(57)【要約】【課題】パラメータの更新の有無を確実に把握して、機械精度の低下を防止する。【解決手段】電源投入後、Ｓ１００で、エンドエフェクタのＩＣタグに格納された機構パラメータを更新した日時、及び保守作業を行った日時に係る情報を取得する。次に、Ｓ１１０で、演算装置において、Ｓ１００で取得された更新情報と調整情報とを比較する。ここで調整情報の方が新しい場合、保守作業によって変化している機構パラメータが更新されていないものと判断して、Ｓ１２０でパラメータ未更新の警告メッセージを出力して、パラメータのチェック作業を終了する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の機構要素から構成され、制御装置を備えてなる工作機械であって、
前記各機構要素に、当該機構要素固有のパラメータを、そのパラメータを更新した日時に係る更新情報及び当該機構要素を調整した日時に係る調整情報と共に記憶する記憶手段を夫々設けて、
前記制御装置は、起動時に前記記憶手段に記憶されている前記更新情報及び調整情報を読み出して両者を比較し、前記調整情報の日時が前記更新情報の日時よりも新しい場合には、前記パラメータが未更新と判断することを特徴とする工作機械。
【請求項２】
制御装置は、調整情報の日時が更新情報の日時と同じかそれよりも早い場合は、当該機構要素のパラメータを予め自身に記憶されているパラメータと比較し、両者が一致しない場合には前記自身が持つパラメータを前記当該機構要素のパラメータに更新する請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
複数の機構要素から構成され、制御装置を備えてなる工作機械において、前記各機構要素のパラメータを管理する方法であって、
前記各機構要素に夫々記憶手段を設け、前記各記憶手段に、当該機構要素固有のパラメータを、そのパラメータを更新した日時に係る更新情報及び当該機構要素を調整した日時に係る調整情報と共に記憶させて、
前記制御装置は、起動時に前記記憶手段に記憶されている前記更新情報及び調整情報を読み出して両者を比較し、前記調整情報の日時が前記更新情報の日時よりも新しい場合には、前記パラメータが未更新と判断することを特徴とする工作機械における機構要素のパラメータ管理方法。
【請求項４】
制御装置は、調整情報の日時が更新情報の日時と同じかそれよりも早い場合は、当該機構要素のパラメータを予め自身に記憶されているパラメータと比較し、両者が一致しない場合には前記自身が持つパラメータを前記当該機構要素のパラメータに更新する請求項３に記載の工作機械における機構要素のパラメータ管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の機構要素から構成されるパラレルメカニズム機械等の工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、サーボモータによって伸縮する複数のボールねじによってエンドエフェクタを位置決めして作業を行うパラレルメカニズム機械においては、機構要素であるリンクの長さ、ジョイントの取り付け位置などの機械寸法は機構パラメータと呼ばれる。パラレルメカニズム機械では、エンドエフェクタの目標位置から、機構パラメータを用いて逆機構変換を行い、各サーボモータの指令値を算出するため、これらの機構パラメータが誤差を持つと、結果として出力されるエンドエフェクタの位置も誤差を含むこととなる。よって、機械精度を向上させるためには、機構パラメータの補正が必要となる。
【０００３】
この機構パラメータの補正方法としては、特許文献１に開示の如く、ダブルボールバー型測距器等の測定器を取り付けて機械を動作させ、測定結果を用いて近似計算を行うことにより、機構パラメータの近似解を得る方法が提案されている。また、この方法では推定する機構パラメータの数が増えると解の精度が劣化、又は値によっては解が発散して機構パラメータが求められないという問題が生じることから、機構要素の取付誤差等を直接測定できる箇所では別途測定器を用いて測定を行い、実測結果を機構パラメータとして用いることにより、推定する機構パラメータの数を減らし、機構パラメータの推定精度を向上させることが考えられている。
【０００４】
一方、パラレルメカニズム機械はその機構上案内面を持たず、シリアル型の機械に比べて剛性が弱まる傾向があることから、高精度の動作を実現するためには自重による機構の変形を考慮することが必要である。よって、エンドエフェクタ等の機構要素の重量等を予め設定しておくことも求められる。そこで各機構要素ごとにデータを保持しておき、制御パラメータとして制御装置に反映させるようにすれば、機械の仕様によって機構要素の重量が異なったりしても、機械精度を向上させることができる。
なお、以下、特に区別する場合を除き、機構パラメータと制御パラメータとを含めて説明する場合は単に「パラメータ」と表記する。
【０００５】
このようなパラメータは、機構要素ごとに異なるものであるから、紛失や取り違え等がないように機構要素と対応させて管理する必要がある。
そこで、特許文献２に開示のように、機構要素ごとに、パラメータを固有のＩＤ情報として記憶させた非接触ＩＣタグを設けて、タグ受信手段によってＩＣタグが記憶するＩＤ情報を受信して機構要素のＩＤ情報を読み出すようにすることが考えられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３１８４１９号公報
【特許文献２】特開２００４−２０１４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、機構要素のメンテナンスや修理等を行うと、当該機構要素のパラメータの値が変化することになるため、メンテナンス等を行った場合にはパラメータを再測定してその更新を行う必要があるが、再測定や更新をし忘れることがある。この場合、以前のパラメータをそのまま用いて制御を行うと、機械精度を低下させることになる。
【０００８】
そこで、本発明は、パラメータの更新の有無を確実に把握し、再測定や更新のし忘れによる機械精度の低下を防止できる工作機械と、そのようなパラメータの管理方法とを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の機構要素から構成され、制御装置を備えてなる工作機械であって、各機構要素に、当該機構要素固有のパラメータを、そのパラメータを更新した日時に係る更新情報及び当該機構要素を調整した日時に係る調整情報と共に記憶する記憶手段を夫々設けて、制御装置は、起動時に記憶手段に記憶されている更新情報及び調整情報を読み出して両者を比較し、調整情報の日時が更新情報の日時よりも新しい場合には、パラメータが未更新と判断することを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、複数の機構要素から構成され、制御装置を備えてなる工作機械において、各機構要素のパラメータを管理する方法であって、各機構要素に夫々記憶手段を設け、各記憶手段に、当該機構要素固有のパラメータを、そのパラメータを更新した日時に係る更新情報及び当該機構要素を調整した日時に係る調整情報と共に記憶させて、制御装置は、起動時に記憶手段に記憶されている更新情報及び調整情報を読み出して両者を比較し、調整情報の日時が更新情報の日時よりも新しい場合には、パラメータが未更新と判断することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２及び４に記載の発明は、請求項１及び３の目的に加えて、パラメータが変化した場合に制御装置へ確実に反映させるために、制御装置は、調整情報の日時が更新情報の日時と同じかそれよりも早い場合は、当該機構要素のパラメータを予め自身に記憶されているパラメータと比較し、両者が一致しない場合には自身が持つパラメータを当該機構要素のパラメータに更新する構成としたものである。
なお、本発明において、パラメータには、上述の機構パラメータと制御パラメータとの双方が含まれる。また、調整情報には、保守、点検、修理等に係る情報等も含まれる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び３に記載の発明によれば、記憶手段に格納された更新情報と調整情報とを比較することで、現在格納されているパラメータが最新の状態のものであるかどうかの確認を行うことができる。よって、誤ったパラメータが制御装置に入力される事態を回避することができ、再測定や更新のし忘れによる機械精度の低下を防止可能となる。また、保守履歴の保存にもつながることから、定期点検の勧告や、異常発生時の診断情報としての利用も可能となる。
請求項２及び４に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、パラメータが変化した場合に、制御装置へ確実に反映させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の工作機械の一例であるパラレルメカニズム機械の斜視図で、一部見やすい様に透視してある。このパラレルメカニズム機械は、６自由度スチュワートプラットフォーム型パラレルメカニズム工作機械で、フレーム１には、６つの第１ユニバーサルジョイント２ａ〜２ｆを介して、エンコーダを有したアクチュエータとしてのサーボモータ３ａ〜３ｆが夫々取り付けられている。各サーボモータ３ａ〜３ｆには夫々ボールねじ４ａ〜４ｆが取り付けられて、各ボールねじ４ａ〜４ｆの下端に、６つの第２ユニバーサルジョイント５ａ〜５ｆを介して、刃具取付部及び刃具回転機構を有するエンドエフェクタ６が取り付けられている。７はワークをセットするテーブルである。
【００１３】
また、エンドエフェクタ６には、図２に示すように、記憶手段として、機構パラメータ及び制御パラメータ、メンテナンスに係る調整情報等を記憶可能な非接触式のＩＣタグ１１が備えられている。このＩＣタグ１１は、送受信回路やＥＥＰＲＯＭを備えたＩＣチップとアンテナとを内蔵し、パラレルメカニズム機械の制御装置１０に設けた送受信装置１２との間で、電波で交信して情報を送受信する周知のＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）通信が可能である。ここで、ＩＣタグ１１のＥＥＰＲＯＭには、機構パラメータとして、エンドエフェクタ６に接続される第２ユニバーサルジョイント５ａ〜５ｆの回転中心位置の測定情報及びその最終更新日時（更新情報）が、制御パラメータとして、エンドエフェクタ６全体の重量及びその最終更新日時（更新情報）が、調整情報として、分解調整を行ったジョイント位置及びその日時に係る情報が夫々格納されている。
さらに、制御装置１０には、当該機構パラメータ及び制御パラメータや制御プログラムを記憶した記憶装置１４と、比較演算を行う演算装置１３とが設けられている。
【００１４】
以上の如く構成されたパラレルメカニズム機械において、制御装置１０によるパラメータの管理方法を図３，４のフローチャートに基づいて説明する。
まず図３において、電源投入後、Ｓ１００で、ＩＣタグ１１に格納された機構パラメータを更新した日時、及び保守作業を行った日時に係る情報（以下夫々「更新情報」「調整情報」という。）を送受信装置１２を介して取得する。次に、Ｓ１１０で、演算装置１３において、Ｓ１００で取得された更新情報と調整情報とを比較する。ここで調整情報の方が新しい場合、保守作業によって変化している機構パラメータが更新されていないものと判断して、Ｓ１２０でパラメータ未更新の警告メッセージを出力して、パラメータのチェック作業を終了する。
以上の手順により、誤ったパラメータが制御装置１０に入力される事態を回避することができる。
【００１５】
一方、Ｓ１１０の判別において、Ｓ１００で取得された更新情報と調整情報とが一致、又は更新情報の方が新しい場合、パラメータは更新された適正なものと判断して、Ｓ１３０で機構パラメータの値のチェックを行う。このチェックは図４の手順で実行される。
【００１６】
まず、Ｓ２００で、ＩＣタグ１１に格納された機構パラメータを受信し、Ｓ２１０で、制御装置１０内部の記憶装置１４に記憶されている機構パラメータと比較を行う。ここで、機構パラメータが一致しない場合、エンドエフェクタ６の機構パラメータが変化したことを示すので、Ｓ２２０で制御装置１０内部の記憶装置１４に格納される機構パラメータ値を更新し、Ｓ２３０で機械全体の再キャリブレーションを促すメッセージを出力する。Ｓ２１０の判別で機構パラメータが一致していればチェック処理を終了する。
以上の手順により、エンドエフェクタ６の機構パラメータが変化した場合に、制御装置１０に反映させるのを忘れる、もしくは反映させた後に再キャリブレーションを実施するのを忘れる、といったことを防止することができる。
また、機械に接続されているエンドエフェクタ６自体から機構パラメータを取得するので、他のエンドエフェクタとの機構パラメータの取り違え、または機構パラメータの紛失といった事態を避けることができる。
【００１７】
続いて、図３においては、Ｓ１４０で、同じくＩＣタグ１１に格納されている制御パラメータを読み込み、記憶装置１４に格納されている制御パラメータを更新する。機構パラメータの場合と同様に、エンドエフェクタ６自体から制御パラメータを読み込むため、他のエンドエフェクタ６とのデータの混同を避けることができ、エンドエフェクタ６の仕様変更等により制御パラメータが変化した場合でも、即座に制御装置１０内の制御パラメータに反映させることができる。
【００１８】
このように、上記形態のパラレルメカニズム機械及び機構要素のパラメータ管理方法によれば、ＩＣタグ１１に格納された更新情報と調整情報とを比較することで、現在格納されているパラメータが最新の状態のものであるかどうかの確認を行うことができる。よって、誤ったパラメータが制御装置１０に入力される事態を回避することができ、再測定や更新のし忘れによる機械精度の低下を防止可能となる。また、保守履歴の保存にもつながることから、定期点検の勧告や、異常発生時の診断情報としての利用も可能である。
【００１９】
なお、上記形態では、調整情報として分解調整を行った日時が記憶されているが、修理や、背景技術で説明したようなパラメータの補正に係る情報等も調整情報として格納可能である。
また、工作機械としてパラレルメカニズム機械を例示しているが、これに限らず、他の一般工作機械にも本発明の適用は可能である。よって、上記形態ではエンドエフェクタにのみ記憶手段を設けているが、複数の機構要素を有する場合は各機構要素ごとにＩＣタグ等の記憶手段を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】パラレルメカニズム機械の斜視図である。
【図２】エンドエフェクタ及び制御装置のブロック図である。
【図３】パラメータ管理方法のフローチャートである。
【図４】パラメータ管理方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１・・フレーム、２ａ〜２ｆ・・第１ユニバーサルジョイント、３ａ〜３ｆ・・サーボモータ、４ａ〜４ｆ・・ボールねじ、５ａ〜５ｆ・・第２ユニバーサルジョイント、６・・エンドエフェクタ、７・・テーブル、１０・・制御装置、１１・・ＩＣタグ、１２・・送受信装置、１３・・演算装置、１４・・記憶装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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