JP2020059069A - ローダ制御装置及びローダ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ローダの自動運転中に教示位置にずれを検出し、教示位置のずれに対応する処理を自動運転を停止させずに行うことにより、ローダの停止による装置の稼働率の低下を抑制出来るローダ制御装置を提供する。【解決手段】工作機械１０のチャックＣＨにワークＷを搬送するローダ２０を制御するローダ制御装置１であって、ローダチャック２５，２６をワーク受け渡し位置に移動させて、ローダチャックと工作機械のチャックとの間でワークを受け渡しさせる制御プログラムＰＲにより自動運転を実行する運転実行部３２と、運転実行部による自動運転中において、ローダチャックと工作機械のチャックとの双方によりワークが保持された際の駆動部に掛かる負荷を検出する負荷検出部３５と、負荷が閾値を超えたか否かを判定する判定部３６と、判定部により負荷が閾値を超えたと判定された場合に、負荷が閾値を超えたことを報知する報知部４０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ローダ制御装置及びローダ制御方法に関する。

旋盤などの工作機械にローダを付設し、自動運転により工作機械に対してワークの搬入及び搬出を行う工作機械システムが知られている。このような工作機械システムでは、ローダは、予め設定された位置（教示位置）において工作機械に対してワーク搬入及び搬出を行う。工作機械システムを自動運転させると、機械的なガタツキ、温度変化等の様々な状態の変化により、教示位置にずれ（位置ずれ）が生じることがある。例えば、工作機械に対するワークの搬入位置がずれた場合、工作機械は位置ずれした状態のワークに加工を施し、その結果、加工不良、機械の故障が生じることがある。

上記のような教示位置のずれは、例えば、ローダに掛かる負荷を検出することにより、検出できる。例えば、特許文献１には、駆動部により移動させられるローダチャックを有し、工作機械のチャックに対してワークを受け渡すローダを制御するローダ制御装置において、ローダチャックと工作機械のチャックとの両方でワークが拘束された状態で、ローダの駆動部に掛かる負荷を検出することにより、ワーク受け渡し時の芯ずれを検出するローダ制御装置が提案されている。

また、特許文献２には、工作機械のチャックに対するローダチャックの相対位置を、ローダチャックが受ける上下左右の方向の力を検出し、相対位置に変換することにより検出し、工作機械のチャックの位置とローダチャックの位置を表示装置に図で表示し、作業者の入力操作によりローダチャックの位置を工作機械のチャックの位置に調整可能なローダ制御装置が提案されている。

例えば、教示位置のずれが検出された場合等、工作機械システムの稼働を停止して、作業者により教示位置の修正が行われる。

特開２００３−２１１３３９号公報 特開２００７−１８８２７６号公報

上記した工作機械システムでは、生産性の向上の観点から、装置が停止する時間を短縮することが要求される。しかしながら、上記の特許文献１及び特許文献２に開示されるローダ制御装置では、教示位置のずれの修正を行う際に、装置を停止させる必要があり、その結果、装置の稼働率が低下する。

以上のような事情に鑑み、本発明は、ローダを自動運転させ、ローダの自動運転中に教示位置のずれを検出し、教示位置のずれに対応する処理を自動運転を停止させずに行うことにより、ローダの停止による装置の稼働率の低下を抑制することを目的とする。

本発明の第１の態様に係るローダ制御装置は、ワークを保持するローダチャックと、ローダチャックを移動させる駆動部と、を備え、工作機械に設けられてワークを保持するチャックに対してワークの受け渡しを行うローダを制御するローダ制御装置であって、ローダチャックをワーク受け渡し位置に移動させて、ローダチャックと工作機械のチャックとの間でワークを受け渡しさせる制御プログラムにより自動運転を実行する運転実行部と、運転実行部による自動運転中において、ローダチャックと工作機械のチャックとの双方によりワークが保持された際の駆動部に掛かる負荷を検出する負荷検出部と、負荷が閾値を超えたか否かを判定する判定部と、判定部により負荷が閾値を超えたと判定された場合に、負荷が閾値を超えたことを報知する報知部と、を備える。

第１の態様のローダ制御装置において、報知部は、表示装置、音声出力装置、及び、端末の少なくとも１つにより報知する構成でもよい。

本発明の第２の態様に係るローダ制御装置は、ワークを保持するローダチャックと、ローダチャックを移動させる駆動部と、を備え、工作機械に設けられてワークを保持するチャックに対してワークの受け渡しを行うローダを制御するローダ制御装置であって、ローダチャックをワーク受け渡し位置に移動させて、ローダチャックと工作機械のチャックとの間でワークを受け渡しさせる制御プログラムにより自動運転を実行する運転実行部と、運転実行部による自動運転中において、ローダチャックと工作機械のチャックとの双方によりワークが保持された際の駆動部に掛かる負荷を検出する負荷検出部と、負荷が閾値を超えたか否かを判定する判定部と、判定部により負荷が閾値を超えたと判定された場合に、予め定められたワークの受け渡し位置の補正を行う補正部と、を備える。

第２の態様のローダ制御装置において、補正部は、ワークの受け渡し位置を、負荷検出部が検出した負荷に対して負荷が解消される位置に補正してもよい。また、第２の態様に係るローダ制御装置において、補正部は、ワーク受け渡し位置の水平方向の成分を補正する場合に、制御プログラムによるローダチャックの位置制御を行わずに、ローダチャックが保持するワークを工作機械のチャックに保持させ、ローダチャックが追従した位置をワーク受け渡し位置として補正する構成でもよい。

また、第１又は第２の態様のローダ制御装置において、運転実行部は、判定部により負荷が閾値を超えたと判定された場合に、ローダに、予め設定された所定の動作を実行させる構成でもよい。また、第１又は第２の態様のローダ制御装置において、駆動部は、鉛直方向と平行なＹ軸方向にローダチャックを移動させるＹ軸駆動部と、Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向にローダチャックを移動させるＸ軸駆動部と、Ｙ軸方向及びＸ軸方向の双方と直交するＺ軸方向にローダチャックを移動させるＺ軸駆動部とを備え、負荷検出部は、Ｘ軸駆動部、Ｙ軸駆動部、及び、Ｚ軸駆動部のそれぞれにおける負荷を検出する構成でもよい。

本発明の第３の態様に係るローダ制御方法は、ワークを保持するローダチャックと、ローダチャックを移動させる駆動部と、を備え、工作機械に設けられてワークを保持するチャックに対してワークの受け渡しを行うローダを制御するローダ制御方法であって、ローダチャックをワーク受け渡し位置に移動させて、ローダチャックと工作機械のチャックとの間でワークを受け渡しさせる制御プログラムにより自動運転を実行することと、自動運転中において、ローダチャックと工作機械のチャックとの双方によりワークが保持された際の駆動部に掛かる負荷を検出することと、負荷が閾値を超えたか否かを判定することと、負荷が閾値を超えたと判定された場合に、負荷が閾値を超えたことを報知することと、を含む。

本発明の第４の態様に係るローダ制御方法は、ワークを保持するローダチャックと、ローダチャックを移動させる駆動部と、を備え、工作機械に設けられてワークを保持するチャックに対してワークの受け渡しを行うローダを制御するローダ制御方法であって、ローダチャックをワーク受け渡し位置に移動させて、ローダチャックと工作機械のチャックとの間でワークを受け渡しさせる制御プログラムにより自動運転を実行することと、自動運転中において、ローダチャックと工作機械のチャックとの双方によりワークが保持された際の駆動部に掛かる負荷を検出することと、負荷が閾値を超えたか否かを判定することと、負荷が閾値を超えたと判定された場合に、予め定められたワークの受け渡し位置の補正を行うことと、を含む。

本発明のローダ制御装置及びローダ制御方法は、ローダを自動運転させ、ローダの自動運転中に教示位置のずれを検出し、教示位置のずれに対応する処理を自動運転を停止させずに行うことにより、ローダの停止による装置の稼働率の低下を抑制することができる。

また、第１の態様のローダ制御装置によれば、ローダの自動運転を停止させずに教示位置がずれたことを報知することができる。また、第１の態様のローダ制御装置において、報知部が、表示装置、音声出力装置、及び、端末の少なくとも１つにより報知する構成の場合、報知を効果的に行うことができる。

また、第２の態様のローダ制御装置によれば、ローダの自動運転を停止させずに教示位置の補正を行うことができる。また、第２の態様のローダ制御装置において、補正部が、ワークの受け渡し位置を、負荷検出部が検出した負荷に対して負荷が解消される位置に補正する構成の場合、駆動部に掛かる負荷を確実に解消することができる。また、第２の態様のローダ制御装置において、補正部が、ワーク受け渡し位置の水平方向の成分を補正する場合に、制御プログラムによるローダチャックの位置制御を行わずに、ローダチャックが保持するワークを工作機械のチャックに保持させ、ローダチャックが追従した位置をワーク受け渡し位置として補正する構成の場合、駆動部に掛かる負荷を簡単な制御により効果的に解消することができる。

また、第１又は第２の態様のローダ制御装置において、運転実行部が、判定部により負荷が閾値を超えたと判定された場合に、ローダに、予め設定された所定の動作を実行させる構成の場合、自動運転中の教示位置のずれに対応するための処理を自動的に行うことができる。第１又は第２の態様のローダ制御装置において、駆動部が、鉛直方向と平行なＹ軸方向にローダチャックを移動させるＹ軸駆動部と、Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向にローダチャックを移動させるＸ軸駆動部と、Ｙ軸方向及びＸ軸方向の双方と直交するＺ軸方向にローダチャックを移動させるＺ軸駆動部とを備え、負荷検出部が、Ｘ軸駆動部、Ｙ軸駆動部、及び、Ｚ軸駆動部のそれぞれにおける負荷を検出する構成の場合、各軸の負荷を精度よく検出することができる。

また、第３の態様のローダ制御方法によれば、ローダの自動運転を停止させずに教示位置がずれたことを報知することができる。

また、第４の態様のローダ制御方法によれば、ローダの自動運転を停止させずに教示位置の補正を行うことができる。

第１実施形態に係るローダ制御装置の一例を示す図である。 第１実施形態に係る工作機械システムの一例を示す正面図である。 第１実施形態に係る工作機械システムの一例を示す側面図である。 制御プログラムの一例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、ローダチャックがワークＷを工作機械のチャックに渡す動作の一例を示す図である。 図５に続いて、（Ａ）及び（Ｂ）は、ローダチャックがワークＷを工作機械のチャックに渡す動作の一例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、ローダチャックがワークＷを工作機械のチャックに渡す動作の他の例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、負荷検出部により検出される負荷の例を示す図である。 第１実施形態に係るローダ制御方法の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るローダ制御装置の一例を示す図である。 補正部による補正の一例を示す図である。 補正の際の負荷の一例を示す図である。 補正部による補正の他の例を示す図である。 他の例の補正の際の負荷の一例を示す図である。 第２実施形態に係るローダ制御方法の一例を示すフローチャートである。 ローダの他の例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、本発明はこの形態に限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又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平面において、後述する工作機械１０の主軸１３、１４の回転軸に沿った方向を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、図中の矢印の指す方向が＋方向であり、矢印の指す方向とは反対の方向が−方向であるとして説明する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係るローダ制御装置１の一例を示す図である。図２及び図３は、ローダ制御装置１を適用した工作機械システムＳＹＳの一例を示す図である。図２は、＋Ｚ方向から見た正面図である。図３は、＋Ｘ方向から見た側面図である。本実施形態に係るローダ制御装置１を工作機械システムＳＹＳに適用した例に基づいて説明する。

工作機械システムＳＹＳは、工作機械１０と、ローダ２０と、ローダ制御装置１と、を備えている。ローダ２０は、工作機械１０に対してワークＷを搬送する装置である。ローダ制御装置１は、ローダ２０を制御する装置である。工作機械１０は、例えば平行２軸旋盤である（図２参照）。なお、本明細書では、工作機械１０が平行２軸旋盤である例を説明するが、工作機械１０は平行２軸旋盤以外の工作機械でもよい。

工作機械システムＳＹＳは、図２に示すように、本体部１１と、ワーク供給部１２Ａと、ワーク排出部１２Ｂとを有する。本体部１１は、主軸１３、１４と、タレット１５、１６と、反転装置１９と装置制御部Ｃ１とを有する。主軸１３、１４は、Ｘ方向に並んで配置される。主軸１３、１４は、不図示の軸受け等によって、Ｚ方向に平行な軸周りに回転可能に支持される。主軸１３、１４の＋Ｚ側の端部には、それぞれ、ワークＷを保持するチャック１３ａ、１４ａが設けられている。

チャック１３ａ、１４ａは、それぞれ、ワークＷを把持する把握爪１３ｂ、１４ｂを有している。各チャック１３ａ、１４ａにおいて、把握爪１３ｂ、１４ｂは、主軸１３、１４の回転方向に沿って所定の間隔で複数配置される。例えば、把握爪１３ｂ、１４ｂは、主軸１３、１４の回転軸（中心軸）ＡＸ１、ＡＸ２の軸周りに１２０°間隔で３つ配置される。各把握爪１３ｂ、１４ｂは、不図示のチャック駆動部により、主軸１３、１４の径方向において、主軸１３、１４の中心軸ＡＸ１、ＡＸ２に対して近接又は離間する方向に移動する。各チャック１３ａ、１４ａは、把握爪１３ｂ、１４ｂが中心軸ＡＸ１、ＡＸ２に向かって移動する閉動作によってワークＷを把持し、把握爪１３ｂ、１４ｂが中心軸ＡＸ１、ＡＸ２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１３ａ、１４ａは、中心軸ＡＸ１、ＡＸ２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。ローダ２０は、チャック１３ａ、１４ａのそれぞれに対して、ワークＷの搬入及び搬出を行う。

タレット１５、１６は、主軸１３、１４の軸線方向から外れて配置される。例えば、タレット１５は、主軸１３の−Ｘ側に配置される。タレット１６は、主軸１４の＋Ｘ側に配置される。タレット１５、１６のそれぞれには、モータ等の回転駆動装置が設けられる。タレット１５、１６は、回転駆動装置により、Ｚ方向に平行な軸周りに回転可能である。タレット１５、１６の周面には、切削工具ＴＬを保持するための複数の保持部が設けられる。これら保持部の全部又は一部には、主軸１３、１４に対応して切削工具ＴＬが保持される。従って、タレット１５、１６が回転することにより、所望の切削工具ＴＬが選択される。タレット１５、１６の保持部に保持される切削工具ＴＬは、各保持部に対して交換可能である。切削工具ＴＬ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、ドリル又は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１５、１６は、不図示の駆動装置により、Ｘ方向及びＺ方向に移動可能である。

反転装置１９は、ワークを保持可能なチャック１７、１８を備える。ローダ２０は、チャック１７、１８のそれぞれに対して、ワークＷの搬入及び搬出を行う。チャック１７、１８は、主軸１３、１４の＋Ｙ側（上方）において、Ｘ方向に並んで配置される。チャック１７、１８は、不図示の軸受け等によって、Ｚ方向に平行な軸線周りに回転可能に支持されてもよいし、回転しない形態であってもよい。チャック１７、１８の＋Ｚ側の端部には、それぞれ把握爪１７ａ、１８ａが設けられる。把握爪１７ａ、１８ａは、チャック１７、１８の中心軸ＡＸ３、ＡＸ４の軸周りに所定の間隔で複数配置される。例えば、把握爪１７ａ、１８ａは、チャック１７、１８の中心軸ＡＸ３、ＡＸ４の軸周りに１２０°間隔で３つ配置される。把握爪１７ａ、１８ａは、不図示のチャック駆動部により、チャック１７、１８の径方向において、チャック１７、１８の中心軸ＡＸ３、ＡＸ４に対して近接又は離間する方向に移動する。各チャック１７、１８は、把握爪１７ａ、１８ａが中心軸ＡＸ３、ＡＸ４に向かって移動する閉動作によってワークＷを把持し、把握爪１７ａ、１８ａが中心軸ＡＸ３、ＡＸ４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１７、１８は、中心軸ＡＸ３、ＡＸ４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。

反転装置１９のチャック１７、１８は、それぞれＹ方向に平行な軸線周りに回転することで、把握爪１７ａ、１８ａが設けられる側（＋Ｚ側）の端部同士を対向させることが可能である。チャック１８は、スライダ１８ｂ及びガイド部材１８ｃを有する。スライダ１８ｂは、チャック１８を保持してガイド部材１８ｃ沿って移動可能である。ガイド部材１８ｃは、Ｘ方向に平行に配置され、スライダ１８ｂをＸ方向に案内する。スライダ１８ｂ及びガイド部材１８ｃにより、チャック１８はチャック１７に対して近接及び離間が可能となっている。チャック１７、１８の＋Ｚ側の端部同士が対向した状態でチャック１８がチャック１７に近接することにより、チャック１７とチャック１８との間でワークＷの受け渡しが可能となっている。

ワーク供給部１２Ａには、工作機械１０における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。ワーク供給部１２Ａは、ローダ２０により搬送先に搬送されるワークＷが供給される。ワーク供給部１２Ａとしては、例えば、ワークＷを載置する固定台が用いられてもよいし、コンベア又はロータリー式でワークを供給する構成などが用いられてもよい。ワーク排出部１２Ｂには、工作機械１０で加工されたワークＷが載置される。ワーク排出部１２Ｂは、ローダ２０によるワークＷの搬送先である。ワーク排出部１２Ｂとしては、例えば、ワークＷを載置する固定台が用いられてもよいし、コンベア又はロータリー式でワークを排出する構成などが用いられてもよい。

装置制御部Ｃ１は、工作機械１０を制御する。装置制御部Ｃ１、例えば主軸１３、１４の動作、タレット１５、１６の動作、反転装置１９のチャック１７、１８の動作等を制御する。装置制御部Ｃ１は、ローダ制御装置１と無線又は有線により接続され、各部の動作に関する情報をローダ制御装置１に送信し、ローダ制御装置１から所定の情報を受信する。なお、装置制御部Ｃ１は、複数台の工作機械を統括して制御する上位コントローラと無線又は有線により接続されていてもよい。

ローダ２０は、工作機械１０のチャック１３ａ、１４ａ、１７、１８に対してワークＷの受け渡しを行う。ローダ２０は、上記のワークＷの受け渡しを自動運転により行う。なお、以下の説明において、工作機械１０のチャック１３ａ、１４ａ、１７、１８を総称して工作機械チャックＣＨと称す。

ローダ２０は、ワークＷの搬送先に対応して配置されるガイドと、装置本体２１と、ローダ制御装置１とを有する。ガイドは、ＸガイドＧＸ、ＺガイドＧＺ、及びＹガイドＧＹを有する。ＸガイドＧＸは、Ｘ方向に沿って配置されるレールであり、後述する走行体ＢＸをＸ方向に案内する。ＺガイドＧＺは、Ｚ方向に沿って配置され、後述する前後移動体ＢＺをＺ方向に案内する。ＹガイドＧＹは、Ｙ方向に沿って配置され、後述する昇降ロッドＢＹをＹ方向に案内する。

装置本体２１は、ワークＷを保持するワーク保持部２３と、ワーク保持部２３を移動させる駆動部２２と、を有する。駆動部２２は、走行体（Ｘ移動部）ＢＸと、前後移動体（Ｚ移動部）ＢＺと、昇降ロッド（Ｙ移動部）ＢＹと、を有する。走行体ＢＸは、走行体駆動部（Ｘ駆動部）ＤＸの駆動により、ＸガイドＧＸに沿ってＸ方向に移動可能である。走行体駆動部ＤＸは、例えば、駆動源であるＸ軸モータＭＸと、Ｘ軸モータＭＸの駆動力を伝達する不図示の伝達機構とを有する。走行体駆動部ＤＸは、ローダ制御装置１からの指令である電流値によりＸ軸モータＭＸを駆動させ、走行体ＢＸを＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に移動させる。Ｘ軸モータＭＸは、例えばサーボモータである。走行体ＢＸの＋Ｙ側の端部（上部）には、ＺガイドＧＺが一体で設けられる。

前後移動体ＢＺは、前後移動体駆動部（Ｚ駆動部）ＤＺの駆動により、ＺガイドＧＺに沿ってＺ方向に移動可能である。前後移動体駆動部ＤＺは、駆動源であるＺ軸モータＭＺと、Ｚ軸モータＭＺの駆動力を伝達する不図示の伝達機構とを有する。前後移動体駆動部ＤＺは、ローダ制御装置１からの指令である電流値によりＺ軸モータＭＺを駆動させ、前後移動体ＢＺを＋Ｚ方向又は−Ｚ方向に移動させる。Ｚ軸モータＭＺは、例えばサーボモータである。前後移動体ＢＺの＋Ｚ側端部には、ＹガイドＧＹが一体で設けられる。

昇降ロッドＢＹは、昇降ロッド駆動部（Ｙ駆動部）ＤＹの駆動により、ＹガイドＧＹに沿ってＹ方向に移動可能である。昇降ロッド駆動部ＤＹは、駆動源であるＹ軸モータＭＹと、Ｙ軸モータＭＹの駆動力を伝達する不図示の伝達機構とを有する。昇降ロッド駆動部ＤＹは、ローダ制御装置１からの指令である電流値により駆動源を駆動させ、昇降ロッドＢＹを＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に移動させる。Ｙ軸モータＭＹは、例えばサーボモータである。昇降ロッドＢＹの下端部（−Ｙ側端部）には、ワーク保持部２３が設けられる。

ワーク保持部２３は、ローダチャック２５、２６を備える。ワーク保持部２３は、走行体ＢＸ、昇降ロッドＢＹ、及び前後移動体ＢＺの移動に伴って移動し、ワークＷを搬送する。図２において、ローダチャック２５は、−Ｙ方向に向いた姿勢に配置され、ローダチャック２６は、−Ｚ方向に向いた姿勢に配置される。ローダチャック２５、２６は、ＹＺ平面内においてＹ軸及びＺ軸に対して４５°傾いた回転軸ＡＸ５の軸周りに回転可能なスイベル機構などの回転機構に配置される（図３参照）。ローダチャック２５、２６は、不図示の駆動装置によって回転軸ＡＸ５の軸周りに回転することにより、ローダチャック２５、２６の互いの位置を入れ替えることができる。

ローダチャック２５、２６は、それぞれ、ワークＷを把持する把握爪２５ａ、２５ｂを有している。各ローダチャック２５、２６において、把握爪２５ａ、２５ｂは、ローダチャック２５、２６の中心軸ＡＸ６、ＡＸ７の軸周りに所定の間隔で複数配置される。例えば、把握爪２５ａ、２５ｂは、ローダチャック２５、２６の中心軸ＡＸ６、ＡＸ７の軸周りに１２０°間隔で３つ配置される（図５（Ｂ）参照）。各把握爪２５ａ、２５ｂは、後述するローダチャック制御部３３の指令により、不図示のチャック駆動部によって、ローダチャック２５、２６の中心軸ＡＸ６、ＡＸ７に対して近接又は離間する方向に移動する。各ローダチャック２５、２６は、把握爪２５ａ、２５ｂが中心軸ＡＸ６、ＡＸ７に向かって移動する閉動作によってワークＷを把持し、把握爪２５ａ、２５ｂが中心軸ＡＸ６、ＡＸ７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２５、２６は、中心軸ＡＸ６、ＡＸ７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。ローダチャック２５、２６により保持したワークＷは、走行体ＢＸ、昇降ロッドＢＹ、及び前後移動体ＢＺがそれぞれ移動することにより、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、又はこれらの方向を２つ以上合成した方向（ＸＹ方向、ＹＺ方向、ＸＺ方向、ＸＹＺ方向）に搬送される。

ローダ制御装置１は、ローダ２０を総括的に制御する。ローダ制御装置１は、駆動部２２（走行体ＢＸ、前後移動体ＢＺ、昇降ロッドＢＹ）、及びワーク保持部２３における動作を制御する。

ローダ制御装置１の構成について、図１を参照して説明する。ローダ制御装置１は、記憶部３１、運転実行部３２、ローダチャック制御部３３、Ｘ軸モータ制御部３４Ｘ、Ｙ軸モータ制御部３４Ｙ、Ｚ軸モータ制御部３４Ｚ、負荷検出部３５（３５Ｘ、３５Ｙ、３５Ｚ）、判定部３６、及び、負荷時処理部３７を備える。ローダ制御装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置と、メインメモリと、情報を記憶する記憶部３１とを有している。記憶部３１は記憶装置である。ローダ制御装置１は、記憶部３１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制御する。なお、ローダ制御装置１は、装置制御部Ｃ１と一体の装置でもよいし、複数台の工作機械を統括して制御する上位コントローラと一体の装置でもよい。

記憶部３１には、制御プログラムＰＲ（図４参照）、及び、動作に必要な各種情報が記憶されている。なお、記憶部３１は、ローダ制御装置１内に設けられてもよいし、ローダ制御装置１外に設けられてもよく、例えば工作機械１０の装置制御部Ｃ１に設けられる不図示の記憶部が用いられてもよい。

制御プログラムＰＲは、ローダチャック２５、２６をワーク受け渡し位置Ｐ（以下、「受け渡し位置Ｐ」と略す。）に移動させて、ローダチャック２５、２６と工作機械チャックＣＨとの間でワークＷを受け渡しさせる動作を自動運転により、ローダ２０に実行させるプログラムである。制御プログラムＰＲは、ローダ２０の各種動作を制御する指令を含む。例えば、制御プログラムＰＲは、走行体駆動部ＤＸ、前後移動体駆動部ＤＺ、及び昇降ロッド駆動部ＤＹによるローダチャック２５、２６の駆動動作、並びにローダチャック２５、２６によるワークＷの把持又は解放の動作を制御する指令を含む。後述する運転実行部３２は、制御プログラムＰＲの指令に基づいた動作をローダ２０の各部に実行させる。

図４は、制御プログラムＰＲの一例を示す図である。制御プログラムＰＲは、ローダチャック２５、２６を受け渡し位置Ｐに移動させて、ローダチャック２５、２６と工作機械チャックＣＨとの間でワークＷを受け渡しさせる指令を含む。例えば、制御プログラムＰＲは、ローダチャック２５、２６をワーク供給部１２Ａに移動させ、ワーク供給部１２Ａに配置されるワークＷをローダチャック２５、２６に保持させる指令Ｘ１、ワークＷを保持したローダチャック２５、２６を受け渡し位置Ｐに移動させ、保持したワークＷを工作機械チャックＣＨに渡す指令Ｘ２、ローダチャック２５、２６を受け渡し位置Ｐに移動させ工作機械チャックＣＨからワークＷを受け取る指令Ｘ３、ワークＷを保持したローダチャック２５、２６をワーク排出部１２Ｂに移動させ、保持したワークＷをワーク排出部１２Ｂに解放する指令Ｘ４等の指令を含む。

制御プログラムＰＲには、ローダチャック２５、２６を移動させる位置、ローダチャック２５、２６を移動させる速度に関する指令を含む。制御プログラムＰＲにおいて、受け渡し位置Ｐ（図１参照）、ワーク供給部１２Ａ（図２参照）、あるいはワーク排出部１２Ｂ（図２参照）等の工作機械システムＳＹＳにおける各部の位置は、Ｘ方向の位置、Ｙ方向の位置、及び、Ｚ方向の位置を示す座標が用いられる。工作機械システムＳＹＳにおける各部の位置は、位置情報ＩＰ（図１参照）として記憶部３１に記憶される。制御プログラムＰＲは、工作機械システムＳＹＳにおける各部の位置の位置を、位置情報ＩＰから読みだして用いる。工作機械システムＳＹＳにおける各部の位置は、工作機械システムＳＹＳを運転させる前に、予め設定される。工作機械システムＳＹＳにおける各部の位置は、教示により設定される教示位置である。なお、上記の制御プログラムＰＲは一例であり、制御プログラムＰＲは任意に設定可能である。

運転実行部３２（図１参照）は、制御プログラムＰＲに基づく自動運転を、ローダ２０の各部に実行させる。運転実行部３２は、Ｘ軸モータ制御部３４Ｘ、Ｙ軸モータ制御部３４Ｙ、Ｚ軸モータ制御部３４Ｚ、及びローダチャック制御部３３を介して、Ｘ軸モータＭＸ、Ｚ軸モータＭＺ、Ｙ軸モータＭＹ、及びローダチャック２５、２６を制御することにより、制御プログラムＰＲに基づく所定の動作を各部に実行させる。

例えば、ローダ制御装置１が、制御プログラムＰＲに定められた座標にローダチャック２５、２６を移動させる場合、運転実行部３２は、走行体ＢＸ、昇降ロッドＢＹ、及び前後移動体ＢＺが向かうべき座標に移動するように、Ｘ軸モータ制御部３４Ｘ、Ｙ軸モータ制御部３４Ｙ、及びＺ軸モータ制御部３４Ｚを制御する。Ｘ軸モータ制御部３４Ｘ、Ｙ軸モータ制御部３４Ｙ、及びＺ軸モータ制御部３４Ｚは、それぞれ、Ｘ軸モータＭＸ、Ｚ軸モータＭＺ、及び、Ｙ軸モータＭＹを、電流値を与えて駆動することにより制御する。また、運転実行部３２は、ローダチャック制御部３３を介して、ローダチャック２５、２６の把握爪２５ａ、２６ａ開閉動作、ローダチャック２５、２６の回転機構等を制御する。

Ｘ軸モータ制御部３４Ｘ、Ｙ軸モータ制御部３４Ｙ、及びＺ軸モータ制御部３４Ｚは、それぞれ、Ｘ軸モータＭＸ、Ｚ軸モータＭＺ、及び、Ｙ軸モータＭＹに設けられたエンコーダ等の回転情報（回転数、回転位置）に基づいて、Ｘ軸モータＭＸ、Ｚ軸モータＭＺ、及び、Ｙ軸モータＭＹに対してフィードバック制御を行う。

ローダ２０が、ワークＷを工作機械チャックＣＨに渡す動作について説明する。図５及び図６は、ローダ２０が、ワークＷを工作機械チャックＣＨに渡す動作の一例について示す図である。図５及び図６において、（Ａ）は＋Ｙ方向から見た時の上面図であり、（Ｂ）は＋Ｚ方向から見た時の正面図である。図５及び図６には、受け渡し位置Ｐが理想的な位置である場合の上記動作を示す。また、図５及び図６には、ローダチャック２５が、ワークＷを工作機械１０のチャック１３ａに渡す動作を示す。

ローダ２０が、ワークＷを工作機械１０のチャック１３ａ（工作機械チャック１３ａと称す）に渡す際、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ワークＷを保持したローダチャック２５が、ローダ制御装置１の制御により、受け渡し位置Ｐに移動する。受け渡し位置Ｐは、工作機械チャック１３ａとローダチャック２５との間でワークＷを受け渡し可能な位置である。この状態の時、図５（Ｂ）に示すように、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂは開いた状態である。また、この状態の時、受け渡し位置Ｐが理想的な位置の場合、工作機械チャック１３ａの中心軸ＡＸ１とローダチャック２５の中心軸ＡＸ６とは同軸になる。また、ローダチャック２５により保持されたワークＷも、ローダチャック２５の中心軸ＡＸ６と同軸となる。続いて、ローダ制御装置１は、工作機械１０の装置制御部Ｃ１に、ローダチャック２５が受け渡し位置Ｐに移動したことを示す信号を送信する。

続いて、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、工作機械１０の装置制御部Ｃ１は、ローダ制御装置１からローダチャック２５が受け渡し位置Ｐに移動したことを示す信号を受信した際に、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂを閉じるように制御する。工作機械チャック１３ａの中心軸ＡＸ１とローダチャック２５の中心軸ＡＸ６とは同軸に位置するので、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂが閉じる際、ワークＷは工作機械１０の各把握爪１３ｂに均等に接触する。工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂが閉じることにより、ワークＷは、工作機械チャック１３ａ及びローダチャック２５の双方に保持される。

続いて、工作機械１０の装置制御部Ｃ１は、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂが閉じてワークＷを保持したことを示す信号を、ローダ制御装置１に送信する。ローダ制御装置１は、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂが閉じてワークＷを保持したことを示す信号を受信した際に、ローダチャック２５の把握爪２５ａを開くように制御する。この動作により、ローダチャック２５が保持していたワークＷが、工作機械チャック１３ａに渡される。理想的な受け渡し位置Ｐにおいて、工作機械チャック１３ａに渡されたワークＷの中心軸も、工作機械チャック１３ａの中心軸ＡＸ１と同軸となり、工作機械１０による加工における理想的な位置に位置決めされる。

その後、工作機械チャック１３ａに渡されたワークＷは、工作機械１０により加工される。工作機械１０の装置制御部Ｃ１は、ワークＷの加工が終了した後、ローダ制御装置１に対して、ワークＷの加工が終了したことを示す信号を送信する。ローダ制御装置１は、工作機械１０の装置制御部Ｃ１からワークＷの加工が終了したことを示す信号を受信した際に、ローダチャック２５を受け渡し位置Ｐに移動させて、工作機械チャック１３ａから加工済みのワークＷを受け取り、搬出するように、ローダ２０を制御する。ローダチャック２５により工作機械チャック１３ａから加工済みのワークＷを受け取る動作は、上記した図５及び図６と反対の動作である。ローダチャック２５により工作機械チャック１３ａから加工済みのワークＷを搬出する際、ローダチャック２５が受け渡し位置Ｐに移動し、工作機械チャック１３ａが保持する加工済みのワークＷをローダチャック２５により保持する。ローダチャック２５が加工済みのワークＷを保持した後、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂが開いてワークＷを開放することにより、工作機械チャック１３ａからローダチャック２５にワークＷが渡される。続いて、ローダチャック２５は、保持した加工済みのワークＷをワーク排出部１２Ｂに移動させる。

次に、受け渡し位置Ｐが理想的な位置からずれている場合に、ローダ２０がワークＷを工作機械チャックＣＨに渡す動作について説明する。図７は、受け渡し位置Ｐが理想的な位置からずれている場合に、ローダ２０が、ワークＷを工作機械チャックＣＨに渡す動作について示す図である。図７（Ａ）及び（Ｂ）は、＋Ｙ方向から見た時の上面図である。なお、図７には、受け渡し位置Ｐが、図５及び図６に示した理想的な受け渡し位置Ｐに対して、−Ｘ方向にずれている例を示す。また、図７には、ローダチャック２５が、ワークＷを工作機械１０のチャック１３ａに渡す動作を示す。

図７（Ａ）の例において、ローダチャック２５がワークＷを工作機械チャック１３ａに渡す際、ワークＷを保持したローダチャック２５は、理想的な受け渡し位置に対して、−Ｘ方向にずれた受け渡し位置Ｐに移動する。このような位置のずれは、上記したように、様々な要因により生じる。

ローダ２０が受け渡し位置Ｐに移動した後、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂが閉じる動作が開始する。工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂが閉じる際、工作機械チャック１３ａの−Ｘ側（受け渡し位置がずれている側）の把握爪１３ｂが、はじめにワークＷに接触して、ワークＷを＋Ｘ側（チャック１３ａの中心軸ＡＸ１方向）に押す。この把握爪１３ｂが＋Ｘ側にワークＷを押す力は、ワークＷを保持するローダチャック２５に加わる。

この把握爪１３ｂが＋Ｘ側に押す力がローダチャック２５に加わると、ローダチャック２５は＋Ｘ側に移動する。ローダチャック２５が＋Ｘ側に移動すると、Ｘ軸モータ制御部３４Ｘは、フィードバック制御により、ローダチャック２５を、把握爪１３ｂにより押される前の−Ｘ側の位置（受け渡し位置Ｐ）に移動させるように、Ｘ軸モータＭＸを駆動するが、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂによりローダチャック２５が押されているので、Ｘ軸モータＭＸには大きな負荷が生じる（図８（Ｂ）参照）。

続いて、図７（Ｂ）に示すように、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂがさらに閉じる。工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂの中心軸ＡＸ１とローダチャック２５の中心軸ＡＸ６とがずれているので、ワークＷは上述の理想的な位置からずれた状態で、工作機械チャック１３ａ及びローダチャック２５の双方に保持される。続いて、ローダチャック２５がワークＷを開放し、ワークＷは理想的な位置からずれた状態で、工作機械チャック１３ａに保持される。ワークＷが理想的な位置からずれた状態で工作機械チャック１３ａに保持されると、上述のように加工不良、さらには、機械の故障が生じる場合もある。

なお、本例では、受け渡し位置Ｐが理想的な位置から−Ｘ方向にずれた状態を説明したが、受け渡し位置Ｐが他の方向（＋Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、ＸＹ方向、ＸＺ方向、ＹＺ方向、ＸＹＺ方向等）にずれた場合においても、ワークＷは理想的な位置からずれた状態で、工作機械チャック１３ａに保持される。

負荷検出部３５（図１参照）は、駆動部２２に掛かる負荷を検出する。負荷検出部３５は、少なくとも、運転実行部３２による自動運転中において、ローダチャック２５、２６と工作機械チャックＣＨ（１３ａ、１４ａ、１７、１８）との双方によりワークＷが保持された際の駆動部２２に掛かる負荷Ｌ（図８等参照）を検出する。なお、本明細書では、ローダチャック２５、２６と工作機械チャックＣＨとの双方によりワークＷが保持された際の駆動部２２に掛かる負荷を「負荷Ｌ」と略す場合もある。

負荷検出部３５は、走行体駆動部ＤＸ、昇降ロッド駆動部ＤＹ、及び前後移動体駆動部ＤＺのそれぞれにおける負荷を検出する。本実施形態では、負荷検出部３５Ｘ、３５Ｙ、３５Ｚが、Ｘ軸モータＭＸ、Ｙ軸モータＭＹ、及びＺ軸モータＭＺに設けられ、走行体駆動部ＤＸ、昇降ロッド駆動部ＤＹ、及び前後移動体駆動部ＤＺのそれぞれにおける負荷を検出する。負荷検出部３５が走行体駆動部ＤＸ、昇降ロッド駆動部ＤＹ、及び前後移動体駆動部ＤＺのそれぞれにおける負荷を検出する構成の場合、各軸の負荷を精度よく検出することができる。負荷検出部３５Ｘ、３５Ｙ、３５Ｚは、各モータの負荷トルクを検出する。負荷検出部３５Ｘ、３５Ｙ、３５Ｚは、例えばモータの負荷トルクの量及び方向を検出する。負荷検出部３５Ｘ、３５Ｙ、３５Ｚは、それぞれ、各モータに供給される電流を検出することにより、モータの負荷トルクの量及び方向を検出する。負荷トルクの量は、電流値に基づいて求められる。負荷トルクの方向は、電流の符号に基づいて求められる。

負荷検出部３５Ｘ、３５Ｙ、３５Ｚは、検出した負荷を、負荷の履歴情報として記憶部３１に記憶させる。負荷の履歴情報は、例えば、負荷検出部３５Ｘ、３５Ｙ、３５Ｚが検出した各軸の負荷の時系列データ等である。なお、ローダ制御装置１は、負荷検出部３５（３５Ｘ、３５Ｙ、３５Ｚ）が検出した負荷の情報を、検出と同時にディスプレイ等の表示装置などに表示させる構成でもよい。

なお、負荷検出部３５（３５Ｘ、３５Ｙ、３５Ｚ）の構成は、上述の構成に限定されず、例えば、サーボモータの回転の目標値、及び、回転情報（回転数、回転位置）に基づいて、負荷を検出する構成でもよい。この負荷検出部３５の構成の場合、サーボモータの回転数の目標値とエンコーダから取得した回転情報との差に基づいて、負荷を検出することができる。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場合、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。

図８（Ａ）及び（Ｂ）は、負荷検出部３５により検出される負荷の一例を示す図である。図８（Ａ）には、図５及び図６に示した受け渡し位置Ｐが理想的な位置である場合のＸ軸モータＭＸに掛かる負荷Ｌを示す。図８（Ｂ）には、図７に示した受け渡し位置Ｐが理想的な位置からずれた場合のＸ軸モータＭＸに掛かる負荷を示す。

図８（Ａ）に示すように、受け渡し位置Ｐが理想的な位置である場合、ローダチャック２５と工作機械チャック１３ａとの双方によりワークＷが保持された際（図６参照）のＸ軸モータＭＸに掛かる負荷Ｌは、この際にローダチャック２５は理想的な受け渡し位置Ｐで静止する状態であるため、小さい。

一方、図８（Ｂ）に示すように、受け渡し位置Ｐが理想的な位置からずれている場合、ローダチャック２５と工作機械チャック１３ａとの双方によりワークＷが保持された際（図７参照）のＸ軸モータＭＸに掛かる負荷Ｌは、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂが閉動作を開始し、−Ｘ側の把握爪１３ｂがワークＷに接触した時から、把握爪１３ｂが完全に閉じるまで増加し、その後、ローダチャック２５がワークＷを開放した時から減少する。閾値を超えた負荷Ｌは、後述する判定部３６に検出される。

なお、本例では、受け渡し位置Ｐが理想的な位置から−Ｘ方向にずれた状態を説明したが、受け渡し位置Ｐが他の方向（＋Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、ＸＹ方向、ＸＺ方向、ＹＺ方向、ＸＹＺ方向等）にずれた場合においても、図８（Ｂ）に示したような負荷Ｌが、受け渡し位置Ｐのずれ量及びずれた方向に応じて、各軸のモータＭＸ、ＭＹ、ＭＺに掛かる。

判定部３６（図１参照）は、ローダチャック２５、２６と工作機械チャックＣＨとの双方によりワークＷが保持された際の負荷Ｌが閾値Ｔを超えたか否かを判定する。判定部３６は、図８（Ｂ）に示す例の場合、負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定する。判定部３６は、各モータＭＸ、ＭＹ、ＭＺに掛かる負荷Ｌについて、閾値Ｔを超えたか否かを判定する。閾値Ｔは、各モータＭＸ、ＭＹ、ＭＺにおいて設定される。閾値Ｔは、受け渡し位置Ｐがずれたことを検出可能な任意の値に設定される。閾値Ｔは、予め設定され、記憶部３１に記憶される。閾値Ｔは、予備試験などにより設定することができる。なお、閾値Ｔは、各モータＭＸ、ＭＹ、ＭＺにおいて、複数設定されてもよい。

負荷時処理部３７は、判定部３６により上記負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合に、所定の処理を行う。負荷時処理部３７は、報知部４０、及び特定処理実行部４１を備える。

報知部４０は、判定部３６により負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合に、負荷Ｌが閾値Ｔを超えたことを報知する。報知部４０の報知により、ローダの自動運転を停止させずに受け渡し位置Ｐがずれたことを報知することができる。報知部４０は、負荷Ｌの程度（値）を報知してもよい。報知部４０は、例えば、表示装置５０、音声出力装置５１、及び、端末５２の少なくとも１つにより報知する。この構成の場合、報知を効果的に行うことができる。

表示装置５０は、ディスプレイ、タッチパネル等である。表示装置５０の設置場所は、任意であり、例えば、工作機械１０、ローダ２０、あるいはローダ制御装置１の近傍でもよいし、工作機械１０、ローダ２０、あるいはローダ制御装置１の設置場所の外部でもよい。また、表示装置５０は、工作機械１０、ローダ２０、あるいはローダ制御装置１に接続される表示装置５０、作業者の表示装置５０であってもよい。

端末５２は、例えば、コンピュータ、あるいはスマートフォン等の携帯端末である。報知部４０は、例えば、予め設定された所定の表示装置５０あるいは端末５２に、負荷Ｌが閾値Ｔを超えたことを示すメッセージを表示させる。メッセージは、任意であり、例えば、文章でもよいし、エラー番号等でもよい。また、報知部４０は、Ｅメールによりメッセージを端末５２に送信することにより、報知してもよい。

音声出力装置５１は、例えば、スピーカ等である。また、報知部４０は、所定の照明装置（例、ランプ等）を点灯（点滅を含む）させることにより、報知してもよい。また、報知部４０は、予め設定された電話及び携帯電話に電話をかけて、所定のメッセージを送信することによって、報知してもよい。

特定処理実行部４１は、判定部３６により負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合に、運転実行部３２を介して、ローダ２０に対して予め設定された所定の動作を実行させる。この構成により、自動運転中の教示位置のずれに対応するための処理を自動的に行うことができる。例えば、特定処理実行部４１は、所定の動作として、運転の停止等を運転実行部３２に実行させてもよい。この運転の停止は、自動運転の終了後に実施されてもよいし、所定の時間（所定の動作回数）経過後に実施されてもよいし、判定部３６の判定後に直ちに実施されてもよいし。なお、特定処理実行部４１を備えるか否かは、任意である。

次に、上記した本実施形態のローダ制御装置１に基づいて、本実施形態のローダ制御方法を説明する。図９は、本実施形態のローダ制御方法の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明は一例であって、本実施形態のローダ制御方法は、以下の説明に限定されない。

本実施形態のローダ制御方法は、ステップＳ１において、ローダチャック２５、２６を受け渡し位置Ｐに移動させて、ローダチャック２５、２６と工作機械チャックＣＨとの間でワークを受け渡しさせる制御プログラムＰＲにより自動運転を実行する。ステップＳ１は、例えばローダ制御装置１により図４の制御プログラムＰＲの指令Ｘ１〜Ｘ４を実行することにより、実施する。この場合、ローダ制御装置１は、ローダチャック２５、２６をワーク供給部１２Ａに移動させ、ワーク供給部１２Ａに配置されるワークＷをローダチャック２５、２６に保持させた後、ローダチャック２５、２６を受け渡し位置Ｐに移動させるように制御する。続いて、ローダ制御装置１は、ローダチャック２５、２６で保持したワークＷを工作機械チャックＣＨに渡すように制御する。続いて、ローダ制御装置１は、工作機械１０によるワークＷの加工の後、ローダチャック２５、２６を受け渡し位置Ｐに移動させ、ローダチャック２５、２６により工作機械チャックＣＨからワークＷを受け取るように制御する。続いて、ローダ制御装置１は、ローダチャック２５、２６をワーク排出部１２Ｂに移動させ、ローダチャック２５、２６で保持するワークＷをワーク排出部１２Ｂに移動させるように制御する。

続いて、ステップＳ２において、ローダ２０の自動運転中に、ローダチャック２５、２６と工作機械チャックＣＨとの双方によりワークＷが保持された際の駆動部２２に掛かる負荷Ｌを検出する。ステップＳ２は、例えばローダ制御装置１の負荷検出部３５により負荷Ｌを検出することにより実施する。続いて、ステップＳ３において、負荷Ｌが閾値Ｔを超えたか否かを判定する。ステップＳ３は、例えばローダ制御装置１の判定部３６により、上記の判定を行うことにより実施する。ステップＳ３において、負荷Ｌが閾値Ｔを超えていないと判定された場合（ステップＳ３のＮＯ）、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ３において、負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、ステップＳ４において、負荷Ｌが閾値Ｔを超えたことを報知する。ステップＳ４は、例えばローダ制御装置１の報知部４０により上記の報知を行うことにより実施する。ステップＳ４により、ローダの自動運転を停止させずに受け渡し位置Ｐがずれたことを報知することができる。

続いて、ステップＳ４の後、ステップＳ１に戻り、上記の自動運転を行う。また、ステップＳ２〜Ｓ４は、上記の自動運転が終了するまで引き続き行われる。

なお、ローダ制御方法では、ステップＳ３において負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合（ステップＳ３のＹＥＳ）に、特定の処理を行ってもよい。特定の処理は、例えば、ローダ制御装置１の特定処理実行部４１により、上述した運転の停止等の処理を行うことにより、実施する。

また、ローダ制御方法は、ローダ制御プログラムにより実現してもよい。この場合、ローダ制御プログラムは、制御プログラムにより自動運転をローダに実行させる処理と、自動運転中において、ローダチャックと工作機械のチャックとの双方によりワークが保持された際の駆動部に掛かる負荷が閾値を超えたか否かを判定する処理と、負荷が閾値を超えたと判定された場合に、負荷が閾値を超えたことを報知する処理と、をコンピュータに実行させることを含む。また、このローダ制御プログラムは、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、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。

以上説明したように、本実施形態のローダ制御装置１は、ワークＷを保持するローダチャック２５、２６と、ローダチャック２５、２６を移動させる駆動部２２と、を備え、工作機械１０に設けられてワークＷを保持するチャックＣＨ（１３ａ、１４ａ、１７、１８）に対してワークＷの受け渡しを行うローダ２０を制御するローダ制御装置１であって、ローダチャック２５、２６を受け渡し位置Ｐに移動させて、ローダチャック２５、２６と工作機械１０のチャックＣＨとの間でワークを受け渡しさせる制御プログラムＰＲにより自動運転を実行する運転実行部３２と、運転実行部３２による自動運転中において、ローダチャック２５、２６と工作機械１０のチャックＣＨとの双方によりワークＷが保持された際の駆動部２２に掛かる負荷Ｌを検出する負荷検出部３５（３５Ｘ、３５Ｙ、３５Ｚ）と、負荷Ｌが閾値Ｔを超えたか否かを判定する判定部３６と、判定部３６により負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合に、負荷Ｌが閾値Ｔを超えたことを報知する報知部４０と、を備える。なお、ローダ制御装置１において、上記以外の構成は任意の構成であり、上記以外の構成はあってもよいし、なくてもよい。

以上のように、本実施形態のローダ制御装置１及びローダ制御方法は、ローダ２０を自動運転させ、ローダ２０の自動運転中に教示位置のずれを検出し、教示位置のずれに対応する処理を自動運転を停止させずに行うことにより、ローダ２０の停止による装置の稼働率の低下を抑制することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を適宜省略あるいは簡略化する。また、本明細書の実施形態において説明する事項のうち、本実施形態に適用可能な構成は、適宜本実施形態でも適用する。

図１０は、第２実施形態のローダ制御装置１Ａの一例を示す図である。ローダ制御装置１Ａは、記憶部３１、運転実行部３２、ローダチャック制御部３３（図１参照）、Ｘ軸モータ制御部３４Ｘ（図１参照）、Ｙ軸モータ制御部３４Ｙ（図１参照）、Ｚ軸モータ制御部３４Ｚ（図１参照）、負荷検出部３５（図１参照）、判定部３６、及び、負荷時処理部３７Ａを備える。ローダ制御装置１Ａにおいて、記憶部３１、運転実行部３２、ローダチャック制御部３３、Ｘ軸モータ制御部３４Ｘ、Ｙ軸モータ制御部３４Ｙ、Ｚ軸モータ制御部３４Ｚ、負荷検出部３５、及び判定部３６の構成は、第１実施形態と同様である。また、第２実施形態のローダ制御装置１Ａは、第１実施形態と同様の工作機械システムＳＹＳに適用される。

ローダ制御装置１Ａは、補正部４２を有する負荷時処理部３７Ａを備える構成が、第１実施形態のローダ制御装置１と異なっている。補正部４２は、判定部３６により負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合に、予め定められた受け渡し位置Ｐの補正を、自動運転中に行う。

図１１（Ａ）から（Ｃ）は、補正部４２による補正の一例を示す図である。図１２は、図１１（Ａ）から（Ｃ）に示す補正の際の負荷Ｌを示す図である。図１１（Ａ）から（Ｃ）は、＋Ｙ方向から見た時の上面図である。図１１（Ａ）から（Ｃ）には、図７（Ａ）及び（Ｂ）と同様に、受け渡し位置Ｐが、図５及び図６に示した理想的な位置に対して、−Ｘ方向にずれている例を示す。また、図１１（Ａ）から（Ｃ）には、ローダチャック２５が、ワークＷを工作機械１０のチャック１３ａに渡す動作を示す。

本例の補正は、受け渡し位置Ｐの水平方向の成分を補正する場合に用いられる。図１１（Ａ）に示すように、受け渡し位置Ｐが理想的な位置に対してずれている場合、工作機械チャック１３ａが閉じる際、図７（Ａ）と同様に、工作機械チャック１３ａの−Ｘ側の把握爪１３ｂが、ワークＷに接触して、ワークＷを＋Ｘ側に押すことにより、Ｘ軸モータＭＸに負荷Ｌが生じる。この時、図１２に示すように、Ｘ軸モータＭＸに閾値Ｔを超えた負荷Ｌがかかり、判定部３６は負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定する。

補正部４２は、判定部３６により負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合に、制御プログラムＰＲによるローダチャック２５の位置制御を行わずに、ローダチャック２５が保持するワークＷを工作機械チャック１３ａに保持させる。補正部４２は、運転実行部３２に対して、運転実行部３２によるローダチャック２５の位置制御を停止させる。運転実行部３２は、ローダチャック２５の位置制御を停止させる際、Ｘ軸モータ制御部３４Ｘ、Ｙ軸モータ制御部３４Ｙ、及びＺ軸モータ制御部３４Ｚに対して、Ｘ軸モータＭＸ、Ｙ軸モータＭＹ、及びＺ軸モータをサーボオフの状態にさせるように指令する。

続いて、図１１（Ｂ）に示すように、工作機械チャック１３ａの−Ｘ側の把握爪１３ｂがさらに＋Ｘ側に移動する。この際、ローダチャック２５は、位置制御がされていない状態なので、ローダチャック２５も把握爪１３ｂに押されて＋Ｘ側に移動する。この際、図１２に示すように、Ｘ軸モータＭＸに掛かっていた負荷Ｌは、各軸のモータＭＸ、ＭＹ、ＭＺがサーボオフの状態であるので、解消される。

そして、図１１（Ｃ）に示すように、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂが完全に閉じた状態になる。この際、ローダチャック２５は把握爪１３ｂにさらに押されて＋Ｘ側に移動して、最終的には、ローダチャック２５の中心軸ＡＸ６は、工作機械チャック１３ａの中心軸ＡＸ１と同軸となる。この状態は、図６（Ａ）で示した受け渡し位置Ｐが理想的な位置の場合と同様である。補正部４２は、この際のローダチャック２５が追従した位置を受け渡し位置Ｐとして補正する。補正部４２は、このローダチャック２５が追従した位置（座標）をローダチャック２５の位置を検出するセンサ等により取得し、取得した位置を新たな受け渡し位置Ｐに設定し、位置情報ＩＰの受け渡し位置Ｐを新たな受け渡し位置Ｐに更新（補正）する。続いて、補正部４２は、運転実行部３２によるローダチャック２５の位置制御を再開させる。

上記のように、本例の補正部４２は、受け渡し位置Ｐの水平方向（Ｘ方向、Ｚ方向）の成分（軸）を補正する場合に、制御プログラムＰＲによるローダチャック２５、２６の位置制御を行わずに、ローダチャック２５、２６が保持するワークＷを工作機械チャックＣＨに保持させ、ローダチャック２５、２６が追従した位置を受け渡し位置Ｐとして補正する。この構成の場合、駆動部２２に掛かる負荷を簡単な制御により効果的に解消することができる。

図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、補正部４２による補正の他の例を示す図である。図１４は、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示す補正の際の負荷を示す図である。図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、＋Ｙ方向から見た時の上面図である。図１３（Ａ）及び（Ｂ）には、図７（Ａ）及び（Ｂ）と同様に、受け渡し位置Ｐが、図５及び図６に示した理想的な位置に対して、−Ｘ方向にずれている例を示す。また、図１３（Ａ）及び（Ｂ）には、ローダチャック２５が、ワークＷを工作機械１０のチャック１３ａに渡す動作を示す。

本例の補正は、ワーク受け渡し位置Ｐの鉛直方向（Ｙ方向）及び水平方向（Ｘ方向、Ｚ方向）の成分（軸）を補正する場合に用いることができる。図１３（Ａ）に示すように、受け渡し位置Ｐが理想的な位置に対してずれている場合、工作機械チャック１３ａの把握爪１３ｂが閉じる際、図７（Ａ）及び図１１（Ａ）と同様に、Ｘ軸モータＭＸに負荷Ｌが生じ、図１４に示すように、判定部３６により負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定される。

本例の補正部４２は、判定部３６により負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合に、負荷検出部３５が検出した負荷Ｌに対して、負荷Ｌが解消される位置に補正する。図１３（Ａ）に示す例では、Ｘ軸モータ制御部３４Ｘは、フィードバック制御により、ローダチャック２５を把握爪１３ｂで押される前の−Ｘ側の位置（受け渡し位置Ｐ）に移動させるようにＸ軸モータＭＸを駆動するので、Ｘ軸モータＭＸに負荷Ｌが生じている。この際、負荷検出部３５は、上記したように負荷Ｌの量（負荷トルク）及び負荷Ｌの方向を検出する。補正部４２は、負荷検出部３５が検出した負荷Ｌに基づいて、受け渡し位置Ｐを補正する。補正部４２は、受け渡し位置Ｐを、負荷検出部３５が検出した負荷Ｌの方向と反対の方向、且つ、負荷トルク等の負荷Ｌの量に応じた位置に補正する。これにより、補正部４２は、負荷検出部３５が検出した負荷Ｌに対して、負荷Ｌが解消される位置に補正することができ、駆動部に掛かる負荷Ｌを確実に解消することができる。例えば、補正部４２は、図１３（Ｂ）に示すように、運転実行部３２を介して、ローダチャック２５を＋Ｘ側に負荷Ｌの量に応じた量で移動させ、ローダチャック２５が移動した位置を新たなワーク受け渡し位置Ｐとして更新（補正）する。この補正部４２によるローダチャック２５の移動により、図１４に示すように、Ｘ軸モータＭＸに掛かる負荷Ｌは解消される。

なお、本例の補正部４２による補正のタイミングは任意であり、例えば、判定部３６により負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された直後でもよいし、ローダチャック２５が完全に閉じたタイミングでもよい。上記の負荷Ｌの量に応じたローダチャック２５の移動量は、計算あるいは予備試験により求めることができる。なお、補正部４２は、ローダチャック２５を移動させた後、負荷検出部３５により検出される負荷Ｌをモニターし、再度、ローダチャック２５を負荷Ｌに基づく量に移動させる補正を行ってもよく、また、前記の処理を、負荷Ｌが所定の閾値Ｔを下回るまで、複数回繰り返し行ってもよい。

また、補正部４２により、ワーク受け渡し位置Ｐの鉛直方向（Ｙ方向）及び水平方向（Ｘ方向、Ｚ方向）の成分を補正する場合、水平方向の成分を補正した後に、鉛直方向の成分を補正する場合、鉛直方向の成分を補正した後に、水平方向の成分を補正する場合よりも、精度よく補正をすることができる。

次に、上記した本実施形態のローダ制御装置１Ａに基づいて、本実施形態のローダ制御方法を説明する。図１５は、本実施形態のローダ制御方法の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明は一例であって、本実施形態のローダ制御方法は、以下の説明に限定されない。

本実施形態のローダ制御方法のステップＳ１〜Ｓ３は、第１実施形態のローダ制御方法と同様である。ステップＳ３において、負荷Ｌが閾値Ｔを超えていないと判定された場合（ステップＳ３のＮＯ）、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ３において、負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、ステップＳ６において、予め定められたワークの受け渡し位置の補正を行う。ステップＳ６は、ローダ制御装置１Ａの補正部４２により上記の補正を行うことにより、実施する。ステップＳ６により、ローダの自動運転を停止させずに教示位置の補正を行うことができる。

続いて、ステップＳ６の後、ステップＳ１に戻り、上記の自動運転を行う。また、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ６は、上記の自動運転中に引き続き行われる。

なお、ローダ制御方法では、ステップＳ３の後に、負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合に、図９に示す第１実施形態のステップＳ４（報知）を行ってもよいし、上記した特定処理実行部４１による予め設定された特定の処理を行ってもよい。

また、ローダ制御方法は、ローダ制御プログラムにより実現してもよい。この場合、ローダ制御プログラムは、制御プログラムにより自動運転をローダに実行させる処理と、自動運転中において、ローダチャックと工作機械のチャックとの双方によりワークが保持された際の駆動部に掛かる負荷が閾値を超えたか否かを判定する処理と、負荷が閾値を超えたと判定された場合に、予め定められたワークの受け渡し位置の補正を行う処理と、をコンピュータに実行させることを含む。また、このローダ制御プログラムは、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、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。

以上説明したように、本実施形態のローダ制御装置１Ａは、ローダ２０を制御するローダ制御装置であって、運転実行部３２と、負荷検出部３５と、判定部３６と、判定部３６により負荷Ｌが閾値Ｔを超えたと判定された場合に、予め定められたワークの受け渡し位置の補正を行う補正部４２と、を備える。なお、ローダ制御装置において、上記以外の構成は任意の構成であり、上記以外の構成はあってもよいし、なくてもよい。なお、本実施形態のローダ制御装置１Ａは、報知部４０を備えてもよい。

以上のように、本実施形態のローダ制御装置１Ａ及びローダ制御方法は、工作機械システムＳＹＳの自動運転中に、教示位置のずれを検出するので、工作機械システムの教示位置にずれが生じた場合に生じる装置の稼働率の低下を抑制することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。

また、上述の実施形態では、工作機械１０とローダ２０との間のワークＷの受け渡し位置Ｐとして、ローダチャック２５と工作機械チャック１３ａとの間のワークＷの受け渡し位置Ｐを例に説明したが、ワークの受け渡し位置Ｐは、他の受け渡し位置でもよい。例えば、受け渡し位置Ｐは、ローダチャック２６と工作機械チャック１３ａとの間のワークＷの受け渡し位置でもよいし、ローダチャック２５、２６と工作機械チャック１４ａとの間のワークＷの受け渡し位置でもよいし、ローダチャック２５、２６と反転装置１９のチャック１７、１８との間のワークＷの受け渡しの位置でもよい。

また、上述の実施形態は、ローダ２０として三軸のローダ装置に、ローダ制御装置１、１Ａを適用した例を説明したが、ローダ制御装置１、１Ａは、他のローダに適用してもよい。図１６は、他のローダ２０Ａを示す斜視図である。このローダ２０Ａは、いわゆる多関節ロボット装置であり、図１６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２０Ａは、第１アーム６０、第２アーム６１、及び関節部６２を有している。第１アーム６０は、関節部６２を介して、第２アーム６１と接続されている。関節部６２には、第１アーム６０を第２アーム６１に対して旋回させるためのモータ等の駆動源６３及び減速機６４を備えている。第１アーム６０の先端にはローダチャック２５が設けられる。ローダチャック２５は把握爪２５ａを備えている。また、ローダ制御装置１、１Ａは、ローダ２０Ａ以外に、一軸あるいは二軸のローダにおいても、適用可能である。

ＳＹＳ…工作機械システム
１、１Ａ…ローダ制御装置
１０…工作機械
ＣＨ、１３ａ、１４ａ、１７、１８…チャック（工作機械チャック）
１３、１４…主軸
１３ｂ、１４ｂ、１７ａ、１８ａ…把握爪（工作機械チャック）
１５、１６…タレット
１９…反転装置
２０、２０Ａ…ローダ
２１…装置本体
２２…駆動部
２３…ワーク保持部
２５、２６…ローダチャック
２５ａ、２６ａ…把握爪（ローダチャック）
３１…記憶部
３２…運転実行部
３３…ローダチャック制御部
３４Ｘ、３４Ｙ、３４Ｚ…モータ制御部
３５、３５Ｘ、３５Ｙ、３５Ｚ…負荷検出部
３６…判定部
３７、３７Ａ…負荷時処理部
４０…報知部
４１…特定処理実行部
４２…補正部
５０…表示装置
５１…音声出力装置
５２…端末
ＤＸ…走行体駆動部
ＤＹ…昇降ロッド駆動部
ＤＺ…前後移動体駆動部
ＭＸ…Ｘ軸モータ
ＭＹ…Ｙ軸モータ
ＭＺ…Ｚ軸モータ
Ｌ…負荷
Ｔ…閾値
Ｐ…受け渡し位置
ＰＲ…制御プログラム
ＩＰ…位置情報
Ｗ…ワーク

Claims (9)

1. ワークを保持するローダチャックと、前記ローダチャックを移動させる駆動部と、を備え、工作機械に設けられてワークを保持するチャックに対してワークの受け渡しを行うローダを制御するローダ制御装置であって、
   前記ローダチャックをワーク受け渡し位置に移動させて、前記ローダチャックと前記工作機械の前記チャックとの間でワークを受け渡しさせる制御プログラムにより自動運転を実行する運転実行部と、
   前記運転実行部による前記自動運転中において、前記ローダチャックと前記工作機械の前記チャックとの双方によりワークが保持された際の前記駆動部に掛かる負荷を検出する負荷検出部と、
   前記負荷が閾値を超えたか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記負荷が前記閾値を超えたと判定された場合に、前記負荷が前記閾値を超えたことを報知する報知部と、を備えるローダ制御装置。
2. 前記報知部は、表示装置、音声出力装置、及び、端末の少なくとも１つにより報知する、請求項１に記載のローダ制御装置。
3. ワークを保持するローダチャックと、前記ローダチャックを移動させる駆動部と、を備え、工作機械に設けられてワークを保持するチャックに対してワークの受け渡しを行うローダを制御するローダ制御装置であって、
   前記ローダチャックをワーク受け渡し位置に移動させて、前記ローダチャックと前記工作機械の前記チャックとの間でワークを受け渡しさせる制御プログラムにより自動運転を実行する運転実行部と、
   前記運転実行部による前記自動運転中において、前記ローダチャックと前記工作機械の前記チャックとの双方によりワークが保持された際の前記駆動部に掛かる負荷を検出する負荷検出部と、
   前記負荷が閾値を超えたか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記負荷が前記閾値を超えたと判定された場合に、予め定められた前記ワークの受け渡し位置の補正を行う補正部と、を備える、ローダ制御装置。
4. 前記補正部は、前記ワークの受け渡し位置を、前記負荷検出部が検出した前記負荷に対して前記負荷が解消される位置に補正する、請求項３に記載のローダ制御装置。
5. 前記補正部は、
   前記ワーク受け渡し位置の水平方向の成分を補正する場合に、
   前記制御プログラムによる前記ローダチャックの位置制御を行わずに、前記ローダチャックが保持するワークを前記工作機械の前記チャックに保持させ、前記ローダチャックが追従した位置を前記ワーク受け渡し位置として補正する、請求項３に記載のローダ制御装置。
6. 前記運転実行部は、前記判定部により前記負荷が閾値を超えたと判定された場合に、前記ローダに、予め設定された所定の動作を実行させる、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のローダ制御装置。
7. 前記駆動部は、鉛直方向と平行なＹ軸方向に前記ローダチャックを移動させるＹ軸駆動部と、前記Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向に前記ローダチャックを移動させるＸ軸駆動部と、前記Ｙ軸方向及び前記Ｘ軸方向の双方と直交するＺ軸方向に前記ローダチャックを移動させるＺ軸駆動部とを備え、
   前記負荷検出部は、前記Ｘ軸駆動部、前記Ｙ軸駆動部、及び、前記Ｚ軸駆動部のそれぞれにおける前記負荷を検出する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のローダ制御装置。
8. ワークを保持するローダチャックと、前記ローダチャックを移動させる駆動部と、を備え、工作機械に設けられてワークを保持するチャックに対してワークの受け渡しを行うローダを制御するローダ制御方法であって、
   前記ローダチャックをワーク受け渡し位置に移動させて、前記ローダチャックと前記工作機械の前記チャックとの間でワークを受け渡しさせる制御プログラムにより自動運転を実行することと、
   前記自動運転中において、前記ローダチャックと前記工作機械の前記チャックとの双方によりワークが保持された際の前記駆動部に掛かる負荷を検出することと、
   前記負荷が閾値を超えたか否かを判定することと、
   前記負荷が前記閾値を超えたと判定された場合に、前記負荷が前記閾値を超えたことを報知することと、を含む、ローダ制御方法。
9. ワークを保持するローダチャックと、前記ローダチャックを移動させる駆動部と、を備え、工作機械に設けられてワークを保持するチャックに対してワークの受け渡しを行うローダを制御するローダ制御方法であって、
   前記ローダチャックをワーク受け渡し位置に移動させて、前記ローダチャックと前記工作機械の前記チャックとの間でワークを受け渡しさせる制御プログラムにより自動運転を実行することと、
   前記自動運転中において、前記ローダチャックと前記工作機械の前記チャックとの双方によりワークが保持された際の前記駆動部に掛かる負荷を検出することと、
   前記負荷が閾値を超えたか否かを判定することと、
   前記負荷が前記閾値を超えたと判定された場合に、予め定められた前記ワークの受け渡し位置の補正を行うことと、を含む、ローダ制御方法。

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