WO2023203631A1 - 工作機械 - Google Patents

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workpiece
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automatic
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Inventor
林孝洋
Original Assignee
株式会社Fuji
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/04—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool that has an automatic workpiece transport device that grips and transports a workpiece with a robot hand, and that is equipped with a chuck mechanism and that improves work efficiency in changing stages of the robot hand.
  • the machine tool is integrally equipped with an automatic workpiece transport device for transporting the workpiece to the internal processing device.
  • the automatic workpiece transport device has a robot hand equipped with a chuck mechanism for gripping the workpiece, and automatically transports the workpiece by moving the robot hand.
  • the automatic workpiece transport device transports an unprocessed workpiece from a supply side stocker, delivers it to a processing device inside a machine tool, and then takes out a processed workpiece and transports it to a recovery section.
  • the machine tool of Patent Document 1 automates the chuck exchange of the automatic workpiece transport device, but it is necessary to provide a storage stand for storing the chuck, and the automatic workpiece transport device has a long travel distance. This results in an increase in size. Therefore, chuck replacement in automatic workpiece conveyance devices is generally performed manually by an operator. In this case, the robot hand must be moved to a position where the work can be easily performed, or the worker must approach the position of the robot hand. However, when the movement of the robot hand is controlled by manual operation by a worker, there is a risk of damage due to collision of the robot hand within the machine. On the other hand, in order for a worker to work on the robot hand in the retracted position, the work load is heavy, such as the need to prepare a stepladder for the high work position, for example.
  • a machine tool includes a processing device that processes a workpiece in a processing chamber, and a workpiece automatic device that grips the workpiece with a robot hand equipped with a chuck mechanism and transfers the workpiece to and from the processing device. It drives and controls a transfer device, the processing device, and the automatic workpiece transfer device, and after the processing device and the automatic workpiece transfer device are brought to an emergency stop for a changeover operation for the robot hand, the automatic workpiece transfer device is operated. and a control device including a changeover work section that moves the robot hand to a work position by controlling the drive of the device.
  • the processing device and the automatic workpiece transfer device are brought to an emergency stop, and then the drive control for the automatic workpiece transfer device is performed.
  • the robot hand is moved to a working position corresponding to the opening/closing door formed in the processing chamber, so that the worker can efficiently perform the changeover work.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing an embodiment of a machine tool.
  • FIG. 1 is a perspective view of an internal structure of an embodiment of a machine tool.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a mounting structure of an automatic workpiece transport device in a machine tool.
  • FIG. 2 is a side view showing the automatic workpiece conveyance device.
  • 1 is a diagram conceptually showing a control system for a machine tool.
  • FIG. 3 is a flowchart diagram showing processing of a setup change work program.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing the machine tool of this embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view showing its internal structure
  • FIG. 3 is a perspective view showing an attachment structure for an automatic workpiece transport device in a machine tool
  • FIG. 4 is a side view showing the automatic workpiece transport device.
  • FIG. 5 is a diagram conceptually showing a control system for a machine tool.
  • This machine tool 1 is a multi-tasking machine that has the functions of both an NC lathe and a machining center by having various processing devices. Specifically, a first workpiece spindle device 3 and a second workpiece spindle device 4 that grip the workpiece W, and a first turret device 5 and a second turret device 6 each having a plurality of tools are symmetrically arranged. This is a two-axis facing lathe. Furthermore, in order to perform processing that is difficult to do with a turret tool, a tool spindle device 2 is provided at the center of the machine body.
  • the direction parallel to the main axes of the coaxial first and second work spindle devices 3 and 4 is defined as the Z-axis
  • the vertical direction perpendicular to the Z-axis is defined as the X-axis
  • the direction orthogonal to the Z-axis is defined as the Z-axis.
  • a spindle side chuck is attached to the spindle of the head stock, and the gripped work is driven by a spindle motor to determine the phase during machining and to rotate at a predetermined speed.
  • the first and second turret devices 5 and 6 rotate and index a plurality of installed tools (turret tools) by controlling the rotation of an indexing servo motor, and the tools are rotated to the corresponding first or second turret device. It is configured to move relative to the workpiece gripped by the workpiece spindle devices 3 and 4.
  • the tool spindle device 2 in the center of the machine has a spindle head in which a tool (spindle head tool) can be replaced, and has a structure capable of processing a workpiece gripped by the first or second work spindle device 3 or 4. are doing.
  • each of the above-mentioned devices is covered by a machine cover 11, and a left front door 13 and a right front door 14 are formed on both the left and right sides of the front of the machine.
  • a movable operation panel 15 is arranged.
  • a first processing chamber 17 is configured behind the left front door 13 in which a first work spindle device 3 and a first turret device 5 are located, and a second work spindle device 4 and a second work spindle device are located in the back of the right front door 14.
  • a second processing chamber 18 in which the turret device 6 is located is configured.
  • the tool spindle device 2 is arranged in the center of the machine where the operation panel 15 is located.
  • the machine tool 1 is provided with an automatic tool changer 7 at the front center of the machine body for automatically changing tools to the tool spindle device 2.
  • the automatic tool changer 7 is provided with a tool magazine 19 on the top that stores a plurality of tools (spindle head tools), and has a tool change mechanism that moves the tools to and from the spindle head for exchange.
  • the operation panel 15 is arranged at a height that can be operated from the operator's H's line of sight, so the tool magazine 19 is located at a height further above it.
  • the machine tool 1 includes automatic workpiece transport devices 8 for automatically transporting workpieces in a first workpiece spindle device 3 in a first processing chamber 17 and a second workpiece spindle device 4 in a second processing chamber 18. It is provided.
  • a rail stand 33 equipped with two running rails 31 and one running rack 32 in the machine width direction is fixed to the upper front side of the frame structure 10, and a running rail is mounted on the rail stand 33.
  • a traveling table 34 that slides on the 31 is provided.
  • a Z-axis servo motor 35 is fixed to the traveling table 34, and a pinion 36 fixed to the rotating shaft of the Z-axis servo motor 35 meshes with the traveling rack 32, thereby enabling movement in the width direction of the machine body.
  • a slide member is fixed to the upper surface of the traveling table 34, and a slide base 37 is provided which is provided with a slide rail on which the slide member slides and which moves in the longitudinal direction of the machine body.
  • a rack 38 for moving back and forth is fixed to the side surface of the slide table 37, and a Y-axis servo motor 39 is fixed to the traveling table 34 via a bracket. Therefore, by meshing the pinion fixed to the rotating shaft of the Y-axis servo motor 39 with the longitudinal movement rack 38, the slide base 37 can be moved in the longitudinal direction.
  • the slide table 37 protrudes forward from the frame structure 10, and a lifting arm 41 that moves up and down is provided at its tip.
  • a support column 42 equipped with a lifting rail is fixed to the slide table 37 in a vertical position, and a lifting arm 41 equipped with a slide member is configured to move along the lifting rail.
  • An X-axis servo motor 43 is fixed to the top of the support column 42, and a belt is stretched between a pulley fixed to the rotation shaft of the X-axis servo motor 43 and a pulley pivotally supported at the bottom of the support column 42.
  • a lifting arm 41 is connected to the belt, and can be moved up and down by driving an X-axis servo motor 43.
  • a robot hand 45 for gripping the workpiece W is attached to the lower end of the lifting arm 41.
  • the robot hand 45 includes a pair of front and back chuck mechanisms 48, and is configured to rotate around a rotation axis O in the Y-axis direction perpendicular to the lifting arm 41, and to be able to position in up, down, left and right directions.
  • a control device 50 that controls the driving of the machine tool 1 is connected to a microprocessor (CPU) 51, a ROM 52, a RAM 53, a nonvolatile memory 54, an I/O unit 55, etc. via a bus line 57.
  • the CPU 51 centrally controls the entire control section
  • the ROM 52 stores system programs executed by the CPU 51, control parameters, etc.
  • the RAM 53 temporarily stores calculation data, etc.
  • the non-volatile memory 54 stores information necessary for processing executed by the CPU 51, such as a machining program for the multi-tasking machine 1, a workpiece conveyance program for the automatic workpiece conveyance device 8, and especially a changeover for the robot hand 45 in this embodiment. Work programs are stored.
  • the control device 50 is provided with a programmable logic controller (PLC) 56 connected to an I/O unit 55, which performs various types of processing such as the tool spindle device 2 of the multi-tasking machine 1 using a sequence program created in a ladder format. The drive unit control of the device is performed.
  • PLC programmable logic controller
  • a predetermined machining is performed on the workpiece W according to a machining program or the like.
  • the workpiece W to be processed is carried from the entrance side stocker to the processing position by the automatic workpiece transfer device 8.
  • the work W gripped by the robot hand 45 is transported to the first work spindle device 3 and the second work spindle device 4, and transferred to the spindle side chuck 11, and then transferred to the first turret device 5 and the second turret device.
  • a predetermined machining is performed using the rotated and indexed tool.
  • machining by the tool spindle device 2 may also be performed.
  • the driving of the Z-axis servo motor 35, Y-axis servo motor 39, and X-axis servo motor 43 is controlled according to the workpiece transport program, and the driving of the traveling table 34, slide table 37, and lifting arm 41 is controlled. moves in each direction of the Z-axis, Y-axis, or X-axis, and the workpiece W gripped by the robot hand 45 is transported to a predetermined position.
  • the spindle chucks of the first and second workpiece spindle devices 3 and 4 that grip the workpiece W and the robot hand 45 of the automatic workpiece transfer device 8 change accordingly. It may also be necessary to replace the chuck jaws.
  • the changeover work for this purpose is performed by the worker H, but the work load on the automatic workpiece transport device 8 is especially heavy.
  • the main spindle chucks of the first and second work spindle devices 3 and 4 operate in front of the operator H when the left front door 13 or right front door 14 is opened. 45 is because it returns to the retracted position 20 (original position) shown by the dashed line in FIG.
  • the operator H in order for the operator H to replace the chuck claw of the robot hand 45, the operator H must either work at the retracted position 20 or manually move the robot hand 45 into the first processing chamber 17, for example.
  • the reason why it is moved to the first processing chamber 17 is because it is closer to the retreat position 20 than the second processing chamber 18 .
  • the robot hand 45 at the retreat position 20 is located at a high position, and the worker H has to prepare a stepladder and climb there to work.
  • the worker H manually operates the workpiece automatic transport device 8 using the operation pendant, and moves the robot hand 45 to the position where the left front door 13 is opened.
  • the robot hand 45 and the like may collide with each other when being moved into the first processing chamber 17.
  • a slightly protruding valve or the like may collide with the shutter at the entrance to the first processing chamber 17 when it opens and closes. If damage occurs due to a collision, repairs will be required, which will further increase the workload and take longer to restart. Furthermore, in order to avoid such collisions, careful operation is required, and the changeover operation also requires a long time.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the setup change work program. If it is necessary to replace the chuck jaws, the emergency stop button on the operation panel 15 is pressed, the machine tool 1 is temporarily turned off, the drive is stopped, and the changeover work program is started. First, the start of the changeover work for the robot hand 45 is confirmed by the presence or absence of a power ON command after the emergency stop (S101). That is, the power is turned on when the operator H releases the emergency stop button (S101: YES), and then the presence or absence of an operation preparation command is checked (S102).
  • the robot hand 45 moves in the Z-axis direction from the original position (retreat position 20), stops above the first processing chamber 17 with the ceiling shutter open, and then descends in the X-axis direction to move inside the first processing chamber 17. and stop at the working position.
  • the work position at which the stage change is performed is at a height that is easy for the worker H to perform the work, and is set, for example, at 1500 mm above the floor.
  • the robot hand 45 rotates around the rotation axis O so that chuck claws can be easily replaced, and a pair of front and back chuck mechanisms 48 are positioned in the vertical direction.
  • the chuck jaws are replaced on such a robot hand 45.
  • the operation pendant can be used to turn it upside down or change the direction of the chuck mechanism 48 in the left and right directions. You can also do this.
  • the automatic work transfer device 8 is automatically controlled for the machine tool 1 in a stopped state, and the robot hand 45 is moved from the original position to the working position, so that the worker H can Changing the chuck jaws can be performed right in front of the left front door 13. Furthermore, in the present embodiment, the machine tool 1 enters a retracted state in which all the drive parts are moved to their original positions during preparation for operation, so the robot hand 45 can be moved to the working position without colliding with the robot hand 45.
  • the present invention is not limited thereto, and various changes can be made without departing from the spirit thereof.
  • the machine tool has been described using as an example a multi-tasking machine equipped with a gantry-type automatic work transfer machine 9, but the present invention is not limited to this.

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Abstract

ワーク自動搬送装置のロボットハンドについて段替え作業の効率を高めるものであり、加工室内でワークに対する加工を行う加工装置と、チャック機構を備えたロボットハンドによってワークを把持し、前記加工装置との間で当該ワークの受け渡しを行うワーク自動搬送装置と、前記加工装置および前記ワーク自動搬送装置を駆動制御するものであり、前記ロボットハンドに対する段替え作業のため前記加工装置および前記ワーク自動搬送装置を非常停止させた後、前記ワーク自動搬送装置に対する駆動制御によって前記ロボットハンドを作業位置へ移動させる段替え作業部を備えた制御装置と、を有する工作機械。

Description

工作機械
　本発明は、ワークをロボットハンドによって把持して搬送するワーク自動搬送装置を有するものであり、チャック機構を備えた当該ロボットハンドの段替えについて作業効率を高めた工作機械に関する。
　工作機械には内部の加工装置にワークを搬送するためのワーク自動搬送装置が一体に設けられている。ワーク自動搬送装置は、ワークを把持するチャック機構を備えたロボットハンドを有し、そのロボットハンドを移動させることによりワークの自動搬送が行われる。ワーク自動搬送装置は、例えば加工前のワークを供給側ストッカから運び出し、工作機械内部の加工装置へと受け渡した後、加工された加工済みワークを取り出して回収部へと搬送する。工作機械で加工処理されるワークには様々な形状のものがあり、ワークの種類が切り換えられるタイミングで、チャック機構のチャック爪をワークに対応するものに取り替える段替え作業が行われることがある。
特開平３－６８７０６号公報
　上記特許文献１の工作機械は、ワーク自動搬送装置のチャック交換を自動化したものであるが、チャックを収納するための収納台を設けることが必要であり、またワーク自動搬送装置の移動距離が長くなってしまい大型化してしまう。そのため、一般的にワーク自動搬送装置のチャック交換は作業者による手作業になる。その際、ロボットハンドを作業が行いやすい位置に移動させるか、作業者がロボットハンドの位置に近づかなければならない。しかし、作業者の手動操作によってロボットハンドを移動制御する場合は、そのロボットハンドを機内で衝突させてしまうことによる破損の危険がある。一方、退避位置のロボットハンドに対して作業者が作業を行うには、例えば高い作業位置に対して脚立を用意する必要があるなど作業負担が大きかった。
　そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、ワーク自動搬送装置のロボットハンドについて段替え作業の効率を高めた工作機械を提供することを目的とする。
　本発明の一態様における工作機械は、加工室内でワークに対する加工を行う加工装置と、チャック機構を備えたロボットハンドによってワークを把持し、前記加工装置との間で当該ワークの受け渡しを行うワーク自動搬送装置と、前記加工装置および前記ワーク自動搬送装置を駆動制御するものであり、前記ロボットハンドに対する段替え作業のため前記加工装置および前記ワーク自動搬送装置を非常停止させた後、前記ワーク自動搬送装置に対する駆動制御によって前記ロボットハンドを作業位置へ移動させる段替え作業部を備えた制御装置と、を有する。
　前記構成によれば、ワーク自動搬送装置のロボットハンドについてチャック爪などの段替え作業が必要な場合には、加工装置およびワーク自動搬送装置を非常停止させた後に、ワーク自動搬送装置に対する駆動制御が行われ、例えばロボットハンドを加工室に形成された開閉扉に対応した作業位置へと移動させるようにしたため、作業者は効率よく段替え作業を行うことができる。
工作機械の一実施形態を示した外観斜視図である。 工作機械の一実施形態を示した内部構造の斜視図である。 工作機械におけるワーク自動搬送装置の取り付け構造を示した斜視図である。 ワーク自動搬送装置を示した側面図である。 工作機械の制御システムを概念的に示した図である。 段替え作業プログラムの処理を示したフローチャート図である。
　本発明に係る工作機械の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の工作機械を示した外観斜視図であり、図２はその内部構造を示した斜視図である。そして、図３は、工作機械におけるワーク自動搬送装置の取り付け構造を示した斜視図であり、図４は、そのワーク自動搬送装置を示した側面図である。更に、図５は、工作機械の制御システムを概念的に示した図である。
　この工作機械１は、各種加工装置を有することによりＮＣ旋盤とマシニングセンタの両方の機能を持つようにした複合加工機である。具体的には、ワークＷを把持する第１ワーク主軸装置３と第２ワーク主軸装置４とを有し、複数の工具を有する第１タレット装置５および第２タレット装置６が、それぞれ左右対称に配置された対向２軸旋盤である。また、タレット工具では困難な加工を行うため、機体中央には工具主軸装置２が設けられている。なお、本実施形態では、同軸である第１および第２ワーク主軸装置３，４の主軸に平行な方向をＺ軸とし、そのＺ軸に直交する上下鉛直方向をＸ軸、そしてＺ軸に直交する機体前後方向をＹ軸として説明する。
　第１および第２ワーク主軸装置３，４は、それぞれ主軸台のスピンドルに主軸側チャックが組付けられ、スピンドルモータの駆動によって把持したワークに加工時の位相決めや所定速度での回転が与えられる。第１および第２タレット装置５，６は、割出し用サーボモータの回転制御によって、複数装着された工具（タレット工具）の旋回割出しが行われ、その工具が、対応する第１または第２ワーク主軸装置３，４に把持されたワークに対して移動するよう構成されている。機体中央の工具主軸装置２は、工具（主軸ヘッド工具）の取り換えが可能な主軸ヘッドを有し、第１または第２ワーク主軸装置３，４に把持されたワークに対し加工可能な構造を有している。
　工作機械１は、前述した各装置が機体カバー１１によって覆われ、機体正面には左右両側には左正面扉１３と右正面扉１４とが形成され、その間の中央には縦軸を中心に揺動可能な操作盤１５が配置されている。左正面扉１３の奥には第１ワーク主軸装置３と第１タレット装置５とが位置する第１加工室１７が構成され、右正面扉１４の奥には第２ワーク主軸装置４と第２タレット装置６とが位置する第２加工室１８が構成されている。そして、操作盤１５が位置する機内中央に工具主軸装置２が配置されている。
　工作機械１は、機体の中央前部に、工具主軸装置２に対する工具の自動交換を行うための自動工具交換装置７が設けられている。自動工具交換装置７は、複数の工具（主軸ヘッド工具）を収納したツールマガジン１９が上部に設けられ、主軸ヘッドとの間で工具を移動させて交換を行う工具交換機構を有している。そして、この工作機械１は、作業者Ｈの目線で操作が可能な高さに操作盤１５が配置されているため、ツールマガジン１９は更にその上の高さに位置している。
　工作機械１は、第１加工室１７内の第１ワーク主軸装置３と、第２加工室１８内の第２ワーク主軸装置４とに、それぞれワークを自動搬送するためのワーク自動搬送装置８が設けられている。ワーク自動搬送装置８は、フレーム構体１０の前側上部に、機体幅方向の２本の走行レール３１と１本の走行用ラック３２とを備えたレール台３３が固定され、その上には走行レール３１を摺動する走行テーブル３４が設けられている。走行テーブル３４にはＺ軸サーボモータ３５が固定され、その回転軸に固定されたピニオン３６が走行用ラック３２と噛合することにより機体幅方向の移動が可能になっている。
　走行テーブル３４の上面にはスライド部材が固定され、そのスライド部材を摺動するスライドレールを備え、機体前後方向に移動するスライド台３７が設けられている。スライド台３７には側面に前後移動用ラック３８が固定され、走行テーブル３４にはブラケットを介してＹ軸サーボモータ３９が固定されている。従って、Ｙ軸サーボモータ３９の回転軸に固定したピニオンを前後移動用ラック３８に噛合させることにより、スライド台３７の前後方向の移動が可能になっている。スライド台３７はフレーム構体１０から前方へと突き出しており、その先端部分には上下動する昇降アーム４１が設けられている。
　スライド台３７には昇降用レールを備えた支持柱４２が鉛直な姿勢で固定され、スライド部材を備えた昇降アーム４１が昇降用レールに沿って移動するよう構成されている。支持柱４２の頂部にはＸ軸サーボモータ４３が固定され、その回転軸に固定されたプーリと、支持柱４２の下部に軸支されたプーリとの間にベルトが掛け渡されている。そのベルトに昇降アーム４１が連結され、Ｘ軸サーボモータ４３の駆動によって上下方向の移動が可能になっている。そして、昇降アーム４１の下端部にはワークＷを把持するためのロボットハンド４５が組み付けられている。ロボットハンド４５は、表裏一対のチャック機構４８を備え、昇降アーム４１に直交するＹ軸方向の回転軸Ｏを中心に回転し、上下左右の方向に位置決めできるよう構成されている。
　次に、工作機械１の駆動を制御する制御装置５０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、不揮発性メモリ５４、Ｉ／Ｏユニット５５などがバスライン５７を介して接続されている。ＣＰＵ５１は制御部全体を統括制御するものであり、ＲＯＭ５２にはＣＰＵ５１が実行するシステムプログラムや制御パラメータ等が格納され、ＲＡＭ５３には一時的に演算データ等が格納される。
　不揮発性メモリ５４は、ＣＰＵ５１が実行する処理に必要な情報などが格納され、例えば複合加工機１の加工プログラムやワーク自動搬送装置８のワーク搬送プログラム、特に本実施形態ではロボットハンド４５に対する段替え作業プログラムが格納されている。そして、制御装置５０にはＩ／Ｏユニット５５に接続されたプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）５６が設けられ、ラダー形式で作成されたシーケンスプログラムによって複合加工機１の工具主軸装置２など各種加工装置の駆動部制御が行われる。
　続いて、以上のような構成の工作機械１では、加工プログラムなどに従いワークＷに対する所定の加工が実行される。加工対象となるワークＷは、入口側ストッカからワーク自動搬送装置８によって加工位置へと運び込まれる。ロボットハンド４５に把持されたワークＷは、第１ワーク主軸装置３や第２ワーク主軸装置４へと搬送され、その主軸側チャック１１に受け渡しされた後、第１タレット装置５や第２タレット装置６で旋回割り出しされた工具による所定の加工が行われる。
　第１ワーク主軸装置３における第１加工と第２ワーク主軸装置４における第２加工では、第１または第２タレット装置５，６による加工のほかに工具主軸装置２による加工が実行される場合もある。ワーク自動搬送装置８におけるワークＷの搬送は、ワーク搬送プログラムに従いＺ軸サーボモータ３５、Ｙ軸サーボモータ３９およびＸ軸サーボモータ４３の駆動が制御され、走行テーブル３４、スライド台３７および昇降アーム４１がＺ軸、Ｙ軸あるいはＸ軸の各方向に移動し、ロボットハンド４５に把持されたワークＷが所定位置に搬送される。
　ところで、ワークＷを把持する第１および第２ワーク主軸装置３，４の主軸チャックや、ワーク自動搬送装置８のロボットハンド４５は、加工対象となるワークＷの種類が変更されると、それに応じてチャック爪の交換も必要になることがある。そのための段替え作業は作業者Ｈによって行われるが、特にワーク自動搬送装置８の作業負担が大きかった。第１および第２ワーク主軸装置３，４の主軸チャックは、左正面扉１３や右正面扉１４を開ければ作業者Ｈの目の前が作用位置であるが、ワーク自動搬送装置８のロボットハンド４５は、図３において一点鎖線で示す退避位置２０（原位置）に戻ってしまうためである。
　従って、作業者Ｈがロボットハンド４５のチャック爪を交換するには、退避位置２０で作業することになるか、手動操作によってロボットハンド４５を例えば第１加工室１７内に移動させることになる。第１加工室１７に移動させるのは第２加工室１８より退避位置２０から近いためである。ただ、退避位置２０のロボットハンド４５は高い位置にあり、作業者Ｈは脚立を用意し、そこに登って作業することになる。一方、そうした煩わしさを無くすには、作業者Ｈが操作ペンダントを使用した手動操作によってワーク自動搬送装置８を駆動させ、左正面扉１３を開けた位置にロボットハンド４５を移動させることになる。
　しかし、作業者Ｈによる手動操作は、ロボットハンド４５などの位置を目視で確認しながら行うため、第１加工室１７内へと移動させる際に衝突させてしまうことがある。例えば、第１加工室１７へのシャッタが開閉する入り口で僅かに突き出たバルブなどが衝突してしまうようなことがある。衝突によって破損が生じれば修理が必要になり、更に作業負担が大きくなり、再開までの時間も長くなってしまう。また、こうした衝突を避けるには慎重に操作することになり、やはり段替え作業に長い時間を要することになってしまう。
　そこで、本実施形態では、段替え時にロボットハンドの位置決めを行う段替え作業プログラムが設けられている。図６は、段替え作業プログラムの処理を示したフローチャート図である。チャック爪の交換作業が必要な場合には、操作盤１５の非常停止ボタンが押され、工作機械１は一旦電源の落ちた駆動停止状態になって段替え作業プログラムが開始される。そこでは先ず、ロボットハンド４５に対する段替え作業の開始が、非常停止後における電源のＯＮ指令の有無によって確認される（Ｓ１０１）。つまり、作業者Ｈが非常停止ボタンの解除操作を行うことにより電源がＯＮになり（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、その次に運転準備指令の有無について確認が行われる（Ｓ１０２）。
　作業者Ｈによって運転準備ボタンが押された場合には（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、工作機械１の駆動部が全て退避位置である原位置に移動する（Ｓ０１３）。ワーク自動搬送装置８は、退避位置２０が原位置であるため、そこにロボットハンド４５が戻って停止する。続いて、ロボットハンド４５に対する段替えサイクルの開始指令の有無が確認される（Ｓ１０４）。作業者Ｈによって操作盤１５に設けられた段替えサイクルの起動ボタンが押されることにより（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、ワーク自動搬送装置８が制御されてロボットハンド４５が所定の作業位置へと移動する（Ｓ１０５）。
　ロボットハンド４５は、原位置（退避位置２０）からＺ軸方向に移動し、天井シャッタが開いた第１加工室１７の上で停止した後、Ｘ軸方向に下降して第１加工室１７内に進入して作業位置で停止する。段替えを行う作業位置は作業者Ｈによって作業が行い易い高さであり、例えば床上１５００ｍｍなどに設定されている。また、ロボットハンド４５は、チャック爪の取り換え作業が行い易いように回転軸Ｏを中心に回転し、表裏一対のチャック機構４８が上下方向に位置決めされる。そうしたロボットハンド４５に対してチャック爪の交換が行われるが、下側のチャックに対してそのまま作業を行ってもよいが、操作ペンダントを使用して上下逆転あるいは、チャック機構４８の向きを左右方向にしてもよい。
　段替え作業プログラムでは、ロボットハンド４５が作業位置で停止した後は、段替えサイクルの終了指令の有無が確認される（Ｓ１０６）。すなわち、ロボットハンド４５に対するチャック爪の交換作業が終了すると、作業者Ｈによって操作盤１５に設けられた段替えサイクルの停止ボタンが押される（Ｓ１０６：ＹＥＳ）。それにより、ワーク自動搬送装置８が制御されてロボットハンド４５が原位置である退避位置２０へと戻るように移動し、（Ｓ１０７）、段替え作業プログラムにおける処理が終了する。
　よって、本実施形態によれば、駆動停止状態の工作機械１に対してワーク自動搬送装置８を自動制御し、ロボットハンド４５を原位置から作業位置へと移動させるようにしたため、作業者Ｈは左正面扉１３を開けた目の前でチャック爪の段替え作業を行うことができる。また、本実施形態では、運転準備によって工作機械１の駆動部が全て原位置に移動した退避状態になるため、作業位置へとロボットハンド４５を衝突させることなく移動させることができる。
　本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、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、前記実施形態ではガントリ式のワーク自動搬送機９を備えた複合加工機を例に挙げて工作機械を説明したが、こうしたものに限定されるわけではい。
１…工作機械　２…工具主軸装置　３…第１ワーク主軸装置　４…第２ワーク主軸装置　５…第１タレット装置　６…第２タレット装置　７…自動工具交換装置　８…ワーク自動搬送装置　１３…左正面扉　１５…操作盤　１７…第１加工室　４５…ロボットハンド
 

Claims (4)

  1. 　加工室内でワークに対する加工を行う加工装置と、
    　チャック機構を備えたロボットハンドによってワークを把持し、前記加工装置との間で当該ワークの受け渡しを行うワーク自動搬送装置と、
    　前記加工装置および前記ワーク自動搬送装置を駆動制御するものであり、前記ロボットハンドに対する段替え作業のため前記加工装置および前記ワーク自動搬送装置を非常停止させた後、前記ワーク自動搬送装置に対する駆動制御によって前記ロボットハンドを作業位置へ移動させる段替え作業部を備えた制御装置と、
    を有する工作機械。
  2. 　前記制御装置の段替え作業部は、前記加工装置および前記ワーク自動搬送装置を非常停止させた後、運転準備指令によって前記加工装置および前記ワーク自動搬送装置の駆動部を全て原位置に移動させるものである請求項１に記載の工作機械。
  3. 　前記制御装置の段替え作業部は、前記運転準備指令によって前記駆動部を全て原位置へ移動させた後、段替えサイクルの開始指令によって前記ロボットハンドをその原位置から前記作業位置へと移動させるものである請求項２に記載の工作機械。
  4. 　前記加工室には機体前面に開閉扉が形成され、前記ロボットハンドを移動させる前記作業位置は、前記開閉扉が開けられた位置に対応したものである請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の工作機械。
     
     
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