WO2019077668A1 - 工作機械装置 - Google Patents

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WO2019077668A1
WO2019077668A1 PCT/JP2017/037441 JP2017037441W WO2019077668A1 WO 2019077668 A1 WO2019077668 A1 WO 2019077668A1 JP 2017037441 W JP2017037441 W JP 2017037441W WO 2019077668 A1 WO2019077668 A1 WO 2019077668A1
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WO
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work
arm
machine tool
axis
module
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/037441
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
章博 太田
Original Assignee
株式会社Ｆｕｊｉ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ｆｕｊｉ filed Critical 株式会社Ｆｕｊｉ
Priority to JP2019548807A priority Critical patent/JP7121032B2/ja
Priority to PCT/JP2017/037441 priority patent/WO2019077668A1/ja
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4155—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by programme execution, i.e. part programme or machine function execution, e.g. selection of a programme

Definitions

  • the present disclosure relates to a machine tool apparatus in which motions of robots overlap.
  • Patent Document 1 is a trajectory control method of a robot, and is defined by a start point and an end point of a robot tip operation and one or more passing points passing during the operation.
  • each point is connected by a broken line, and a configuration is made such that the intersection of the straight line is interpolated by a parabola.
  • the combined operation of the linear operation and the curvilinear operation such as the operation and the avoidance operation can be a series of operations to reduce the total operation time.
  • this indication is made in view of the point mentioned above, and makes it a subject to provide a machine tool which can set up conditions which make it overlap for every operation.
  • the present specification includes a working machine module that performs a first work related to work processing, a robot that performs a second work related to the work transfer to the work machine module, an instruction that executes an operation of the first work or the second work, and parameters And a storage device for storing a control program in which is set, and based on the control program, after the start of the preceding operation by an instruction relating to the first operation or the second operation, under the conditions specified by the parameters of the control program Disclosed is a machine tool apparatus comprising a control device that overlaps a leading operation and a trailing operation by starting execution of a trailing operation according to an instruction relating to the first operation or the second operation during execution.
  • the machine tool device can set overlapping conditions for each operation.
  • FIG. 1 is an external front view of a machine tool apparatus 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a view showing the internal structure of the base unit 2B.
  • FIG. 3 is a view showing an example of the operation mode of the arm 21.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the machine tool apparatus 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a view for explaining the overlapping operation of the arm 21.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a control program in which the overlap operation of FIG. 5 is performed.
  • FIG. 7 is a view showing an example of combinations of operations that can be overlapped in the machine tool apparatus 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is an external front view of a machine tool apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the machine tool apparatus 1 includes a base 3 composed of a plurality (five in FIG. 1) of base units 2A to 2E and a plurality (FIG. 1) , And 9) the working machine modules 4A to 4I.
  • a base 3 composed of a plurality (five in FIG. 1) of base units 2A to 2E and a plurality (FIG. 1) , And 9) the working machine modules 4A to 4I.
  • two work machine modules are arranged for one base unit, but only one work machine module or three or more work machine modules may be arranged for one base unit.
  • the working machine module may be disposed independently of the base 3.
  • one work unit module 4A is disposed on the base unit 2A disposed on the leftmost side
  • two work unit modules 4B to 4I are disposed on the other base units 2B to 2E. It is done.
  • front and rear, right and left, upper and lower will be described as front and rear, left and right, upper and lower when viewed from the front side of the machine tool device 1 of FIG. That is, the direction in which the work implement modules 4A to 4I are arranged is the left-right direction, and the depth direction of the machine tool 1 intersecting the arrangement direction of the work implement modules 4A to 4I is the front-rear direction.
  • the plurality of work implement modules 4A to 4I are arranged in a line in the left-right direction so as to be one line. Further, the work implement modules 4A to 4I are arranged at equal intervals and in such a manner that their side walls are close to each other. In the working machine modules 4A to 4I, there are a plurality of types of modules having different work contents for the work as described later. However, the work implement modules 4A to 4I basically have the same dimensions and the same appearance regardless of the types. As a result, the machine tool apparatus 1 according to the present embodiment has a sense of unity in appearance.
  • the dimension in the left-right direction is considerably smaller than the dimension in the front-rear direction.
  • the base units 2A to 2E have dimensions corresponding to the work implement modules 4A to 4I placed above.
  • the dimension in the left-right direction is substantially equal to the dimension in the left-right direction of the work implement module in a state where one work implement module is mounted.
  • the dimension in the left-right direction is substantially equal to the dimension in the left-right direction of the work implement module in a state where the two work implement modules are mounted. That is, the base 3 has a size such that nine work implement modules 4A to 4I are just placed in the left-right direction. From the above configuration, in the machine tool apparatus 1 according to the present embodiment, although the nine work machine modules 4A to 4I are arranged, the overall length of the apparatus in the arrangement direction is relatively short. It can be done.
  • the base units 2A to 2E constituting the base 3 are respectively fixed to one another to constitute one base.
  • each of the base units 2B to 2E excluding the base unit 2A can place two work implement modules 4B to 4I.
  • the four base units 2B to 2E are standardized, and have the same shape, size, and structure. Therefore, the number of base units constituting the base 3 can be increased or decreased as appropriate. Along with that, the number of work implement modules to be arranged can be freely changed.
  • the base 3 is configured of the plurality of base units 2A to 2E, but may be configured as a single unit without dividing the base 3 into the base units 2A to 2E.
  • FIG. 2 is a view showing the internal structure of the base unit 2B.
  • the base units 2A to 2E basically have the same configuration except that the number of work implement modules to be mounted is different. Therefore, hereinafter, the base unit 2B will be described, and the descriptions of the other base units 2A, 2C to 2E will be omitted.
  • the base unit 2 ⁇ / b> B is provided with a number of rails 11 corresponding to the number of work implement modules placed on the upper part.
  • the base unit 2B two work implement modules 4B and 4C are placed, so two pairs of rails 11 are provided side by side in the front-rear direction.
  • the rail 11 defines a track along which the work implement module moves when pulling out the work implement module.
  • wheels corresponding to the rails 11 are provided on the surfaces of the work implement modules 4B and 4C in contact with the base 3. The user can easily move the work implement modules 4B and 4C in the front-rear direction with respect to the base unit 2B by moving the wheels on the rails 11.
  • the user can move work implement modules 4B and 4C to a position where they can be removed from base unit 2B.
  • the user can easily replace or rearrange parts of the work implement modules 4A to 4I arranged on the base 3.
  • the controller 5 is disposed on the side wall on the front side of the work implement modules 4A to 4I.
  • the controller 5 includes a liquid crystal display as a display device of information, and various operation buttons as an operation receiving device for receiving an operation of a user. By this, the controller 5 receives various operations related to the machine tool device 1 and displays the current operating condition, setting condition and the like of the machine tool device 1.
  • a touch panel is disposed on the front of the liquid crystal display.
  • the controller 5 is configured to be able to perform an operation using the touch panel.
  • the controller 5 is also used when inputting various parameters for teaching the attitude of the arm of the machine tool device 1. In the example shown in FIG. 1, the controller 5 is disposed only in some of the work unit modules 4B to 4H, but may be disposed on all the work unit modules 4A to 4I.
  • the machine tool apparatus 1 described above is for producing a final product by performing drilling, lathe, grinding, inspection and the like with various tools on a workpiece which is a product.
  • the work implement modules 4A to 4I arranged for the line sequentially perform work on one work.
  • an inspection is performed on a carry-in module into which a work is put into the machine tool 1, a lathe module on which turning is performed, a drill module on which drilling and milling are performed by a drill, and a work
  • an inspection module is performed on a carry-in module into which a work is put into the machine tool 1
  • a lathe module on which turning is performed is performed
  • a drill module on which drilling and milling are performed by a drill
  • a work There are an inspection module, a temporary placement module where temporary placement of work is performed, and an unloading module where work is discharged from the inside of the machine tool device 1.
  • a carry-in module for throwing in a work is disposed as the work machine module 4A on the leftmost side of the base 3, and a machine tool as the work machine module 4I on the right.
  • An unloading module is disposed to eject the work from within 1.
  • a predetermined number of lathe modules, a temporary placement module, a drill module, and an inspection module are arranged in the order of operation as working machine modules 4B to 4H between the loading module and the unloading module in this order from the left side.
  • the work introduced by the loading module disposed on the leftmost side is sequentially worked by each working tool module from each working tool module on the left, and is finally discharged from the unloading module It is supposed to be
  • the machine tool apparatus 1 also serves as a conveyance device of the work that transfers the work in the arrangement direction of the work machine modules 4A to 4I, a reversing device of the work, a mounting device of the work to the work position, and a separation device of the work from the work position.
  • Arm 21 is provided.
  • the number of arms 21 provided in the machine tool apparatus 1 is proportional to the number of base units 2A to 2E. Basically, one arm 21 is arranged for two base units (ie four work unit modules) in which two work unit modules are arranged.
  • the base 3 includes four base units 2B to 2E except for the base unit 2A on which the loading module is mounted. Therefore, two arms 21 are arranged on the base 3.
  • the arm 21 is disposed on a table 24 having substantially the same height as the base 3, and along the rails provided on the side surface of the base 3, along with the table 24 in the arrangement direction of the working machine modules 4A to 4I. It is configured to be movable in a certain left and right direction. That is, the arm 21 can be moved in the left-right direction in front of the working space formed by the base 3 and the outer walls of the working machine modules 4A to 4I. Further, a chuck 25 is provided at the tip of the arm 21 as a holder for holding a work. The arm 21 is capable of moving the chuck 25 in a state of holding a work in the working space of the working machine modules 4A to 4I. As a result, the workpiece can be transported between the plurality of work implement modules 4A to 4I.
  • the arm 21 is an articulated arm, and has a plurality of joint portions capable of controlling the posture of the arm 21.
  • the arm 21 has a first joint 27 at the connecting portion between the table 24 and the first arm 26, and a second joint 29 at the connecting portion between the first arm 26 and the second arm 28.
  • a third joint unit 30 at the connecting portion between the second arm 28 and the chuck 25.
  • the arm 21 has a drive shaft that displaces the angle of the arm 21 at each joint. Therefore, the user can displace the angle of the first arm 26 with respect to the table 24 by driving the drive shaft of the first joint portion 27 (hereinafter, referred to as the first drive shaft 31).
  • the user can displace the angle of the second arm 28 with respect to the first arm 26 by driving the drive shaft of the second joint unit 29 (hereinafter referred to as the second drive shaft 32).
  • the user can displace the angle of the chuck 25 with respect to the second arm 28 by driving the drive shaft of the third joint unit 30 (hereinafter, referred to as the third drive shaft 33).
  • a servomotor or the like is used as a drive source of each of the drive shafts 31 to 33, for example.
  • the arm 21 can freely control the attitude of the arm 21 by driving the drive shafts 31 to 33.
  • the arm 21 can be freely moved within the space by folding the arm 21 or extending the arm 21 so that the workpiece 40 held by the chuck 25 can be freely moved.
  • the arm 21 can also invert the workpiece 40 by 180 degrees by rotational driving of the third drive shaft 33.
  • the arm 21 displaces the RZ value while maintaining the RY value of the workpiece 40 by driving the drive shafts 31 to 33 (ie, the workpiece 40). Can also be moved horizontally).
  • the arm 21 can also displace the RY value (that is, move the work 40 in the vertical direction) while maintaining the RZ value of the work 40.
  • the arm 21 can extend the arm 21 to the working position of the working machine modules 4A to 4I, attach the work 40 at the working position by the chuck 25, or detach the work 40 from the working position It is.
  • An arm rotation device 41 is provided below the table 24. By rotating the table 24 in the horizontal direction, the arm rotation device 41 can also rotate the arm 21 on the table 24 to control the direction of the entire arm 21.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the machine tool apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the machine tool apparatus 1 receives a user's operation and displays information while the control circuit section 51 which is an electronic control unit that controls the entire machine tool apparatus 1.
  • the controller 5 basically has the above-described work unit modules 4A to 4I connected via a LAN (Local Area Network) or the like, an arm 21, a compressed air device 70 and the like. As described above, the number of work implement modules 4A to 4I and the number of arms 21 correspond to the number of base units.
  • the controller 5 includes a liquid crystal display 52 that displays the current operation status, setting status, and the like of the machine tool device 1, and an operation unit 53 as an operation reception device that receives a user's operation.
  • the operation unit 53 may be a hard button or a touch panel disposed on the front surface of the liquid crystal display 52. Then, the user checks the display content of the liquid crystal display 52 and operates the operation unit 53 to perform various operations on the machine tool apparatus 1.
  • the control circuit unit 51 includes an arithmetic unit and a CPU 61 as a control unit, and further, a flash memory 64 for storing programs read from the RAM 62, ROM 63, and ROM 63 used as a working memory when the CPU 61 performs various arithmetic processing. And other internal storage devices.
  • the flash memory 64 also stores information necessary for processing performed by the CPU 61, such as a control program.
  • the control program includes a machining control program of the machine tool 1, a control program for executing an overlap operation described later, and the like.
  • control circuit unit 51 reads the control program from the flash memory 64, and outputs a signal to the work machine modules 4A to 4I, the arm 21, the compressed air device 70, and the like according to the read control program. Control of the device 1 is performed. Then, the work implement modules 4A to 4I, the arm 21 and the compressed air device 70 which have received the signal drive each drive source, etc. in accordance with the received signal.
  • the arm 21 has a first joint motor 65 for rotationally driving the first drive shaft 31 of the first joint portion 27 and a second joint for rotationally driving the second drive shaft 32 of the second joint portion 29.
  • a motor 66, a third joint motor 67 for rotationally driving the third drive shaft 33 of the third joint unit 30, and a rotational drive motor 68 for rotationally driving the arm rotation device 41 are provided.
  • the arm 21 is provided with a transport drive motor 69 for moving the arm 21 in the left-right direction, which is the direction in which the work implement modules 4A to 4I are arranged.
  • Each of the motors 65 to 69 is, for example, a servomotor or the like. Then, in the machine tool apparatus 1, by driving the motors 65 to 69 in accordance with the signal output from the control circuit unit 51, it is possible to control the arm 21 at an arbitrary position to an arbitrary posture.
  • first drive shaft 31 of the first joint unit 27 rotationally driven by the first joint motor 65 is described as an A axis
  • the second drive unit 31 is rotationally driven by the second joint motor 66.
  • the second drive shaft 32 may be described as a B axis
  • the third drive shaft 33 of the third joint unit 30 rotationally driven by the third joint motor 67 may be described as a C axis.
  • the drive shaft of the arm rotation device 41 rotationally driven by the rotation drive motor 68 is described as D axis
  • the moving direction (that is, the left-right direction) of the arm 21 linearly driven by the transport drive motor 69 is described as X axis There is something to be done.
  • the machining control program stored in the flash memory 64 corresponds to the machining process performed by the machine tool device 1. That is, the processing control program according to the series of processing steps implemented by the plurality of work tool modules 4A to 4I is stored in the flash memory 64.
  • the machine tool device 1 can carry out a plurality of types of machining processes, a machining control program corresponding to each possible series of machining processes is stored in the flash memory 64. Then, in the machine tool apparatus 1, the workpieces are machined in each of the working machine modules 4 A to 4 I in the order according to the machining control program.
  • the compressed air device 70 supplies the compressed air used in each of the work implement modules 4A to 4I.
  • the compressed air is used, for example, as a drive source of a shutter for shutting off the working space from the outside or removal of machining debris in each work machine module 4A to 4I.
  • FIG. 5 an example of the overlapping operation of the arm 21 is shown by the movement trajectory of the chuck 25 of the arm 21 (hereinafter referred to as the tip of the arm 21) indicated by a solid line specified by RY and RZ axes. There is.
  • the overlap operation of the arm 21 shown in FIG. 5 is performed in the work machine module 4B, it may be performed in other work machine modules 4A, 4C to 4I, It is similar.
  • the overlap operation of the arm 21 shown in FIG. 5 is specifically described. First, a first operation is performed in which the tip of the arm 21 moves toward the position P2 via the position P1. However, the first operation is performed by only the second joint motor 66 being rotationally driven. Then, during execution of the first operation, when the tip of the arm 21 passes the position P1, the second operation in which the tip of the arm 21 moves toward the position P3 along the RZ axis overlaps with the first operation. Is executed. Therefore, since the tip of the arm 21 heading to the position P2 starts moving toward the position P3 after passing the position P1, the curve as shown by the solid line in FIG. 5 until the position P3 is reached. And move while drawing a straight line.
  • This movement is performed by the first joint motor 65 and the third joint motor 67 in addition to the second joint motor 66 in the first operation. At this time, the motors 65 to 67 are rotationally driven in synchronization with each other. In such an overlap operation, the first operation corresponds to the preceding operation, and the second operation corresponds to the following operation.
  • the interference area 71 is an area where the arm 21 collides with the work machine module 4B.
  • the deceleration of the second joint motor 66 is triggered during the execution of the first operation in which the tip of the arm 21 moves toward the position P2. It is assumed that the first operation and the second operation overlap due to the start of execution of the second operation in which the tip of the arm 21 moves toward the position P3 along the RZ axis. In such a case, the tip end of the arm 21 moves as shown by the two-dot chain line in FIG. 5, and thus moves away from the interference area 71 as compared with the case shown by the solid line in FIG.
  • the control program shown in FIG. 6 is stored in the flash memory 64 included in the control circuit unit 51, and is executed by the CPU 61.
  • OVLP in the first line is a code indicating the start of execution of the overlap operation.
  • G0B # P2; on the second line indicates that the tip of the arm 21 moves toward the position P2 by rotational driving of only the B axis.
  • the tip end of the arm 21 always passes the position P1 when it moves toward the position P2 by rotational drive of only the B-axis.
  • G0 is performed by driving one of the first joint motor 65, the second joint motor 66, the third joint motor 67, the rotation drive motor 68, and the conveyance drive motor 69.
  • a code indicating an operation command of the arm 21 hereinafter referred to as a G0 code. That is, the G0 code of this embodiment means an operation instruction of the arm 21 performed on a single axis, and corresponds to an instruction to execute the operation of the second operation.
  • any one axis name of A, B, C, D, and X is set as a parameter on the right side of G0.
  • the parameter A indicates the A axis, that is, the first drive shaft 31 of the first joint unit 27 rotationally driven by the first joint motor 65.
  • the parameter B indicates the B axis, that is, the second drive shaft 32 of the second joint unit 29 rotationally driven by the second joint motor 66.
  • the parameter C indicates the C axis, that is, the third drive shaft 33 of the third joint unit 30 rotationally driven by the third joint motor 67.
  • the parameter D indicates the D axis, that is, the drive shaft of the arm rotation device 41 rotationally driven by the rotation drive motor 68.
  • the parameter of X indicates the X axis, that is, the moving direction (that is, the left-right direction) of the arm 21 linearly driven by the conveyance drive motor 69.
  • the parameters of the axis name described above are the same as in the code described later.
  • G0B indicates the operation of the arm 21 performed only by the B axis (that is, the second drive shaft 32 of the second joint unit 29 rotationally driven by the second joint motor 66). Further, on the right side of G0B, a parameter indicating the tip position of the arm 21 is set with the symbol of # at the beginning.
  • the tip end position of the arm 21 is a variable into which a numerical value called by a macro is substituted, a point (for example, the above-described position P1, position P2, position P3, etc.), a distance (in mm, inch etc.), etc. Are represented alone or in combination. This point is the same as in the code described later. From the above, G0B # P2; in the second row indicates that the B-axis (the second drive shaft 32) is rotationally driven by the second joint motor 66 until the tip of the arm 21 reaches the position P2. There is.
  • the third line describes WAIT [B GT B # P1];
  • the statement of WAIT []; indicates that the operation of the code on the next line is started when the condition specified in [] is satisfied.
  • the parameter of the axis name, the comparison operator, and the parameter of the tip position of the arm 21 are set in the order of description.
  • the comparison operator for example, GT (left side is larger than right side) or LT (left side is smaller than right side) or the like is used.
  • WAIT [B GT B # P 1] in the third line starts executing the operation of the code in the next line at the timing when the tip of the moving arm 21 passes position P 1 by rotational drive of the B axis. It shows that it will be.
  • G101RZ # P3; in the fourth row indicates that the tip of the arm 21 moves toward the position P3 along the RZ axis by rotationally driving while the A axis, B axis and C axis are synchronized. There is.
  • G101 is a code indicating an operation command of the arm 21 which is performed by rotationally driving the first joint motor 65, the second joint motor 66, and the third joint motor 67 in synchronization (hereinafter referred to as a G101 code ). That is, the G101 code of the present embodiment means an operation instruction of the arm 21 performed on the compound axis, and corresponds to an instruction to execute the operation of the second operation.
  • parameters of RY or RZ are set on the right side of G101.
  • G101RZ indicates that the tip end of the arm 21 moves along the RZ axis as the motors 65 to 67 rotate and drive in synchronization with each other.
  • the fifth line describes WAIT [TIME 2.0];
  • the statement of WAIT []; indicates that the operation of the code on the next line is started when the condition specified in [] is satisfied, as described above.
  • the parameter of time is set with the symbol of TIME attached at the beginning.
  • the time is represented by a unit (second in this embodiment) commonly used in each control program.
  • WAIT [TIME 0.2] on the fifth line means that the operation of the code on the next line is started 0.2 seconds after the start of execution of the code on the previous line It shows and plays the function of Duel.
  • the sixth line M12 indicates that the compressed air device 70 is driven until the shutter of the work implement module 4B is opened.
  • M is a code (hereinafter referred to as an M code) indicating an operation command performed by driving a drive source other than the motors 65 to 69 of the arm 21. That is, the M code in the present embodiment means an operation command other than the arm 21 performed in the work machine module 4B, and corresponds to a command for executing the operation of the first work. Further, a number indicating the content of the operation command is set as a parameter on the right side of M. That is, the sixth line indicates that the shutter of the work implement module 4B can be opened using the compressed air device 70 as a drive source by setting the numeral 12 to the right of M.
  • OVLPEND on the last line is a code indicating the end of the overlap operation.
  • the condition specified in [] is satisfied while the operation of the code on the previous line is being executed by using the statement of WAIT []; At the same time, the operation of the next line of code is started. This causes the operation of the next line of code to be executed overlapping the operation of the previous line of code.
  • Conditions specified in [] include the position of the tip of the arm 21 or the time elapsed since the start of the operation of the code on the front line.
  • each pattern is realized by the statement of WAIT []; being written between two codes in the control program.
  • the three patterns shown in the upper part of FIG. 7 will be described.
  • the first pattern while the preceding operation (operation of the G0 code) of the arm 21 performed on a single axis is being executed, execution of the trailing operation (operation of the G0 code) performed on the single axis is started.
  • the two operations overlap.
  • the leading operation and the trailing operation are the operations of the second operation.
  • the central pattern while the preceding operation (operation of the G0 code) of the arm 21 performed on a single axis is being executed, execution of the trailing operation (operation of the G101 code) performed on the complex axis is started.
  • the two operations overlap. Also in this case, the leading operation and the trailing operation are the operations of the second operation.
  • the execution of the following operation (the operation of the M code) other than the arm 21 is started to perform two operations. Will overlap.
  • the preceding operation is the operation of the second operation
  • the subsequent operation is the operation of the first operation.
  • the first pattern while the preceding operation of the arm 21 performed on the compound axis (the operation of the G101 code) is being executed, the execution of the trailing operation of the arm 21 performed on the single axis (the operation of the G0 code) is started. , The two operations overlap. In this case, the leading operation and the trailing operation are the operations of the second operation.
  • the central pattern while the preceding operation (the operation of the G101 code) of the arm 21 performed in the compound axis is being executed, the execution of the trailing operation (the operation of the G101 code) performed in the compound axis is started. , The two operations overlap.
  • the leading operation and the trailing operation are the operations of the second operation.
  • the preceding operation the operation of the G101 code
  • the following two operations the operation of the M code
  • the preceding operation is the operation of the second operation
  • the subsequent operation is the operation of the first operation.
  • the first pattern while the preceding operation (M code operation) other than the arm 21 is being executed, the following operation of the arm 21 performed on a single axis (operation of the G0 code) is started to be executed, thereby performing two operations. Will overlap.
  • the preceding operation is the operation of the first operation
  • the subsequent operation is the operation of the second operation.
  • two operations are performed by starting execution of the trailing operation (operation of G101 code) of arm 21 performed on the compound axis while the preceding operation (operation of M code) other than arm 21 is being executed. Will overlap.
  • the preceding operation is the operation of the first operation
  • the subsequent operation is the operation of the second operation.
  • the preceding operation other than arm 21 (the operation of M code)
  • the subsequent operation other than arm 21 (the operation of M code) is started to be executed, so that the two operations overlap.
  • the preceding operation and the following operation are the operations of the first operation.
  • the arm 21 is an example of a robot.
  • the CPU 61 is an example of a control device.
  • the flash memory 64 is an example of a storage device.
  • the G0 code may be represented by, for example, a single-axis kanji character instead of the alphanumeric character G0.
  • the G101 code may be represented by, for example, kanji as a compound axis instead of the alphanumeric characters G101.
  • the M code may be represented by, for example, kanji as an aid instead of the alphanumeric character M.
  • work implement modules 4A to 4I and the arms 21 are controlled by the control circuit unit 51, they may be controlled by the control circuit units individually provided.
  • two work machine modules 4A to 4I are basically installed for one base unit, one or three or more work machine modules are installed for one base unit. Also good.
  • examples of the type of work machine module include a carry-in module in which a workpiece is thrown into the machine tool 1, a lathe module in which turning is performed, and a drill module in which drilling or milling is performed by a drill. Listed and explained. Furthermore, although the inspection module in which the inspection is performed on the workpiece 40, the temporary placement module in which the temporary placement of the workpiece is performed, and the unloading module in which the workpiece is discharged from the machine tool 1 are described as an example Other types of work machine modules may be used.
  • the arm 21 has the first drive shaft 31, the second drive shaft 32, and the third drive shaft 33 as its drive shafts, but the number of drive shafts of the arm 21 is It may be

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Abstract

工作機械装置は、ワーク加工に関する第１作業を行う作業機モジュールと、作業機モジュールへのワーク搬送に関する第２作業を行うロボットと、第１作業又は第２作業の動作を実行する命令と、パラメータとが設定された制御プログラムを記憶する記憶装置と、制御プログラムに基づいて、第１作業又は第２作業に関する命令による先行動作の開始後、制御プログラムのパラメータで特定される条件で、先行動作の実行中に、第１作業又は第２作業に関する命令による後行動作の実行を開始することによって、先行動作と後行動作をオーバーラップさせる制御装置とを備える。

Description

工作機械装置
　本開示は、ロボットの動作がオーバーラップする工作機械装置に関するものである。
　従来より、ロボットの動作がオーバーラップする工作機械装置に関し、種々の技術が提案されている。
　例えば、下記特許文献１に記載の技術は、ロボットの軌跡制御方式であって、ロボット先端動作の始点、終点及び動作中に通過する１点以上の通過点により定められ、始点と終点の近傍は直線で動作し、全行程において円滑且つ高速に移動することの出来る軌跡制御を行うために、各点を折線で結び、直線の交点部分を放物線で補間するように構成することにより、ロボットによる実作業と回避動作等の直線動作と曲線動作の組合わさった動作を一連の動作として、全作業時間を短縮することが可能となる。
特開昭６３－１４２４０５号公報
　従って、上記特許文献１に記載のロボットの軌跡制御方式は、直線動作と曲線動作とをオーバーラップさせることが可能であるが、オーバーラップの開始条件を動作毎に設定することが困難であった。
　そこで、本開示は、上述した点を鑑みてなされたものであり、オーバーラップさせる条件を動作毎に設定することが可能な工作機械装置を提供することを課題とする。
　本明細書は、ワーク加工に関する第１作業を行う作業機モジュールと、作業機モジュールへのワーク搬送に関する第２作業を行うロボットと、第１作業又は第２作業の動作を実行する命令と、パラメータとが設定された制御プログラムを記憶する記憶装置と、制御プログラムに基づいて、第１作業又は第２作業に関する命令による先行動作の開始後、制御プログラムのパラメータで特定される条件で、先行動作の実行中に、第１作業又は第２作業に関する命令による後行動作の実行を開始することによって、先行動作と後行動作をオーバーラップさせる制御装置とを備える工作機械装置を開示する。
　本開示によれば、工作機械装置は、オーバーラップさせる条件を動作毎に設定することが可能である。
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。 図２は、ベースユニット２Ｂの内部構造を示した図である。 図３は、アーム２１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１を示したブロック図である。 図５は、アーム２１のオーバーラップ動作を説明するための図である。 図６は、図５のオーバーラップ動作が行われる制御プログラムの一例を示した図である。 図７は、本実施形態に係る工作機械装置１において、オーバーラップ可能な動作の組合せの一例を示した図である。
　以下、本開示の好適な実施形態を、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つ）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つ）の作業機モジュール４Ａ～４Ｉとを備えている。基本的には、１つ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、１つのベースユニットに対して１つ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が配置されても良い。更に、ベース３と独立して作業機モジュールが配置されても良い。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には１つ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つの作業機モジュール４Ｂ～４Ｉが配置されている。尚、以下の説明において、前後、左右、上下は、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。尚、作業機モジュール４Ａ～４Ｉには、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では、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。これに対して、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では、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いる。ベースユニット２Ｂ～２Ｅでは、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１つのベースを構成している。上述したように、ベース３において、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４Ｂ～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では、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る。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は、複数のベースユニット２Ａ～２Ｅから構成されているが、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されても良い。
　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。そこで、以下は、ベースユニット２Ｂについて説明し、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、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において、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。これに対して、作業機モジュール４Ｂ、４Ｃのベース３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、ユーザは、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である。
　更に、ユーザは、作業機モジュール４Ｂ、４Ｃを、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、ユーザは、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、情報の表示装置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装置としての各種操作ボタンを備えている。これによって、コントローラ５は、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いる。これによって、コントローラ５は、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、工作機械装置１のアームの姿勢を教示する為の各種パラメータを入力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に配置されても良い。
　（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、１つ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内にワークが投入される搬入モジュール、旋削加工が行われる旋盤モジュール、ドリルによる穴あけやミーリング加工等が行われるドリルモジュール、ワークに対して検査が行われる検査モジュール、ワークの仮置きが行われる仮置きモジュール、工作機械装置１内からワークが排出される搬出モジュールがある。
　尚、ベース３に対してどの種類の作業機モジュールが配置されるかは、ワークに対する作業内容によって異なる。また、ベース３に対して配置され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、作業内容に応じてユーザ側で任意に変更可能である。
　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置され、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ている。そして、搬入モジュールと搬出モジュールの間には、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ている。そして、工作機械装置１では、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装置、ワークの反転装置、作業位置へのワークの装着装置、作業位置からのワークの離脱装置として、アーム２１を備えている。尚、工作機械装置１が備えているアーム２１の数は、ベースユニット２Ａ～２Ｅの数に比例する。基本的には、２台の作業機モジュールが配置された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つのアーム２１が配置される。例えば、本実施形態では、ベース３は、搬入モジュールが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。従って、アーム２１は、ベース３に２本配置されることとなる。
　ここで、アーム２１は、ベース３と略同じ高さのテーブル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前を、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、チャック２５が設けられている。そして、アーム２１は、作業機モジュール４Ａ～４Ｉの作業空間内において、ワークを保持した状態のチャック２５を移動させることが可能とされている。これらによって、複数の作業機モジュール４Ａ～４Ｉ間において、ワークの搬送が可能である。
　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の姿勢を制御可能とする複数の関節部を有している。具体的には、アーム２１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、アーム２１は、各関節部において、アーム２１の角度を変位させる駆動軸を有している。従って、ユーザは、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ことが可能である。また、ユーザは、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ことが可能である。また、ユーザは、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ことが可能である。尚、各駆動軸３１～３３の駆動源には、例えば、サーボモータ等が使用される。
　従って、アーム２１は、各駆動軸３１～３３の駆動によって、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、アーム２１は、図３に示すように、アーム２１を折り畳んだり、アーム２１を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、アーム２１は、第３駆動軸３３の回転駆動によって、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、アーム２１は、各駆動軸３１～３３の駆動によって、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、アーム２１は、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４Ａ～４Ｉ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４０を装着させることや、作業位置からワーク４０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が設けられている。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全体の向きを制御す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と、アーム２１と、圧縮空気装置７０等を基本的に有している。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装置として操作部５３とを備えている。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。
　制御回路部５１は、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ６１を備えており、更に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、例えば、制御プログラム等が記憶されている。尚、制御プログラムには、工作機械装置１の加工制御プログラム、後述するオーバーラップ動作を実行するための制御プログラム等がある。
　そして、制御回路部５１は、フラッシュメモリ６４から制御プログラムを読み出し、読み出した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や圧縮空気装置７０等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や圧縮空気装置７０は、受け取った信号に従って、各駆動源の駆動等を行う。
　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とを備えている。更に、アーム２１は、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を備えている。各モータ６５～６９は、例えば、サーボモータ等からなる。そして、工作機械装置１では、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が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。
　尚、以下では、第１関節モータ６５で回転駆動される第１関節部２７の第１駆動軸３１がＡ軸と記載され、第２関節モータ６６で回転駆動される第２関節部２９の第２駆動軸３２がＢ軸と記載され、第３関節モータ６７で回転駆動される第３関節部３０の第３駆動軸３３がＣ軸と記載されることがある。また、回転駆動モータ６８で回転駆動されるアーム回転装置４１の駆動軸がＤ軸と記載され、搬送駆動モータ６９で直線駆動されるアーム２１の移動方向（つまり、左右方向）がＸ軸と記載されることがある。
　また、フラッシュメモリ６４に記憶された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、フラッシュメモリ６４に格納されている。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、フラッシュメモリ６４に格納されている。そして、工作機械装置１では、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が行われる。
　圧縮空気装置７０は、各作業機モジュール４Ａ～４Ｉで使用される圧縮空気を供給するものである。圧縮空気は、各作業機モジュール４Ａ～４Ｉにおいて、例えば、作業空間を外部から遮断するためのシャッターの駆動源、又は加工屑の除去等に使用される。
　（工作機械装置のオーバーラップ動作）
　続いて、本実施形態に係る工作機械装置１が実行可能なオーバーラップ動作について、図５を用いて説明する。図５では、アーム２１のチャック２５（以下、アーム２１の先端という）の移動軌跡がＲＹ軸とＲＺ軸で特定される実線で示されることによって、アーム２１のオーバーラップ動作の一例が示されている。尚、以下の説明では、図５に示されたアーム２１のオーバーラップ動作が、作業機モジュール４Ｂ内で行われているが、他の作業機モジュール４Ａ、４Ｃ～４Ｉ内で行われても、同様である。
　図５に示されたアーム２１のオーバーラップ動作を具体的に説明すると、先ず、アーム２１の先端が、位置Ｐ１を経由して、位置Ｐ２へ向かって移動する第１動作が実行される。但し、第１動作は、第２関節モータ６６のみが回転駆動することによって行われる。そして、第１動作の実行中において、アーム２１の先端が位置Ｐ１を通過すると、アーム２１の先端がＲＺ軸に沿って位置Ｐ３へ向かって移動する第２動作が、第１動作とオーバーラップして実行される。そのため、位置Ｐ２へ向かっているアーム２１の先端は、位置Ｐ１を通過すると、位置Ｐ３へ向かって移動し始めるので、位置Ｐ３に到達するまで、図５の実線で示されたようにして、曲線及び直線を描きながら移動する。この移動は、第１動作時の第２関節モータ６６に加えて、第１関節モータ６５及び第３関節モータ６７によって行われる。その際、各モータ６５～６７は、同期しながら回転駆動する。尚、このようなオーバーラップ動作では、第１動作が先行動作に相当し、第２動作が後行動作に相当する。
　そして、このようなアーム２１のオーバーラップ動作が行われた結果、アーム２１の先端は、図５の実線で示されたように、干渉領域７１を避けつつも、干渉領域７１に沿って移動する。尚、干渉領域７１は、作業機モジュール４Ｂにアーム２１が衝突する領域である。
　これに対して、図５に示されたアーム２１のオーバーラップ動作とは異なり、アーム２１の先端が位置Ｐ２へ向かって移動する第１動作の実行中において、第２関節モータ６６の減速をトリガーにして、アーム２１の先端がＲＺ軸に沿って位置Ｐ３へ向かって移動する第２動作が実行開始されることによって、第１動作と第２動作がオーバーラップする場合を想定してみる。そのような場合には、アーム２１の先端は、図５の二点鎖線で示されるようにして移動するので、図５の実線で示された場合と比べ、干渉領域７１から離れて移動する。
　尚、図５には示されていないが、アーム２１の先端がＲＺ軸に沿って位置Ｐ３へ向かって移動する第２動作が実行されると、その実行開始から０．２秒経過したときに、圧縮空気装置７０が駆動することによって、作業機モジュール４Ｂのシャッターが開けられる第３動作が、第２動作とオーバーラップして実行される。尚、このようなオーバーラップ動作では、第２動作が先行動作に相当し、第３動作が後行動作に相当する。
　次に、上述した２つのオーバーラップ動作を実現するための制御プログラムについて、図６を用いて説明する。図６に示された制御プログラムは、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。
　図６に示された制御プログラムにおいて、１行目のＯＶＬＰ；は、オーバーラップ動作の実行開始を示すコードである。２行目のＧ０Ｂ＃Ｐ２；は、Ｂ軸のみの回転駆動によって、アーム２１の先端が位置Ｐ２へ向けて移動することを示している。尚、本実施形態では、アーム２１の先端は、Ｂ軸のみの回転駆動によって、位置Ｐ２へ向けて移動すると、位置Ｐ１を必ず通過するものとする。
　ここで、Ｇ０とは、第１関節モータ６５、第２関節モータ６６、第３関節モータ６７、回転駆動モータ６８、及び搬送駆動モータ６９のうち、いずれか一つのモータが駆動することによって行われる、アーム２１の動作命令を示すコード（以下、Ｇ０コードという）である。つまり、本実施形態のＧ０コードは、単軸で行われるアーム２１の動作命令を意味し、第２作業の動作を実行する命令に相当する。
また、Ｇ０の右横には、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＸのいずれか一つの軸名称が、パラメータとして設定される。Ａのパラメータは、Ａ軸、つまり、第１関節モータ６５で回転駆動される第１関節部２７の第１駆動軸３１を示している。Ｂのパラメータは、Ｂ軸、つまり、第２関節モータ６６で回転駆動される第２関節部２９の第２駆動軸３２を示している。Ｃのパラメータは、Ｃ軸、つまり、第３関節モータ６７で回転駆動される第３関節部３０の第３駆動軸３３を示している。Ｄのパラメータは、Ｄ軸、つまり、回転駆動モータ６８で回転駆動されるアーム回転装置４１の駆動軸を示している。Ｘのパラメータは、Ｘ軸、つまり、搬送駆動モータ６９で直線駆動されるアーム２１の移動方向（つまり、左右方向）を示している。尚、上述した軸名称のパラメータは、後述するコードでも、同様である。
　従って、Ｇ０Ｂとは、Ｂ軸（つまり、第２関節モータ６６で回転駆動される第２関節部２９の第２駆動軸３２）のみによって行われるアーム２１の動作を示している。また、Ｇ０Ｂの右横には、アーム２１の先端位置を示すパラメータが、その先頭に♯の記号を付して設定される。尚、アーム２１の先端位置は、マクロで呼び出された数値が代入される変数、ポイント（例えば、上述した位置Ｐ１、位置Ｐ２、位置Ｐ３等）、及び距離（単位は、ｍｍ、ｉｎｃｈ等）等が、単独で又は組み合わされて表される。この点は、後述するコードでも、同様である。以上より、２行目のＧ０Ｂ＃Ｐ２；は、アーム２１の先端が位置Ｐ２に到達するまで、Ｂ軸（の第２駆動軸３２）が第２関節モータ６６で回転駆動されることを示している。
　３行目には、ＷＡＩＴ［Ｂ　ＧＴ　Ｂ＃Ｐ１］；が記載されている。ＷＡＩＴ［］；の命令文は、［］内で特定される条件が満たされたタイミングで、次行目のコードの動作が実行開始されることを示している。ここでは、［］内において、軸名称のパラメータ、比較演算子、及びアーム２１の先端位置のパラメータが、それらの表記順で設定される。比較演算子は、例えば、上記のＧＴ（左辺が右辺より大きい）、又はＬＴ（左辺が右辺より小さい）等が使用される。以上より、３行目のＷＡＩＴ［Ｂ　ＧＴ　Ｂ＃Ｐ１］；は、Ｂ軸の回転駆動によって移動中のアーム２１の先端が位置Ｐ１を通過したタイミングで、次行目のコードの動作が実行開始されることを示している。
　４行目のＧ１０１ＲＺ＃Ｐ３；は、Ａ軸、Ｂ軸、及びＣ軸が同期しながら回転駆動することによって、アーム２１の先端がＲＺ軸に沿って位置Ｐ３へ向けて移動することを示している。
　ここで、Ｇ１０１とは、第１関節モータ６５、第２関節モータ６６、及び第３関節モータ６７が同期しながら回転駆動することによって行われる、アーム２１の動作命令を示すコード（以下、Ｇ１０１コードという）である。つまり、本実施形態のＧ１０１コードは、複合軸で行われるアーム２１の動作命令を意味し、第２作業の動作を実行する命令に相当する。また、Ｇ１０１の右横には、ＲＹ又はＲＺのパラメータが設定される。ここで、Ｇ１０１ＲＺとは、各モータ６５～６７が同期しながら回転駆動することによって、アーム２１の先端がＲＺ軸に沿って移動することを示している。
　尚、図６とは異なり、Ｇ１０１の右横にＲＹのパラメータが設定された場合には、アーム２１の先端がＲＹ軸に沿って移動することを示している。また、Ｇ１０１の右横において、ＲＹ及びＲＺのいずれのパラメータも設定されていない場合には、アーム２１の先端は、Ａ軸、Ｂ軸、及びＣ軸が同期しながら回転駆動することによって移動するが、ＲＹ軸又はＲＺ軸に沿って移動するとは限らない。
　５行目には、ＷＡＩＴ［ＴＩＭＥ２．０］；が記載されている。ＷＡＩＴ［］；の命令文は、上述したように、［］内で特定される条件が満たされたタイミングで、次行目のコードの動作が実行開始されることを示している。ここでは、［］内において、時間のパラメータがその先頭にＴＩＭＥの記号を付して設定される。尚、時間は、各制御プログラムで共通して使用する単位（本実施形態では、秒）で表される。以上より、５行目のＷＡＩＴ［ＴＩＭＥ０．２］；は、前行目のコードの実行開始がされてから０．２秒後のタイミングで、次行目のコードの動作が実行開始されることを示しており、ドゥエルの機能を果たしている。
　６行目のＭ１２；は、作業機モジュール４Ｂのシャッターが開くまで、圧縮空気装置７０が駆動されることを示している。ここで、Ｍとは、アーム２１の各モータ６５～６９以外の駆動源を駆動させることによって行われる動作命令を示すコード（以下、Ｍコードという）である。つまり、本実施形態のＭコードとは、作業機モジュール４Ｂ内で行われるアーム２１以外の動作命令を意味し、第１作業の動作を実行する命令に相当する。また、Ｍの右横には、動作命令の内容を示す数字がパラメータとして設定される。つまり、６行目は、Ｍの右横に数字の１２が設定されることによって、作業機モジュール４Ｂのシャッターが圧縮空気装置７０を駆動源として開けられることを示している。
　最終行目のＯＶＬＰＥＮＤ；は、オーバーラップ動作の終了を示すコードである。以上より、オーバーラップ動作を実現するための制御プログラムでは、ＷＡＩＴ［］；の命令文を使用することにより、前行のコードの動作が実行中において、［］内で特定される条件が満たされたタイミングで、次行のコードの動作が実行開始される。これによって、次行のコードの動作が、前行のコードの動作とオーバーラップして実行される。［］内で特定される条件には、アーム２１の先端位置、又は前行のコードの動作が実行開始されてから経過した時間がある。このようにして、本実施形態の工作機械装置１は、オーバーラップさせる条件を動作毎に設定することが可能である。
　尚、本実施形態の工作機械装置１では、オーバーラップ可能な２つの動作の組合せとして、図７に示された９つのパターンがある。各パターンとも、制御プログラムにおいて、ＷＡＩＴ［］；の命令文が２つのコードの間に記載されることによって実現される。
　先ず、図７の上段に示された３つのパターンについて説明する。最初のパターンでは、単軸で行われるアーム２１の先行動作（Ｇ０コードの動作）が実行中に、単軸で行われるアーム２１の後行動作（Ｇ０コードの動作）が実行開始されることによって、２つの動作がオーバーラップする。この場合、先行動作及び後行動作は、第２作業の動作である。中央のパターンでは、単軸で行われるアーム２１の先行動作（Ｇ０コードの動作）が実行中に、複合軸で行われるアーム２１の後行動作（Ｇ１０１コードの動作）が実行開始されることによって、２つの動作がオーバーラップする。この場合も、先行動作及び後行動作は、第２作業の動作である。最後のパターンでは、単軸で行われるアーム２１の先行動作（Ｇ０コードの動作）が実行中に、アーム２１以外の後行動作（Ｍコードの動作）が実行開始されることによって、２つの動作がオーバーラップする。この場合、先行動作が第２作業の動作であり、後行動作が第１作業の動作である。
　次に、図７の中段に示された３つのパターンについて説明する。最初のパターンでは、複合軸で行われるアーム２１の先行動作（Ｇ１０１コードの動作）が実行中に、単軸で行われるアーム２１の後行動作（Ｇ０コードの動作）が実行開始されることによって、２つの動作がオーバーラップする。この場合、先行動作及び後行動作は、第２作業の動作である。中央のパターンでは、複合軸で行われるアーム２１の先行動作（Ｇ１０１コードの動作）が実行中に、複合軸で行われるアーム２１の後行動作（Ｇ１０１コードの動作）が実行開始されることによって、２つの動作がオーバーラップする。この場合も、先行動作及び後行動作は、第２作業の動作である。最後のパターンでは、複合軸で行われるアーム２１の先行動作（Ｇ１０１コードの動作）が実行中に、アーム２１以外の後行動作（Ｍコードの動作）が実行開始されることによって、２つの動作がオーバーラップする。この場合、先行動作が第２作業の動作であり、後行動作が第１作業の動作である。
　次に、図７の下段に示された３つのパターンについて説明する。最初のパターンでは、アーム２１以外の先行動作（Ｍコードの動作）が実行中に、単軸で行われるアーム２１の後行動作（Ｇ０コードの動作）が実行開始されることによって、２つの動作がオーバーラップする。この場合、先行動作が第１作業の動作であり、後行動作が第２作業の動作である。中央のパターンでは、アーム２１以外の先行動作（Ｍコードの動作）が実行中に、複合軸で行われるアーム２１の後行動作（Ｇ１０１コードの動作）が実行開始されることによって、２つの動作がオーバーラップする。この場合も、先行動作が第１作業の動作であり、後行動作が第２作業の動作である。最後のパターンでは、アーム２１以外の先行動作（Ｍコードの動作）が実行中に、アーム２１以外の後行動作（Ｍコードの動作）が実行開始されることによって、２つの動作がオーバーラップする。この場合、先行動作及び後行動作は、第１作業の動作である。
　ちなみに、本実施形態と特許請求の範囲の対応関係は、以下の通りである。アーム２１は、ロボットの一例である。ＣＰＵ６１は、制御装置の一例である。フラッシュメモリ６４は、記憶装置の一例である。
　（変更例）
　尚、本開示は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
　例えば、図６の制御プログラムにおいて、アーム２１の先端位置を示すパラメータに代えて、各モータ６５～６９（つまり、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸、Ｄ軸、又はＸ軸）の位置（座標）、角度値、又は速度値を示すパラメータが使用されても良い。
　また、Ｇ０コードについては、Ｇ０という英数字に代えて、例えば、単軸という漢字等で表記されても良い。同様にして、Ｇ１０１コードについては、Ｇ１０１という英数字に代えて、例えば、複合軸という漢字等で表記されても良い。同様にして、Ｍコードについては、Ｍという英数字に代えて、例えば、補助という漢字等で表記されても良い。
　また、作業機モジュール４Ａ～４Ｉ及びアーム２１は、制御回路部５１によって制御されているが、それぞれが個別に備える制御回路部によって制御されても良い。
　また、本実施形態では、作業機モジュール４Ａ～４Ｉは、基本的に１つ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つのベースユニットに対して１台又は３台以上設置されても良い。
　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内にワークが投入される搬入モジュール、旋削加工が行われる旋盤モジュール、ドリルによる穴あけやミーリング加工等が行われるドリルモジュールを例に挙げて説明している。更に、ワーク４０に対して検査が行われる検査モジュール、ワークの仮置きが行われる仮置きモジュール、工作機械装置１内からワークが排出され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でも良い。
　また、本実施形態では、アーム２１は、その駆動軸として、第１駆動軸３１、第２駆動軸３２、第３駆動軸３３を有しているが、アーム２１の駆動軸の数は、いくつであっても良い。
　１　　　　　工作機械装置
　４Ａ～４Ｉ　作業機モジュール
２１　　　　　アーム
６１　　　　　ＣＰＵ
６４　　　　　フラッシュメモリ

Claims (3)

  1. 　ワーク加工に関する第１作業を行う作業機モジュールと、
    　前記作業機モジュールへのワーク搬送に関する第２作業を行うロボットと、
    　前記第１作業又は前記第２作業の動作を実行する命令と、パラメータとが設定された制御プログラムを記憶する記憶装置と、
    　前記制御プログラムに基づいて、前記第１作業又は前記第２作業に関する命令による先行動作の開始後、該制御プログラムの前記パラメータで特定される条件で、該先行動作の実行中に、該第１作業又は該第２作業に関する命令による後行動作の実行を開始することによって、該先行動作と該後行動作をオーバーラップさせる制御装置とを備える工作機械装置。
  2. 　前記パラメータは、前記先行動作が実行中の前記ロボットの位置である請求項１に記載の工作機械装置。
  3. 　前記パラメータは、前記先行動作の開始から経過した時間である請求項１に記載の工作機械装置。
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