(57)【要約】      （修正有）【課題】治具ユニットを入れ替えた際に、装置本体側の動作プログラムをいちいち入れ替える必要のない加工装置を提供する。【解決手段】装置本体２と治具ユニット３から構成される加工装置１であって、治具ユニット３にマスター制御装置１１が搭載され、マスター制御装置１１の動作プログラムにより治具ユニット３と装置本体２の動作を制御する。また、装置本体にスレーブ制御装置を搭載し、マスター制御装置１１と前記スレーブ制御装置は通信装置を有し、マスター制御装置１１の動作プログラムによる動作制御は前記スレーブ制御装置を経由して装置本体２の動作を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と治具ユニットから構成される加工装置であって、前記治具ユニットにマスター制御装置が搭載され、前記マスター制御装置の動作プログラムにより治具ユニットと装置本体の動作を制御することを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記装置本体にスレーブ制御装置を搭載し、前記マスター制御装置とスレーブ制御装置は通信装置を有し、マスター制御装置の動作プログラムによる動作制御は前記スレーブ制御装置を経由して装置本体の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載の加工装置において、前記マスター制御装置が搭載された上治具または下治具の他方の治具ユニットに通信装置を有する第２スレーブ制御装置が搭載され、第２スレーブ制御装置が搭載された治具ユニットはマスター制御装置の動作プログラムが第２スレーブ制御装置を経由して制御されることを特徴とする請求項２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記マスター制御装置と前記スレーブ制御装置及び前記第２スレーブ制御装置はプログラマブルロジックコントローラーであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項５】
前記加工装置は熱溶着装置であって、前記治具ユニットには前記マスター制御装置により動作を制御される熱溶着ユニットを具備してなる請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項６】
前記加工装置は、前記治具ユニットを取り外した状態において、スレーブ制御装置で加工装置本体の動作を制御することを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加工装置本体と、この加工装置本体に入れ替えて使用可能な治具ユニットから成る加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工装置において、加工装置本体に対して治具ユニットを入れ替えて各種の加工を行う加工装置がある。
【０００３】
この加工装置の場合、治具ユニットを入れ替えた際は、それぞれの治具毎に異なる動作プログラムが必要になるため、加工装置本体側の制御装置に記憶した動作プログラムは、治具ユニットの入れ替えごとに切り替える必要がある。
【０００４】
また、新規に治具ユニットを導入する場合、その都度加工装置本体側の制御装置を治具ユニットを導入してから動作プログラムをインストールし調整する必要がある。
【０００５】
これについて、特許文献１には多様な治具ユニット（治具装置）に対応した加工プログラムの管理が煩雑なため、治具ユニットの内部に動作プログラムを個別に記憶させておくことで導入時間の短縮を図る加工装置が紹介されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−２３１６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし乍ら、特許文献１では、治具ユニット毎に制御装置と動作プログラムを有するため、前記動作プログラムによる動作制御は対応する治具ユニットに限定される。
【０００８】
そして、実際の作業においては、加工装置本体に治具ユニットを取り付け、加工装置本体と治具ユニットを同時に動作制御する事が必要である。
【０００９】
しかし特許文献１では、治具ユニットを交換するたびに、加工装置本体側の制御装置と治具ユニットの動作プログラムが一致していることを確認する作業が必要であり、そのため加工装置本体と治具ユニット双方に識別情報を持たせて照合する必要がある。
【００１０】
本発明の目的は、従来加工装置本体に制御装置と動作プログラムを搭載していたものを、治具ユニット側の制御装置に治具ユニットと加工装置本体側のすべての動作プログラム記憶した制御装置を搭載し、この制御装置により双方の動作機能を持たせることで、加工装置本体は単なる基本的な機械として動作させる。
【００１１】
これにより、加工装置本体に多様な治具ユニットを入れ替える場合において、加工装置本体と治具ユニットの動作プログラムが一致するか否かの照合が不要になるため、立ち上げ時間の短縮を図ることが出来ると共に、加工装置本体側の動作プロログラムが治具ユニット単体で管理が可能となる加工装置を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、加工装置において、
装置本体と治具ユニットから構成される加工装置であって、前記治具ユニットにマスター制御装置が搭載され、前記マスター制御装置の動作プログラムにより治具ユニットと装置本体の動作を制御することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加工装置において、
前記装置本体にスレーブ制御装置を搭載し、前記マスター制御装置とスレーブ制御装置は通信装置（通信機能）を有し、マスター制御装置の動作プログラムによる動作制御は前記スレーブ制御装置を経由して装置本体の動作を制御することを特徴とすることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の加工装置において、
前記マスター制御装置が搭載された上治具または下治具の他方の治具ユニットに通信装置を有する第２スレーブ制御装置が搭載され、第２スレーブ制御装置が搭載された治具ユニットはマスター制御装置の動作プログラムが第２スレーブ制御装置を経由して制御されることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の加工装置において、
前記マスター制御装置と前記スレーブ制御装置及び前記第２スレーブ制御装置はプログラマブルロジックコントローラー（ＰＬＣ）であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の加工装置において、
前記加工装置は熱溶着装置であって、前記治具ユニットには前記マスター制御装置により動作を制御される熱溶着ユニットを具備してなることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の加工装置において、
前記加工装置は、前記治具ユニットを取り外した状態において、スレーブ制御装置で加工装置本体の動作を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば加工装置本体側の制御は治具ユニットのマスター制御装置に記憶した動作プログラムで行うため、治具ユニット交換時に加工装置本体側の動作プログラムの切り替えが不要になる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、従来構成の加工装置は治具ユニットを入れ替えた場合、装置本体のＰＬＣに記憶した動作プログラムを確実に切り替える必要があったが、本発明においては動作プログラムと治具ユニットの不一致による動作プログラムの不具合が発生する事が無い。
【００２０】
また、加工対象の製品が変更になり、治具ユニットに新たな動作、加工点数などの追加機能が必要になった場合、マスター制御装置の動作プログラムを変更することで治具ユニットの機能を自由に追加できる。
【００２１】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、通信装置を有するスレーブ制御装置を装置本体に搭載することで、装置本体のシリンダーなどの機器を、マスター制御装置からの動作指令でスレーブ制御装置を経由して通信制御する事が可能となり、装置本体と治具ユニット間の制御用の接続を簡略化する事が出来る。
【００２２】
この時スレーブ制御装置はマスター制御装置の通信端末として作動するため、作業者はスレーブ制御装置の存在を意識する必要が無い。
【００２３】
また、スレーブ制御装置は電動シリンダの個体差による動作補正（ストローク量及び動作速度の補正）を組み込み、指令プログラムに対して一定の補正条件で動作が可能であるため、治具ユニットを別の装置本体に取り付けた場合でも電動シリンダの個体差による加工のばらつきを排除し安定した加工が可能になる。
【００２４】
マスター制御装置とスレーブ制御装置の通信はＲＳ−２３２Ｃ、ＲＳ４８５、ＣＣ−Ｌｉｎｋ（三菱電機株式会社の登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（富士ゼロックス株式会社の登録商標）等の通信プロトコルを用いて専用の通信ケーブルで通信を行うことができるため、１つの通信ケーブルを接続するだけで動作制御が可能である。
【００２５】
このため、装置本体に電装シリンダや電源装置などの追加または変更をした場合に、治具ユニットのマスター制御装置と装置本体間の通信回線を追加または改造する必要がないため拡張性に優れる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、上下治具ユニットの機能追加として、第２スレーブ制御装置を治具ユニットに搭載することで、上下治具ユニットそれぞれに独立または連動した複雑な動作制御が可能となる。
【００２７】
治具ユニットに搭載したマスター制御装置、または第２スレーブ制御装置に接続し制御可能な機器としてはコードリーダー、カメラ、温度計、有無センサー、測長センサー、ロードセル、ロボット、モーター、エアー／電動シリンダー、温調器、電力調整器、レーザーマーカー、溶着機，パーツフィーダーなどがあるが、これらに限定されることなく広範囲の測定や作業が可能である。
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、制御装置に市販される汎用的なプログラマブルロジックコントローラー（ＰＬＣ）を使用することで、動作プログラムの作成やデバッグが容易になり、設備導入のコストを下げることが出来る。
【００２９】
請求項５に記載の発明によれば、溶着用電源装置を有する加工装置であれば、治具ユニットの入れ替えが容易であるため、機種切り替えが時間の短縮が可能であり、溶着機能の追加変更に対応できる溶着装置を提供できる。
【００３０】
請求項６に記載の発明によれば、治具ユニットを取り外した状態においても装置本体の操作が可能であり治具交換の作業を容易に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】請求項１の加工装置に溶着装置を搭載した概略構成図である。
【図２】従来の加工装置の概略構成図である。
【図３】本発明の加工装置の治具ユニットを入れ替える概略構成図である。
【図４】請求項２の概略構成図である。
【図５】実施例１の溶着加工における溶着回路の概略説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は実施例１の溶着工程の説明図である。
【図７】（ａ）は実施例２の概略構成図である。（ｂ）は実施例２の動作説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、本発明の実施形態に係る加工装置に溶着装置を搭載した概略構成を示す図である。
【００３３】
本発明の実施形態において制御装置にプログラマブルロジックコントローラー（ＰＬＣ）を用いているため、以降は制御装置をＰＬＣと称する。
【００３４】
図１に示すとおり、本実施形態の加工装置１は装置本体２と、前記装置本体２に入れ替え可能な治具ユニット３から構成され、治具ユニット３は溶着装置３５とセンサー３４を搭載した上治具３ａと、マスターＰＬＣ１１と操作パネル１２及び電動シリンダ１３、センサー１４を搭載した下治具３ｂで構成される。
【００３５】
装置本体２は電動シリンダ２３、溶着電源２５から構成され、溶着電源２５から溶着電源コネクタ６を経由して上治具ユニット３ａの溶着装置３５に溶着電力が供給される。
【００３６】
上治具ユニット３ａのセンサー３４は溶着装置の溶着チップ３６の熱電対及び溶着チップのストロークセンサーであり、それらの信号は通信コネクタ４と通信コネクタ５を経由してマスターＰＬＣ１１に送られる。
【００３７】
また、通信コネクタ４および５には図示しないエアー用供給カプラがそれぞれ併設され、装置本体２から上治具３ａと下治具３ｂにエアーが供給され、図には省略されたエアー駆動のクランプ装置や溶着チップ３６の冷却に用いられる。
【００３８】
治具ユニット３は溶着加工を行う製品に合わせて複数用意されるが、治具ユニット３に搭載される装置の機能構成（溶着方法や必要電力量）が同一であれば、治具ユニット３の溶着点数の変更や電動シリンダの動作、センサーの機能や使用個数は自由に変更可能である。
【００３９】
マスターＰＬＣ１１は記憶した動作プログラムにより治具ユニット３の電動シリンダ１３の動作制御を行い、同時に装置本体２の電動シリンダ２３、溶着電源２５の動作制御を行う。
【００４０】
以上のように構成される加工装置１は治具ユニット３のマスターＰＬＣ１１の動作プログラムによって装置本体２と治具ユニット３が動作制御され製品の溶着加工を行う。
【００４１】
作業者が治具ユニット３を装置本体２に取り付けたあとはマスターＰＬＣ１１の制御プログラムによってすべての加工が行われるため、治具ユニット３を別の装置本体２に取り付けた場合でもプログラムの入れ替え操作や製品とプログラムの照合作業は不要である。
【００４２】
このため、生産計画による機種変更が頻繁に行われる場合においも、治具ユニット３の入れ替えを行うだけでプログラムの照合作業無しで溶着加工をすぐに開始することが可能である。
【００４３】
図２に示す従来溶着装置４１の場合、装置本体４２に治具ユニット４３を入れ替えたあと、マスターＰＬＣ１１の動作プログラムを治具ユニット４３に対応したものに切り替え、その動作プログラムが治具ユニット４３に対応したものに間違いがないか確認を行わなければならない。
【００４４】
また、前記動作プログラムはマスターＰＬＣ１１の制御機能に依存する。このため加工する製品機種の切り替えにより治具ユニット４２３更新する際、治具ユニット４３に新たな機能が必要になった場合、マスターＰＬＣ１１の制御機能によっては機能追加が出来ない場合がある。この時はマスターＰＬＣ１１の入れ替えが必要である。
【００４５】
しかし、マスターＰＬＣ１１を新たなものに入れ替えると、従来使用していた治具ユニット４３との互換性が取れなくなる恐れがあり、治具ユニットの入れ替え方式による加工装置のメリットがなくなってしまう問題がある。
【００４６】
図３は本発明の加工装置１の治具ユニット３を他の治具ユニット３‘と入れ替える概略説明図である。装置本体２と治具ユニット３’は入れ替えと同時に通信コネクタ４，５および溶着電源コネクタ６が接続されるためり容易に入れ替えが可能である。
【００４７】
治具ユニット３を入れ替えした場合、それぞれのマスターＰＬＣ１１には治具専用の動作プログラムが導入済であり、他機種の動作プログラムが動作することは無いため、治具ユニット３の入れ替え後直ちに加工を開始することが出来る。このため段取り替え後の加工開始が短縮される。従来加工装置に必要な動作プログラムの読み込みやインストールとその動作確認作業が不要であり、プログラム設定ミスを排除できると同時に段取りロスを削減できる。
【００４８】
図４に示すのは、装置本体２にスレーブＰＬＣ２１を搭載し、マスターＰＬＣ１１の動作プログラムはスレーブＰＬＣ２１を経由して加工装置本体の動作を制御するものである。
スレーブＰＬＣ２１はマスターＰＬＣ１１と装置本体２の通信装置として機能する。
【００４９】
また、治具ユニット３を装置本体２から取り外した場合は、スレーブＰＬＣ２１が単独で電動シリンダ２３を操作することも可能である。
【実施例１】
【００５０】
図４、図５、図６（ａ）〜（ｄ）を用いて、本加工装置に溶着装置を搭載した場合の溶着実施例を説明する。
【００５１】
図４は図１の加工装置１の装置本体２にスレーブＰＬＣ２１を搭載して、マスターＰＬＣ１１の通信装置として作動させるものである。マスターＰＬＣ１１とスレーブＰＬＣ２１は前述した通信プロトコルを使うことで、規格化された通信コネクタの接続のみで通信制御が可能となり、接続不良や誤動作の起きにくい状態を確保できる。
【００５２】
マスターＰＬＣ１１からの動作指令を受信したスレーブＰＬＣ２１は、マスターＰＬＣ１１と全く同じ機能で動作して装置本体２の電動シリンダ２３及び溶着電源２５の動作を制御する。
【００５３】
この時、下治具３ｂの操作パネル１２よりも装置本体２の操作パネル２２のほうが操作性が良いため、操作パネル２２でマスターＰＬＣ１１を操作することも可能である。こうすることで図２に示す従来構成の溶着装置と同様に装置本体２での操作が可能となり、作業性が向上する。
【００５４】
図５は溶着回路の概略説明図である。下治具３ｂのマスターＰＬＣ１１の動作プログラムからの動作信号は下治具通信コネクタ４を経由して装置本体２のスレーブＰＬＣ２１に送られ、スレーブＰＬＣ２１が溶着電源２５を制御する。
【００５５】
溶着電源２５には溶着点数Ｎ個に応じた電力調整器とトランスがＮ組搭載される。本説明図においては溶着装置３５に搭載した３個の溶着チップによる３点溶着の例を示しているが、加工物の溶着点数及び溶着装置の拡張性を考慮して回路構成を増減できるのは言うまでもない。
【００５６】
溶着装置３５に搭載した溶着チップ３６はインパルス加熱の溶着チップである。溶着電源２５から供給された溶着電圧は溶着電源コネクタ６を経由して溶着チップ３６に印加され溶着チップ３６を加熱する。
【００５７】
次に、図６（ａ）〜（ｄ）を用いて治具ユニット取り付けから溶着工程の動作を説明する。
なお、本溶着工程は公知の熱カシメ工法であるため熱カシメの詳細説明は省略する。
【００５８】
図６（ａ）は装置本体２と治具ユニット３の説明図である。上治具３ａには溶着装置３５が搭載される。溶着チップ３６にはそれぞれに熱電対（図省略）が取り付けられている。
【００５９】
下治具３ｂにはマスターＰＬＣ１１とマスター操作パネル１２（図省略）と電動シリンダ１３およびが受け台１７が搭載される。受け治具１７は電動シリンダ１３によって左右に移動する。
【００６０】
装置本体２の下部にはスレーブＰＬＣ２１、溶着電源２５、上部は電動シリンダ２３によって上下する取り付け板３８から構成される。
【００６１】
図６（ｂ）は装置本体２に治具ユニット３を取り付けた状態で、上治具３ａは取り付け板３８にクランプされている。装置本体２の下部にクランプされた下治具３ｂの受け台１７には溶着ワーク１５と被固定物１６を溶着ボス１５ａを介して重ねた状態に載置する。
【００６２】
加工開始釦（図省略）を押下するとマスターＰＬＣ１１の動作プログラムの指令により電動シリンダ１３が動作し、溶着ワーク１５を加工装置２の加工位置に移動する。
【００６３】
所定の加工位置に溶着ワーク１５が移動すると、図６（ｃ）のごとくマスターＰＬＣ１１の指令はスレーブＰＬＣ２１を経由して本体電動シリンダ２３に届き、上治具３ａが下降を開始する。
【００６４】
あらかじめ設定された図６（ｄ）の位置まで上治具３ａが下降すると溶着チップ３６が溶着ボス１５ａに接触し、熱溶着を開始する。
【００６５】
マスターＰＬＣ１１の電圧印加指令はスレーブＰＬＣ２１を経由して溶着電源２５に届き、溶着電源２５の電圧が溶着チップ３６に印加されて溶着チップ３６の先端が発熱し溶着ボス１５ａが溶着（熱カシメ）される。
【００６６】
所定の高さ寸法まで溶着ボス１５ａが溶着されると電圧が停止し、図示しないエアー冷却回路により溶着チップ３６と溶着ボス１５ａがエアー冷却される。
【００６７】
溶着チップ３６および溶着ボス１５ａが常温まで冷却されるとエアーの供給を停止し、上治具３ａが所定の位置まで上昇し、次に溶着ワーク１５が開始位置まで移動して溶着工程が終了する。
【実施例２】
【００６８】
図７（ａ）の概略構成図と図７（ｂ）の動作説明図を用いて、請求項２の実施例として製品の外観検査を行うカメラ検査装置として使用する状態を説明する。
【００６９】
本装置の制御は、図７（ａ）のように下治具３ｂに搭載したマスターＰＬＣ１１と装置本体２に搭載したスレーブＰＬＣ２１に加え、上治具に第２スレーブＰＬＣ３１を搭載している。
【００７０】
マスターＰＬＣ１１が本装置すべての動作を制御し、スレーブＰＬＣ２１中継して装置本体２の電動シリンダと操作パネルを動作するのは実施例１と同様である。
【００７１】
上治具３ａに搭載したカメラ装置３７への動作指令、およびカメラ装置３７からの測定結果情報は第２スレーブＰＬＣ３１を中継して接続されたマスターＰＬＣ１１と通信制御される。
【００７２】
次にカメラ装置３７でワーク１５の画像検査する場合の動作を図７（ｂ）を用いて説明する。
【００７３】
マスターＰＬＣ１１の画像検査用動作プログラムが起動されると、受け台１７に載置されたワーク１５の移動及び位置決めを電動シリンダ１３で行う。次に電動シリンダ２３で上治具３ａのカメラ装置を設定位置まで降下してピント調整を行う。
【００７４】
次にマスターＰＬＣ１１のから第２スレーブＰＬＣ３１を経由してカメラ装置３７に画像検査の指令が送信される。
【００７５】
カメラ装置３７はワーク１５の撮影を行い、内部画像処理によりワークの合否判断を行い、ワーク１５の検査結果は第２スレーブＰＬＣ３１を介してマスターＰＬＣ１１に送信される。
【００７６】
外観検査が終了すると、マスターＰＬＣ１１から電動シリンダ１３と電動シリンダ２３に初期位置への復帰が指令され、検査結果の合否が操作パネル２２に表示されて検査が終了する。
【００７７】
本実施例では第２スレーブＰＬＣ３１をマスターＰＬＣ１１とカメラ装置３７の通信制御Ｉ／Ｆとして使用したが、第２スレーブＰＬＣ３１の用途はこれに限定されず、位置決め装置や測長装置、ロボットなど各種装置の制御を単独またはマスターＰＬＣ１１と連動することも可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１  加工装置
２  装置本体
３  治具ユニット
３ａ  上治具
３ｂ  下治具
４  下治具通信コネクタ
５  上治具通信コネクタ
６  溶着電源コネクタ
１１  マスターＰＬＣ
１２  マスター操作パネル
１３  電動シリンダ
１４  下治具センサ
１５  溶着ワーク
１５ａ  溶着ボス
１６  被固定物
１７  受け台
２１  スレーブＰＬＣ
２２  スレーブ操作パネル
２３  本体電動シリンダ
２５  溶着電源
３１  第２スレーブＰＬＣ
３５  溶着装置
３６  溶着チップ
３７  カメラ装置
３８  取り付け板
４１  従来構成の加工装置
４３  従来構成の治具ユニット
【図１】
2018089714.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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