ローダ制御装置４は、単独のコンピュータで構成されたものでも、またネットワークで接続された複数台のコンピュータで構成されたものであって良く、あるいは処理ユニット制御装置５と一部または全体が共通のコンピュータ上に構成されたものであっても良い。
　図６は、マーカーＭを付した処理ユニット１の一例の平面図を示す。各処理ユニット１のマーカーＭは、その処理ユニット１がユニット構成設備２に組み込まれた場合に、ローダ３を走行方向（Ｘ軸方向）に通過させたときに、ローダ３に搭載されたカメラ４１（図１）の撮影可能な視野となる帯状の範囲Ｒ（図６に破線の斜線を施した範囲）内で、処理ユニット１の上面に設けられる。ローダ３の上記通過時におけるローダヘッド１５の前後方向（Ｚ軸方向）位置（ローダ３の進退方向の位置）および上下方向（Ｙ軸方向）位置は、いずれも一定に維持する。この例では、各処理ユニット１のマーカーＭを付す位置は、処理ユニット１の並び方向（Ｘ軸方向）の一端で、その処理ユニット１の前後方向（Ｚ軸方向）に対する前端（レール２０（図１）に対する遠端）の角としている。
　図７（Ａ）に示すように、マーカーＭは、正方形または長方形のマーカー基板Ｍａ上の隣り合う２辺に沿って、線状マーカー部分Ｍｂ，Ｍｃを有し、これら２本の互いに直角を成す線状マーカー部分Ｍｂ，Ｍｃの交差部が基準点ＯUを示す。より詳細には、線状マーカー部分Ｍｂ，Ｍｃは、線に幅を有しているが、その線幅の外側の縁の交差部分が基準点ＯUである。線状マーカー部分Ｍｂ，Ｍｃは、例えば、マーカー基板Ｍａ上の他の部分に対して色（色彩、彩度、明度のいずれか）が、異なるように施されている。
　線状マーカー部分Ｍｂ，Ｍｃは、処理ユニット１の方向を示すマーカー部分ともなる。すなわち、２本の線状マーカー部分Ｍｂ，Ｍｃは、位置を示すマーカー部分と方向を示すマーカー部分とを兼ねる。マーカーＭ上における基準点ＯUに対して対角線方向に位置する角部には、補助マーカー部分Ｍｅが、正方形の点状に設けられている。補助マーカー部分Ｍｅは、上記２本の線状マーカー部分Ｍｂ，Ｍｃだけでは角部が精度良く把握できない場合に利用されるマーカー部分であり、必ずしも設けなくても良い。
　マーカー基板Ｍａ上の、上記２本の線状マーカー部分Ｍｂ，Ｍｃを隣り合う２辺とする矩形部分上には、処理ユニット１の種類を示すマーカー部分Ｍｄが、数字等の文字、または文字列、または記号で付されている。同図では「３」の数字を付している。この種類を示すマーカー部分Ｍｄは、処理ユニット１の個体毎にユニークなもの、すなわち個体毎に重複することなく識別可能なものとされる。
　マーカーＭの基準点ＯUには、上方に突出する突出部であるマーカーポールＭｐが設けられている。マーカーポールＭｐは、ローダ３のチャック１７（図７（Ａ））で把持可能な形状，大きさであり、例えば縦向き（Ｙ軸方向）の軸心を有する円柱状である。このマーカーポールＭｐの軸心の水平面における位置が、基準点ＯUのＸ，Ｚ軸方向位置と一致する。また、マーカーポールＭｐは定められた高さであり、マーカーポールＭｐは基準点ＯUの上下方向（Ｙ軸方向）の位置を示す手段となる。なお、前記「突出部」は、マーカーポールＭｐのようなポール状のものに限らず、ローダ３のチャック１７で把持するなどして、ローダ３と結合可能なものであればいかなる形状からなるものであっても良い。
　図８（Ａ）と共に、処理ユニット１の基準点ＯUと位置決め点Ｐの関係を示す。図１において、相対位置記憶手段３１は、各処理ユニット１のマーカーＭが示す基準点ＯUに対する前記各位置決め点Ｐの相対位置を設定した手段である。具体的には、処理ユニット１毎に、基準点ＯUを原点としたローカルの座標系を定めて、基準点ＯUに対する相対座標として定義した各位置決め点Ｐの各軸方向の座標位置を、相対位置記憶手段３１に設定する。このローカル座標位置は、直交２軸方向（Ｘ軸，Ｚ軸方向）だけでも良いが、直交３軸方向の座標位置とするのが好ましく、この実施形態では３軸方向の座標位置を設定している。
　図９（Ａ）はマーカー読み取り手段２１の具体例を示す。マーカー読み取り手段２１のカメラ４１は、ローダ３に対して常設されずに着脱式とされる。すなわち、カメラ４１は突起状の被把持部４６を側面に有し、この被把持部４６によって、ローダ３の水平方向を向くチャック１７によって着脱自在に保持される。また、図９（Ｂ）に示すように、カメラ４１は、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）形式で画像データを出力するＵＳＢカメラ部４１ａと、その出力を無線送信する送信手段４４とを有する無線通信機能付きカメラとされる。
　カメラ４１の送信手段４４から送信された画像データを受信する受信手段４５は、ローダ制御装置４に設けられ、その受信された画像データが、画像処理部４２で画像処理されて、処理ユニット１の種類、方向、基準点の位置等が認識され、これら認識された情報が教示手段３２に送られる。この教示手段３２によって、後述のように、図１の相対位置記憶手段３１および基準点位置記憶手段３３に対して、基準点の位置の設定処理である教示が行われる。
　図２（Ａ）は、図１のローダ制御装置４の具体例の概念構成を示す。まず、プログラム形式を説明する。ローダプログラム６は、メインプログラム６Ａと、各処理ユニット１（１A，１B，……）毎に対応して設けられてメインプログラム６Ａによって呼び出される複数のサブプログラム６Ｂとで構成される。ユニット構成設備２における、処理ユニット１の組込、分解、移動等の組み替えが行われた場合は、メインプログラム６Ａにおいて、どのサブプログラム６Ｂを呼び出すかの命令が変更されるが、サブプログラム６Ｂの変更はなされない。
　各サブプログラム６Ｂは、対応する処理ユニット１に対してローダ３を制御するプログラムを記述したものであり、その処理ユニット１の各位置決め点Ｐの座標位置と、ローダ３の各動作を行わせる命令とが、その処理ユニット１の動作順に記述されている。サブプログラム６Ｂにおいて、処理ユニット１の各位置決め点Ｐの座標位置は、その処理ユニット１毎の基準点ＯU（図８（Ａ））に対する相対位置、つまり各処理ユニット１の基準点ＯUを原点とするローカル座標系における座標位置で記述される。
　各処理ユニット１のサブプログラム６Ｂは、ローダ制御装置４のローダプログラム記憶手段４３におけるサブプログラム記憶部４３ｂに、例えば、図２（Ｃ）のようにサブプログラム番号順に記憶されている。この実施形態では、サブプログラム記憶部４３ｂにおける、各サブプログラム６Ｂの位置決め点Ｐを記憶した領域が、図１の相対位置記憶手段３１となる。なお、相対位置記憶手段３１は、ローダプログラム６につき、この実施形態のような処理ユニット１毎のサブプログラム６Ｂを用いる形式としない場合は、プログラムとは独立して単に、基準点ＯUに対する各位置決め点Ｐの相対位置を設定したテーブル等としても良い。サブプログラム記憶部４３ｂに記憶させるサブプログラム６Ｂとしては、現在のユニット構成設備２を構成していない予備の処理ユニット１に対するサブプログラム６Ｂが含まれていても良い。
　図５は、メインプログラム４３の具体例を示す。この例は、図３の平行２軸旋盤からなる処理ユニット１Oを、主となる処理ユニットとしたユニット構成設備の場合の例である。ただし、主となる処理ユニット１O以外の処理ユニット１A，１B，…については、図５の例とは異なる。図５において、「左軸」とあるのは、図３の紙面左側の主軸１０、「右軸」とあるのは紙面右側の主軸１０である。また「Ｅチャック」とあるのは反転装置１２における紙面左側のチャック１２ａ、「Ｆチャック」とあるのは反転装置１２における紙面右側のチャック１２ｂである。
　図５のメインプログラム６Ａは、ローダ３の動作の一つの纏まりとなるサイクル毎のプログラム部分であるサイクルプログラム（サイクルナンバーＮ１０～Ｎ９０）６Ａａの並びとして記述されている。各サイクルプログラム６Ａａの命令行に、サブプログラム６Ｂを呼び出す命令ａ（図では「Ｇ６５」の文字列）と、そのサブプログラム６Ｂのサブプログラム番号（例えば「Ｐ８１００」の文字列）ｂと、サブプログラム６Ｂに記述された相対座標における位置（位置決め点Ｐの基準点ＯUに対する相対位置）を、ローダ座標系の絶対座標に変換する処理、つまり基準点ＯUのローダ座標系における位置に、相対位置を加える処理を行う命令ｃ（例えば「Ｒ１」の文字列）等が記述されている。
　なお、ローダ３の各処理ユニット１に対する動作命令は、全てをサブプログラム６Ｂとして記述しなくても良く、例えば、主となる処理ユニット１O（図示の例では旋盤）に対する動作は、メインプログラム６Ａにおいて記述しても良い。図５の例では、Ｎ２０～Ｎ８０のサイクルは、メインプログラム６Ａに各命令を記述している。主となる処理ユニット１O（本体内部サイクル）は、ユニット構成設備２の組み替えに際して、組み替えられることが少ないためである。メインプログラム４３内の命令では、座標位置はローダ座標系の絶対座標として記述される。
　図２（Ａ）において、教示手段３２および基準点位置記憶手段３３につき説明する。教示手段３２は、マーカー読み取り手段２１の読み取り結果によって、基準点位置記憶手段３３への教示、および各サブプログラム６Ｂにおける位置決めＰの相対座標の記憶領域からなる相対位置記憶手段３１への教示を行う手段である。基準点位置記憶手段３３は、処理ユニット１の識別情報と、その処理ユニット１の基準点ＯUのローダ座標系における座標位置とを対応させて記憶したテーブルからなる。
　教示手段３２は、マーカー・ユニット対応記憶部５１、基準角度把握部５２、マーカー検索制御部５３、補正手段５４、据付角度把握部５５、およびユニット毎教示部５６を有する。
　マーカー・ユニット対応記憶部５１は、図２（Ｂ）に示すように、マーカーの情報と、処理ユニット１の種類と、サブプログラム６Ｂのプログラム番号とを対応させて記憶したテーブルからなる。「マーカーの情報」は、マーカーＭにおける、処理ユニットの種類を示すマーカー部分Ｍｄを、マーカー読み取り手段２１で読み取って画像処理部４２で認識した結果となる識別情報である。
　マーカー・ユニット対応記憶部５１以外の各部５２～５６については、次に概要を説明し、詳細については、後に図１１～図１３の流れ図と共に説明する。
　基準角度把握部５２は、主となる処理ユニット１Oに付けられたマーカーＭの基準点ＯUのローダ座標系における位置を取得する手段である。マーカー検索制御部５３は、ローダ３を走行させて各処理ユニット１のマーカーＭをマーカー読み取り手段２１に読み取らせる手段である。
　補正手段５４は、マーカー読み取り手段２１で求めた仮の基準点ＯUの位置にローダ３を移動させてローダ３とマーカーポールＭｐとを結合させ、つまりローダ３の有するチャック１７によりマーカーポールＭｐを把持させ、この把持状態おけるローダ３の位置の検出値を前記基準点ＯUの位置として確定し基準点位置記憶手段３３に記憶させる手段である。上記の把持状態おけるローダ３の位置は、把持することでローダ３がマーカーポールＭｐの位置に合致するように、つまりローダ３が、マーカーポールＭｐと接触しながらも、マーカーポールＭｐから反力を受けない位置に微動した状態の位置である。
　据付角度把握部５５は、ローダ３とマーカーポールＭｐとを結合させたとき、つまりチャック１７によりマーカーポールＭｐを把持したときの、ローダ座標系における基準角度に対する処理ユニット１の据え付け角度を特定する手段である。ユニット毎教示部５６は、処理ユニット１毎のサブプログラム６Ｂに対して、ローカル座標系における各位置決め点Ｐの座標位置を教示する手段である。
　次に、上記構成による教示作業の概要を、図１０の流れ図と共に説明する。ここでは、準備過程（Ｑ１）として、各処理ユニット１の基準点ＯUに対する各位置決め点Ｐの相対位置が、相対位置記憶手段３１に既に記憶されている場合、つまり各処理ユニット１毎のサブプログラム６Ｂにおける各位置決め点Ｐが、ローカル座標で教示済みであることを前提として説明する。上記準備過程（Ｑ１）としては、図１１の工場内作業や、図１２の据え付け後作業がある。
　図１０において、準備過程（Ｑ１）の後、ユニット構成設備２におけるいずれかの処理ユニット１の組込、分解、または移動による組み替えがあったとする。そのとき、処理ユニット１毎の基準点ＯUの位置の取得過程（Ｑ２）として、ローダ３にマーカー読み取り手段２１のカメラ４１を保持させた状態で、ローダ３を複数の処理ユニットの並び方向（Ｘ軸方向）に、全ての処理ユニット１に渡って走行させる。この走行は、ローダ制御装置４に設けられた操作盤の手動のスイッチ操作で行ってもよく、またローダプログラム６とは別に設けられた教示用のプログラム（図示せず）を実行することで行っても良い。この走行時において、ローダ３のカメラ４１の位置は、ローダ走行体１９に対して、前後方向（Ｚ軸方向）（ローダ３の進退方向）および上下方向（Ｙ軸方向）の位置は一定とする。
　これにより、図６に示すように、各処理ユニット１のマーカーＭは、ローダ３のカメラ４１の視野となる帯状の範囲Ｒ内にあり、カメラ４１によって撮影される。撮影した画像の情報が画像処理部４２で処理され、ローダ座標系におけるマーカーＭの示す処理ユニット１の基準点ＯUの３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）方向の座標位置が計算され、基準点位置記憶手段３３に記憶される（マーカーポールＭｐの把持で補正しない場合）。基準点ＯUの水平面の座標位置（Ｘ方向およびＺ方向の位置）は、マーカーＭの互いに直角を成す２本の線状マーカー部分Ｍｂ，Ｍｃの交点の座標位置として求められる。基準点ＯUの垂直方向の座標位置（Ｙ方向の位置）は、マーカーポールＭｐの画像上の大きさと既知の実際寸法との関係から求められる。
　カメラ４１のローダ走行体１９と共に走行するときの高さ位置は一定であるため、画像上の大きさと既知の実際寸法との関係から、基準点ＯUの鉛直方向（Ｙ軸方向）の座標位置が求まる。なお、基準点ＯUの鉛直方向の座標位置は、マーカーポールＭｐのない平面的なマーカーであっても、その画像の大きさが高さによって変わるため、求めることが可能である。求められた基準点ＯUがどの処理ユニット１に対するものであるかは、マーカーＭにおける処理ユニット１の種類を示すマーカー部分Ｍｄから画像処理部４２で識別する。基準点位置記憶手段３３には、その識別された処理ユニット１の識別情報と対応させて、前記基準点ＯUの各軸方向の位置を記憶させる（Ｑ３）。
　また、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）のように、処理ユニット１のローダ座標系に対するずれ角である据付角θは、マーカーＭの一つの線状マーカー部分Ｍｂとローダ座標系の座標軸との、画像処理部４２による比較で得られる。この据付角θは、基準点ＯUの各軸座標位置と共に、基準点位置記憶手段３３に記憶しておく。
　上記の説明は、画像処理部４２で得た座標位置をそのまま基準点位置記憶手段３３に記憶する場合の説明であるが、マーカーポールＭｐを用いて精度向上を図るようにしても良い。その場合、各処理ユニット１１の基準点ＯUの位置を前記と同様に求めて、基準点位置記憶手段３３または別の記憶手段に記憶させておく。その後、その記憶された基準点ＯUの位置にローダ３を移動させ、すなわちローダヘッド１５を移動させ、ローダヘッド１５のチャック１７にマーカーポールＭｐを把持させる。このときのローダ３の移動は、マーカーポールＭｐを照準として停止可能なように低速でかつトルク制限した状態で行わせる。画像処理で求められた基準点ＯUの位置とマーカーポールＭｐの実際の位置とにずれがあった場合は、そのずれ分だけローダ３が微動することになる。
　この微動は、ローダ３が、マーカーポールＭｐと接触しながらも、マーカーポールＭｐから反力を受けない位置まで移動した状態で止まり、ローダ３がマーカーポールを把持した状態となる。この把持したときのローダ３の各軸の位置検出器１８（１８X，１８Y，１８Z）の示す座標位置を、基準点ＯUの座標位置として確定し、基準点位置記憶手段３３に記憶させる。基準点ＯUの鉛直方向（Ｙ軸方向）の座標位置は、マーカーポールＭｐがチャック１７の底に当たるようにすることで求められる。このようにマーカーポールＭｐを把持させることで、カメラ４１の精度が低い場合や、画像処理部４２の処理能力が低い場合であっても、基準点ＯUの座標位置を精度良く求めることができる。据付角θについては、画像処理により得た角度を基準点位置記憶手段３３に記憶させる。
　このようにして、ユニット構成設備２の処理ユニット１の組み替え（組込、分解、移動）の後における、各処理ユニット１の位置決め点Ｐの位置の教示が完了する。ローダ座標系における各処理ユニット１の位置決め点Ｐの座標は、当該処理ユニットの基準点ＯUの絶対座標位置と、予め教示されているローカル座標系における位置決め点Ｐの相対座標位置とから求められる。
　教示完了後にローダ３を運転するときは、ローダプログラム実行手段７でローダプログラム６を実行するときに、位置決め点Ｐに移動させる制御を行う都度、基準点ＯUの絶対座標（ローダ座標系）における位置に対して、処理ユニット１毎の各位置決め点Ｐの相対座標位置を加える。このとき、据付角θによる相対座標の修正を行った上で加える。すなわち、処理ユニット１およびローダ３が水平であることが前提であるが、処理ユニット１の据付角θが生じている場合、座標は基準点ＯUを中心とする円弧を描いた線上でずれるので、ずれ角である据付角度θが判れば、次の円の公式より、座標値を補正することができる。
　Ｘ2＋Ｚ2＝ｒ2
　Ｘ＝ｒCOSθ、Ｚ＝ｒSINθ
　このように、このワーク処理システムによると、ユニット構成設備２における処理ユニット１の組み替え（組込、分解、移動）があっても、各処理ユニット１に一つ定められた基準点ＯUの位置の取得をマークＭの認識で行うだけで良く、個々の位置決め点Ｐを特定して教示する細かい処理を行う必要がない。また、基準点ＯUの位置の取得についても、各処理ユニット１で共通化されたマークＭを認識することで行え、種々形状や位置、方向の異なる位置決め点Ｐを直接に認識する場合に比べて簡単である。そのため、ユニット構成設備２の組み替え後の教示が容易で迅速に行え、設備のユニット化による最大の利点の一つである組み替えの効率化をより発展させることができる。
　次に、図１０の準備過程Ｑ１につき、図１１，１２と共に説明し、さらに設備組み替え後の過程Ｑ２，Ｑ３等の詳細について図１３と共に説明する。ワーク処理システムの製造、出荷、据付については、一般的に、ワーク処理システムの製造メーカの工場で、一旦は組み立て、可能な範囲の教示を行った後、出荷してユーザの工場に据付ける。
　図１１は、上記のワーク処理システムの製造メーカにおける工場内での作業を示す。
　製造メーカの工場内で、このワーク処理システムのユニット構成設備２が組上がると、まず基準角度を特定する（Ｒ１）。この作業は、主となる処理ユニット１Oである旋盤に付けられたマーカーＭを、マーカー読み取り手段２１により読み取り、基準点ＯUの垂直方向および水平方向の位置を取得する。この取得した、基準点ＯUの垂直方向および水平方向の位置を原点として、ローダ３の座標系を設定する。この過程Ｒ１の処理を、図２（Ａ）の基準角度把握部５２により行う。
　この後、ユニットマーカ検索過程（Ｒ２）として、各処理ユニット１のマーカーＭを読み取る。この過程は、ローダ３をＸ軸方向の可動範囲で低速で走行させ、各処理ユニット１に設けられたマーカーＭをマーカー読み取り手段２１で読み取る過程である。この過程Ｒ２は、図２（Ａ）のマーカー検索制御部５３により行う。
　ついで、各処理ユニット１のマーカーＭの補正を行う（Ｒ３）。すなわち、図１０と共に前述したと同様に、マーカーＭの読み取り（Ｒ２）によって得られた各処理ユニット１の仮の基準点ＯUを用いてローダ３を動作させ、マーカーＭのマーカーポールＭｐをローダ３の下向きのチャック１７でチャッキングする。このチャッキング状態で、ローダ３のＸ軸，Ｚ軸，およびＹ軸の位置検出手段（１８X，１８Y，１８Z）の示す値を用い、その処理ユニット１の基準点ＯUの座標位置として確定させる。確定させた基準点ＯUの座標位置は、ローダ制御装置４の不揮発領域の基準点位置記憶手段３３に記憶する。この過程Ｒ３の補正は、図２（Ａ）の補正手段５４により行う。
　この後、各処理ユニット１の据え付け角度を特定する（Ｒ４）。すなわち、上記過程Ｒ３のマーカーポールＭｐをチャッキングして基準点ＯUの座標位置を確定させたときに、処理ユニット１の据付角度θ（図８（Ｂ））についても、過程Ｒ１で取得したローダ３の座標系における、各処理ユニット１の据付角度θを求め、その求められた据付角度θを前記基準点位置記憶手段３３に記憶する。この過程Ｒ４の処理は、図２（Ａ）の据付角度把握部５５により行う。
　この後、処理ユニット１毎の教示を行う（Ｒ５）。すなわち、各処理ユニット１毎のサブプログラム６Ｂに対して位置決め点Ｐの教示を行う。この時の座標は、処理ユニット１毎のローカル座標系で据付角度を０°とした場合の座標が内部処理で算出され、教示位置として、各サブプログラム６Ｂに記憶される。この過程Ｒ５の処理は、図２（Ａ）のユニット毎教示部５６によって行う。
　図１２は、このワーク処理システムを出荷して、ユーザの工場に据付けた後の作業を示す。この作業は、図１１と共に前述した工場内作業と同様であるが、現地での手作業による位置決め点Ｐの教示作業は不要である。ユニット構成設備２の据付けが完了すると、まず、基準角度の特定を行う（Ｓ１）。この作業では、主となる処理ユニット１Oである旋盤に付けられたマーカーＭを、マーカー読み取り手段２１により読み取り、基準点ＯUの垂直方向および水平方向の位置を取得する。この取得した、基準点ＯUの垂直方向および水平方向の位置を原点として、ローダ３の座標系を設定する。すなわち、図１１の工場内作業で設定したローダ３の座標系を更新する。この過程Ｓ１の処理は、図２（Ａ）の基準角度把握部５２により行う。
　この後、ユニットマーカ検索過程（Ｓ２）として、各処理ユニット１のマーカーＭを読み取る。この過程は、ローダ３でＸ軸方向の可動範囲を低速で走行し、各処理ユニット１に設けられたマーカーＭをマーカー読み取り手段２１で読み取る過程である。この過程Ｓ２は、図２（Ａ）のマーカー検索制御部５３により行う。
　ついで、各処理ユニット１のマーカーＭの補正を行う（Ｓ３）。すなわち、図１１の過程Ｒ３と同様に、マーカーＭの読み取り（Ｓ２）によって得られた各処理ユニット１の仮の基準点ＯUを用いてローダ３を動作させ、マーカーＭのマーカーポールＭｐをローダ３の下向きのチャック１７でチャッキングする。この状態で、ローダ３のＸ軸，Ｚ軸，およびＹ軸の位置検出手段（１８X，１８Y，１８Z）の示す値を用い、その処理ユニット１の基準点ＯUの座標位置として確定させる。確定させた基準点ＯUの座標位置は、ローダ制御装置４の基準点位置記憶手段３３に記憶する。すなわち、基準点位置記憶手段３３の記憶内容を更新する。この過程Ｓ３の補正は、図２（Ａ）の補正手段５４により行う。
　この後、各処理ユニット１の据え付け角度を特定する（Ｓ４）。すなわち、図１１の過程Ｒ４と同様に、過程Ｓ３のマーカーポールＭｐをチャッキングして基準点ＯUの座標位置を確定させたときに、処理ユニット１の据付角度θ（図８（Ｂ））についても、過程Ｓ１で取得したローダ３の座標系における、各処理ユニット１の据付角度θを求め、その求められた据付角度θを前記基準点位置記憶手段３３に記憶する。すなわち、基準点位置記憶手段３３に記憶した据付角度θを更新する。この過程Ｓ４の処理は、図２（Ａ）の据付角度把握部５５により行う。
　なお、図１１の工場内作業で行った処理ユニット１毎の教示（Ｒ５）は、現地での教示過程では不要である。各処理ユニット１の基準点ＯUを原点とするローカル座標における各位置決め点Ｐの座標位置は、既に、図１１の工場内作業で各サブプログラム６Ｂに教示されており、その位置決め点Ｐの座標位置がローダ運転時に用いられる。このようにして、最初の据付後の教示作業が完了し、ワーク処理システムの運転が可能となる。
　図１３は、ユニット構成設備２につき、処理ユニット１の組込、分解、移動などの組み替えを行われた後の教示作業を示す。この場合、図１１の工場内作業や図１２の据付後作業につき説明したと同様に、基準角度特定（Ｔ１）、ユニットマーカ検索（Ｔ２）、ユニットマーカ補正（Ｔ３）、ユニット据付角度特定（Ｔ４）を行う。これらの過程（Ｔ１～Ｔ４）は、図１２の過程Ｓ１～Ｓ４と同様であるので、重複する説明を省略する。
　ユニット毎の教示の過程（Ｔ５）は、必要な場合のみ行う。すなわち、ユニット構成設備２の組み替えによって、まだ各位置決め点Ｐのローカル座標系における、位置決め点Ｐの位置の教示が行われていない処理ユニット１が組み込まれた場合は、その処理ユニット１についての処理ユニット１毎の教示を行う。この処理ユニット１毎の教示では、各処理ユニット１毎のサブプログラム６Ｂに対して位置決め点Ｐの教示を行う。この教示される位置決め点Ｐの座標は、処理ユニット１毎のローカル座標系で据付角度を０°とした場合の座標が内部処理で算出され、各サブプログラム６Ｂに記憶される。この過程Ｔ５の処理は、図２（Ａ）のユニット毎教示部５６によって行う。
　なお、ユニット構成設備２につき、設備組み替え後に、各位置決め点Ｐのローカル座標系における、位置決め点Ｐの位置の教示が行われていない処理ユニット１があった場合は、ローカル教示（基準点に対する各位置決め点Ｐの相対位置の設定）を促すメッセージを表示画面等によって促す手段（図示せず）をローダ制御装置４に設けておくことが望ましい。一度でも各位置決め点Ｐのローカル座標系における位置の教示が行われていれば、ユニット構成設備２の組み替え後も再教示の必要はない。
　このように、この実施形態ワーク処理システムによると、個々の処理ユニット１におけるローカル座標における位置の教示は、一度行っておけば、再度行う必要がなく、ユニット構成設備２の設備組み替え後は、処理ユニット１の基準点ＯUのローダ座標系（絶対座標系）における位置の特定を行うだけで、結果的に、各処理ユニット１の各位置決め点Ｐのローダ座標系における座標位置が教示されたことになる。そのため、多数あるローダの位置決め点の教示を効率的に行うことができる。
　図１４は、この発明の第２実施形態のワーク処理システムにおける処理ユニット１を示す。この第２実施形態は、それぞれ単軸の旋盤からなる２台の処理ユニット１が、共通の機体カバー６０内に収容されて、外見上や運転上で１台の工作機械６１を成すものである。この工作機械６１を含むユニット構成設備は、同図の工作機械６１の単軸旋盤である処理ユニット１毎に組込、分解、または移動とされる。このような処理ユニット１にも、本発明のワーク処理システムを適用できる。
　以上のとおり、図面を参照しながらこの発明の好適な実施形態を説明したが、この発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものもこの発明の範囲内に含まれる。
１，１O，１A～１E　処理ユニット
２　ユニット構成設備
３　ローダ
４　ローダ制御装置
５，５O，５A，５B　処理ユニット制御装置
６　ローダプログラム
６Ａ　メインプログラム
６Ｂ　サブプログラム
１５　ローダヘッド
１７　チャック
１８，１８X，１８Y，１８Z　位置検出器
１９　ローダ走行体
２０　レール
２１　マーカー読み取り手段
３１　相対位置記憶手段
３３　基準点位置記憶手段
３２　教示手段
４１　カメラ
４２　画像処理部
４４　送信手段
５１　マーカー・ユニット対応記憶部
Ｍ　マーカー（突出部）
Ｍａ　マーカー基板
Ｍｂ，Ｍｃ　線状マーカー部分
Ｍｅ　補助マーカー部分
Ｍｐ　マーカーポール
ＯU　基準点
Ｐ　位置決め点
Ｗ　ワーク

Claims (7)

  1. 　ワークの各処理にそれぞれ用いられる複数の処理ユニットが、処理ユニット単位で組込、分解、または移動可能に組合わされたユニット構成設備と、
    　前記各処理ユニットに対してワークを搬入搬出するローダと、
    　このローダを制御するローダ制御装置とを備え、
    　このローダ制御装置によって前記ローダにワークを搬入または搬出させるための位置決め点が、前記複数の処理ユニットのうちの少なくとも一つの処理ユニットに複数存在するワーク処理システムであって、
    　前記少なくとも１つの処理ユニットにこの処理ユニットの基準点を示すマーカーを設け、
    　前記ローダに前記少なくとも１つの処理ユニットの前記マーカーを読み取って前記少なくとも１つの処理ユニットの前記基準点の位置を求めるマーカー読み取り手段を設け、
    　前記ローダ制御装置に、前記各処理ユニットの前記マーカーが示す基準点に対する前記各位置決め点の相対位置を記憶する相対位置記憶手段を設け、前記ローダ制御装置は、前記マーカー読み取り手段で読み取られた前記基準点の位置と前記相対位置記憶手段が記憶する前記相対位置とに基づき演算された各位置決め点のローダ座標系における位置に前記ローダを位置決めさせるワーク処理システム。
  2. 　前記マーカー読み取り手段が、前記マーカーを上方から撮影するカメラと、このカメラの撮影した画像を処理して前記マーカーの上下方向の位置を演算する画像処理部とを有する請求項１記載のワーク処理システム。
  3. 　前記マーカーが上方に突出する突出部を有し、前記マーカー読み取り手段が、前記マーカーを撮影するカメラと、このカメラの撮影した画像を処理して前記基準点の位置を求める画像処理部とを有し、この求めた基準点の位置に前記ローダを動作させて前記ローダと前記突出部を結合させながらも前記ローダが前記突出部から反力を受けない位置に前記ローダを微動させ、このローダの位置の検出値を前記基準点の位置として確定する補正手段を前記ローダ制御装置に設けた請求項１記載のワーク処理システム。
  4. 　前記マーカーが、そのマーカーが設けられた前記処理ユニットの基準点を示すマーカー部分と、前記処理ユニットの方向を示すマーカー部分と、前記処理ユニットの種類を示すマーカー部分とを有し、前記マーカー読み取り手段は、前記マーカーを読み取って前記基準点の位置の他に、処理ユニットの回転方向のずれと処理ユニットの種類とを認識する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のワーク処理システム。
  5. 　前記マーカー部分は、矩形のマーカー基板上の隣り合う２辺に沿ってのびる２本の線状マーカー部分からなり、これら２本の線状マーカー部分の延在方向が前記処理ユニットの方向を示し、これら２本の互いに直角をなす線状マーカー部分の交差部が前記基準点を示す請求項４に記載のワーク処理システム。
  6. 　前記マーカーが、前記マーカー部分だけでは前記基準点の位置を精度良く把握できない場合に利用される補助マーカー部分をさらに有する請求項４に記載のワーク処理システム。
  7. 　前記カメラが、前記ローダに着脱自在であって、撮影した画像を無線で送信する送信手段を有し、前記画像処理部は前記送信手段で送信された画像を処理する請求項２または請求項３に記載のワーク処理システム。
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