(57)【要約】【課題】不確定要素の多い起動後の所定の間のみ速度を落とすことにより、生産性低下をできるだけ回避しながら、干渉が生じてもローダや工作機械に損傷を与えることを防止できるようにする。【解決手段】工作機械３に対してワークＷを搬入または搬出するローダ２を制御するローダ制御装置１であり、ローダ２を自動運転する自動運転制御手段１９を有する。ローダ２を第１の速度で駆動する速度管理手段２３を設ける。速度管理手段２３は、自動運転手段１９によるローダ２の動作が起動してから所定の間は第１の速度よりも遅い第２の速度でローダ２を駆動する。【選択図】        図１
2004216504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械に対してワークを搬入または搬出するローダを制御するローダ制御装置であって、ローダを自動運転する自動運転制御手段と、ローダを第１の速度で駆動する速度管理手段とを備え、上記速度管理手段は、上記自動運転制御手段によるローダの動作が起動してから所定の間は上記第１の速度よりも遅い第２の速度でローダを駆動するものとしたローダ制御装置。
【請求項２】
上記ローダは、工作機械に対するワークの搬入または搬出経路において、少なくとも一つのワーク受渡し位置を有し、上記速度管理手段は、上記ワーク受渡し位置に係わるローダ動作区間の速度制御として、上記自動運転手段によるローダの動作が起動してから所定の間は上記第２の速度でローダを駆動し、上記所定の間が過ぎた後は、第１の速度でローダを駆動するものとした請求項１記載のローダ制御装置。
【請求項３】
上記速度管理手段は、上記第２の速度でローダを駆動するのは、上記ワーク受渡し位置に係わるローダ動作区間における途中からワーク受渡し位置までの範囲であり、上記途中までは第１の速度で駆動するものとした請求項２記載のローダ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋盤やパンチプレス等の工作機械に対してワークを搬入または搬出するローダの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４のように、ローダ５１を使用して旋盤の主軸チャック５２に素材ワークＷを取付けたり、主軸チャック５２から完成品ワークＷを取外したりする運転を行っている。この場合に、主軸チャック５２のチャック爪５２ａとワークＷとの間のクリアランスａが小さいような場合、一旦速度を落とし、それから位置決めを行っている。例えば、通常の速度（最高速度の１００％）に対して、２０％の速度オーバライドを掛け、それから位置決めを行っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３０９６４９号公報
【特許文献２】
特許第２７９２４４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、速度を一旦落とすために、毎回これを行うと、サイクルタイムがそれだけ伸びてしまい、生産性の低下につながる。また、このような速度低下を行わずに、通常速度で位置決めを行うと、万一、主軸チャック５２とワークＷとの干渉があったような場合、通常速度（最高速度の１００％）のままで衝突することになり、ローダ５１等の損傷が大きくなる恐れがある。
また、従来、運転停止状態から自動運転を再開させたときに、ローダ走行経路に物が置かれているなど、周辺の状況が変わっていて、予想外の干渉の問題を生じることがあった。
【０００５】
この発明の目的は、不確定要素の多い起動後の所定の間のみ速度を落とすことにより、生産性低下をできるだけ回避しながら、干渉が生じてもローダや工作機械に損傷を与えることを防止できるようにしたローダ制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の構成を実施形態に対応する図１と共に説明する。このローダ制御装置は、工作機械（３）に対してワーク（Ｗ）を搬入または搬出するローダ（２）を制御するローダ制御装置（１）であって、ローダ（２）を自動運転する自動運転制御手段（１９）と、ローダ（２）を第１の速度で駆動する速度管理手段（２３）とを備え、上記速度管理手段（２３）は、上記自動運転手段（１９）によるローダ（２）の動作が起動してから所定の間は第１の速度よりも遅い第２の速度でローダ（２）を駆動するものとする。この明細書で言う「工作機械」は、旋盤等の機械加工を行う狭義の工作機械の他に、パンチプレス等の板材加工機を含み、物の生産，加工を行う機械一般を言う。
この構成によると、速度管理手段（２３）の管理により、自動運転手段（１９）によるローダ（２）の動作が起動してから所定の間は、第１の速度よりも遅い第２の速度でローダ（２）を駆動する。そのため、ローダ（２）の移動に伴う各種の干渉が生じても、損傷が防止される。例えば、チャック類とワークとの干渉や、あるいはローダ走行経路に誤って置かれた物品に対するローダ（２）の衝突等が生じても、損傷が防止される。所定の期間が経過すると、第１の速度で駆動する。起動直後は、ローダ（２）や工作機械（３）の状態、あるいはローダ（２）の周辺状況等の不確定要素が多く、不測の干渉を生じ易い。起動後ある程度すると、状況が安定するため、干渉の生じる恐れが少ない。したがって、このように不確定要素の多い起動後の所定の間のみ速度を落とすことにより、速度低下による生産性低下をできるだけ回避しながら、干渉が生じてもローダや工作機械に損傷を与えることを防止することができる。上記「所定の間」は、時間で設定しても良く、またローダ（２）の繰り返し運転のサイクル数で設定しても良い。
【０００７】
上記速度管理手段（２３）によって起動後の所定の間だけ第２の速度で駆動するのは、ローダ（２）の動作サイクルにおける動作経路のうち、全動作経路であっても良いが、一部の区間だけであっても良い。
例えば、上記ローダ（２）が、工作機械（３）に対するワーク（Ｗ）の搬入または搬出経路において、少なくとも一つのワーク受渡し位置（Ｐ１）を有する場合に、上記速度管理手段（２３）は、上記ワーク受渡し位置（Ｐ１）に係わるローダ動作区間（Ｌ）の速度制御として、上記自動運転手段（１９）によるローダ（２）の動作が起動してから所定の間は上記第２の速度でローダ（２）を駆動し、上記所定の間が過ぎた後は、第１の速度で駆動するものとしても良い。
この構成の場合、ワーク受渡し位置（Ｐ１）の付近だけで速度を落とすので、サイクルタイムへの影響が小さく、速度低下による生産性低下をより少なく抑えることができる。
【０００８】
このようにワーク受渡し位置（Ｐ１）に係わるローダ動作区間（Ｌ）の速度制御として第２の速度および第１の速度の変更を行うようにした場合に、上記速度管理手段（２３）は、上記第２の速度でローダ（２）を駆動するのは、上記受渡し位置（Ｐ１）に係わるローダ動作区間（Ｌ）における途中（Ａ）からワーク受渡し位置（Ｐ１）までの範囲（Ｌ１）であって、上記途中（Ａ）までは第１の速度で駆動するものとしても良い。上記受渡し位置（Ｐ１）に係わるローダ動作区間（Ｌ）は、例えば、ローダ（２）が直交３軸方向に移動する形式のものである場合に、ワーク受渡し位置（Ｐ１）に対面する位置でその対面方向に移動する動作区間である。
このように、受渡し位置に係わるローダ動作区間（Ｌ）の途中から第２の速度に低下させるようにした場合、低速動作の間がより短くなるので、速度低下によるサイクルタイムへの影響がより小さくなり、生産性低下をより一層少なく抑えることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。このローダ制御装置１の制御対象となるローダ２は、工作機械３に対してワークＷを搬入または搬出するものである。ローダ２および工作機械３は、特に形式を問わないが、具体例を図２および図１の下段に示す。工作機械３は、図示の例では旋盤であって主軸チャック４を有している。工作機械３は、より詳しくは平行２軸旋盤であり、左右に並ぶ２つの主軸チャック４と、これら主軸チャック４の並びの両側に配置された２つのタレット式の刃物台５とを備える。
【００１０】
ローダ２は、各主軸チャック４，４とワーク台１３上との間でワークＷ（図１）の搬送および受渡しを行うものである。ローダ２はガントリ式のものであり、工作機械３の左右方向（Ｘ軸方向）に延びるレール６に、走行体７が走行自在に設置されている。走行体７に前後（Ｚ軸方向）移動自在に前後移動台８が搭載され、前後移動台８に設置された昇降ロッド９の下端にローダヘッド１０が設けられている。ローダヘッド１０には、主軸チャック４に対面する方向と下向きとの２つのローダチャック１１が設けられ、これら２つのローダチャック１１は、旋回式の入替え機構１２によって互いの位置が入れ替え可能とされている。ローダ２の走行体７、前後移動台８、および昇降ロッド９は、各軸のモータ１４，１５，１６によって駆動される。
【００１１】
ローダ２は、主軸チャック４にローダヘッド１０のローダチャック１１が対面し、両チャック４，１１で同時にワークＷを把持可能な程度に近接する位置がワーク受渡し位置Ｐ１となる。また、ワーク台１３上に下向きのローダチャック１１が対面して近接する位置が他のワーク受渡し位置Ｐ２となる。
【００１２】
図１において、ローダ制御装置１は、コンピュータによる数値制御式のものであり、ローダプログラム１８に従ってローダ２を自動運転する自動運転制御手段１９を有している。自動運転制御手段１９は、操作盤に設けられた操作スイッチ等からなる起動手段２４により、自動運転が起動させられ、ローダプログラム１８を繰り返し実行する。自動運転制御手段１９は、ローダ３の各軸のサーボモータ１４〜１６を制御する軸動作制御部２０を有している。軸動作制御部２０は、各軸毎に別々に設けられているが、図では一つで代表して示している。
【００１３】
このローダ制御装置１に、ローダ３を第１の速度で駆動する速度管理手段２３を設ける、第１の速度は、第１速度設定部２１に設定される。また、第１の速度よりも遅い第２の速度が第２速度設定部２２に設定される。これら第１速度および第２速度の切換が速度管理手段２３により行なわれる。上記第１速度設定部２１および第２速度設定部２２は、例えば軸動作制御部２０でローダプログラム１８の移動命令を実行するときに速度オーバライドさせるオーバライド値を設定した手段とされる。各オーバライド値は、例えば第１速度設定部２１は１００％、第２速度設定部２２は２０％にそれぞれ設定される。なお、第１の速度設定部２１および第２速度設定部２２における設定速度である第１速度および第２の速度は、速度オーバライドの値で設定するか否かを問わず、任意の値に設定可能とすることが好ましい。
【００１４】
速度管理手段２３は、自動運転手段１９によるローダ３の動作が起動してから所定の間は第２の速度でローダ３を駆動し、所定の間が過ぎた後は、第１の速度で駆動するものとされている。所定の間は、例えば設定時間または設定サイクル数として定められる。速度管理手段２３は、この実施形態ではローダ２の全経路ではなく、主軸チャック４へのワーク受渡し位置Ｐ１に係わるローダ動作区間Ｌの速度制御として、自動運転手段１９によるローダ２の動作が起動してから所定の間は第２の速度でローダを駆動し、上記所定の間が過ぎた後は第１の速度で駆動する制御を行うものとされている。したがって、速度管理手段２３は、主軸チャック４に対面する位置でのＺ軸サーボモータ１５の駆動において、上記第１，第２の速度の切換を行う。
【００１５】
速度管理手段２３は、さらに第２の速度でローダを駆動するのは、上記受渡し位置Ｐ１に係わるローダ動作区間Ｌにおける所定の途中位置Ａからワーク受渡し位置までの範囲Ｌ１であり、Ｚ軸方向駆動の始点位置Ｂから途中位置Ａまでは第１の速度で駆動するものとしている。速度管理手段２３は、具体的には、図３と共に後述する速度曲線▲１▼による制御を行うものとしてある。
【００１６】
このローダ制御装置１は、上記ワーク受渡し位置Ｐ１を教示する座標教示手段２６と、教示された座標位置を記憶する座標記憶手段２５と備えている。すなわち、このローダ制御装置１は、ローダプログラム１８によってローダ３を停止させる各位置を、直接に座標位置で指令せずに位置識別名称で指定し、その位置識別名称と座標位置とを対応させた座標記憶手段２５を設けている。上記ワーク受渡し位置Ｐ１は、この位置識別名称で指定する位置の一つとされる。自動運転手段１９は、ローダプログラム１８の移動指令における位置識別名称から、座標記憶手段２５における位置識別名称と対応する座標位置を読み取り、その座標位置へ移動させる出力を行う。これにより、例えばワーク長さの変更等に対して、ローダプログラム１８の移動命令を変更せずに、座標記憶手段２５の記憶内容を変更するだけで済むようにしている。座標記憶手段２５の記憶内容は、座標教示手段２６によって教示可能とされている。この教示は、数値入力により行うようにしても、またワークＷを把持させたローダ３を手動で動作させて行うようにしても良い。
【００１７】
なお、速度管理手段２３は、ワーク受渡し位置Ｐ１に係わるローダ動作区間の速度制御として、座標記憶手段２５に新たな座標データが記憶されてから、所定の間は第２の速度でローダ２を駆動するという管理内容が追加されたものとしても良い。この場合の所定の間は、例えばローダサイクルの設定繰り返し回数とされる。
【００１８】
上記構成の動作を説明する。ローダ２は、ローダプログラム１８の各命令により、自動運転手段１９により動作が制御される。これにより、主軸チャック４へのワーク搬入動作として、次の一連の動作を行う。例えば、ワーク台１３上のワークＷをローダチャック１１で把持し、昇降ロッド９の上昇、走行体７の主軸上への走行、昇降ロッド９の下降を行い、この後またはこの間における２つのチャック位置の入替えと、前後移動台８の移動によるローダチャック１１の主軸チャック４への接近動作を順次行う。この接近動作の区間が、受渡し位置Ｐ１に係わるローダ動作区間Ｌである。
【００１９】
速度管理手段２３は、このローダ動作区間Ｌの速度制御において、自動運転手段１９によるローダ２の動作が起動してから所定の間、例えば１〜３サイクルの間では第２の速度でローダ２を駆動し、上記所定の間が過ぎた後は第１の速度で駆動する制御を行う。上記の起動は、毎日の朝や、昼休み終了後など、ローダ２を休止せていた状態から起動させた場合や、手動運転の後に自動運転手段１９による運転に切り換えた場合等である。
この場合に、第２の速度でローダ２を駆動するのは、受渡し位置Ｐ１に係わるローダ動作区間Ｌにおける所定の途中位置Ａから受渡し位置Ｐ１までの範囲Ｌ１とされ、Ｚ軸方向駆動の始点位置Ｂから途中位置Ａまでは第１の速度で駆動するものとしている。
【００２０】
速度管理手段２３は、具体的には、自動運転手段１９によるローダ２の動作が起動してから所定の間は、図３の速度曲線▲１▼による速度制御を行い、所定の間を経過した後は、速度曲線▲２▼による速度制御を行う。速度曲線▲２▼は、速度オーバライド値を１００％とする場合であり、加速、一定の最高速度（第１の速度）、減速の過程を経る台形制御とされる。速度曲線▲２▼は、加速、一定の最高速度までは速度曲線▲２▼と同じであるが、最高速度で移動している途中で第２の速度まで減速し、２の速度で受渡し位置Ｐ１に近接した後に減速，停止を行う。
【００２１】
このローダ制御装置１によると、このように、不確定要素の多い起動後の所定の間は第２速度に落とすため、干渉が生じてもローダ２や工作機械３に損傷を与えることを防止できる。例えば起動時に低温のために潤滑不良となっていて、目標位置までローダヘッド１０が下降していなかったような場合、ローダ２に把持されたワークＷが主軸チャック４の上側のチャック爪に干渉する恐れがあるが、このような干渉を生じても、低速であるため、機械に損傷を与えることがない。第２の速度に低下させるのは、起動後の所定の間だけであり、その後は第１の速度で動作させるため、速度低下による生産性低下が回避される。また、速度低下させるのは、受渡し位置Ｐ１に係わるローダ動作区間Ｌだけであって、さらにそのうちの途中位置Ａからの範囲Ｌ１だけであるため、速度低下による生産性低下はより一層影響が少ない。また、ワーク受渡し位置Ｐ１の付近で速度を落とすことから、停止位置決めを精度良く安定して行うことができる。
【００２２】
なお、起動時の所定の間に速度低下させる範囲を、ローダ走行範囲等とした場合は、例えば、自動運転の休止時にローダ走行経路に器物等が置かれたようなときに、干渉による損傷が生じることが防止される。
また、速度管理手段２３が、ワーク受渡し位置Ｐ１に係わるローダ動作区間Ｌの速度制御として、座標記憶手段２５に新たな座標データが記憶されてから、所定の間は第２の速度でローダ２を駆動するという内容を有する場合は、教示ミスによる干渉が生じても安全が得られる。
【００２３】
第１速度設定部２１および第２速度設定部２２は、いずれも速度オーバライド値の設定手段としたが、そのオーバライド値は、ローダプログラム１８で指定される元の速度値に対して掛けるものとする。これにより、例えば手動運転の間に作業者が一旦オーバライドを行っても、それぞれ再度、正しい第１の速度および第２の速度に制御できる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明のローダ制御装置は、ローダをプログラムに従って動作させる自動運転制御手段と、ローダを第１の速度で駆動する速度管理手段とを備え、上記速度管理手段は、上記自動運転手段によるローダの動作が起動してから所定の間は第１の速度より遅い第２の速度でローダを駆動するものとしたため、不確定要素の多い起動後の所定の間のみ速度を落とすことにより、生産性低下をできるだけ回避しながら、干渉が生じてもローダや工作機械に損傷を与えることを防止できる。
上記ローダが、工作機械に対するワークの搬入または搬出経路において、少なくとも一つのワーク受渡し位置を有し、上記速度管理手段は、上記ワーク受渡し位置に係わるローダ動作区間の速度制御として、上記自動運転手段によるローダの動作が起動してから所定の間は上記第２の速度でローダを駆動し、上記所定の間が過ぎた後は、第１の速度で駆動するものとした場合は、速度低下にる生産性低下をより少なくすることができる。
また、上記速度管理手段が、上記第２の速度でローダを駆動するのを、上記受渡し位置に係わるローダ動作区間における途中からワーク受渡し位置までの範囲とした場合は、速度低下にる生産性低下をさらに少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかるローダ制御装置の概念構成を示すブロック図である。
【図２】その制御対象となるローダの一例を工作機械と共に示す正面図である。
【図３】速度制御例の各速度曲線の説明図である。
【図４】従来のワーク受渡し時の課題を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ローダ制御装置
２…ローダ
３…工作機械
４…主軸チャック
１８…ローダプログラム
１９…自動運転制御手段
２０…軸動作制御部
２１…第１速度設定部
２２…第２速度設定部
２３…速度管理手段
２４…起動手段
２５…座標記憶手段
２６…座標教示手段
Ａ…途中位置
Ｌ…ローダ動作区間
Ｐ１…ワーク受渡し位置
Ｐ２…他のワーク受渡し位置
Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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