(57)【要約】      （修正有）【課題】  作業時間を短縮することができ、また、事前に作業の動作経路確認をすることもできるようにする。【解決手段】  あらかじめ記憶されている教示位置に基づいて生産設備を動作させ、あるプログラムによる生産設備の動作が終了したときに、生産設備の動作完了時点の教示位置と実際に検出されている現在位置とを比較し、教示位置と現在位置との差が所定範囲内であれば、生産設備を原位置に戻さずに次のプログラムを実行し、その差が所定範囲内になければそのプログラムの処理を終了する。【選択図】図２
2005258833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産設備の教示位置を記憶する教示位置記憶手段と、
当該生産設備の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
プログラムによる前記生産設備の動作が完了したときに、当該教示位置記憶手段に記憶されている前記生産設備の動作完了時点の教示位置と当該現在位置検出手段で検出されている現在位置とを比較する比較手段と、
当該教示位置と当該現在位置との差が所定範囲内であれば、前記生産設備を原位置に戻さずに、次のプログラムを実行するプログラム実行手段とを有することを特徴とする生産設備の制御装置。
【請求項２】
前記プログラム実行手段は、
前記教示位置と前記現在位置との差が所定範囲内になければ、プログラムの処理を終了することを特徴とする請求項１に記載の生産設備の制御装置。
【請求項３】
あらかじめ記憶されている教示位置に基づいて生産設備を動作させる段階と、
プログラムによる前記生産設備の動作が完了したときに、前記生産設備の動作完了時点の教示位置と実際に検出されている現在位置とを比較する段階と、
当該教示位置と当該現在位置との差が所定範囲内であれば、前記生産設備を原位置に戻さずに、次のプログラムを実行し、その差が所定範囲内になければそのプログラムの処理を終了する段階と、
を含むことを特徴とする生産設備の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業時間を短縮することができ、また、事前に作業の動作経路確認をすることもできる生産設備の制御装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のＡＣサーボモータを組み合わせてなるユニット（たとえばＸ，Ｙ，Ｚ軸を有する直交３軸ユニット）、またはそのユニットを複数使用して構成される生産設備においては、基準位置に対して作成された教示データ（位置データ）を記憶させておき、その教示データに基づいて作業を行わせている。
【０００３】
たとえば、ある車両に部品を取り付ける場合、生産設備に設定された原位置を基点として作業を開始し、教示データを１ステップごとに読み出して作業を行わせ、作業完了後には再び生産設備を原位置に戻している。
【０００４】
なお、生産設備が教示データに基づいて正確に作業できるようにするために、従来の生産設備は下記特許文献１に開示されているような制御を行っている。
【特許文献１】特開平０７−１１４４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の生産設備にあっては、１つの作業が完了するたびに生産設備を原位置に戻していたので、次のプログラムを実行させるに当たり、前のプログラムの作業完了位置から生産設備を原位置に戻すまでの時間及び生産設備を原位置から次のプログラムの作業開始位置に送るまでの時間が無駄になっていた。
【０００６】
この無駄な時間を省くためには、前のプログラムによる作業が完了したときに、そのプログラムの作業完了位置から生産設備を次のプログラムの作業開始位置まで直接送ることができるようにすればよいが、従来の生産設備では、そのプログラムの作業完了位置から次のプログラムの作業開始位置までの動作経路を確認することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑みて成されたものであり、前のプログラムの作業完了位置から次のプログラムの作業開始位置に直接生産設備を動かすことができるようにして作業時間を短縮するとともに、前のプログラムの作業完了位置から次のプログラムの作業開始位置に生産設備を動かす前に、その動作経路を確認することもできる生産設備の制御装置およびその制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る生産設備の制御装置は、生産設備の教示位置を記憶する教示位置記憶手段と、当該生産設備の現在位置を検出する現在位置検出手段と、プログラムによる前記生産設備の動作が完了したときに、当該前記教示位置記憶手段に記憶されている前記生産設備の動作完了時点の教示位置と当該現在位置検出手段で検出されている現在位置とを比較する比較手段と、当該教示位置と当該現在位置との差が所定範囲内であれば、前記生産設備を原位置に戻さずに、次のプログラムを実行するプログラム実行手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するための本発明に係る生産設備の制御方法は、あらかじめ記憶されている教示位置に基づいて生産設備を動作させる段階と、プログラムによる前記生産設備の動作が完了したときに、前記生産設備の動作完了時点の教示位置と実際に検出されている現在位置とを比較する段階と、当該教示位置と当該現在位置との差が所定範囲内であれば、前記生産設備を原位置に戻さずに、次のプログラムを実行し、その差が所定範囲内になければそのプログラムの処理を終了する段階と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように、そのプログラムの完了時点の現在位置が教示位置に比較してどの程度ずれているのかを見て、そのずれが小さければ、そのまま次のプログラムを実行したとしても当初予定していたとおりの経路で作業を行うことができるということがわかり、そのずれが大きければ、次のプログラムを実行しても当初予定していたとおりの経路で作業を行うことができないということがわかる。したがって、あるプログラムの作業完了位置から次のプログラムの作業開始位置までの動作経路を事前に（次のプログラムの実行前に）確認することができるようになり、前のプログラムによる作業が完了したときに、そのプログラムの作業完了位置から生産設備を次のプログラムの作業開始位置まで直接（一旦原位置に戻すことなく）動作させることができるようになる。このため、プログラムの処理が完了するたびに生産設備を原位置に戻す必要がなくなり、異なるプログラムを連続して実行することができ、生産効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る生産設備の制御装置および制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る生産設備の制御装置の概略構成図である。
【００１２】
本実施の形態では生産設備として直交３軸ユニット１００を例示している。直交３軸ユニット１００は、移動台１０５を基台１１０に対して図示Ｘ方向に移動させるＸ軸ユニット、移動台１１５を基台１１０に対して図示Ｙ方向に移動させるＹ軸ユニット、昇降台１２０を基台１１０に対して図示Ｚ方向に移動させるＺ軸ユニットを有している。各ユニットにはサーボモータ１３０、１４０、１５０が設けられ、各軸はこれらのサーボモータ１３０、１４０、１５０によって駆動される。また、これらのサーボモータ１３０、１４０、１５０には図示しないエンコーダが取り付けられており、エンコーダから出力されるパルスの数をカウントすることによって、移動台１０５、移動台１１５、昇降台１２０の現在位置を知ることができる。
【００１３】
直交３軸ユニット１００はＮＣ制御装置２００によってその動作が制御される。ＮＣ制御装置２００は、実行ステップＮｏ記憶部２０５、教示データ記憶部２１０、完了ステップＮｏ記憶部２１５、経路確認処理部２２０、現在位置記憶部２２５、完了位置記憶部２３０、位置決め制御部２５０を備えている。
【００１４】
実行ステップＮｏ記憶部２０５は、上位の指示装置であるＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）３００から出力されてくる位置決め実行の指示（プログラムのステップＮｏ）を記憶する部分である。実行ステップＮｏ記憶部２０５に記憶されているステップＮｏによって、プログラムの現在行われているまたは終了したステップを知ることができる。教示データ記憶部２１０は、教示位置記憶手段を構成するものであって、直交３軸ユニット１００の作業位置をプログラムのステップＮｏに対応させて教示位置として記憶している部分である。教示データ記憶部２１０には、教示作業によって、１つのプログラムにおける作業の開始から終了までの作業位置が記憶される。
【００１５】
ＰＬＣ３００からたとえばステップＮｏ５０の位置決め実行指示が出力されると、実行ステップＮｏ記憶部２０５は実行ステップとして「Ｎｏ５０」を記憶し、教示データ記憶部２１０に記憶されている教示データを検索してその中からステップＮｏ５０に対応している作業位置を取り出し、取り出した作業位置を位置決め制御部２５０に出力するようになっている。
【００１６】
位置決め制御部２５０は、入力した作業位置に基づいて各サーボモータ１３０、１４０、１５０の動作を制御する。上記のように、実行ステップＮｏ記憶部２０５からステップＮｏ５０に対応している作業位置が出力されてきた場合には、直交３軸ユニット１００の作業点が指定された作業位置に設定されるように、各サーボモータ１３０、１４０、１５０の回転量を制御する。前述のように、サーボモータ１３０、１４０、１５０には現在位置検出手段として機能するエンコーダが取り付けられているので、これらのモータの回転量はエンコーダから出力されるパルスの数をカウントすることによって制御する。位置決めが完了したら、位置決め制御部２５０は、位置決めの完了したステップＮｏを完了ステップＮｏ記憶部２１５に出力する。
【００１７】
完了ステップＮｏ記憶部２１５は、位置決め制御部２５０から出力されてくる位置決めの完了したステップＮｏを記憶し、また、完了したステップＮｏをＰＬＣ３００に通知するものである。上記のように、位置決め制御部２５０がステップＮｏ５０に対応する位置決めを完了したら、位置決め制御部２５０は、完了ステップＮｏ記憶部２１５に完了ステップとして「Ｎｏ５０」を出力する。完了ステップＮｏ記憶部２１５は、完了ステップとして「Ｎｏ５０」を記憶し、同時にＰＬＣ３００に完了ステップとして「Ｎｏ５０」を出力する。したがって、ＰＬＣ３００は、完了ステップＮｏ記憶部２１５から出力されてきた完了ステップＮｏに基づいて直交３軸ユニット１００のプログラムがどのステップまで実行されたかを知ることになる。
【００１８】
現在位置記憶部２２５は、上記のエンコーダとともに現在位置検出手段として機能するものであって、直交３軸ユニット１００に設定されている原位置を基準とした現在位置を、各サーボモータ１３０、１４０、１５０のエンコーダから出力されるパルスに基づいて記憶するものである。
【００１９】
完了位置記憶部２３０は、位置決め制御部２５０が位置決めを完了したときに現在位置記憶部２２５に記憶された現在位置を完了位置として記憶するものである。
【００２０】
経路確認処理部２２０は、比較手段として機能するものであって、ＰＬＣ３００から出力されてくる経路確認実行の指示を受けて実行ステップＮｏ記憶部２０５に記憶されている実行ステップＮｏに基づき、そのステップＮｏに対応する教示位置を教示データ記憶部２１０から取り出す。取り出された教示位置は、経路確認用比較位置データとして使用される。また、経路確認処理部２２０は、完了ステップＮｏ記憶部に記憶されている完了ステップＮｏに基づき、そのステップＮｏに対応する完了位置を完了位置記憶部２３０から取り出す。取り出された完了位置は経路確認用完了データとして使用される。経路確認用比較位置データと経路確認用完了データは経路確認処理部２２０によって比較され、経路が当初のものから外れていないか否かが判断される。
【００２１】
上記の場合、教示データ記憶部２１０に記憶されているステップＮｏ５０に対応している教示位置と完了位置記憶部２３０に記憶されているステップＮｏ５０の位置決めが完了した時点における完了位置とが比較されることになる。この比較を行うのは、同一ステップにおける教示位置と完了位置とがほぼ一致していれば、次のプログラムに直接（生産機械を原位置に戻さずに）処理を移行しても、次のプログラムの実行過程において想定したとおりの経路で作業が行われるが、大きく外れていれば、そのまま次のプログラムに作業を移行したのでは想定したとおりの経路で作業をすることができないということがわかるからである。
【００２２】
経路確認処理部２２０は、この比較の結果、経路が想定した動作経路範囲内であればＰＬＣ３００と表示部２６０に経路が正常である旨を報知するとともに表示させ、それが動作経路範囲内になければＰＬＣ３００と表示部２６０に経路が異常である旨を報知するとともに表示させる。ＰＬＣ３００は経路が想定した動作経路範囲にないとの報知を受けた場合にはそのプログラムの処理を終了し、次のプログラムの実行を阻止する。したがって、ＰＬＣ３００はプログラム実行手段として機能することになる。
【００２３】
次に、図２以降のフローチャートに基づいて、本発明に係る生産設備の制御装置の動作を説明する。なお、これらのフローチャートは本発明に係る生産設備の制御方法の手順を説明するためのものでもある。
【００２４】
フローチャートを説明する前に、その手順の概略を説明しておく。まず、本発明の方法は、前のプログラムの作業完了位置が教示位置から大きく外れているか否かを確認するという処理を設けることによって、前のプログラムの作業完了位置から次のプログラムの作業開始位置まで直交３軸ユニット１００の作業点を直接移動できるようにしている。つまり、前のプログラムの作業完了位置から次のプログラムの作業開始位置までの動作経路が想定したとおりのものになるか否かを、前のプログラムの実際の作業完了位置が作業完了位置として教示した教示位置からずれていないかどうかを確認することによって行っている。実際の作業完了位置が教示位置から大きくずれている場合には、そのまま次のプログラムの作業開始位置に移動させたとしても、その移動させた位置が次のプログラムの作業開始位置として教示した教示位置からずれてしまっているため、作業を継続することができないことがわかる。このため、実際の作業完了位置が教示位置から大きくずれている場合には、物的な破損を防止するため直交３軸ユニット１００の動作を停止させ、実際の作業完了位置が教示位置とずれていない場合にのみ、その動作を継続させている。
【００２５】
図２は、本発明に係る生産設備の処理を示すメインフローチャートである。
【００２６】
まず、ＰＬＣ３００は、プログラムのステップをカウントするためのカウンタＳＴＥＰの値を０に設定する（Ｓ１０）。次に、そのカウンタＳＴＥＰの値を１だけインクリメントし、第１ステップ目の位置決め実行を実行ステップＮｏ記憶部２０５に指示する。（Ｓ１１）。実行ステップＮｏ記憶部２０５は、第１ステップの教示位置を教示データ記憶部２１０から探し出し、探し出した教示位置を位置決め制御部２５０に送る。位置決め制御部２５０は、直交３軸ユニット１００の作業点が、この教示位置に位置決めされるように、各サーボモータ１３０、１４０、１５０の動作を制御する。位置決めが完了すると、位置決め制御部２５０は完了ステップＮｏ記憶部２１５に第１ステップ目の位置決めが完了した旨を通知し、これを受けた完了ステップＮｏ記憶部２１５は第１ステップ目の位置決めが完了した旨をＰＬＣ３００に通知する。この通知を受けたＰＬＣ３００は経路確認処理部２２０に対して経路確認実行の指示を出力する。以上の処理は生産設備を動作させる段階を構成する。
【００２７】
一方、現在位置記憶部２２５は、直交３軸ユニット１００に設定されている原位置を基準とした現在位置を、各サーボモータ１３０、１４０、１５０のエンコーダから出力されるパルスに基づいて記憶するものであるが、完了位置記憶部２３０は、位置決め制御部２５０が位置決めを完了したときに現在位置記憶部２２５に記憶された現在位置を完了位置として記憶する。経路確認処理部２２０は、ＰＬＣ３００からの経路確認実行の指示を受けて実行ステップＮｏ記憶部２０５に記憶されている実行ステップＮｏ（ＳＴＥＰ＝１）に基づき、そのステップＮｏに対応する教示位置を教示データ記憶部２１０から取り出す。また、経路確認処理部２２０は、完了ステップＮｏ記憶部２１５に記憶されている完了ステップＮｏ（ＳＴＥＰ＝１）に基づき、そのステップＮｏに対応する完了位置を完了位置記憶部２３０から取り出す。経路確認処理部２２０は、取り出した教示位置と完了位置とを比較し、経路が当初のものから外れていないか否かを判断する（Ｓ１２、Ｓ１３）。以上の処理は教示位置と現在位置とを比較する段階を構成する。
【００２８】
この判断の結果、経路が当初のものから外れていなければ（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、直交３軸ユニット１００はステップ１の作業を実行する（Ｓ１４）。一方、経路が当初のものから外れていれば（Ｓ１３：Ｎｏ）、直交３軸ユニット１００はステップ１の作業の実行を中止する（Ｓ１５）。次に、ＰＬＣ３００はＳＴＥＰの値がプログラムのエンドステップの値に一致しているか否かを判断し（Ｓ１６）、一致していなければ（Ｓ１６：Ｎｏ）、次のステップに進んで上記と同様の処理を行い、一致していれば（Ｓ１６：Ｙｅｓ）処理を終了する。以上の処理はプログラムの実行または終了する段階を構成する。
【００２９】
図３は、図２のＳ１２のステップの処理のサブルーチンフローチャートであり、経路確認処理部２２０によって処理される。
【００３０】
まず、指定されたステップの位置決めが完了したか否かを判断する（Ｓ２１）。位置決めが完了していれば（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、その現在位置と教示位置とを比較して、現在位置が教示位置から大きくずれているか否かを判断する。具体的には、現在位置が教示位置に対して±αの位置にあるか否かが判断される。なお、αの値は要求される精度によって決める（Ｓ２２）。現在位置が教示位置から大きくずれていれば（Ｓ２２：Ｎｏ）、その経路はＮＧであると判断する（Ｓ２３）。一方、現在位置が教示位置から大きくずれていなければ（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、その経路はＯＫであると判断する（Ｓ２４）。
【００３１】
Ｓ２１のステップにおいて位置決めが完了していないと判断されたときには（Ｓ２１：Ｎｏ）、現在位置がステップ間の位置にあるか否かが判断される。具体的には、現在のステップがｎであるとすると、現在位置がステップｎ−１の教示位置−αとステップｎの教示位置＋αとの間にあるか否かを判断する（Ｓ２５）。現在位置がステップ間の位置になければ（Ｓ２５：Ｎｏ）、その経路はＮＧであると判断する（Ｓ２３）。一方、現在位置がステップ間の位置にあれば（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、その経路はＯＫであると判断する（Ｓ２４）。Ｓ２２及びＳ２５のステップが存在することによって、位置決めが完了している状態での再起動、またはステップ間の移動中の再起動を行う前に経路の確認をすることができる。もちろん、前のプログラムの完了位置から次のプログラムの開始位置への移動を行う場合に、次のプログラムの実行前にその経路の確認をすることもできる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、現在位置を検出することによって教示位置との比較をしたが、位置決めをするための位置決めデータを用いるようにしても良い。
【００３３】
本発明を生産設備に適用させることによって、動作経路確認範囲を示した図４に示すように、同一プログラムにおける位置決め位置間の動作経路だけでなく、前のプログラムから次のプログラムに移行する場合の動作経路の確認もすることができるようになり、生産設備の作業点をプログラムの終了に度に、原位置に戻す必要がなくなるため、生産効率が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
作業時間を短縮することができ、また、事前に作業の動作経路確認をすることもできる生産設備の制御装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る生産設備の制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る生産設備の処理を示すメインフローチャートである。
【図３】図２のＳ１２のステップの処理のサブルーチンフローチャートである。
【図４】本発明を適用した場合の動作経路確認範囲を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００    直交３軸ユニット、
１０５    移動台、
１１０    基台、
１１５    移動台、
１２０    昇降台、
１３０、１４０、１５０    サーボモータ、
２００    制御装置、
２０５    実行ステップＮｏ記憶部、
２１０    教示データ記憶部、
２１５    完了ステップＮｏ記憶部、
２２０    経路確認処理部、
２２５    現在位置記憶部、
２３０    完了位置記憶部、
２５０    位置決め制御部、
２６０    表示部、
３００    ＰＬＣ。
【図１】
2005258833.tif 000003
【図２】
2005258833.tif 000004
【図３】
2005258833.tif 000005
【図４】
2005258833.tif 000006