JP2016002601A - ワーク保持確認装置、及びワーク保持確認方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で容易にワークの受渡し時間を短縮することができ、生産性を向上することが可能なワーク保持確認装置を提供する。
【解決手段】ワークＷを保持可能な第１保持部３１と、ワークＷを搬送するローダ装置３に設けられてワークＷを保持可能な第２保持部１２とで受け渡されるワークＷの保持を確認するワーク保持確認装置４０であって、第１保持部３１と第２保持部１２との間のワークＷの受け渡し方向Ｄ１に対して交差方向Ｄ２に第２保持部１２を移動させる移動制御部４２と、第２保持部１２の移動が抑制されたことを検出して第１保持部３１または第２保持部１２によるワークＷの保持を判定する判定部４３と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワーク保持確認装置、及びワーク保持確認方法に関する。

旋盤などの工作機械は、加工装置の主軸に対してワークを搬入または搬出するローダ装置を備えたものが知られている。ローダ装置は、ワークを把持可能なローダチャックを備え、主軸に設けられたチャックとの間でワークの受渡しを行う。この受渡しは、受け側のチャックが保持動作を開始してから所定の時間が経過したことにより、保持が完了したと推定して渡し側のチャックを解放する手法が用いられる。また、ワークの保持が完了したことを確認する手法として、主軸を回転や発振等をさせながら、主軸側のチャック及びローダチャックの一方から他方にワークを渡して保持した際に、主軸の回転等が抑制されることを利用した手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４６３５５８８号明細書

上記のように、時間経過によって保持完了を推定する場合は、いずれか一方のチャックにワークを確実に保持させるために、マージンを取って長い推定時間に設定せざるを得ない。そのため、ワークの受渡し時間を短縮することができず、ワークの搬送に余分な時間をかけるため、生産性が低下するといった課題がある。また、特許文献１の手法を適用することでワークの受渡し時間を短縮することができるが、他の手法により時間短縮が可能な提案も望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、簡単な構成で容易にワークの受渡し時間を短縮することができ、生産性を向上することが可能なワーク保持確認装置、及びワーク保持確認方法を提供することを目的とする。

本発明のワーク保持確認装置は、ワークを保持可能な第１保持部と、ワークを搬送するローダ装置に設けられてワークを保持可能な第２保持部とで受け渡されるワークの保持を確認する装置であって、第１保持部と第２保持部との間のワークの受け渡し方向に対して交差方向に第２保持部を移動させる移動制御部と、第２保持部の移動が抑制されたことを検出して第１保持部または第２保持部によるワークの保持を判定する判定部と、を備える。

また、移動制御部は、第２保持部を交差方向において往復移動させてもよい。また、第１保持部および第２保持部のそれぞれは、ワークを把持または解放する開閉可能なチャックであり、移動制御部は、チャックが開いた間隔の範囲内でワークが移動するように第２保持部を往復移動させてもよい。また、受け渡し方向は、ワークを回転させながら切削加工するための主軸の回転軸の方向であり、移動制御部は、第２保持部を回転軸の方向と直交する方向に移動させてもよい。また、判定部は、第２保持部の移動に応じた負荷を検出する負荷検出部と、負荷検出部の検出結果により第２保持部の移動の抑制を検出する移動抑制検出部と、を備えてもよい。

本発明のワーク保持確認方法は、ワークを保持可能な第１保持部と、ワークを搬送するローダ装置に設けられてワークを保持可能な第２保持部とで受け渡されるワークの保持を確認する方法であって、第１保持部と第２保持部との間のワークの受け渡し方向に対する交差方向に第２保持部を移動させることと、第２保持部の移動が抑制されたことを検出して第１保持部または第２保持部によるワークの保持を判定することと、を含む。

本発明のワーク保持確認装置及びワーク保持確認方法によれば、ローダ装置の第２保持部の移動が抑制されたことを検出して第１保持部または第２保持部によるワークの保持を判定するので、ワークの受け渡しに要する時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。なお、このワーク保持確認装置を備えるローダ装置では、ワークの受け渡しに要する時間を短縮して、ワークの搬送時間を短縮できる。

また、第２保持部を交差方向において往復移動させるものでは、第２保持部を継続して移動させることにより、第２保持部の移動の抑制をタイミングよく検出できる。また、チャックが開いた間隔の範囲内でワークが移動するように第２保持部を往復移動させるものでは、ワークが移動する際にチャックと干渉するのを防止できる。また、受け渡し方向を主軸の回転軸の方向とし、その直交方向に第２保持部を移動させるものでは、第１保持部または第２保持部でワークを保持した際に、移動の抑制を精度よく検出することができる。また、判定部が負荷検出部及び移動抑制検出部を備えるものでは、第２保持部の移動の負荷と、この負荷に基づく第２保持部の移動の抑制と、を正確に検出できる。

工作機械の一例を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図である。 実施形態に係るワーク確認装置を含む工作機械の一例を示すブロック図である。 実施形態に係るワーク確認方法の一例を示すフローチャートである。 ワークを第２保持部から第１保持部に渡す動作の一例を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。 ワークを第２保持部から第１保持部に渡す動作の他の一例を示す正面図である。 ワークを第２保持部から第１保持部に渡す動作のタイミングチャートである。 ワークを第１保持部から第２保持部に渡す動作の一例を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。 ワークを第１保持部から第２保持部に渡す動作のタイミングチャートである。 ローダ装置の他の実施形態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面に平行な任意の方向をＺ方向と表記し、Ｚ方向に直交する方向をＸ方向と表記する。また、ＸＺ平面に垂直な方向はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

図１は、工作機械の一例を示している、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、工作機械１は、ワーク搬入部２、ローダ装置３、加工装置４、反転装置５、及び制御装置６を備えている。ワーク搬入部２には、加工対象であるワークＷが載置される。ワークＷは、例えば、円筒状あるいは円柱状である。ワーク搬入部２としては、例えば固定台が用いられるが、これに限定されるものではなく、コンベアやロータリー式の台などが用いられてもよい。

ローダ装置３は、いわゆる三軸ローダ装置であり、ワークＷを加工装置４に搬入または搬出する搬送装置である。ローダ装置３は、ワークＷを保持可能な第１保持部１０として２つのローダチャック１２、１３と、ローダチャック１２、１３を移動させるローダ駆動部１１とを備えている。ローダ装置３は、ローダ駆動部１１を駆動することによりローダチャック１２、１３を移動させ、ワーク搬入部２と加工装置４との間や、加工装置４と反転装置５との間でワークＷを搬送する。

ローダ装置３は、Ｘ方向のガイドレール２０に沿って移動可能なＸ移動体２１と、Ｘ移動体２１に備える不図示のＺ方向ガイドに沿って移動可能なＺ移動体２３と、Ｚ移動体２３のガイド部２５によってＹ方向に移動可能なＹ移動体２６と、を備えている。Ｘ移動体２１、Ｚ移動体２３、及びＹ移動体２６のそれぞれは、制御装置６の指令により、ローダ駆動部１１としてのＸ駆動部２２、Ｚ駆動部２４、及びＹ駆動部２７によって移動する。

Ｙ移動体２６の−Ｙ側端部には、上記したローダチャック１２、１３を備える。ローダチャック１２、１３は、Ｘ移動体２１、Ｚ移動体２３、及びＹ移動体２６の移動に伴って移動し、ワークＷを搬送する。図１において、ローダチャック１２は、−Ｚ方向に向いた姿勢に配置され、ローダチャック１３は、−Ｙ方向に向いた姿勢に配置される。ただし、ローダチャック１２、１３は、例えばスイベルジョイントなどの回転機構に配置され、不図示の駆動装置によって互いの位置を入れ替えることが可能に構成される。

ローダチャック１２、１３は、ワークＷを把持する３つの把持爪１４を有している（図２及び図４（Ｂ）参照）。３つの把持爪１４は、例えば、中心軸１２ａの周りに１２０°の間隔で配置される。把持爪１４のそれぞれは、制御装置６からの指令により、中心軸１２ａに対して近接または離間する方向に移動する。ローダチャック１２は、把持爪１４が中心軸１２ａに向かって移動する閉動作によってワークＷを把持し、把持爪１４が中心軸１２ａに対して外側に移動する開動作によって、ワークＷの把持を解放する。ローダチャック１２は、中心軸１２ａとワークＷの中心軸とがほぼ一致するように、ワークＷを把持する。

加工装置４は、２本の主軸３０と、２台のタレット３２とを有している。２本の主軸３０は、Ｘ方向に並んで配置されている。主軸３０は、不図示の軸受け等によって支持され、回転軸３０ａを中心として回転可能である。主軸３０の＋Ｚ側の端部には、第２保持部３１としてチャック３５を備える。チャック３５は、ワークＷを把持する３つの把持爪３４を有している。３つの把持爪３４は、例えば、回転軸３０ａの周りに１２０°間隔で配置される。把持爪３４のそれぞれは、制御装置６からの指令により、回転軸３０ａに対して近接または離間する方向に移動する。チャック３５は、把持爪３４が回転軸３０ａに向かって移動する閉動作によってワークＷを把持し、把持爪３４が回転軸３０ａに対して外側に移動する開動作によって、ワークＷの把持を解放する。チャック３５は、回転軸３０ａとワークＷの中心軸とがほぼ一致するように、ワークＷを把持する。

２台のタレット３２は、２本の主軸３０をＸ方向に挟むよう配置されている。タレット３２は、モータ等の回転駆動装置を備え、Ｚ方向に平行な軸周りに回転可能である。タレット３２の周面には、不図示の複数の切削工具が保持部を介して取り付けられる。タレット３２を回転させることにより、所望の切削工具が選択される。タレット３２の切削工具は、交換可能である。切削工具としては、ワークＷに対して切削加工を施すバイト等の他、ドリルやエンドミル等の回転工具が用いられてもよい。また、タレット３２は、不図示の駆動装置により、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に移動可能であり、切削工具をワークＷに対してＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に移動させることができる。なお、主軸３０やタレット３２の数は任意であり、１本の主軸３０と１台のタレット３２を備える工作機械であってもよい。

反転装置５は、第２保持部３１として第１チャック３７及び第２チャック３８と、第１チャック３７及び第２チャック３８の一方または双方を移動させて両者を対向させる不図示の駆動機構と、を有している。なお、図１（Ｂ）では反転装置５を省略している。反転装置５は、例えば、第１チャック３７がローダ装置３からワークＷを受け取り、このワークＷを第２チャック２８に渡すことで、ワークＷの向きを反転させてローダ装置３に渡すことができる。第１チャック３７及び第２チャック３８のそれぞれは、ワークＷを把持可能な把持爪３７ａ、３８ａを備えている。把持爪３７ａ、３８ａは、例えば、主軸３０のチャック３５と同様の構成でもよく、またチャック３５と異なる構成であってもよい。なお、反転装置５は、設置されなくてもよい。

図２は、実施形態に係るワーク確認装置を含む工作機械１の構成を示すブロック図である。なお、図２ではワークＷの把持を概念的に示している。図２に示すように、ローダ装置３は、ローダ駆動部１１として、Ｘ駆動部２２、Ｚ駆動部２４、及びＹ駆動部２７の他に把持爪１４を駆動するローダチャック駆動部２８を備える。ローダ駆動部１１は、制御装置６からの指令により、Ｘ駆動部２２等を駆動する。例えば、Ｘ駆動部２２は、サーボモータ（動力源）、及びサーボモータの回転情報を検出するエンコーダを有しており、制御装置６は、エンコーダの検出結果に基づいてサーボモータをフィードバック制御する。Ｘ駆動部２２は、ローダチャック１２の移動に応じた負荷の情報として、サーボモータの回転情報を制御装置６に出力する。また、Ｚ駆動部２４およびＹ駆動部２７についても同様に、ローダチャック１２の移動に応じた負荷の情報を制御装置６に出力し、制御装置６は、この情報に基づいて、Ｚ駆動部２４とＹ駆動部２７のそれぞれをフィードバック制御する。

また、ローダ駆動部１１は、制御装置６からの指令により、ローダチャック駆動部２８によってローダチャック１２の把持爪１４を駆動する。これにより、ローダチャック１２は、ワークＷの保持、又はワークＷの把持の解放を行う。

加工装置４は、チャック３５の把持爪３４を駆動するチャック駆動部３６を有している。チャック駆動部３６は、閉動作において把持爪３４を主軸３０に近づく向きに移動させ、開動作において把持爪３４を主軸３０から離れる向きに移動させる。

ローダチャック１２とチャック３５との間でワークＷが受け渡される際、ローダチャック１２は、チャック３５に対向する。ワークＷの受け渡し時に、ローダチャック１２は、中心軸１２ａと主軸３０の回転軸３０ａとがほぼ同軸になるように配置される。ローダチャック１２とチャック３５とのワークＷの受け渡し方向Ｄ１は、例えば主軸３０の回転軸３０ａと一致する方向に設定され、その交差方向Ｄ２は、例えば、回転軸３０ａと直交するＸＹ面に平行な任意の方向に設定される。ただし、交差方向Ｄ２は、受け渡し方向Ｄ１に対して直交しない方向に設定してもよい。

制御装置６は、ローダ装置３および加工装置４を総括的に制御する。制御装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置と、メモリなどの記憶装置とを有している。制御装置６は、記憶装置に記憶されている所定のプログラムに従って演算装置が処理を実行することにより各種の動作を行う。記憶装置には、上記のプログラムのほか、搬送動作に必要な各種情報が記憶されている。例えば、記憶装置には、ローダチャック１２の把持爪１４、チャック３５の把持爪３４の開閉量などに関するデータや、ローダ駆動部１１の駆動に関する情報、搬送対象であるワークＷの形状や寸法（外径、高さ）などの情報が記憶されている。

制御装置６は、ワーク保持確認部４０（ワーク保持確認装置）、及び加工制御部４１を有している。ワーク保持確認部４０は、ローダ装置３のローダチャック１２と加工装置４のチャック３５とで受け渡されるワークＷの保持を確認する。

ワーク保持確認部４０は、移動制御部４２および判定部４３を有している。移動制御部４２は、ローダ装置３によるワークＷの搬送、並びにローダチャック１２によるワークＷの把持および解放を包括的に制御する。移動制御部４２は、ローダ駆動部１１を制御し、図１に示したワーク搬入部２と、主軸３０のチャック３５との間や、チャック３５と、反転装置５の第１チャック３７または第２チャック３８との間のワークＷの搬送を行う。また、移動制御部４２は、ワークＷを受け渡す際に、ローダ駆動部１１を制御して、ローダチャック１２を受け渡し方向Ｄ１の交差方向Ｄ２に移動させる。また、移動制御部４２は、ワークＷを受け渡す際に、ローダチャック駆動部２８を制御して、ローダチャック１２にワークＷの把持または解放を行う。

ローダチャック１２が交差方向Ｄ２に移動している間に、ローダチャック１２とチャック３５の双方がワークＷを把持すると、ローダチャック１２の移動が抑制された状態となる。判定部４３は、交差方向Ｄ２におけるローダチャック１２の移動が抑制されたことを検出することにより、チャック３５またはローダチャック１２によるワークの保持を判定する。判定部４３は、負荷検出部４４および移動抑制検出部４５を有している。負荷検出部４４は、ローダチャック１２の移動に応じた負荷を検出する。移動抑制検出部４５は、負荷検出部４４の検出結果によりローダチャック１２の移動の抑制を判断する。判定部４３は、例えば、ローダ駆動部１１の動力源（サーボモータ）を制御するサーボコントローラを利用して構成される。

例えば、負荷検出部４４は、ローダチャック１２の移動に応じた負荷の情報として、Ｘ駆動部２２のサーボモータの回転情報（回転数、回転位置）を、このサーボモータに設けられたエンコーダから取得する。負荷検出部４４は、Ｘ駆動部２２のサーボモータの回転の目標値、及びエンコーダから取得した回転情報に基づいて負荷を検出する。例えば、サーボモータの回転数の目標値に対して、エンコーダから取得した回転数が大きく下回っていると、サーボモータに大きな負荷が掛けられていることがわかる。このようにして、負荷検出部４４は、Ｘ駆動部２２やＹ駆動部２７から取得した情報に基づいて、ローダチャック１２のＸ方向やＹ方向の移動に応じた負荷を検出する。

移動抑制検出部４５は、負荷検出部４４が検出した負荷が第１の閾値以上のときにローダチャック１２の移動が抑制されていることを判断する。これにより、判定部４３は、ローダチャック１２およびチャック３５の双方がワークＷを把持していると判定する。すなわち、ワーク保持確認部４０によれば、受け側（図２ではチャック３５）におけるワークＷの把持を確認することができる。

なお、ワーク保持確認部４０は、渡し側（図２ではローダチャック１２）におけるワークＷの把持が解放されたことを確認することもできる。例えば、ローダチャック１２およびチャック３５の双方がワークＷを把持した状態から、ローダチャック１２によるワークＷの把持を解放すると、ローダチャック１２の移動の抑制がなくなり、交差方向Ｄ２の移動が復活する。ワーク保持確認部４０は、交差方向Ｄ２の移動の復活を検出することにより、ローダチャック１２によるワークＷの解放を確認できる。この場合、移動抑制検出部４５は、負荷検出部４４が検出した負荷が第２の閾値以下であることを検出して、ローダチャック１２の移動の抑制が解除されたことを判断してもよい。

加工制御部４１は、図１に示した加工装置４の主軸３０及びタレット３２のそれぞれの動作を制御する。また、加工制御部４１は、加工装置４のチャック駆動部３６を制御してチャック３５の開閉動作を行う。加工制御部４１は、チャック３５によるワークＷの把持が確認されたことを示す情報をワーク保持確認部４０から受け取った場合に、加工装置４による次の動作の制御を実行する。また、加工制御部４１は、チャック３５からローダチャック１２へワークＷが受け渡される際、ローダチャック１２によるワークＷの把持が確認されたことを示す情報をワーク保持確認部４０から受け取って、チャック３５によるワークＷの解放を実行する。

次に、上述した工作機械１の動作に基づき、ワーク保持確認方法について説明する。図３は、工作機械１の動作を示すフローチャートである。工作機械１は、加工装置４によるワークＷへの加工に先立ち、ワーク搬入部２（図１（Ａ）参照）に載置されているワークＷをローダチャック１２により保持する（ステップＳ１）。ステップＳ１において、制御装置６の移動制御部４２は、ローダ駆動部１１のローダチャック駆動部２８を制御し、ローダチャック１２にワークＷを把持させる。

次に、移動制御部４２は、ローダ駆動部１１を制御し、ワークＷを把持しているローダチャック１２を移動させ、ローダチャック１２を加工装置４のチャック３５と対向するように位置合わせする（ステップＳ２）。次に、移動制御部４２は、ローダ駆動部１１を制御し、ローダチャック１２を交差方向Ｄ２に移動させる（ステップＳ３）。図４は、ステップＳ３の動作を示す図であり、図４（Ａ）は側面図、図４（Ｂ）は正面図である。

図４（Ａ）に示すように、ワークＷの受け渡し方向Ｄ１はＺ方向と平行に設定され、ローダ駆動部１１は、ローダチャック１２をＸＹ面に平行な方向に移動させる。ここでは、ローダ駆動部１１は、ローダチャック１２をＸＹ面に平行な方向に振動（往復移動）させる。図４（Ｂ）に示すように、ローダチャック１２の移動に伴うワークの移動範囲Ｒ１は、移動制御部４２によって、チャック３５が開いた間隔Ｒ２の範囲内に設定されている。間隔Ｒ２は、チャック３５の把持爪３４が開いた状態で、３つの把持爪３４に内接する円の直径で定義される。

ローダチャック１２の移動方向は、ＸＹ面に平行な任意の方向に設定されるが、図４（Ｂ）ではＹ方向としている。ここでは、ワークＷの中心軸が直線的に移動するようにローダチャック１２を移動させるが、ローダチャック１２の移動方向は任意に設定できる。

図５は、ステップＳ３の動作の他の例を示す正面図である。図５において、ワークＷは、主軸３０の回転軸３０ａの周囲で公転するように、ＸＹ面と平行な面に沿って移動する。この場合に、ワークＷの中心軸Ｗｃは、主軸３０の回転軸３０ａを中心として円を描くように移動する。このように、ローダチャック１２は、ワークＷの中心軸Ｗｃの軌跡が曲線を描くようにワークＷを移動してもよい。このように、交差方向Ｄ２は、直線方向だけでなく、ワークＷを公転または曲線移動させるようなローダチャック１２の移動方向を含む意味で用いている。なお、ローダチャック１２の公転または曲線移動は、図１または図２に示すローダ駆動部１１によってＸ方向、Ｙ方向の移動を組み合わせることにより実現される。

図３のステップＳ３に続いて、制御装置６の加工制御部４１は、加工装置４のチャック駆動部３６を制御し、チャック３５を閉じる（ステップＳ４）。ステップＳ４において、加工制御部４１は、ローダチャック１２の振動を開始したことを示す情報を移動制御部４２から受け取った後、チャック駆動部３６を制御し、チャック３５を閉じる。ステップＳ４において、移動制御部４２は、ローダチャック１２を振動させる制御を継続している。

次に、ワーク保持確認部４０は、チャック３５によるワークＷの保持を確認する（ステップＳ５）。ステップＳ５において、判定部４３の負荷検出部４４は、ローダチャック１２を振動させることによる外部環境（例えば、チャック３５による把持）の変化によって生じる負荷を検出する（ステップＳ５１）。また、判定部４３の移動抑制検出部４５は、負荷検出部４４が検出した負荷が第１の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。ステップＳ５２において、負荷が第１の閾値未満であると移動抑制検出部４５が判定した場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、ステップＳ５１に戻り、負荷検出部４４は負荷を再度検出する。また、ステップＳ５２において、負荷が第１の閾値以上であると移動抑制検出部４５が判定した場合（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、判定部４３は、ワークＷがチャック３５に把持（保持）されたと判定する（ステップＳ５３）。判定部４３は、ワークＷがチャック３５に把持されたことを示す情報を、移動制御部４２および加工制御部４１に供給する。

移動制御部４２は、ワークＷがチャック３５に把持されたことを示す情報を判定部４３から受け取った場合に、ローダチャック駆動部２８を制御し、ローダチャック１２を開く（ステップＳ６）。次に、ワーク保持確認部４０は、ローダチャック１２によるワークＷの保持の解除を確認する（ステップＳ７）。ステップＳ７において、判定部４３の負荷検出部４４は、ローダチャック１２を振動させることによる外部環境（例えば、ローダチャック１２による把持の解放）の変化によって生じる負荷を検出する（ステップＳ７１）。続いて、判定部４３の移動抑制検出部４５は、負荷検出部４４が検出した負荷が第２の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ７２）。

ステップＳ７２において、負荷が第２の閾値より大きいと移動抑制検出部４５が判定した場合（ステップＳ７２：Ｎｏ）、ステップＳ７１に戻り、負荷検出部４４は負荷を再度検出する。また、ステップＳ７２において、負荷が第２の閾値以下であると移動抑制検出部４５が判定した場合（ステップＳ７２：Ｙｅｓ）、判定部４３は、ローダチャック１２によるワークＷの把持（保持）が解除されたと判定する（ステップＳ７３）。判定部４３は、ローダチャック１２によるワークＷの把持が解放されたことを示す情報を、移動制御部４２および加工制御部４１に供給する。

移動制御部４２は、ローダチャック１２によるワークＷの把持が解放されたことを示す情報を判定部４３から受け取った場合、ローダチャック駆動部２８を制御し、ローダチャックの振動を停止する（ステップＳ８）。また、移動制御部４２は、ローダチャック駆動部２８を制御し、ローダチャック１２を受け渡し位置から退避させる（ステップＳ９）。加工制御部４１は、ローダチャック１２が退避した後に、チャック３５に把持されているワークＷに対して切削加工を実行させる。

次に、ワークＷをローダチャック１２からチャック３５に渡す際の各部の動作タイミングについて説明する。図６は、この動作を示すタイミングチャートである。図６の時刻ｔ１において、移動制御部４２は、ローダチャック１２を振動させる移動指令をローダ駆動部１１に供給する。ローダ駆動部１１は、時刻ｔ１からの応答時間を経て、ローダチャック１２を振動させる移動動作を開始する。ローダチャック１２の振動により、ローダ駆動部１１の動力源（サーボモータ）には外乱負荷が生じる。

時刻ｔ２において、加工制御部４１は、チャック３５を閉じる閉指令をチャック駆動部３６に供給する。チャック駆動部３６は、時刻ｔ２からの応答時間を経て、チャック３５を閉じる動作を開始する。時刻ｔ３において、閉動作中のチャック３５がワークＷに接触し、ローダチャック１２による移動動作が抑制されるとともに、外乱負荷が増加する。時刻ｔ４において、チャック３５の閉動作が完了すると、ローダチャック１２がほぼ振動しない程度まで移動動作が抑制され、外乱負荷が最大になる。

判定部４３の負荷検出部４４は、この外乱負荷をモニタ（検出）しており、移動抑制検出部４５は、外乱負荷が第１の閾値以上となった場合に、チャック３５によりワークＷが把持されたと判定する。時刻ｔ５において、移動制御部４２は、ローダチャック１２を開く開指令を、ローダチャック駆動部２８に供給する。ローダチャック駆動部２８は、時刻ｔ５から応答時間を経て、ローダチャック１２を開く動作を開始する。時刻ｔ６において、開動作中のローダチャック１２がワークＷから離れ、ローダチャック１２を振動させる移動動作の抑制が解除されると、外乱負荷が減少する。時刻ｔ７において、ローダチャック１２の開動作が完了すると、ローダチャック１２の移動動作の抑制がほぼ完全に解除され、外乱負荷が時刻ｔ２と同程度になる。

判定部４３の負荷検出部４４は、この外乱負荷をモニタ（検出）しており、移動抑制検出部４５は、外乱負荷が第２の閾値以下となった場合に、ローダチャック１２によるワークＷの把持が解除されたと判定する。移動制御部４２は、ローダチャック１２によるワークＷの把持が解除されたと判定部４３が判定した後に、時刻ｔ８において、ローダチャック１２を振動させる移動指令の供給を停止する。ローダチャック駆動部２８は、時刻ｔ８から応答時間を経て、ローダチャック１２を振動させる移動動作を停止する。

次に、ワークＷをチャック３５からローダチャック１２に渡す際の動作について説明する。図７は、この動作を示す図であり、図７（Ａ）は側面図、図７（Ｂ）は正面図である。ローダ駆動部１１は、図７（Ａ）に示すように、ローダチャック１２を受け渡し方向Ｄ１の交差方向Ｄ２に振動（往復移動）させる。図７（Ｂ）に示すように、ワークＷはほぼ静止しており、ローダ駆動部１１は、把持爪１４がワークＷと衝突しないように移動範囲を制御されている。

図８は、図７の動作を示すタイミングチャートである。図８の時刻ｔ１１において、移動制御部４２は、ローダチャック１２を振動させる移動指令をローダ駆動部１１に供給する。ローダ駆動部１１は、時刻ｔ１１からの応答時間を経て、ローダチャック１２を振動させる移動動作を開始する。ローダチャック１２の振動により、ローダ駆動部１１の動力源（サーボモータ）には外乱負荷が生じる。時刻ｔ１２において、加工制御部４１は、ローダチャック１２を閉じさせる閉指令をローダチャック駆動部２８に供給する。ローダチャック駆動部２８は、時刻ｔ１２からの応答時間を経て、ローダチャック１２を閉じさせる動作を開始する。時刻ｔ１３において、閉動作中のローダチャック１２がワークＷに接触し、ローダチャック１２による移動動作が抑制されるとともに、外乱負荷が増加する。時刻ｔ１４において、ローダチャック１２の閉動作が完了すると、ローダチャック１２が振動しない程度まで抑制され、外乱負荷が最大になる。

判定部４３の負荷検出部４４は、この外乱負荷をモニタ（検出）しており、移動抑制検出部４５は、外乱負荷が第１の閾値以上となった場合に、ローダチャック１２によりワークＷが把持されたと判定する。時刻ｔ１５において、移動制御部４２は、チャック３５を開く開指令を、チャック駆動部３６に供給する。チャック駆動部３６は、時刻ｔ１５から応答時間を経て、チャック３５を開く動作を開始する。時刻ｔ１６において、開動作中のチャック３５がワークＷから離れ、ローダチャック１２の振動の抑制が解除されるとともに、外乱負荷が減少する。時刻ｔ１７において、チャック３５の開動作が完了すると、ローダチャック１２の移動動作の抑制がほぼ完全に解除され、外乱負荷が時刻ｔ１２と同程度になる。

判定部４３の負荷検出部４４は、この外乱負荷をモニタ（検出）しており、移動抑制検出部４５は、外乱負荷が第２の閾値以下となった場合に、チャック３５によるワークＷの把持が解除されたと判定する。移動制御部４２は、ローダチャック１２によるワークＷの把持が解放されたと判定部４３が判定した後に、時刻ｔ１８において、ローダチャック１２を振動させる移動指令の供給を停止する。ローダチャック駆動部２８は、時刻ｔ１８から応答時間を経て、ローダチャック１２を振動させる移動動作を停止する。移動制御部４２は、時刻ｔ１８の後に、ワークＷの搬出などの後の動作を実行させる。

なお、上述の実施形態では、図３のステップＳ６でローダチャック１２を開いた後に、ステップＳ７でワークＷの保持の解除を確認しているが、ステップＳ７を行うか否かは任意であり、ステップＳ６でローダチャック１２を開いた後に、ステップＳ８のローダチャック１２の振動停止を行ってもよい。ステップＳ７を実行しない場合、ステップＳ６とステップＳ８とを同時に行ってもよく、また、ステップＳ６の前にステップＳ８を行ってもよい。

また、上述の実施形態は、ローダ装置３として三軸ローダ装置にワーク保持確認装置を適用した例を説明したが、他のローダ装置に適用してもよい。図９は、他のローダ装置（搬送装置）を示す斜視図である。このローダ装置３ａは、いわゆる多関節ロボット装置であり、図９では多関節ロボット装置の先端部分を模式的に示している。ローダ装置３ａは、第１アーム５０、第２アーム５１、及び関節部５２を有している。第１アーム５０は、関節部５２を介して、第２アーム５１と接続されている。関節部５２には、第１アーム５０を第２アーム５２に対して旋回させるためのモータ等の駆動源５３及び減速機５４を備えている。

第１アーム５０の先端には、第２保持部１０として、把持爪５６を持つローダチャック５５が設けられている。図９には図示しないが、第２アーム５１よりも基端側には、複数のアームが関節部を介して設けられており、ローダチャック５５を、受け渡し方向Ｄ１を含めてＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に移動可能である。ローダチャック５５は、チャック３５との間でワークＷを受け渡す際、チャック３５に対面するように配置される。図２に示した移動制御部４２は、ワークＷの受け渡しを行う際に、１つまたは複数の関節部の駆動源を駆動してローダチャック５５を交差方向Ｄ２に移動させる。なお、ローダチャック５５の移動の抑制を検出してワークＷの把持を判定する点は、上述と同様である。

また、上述の実施形態では、ローダチャック１２とチャック３５との間のワークＷの受け渡しを例に説明したが、図１に示すように、反転装置５の第１チャック３７あるいは第２チャック３８とローダチャック１２との間のワークＷの受け渡しなどにも同様に適用できる。また、上述したワークＷの受け渡しは、ワークＷを反転させずに保持するワーク仮置き装置等のワーク保持部（このワーク保持部は第１保持部に相当する。）と、ローダチャック１２との間のワークＷの受け渡しなどにも同様に適用できる。

以上のように、本実施形態によれば、ワーク保持確認装置（ワーク保持確認部４０）によって、第１保持部３１または第２保持部１０によるワークＷの保持を判定するので、推定時間によってワークＷを受け渡す場合と比較して待機時間を減らすことができ、生産性を高めることができる。また、既設のローダ装置３を利用できるので、新たな設備を設ける必要がなく、装置コストの増加を避けることができる。

なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、ワーク保持確認部４０が、ローダチャック１２の移動に応じた負荷を検出し、ローダチャック１２の移動の抑制を検出するが、他の手法によってローダチャック１２の移動の抑制を検出してもよい。例えば、ローダチャック１２に加速度センサを配置し、この加速度センサによってローダチャック１２の振動の抑制を検出してもよい。

また、上述の実施形態では、ワークＷを搬送するローダ装置３のローダ駆動部１１を利用してローダチャック１２を振動させるが、他の手法によってローダチャック１２を振動させてもよい。例えば、ローダチャック１２に小型の加振装置を配置し、この加振装置によってローダチャック１２を振動させてもよい。

また、上述の実施形態において、ワーク保持確認部４０は、制御装置６に設けられているが、制御装置６とは別の装置に設けられていてもよい。例えば、ワーク保持確認部４０の一部または全部がローダ装置３に設けられてもよい。また、ワーク保持確認部４０は、制御装置６の上位に接続されている上位コントローラ内に設けられてもよい。

また、制御装置６の構成は、コンピュータにより実現してもよい。この場合、コンピュータは、記憶部に記憶されたワーク保持確認プログラムに従って、ワークを保持可能な第１保持部と、ワークを搬送するローダ装置に設けられてワークを保持可能な第２保持部とで受け渡されるワークの保持を確認するように、第１保持部と第２保持部との間の受け渡し方向に対する交差方向に第２保持部を移動させることと、第２保持部の移動が抑制されたことを検出して第１保持部または第２保持部によるワークの保持を判定することと、を実行する。また、このワーク保持確認プログラムは、光ディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、ＳＤカード等の、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されてもよい。

Ｄ１…受け渡し方向、Ｄ２…交差方向、Ｗ…ワーク、１…工作機械、３…ローダ装置、４…加工装置、１０…第２保持部、１２…ローダチャック、３０…主軸、３０ａ…回転軸、３１…第１保持部、３５…チャック、４０…ワーク保持確認部（ワーク保持確認装置）、４２…移動制御部、４３…判定部、４４…負荷検出部、４５…移動抑制検出部

Claims (6)

1. ワークを保持可能な第１保持部と、前記ワークを搬送するローダ装置に設けられて前記ワークを保持可能な第２保持部とで受け渡される前記ワークの保持を確認する装置であって、
   前記第１保持部と前記第２保持部との間の前記ワークの受け渡し方向に対して交差方向に前記第２保持部を移動させる移動制御部と、
   前記第２保持部の移動が抑制されたことを検出して前記第１保持部または前記第２保持部による前記ワークの保持を判定する判定部と、を備えるワーク保持確認装置。
2. 前記移動制御部は、前記第２保持部を前記交差方向において往復移動させる請求項１に記載のワーク保持確認装置。
3. 前記第１保持部および前記第２保持部のそれぞれは、前記ワークを把持または解放する開閉可能なチャックであり、
   前記移動制御部は、前記チャックが開いた間隔の範囲内で前記ワークが移動するように前記第２保持部を往復移動させる請求項２に記載のワーク保持確認装置。
4. 前記受け渡し方向は、前記ワークを回転させながら切削加工するための主軸の回転軸の方向であり、
   前記移動制御部は、前記第２保持部を前記回転軸の方向と直交する方向に移動させる請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のワーク保持確認装置。
5. 前記判定部は、
   前記第２保持部の移動に応じた負荷を検出する負荷検出部と、
   前記負荷検出部の検出結果により前記第２保持部の移動の抑制を検出する移動抑制検出部と、を備える請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のワーク保持確認装置。
6. ワークを保持可能な第１保持部と、前記ワークを搬送するローダ装置に設けられて前記ワークを保持可能な第２保持部とで受け渡される前記ワークの保持を確認する方法であって、
   前記第１保持部と前記第２保持部との間の前記ワークの受け渡し方向に対する交差方向に前記第２保持部を移動させることと、
   前記第２保持部の移動が抑制されたことを検出して前記第１保持部または前記第２保持部による前記ワークの保持を判定することと、を含むワーク保持確認方法。

Images