(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローダを、工作機械の加工中に、工作機械に対するワークの供給および搬出のために動作させるローダ制御装置であって、ローダによるワーク搬送のサイクルタイムとワーク加工にかかる時間とからワークの加工時間に対するローダの待ち時間を計測する計時手段と、該計時手段によって計時された待ち時間に応じて、その待ち時間の分だけローダの移動速度または加減速を低く抑えるように、ローダのサイクルタイムを制御するサイクルタイム制御手段とを備えたローダ制御装置。
【請求項２】
計時手段は、ローダが所定位置まで加工位置に近づいた後、前記加工位置のワークの加工完了を待つ時間を計測し、サイクルタイム制御手段は、この計時手段により所定時間以上の待ち時間が測定されると、次回以降のローダサイクルでローダの加減速時定数を下げ、またはローダの最高速度を低下させることを特徴する請求項１記載のローダ制御装置。
【請求項３】
前記サイルタイム制御手段は、前記計時手段で計測された待ち時間に応じて、ローダの水平方向の加減速時定数を下げ、または最高速度を規制する水平移動制御手段と、ローダの鉛直方向の加減速時定数を下げ、または最高速度を規制する鉛直移動制御手段と、前記待ち時間に応じて前記水平移動制御手段および鉛直移動制御手段の少なくとも一方を機能させる待ち時間対応制御軸選択手段とを備える請求項１または請求項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、旋盤等の工作機械に装備されるローダを制御するローダ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤等の工作機械へのワークの供給や、工作機械からのワークの搬出には、ガントリローダ等のローダが使用されている。一般的に、このようなローダの移動では、加工されるワークの種類を問わず加減速時定数や最高速度を一定値に定めて行われる。そのため、ワークの種類によっては、工作機械が１つのワークを加工し終わるまでの時間よりも、ローダのサイクルタイムが短くなる場合がある。このような場合、従来はワークの加工が終了するまでローダを停止して待機させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のような場合、ローダは待機位置で何もせずに待機したままとなるので、ローダの稼働効率という点で問題になる。また、ローダは、高速で走行させたり、急激に加減速すると、その振動が加工に影響することがある。特に、仕上げ加工では、ローダの走行に伴う振動が加工精度に与える影響を無視できない場合がある。
ワーク加工のサイクルタイムを上げるためには、ローダを高速で走行させることが必要な場合もあるが、上記従来例では、ローダに待ち時間が生じる場合でも、予め定められた一定の加減速時定数や最高速度でローダを移動させているため、無駄にローダを高速移動させ、加工精度の低下や、ローダを最大スペック付近で使用することによるローダの寿命低下を招いている。
【０００４】
この発明は、このような課題を解消するものであり、ローダの稼働効率の低下を抑制すると共に、ローダの移動に伴って生じる振動によるワークの加工精度の低下を防止できるローダ制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【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を参照して説明する。このローダ制御装置は、ローダ（６）を、工作機械（２）の加工中に、工作機械（２）に対するワーク（Ｗ）の供給および搬出のために動作させるローダ制御装置であって、ローダ（６）によるワーク搬送のサイクルタイムとワーク加工にかかる時間とからワーク（Ｗ）の加工時間に対するローダ（６）の待ち時間を計測する計時手段（２１）と、該計時手段（２１）によって計時された待ち時間に応じて、その待ち時間の分だけローダ（６）の移動速度または加減速を低く抑えるように、ローダのサイクルタイムを制御するサイクルタイム制御手段（２３）とを備えたものである。
この構成によれば、ワーク（Ｗ）の加工が完了するまでローダ（６）は何もしない状態で停止することがなくなり、ローダ（６）の稼働率の低下が抑制される。
上記構成において、計時手段（２１）は、ローダ（６）が所定位置まで加工位置に近づいた後、前記加工位置のワーク（Ｗ）の加工完了を待つ時間を計測し、サイクルタイム制御手段（２３）は、この計時手段（２１）により所定時間以上の待ち時間が測定されると、次回以降のローダサイクルでローダ（６）の加減速時定数を下げ、またはローダの最高速度を低下させるものとしても良い。
この構成によれば、ワーク（Ｗ）の加工完了を待つ代わりに、その待ち時間の分だけローダ（６）の移動速度あるいは加減速が低く抑えられるので、ローダ移動に伴って生じる振動も小さくなり、その振動がワーク（Ｗ）の加工精度に与える影響を小さくすることができる。したがって、ローダの稼働率の低下を抑制すると共に、ローダ移動に伴う振動による加工精度の低下を防止できる。
【０００６】
また、これらの上記構成において、前記サイクルタイム制御手段（２３）は、水平移動制御手段（２４）と、鉛直移動制御手段（２５）と、待ち時間対応制御軸選択手段（２２）とを備えたものとしても良い。ここで、水平移動制御手段（２４）は、前記計時手段（２１）で計測された待ち時間に応じて、ローダ（６）の水平方向の加減速時定数を下げ、または最高速度を規制する手段であり、また鉛直移動制御手段（２５）は、ローダ（６）の鉛直方向の加減速時定数を下げ、または最高速度を規制する手段である。待ち時間対応制御軸選択手段（２２）は、前記待ち時間に応じて前記水平移動制御手段（２４）および鉛直移動制御手段（２５）の少なくとも一方を機能させる手段である。
この構成の場合、ローダ（６）の待ち時間に応じて、ローダ（６）の移動速度あるいは加減速を低く抑えられるだけでなく、その速度制限等を水平移動時に適用するか鉛直移動時に適用するかの選択もできるので、待ち時間をよりきめ細かくローダ移動速度等の制限に転換できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１は、この実施形態のローダ制御装置と、このローダ制御装置で制御されるガントリ式のローダと、このガントリローダでワークの供給および搬出が行われる工作機械であるタレット式の旋盤との関係を示す。旋盤１は、一対の主軸３，３と、これらに対応する一対のタレット４，４とを有する平行２軸旋盤であり、開閉自在とした共通の機体カバー２によって全体が囲まれている。タレット４は各周面部分を工具装着用のステーションとした正面形状多角形のドラム状のものであり、前後（Ｚ軸方向）移動可能でかつ割り出し回転可能に設けられ、各ステーションに各種の工具（図示せず）が装着さている。
【０００８】
旋盤１の上方には、架設レール５に沿って走行するガントリ式のローダ６が設置されている。ガントリローダ６は、架設レール５上を走行する走行体７に前後移動台８を設け、前後移動台８に昇降ロッド９を昇降駆動自在に設け、昇降ロッド９の下端にワークＷを把持するローダヘッダ１０を設けて構成されている。すなわち、架設レール５に沿った走行体７の左右方向（Ｘ軸方向）への水平走行、前後移動台８の前後（Ｚ軸方向）移動、および昇降ロッド９の鉛直方向（Ｙ軸方向）への昇降により、ローダヘッド１０は３次元方向に移動できる。このローダヘッド１０には、２個のローダチャック１１Ａ，１１Ｂが主軸３に対向する面と下面とに設けられ、これら両ローダチャック１１Ａ，１１Ｂの位置は互いに入替え可能とされている。
【０００９】
旋盤１の側方には、ワークＷを載せたパレット１２をロータリテーブル１３上の所定の周回経路で周回させるロータリ式のワークフィーダ１４が設置されている。上記ガントリローダ６は、ワークフィーダ１４のパレット１２上から旋盤１の主軸３へのワークＷの供給と、主軸３から搬出位置（図示せず）へのワークＷの搬出とを行う。
【００１０】
図１において、旋盤制御装置１５は、旋盤１の全体を制御するコンピュータ式の制御装置であって、プログラマブルコントローラと数値制御装置（ＮＣ装置）とからなり、加工プログラム１６を解析して実行する演算制御部１７と、旋盤１の各軸サーボモータを駆動するサーボドライバ１８とを備えている。
【００１１】
ローダ制御装置１９は、ガントリローダ６を制御するコンピュータ式の制御装置であり、ローダプログラム２０を記憶すると共に、計時手段２１と、待ち時間対応制御軸選択手段２２と、サイクルタイム制御手段２３とを備えている。ローダプログラム２０に従って各サーボモータが制御される。計時手段２１は、ガントリローダ６の繰り返し動作において、ガントリローダ６が旋盤１のワーク取出し位置に近づいた後、旋盤１でのワークＷの加工完了を待つ時間を計測する手段である。
サイクルタイム制御手段２３は、計時手段２１により所定時間以上の待ち時間が計測された場合に、次回以降のローダサイクルでガントリローダ６の加減速時定数を下げ（すなわち長くし）、かつガントリローダ６の移動最高速度を低下させる手段である。このサイクルタイム制御手段２３は、ガントリローダ６の水平方向（Ｘ軸方向）移動時の加減速時定数を下げたり、移動最高速度を規制する水平移動制御手段２４と、ガントリローダ６の昇降ロッド９によるローダヘッド１０の鉛直方向（Ｙ軸方向）の昇降移動時の加減速時定数を下げたり、移動最高速度を規制する鉛直移動制御手段２５とを備えている。
待ち時間対応制御軸選択手段２２は、計時手段２１で計測された待ち時間に応じて、水平移動制御手段２４および鉛直移動制御手段２５のいずれを機能させるかを選択する手段である。
【００１２】
次に、ローダ制御装置１９によるガントリローダ６のサイクル動作制御を、図４および図５を参照して説明する。図４は、ガントリローダ６が旋盤１の主軸３上のワーク取出し位置まで架設レール５に沿って水平移動する場合の動作説明図を示す。旋盤１において同一のワークＷを複数個連続して加工する場合、図５にフロー図で示すように、ガントリローダ６が移動を開始するのに先立ち、新たなロットであるかどうかが判断され（ステップＳ１）、新たなロットであれば前回のロットにおいて水平移動制御手段２４および鉛直移動制御手段２５により選択された加減速時定数および最高速度の設定値が初期化される（ステップＳ２）。ついで、図４に実線で示すように、ローダプログラム２０に設定されている所定の加速時定数τU でガントリローダ６が加速されて水平移動が開始され（ステップＳ３）、所定の最高速度ＶH に達するとその速度で水平移動が継続し、所定距離まで主軸３上に接近すると、ローダプログラム２０に設定されている所定の減速時定数τD で減速され、所定の低速ＶL に達するとその速度で水平移動がさらに継続し、主軸３上のワーク取出し位置に到達する。
【００１３】
このとき、旋盤１を囲む機体カバー２のシャッターが閉じた状態にあってワークＷの加工が続いていれば、計時手段２１による待ち時間の計測が開始される（ステップＳ４）。計測された待ち時間が所定時間Ｔ１以上の場合（ステップＳ５）、サイクルタイム制御手段２３によって、次回以降のローダサイクルにおける水平移動での加減速時定数と最高速度として、ローダプログラム２０に設定されている加減速時定数τU ，τD および最高速度ＶH に代えて、水平移動制御手段２４に予め複数レベルで設定されている加減速時定数の低下設定値および最高速度の制限値の中から、上記待ち時間Ｔ１に見合う設定値τU1，τD1，ＶH1が選択される（ステップＳ６）。また、待ち時間が所定時間Ｔ２（Ｔ１＞Ｔ２）以上の場合（ステップＳ７）、次回以降のローダサイクルにおける水平移動での加減速時定数と最高速度として、上記待ち時間Ｔ１に見合う設定値τU2，τD2，ＶH2が選択される（ステップＳ８）。一方、待ち時間が所定時間Ｔ２以下の場合には、このような設定値の切替えは行われない。なお、計測される待ち時間によっては、待ち時間対応制御軸選択手段２２によって、鉛直移動制御手段２５の機能が選択され、ステップＳ５，Ｓ６において次回以降のローダサイクルにおける鉛直移動での加減速時定数と最高速度として、待ち時間に見合う設定値τ’U1，τ’D1，Ｖ’H1が選択される。鉛直移動制御手段２５に設定される加減速時定数の低下設定値および最高速度の制限値も、水平移動制御手段２４の場合と同様に複数レベルで設定しても良い。なお、前記各設定値は、加減速時定数や速度そのものの値で設定してもよく、また「加減速時定数をＮ％延ばす」、あるいは「最高速度をＮ％下げる」というように、係数で設定しておいても良い。
【００１４】
以後、ワークＷの取出しが行われガントリローダ６の１サイクルの動作が終了すると（ステップＳ９）、全ワークの加工が終わらない限り（ステップＳ１０）、ステップＳ１に戻り、ガントリローダ６の次のサイクルが開始される。ステップＳ１において、ロッド更新がないと判断された場合、すなわち先のサイクルの場合と同じワークＷが加工される場合には、先にサイクルタイム制御手段２３の水平移動制御手段２４や鉛直移動制御手段２５で選択された加減速時定数や最高速度でローダ移動が開始される（ステップＳ１１）。水平移動制御手段２４により加減速時定数の低下設定値としてτU1，τD1、最高速度の制限値としてＶH1が選択されている場合には、ガントリローダ６の水平移動において、図４に破線で示すように加速、高速移動、および減速が行われる。また、水平移動制御手段２４により加減速時定数の低下設定値としてτU2，τD2、最高速度の制限値としてＶH2が選択されている場合には、ガントリローダ６の水平移動において、図４に鎖線で示すように加速、高速移動、および減速が行われる。鉛直移動制御手段２５により加減速時定数の低下設定値、および最高速度の制限値が選択されている場合も、同様にしてガントリローダ６の鉛直移動が行われる。
前記の再度のローダ移動の開始（ステップＳ１１）の後、前記の待ち時間計測（ステップＳ４）の処理が行われ、前記と同様にして待ち時間に応じた各処理（ステップＳ５〜Ｓ８）が毎回繰り返される。このように毎回計測を行うことで、運転状況の変化に応じて、最適の設定値でローダ走行が行える。
なお、再度のローダ移動の開始（ステップＳ１１）の後、待ち時間計測（ステップＳ４）を行わずに、ロットが更新されるまで、初回の待ち時間計測（ステップＳ４）に応じて設定された値でローダ走行を繰り返すようにしても良い。また、水平移動制御手段２４および鉛直移動制御手段２５の他に、前後移動台８の前後（Ｚ軸方向）移動時の加減速時定数を下げたり、移動最高速度を規制する前後移動制御手段をサイクルタイム制御手段２３に設けるようにしても良い。
【００１５】
このように、この実施形態のローダ制御装置１９によると、旋盤１でワークＷの加工が完了するのを待つ代わりに、その待ち時間の分だけガントリローダ６の移動速度あるいは加減速が低く抑えられるので、ローダ移動に伴い生じる振動もそれだけ小さくなり、その振動がワークＷの加工精度に与える影響を小さくすることができる。また、このようなローダ速度の低下等により、ローダ６の負荷（デューティー比）が下がるため、故障率の低減も実現できる。
【００１６】
また、ガントリローダ６の移動速度あるいは加減速を低く抑えられるだけでなく、速度制限や加減速の抑制を水平移動時に適用するか鉛直移動時に適用するかも選択できるので、待ち時間をよりきめ細かくローダ移動速度等の制限に転換できる。
さらに、水平移動制御手段２４や鉛直移動制御手段２５は、加減速時定数の低下設定値や最高速度の制限値が複数レベルで設定されているので、ローダ移動速度および加減速をよりきめ細かく制限できる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明のローダ制御装置は、ローダを、工作機械の加工中に、工作機械に対するワークの供給および搬出のために動作させるローダ制御装置であって、計時手段によって、ローダによるワーク搬送のサイクルタイムとワーク加工に係る時間とからワークの加工時間に対するローダの待ち時間を計測し、該計時手段によって計測された待ち時間に応じて、その待ち時間の分だけローダの移動速度または加減速を低く抑えるように、サイクルタイム制御手段がローダのサイクルタイムを制御しているので、ワークの加工が完了するまでローダは何もしない状態で停止することがなくなり、ローダの稼働率の低下が抑制される。
また、計時手段は、ローダが所定の位置まで加工位置に近づいた後、前記加工位置のワークの加工完了を待つ時間を計測する計時手段と、この計時手段により所定時間以上の待ち時間が測定されると、次回以降のローダサイクルでローダの加減速時定数を下げ、またはローダの最高速度を低下させるサイクルタイム制御手段とを設けたため、ワークの加工完了を待つ代わりに、その待ち時間の分だけローダの移動速度あるいは加減速を低く抑えることができ、それだけローダ移動に伴い生じる振動が小さくなって、振動がワークの加工精度に与える影響を小さくすることができる。しかも、サイクルタイムを長くすることなく、前記の振動低下が図れる。
前記サイクルタイム制御手段につき、前記計時手段で計測された待ち時間に応じて、ローダの水平方向の加減速時定数を下げ、または最高速度を規制する水平移動制御手段と、ローダの鉛直方向の加減速時定数を下げ、または最高速度を規制する鉛直移動制御手段と、前記待ち時間に応じて前記水平移動制御手段および鉛直移動制御手段のいずれを機能させるかを選択する待ち時間対応制御軸選択手段とを備えたものとした場合は、ローダの待ち時間に応じて、ローダの移動速度あるいは加減速を低く抑えられるだけでなく、その速度制限等を水平移動時に適用するか鉛直移動時に適用するかも選択できるので、待ち時間をよりきめ細かくローダ移動速度等の制限に転換できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の概念構成を示す説明図である。
【図２】同実施形態の構成を示す平面図である。
【図３】同実施形態の斜視図である。
【図４】同実施形態におけるローダ移動動作を示す説明図である。
【図５】同ローダ移動動作のフロー図である。
【符号の説明】
６…ガントリローダ
２１…計時手段
２２…待ち時間対応制御軸選択手段
２３…サイクルタイム制御手段
２４…水平移動制御手段
２５…鉛直移動制御手段
Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003925570.tif 000005
【図５】
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