JP2019098426A - 加工システム - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットの周囲のロボット取付具を配置するためのスペースを低減又は無くすことができ、且つ、作業効率を向上することができる加工システムを提供する。【解決手段】この加工システムは、所定の供給位置ＳＰまで移動すべきワークＷの種類を受付け、受付けたワークＷが供給位置ＳＰまで移動する自動倉庫２０と、加工機械１０と、自動倉庫２０により供給位置ＳＰまで移動されるワークＷを加工機械１０による加工のために加工機械１０側に搬送するロボット４０と、ロボット４０のロボット制御装置５０とを備え、自動倉庫２０がハンドＨを保管しており、自動倉庫２０が、供給位置ＳＰまで移動すべきハンドＨの種類の要求を受付け、受付けた要求に対応するハンドＨを供給位置ＳＰまで移動し、ロボット制御装置５０が、供給位置ＳＰに供給されたハンドＨを装着するようにロボット４０を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は加工システムに関し、より具体的には、ワークを供給する自動倉庫と、加工機械と、自動倉庫から供給されるワークを加工機械側に搬送するロボットとを備える加工システムに関する。

従来、ロボットの先端に取付けられるハンド、ハンド爪等のロボット取付具をそのロボットの周囲のツール置台に予め準備しておき、ロボットによって行う作業に応じて作業者がロボットの先端のロボット取付具を交換している。

パネルを搬送するコンベヤと、コンベヤにより搬送されてきたパネルを加工機械に搬送するロボットと、ロボットの先端に取付けるハンド等のロボット取付具をロボットの近くまで搬送するツール搬送装置とを備える加工システムにおいて、ツール搬送装置により搬送されてきたロボット取付具を作業者がロボットの先端に取付けるものも知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平０５−１１６７６４号公報

前者のようにロボット取付具をそのロボットの周囲のツール置台に予め載置しておく場合、スペースの制限があるため、ロボットの周囲に配置できるロボット取付具の種類が制限される。このため、ロボットによって様々な種類のワークを搬送する必要がある場合、ロボットの周囲にツール置台のための広いスペースが必要となる。

後者の加工システムでは、ツール搬送装置により一度に搬送できるロボット取付具の数が限られている。また、ロボット取付具を搬送するための専用のツール搬送装置を設ける必要があるため、ツール搬送装置を設ける分だけシステムが大掛かりになる。さらに、ツール搬送装置により搬送されるロボット取付具を作業者がロボットに取付けなければいけないので、作業者が取付作業を行う分だけ作業効率が低下する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ロボットの周囲のロボット取付具を配置するためのスペースを低減又は無くすことができ、且つ、作業効率を向上することができる加工システムの提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の一態様の加工システムは、ワークを保管し、保管している前記ワークを供給位置まで移動する自動倉庫と、前記供給位置まで移動すべきワーク種類を受付け、受付けた前記ワーク種類に対応する前記ワークが前記供給位置まで移動するように前記自動倉庫を制御する倉庫制御装置と、前記ワークを加工する加工機械と、前記自動倉庫により前記供給位置まで移動される前記ワークを前記加工機械による加工のために前記加工機械側に搬送するロボットと、該ロボットの制御装置とを備え、前記自動倉庫が、前記ロボットの先端に取付けられるツール、ハンド、又はハンド爪であるロボット取付具を保管しており、前記倉庫制御装置が、前記供給位置まで移動すべきロボット取付具の要求を受付け、受付けた前記要求に対応する前記ロボット取付具が前記供給位置まで移動するように前記自動倉庫を制御し、前記制御装置が、前記供給位置に供給された前記ロボット取付具を装着するように前記ロボットを制御する。

第１の態様では、自動倉庫がロボット取付具を保管しており、倉庫制御装置が受付けた要求に対応したロボット取付具が自動倉庫の供給位置まで移動する。このため、ロボットの周囲に多数のロボット取付具を配置する必要が無く、ロボットの周囲におけるロボット取付具を配置するためのスペースを低減又は無くすことができる。
また、自動倉庫の供給位置まで移動したロボット取付具を装着するようにロボットが制御されるので、ロボット取付具をロボットに装着するための作業者の作業が無くなり、作業効率を向上することができる。

上記態様において、前記自動倉庫が、前記加工機械による前記加工に用いられる治具を保管しており、前記倉庫制御装置が、前記供給位置まで移動すべき治具の要求を受付け、受付けた前記要求に対応する前記治具および該治具に対応するハンドが前記供給位置まで移動するように前記自動倉庫を制御し、前記制御装置が、前記供給位置まで移動した前記ハンドを装着すると共に該ハンドにより前記供給位置まで移動した前記治具を前記加工機械側に搬送するように前記ロボットを制御してもよい。

ここで、加工機械における加工に用いられる治具は、例えば複雑な形状のワークや変形し易いワークを加工時に加わる力で変形しないように保持するためのものである。このため、ワークの種類にそれぞれ対応するように複数の治具が存在すると共に、各々の治具は比較的大きく重いものであり、数十ｋｇ〜数百ｋｇであるものが多い。これに対し、上記のように構成すると、加工機械の周囲にワークの種類に応じて複数の大きな治具を配置する必要が無く、加工システム内の治具を配置するためのスペースを低減又は無くすことができる。

また、治具の大きさおよび重量に応じてハンドも重いものになるが、自動倉庫の供給位置まで移動したハンドを装着するようにロボットが制御されるので、ハンドをロボットに装着するための作業の安全性および効率を向上する上で有利である。さらに、数十ｋｇ〜数百ｋｇである治具に対応するハンドがロボットに自動的に装着されるので、重い治具を安全且つ確実に所定の位置まで搬送することができる。

上記態様において、好ましくは、前記自動倉庫が、複数の前記供給位置まで前記ワークおよび／又は前記ロボット取付具をそれぞれ搬出する複数の搬出装置を備えている。
このように構成すると、例えばワークの供給を一部の搬出装置で継続しながら、他の搬出装置でロボット取付具を供給することができ、ロボット取付具の交換にかかる時間を短縮する上で有利である。

また、自動倉庫の周りに他の加工機械およびロボットが配置される場合は、その方向に一部の搬出装置を配置することも可能である。このように、複数の搬出装置を加工機械およびロボットの位置や数に応じて配置することにより、各々の加工機械の周囲の省スペース化を図ることができる。

上記態様において、好ましくは、前記供給位置に供給された前記ロボット取付具を撮像する視覚センサを備え、前記制御装置が、前記視覚センサにより撮像される画像に基づき検出される前記ロボット取付具の位置および姿勢を用いて、前記供給位置に供給される前記ロボット取付具を装着するように前記ロボットを制御する。

このように構成すると、供給位置に供給されるロボット取付具の位置や姿勢が一定でなくても、ロボットの先端にロボット取付具を確実に取付けることができる。
上記態様において、前記ツールはナットランナ又は清掃用ツールであってもよい。

上記態様において、好ましくは、前記ロボット取付具が、パレットに載せられた状態で前記供給位置に供給されるように構成され、前記パレットが、前記供給されるロボット取付具が載置された状態で、他のロボット取付具を載置可能に構成されている。
このように構成すると、ロボット取付具の交換作業を容易且つ短時間に行うことができる。また、ロボット取付具を一時的に載置するためのスペースを必要としないため、加工システムの省スペース化を図る上で有利である。

本発明によれば、ロボットの周囲のロボット取付具を配置するためのスペースを低減又は無くすことができ、且つ、作業効率を向上することができる。

本発明の第１の実施形態の加工システムの概略平面図である。 第１の実施形態の加工システムのロボットの側面図である。 第１の実施形態の加工システムの倉庫制御装置のブロック図である。 第１の実施形態の加工システムにおけるロボットの制御装置のブロック図である。 第１の実施形態の倉庫制御部およびロボット制御部の制御の例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の第１の変形例のロボットの要部側面図である。 第１の実施形態の第２の変形例のロボットの要部側面図である。 第１の実施形態の第３の変形例における倉庫制御部およびロボット制御部の制御の例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の加工システムの概略平面図である。 第２の実施形態の加工システムにおけるロボットの制御装置のフローチャートである。

本発明の第１の実施形態に係る加工システムの図面を参照して以下に説明する。
この加工システムは、図１に示すように、ワークＷを加工する加工機械１０と、複数種類のワークＷを保管し、保管しているワークＷを供給位置ＳＰまで移動する自動倉庫２０と、自動倉庫２０を制御する倉庫制御装置３０と、自動倉庫２０により供給位置ＳＰまで移動されるワークＷを加工機械１０による加工のために加工機械１０のワーク交換コンベヤ１２上に配置された治具Ｊ上に搬送するロボット４０と、ロボット制御装置５０とを備えている。

加工機械１０は、例えばワークＷに機械加工を行う周知のＮＣ加工機等から成る加工部１１と、ワークＷが取付けられた治具Ｊを加工部１１に供給するワーク交換コンベヤ１２と、加工部１１およびワーク交換コンベヤ１２を制御する加工機械制御装置１３とを有する。

ワーク交換コンベヤ１２の搬送方向の一端は、ロボット４０により治具Ｊ上にワークＷが供給され、又は、治具Ｊ上の加工後のワークＷがロボット４０により取出されるワーク装着位置１２ａとなっている。また、ワーク交換コンベヤ１２の搬送方向の他端は待機位置１２ｂとなっており、ワーク交換コンベヤ１２の搬送方向の待機位置１２ｂよりも一端側が、ワークＷ付きの治具Ｊを加工部１１に搬入および搬出する搬入搬出位置１２ｃとなっている。また、ワーク交換コンベヤ１２の搬送方向における搬入搬出位置１２ｃとワーク装着位置１２ａとの間がワークチャック位置１２ｄとなっている。なお、ワークチャック位置１２ｄを特に設けずに、ワーク装着位置１２ａに後述のチャック装置１４を設け、ワーク装着位置１２ａにおいてワークＷのチャックを行ってもよい。

ワーク装着位置１２ａにおいてロボット４０のハンドＨで治具Ｊ上にワークＷが載置されると、ワーク交換コンベヤ１２によりワークＷが載置された治具Ｊがワークチャック位置１２ｄまで搬送される。
ワークチャック位置１２ｄでは、チャック装置１４が治具Ｊに設けられた締込用スクリューを回転させることにより治具Ｊに設けられた複数の可動爪を移動させ、これにより治具ＪにワークＷがチャックされる。なお、可動爪は単一でもよい。

ワークＷをチャックした治具Ｊはワーク交換コンベヤ１２により待機位置１２ｂまで搬送される。この状態で、加工部１１から加工済のワークＷがチャックされた治具Ｊが搬出されて搬入搬出位置１２ｃに配置され、これによりワーク交換コンベヤ１２上に２つの治具Ｊが並ぶ。
２つの治具Ｊはワーク交換コンベヤ１２により搬送され、加工前のワークＷがチャックされた治具Ｊが搬入搬出位置１２ｃに配置され、加工後のワークＷがチャックされた治具Ｊがワークチャック位置１２ｄに配置される。

そして、搬入搬出位置１２ｃに配置された治具Ｊは加工部１１内に搬入され、ワークチャック位置１２ｄでは、チャック装置１４が締込用スクリューを回転させることにより治具Ｊに設けられた複数の可動爪を移動させ、これにより治具Ｊによる加工済のワークＷが非チャック状態となる。
続いて、当該治具Ｊがワーク交換コンベヤ１２によりワーク装着位置１２ａに移動され、ワーク装着位置１２ａで加工済のワークＷがロボット４０のハンドＨで所定の位置まで搬送される。

自動倉庫２０の保管スペース２０ａ内には、それぞれワークＷが載置されたワークパレットＷＰを複数保管しているワーク保管場所２１と、それぞれハンド（ロボット取付具）Ｈが載置されたパレットＰを複数保管している取付具保管場所２２とが存在する。また、自動倉庫２０の保管スペース２０ａ内には、ワーク保管場所２１および取付具保管場所２２に沿って設けられたレール２３と、レール２３に沿って移動するピックアップ装置２４が設けられている。

ワーク保管場所２１には複数のワークパレットＷＰがそれぞれ載置されるワーク載置位置が設けられ、各々のワーク載置位置にはＷ１，Ｗ２，・・・Ｗｎ（図示せず）のように番号が付与されている。また、取付具保管場所２２には複数のパレットＰがそれぞれ載置される取付具載置位置が設けられ、各々の取付具載置位置にはＴ１，Ｔ２，・・・Ｔｎ（図示せず）のように番号が付与されている。

ピックアップ装置２４は、装置本体２４ａと、装置本体２４ａをレール２３に沿って走行させるためのモータ、車輪等から成る走行駆動装置２４ｂ（図３参照）と、装置本体２４ａに上下方向に移動可能に支持された一対のピックアップ爪２４ｃと、一対のピックアップ爪２４ｃを昇降させるモータ、ボールネジ等から成る昇降駆動装置２４ｄ（図３参照）と、ピックアップ爪２４ｃをレール２３と直交する方向に移動させるモータ、ボールネジ等から成る直交駆動装置２４ｅ（図３参照）とを有する。

また、自動倉庫２０は、その保管スペース２０ａの内外に亘って延在している搬出コンベヤ（搬出装置）２５および搬出コンベヤ（搬出装置）２６を備えている。各搬出コンベヤ２５，２６は、ベルト２５ａ，２６ａと、チェーン又はベルト２５ａ，２６ａを支持するローラ２５ｂ，２６ｂと、ベルト２５ａ，２６ａを駆動する駆動装置としてのモータ２５ｃ，２６ｃとを備えている。各搬出コンベヤ２５，２６における保管スペース２０ａの外側の一部が前記供給位置ＳＰとなっている。

走行駆動装置２４ｂ、昇降駆動装置２４ｄ、直交駆動装置２４ｅ、およびモータ２５ｃ，２６ｃは倉庫制御装置３０に接続され、倉庫制御装置３０によって制御される。
倉庫制御装置３０は、図３に示すように、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を有する倉庫制御部３１と、表示装置３２と、不揮発性ストレージ、ＲＯＭ等を有する記憶装置３３と、タッチパネル、入力キー等を有する入力装置３４とを備えている。入力装置３４は倉庫制御装置３０と無線通信するように構成されていてもよい。

記憶装置３３にはシステムプログラム３３ａが格納されており、システムプログラム３３ａが倉庫制御装置３０の基本機能を担っている。また、記憶装置３３には、自動倉庫２０内に保管されているワークＷの種類、ハンドＨ等のロボット取付具の種類、これらの数および載置位置（ワーク載置位置Ｗ１，Ｗ２，・・・Ｗｎおよび取付具載置位置Ｔ１，Ｔ２，・・・Ｔｎ）等の情報を管理する管理プログラム３３ｂが格納されている。また、管理プログラム３３ｂは、生産管理システム等の上位システムからの要求に基づき、ワークＷが載置されたワークパレットＷＰを、走行駆動装置２４ｂ、昇降駆動装置２４ｄ、直交駆動装置２４ｅ、および搬出コンベヤ２５，２６を用いて、供給位置ＳＰに順次供給するものである。

ロボット４０は、図２に示すように、複数のアーム部材および関節を備えると共に、複数の関節をそれぞれ駆動する複数のサーボモータ４１（図４参照）を備えている。各サーボモータ４１として、回転モータ、直動モータ等の各種のサーボモータを用いることが可能である。各サーボモータ４１はその作動位置を検出するエンコーダ等の作動位置検出装置を内蔵しており、作動位置検出装置の検出値がロボット制御装置５０に送信される。また、ロボット４０の先端にはツールチェンジャのロボットアダプタＲＡが固定され、ロボットアダプタＲＡにはハンド（ロボット取付具）Ｈに固定されたツールアダプタＴＡが装着される。ロボットアダプタＲＡは、その内部に設けられたモータ、固定用カム等により、ツールアダプタＴＡの着脱を行うようになっている。

ロボット制御装置５０は、図４に示すように、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を有するロボット制御部５１と、表示装置５２と、不揮発性ストレージ、ＲＯＭ等を有する記憶装置５３と、ロボット４０のサーボモータ４１にそれぞれ対応するように設けられた複数のサーボ制御器５４と、ロボット制御装置５０に接続されると共に操作者が持ち運び可能な教示操作盤５５とを備えている。教示操作盤５５はロボット制御装置５０と無線通信するように構成されていてもよい。

記憶装置５３にはシステムプログラム５３ａが格納されており、システムプログラム５３ａがロボット制御装置５０の基本機能を担っている。また、記憶装置５３には動作プログラム５３ｂが少なくとも１つ格納されている。

ロボット制御部５１はシステムプログラム５３ａにより作動し、供給位置ＳＰのワークＷを加工機械１０のワーク交換コンベヤ１２のワーク装着位置１２ａに配置された治具Ｊ上に移動する際には、記憶装置５３に格納されている動作プログラム５３ｂを読み出してＲＡＭに一時的に格納する。

そして、ロボット制御部５１は、読み出した動作プログラム５３ｂに沿って各サーボ制御器５４に制御信号を送り、これによりロボット４０の各サーボモータ４１のサーボアンプを制御する。また、ロボット制御部５１は、ハンドＨ等のロボット取付具を駆動するためのモータ等を有する取付具駆動装置ＴＤにも制御信号を送り、ロボットアダプタＲＡにも制御信号を送る。ハンドＨはワークＷの種類に応じたものであり、動作プログラム５３ｂをワークＷの種類に応じて準備することも可能である。

記憶装置５３には取付具交換動作プログラム５３ｃも格納され、取付具交換動作プログラム５３ｃはハンドＨ等のロボット４０の先端に取付けるロボット取付具を交換するためのものである。取付具交換プログラム３３ｃに基づく倉庫制御部３１の作動および取付具交換動作プログラム５３ｃに基づくロボット制御部５１の作動を図５のフローチャートを参照しながら以下説明する。

ロボット制御部５１は、生産管理システム等の上位システムからハンドＨ等のロボット取付具の交換要求を受付け（ステップＳ１−１）、この時、倉庫制御部３１は、生産管理システム等の上位システムから供給位置ＳＰに供給するハンドＨ等のロボット取付具の種類の情報を受付け（ステップＳ２−１）、当該種類のハンドＨが載置されたパレットＰが例えば搬出コンベヤ２５の供給位置ＳＰまで移動するように、走行駆動装置２４ｂ、昇降駆動装置２４ｄ、直交駆動装置２４ｅ、および搬出コンベヤ２５を制御する（ステップＳ２−２）。

ここで、倉庫制御部３１は、ステップＳ２−１で受付けた種類のハンドＨが載置されているパレットＰの位置（取付具載置位置Ｔ１，Ｔ２，・・・Ｔｎ）を、管理プログラム３３ｂによって管理されている情報を参照して得ることができる。

続いて、ロボット制御部５１は、使用済のハンドＨが例えばハンド置台４２の上に載置されるように、各サーボ制御器５４およびロボットアダプタＲＡに制御信号を送って各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御する（ステップＳ１−２）。

次に、ロボット制御部５１は、搬出コンベヤ２５の供給位置ＳＰに供給されたハンドＨがロボット４０の先端のロボットアダプタＲＡに装着されるように各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御する（ステップＳ１−３）。

この時、供給位置ＳＰにおいてハンドＨを確実に所定の位置および姿勢に配置することができるならば、その対応する位置および姿勢にロボットアダプタＲＡを配置するだけで、ハンドＨをロボットアダプタＲＡに装着することができる。一方、図１に示すように、カメラ等の視覚センサ６１を用い、ロボット制御部５１が視覚センサ６１により得られる画像に画像処理を行い、処理後画像を用いてハンドＨの位置および姿勢を検出し、検出されたハンドＨの位置および姿勢を用いてロボット制御部５１がロボットアダプタＲＡの位置および姿勢を制御してもよい。

続いて、ロボット制御部５１は、供給位置ＳＰで装着したハンドＨが例えばハンド置台４２の上に載置されるように各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御する（ステップＳ１−４）。また、使用済のハンドＨがロボット４０の先端のロボットアダプタＲＡに装着されるように各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御する（ステップＳ１−５）。

そして、ロボット制御部５１は、使用済のハンドＨが搬出コンベヤ２５の供給位置ＳＰに配置されているパレットＰの上に載置されるように、各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御する（ステップＳ１−６）。この時、ステップＳ１−６が完了したことを示す信号がロボット制御部５１から倉庫制御部３１に送信される。また、ロボット制御部５１は、供給されたハンドＨがロボット４０の先端のロボットアダプタＲＡに装着されるように各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御する（ステップＳ１−７）。

一方、倉庫制御部３１は、使用済のハンドＨを載置したパレットＰが自動倉庫２０の取付具保管場所２２の取付具載置位置Ｔ１，Ｔ２，・・・Ｔｎの何れかに載置されるように、走行駆動装置２４ｂ、昇降駆動装置２４ｄ、直交駆動装置２４ｅ、および搬出コンベヤ２５を制御する（ステップＳ２−３）。使用済のハンドＨを有するパレットＰが載置された取付具載置位置の番号と当該ハンドＨの種類は管理プログラム３３ｂにより管理される。

本実施形態によれば、自動倉庫２０がロボット取付具であるハンドＨを保管しており、倉庫制御装置３０が受付けた要求に対応したハンドＨが自動倉庫２０の供給位置ＳＰまで移動する。このため、ロボット４０の周囲に多数のハンドＨを配置する必要が無く、ロボット４０の周囲におけるハンドＨを配置するためのスペースを低減又は無くすことができる。
また、自動倉庫２０の供給位置ＳＰまで移動したハンドＨを装着するようにロボット４０が制御されるので、ハンドＨをロボット４０に装着するための作業者の作業が無くなり、作業効率を向上することができる。

なお、本実施形態では、ステップＳ１−２〜Ｓ１−７において、使用済のハンドＨおよび供給されたハンドＨを一度ハンド置台４２に置くものを示した。これに対し、供給されたハンドＨが載置されるスペースと使用済のハンドＨが載置されるスペースとをパレットＰが有する場合、ステップＳ１−２〜Ｓ１−７の代わりに、以下のステップを行うことができる。つまり、ステップＳ１−２’として、供給位置ＳＰに配置され供給されたハンドＨが載置されているパレットＰ上に使用済のハンドＨが載置されるように、各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御し、ステップＳ１−３’として、パレットＰ上の供給されたハンドＨがロボット４０の先端のロボットアダプタＲＡに装着されるように各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御することができる。

このように、供給されるハンドＨが載置された状態で他のハンドＨが載置されるようにパレットＰが構成されていると、ハンドＨの交換作業を容易且つ短時間に行うことができる。また、ハンド置台４２等のハンドＨの交換のために必要なスペースを低減することができ、加工システムの省スペース化を図る上で有利である。

また、供給するハンドＨが載置されたパレットＰを搬出コンベヤ２５の供給位置ＳＰに配置すると共に、使用済のパレットＰを載置するためのパレットＰを搬出コンベヤ２６の供給位置ＳＰに配置することも可能である。このように構成しても、ハンドＨの交換作業を容易且つ短時間に行うことができ、また、ハンド置台４２等のハンドＨの交換のために必要なスペースを低減することができる。

また、本実施形態では、自動倉庫２０が、複数の供給位置ＳＰまでワークＷやハンドＨを搬出する複数の搬出コンベヤ２５，２６を備えている。このため、例えばワークＷの供給を搬出コンベヤ２６で継続しながら、搬出コンベヤ２５でハンドＨを供給することができ、ハンドＨの交換にかかる時間を短縮する上で有利である。

また、本実施形態では、搬出コンベヤ２５，２６は保管スペース２０ａにおける加工機械１０およびロボット４０が設けられた方向にむかって搬出を行うように構成されている。これに対し、保管スペース２０ａの周りに他の加工機械およびロボットが配置される場合は、その方向に搬出する他の搬出コンベヤを設けることも可能である。このように、加工機械およびロボットの設置位置や数に応じて搬出コンベヤを設けることにより、各々の加工エリアにおける効率向上および省スペース化を図ることができる。

また、本実施形態では、供給位置ＳＰに供給されたハンドＨを撮像する視覚センサ６１を備え、ロボット制御装置５０が、視覚センサ６１により撮像される画像に基づき検出されるハンドＨの位置および姿勢を用いて、供給位置ＳＰに供給されるハンドＨを装着するようにロボット４０を制御する。このため、供給位置ＳＰに供給されるハンドＨの位置や姿勢が一定でなくても、ロボット４０の先端にハンドＨを確実に取付けることができる。

なお、本実施形態では、ロボット取付具としてハンドＨを用いるものを示した。これに対し、ロボット取付具としてハンド爪、ナットランナ、又は清掃用ツールを自動倉庫２０に保管し、ハンドＨの交換と同様にこれらロボット取付具の交換を行ってもよい。
例えば、図６に示すように、ツールチェンジャのツールアダプタＴＡに固定されたナットランナ９１が、ツールアダプタＴＡがロボット４０の先端のロボットアダプタＲＡに装着されることにより、ロボット取付具としてロボット４０に取付けられる。ナットランナ９１はモータ等により駆動されてボルト、ナット等を締め込むためのものである。

また、図７に示すように、ツールチェンジャのツールアダプタＴＡに固定された清掃用ツールとしての吸引ノズル９２が、ツールアダプタＴＡがロボット４０の先端のロボットアダプタＲＡに装着されることにより、ロボット取付具としてロボット４０に取付けられる。

ハンド爪（ハンドＨ用の爪部材）の場合は、パレットＰに載せられてハンド爪が供給位置ＳＰに供給される。また、ロボット４０に取付けられているハンドＨの使用済の爪部材は、ハンドＨをパレットＰの空きスペースの上方に配置すると共に、ハンドＨの本体に内蔵されたモータ等の駆動により爪部材を取外した後、ハンドＨの本体を供給された爪部材の上方に配置するとともに、ハンドＨの本体に内蔵されたモータ等の駆動により爪部材の取付けを行うことができる。

また、本実施形態において、自動倉庫２０に加工機械１０の加工に用いられる治具Ｊを保管することもできる。この場合、生産管理システム等の上位システムからの要求に基づき、倉庫制御部３１により制御される自動倉庫２０が、搬出コンベヤ２５，２６の供給位置ＳＰに要求に応じた治具Ｊと、当該治具Ｊの交換に用いるハンドＨとを供給し、ロボット制御部５１により制御されるロボット４０が、供給されたハンドＨを装着すると共に、供給されたハンドＨを用いて供給された治具Ｊを加工機械１０のワーク交換コンベヤ１２上に載置する。この場合の取付具交換プログラム３３ｃに基づく倉庫制御部３１の作動および取付具交換動作プログラム５３ｃに基づくロボット制御部５１の作動を図８のフローチャートを参照しながら以下説明する。

ロボット制御部５１は、生産管理システム等の上位システムから治具Ｊを交換する交換要求を受付け（ステップＳ３−１）、この時、倉庫制御部３１は、生産管理システム等の上位システムから供給位置ＳＰに供給する治具Ｊの種類およびそれに対応するハンドＨの種類の情報を受付け（ステップＳ４−１）、当該種類の治具Ｊが載置されたパレットＰが例えば搬出コンベヤ２６の供給位置ＳＰまで移動すると共に、当該種類のハンドＨが載置されたパレットＰが例えば搬出コンベヤ２５の供給位置ＳＰまで移動するように、走行駆動装置２４ｂ、昇降駆動装置２４ｄ、直交駆動装置２４ｅ、および搬出コンベヤ２５，２６を制御する（ステップＳ４−２）。

続いて、ロボット制御部５１は、使用中のハンドＨが例えばハンド置台４２の上に載置されるように、各サーボ制御器５４およびロボットアダプタＲＡに制御信号を送って各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御する（ステップＳ３−２）。

次に、ロボット制御部５１は、搬出コンベヤ２５の供給位置ＳＰに供給されたハンドＨがロボット４０の先端のロボットアダプタＲＡに装着されるように各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御する（ステップＳ３−３）。

続いて、ロボット制御部５１は、ワーク交換コンベヤ１２のワーク装着位置１２ａに配置された使用済の治具Ｊが搬出コンベヤ２５の供給位置ＳＰに移動されるように、各サーボモータ４１および取付具駆動装置ＴＤを制御する（ステップＳ３−４）。この時、搬出コンベヤ２５の供給位置ＳＰには治具Ｊ用のパレットＰが自動倉庫２０により準備されていることが好ましい。

続いて、ロボット制御部５１は、搬出コンベヤ２６の供給位置ＳＰに供給された治具Ｊがワーク交換コンベヤ１２のワーク装着位置１２ａに移動されるように、各サーボモータ４１および取付具駆動装置ＴＤを制御する（ステップＳ３−５）。
次に、ロボット制御部５１は、装着しているハンドＨが搬出コンベヤ２５の供給位置ＳＰに載置されるように、各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御する（ステップＳ３−６）。この時、搬出コンベヤ２５の供給位置ＳＰにはハンドＨ用のパレットＰが自動倉庫２０により準備されていることが好ましい。また、ステップＳ３−６が完了したことを示す信号がロボット制御部５１から倉庫制御部３１に送信される。

続いて、ロボット制御部５１は、ハンド置台４２の上に載置されたハンドＨがロボット４０の先端のロボットアダプタＲＡに装着されるように各サーボモータ４１およびロボットアダプタＲＡを制御する（ステップＳ３−７）。

一方、倉庫制御部３１は、使用済の治具Ｊおよび治具Ｊの交換に用いたハンドＨを載置したパレットＰが自動倉庫２０の取付具保管場所２２の取付具載置位置Ｔ１，Ｔ２，・・・Ｔｎの何れかに載置されるように、走行駆動装置２４ｂ、昇降駆動装置２４ｄ、直交駆動装置２４ｅ、および搬出コンベヤ２５，２６を制御する（ステップＳ４−３）。使用済の治具Ｊを有するパレットＰが載置された取付具載置位置の番号と治具ＪおよびハンドＨの種類は管理プログラム３３ｂにより管理される。

このように構成すると、自動倉庫２０が加工機械１０の加工に用いられる治具Ｊを保管しており、倉庫制御装置３０が受付けた要求に対応した治具Ｊが自動倉庫２０の供給位置ＳＰに供給される。また、当該治具Ｊの交換に用いるハンドＨも供給位置ＳＰに供給される。このため、ロボット４０や加工機械１０の周囲に多数の治具Ｊを配置する必要が無く、また、作業者による治具交換の作業を低減又は無くすことができ、加工システムの効率向上および省スペース化を図ることができる。

また、加工機械１０における可能に用いられる治具Ｊは数十ｋｇ又は数百ｋｇのものが多く、その形状はワークＷの種類や行う加工に応じて様々である。このため、治具Ｊに応じたハンドＨが自動倉庫２０から供給されることにより、治具Ｊを安全且つ確実に移動することができる。

また、治具Ｊの大きさおよび重量に応じてハンドＨも重いものになるが、自動倉庫２０の供給位置ＳＰまで移動したハンドＨを装着するようにロボット４０が制御されるので、ハンドＨをロボット４０に装着するための作業の安全性および効率を向上する上で有利である。さらに、数十ｋｇ〜数百ｋｇである治具Ｊに対応するハンドＨがロボット４０に自動的に装着されるので、重い治具を安全且つ確実に所定の位置まで搬送することができる。

なお、本実施形態では、ステップＳ３−２〜Ｓ３−６において、供給された治具Ｊと使用済の治具Ｊを同じハンドＨで搬送するものを示した。これに対し、使用済の治具Ｊを搬送する際に使用済の治具Ｊに対応するハンドＨをロボット４０に装着するように構成してもよい。

本発明の第２の実施形態に係る加工システムの図面を参照して以下説明する。
第２の実施形態の加工システムは、図９に示すように、第１の実施形態の自動倉庫２０の他に治具用の自動倉庫７０を追加するものである。
第２の実施形態において第１の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

この加工システムは、加工機械１０の加工部１１の近くに治具用の自動倉庫７０が設けられ、治具用の自動倉庫７０を制御する倉庫制御装置８０も設けられている。
治具用の自動倉庫７０の保管スペース７０ａ内には、それぞれ治具Ｊの部品（ベース部品を含む）又は組立てられた治具Ｊが載置されたパレットＰを複数保管している治具保管場所７１が存在する。また、治具用の自動倉庫７０の保管スペース７０ａ内には、治具保管場所７１に沿って設けられたレール７３と、レール７３に沿って移動するピックアップ装置７４が設けられている。また、治具用の自動倉庫７０には、保管スペース７０ａの内外に亘って延在している搬出コンベヤ７２が設けられている。

ピックアップ装置７４は、第１の実施形態のピックアップ装置２４と同様の構成を有し、治具保管場所７１に載置されているパレットＰを搬出コンベヤ７２上に載置し、搬出コンベヤ７２上のパレットＰを治具保管場所７１に載置するように構成されている。ピックアップ装置７４および搬出コンベヤ７２が治具Ｊやその部品を直接搬送するように構成されていてもよい。
治具保管場所７１には複数のパレットＰがそれぞれ載置される治具載置位置が設けられ、各々の治具載置位置にはＪ１，Ｊ２，・・・Ｊｎ（図示せず）のように番号が付与されている。

倉庫制御装置８０も第１の実施形態の倉庫制御装置３０と同様の構成を有する。倉庫制御装置８０に格納されている取付具交換プログラムに基づく倉庫制御装置８０の作動および取付具交換動作プログラム５３ｃに基づくロボット制御部５１の作動の一例を図１０のフローチャートを参照しながら以下説明する。

ロボット制御部５１は、生産管理システム等の上位システムから治具Ｊを交換する交換要求を受付け（ステップＳ５−１）、この時、倉庫制御装置８０の制御部は、生産管理システム等の上位システムから搬出コンベヤ７２上の供給位置ＳＰに供給する治具Ｊの部品の種類の情報を受付け（ステップＳ６−１）、当該種類の治具Ｊの部品（本実施形態では複数の部品）が載置されたパレットＰが搬出コンベヤ７２の供給位置ＳＰまで移動するようにピックアップ装置７４および搬出コンベヤ７２を制御する（ステップＳ６−２）。現在の治具は加工部１１の中に収容されている。

この時、ロボット４０には、自動倉庫２０から供給される治具交換用のハンドＨが装着されていることが好ましい。
続いて、ロボット制御部５１は、供給位置ＳＰに供給された治具Ｊの複数の部品およびパレットＰが治具置台４３の上に載置されるように、各サーボ制御器５４および取付具駆動装置ＴＤを制御する（ステップＳ５−２）。

次に、倉庫制御装置８０の制御部は、加工部１１の中に収容されている現在の治具Ｊが例えば供給位置ＳＰに移動するように搬出コンベヤ７２を制御する（ステップＳ６−３）。
続いて、ロボット制御部５１は、供給位置ＳＰに配置された現在の治具Ｊの複数の部品がそのベース部品から取り外されるように、各サーボ制御器５４および取付具駆動装置ＴＤを制御する（ステップＳ５−３）。例えば、治具交換用のハンドＨにボルトを掴み回す機構が付属している場合は、当該機構により現在の治具Ｊの複数の部品をベース部品から取り外す。

次に、ロボット制御部５１は、供給位置ＳＰに配置されているベース部品上の複数の部品が治具置台４３の上に載置されるように、各サーボ制御器５４および取付具駆動装置ＴＤを制御する（ステップＳ５−４）。
また、ロボット制御部５１は、治具置台４３の上に載置されている供給された複数の部品が供給位置ＳＰに配置されているベース部品上の所定の位置に配置されるように、各サーボ制御器５４および取付具駆動装置ＴＤを制御する（ステップＳ５−５）。

続いて、ロボット制御部５１は、供給位置ＳＰに配置されたベース部品に複数の部品が取り付けられるように、各サーボ制御器５４および取付具駆動装置ＴＤを制御する（ステップＳ５−６）。例えば、治具交換用のハンドＨのボルトを掴み回す機構により、ベース部品に複数の部品を取り付ける。

次に、ロボット制御部５１は、治具置台４３の上に載置されている使用済の部品およびパレットＰが搬出コンベヤ７２の供給位置ＳＰに載置されるように、各サーボ制御器５４および取付具駆動装置ＴＤを制御する（ステップＳ５−７）。この時、最初にパレットＰが供給位置ＳＰに配置され、続いてパレットＰに使用済の部品が載置されるように、前記制御が行われる。また、ステップＳ５−７が完了したことを示す信号がロボット制御部５１から倉庫制御装置８０に送信される。

そして、使用済の治具Ｊの複数の部品を載置したパレットＰが治具用の自動倉庫７０の治具保管場所７１の治具載置位置Ｊ１，Ｊ２，・・・Ｊｎの何れかに載置されるようにピックアップ装置７４および搬出コンベヤ７２を制御する（ステップＳ６−４）。使用済の複数の部品を有するパレットＰが載置された治具載置位置の番号と複数の部品の種類は、第１の実施形態と同様に自動倉庫７０の管理プログラムにより管理される。

このように構成しても、治具用の自動倉庫７０が加工機械１０の加工に用いられる治具Ｊおよびその部品（ベース部品を含む）を保管しており、倉庫制御装置８０が受付けた要求に対応した治具Ｊの部品が治具用の自動倉庫７０の搬出コンベヤ７２上の供給位置ＳＰに供給される。このため、ロボット４０や加工機械１０の周囲に多数の治具Ｊを配置する必要が無く、また、作業者による治具交換の作業を低減又は無くすことができ、加工システムの効率向上および省スペース化を図ることができる。

なお、上記の例では治具Ｊの部品を交換するものを示したが、治具Ｊ自体を交換することも可能である。また、治具用の自動倉庫７０にハンドＨ等を保管し、治具用の自動倉庫７０の搬出コンベヤ７２の供給位置ＳＰに上位システムの要求に基づくハンドＨが供給されるように構成してもよい。

１０ 加工機械
１１ 加工部
１２ ワーク交換コンベヤ
１３ 加工機械制御装置
２０ 自動倉庫
２０ａ 保管スペース
２１ ワーク保管場所
２２ 取付具保管場所
２３ レール
２４ ピックアップ装置
２５，２６ 搬出コンベヤ（搬出装置）
３０ 倉庫制御装置
３１ 倉庫制御部
３３ 記憶装置
３３ａ システムプログラム
３３ｂ 管理プログラム
３３ｃ 取付具交換プログラム
４０ ロボット
４１ サーボモータ
４２ ハンド置台
５０ ロボット制御装置
５１ ロボット制御部
５３ 記憶装置
５３ａ システムプログラム
５３ｃ 取付具交換動作プログラム
５４ サーボ制御器
５５ 教示操作盤
７０ 治具用の自動倉庫
７０ａ 保管スペース
７１ 治具保管場所
７３ レール
７４ ピックアップ装置
８０ 倉庫制御装置
Ｗ ワーク
ＳＰ 供給位置
Ｈ ハンド（ロボット取付具）
Ｊ 治具
ＲＡ ロボットアダプタ
ＴＡ ツールアダプタ
ＷＰ ワークパレット
Ｐ パレット

Claims (6)

1. ワークを保管し、保管している前記ワークを供給位置まで移動する自動倉庫と、
   前記供給位置まで移動すべきワーク種類を受付け、受付けた前記ワーク種類に対応する前記ワークが前記供給位置まで移動するように前記自動倉庫を制御する倉庫制御装置と、
   前記ワークを加工する加工機械と、
   前記自動倉庫により前記供給位置まで移動される前記ワークを前記加工機械による加工のために前記加工機械側に搬送するロボットと、
   該ロボットの制御装置とを備え、
   前記自動倉庫が、前記ロボットの先端に取付けられるツール、ハンド、又はハンド爪であるロボット取付具を保管しており、
   前記倉庫制御装置が、前記供給位置まで移動すべきロボット取付具の要求を受付け、受付けた前記要求に対応する前記ロボット取付具が前記供給位置まで移動するように前記自動倉庫を制御し、
   前記制御装置が、前記供給位置に供給された前記ロボット取付具を装着するように前記ロボットを制御する加工システム。
2. 前記自動倉庫が、前記加工機械における前記加工に用いられる治具を保管しており、
   前記倉庫制御装置が、前記供給位置まで移動すべき治具の要求を受付け、受付けた前記要求に対応する前記治具および該治具に対応するハンドが前記供給位置まで移動するように前記自動倉庫を制御し、
   前記制御装置が、前記供給位置まで移動した前記ハンドを装着すると共に該ハンドにより前記供給位置まで移動した前記治具を前記加工機械側に搬送するように前記ロボットを制御する請求項１に記載の加工システム。
3. 前記自動倉庫が、複数の前記供給位置まで前記ワークおよび／又は前記ロボット取付具をそれぞれ搬出する複数の搬出装置を備えている請求項１又は２に記載の加工システム。
4. 前記供給位置に供給された前記ロボット取付具を撮像する視覚センサを備え、
   前記制御装置が、前記視覚センサにより撮像される画像に基づき検出される前記ロボット取付具の位置および姿勢を用いて、前記供給位置に供給される前記ロボット取付具を装着するように前記ロボットを制御する請求項１〜３の何れかに記載の加工システム。
5. 前記ツールがナットランナ又は清掃用ツールである請求項１〜４の何れかに記載の加工システム。
6. 前記ロボット取付具が、パレットに載せられた状態で前記供給位置に供給されるように構成され、
   前記パレットが、前記供給されるロボット取付具が載置された状態で、他のロボット取付具を載置可能に構成されている請求項１〜５の何れかに記載の加工システム。
   

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