(57)【要約】【課題】工作機械の基準位置を設定し加工品寸法を入力するだけでローダのティーチングを行うことができるローダ自動ティーチング方法、さらに言えば、加工品寸法が変更されても簡単に素早くティーチングの変更が可能なローダ自動ティーチング方法を提供すること。【解決手段】加工品の寸法に影響されないティーチングポイントを設定する事前設定工程２０と、チャック端面の位置をローダフィンガ端面に合わせるチャック基準位置設定工程３０と、コンベア端の位置をローダフィンガ端面に合わせるコンベア基準位置設定工程４０と、加工品の寸法を入力する加工品寸法設定工程５０と、加工品のサイズに影響されるティーチングポイントを設定するためのポイント書き込み工程６０を備えることを特徴とするローダ自動ティーチング方法１０とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工作機械により構成される生産ラインにおいて加工品を搬送するローダの搬送動作を制御する方法であって、
加工品の寸法に影響されないティーチングポイントを設定する事前設定工程と、
チャック基準位置を入力することでチャック端面の位置をローダフィンガ端面に合わせるチャック基準位置設定工程と、
コンベア基準位置を入力することでコンベア端の位置をローダフィンガ端面に合わせるコンベア基準位置設定工程と、
加工品の寸法を入力する加工品寸法設定工程と、
前記加工品寸法設定工程において加工品の寸法が設定された際に、加工品の寸法に影響されるティーチングポイントを設定するためのポイント書き込み工程を備えることを特徴とするローダ自動ティーチング方法。
【請求項２】
前記チャック、前記ローダフィンガ、及び前記コンベアをモニター画面上にて視覚化することを特徴とする請求項１に記載のローダ自動ティーチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の基準位置を設定し加工品寸法を入力するだけでローダのティーチングを行うことができるローダ自動ティーチング方法に関する。さらに言えば、加工品寸法が変更されても簡単に変更が可能なローダ自動ティーチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生産ラインの無人化が進んでおり、複数の工作機械等を繋げることによる量産ライン（工作機械から工作機械へと繋がる量産ライン）を構築し、ブロック体や丸棒等の金属材料初期品から始まり、完成品までの全ての加工が自動化された工程のみで完結する製品（加工製品）が量産されている。金属材料初期品を工作機械で加工し、別の工作機械に搬送し、段階的に加工して最終製品に加工する際、コンベアから搬送されてきた加工品（加工途中品）を、ローダを介在させて、次の工作機械のチャックまで搬送し、次工程で加工することになる。かかる際に、加工品（加工途中品）を搬送するためローダの動きを制御するためのティーチングポイントを設定する必要がある。
【０００３】
従来は、ローダのティーチング（ローダの搬送時における動作を予め教示すること）を行う際は、ローダの作動時における通過点であるティーチングポイント（基本動作をさせる際は、８点で充分であるが、１０点以上になることもある）が作業マニュアル等に記載されており、作業者は作業マニュアルに記載されたティーチングポイント毎にティーチングポイント（具体的には空間座標）を都度手入力しており、非常に手間が掛かるだけでなく、入力ミス等による工作機械の破損、加工品の破損等のトラブルも考えられ、好ましく無い状況であったため、かかる状況を打破する良いティーチング方法が望まれていた。
【０００４】
特許文献１には、種々長さの異なるワークに対応したチャック方向のティーチングポイントの教示を自動的に行うことを目的として、「工作機械のチャックに対面してワークを受渡し可能なローダチャックと、このローダチャックを前記工作機械のチャック軸方向および他の方向に移動させるローダ主機構部とを備えたローダにおいて、前記ローダ主機構部の前記チャック軸方向駆動用のモータの負荷電流を検出する負荷電流監視手段と、この手段による負荷電流検出値が設定値以上になったときのローダ位置を検出しその検出位置をティーチングポイントとして決定するティーチングポイント決定手段とを備えたローダの教示装置（特許文献１：請求項１）。」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３３０５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に係るローダの教示装置（特許文献１：発明の名称）は、ローダ主機構部のチャック軸方向駆動用モータの負荷電流を検出する負荷電流監視手段を設置し、負荷電流の検出値が所定の値以上になったときのローダ位置を検出し、その位置をティーチングポイントとするものであるが、工作機械に追加して負荷電流監視手段を設置しなければならず、さらに、負荷電流監視手段は高精度を必要とする手段であると思われ、加工時の振動等の要因により測定精度上の誤差が生じてしまうこともあるであろうし、メンテナンスの手間も掛かるので好ましくない。
【０００７】
本発明の目的は、工作機械の基準位置を設定し加工品寸法を入力するだけでローダのティーチングを行うことができるローダ自動ティーチング方法、さらに言えば、加工品寸法が変更されても簡単に素早くティーチングの変更が可能なローダ自動ティーチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、複数の工作機械により構成される生産ラインにおいて加工品を搬送するローダの搬送動作を制御する方法であって、
加工品の寸法に影響されないティーチングポイントを設定する事前設定工程と、チャック基準位置を入力することでチャック端面の位置をローダフィンガ端面に合わせるチャック基準位置設定工程と、コンベア基準位置を入力することでコンベア端の位置をローダフィンガ端面に合わせるコンベア基準位置設定工程と、加工品の寸法を設定する加工品寸法設定工程と、前記加工品寸法設定工程において加工品の寸法が設定された際に、加工品の寸法に影響されるティーチングポイントを設定するためのポイント書き込み工程を備えることを特徴とするローダ自動ティーチング方法であることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記チャック、前記ローダフィンガ、及び前記コンベアをモニター画面上にて視覚化するローダ自動ティーチング方法であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、複数の工作機械により構成される生産ラインにおいて加工品を搬送するローダの搬送動作を制御する方法である。本発明に係るローダ自動ティーチング方法は、加工品のサイズに影響されないティーチングポイントを設定する事前設定工程と、チャック基準位置を入力することでチャック端面の位置をローダフィンガ端面に合わせるチャック基準位置設定工程と、コンベア基準位置を入力することでコンベア端の位置をローダフィンガ端面に合わせるコンベア基準位置設定工程と、加工品の寸法を入力する加工品寸法設定工程と、前記加工品寸法設定工程において加工品の寸法が設定された際に、加工品の寸法に影響されるティーチングポイントを設定するためのポイント書き込み工程を備えている。
【００１１】
加工品のサイズに影響されないティーチングポイントを設定する事前設定工程は、一度設定すれば、そのまま半永久的に適用できるので、作業者は何もする必要がない。チャック基準位置工程と、コンベア基準位置工程は、チャックとコンベアを取り換えた際において、改めて入力作業をすることになるが、加工品を取り換える都度行う必要はない。従って、通常作業者は、加工品の寸法を入力することで加工品の寸法や形状等に影響される、ローダフィンガが加工品を掴む位置を設定する加工品寸法設定、及びティーチングポイントを設定するポイント書き込み工程のみにおいて、入力作業を行えばよく、結果として、作業者は工作機械を作動させるまでの段取り時間を大幅に短縮することができるようになった。さらに、チャック、ローダフィンガ、及びコンベアをモニター画面上において視覚化することにより、作業者は自分が現在何をしているのかを視覚的に把握できるため、スムーズに、かつ、正確に間違うこと無く作業を行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るローダ自動ティーチングのローダ搬送時におけるローダの基本動作を説明するための図である。
【図２】本発明に係るローダ自動ティーチングの搬送作業流れ図である。
【図３】チャック基準位置を設定する際の位置関係を説明するための図である。
【図４】コンベア基準位置を設定する際の位置関係を説明するための図である。
【図５】加工品寸法を設定する際の位置関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜ローダ自動ティーチングの基本動作＞
以下、本発明に係るローダ自動ティーチング１０の一実施形態について、図１〜図５に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るローダ自動ティーチングのローダ搬送時におけるローダの基本動作を説明するための図である。尚、本明細書においてティーチングとは、工作機械のローダに、加工品搬送時における動き（ティーチングポイント）を教示することである。
【００１４】
従来においては、工作機械のローダにティーチングポイント（ローダが方向転換したり、速度変化する三次元空間における通過点）を教示する際、手動モードのスイッチ操作により所望の位置までローダを移動させて、その位置（８点〜１０点以上になることもある）をティーチングポイントとして設定する方法であったり、決められた空間座標を手動で入力（８点〜１０点以上になることもある）することにより（ティーチングポイントとして）設定する方法が一般的であったため、非常に手間が掛かり、かつ、入力ミス等のエラーが起こる可能性もあった。本発明に係るローダ自動ティーチング方法１０は、ティーチングポイントを設定する際の段取りを簡便にすることにより、作業効率と作業精度を向上させたことに意義がある。
【００１５】
本発明に係るローダ自動ティーチング方法１０を説明する前に、ローダ搬送時におけるティーチングポイントが設定されるべき位置（空間座標）について、図１を参照しつつ説明する。複数の工作機械から構成される量産ラインでは、ある工作機械によって加工された後、コンベア１００上に載置された加工品（加工途中品）を次の工作機械にて加工するために、次の工作機械に設置された工作機械のチャック９０の設置された位置まで搬送することになる。
【００１６】
図１において、（０）〜（８）がローダ搬送時におけるティーチングポイントである。尚、（０）はローダ原点、（１）はローダ逃避位置、（２）は加工品供給位置、（３）は機外待機位置、（４）はローダ退避位置（アンローディング時）、（５）はアンローディング位置、（６）はローダ退避位置（ローディング時）、（７）はスローダウン位置、（８）はローディング位置である。
【００１７】
コンベア１００からチャック９０に加工品を搬送する際に設定すべきティーチングポイントは次のようになる。ローダは、ローダ搬送を開始する時点で、ローダ原点（０）に位置している。即ち、ローダの原点座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ＝０，０，０）である。（０）からＹ軸に沿って（１）まで移動し（ローダフィンガが加工品を掴むことができるように高さを合わせる）、（１）からＺ軸に沿って（２）まで移動し（ローダフィンガが加工品を掴むことができるように距離を合わせる）、コンベア１００上に置かれた加工品をローダフィンガ（ローダの先端に取り付けてある）により掴むことにより前の工作機械（要するに前工程）から受け取ることになる。
【００１８】
その後、（２）→（１）→（０）（と原点まで戻って）→（３）（加工品とチャック９０とのＺ軸上における充分な距離を取る）→（６）（加工品とチャック９０とのＹ軸上において高さを合わせる）→（７）（ここからチャック９０との距離をさらに近くなるので安全のため低速にする）→（８）（加工品をチャック９０に取り付ける位置）と進み、（８）の位置において搬送された加工品をチャック９０に固定することにより、次の工作機械（要するに次工程）に受け渡すことになる。
【００１９】
加工後、ティーチングポイント（５）→（４）を経て、さらに、次の工作機械（要するに次工程）に搬送することになる。尚、本明細書においてＸ軸とは加工品の径方向、Ｙ軸とは地面に対して垂直方向、Ｚ軸とは加工品の長さ方向のことを言う。さらに、（４）と（６）、（５）と（８）は、三次元空間上では同じ位置であるが、ローディング（加工品が供給される動き：イン）とアンローディング（加工品が排出される動き：アウト）の違いにより、ティーチングポイントとしては別のポイントであるとしてカウントすることにする。
【００２０】
ローダは駆動モータ等の機構により、空間座標を入力して設定すれば、工作機械と工作機械の間を上下方向、左右方向、前後方向に自由自在に移動できる機構になっており、さらに、加工時には、ローダは加工に影響しない程度の上方に避難するので、加工品を工作機械で加工できる状態になる。加工が完了すると、再びローダが戻ってきて、加工された加工品を次の工作機械にコンベア上を搬送されることになる。
【００２１】
＜ローダ自動ティーチング方法＞
図２は、ローダ自動ティーチング方法１０の流れを説明するための図である。図２に記載したように、本発明に係るローダ自動ティーチング方法１０は、加工品のサイズに影響されないティーチングポイントを設定する事前設定工程２０を備えていることが特徴の一つである。具体的には、Ｘ−Ｙ平面を形成する空間座標（図１におけるティーチングポイント（０）（１）（３）（４）（６）（７））については、ローダ７０の動きが加工品の寸法に左右されることは無いので、作業者の負担軽減のため、予め設定しておくことにした。即ち、ローダ自動ティーチング方法１０開始時点で、図１におけるティーチングポイント（０）（１）（３）（４）（６）（７）については設定されているので、作業者は設定作業を行う必要は無い。
【００２２】
そして、ローダ自動ティーチング方法１０は、チャック基準位置設定工程３０、コンベア基準位置設定工程４０、加工品寸法設定工程５０、ポイント書き込み工程６０を備えている。ここで、チャック基準位置設定工程３０、及びコンベア基準位置設定工程４０は、いずれを先に行っても良い。チャック基準設定工程３０は、チャック９０を交換しない限り行う必要は無いし、コンベア基準位置設定工程４０は、コンベア１００を交換しない限り行う必要は無い。加工品寸法設定工程５０、ポイント書き込み工程６０は、チャック基準位置設定工程３０、及びコンベア基準位置設定工程４０を完了させてから行うことになる（図２参照）。尚、チャック基準位置設定工程３０、コンベア基準位置設定工程４０、加工品寸法設定工程５０、ポイント書き込み工程６０についての詳細は後述する。
【００２３】
図３は、チャック基準位置を設定する際の（ローダフィンガ８０とチャック９０との）位置関係を説明するための図である。図３を参照しつつ、チャック基準位置設定工程３０について説明する。
【００２４】
ローダ７０の先端には、加工品を掴むためのローダフィンガ８０が設置されている（図３参照）。ローダ自動ティーチング方法１０において、チャック基準位置を設定する際のチャック基準位置設定工程３０では、チャック９０端面の位置をローダフィンガ８０端面に合わせた際のローダ７０の原点座標を（０，０，０）とした時のチャック９０の座標（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）を設定することになる（チャック９０とローダフィンガ８０が図３に記載した位置関係になった状態）。実際の作業においては、Ｘ軸は予め設定されているので、ローダフィンガ８０の座標（Ｚ軸，Ｙ軸）を入力することにより設定することになる。即ち、チャック９０端面の位置をローダフィンガ８０端面に合わせた際の、ローダフィンガ８０の加工品の長さ方向の座標と高さ方向の座標を入力する。
【００２５】
ローダの原点座標については、図１のティーチングポイント（０）がそれにあたる。尚、チャック基準位置設定工程３０は、工作機械においてチャック８０を交換しない限りは設定しなおすことは無い。ローダ自動ティーチング方法１０においては、１０個までのチャック基準位置に係るデータを、予め、登録しておくことができる。
【００２６】
図４は、コンベア基準位置を設定する際の（ローダフィンガ８０とコンベア１００との）位置関係を説明するための図である。図４を参照しつつ、コンベア基準位置設定工程４０について説明する。
【００２７】
ローダ自動ティーチング方法１０において、コンベア基準位置を設定する際のコンベア基準位置設定工程４０では、図４に記載したように、コンベア１００端（端面では無い）の位置から、ローダフィンガ８０の作業性を考慮した際のローダフィンガ８０の座標（Ｚ軸、Ｙ軸）を設定することになる（Ｘ軸については予め設定されているので、作業者は設定する必要は無い）。即ち、コンベア１００端に載置された加工品をローダフィンガ８０が十分に掴める位置になるように合わせた際の、ローダフィンガ８０の加工品の長さ方向の座標（Ｚ軸方向）と高さ方向の座標（Ｙ軸方向）を入力する。
【００２８】
ローダの原点（０，０，０）については、図１のティーチングポイント（０）がそれにあたる。尚、コンベア基準位置設定工程４０は、工作機械においてコンベア９０を交換しない限りは設定しなおすことは無い。尚、１０個までのコンベア基準位置に係るデータを、予め、登録しておくことができる。
【００２９】
図５は、加工品寸法を設定する際の（ローダフィンガ８０とチャック９０と加工品との）位置関係を説明するための図である。図５を参照しつつ、加工品寸法設定工程５０、及びポイント書き込み工程６０について説明する。
【００３０】
ローダ自動ティーチング方法１０において、加工品の寸法を変更する毎に基準位置を設定する際の加工品寸法設定工程５０では、図５に記載したように、ローダフィンガ８０とチャック９０との間に加工品がセットされることによる（加工品寸法分の）Ｚ座標の補正を行うことになる。具体的には、作業者は加工品寸法により決まるＺ軸方向に関する座標を入力することにより設定することになる。具体的には、加工品寸法（Ｚ軸方向）の他に、ローダフィンガ８０で加工品を掴む位置、チャック９０で加工品を固定する際の加工品掴み代等を入力することにより設定する（図５参照）。一例として、加工品寸法５０ｍｍ、ローダフィンガ８０で加工品を掴む位置２０ｍｍ（図５において、ローダフィンガ８０の左側端面と加工品右端面の距離）、チャック９０で加工品を固定する際の加工品掴み代１０ｍｍと入力する（図５において、チャック９０により加工品の左側が把持されている距離）。
【００３１】
ポイント書き込み工程６０は、加工品寸法設定工程５０において加工品の寸法が設定された際に、それと連動して変更するティーチングポイントを設定するためのポイント書き込み工程６０を備えている。具体的には、加工品供給位置（ティーチングポイント（２））、アンローディング位置（ティーチングポイント（５））、退避位置（ティーチングポイント（６））、スローダウン位置（ティーチングポイント（７））、ローディング位置（ティーチングポイント（８））等を設定することになる。
【００３２】
尚、加工品寸法設定工程５０、及びポイント書き込み工程６０は、同じ寸法の加工品である限りは設定しなおす必要は無い。加工品の寸法を変更する場合（別の製品を流す場合）においては、設定しなおすことになる。ローダ自動ティーチング方法１０は、１０個までの加工品寸法に係るこれらのデータを、予め、登録しておくことができる。
【００３３】
＜ローダ自動ティーチング方法の効果＞
本発明に係るローダ自動ティーチング方法１０により、工作機械の基準位置を設定し加工品寸法を入力するだけでローダのティーチングを行うことができるローダ自動ティーチング方法を実現することができるようになった。加工品寸法が変更されても簡単に素早くティーチングの変更が可能なローダ自動ティーチング方法を実現することができるようになった。
【００３４】
ローダ自動ティーチング方法１０の加工品のサイズに影響されないティーチングポイントを設定する工程である事前設定工程２０は、工作機械が有する特有のティーチングポイントであると言えるので、一度設定すれば、そのまま半永久的に適用できるので、作業者は特に何もする必要がない。
【００３５】
チャック基準位置を入力することでチャック端面の位置をローダフィンガ端面に合わせるチャック基準位置設定工程３０と、コンベア基準位置を入力する工程４０は、チャック９０、及びコンベア１００を取り換えた時点において、改めて入力作業をすることになるが、加工品を取り換える都度行う必要はない。
【００３６】
通常の作業において作業者は、加工品の寸法を入力することで加工品の寸法に影響されるティーチングポイントを設定する加工品寸法設定工程５０のみにおいて、入力作業を行えばよく、結果として、作業者は段取り時間を大幅に短縮することができるようになった。
【００３７】
さらに、図３、図４、図５の如く、チャック９０（端面）、ローダフィンガ８０（端面）、及びコンベア１００（端部）をモニター画面上に視覚化することができるようになっているので、作業者は、自分が今どんな作業をしているのかを一目で把握することができるようになっているので、作業者が確実に間違えることなく作業することができるようになった。
【００３８】
＜自動ティーチングの変更例＞
本発明に係る自動ティーチングは、上記した各実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、チャック基準位置設定工程、コンベア基準位置設定工程、加工品寸法設定工程、ポイント書き込み工程、ローダ、ローダフィンガ、チャック、コンベア等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。例えば、ティーチングポイントが８か所では無く、ティーチングポイントが９か所（実施例の８か所に加え、搬送の途中でブローする箇所を１か所増やす）を設定することもできるし、アウトコンベアに搬送するためのティーチングポイントを設定することもできる。尚、ティーチングポイントの数については９か所以上であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る自動ティーチングは、上記の如く優れた効果を奏するものであるので、複数の工作機械等を繋げることによる量産ライン（工作機械から工作機械へと繋がる量産ライン）におけるローダ搬送の分野に関する自動ティーチング方法として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０・・ローダ自動ティーチング方法
２０・・事前設定工程
３０・・チャック基準位置設定工程
４０・・コンベア基準位置設定工程
５０・・加工品寸法設定工程
６０・・ポイント書き込み工程
７０・・ローダ
８０・・ローダフィンガ
９０・・チャック
１００・・コンベア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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