JP3195962B2 - Automatic processing equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複合加工工作機械、ワ
ーク貯蔵装置、ワーク貯蔵装置から複合加工工作機械へ
ワークを搬送する搬送装置を備えた自動加工装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multitasking machine tool, a work storage device, and an automatic machining device having a transfer device for transferring a work from the work storage device to the multitasking machine tool.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、複合加工工作機械の一つとしてＮ
Ｃ複合旋盤が知られている。このＮＣ複合旋盤は、対向
する二組の主軸台及び刃物台を備え、一方の主軸から他
方へとワークを受け渡すことでワークの連続加工を行う
ことができる。また近年、ＮＣ複合旋盤と、ガントリー
ロボットと呼ばれるワーク自動搬送装置とを組み合わせ
て、長時間の自動加工ができるシステム（いわゆるＦＭ
Ｓ）が考えられている（例えば、特開平２−７１９４８
号公報）。この種の自動加工システムでは、ガントリー
ロボットからＮＣ複合旋盤の主軸チャックにワークを受
け渡した後に、主軸の軸心方向（Ｚ軸）における機械原
点からワーク端面までの距離をＺ軸オフセットとして測
定し、そのＺ軸オフセットの値をＮＣ複合旋盤に入力
（ティーチング）してから、切削などの機械加工を開始
する。従来では、Ｚ軸オフセットは接触式センサなどを
備える測定装置で自動測定したり、予めワーク端面を切
削し切削面のＺ軸座標値をＺ軸オフセットとして設定し
ていた。2. Description of the Related Art Conventionally, N is one of the multi-tasking machine tools.
C composite lathes are known. The NC combined lathe includes two sets of headstocks and tool rests facing each other, and can continuously process a work by transferring the work from one spindle to the other. In recent years, a system capable of performing automatic machining for a long time (so-called FM) by combining an NC combined lathe with an automatic workpiece transfer device called a gantry robot.
S) is considered (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-71948).
No.). In this type of automatic machining system, after a work is transferred from a gantry robot to a spindle chuck of an NC compound lathe, a distance from a machine origin to a work end surface in the axis direction (Z axis) of the spindle is measured as a Z axis offset, After inputting (teaching) the value of the Z-axis offset to the NC combined lathe, machining such as cutting is started. Conventionally, the Z-axis offset is automatically measured by a measuring device equipped with a contact-type sensor or the like, or the end face of the work is cut in advance and the Z-axis coordinate value of the cut surface is set as the Z-axis offset.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし上記装置では、
測定装置を動作させたり、事前に切削加工を行うため
に、ワーク加工に取り掛かるまでに時間と手間がかか
り、ワークの搬送・連続加工を高速化するうえでの障害
となるといった問題があった。また、ワークの大きさが
異なるとワークの上記受け渡し位置が違ってくることか
ら、ワークを把持するガントリーロボットのハンドをＮ
Ｃ複合旋盤内に干渉なく侵入させるためにガントリーロ
ボットの主軸軸心方向の位置をオペレータが合わせると
いった作業をしなければならず手間がかかっていた。そ
こで本発明の目的は、ワーク形状を認識し認識結果に基
づいてＺ軸オフセット又はハンド侵入位置を算出するこ
とで段取り時間を短縮することができる自動加工装置を
提供することにある。However, in the above device,
Since the measuring device is operated or cutting is performed in advance, it takes time and effort to start work processing, which is an obstacle to speeding up work transfer and continuous processing. Also, if the size of the work is different, the delivery position of the work will be different.
In order to allow the gantry robot to enter the C-combined lathe without interference, the operator must adjust the position of the gantry robot in the direction of the axis of the spindle, which is troublesome. Therefore, an object of the present invention is to provide an automatic processing apparatus that can reduce setup time by recognizing a workpiece shape and calculating a Z-axis offset or a hand entry position based on the recognition result.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、複合加工工作機械と、該複合加工工作機械によっ
て加工されるワークを載置貯蔵したワーク貯蔵装置と、
該複合加工工作機械と該ワーク貯蔵装置との間に架設さ
れたガイドレールと、該ガイドレール上を自走して該ワ
ーク貯蔵装置から該複合加工工作機械へワークを搬送す
る搬送装置と、該複合加工工作機械・該ワーク貯蔵装置
・該搬送装置を制御する制御装置を備えた自動加工装置
において、上記搬送装置は、上記ガイドレールを自走す
るロボット本体と、該ロボット本体に装着され鉛直方向
に伸縮するアームと、該アームの先端に装着されワーク
を把持するハンドとを有する搬送ロボットと、上記ワー
ク貯蔵装置のワークを撮像する撮像手段とを備えると共
に、上記制御装置は、上記撮像手段によって撮像された
ワーク画像からワークの形状を抽出して認識する形状認
識手段と、該形状認識手段の認識結果に基づいて上記複
合加工工作機械の主軸軸心方向であるＺ軸座標における
機械原点からワーク端面までのＺ軸オフセット値を算出
する算出手段と、該算出されたＺ軸オフセットに基づい
て当該ワークに対する上記複合加工工作機械による機械
加工を行う加工制御手段とを備えたことを特徴とする自
動加工装置にある。SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide a multi-tasking machine tool, a work storage device for placing and storing a work to be machined by the multi-tasking machine tool,
A guide rail erected between the multi-tasking machine tool and the work storage device, a transfer device for self-propelling on the guide rail and transferring a work from the work storage device to the multi-tasking machine tool; In an automatic machining apparatus including a multi-tasking machine tool, the work storage device, and a control device for controlling the transfer device, the transfer device includes a robot body that runs on the guide rail, and a vertical direction mounted on the robot body. And a transfer robot having a hand attached to the tip of the arm and holding the work, and an image pickup unit for picking up an image of the work of the work storage device. A shape recognizing means for extracting and recognizing the shape of the workpiece from the imaged workpiece image; and a multi-tasking machine tool based on the recognition result of the shape recognizing means. Calculating means for calculating a Z-axis offset value from the machine origin in the Z-axis coordinate, which is the axis direction of the axis, to the end face of the workpiece; and performing machining of the workpiece by the combined machining tool based on the calculated Z-axis offset. And an automatic processing apparatus comprising:

【０００５】[0005]

【０００６】[0006]

【０００７】[0007]

【作用】以上のように構成された本発明によれば、搬送
装置においては、搬送ロボットが、制御装置によって制
御されながら、ワークを把持してワーク貯蔵装置から複
合加工工作機械へ搬送する。例えば、アームを鉛直方向
に伸ばし、ハンドによってワーク貯蔵装置のワーク載置
面に載置されたワークを把持したのち、アームを縮ませ
ワークを引き上げる。その搬送ロボットによるワーク把
持動作の際に、撮像手段がワークを撮像する。すると制
御装置では、形状認識手段がワーク画像からワーク形状
を抽出して認識し、算出手段が、形状認識手段の認識結
果に基づいて主軸軸心方向であるＺ軸座標におけるオフ
セット値を算出する。そして加工制御手段が、Ｚ軸オフ
セットに基づいて複合加工工作機械による機械加工を行
う。また、制御装置では、形状認識手段がワーク画像か
らワーク形状を抽出して認識し、ワーク受け取り位置算
出手段が認識結果に基づいて搬送ロボットから当該ワー
クを受け渡すための複合加工工作機械におけるＺ軸座標
上の位置を算出する。そして、受け渡し制御手段が、ワ
ーク受け取り位置に基づいて搬送ロボット及び複合加工
工作機械を制御して搬送ロボットと複合加工工作機械と
の間での当該ワークの受け渡しを制御する。According to the present invention constructed as described above, in the transfer device, the transfer robot grasps the work and transfers it from the work storage device to the multi-tasking machine tool while being controlled by the control device. For example, the arm is extended in the vertical direction, the work placed on the work placement surface of the work storage device is gripped by the hand, and then the arm is contracted and the work is pulled up. At the time of the work gripping operation by the transfer robot, the imaging means images the work. Then, in the control device, the shape recognizing means extracts and recognizes the workpiece shape from the workpiece image, and the calculating means calculates an offset value in the Z-axis coordinate which is the direction of the spindle axis based on the recognition result of the shape recognizing means. Then, the machining control means performs machining with the multi-tasking machine tool based on the Z-axis offset. Further, in the control device, the shape recognizing means extracts and recognizes the workpiece shape from the workpiece image, and the workpiece receiving position calculating means uses the Z-axis in the multi-tasking machine tool for delivering the workpiece from the transfer robot based on the recognition result. Calculate the position on the coordinates. Then, the transfer control means controls the transfer robot and the multi-tasking machine tool based on the work receiving position to control the transfer of the work between the transfer robot and the multi-tasking machine tool.

【０００８】[0008]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず、図１は本発明を適用した自動加工装置の全体
構成を表す斜視図、図２は一部破断の正面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a perspective view showing the entire configuration of an automatic processing apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a partially cutaway front view.

【０００９】図示するように、自動加工装置１は、大き
くみて、複合加工旋盤２と、複合加工旋盤２へワーク３
０を搬入すると共に加工済みワークを搬出するためのガ
ントリーロボット１２と、ガントリーロボット１２が走
行する橋梁を成すコラム１３及び走行レール１５と、ガ
ントリーロボット１２に多数のワーク３０を供給するワ
ーク貯蔵装置９０とを中心に、自動搬送加工システムと
して構成されている。As shown in the figure, an automatic machining apparatus 1 is composed of a composite machining lathe 2 and a work 3
Gantry robot 12 for carrying in the workpieces 0 and carrying out the processed workpieces, columns 13 and traveling rails 15 forming a bridge on which the gantry robot 12 travels, and a workpiece storage device 90 for supplying a large number of workpieces 30 to the gantry robot 12 The system is configured as an automatic conveyance processing system mainly with the above.

【００１０】複合加工旋盤２は、機体３とワーク加工部
５とを中心に構成されている。ワーク加工部５において
は、二つの主軸台６，７が対向して配設されると共に水
平方向にそれぞれ独立で移動自在に設けられ、主軸台
６，７のそれぞれには、主軸９，１０が、同一の軸心Ｃ
Ｔ１，ＣＴ２上に配設されている。主軸９，１０には、
水平方向の貫通穴９ｂ，１０ｂが設けられてチャック９
ａ，１０ａが装着されている。このほかに、主軸台６，
７の近傍には、図示せぬ刃物台やタレットも設けられて
いる。この機械本体は同一出願人の特公平２−４２６０
２号公報に具体的に示されている。The combined machining lathe 2 is mainly composed of a machine body 3 and a work machining section 5. In the work processing section 5, two headstocks 6, 7 are provided to face each other and are provided so as to be independently movable in the horizontal direction. , The same axis C
It is arranged on T1 and CT2. On the spindles 9 and 10,
The through holes 9b and 10b in the horizontal direction
a and 10a are mounted. In addition, the headstock 6,
A tool post and a turret (not shown) are also provided in the vicinity of 7. This machine body is the same applicant's Japanese Patent Publication No. 2-4260.
No. 2 discloses this in detail.

【００１１】複合加工旋盤２の上方には、機体３とワー
ク加工部５とを連結する形でロボット通過部１１が架設
され、その開口部１１ａ，１１ｂが機体３の左側面部３
ａ及び上端部３ｂに設けられている。複合加工旋盤２の
機体３からみてワーク貯蔵装置９０を越えたところに
は、コラム１３が立設され、コラム１３と機体３との間
には走行レール１５が架け渡されている。この走行レー
ル１５には、その上を自在に往復移動するロボット本体
１６が設けられている。走行レール１５は、複合加工旋
盤２の主軸台６，７の移動方向と平行なサーボ軸ＡＢ
（図２に幅方向の両矢印で示した）に沿って配設されて
いる。Above the combined machining lathe 2, a robot passing portion 11 is provided so as to connect the machine body 3 and the work processing portion 5, and the openings 11a and 11b are formed on the left side portion 3 of the machine body 3.
a and the upper end 3b. A column 13 is erected above the work storage device 90 when viewed from the machine body 3 of the combined machining lathe 2, and a traveling rail 15 is bridged between the column 13 and the machine body 3. The traveling rail 15 is provided with a robot main body 16 that freely reciprocates on the traveling rail 15. The traveling rail 15 has a servo axis AB parallel to the moving direction of the headstocks 6 and 7 of the combined machining lathe 2.
(Shown by a double-headed arrow in the width direction in FIG. 2).

【００１２】また、複合加工旋盤２の制御盤（不図示）
の中には、主制御装置、ロボット・コントローラ及び画
像処理装置が備えられているが、これら装置については
後述する。次に、ガントリーロボットについて説明す
る。図３はガントリーロボットの説明図、図４はガント
リーロボットの移動駆動装置を表す説明図、図５はアー
ム昇降装置及びハンド保持装置の説明図、図６は各種ハ
ンドを表す斜視図である。Also, a control panel (not shown) of the combined machining lathe 2
Includes a main controller, a robot controller, and an image processing device, which will be described later. Next, the gantry robot will be described. FIG. 3 is an explanatory view of a gantry robot, FIG. 4 is an explanatory view showing a movement driving device of the gantry robot, FIG. 5 is an explanatory view of an arm lifting / lowering device and a hand holding device, and FIG. 6 is a perspective view showing various hands.

【００１３】図示するようにガントリーロボット１２
は、ロボット１６本体と、ケーシング１７と、ハンド保
持装置２７と、軸ＥＦ（図４、図５に天地方向の両矢印
で示した）に沿って移動するアーム３９とを主要部とし
て構成され、走行レール１５に沿って貯蔵装置９０と複
合加工旋盤２との間を移動し、所定位置（図２に実線及
び仮想線で示したガントリーロボット１２の位置）で停
止するとアーム３９が上下動する。具体的には同一出願
人の特願平２−２１６６９５号に示されている。As shown, the gantry robot 12
Is composed mainly of a robot 16 main body, a casing 17, a hand holding device 27, and an arm 39 that moves along an axis EF (indicated by a double-headed arrow in FIGS. 4 and 5). When the robot moves between the storage device 90 and the combined machining lathe 2 along the traveling rail 15 and stops at a predetermined position (the position of the gantry robot 12 indicated by a solid line and a virtual line in FIG. 2), the arm 39 moves up and down. Specifically, this is disclosed in Japanese Patent Application No. 2-216695 of the same applicant.

【００１４】ロボット本体１６においては、ケーシング
１７の中に移動駆動装置１９が収められている。移動駆
動装置１９では、駆動モータ２０の軸２０ａにタイミン
グプーリ２１ａが装着され、タイミングプーリ２１ａ→
タイミングベルト２２ａ→タイミングプーリ２１ｂ→回
転軸２５という機構を経て、駆動モータ２０の回転がタ
イミングプーリ２１ｄへ伝動される。走行レール１５の
両端部には支持板２６ａ，２６ｂが設けられ、一方の支
持板２６ａから、タイミングプーリ２１ｄ及び二つの抑
えローラ２３ａ，２３ｂに巻き付けられる形で通り支持
板２６ｂまで、タイミングベルト２２ｂが張り渡されて
いる。In the robot main body 16, a movement driving device 19 is housed in a casing 17. In the moving drive device 19, the timing pulley 21a is mounted on the shaft 20a of the drive motor 20, and the timing pulley 21a →
The rotation of the drive motor 20 is transmitted to the timing pulley 21d via a mechanism of the timing belt 22a → the timing pulley 21b → the rotating shaft 25. Supporting plates 26a and 26b are provided at both ends of the traveling rail 15, and a timing belt 22b extends from one of the supporting plates 26a to the supporting plate 26b so as to be wound around the timing pulley 21d and the two pressing rollers 23a and 23b. It is stretched.

【００１５】したがって、駆動モータ２０の正転・逆転
に連れてロボット本体１６が走行レール１５の上を往復
移動する（図３、図４中に両矢印ＡＢで示した方向）。
また図５の（Ａ）欄に示すように、アーム昇降機３６も
ケーシング１７の中に収められ、アーム昇降機３６の下
端部にはハンド保持装置２７が設けられている。アーム
昇降装置３６においては、昇降用モータ３６ａの回転
は、その駆動軸に嵌められた歯車３６ｂから、歯車３６
ｃ→ボールネジ３６ｄという順序でガイドレール３７ａ
に伝えられる。ガイドレール３７ａは、上下方向に伸展
でき、昇降用モータ３６ａの側から駆動力が、ボールネ
ジ３６ｄに螺合するナット３７ｂを介して伝えられる
と、アーム３９が昇降する。Accordingly, the robot body 16 reciprocates on the traveling rail 15 with the forward and reverse rotation of the drive motor 20 (the direction indicated by the double-headed arrow AB in FIGS. 3 and 4).
As shown in the column (A) of FIG. 5, the arm lift 36 is also housed in the casing 17, and a hand holding device 27 is provided at the lower end of the arm lift 36. In the arm elevating device 36, the rotation of the elevating motor 36 a is controlled by the gear 36 b fitted on the drive shaft thereof.
Guide rail 37a in the order of c → ball screw 36d
Conveyed to. The guide rail 37a can be extended in the vertical direction, and when a driving force is transmitted from a side of the elevating motor 36a via a nut 37b screwed into the ball screw 36d, the arm 39 moves up and down.

【００１６】図５の（Ｂ）欄に示すように、ハンド保持
装置２７はアーム３９の先端部に着脱可能に装着され、
ケーシング２７ａと、その中に納められた駆動モータ２
９、歯車機構３１などを備えている。歯車機構３１は、
その上部に配設された支持軸３１ｂ、支持軸３１ｂに装
着された傘歯車３１ｄ、回転ホルダ４２の周囲に配設さ
れたゼネバ歯車３２Ａなどからなる。As shown in FIG. 5B, the hand holding device 27 is detachably attached to the tip of the arm 39.
Casing 27a and drive motor 2 housed therein
9, a gear mechanism 31 and the like. The gear mechanism 31
It comprises a support shaft 31b disposed on the upper part thereof, a bevel gear 31d mounted on the support shaft 31b, a Geneva gear 32A disposed around the rotary holder 42, and the like.

【００１７】駆動モータ２９の回転にしたがって、歯車
機構３１を介して回転ホルダ４２が軸心ＣＴ３を中心に
４割り出しされる。回転ホルダ４２にはチャックワーク
用のハンド５３が取り付けられている。具体的には同一
出願人の特願平２−２３０３２１号に詳しく示されてい
る。図６の（Ａ）欄に示すように、ハンド５３はチャッ
クワーク用に造られ、ケーシング５５、ケーシング５５
において互いに背を向け合う二組のワーク把持部５３Ａ
及び５３Ｂを備えている。なお、図６の（Ｂ）欄，
（Ｃ）欄，（Ｄ）欄に示すように、ハンド５３に換え
て、別のチャック用ハンド７０｛（Ｂ）欄｝、シャフト
ワーク用のハンド７２｛（Ｃ）欄｝、バーワーク用のハ
ンド７２｛（Ｄ）欄｝を装着することができるが、これ
らハンド７０，７２，７４の詳細は、特開平２−７１９
４８号公報に記載されているので省略する。またハンド
５３には、チャック爪を開閉するための駆動部がケーシ
ング５５の中に設けられているが、その詳細も該公報に
記載されているので省略する。In accordance with the rotation of the drive motor 29, the rotary holder 42 is indexed through the gear mechanism 31 into four parts around the axis CT3. A hand 53 for chuck work is attached to the rotary holder 42. Specifically, it is described in detail in Japanese Patent Application No. 2-230321 of the same applicant. As shown in the column (A) of FIG. 6, the hand 53 is made for a chuck work, and a casing 55, a casing 55
Sets of workpiece gripping parts 53A that face each other at
And 53B. In addition, the (B) column of FIG.
As shown in columns (C) and (D), instead of the hand 53, another chucking hand 70 {(B) column}, a shaft work hand 72 {(C) column}, and a bar work A hand 72 (column (D)) can be attached. Details of these hands 70, 72, and 74 are described in JP-A-2-719.
The description is omitted since it is described in Japanese Patent Publication No. 48. A drive unit for opening and closing the chuck pawl is provided in the casing 55 of the hand 53, but the details thereof are omitted since they are also described in the publication.

【００１８】ワーク把持部５３Ａ及び５３Ｂは肉厚の円
盤状をなす三つ爪チャックであって、三つの爪５８が作
動表面にそれぞれ配設されると共に、その中心には撮像
装置６０がそれぞれ嵌め込まれている。撮像装置６０は
チャックの中心に取り付けられる場合に限らず、チャッ
クの存在しないハンド５３の他の面に設けても良く、こ
の方が取付は簡単である（例えば、図６（Ｅ））。The work grippers 53A and 53B are three-jaw chucks each having a thick disk shape. Three jaws 58 are provided on the operation surface, and an image pickup device 60 is fitted into the center thereof. Have been. The imaging device 60 is not limited to the case where it is attached to the center of the chuck, and may be provided on another surface of the hand 53 where there is no chuck, and the attachment is simpler (for example, FIG. 6E).

【００１９】撮像装置６０はレンズなどの光学系と固体
撮像デバイス（共に不図示）とで構成されており、例え
ばＣＣＤイメージセンサを用いた固体カメラと呼ばれる
公知の装置が採用されている。撮像装置６０の画角は十
分広く採られており、アーム３９が、貯蔵装置９０のワ
ーク載置面へ下降する際、上方の通過点において撮像可
能範囲にパレット９９（後述する）の全体を収めると共
に、下方の通過点において少なくとも１個のワークを撮
像可能範囲に収めることができる（詳細は後述する）。The image pickup device 60 comprises an optical system such as a lens and a solid-state image pickup device (both not shown). For example, a known device called a solid-state camera using a CCD image sensor is employed. The angle of view of the imaging device 60 is sufficiently wide, and when the arm 39 descends to the work mounting surface of the storage device 90, the entire pallet 99 (described later) is accommodated in the imaging range at the upper passing point. At the same time, at least one work can be included in the imageable range at the lower passing point (details will be described later).

【００２０】続いて、ワーク貯蔵装置について説明す
る。図７はワーク貯蔵装置の外観を表す斜視図、図８は
ワーク貯蔵装置の構造を表す説明図である。Next, the work storage device will be described. FIG. 7 is a perspective view showing the appearance of the work storage device, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing the structure of the work storage device.

【００２１】図示するようにワーク貯蔵装置９０は、フ
レーム９１を備え、その左右両端部にはそれぞれタイミ
ングプーリ９２ａ，９２ｂが回転自在に設けられてい
る。二つのタイミングプーリ９２ａ及び９２ｂの間に
は、ベルト９３が本体レール１５に対して直角方向であ
る矢印ＩＪ方向に掛け渡されると共に、ベルト９３の上
方部分ＷＰを支持するためのローラ９５が複数個、所定
間隔で回転自在に設けられ、一方のタイミングプーリ９
２ｂには、駆動モータ９６が公知のベルト伝達機構９７
を介して接続されている。また、ベルト９３の上には、
パレット９９が搭載されており、パレット９９はチャッ
クワーク用パレット９９Ａ、シャフトワーク用パレット
９９Ｂ及びバーワーク用パレット９９Ｃからなる。チャ
ックワーク用パレット９９Ａにはチャックワーク３０ａ
を立たせた形で搭載するためのワーク３０の下端部を嵌
入支持するためにの支持穴９９ｅが所定間隔Ｌ６で形成
されている。As shown in the figure, the work storage device 90 has a frame 91, and timing pulleys 92a and 92b are rotatably provided at both left and right ends thereof. Between the two timing pulleys 92a and 92b, a belt 93 is stretched in a direction of an arrow IJ which is a direction perpendicular to the main body rail 15, and a plurality of rollers 95 for supporting an upper portion WP of the belt 93 are provided. , Which is rotatably provided at a predetermined interval.
2b, a drive motor 96 includes a known belt transmission mechanism 97.
Connected through. Also, on the belt 93,
A pallet 99 is mounted, and the pallet 99 includes a pallet 99A for chuck work, a pallet 99B for shaft work, and a pallet 99C for bar work. The chuck work 30a is provided on the chuck work pallet 99A.
A support hole 99e is formed at a predetermined interval L6 for fitting and supporting the lower end portion of the work 30 for mounting the work 30 in an upright position.

【００２２】さらに、シャフトワーク用パレット９９Ｂ
には、シャフトワークを支持するためのＶ字形のアッタ
チメント９９ｆが複数個、所定間隔で設けられており、
さらにバーワーク用パレット９９Ｃには、バーワークを
支持するためのアッタチメント９９ｇが複数個、所定間
隔で設けられている。Furthermore, a shaft work pallet 99B
Is provided with a plurality of V-shaped attachments 99f for supporting a shaft work at predetermined intervals.
Further, the bar pallet 99C is provided with a plurality of attachments 99g for supporting the bar work at predetermined intervals.

【００２３】ワーク貯蔵装置９０では、オペレータが駆
動モータ９６を操作して複数個のパレット９９Ａ，９９
Ｂ，９９Ｃを矢印Ｓ方向へ移動させ所定位置ＷＰに所望
のパレット９９Ａ〜９９Ｃを位置決めする。In the work storage device 90, a plurality of pallets 99A, 99 are operated by an operator by operating a drive motor 96.
B and 99C are moved in the direction of arrow S to position desired pallets 99A to 99C at predetermined positions WP.

【００２４】続いて、主制御装置、ロボット・コントロ
ーラ及び画像処理装置について説明する。図９は、主制
御装置、ロボット・コントローラ及び画像処理装置の概
略構成を表すブロック図である。Next, the main controller, the robot controller and the image processing device will be described. FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a main control device, a robot controller, and an image processing device.

【００２５】図示するように、主制御装置２００は、情
報処理機能をもつ主制御部２００ａと、主記憶部２００
ｂと、システム制御プログラムが格納されたプログラム
格納部２００ｃと、や複合加工旋盤２のサーボモータ
（不図示）を制御するためのサーボ制御部２００ｄと、
ロボット・コントローラ２０２とのデータ伝送のための
インターフェイス部２００ｅなどを主要部として構成さ
れ、また主記憶部２００ｂには、各種ワークに対応した
加工プログラムや、チャック幅・爪の深さなどのパラメ
ータを収録したデータテーブルなどが予め格納されてい
る。主制御装置２００は、ロボット・コントローラ２０
２及び画像処理装置２０４を下位の情報処理装置として
統括しながらシステム全体を制御すると共に、加工プロ
グラムと各種検出器（不図示）からの検出データとに基
づいて複合加工旋盤２の加工工程を制御する。As shown, the main control device 200 includes a main control unit 200a having an information processing function and a main storage unit 200.
b, a program storage unit 200c storing a system control program, and a servo control unit 200d for controlling a servomotor (not shown) of the combined machining lathe 2;
An interface unit 200e for data transmission with the robot controller 202 is configured as a main unit, and a main storage unit 200b stores processing programs corresponding to various works and parameters such as a chuck width and a claw depth. A recorded data table or the like is stored in advance. The main control device 200 is the robot controller 20
2 and the image processing device 204 as a lower-level information processing device, while controlling the entire system, and controlling the machining process of the combined machining lathe 2 based on a machining program and detection data from various detectors (not shown). I do.

【００２６】ロボットコントローラ２０２は、情報処理
機能をもつ主制御部２０２ａを中心に、主記憶部２０２
ｂと、画像データ処理のための画像データ処理部２０２
ｃと、走行レール移動用の駆動モータ２０、ハンド回転
用の駆動モータ２９及びアーム昇降用モータ３６ａの回
転及び正逆転を制御してガントリーロボット１２の移
動、アーム３９の上昇・下降、ハンド５３の回転を制御
するための移動司令部２０２ｄと、主制御装置２０２と
のデータ伝送のためのインターフェイス部２０２ｅ及び
画像処理装置２０４とのデータ伝送のためのインタフェ
ース部２０２ｆなどから構成されている。The robot controller 202 mainly includes a main control unit 202a having an information processing function, and a main storage unit 202.
b, image data processing unit 202 for image data processing
c, the rotation and forward / reverse rotation of the drive motor 20 for moving the traveling rail, the drive motor 29 for rotating the hand, and the motor 36a for elevating the arm are controlled to move the gantry robot 12, move the arm 39 up and down, and move the hand 53. It comprises a movement command section 202d for controlling rotation, an interface section 202e for data transmission with the main control apparatus 202, an interface section 202f for data transmission with the image processing apparatus 204, and the like.

【００２７】画像処理装置２０４は、情報処理機能をも
つ主制御部２０４ａを中心に、撮像装置６０からのアナ
ログ映像信号を受信しディジタルの画像データに変換す
るための受信部２０４ｂと、受信部２０４ｂからの画像
データを格納するバッファ・メモリである画像データ記
憶部２０４ｃと、画像データ記憶部２０４ｃに格納され
た画像データをロボット・コントローラ２０２へ伝送す
る外部インタフェース部２０４ｄとを主要部として構成
されている。画像処理装置２０４では、ロボット・コン
トローラ２０２からの撮像タイミング信号に同期して撮
像装置６０からのアナログ映像信号を取り込み、その画
像データをロボット・コントローラ２０２へ伝送する。The image processing device 204 mainly includes a main control portion 204a having an information processing function, a receiving portion 204b for receiving an analog video signal from the imaging device 60 and converting it into digital image data, and a receiving portion 204b. The main components are an image data storage unit 204c which is a buffer memory for storing the image data from the printer and an external interface unit 204d which transmits the image data stored in the image data storage unit 204c to the robot controller 202. I have. The image processing device 204 captures an analog video signal from the imaging device 60 in synchronization with an imaging timing signal from the robot controller 202, and transmits the image data to the robot controller 202.

【００２８】上記のように構成された自動加工装置１に
おいては、主制御装置２００からの指令に基づいて、ガ
ントリーロボット１２がワーク３０の搬送・搬入・搬出
を行う。以下、ガントリーロボット１２の動作工程の一
例について、ハンド５３の回転動作の説明図である図１
０を参照しながら説明する。なお動作工程の詳細は、特
開平２−７１９４８号公報に記載されているので省略
し、ここではヘッド１，ヘッド２間でワークの受渡しを
含む１，２工程連続加工やヘッド１，ヘッド２の独立し
たワーク加工といった動作工程のうち、後者の方につい
ての概要のみについて述べる。In the automatic processing apparatus 1 configured as described above, the gantry robot 12 carries, carries in, and carries out the work 30 based on a command from the main controller 200. FIG. 1 is a diagram illustrating a rotation operation of the hand 53 in an example of an operation process of the gantry robot 12.
This will be described with reference to FIG. The details of the operation steps are omitted since they are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-71948. In this example, continuous one-step processing including delivery of a work between the head 1 and the head 2 and the head 1 and the head 2 Only the outline of the latter operation steps such as independent work processing will be described.

【００２９】＝第１工程＝ ガントリーロボット１２がワーク貯蔵装置９０の上で停
止→ハンド５３が反時計方向ＣＣＷへ９０度回転（ワー
ク把持部５３Ａが下方を向く）(1) →アーム３９ が下
降→パレット９９の上のワーク３０を把持→アーム３９
が上昇= First step = The gantry robot 12 stops on the work storage device 90 → The hand 53 rotates 90 degrees counterclockwise in the CCW direction (the work holding portion 53A faces downward) (1) → The arm 39 descends → Grasp the work 30 on the pallet 99 → Arm 39
Rises

【００３０】→ハンド５３が時計方向ＣＷへ１８０度回
転（ワーク把持部５３Ａが上向きに、ワーク把持部５３
Ｂが下向きに）(2) →アーム３９が下降→二つ目のワー
ク３０を把持→アーム３９が上昇→ハンド５３が９０度
ＣＷ方向へ回転(3)。→ The hand 53 is rotated 180 degrees clockwise CW (the workpiece gripping section 53A is turned upward,
(B is downward) (2) → The arm 39 is lowered → The second work 30 is gripped → The arm 39 is raised → The hand 53 is rotated 90 degrees in the CW direction (3).

【００３１】＝第２工程＝ ガントリーロボット１２が走行レール１５に沿って複合
加工旋盤２の所定位置へ移動・停止→アーム３９が下降
→ワーク把持部５３Ａ及び５３Ｂのそれぞれのワーク３
０を、複合加工旋盤２のチャック９ａ及び９ｂへ受け渡
す→上昇（待機） 〜（複合加工旋盤２の加工工程）〜 →アーム３９が下降→ワーク把持部５３Ａ及び５３Ｂが
加工済みワーク３０をそれぞれ受け取る→アーム３９が
上昇。= Second Step = The gantry robot 12 moves to and stops at a predetermined position on the combined machining lathe 2 along the traveling rail 15 → the arm 39 descends → the respective workpieces 3 of the workpiece grippers 53A and 53B.
0 is transferred to the chucks 9a and 9b of the combined machining lathe 2 → ascending (standby) ~ (the machining process of the combined machining lathe 2) ~ → the arm 39 descends → the workpiece grippers 53A and 53B respectively handle the machined workpiece 30. Receiving → Arm 39 goes up.

【００３２】＝第３工程＝ ガントリーロボット１２が走行レール１５に沿ってワー
ク貯蔵装置９０の上へ移動・停止→ ハンド５３が９０
度反時計方向ＣＣＷへ回転(4) →アーム３９が下降→加
工済みワークをパレット９９の上に載置→アーム３９
が上昇= Third Step = The gantry robot 12 moves and stops on the work storage device 90 along the traveling rail 15 → The hand 53 moves to 90
Rotate counterclockwise CCW (4) → Arm 39 descends → Place processed work on pallet 99 → Arm 39
Rises

【００３３】→ハンド５３が方向へ１８０度反時計方向
ＣＣＷに回転（ワーク把持部５３Ａが下向き に、ワー
ク把持部５３Ｂが上向きに）(5) →アーム３９が下降→
二つ目のワーク３ ０を載置→アーム３９が上昇→アー
ム３９が下降→ワーク３０を把持→アーム３９が上昇→
ハンド５３が１８０度ＣＷ方向に回転（ワーク把持部５
３Ａが上向きに、ワーク保持部５３Ｂが下向きに）(6)
→アーム３９が下降→二つ目のワーク３０を把持→アー
ム３９が上昇→ハンド５３が９０度ＣＷ方向へ回転(7)→ The hand 53 rotates counterclockwise CCW by 180 degrees in the direction (the workpiece gripping section 53A faces downward and the workpiece gripping section 53B faces upward) (5) → The arm 39 descends →
Place second work 30 → arm 39 rises → arm 39 descends → grips work 30 → arm 39 rises →
The hand 53 rotates 180 degrees in the CW direction (the workpiece gripper 5
(3A is upward, the work holding part 53B is downward) (6)
→ The arm 39 descends → The second work 30 is gripped → The arm 39 rises → The hand 53 rotates 90 ° in the CW direction (7)

【００３４】第３工程の後は、第２工程→第３工程と繰
り返す。なお、上記工程中に示した(1)〜(7)の番号は、
図１０のハンド５３の回転動作順序を示している。After the third step, the second step → the third step is repeated. Incidentally, the numbers of (1) to (7) shown in the above steps,
11 shows a rotation operation sequence of the hand 53 of FIG.

【００３５】次に、ロボット・コントローラ２０２で実
行される撮像処理について、図１１及び図１２のフロー
チャートに沿って説明する。本処理は、上記の第１工程
において実行される。なお上記フロチャートでは、ステ
ップの番号であることを表すために、番号に符号Ｓを付
けてある。Next, the imaging processing executed by the robot controller 202 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. This processing is executed in the first step. In the above flowchart, reference numeral S is attached to the number to indicate that the number is a step number.

【００３６】本処理が開始されると、まずＳ１００で、
ガントリーロボット１２を目標とするワーク３０の真上
位置へ移動させ、続くＳ１１０で、ハンド５３を反時計
方向ＣＣＷへ９０度回転させてワーク把持部５３Ａを下
方（パレット９９の方向）に向かせてからワーク把持部
５３Ａ及び５３Ｂの爪５８を開く。なお、起動時にはワ
ーク把持部５３Ａ及び５３Ｂが水平方向を向いており爪
５８は閉じているものとする。When this processing is started, first in S100,
The gantry robot 12 is moved to a position directly above the target work 30. In S110, the hand 53 is rotated 90 degrees in the counterclockwise direction CCW so that the work holding portion 53A is directed downward (toward the pallet 99). Then, the claws 58 of the workpiece grippers 53A and 53B are opened. At the time of activation, it is assumed that the work grips 53A and 53B are oriented in the horizontal direction and the claws 58 are closed.

【００３７】続いてＳ１２０で、撮像・形状認識処理を
実行する。この処理では、図１３に例示するように、撮
像タイミング信号を出力して、基準高位（ハンド５３の
パレット９９の載置面からの高さｘ0 ）からパレット９
９上のワーク３０を撮影した画像データを画像処理装置
２０４から受け取り、その画像データに基づいてワーク
３０の平面投影形状及び大きさを認識しワーク３０の形
状パラメータ（例えば、円形のワーク直径ｙ0 ）を算出
する。Subsequently, in S120, an imaging / shape recognition process is executed. In this process, as illustrated in FIG. 13, an imaging timing signal is output, and the pallet 9 is moved from the reference height (the height x0 of the hand 53 from the mounting surface of the pallet 99).
9 is received from the image processing device 204, and the planar projection shape and size of the work 30 are recognized based on the image data, and the shape parameters of the work 30 (for example, a circular work diameter y0) are obtained. Is calculated.

【００３８】なお、形状認識処理は、前処理（濃淡画像
の２値化処理、輪郭抽出処理など）→特徴抽出（図形の
識別処理、面積・直径の演算処理など）といった手順で
行われるが、その詳細は、塊状物体を面図形として抽出
する画像処理の基本技法として周知であるので、省略す
る。また、平面投影形状は、撮像装置６０を視点とした
中心投影法による投影像とする。It should be noted that the shape recognition processing is performed in the order of preprocessing (binary processing of a grayscale image, contour extraction processing, etc.) → feature extraction (figure identification processing, area / diameter calculation processing, etc.). The details are omitted because they are well known as a basic technique of image processing for extracting a massive object as a plane figure. The planar projection shape is a projection image by the central projection method with the imaging device 60 as a viewpoint.

【００３９】続くＳ１３０では、図１３に例示するよう
に、アーム３９が、基準高位ｘ0 から、所定距離だけ下
降して停止（例えば、パレット９９の載置面からの高さ
ｘ1の位置で停止）して、続いてＳ１４０で再び当該ワ
ーク３０についてＳ１２０と同様の撮像・形状認識処理
を実行して、ワーク３０の形状パラメータ（例えば、ワ
ーク直径ｙ1 ）を算出し、Ｓ１５０へ進む。At S130, as shown in FIG. 13, the arm 39 descends from the reference height x0 by a predetermined distance and stops (for example, stops at the position of the height x1 from the mounting surface of the pallet 99). Then, in S140, the same imaging / shape recognition processing as that in S120 is performed again on the work 30 to calculate the shape parameter (for example, the work diameter y1) of the work 30, and the process proceeds to S150.

【００４０】Ｓ１５０では、上記Ｓ１２０とＳ１４０と
の処理結果と、次式とから、パレット９９の載置面から
のワーク高さａを求める。 ａ＝（ｙ0ｘ0−ｙ1ｘ1）／（ｙ0−ｙ1） すなわち、図１３に示すように、ｘ0 及びｘ1 が既知で
あり、ｙ0 及びｙ1 が上記処理によって求まれば、ワー
ク高さａは算出される。In S150, the work height a from the mounting surface of the pallet 99 is obtained from the processing results of S120 and S140 and the following equation. a = (y0x0-y1x1) / (y0-y1) That is, as shown in FIG. 13, if x0 and x1 are known and y0 and y1 are obtained by the above processing, the work height a is calculated.

【００４１】続いてＳ１６０では、Ｓ１２０及びＳ１４
０の処理結果に基づいて、パレット９９の上のワーク載
置位置に未加工のワークが有るか無いかについて判断す
る。未加工のワークが有ると肯定判断したときには、Ｓ
１７０へ進む。また、未加工ワークが無いと否定判断し
たときは、作業終了として、Ｓ３００へ進み所定の作業
終了のための処理を実行して本処理の外部へ出る。Subsequently, in S160, S120 and S14
Based on the processing result of 0, it is determined whether or not there is any unprocessed work at the work placement position on the pallet 99. When it is determined that there is an unprocessed work,
Proceed to 170. On the other hand, if it is determined that there is no unprocessed work, the process is terminated, the process proceeds to S300, a process for terminating the predetermined process is executed, and the process is exited.

【００４２】Ｓ１７０では、Ｓ１２０及びＳ１４０の処
理結果に基づいて、認識された形状と登録されている基
本ワーク形状の何れに該当するか否かを判定する。何れ
かに該当すると肯定判断したときには、Ｓ１８０へ進
む。また、Ｓ１７０にて否定判断したときには、Ｓ３１
０に進み、所定のエラー処理を実行して本処理の外部へ
出る。At S170, based on the processing results at S120 and S140, it is determined whether the shape corresponds to the recognized shape or the registered basic work shape. If the determination is affirmative, the process proceeds to S180. If a negative determination is made in S170, S31
Then, the process goes to 0, executes a predetermined error process, and goes out of the process.

【００４３】Ｓ１７０からＳ１８０へ進むと、Ｓ１５０
で算出されたワーク高さａの位置へ、アーム３９（及び
ハンド５３）を矢印Ｆ方向へ下降して停止させる（ｘ1
−ａ）。続くＳ１９０では、Ｓ１２０及びＳ１４０で認
識したワーク形状とＳ１５０で算出したワーク高さａと
のデータとを主制御装置２００へ伝送して、Ｓ２００へ
進む。When the process proceeds from S170 to S180, S150
The arm 39 (and the hand 53) is lowered in the direction of the arrow F to the position of the work height a calculated in the above and stopped (x1
-A). In subsequent S190, the data of the work shape recognized in S120 and S140 and the work height a calculated in S150 are transmitted to main controller 200, and the process proceeds to S200.

【００４４】Ｓ２００では、爪５８を閉じてワーク３０
を把持してから、アーム３９を上昇させ、続くＳ２１０
で、ガントリーロボット１２を次の目標ワーク３０の真
上位置へ移動させ、続くＳ２２０で、ハンド５３を時計
方向ＣＷへ１８０度回転させる。したがって、ワーク把
持部５３Ａの把持面は上を向き、空のワーク把持部５３
Ｂ（アンロディング）の把持面が下を向く。In S200, the pawl 58 is closed and the work 30 is closed.
, The arm 39 is raised, and the next S210
Then, the gantry robot 12 is moved to a position directly above the next target work 30, and in subsequent S220, the hand 53 is rotated 180 degrees clockwise CW. Therefore, the gripping surface of the workpiece gripper 53A faces upward, and the empty workpiece gripper 53A
The gripping surface of B (unloading) faces downward.

【００４５】続いてＳ２３０では、Ｓ１２０〜Ｓ２００
の処理を再度実行することで、二つ目のワーク３０の高
さａを算出し、かつワーク把持部５３Ｂにもワーク３０
をつかみ、再び上昇して、一旦処理を終了する。Subsequently, in S230, S120 to S200
Is executed again, the height a of the second work 30 is calculated, and the work 30 is also provided to the work gripper 53B.
, Rises again, and ends the process once.

【００４６】次に、ロボット・コントローラ２０２で実
行されるセッティング処理と、主制御装置２００で実行
されるチャッキング処理とについて、図１４及び図１５
のフロチャートに沿って説明する。この二つの本処理
は、上記の第２工程において相互に対応を取りつつ実行
される。なお上記フローチャートでは、ステップの番号
であることを表すために、番号に符号Ｓを付けてある。Next, a setting process executed by the robot controller 202 and a chucking process executed by the main controller 200 will be described with reference to FIGS.
This will be described along the flowchart of FIG. These two main processes are executed in the above-mentioned second step while taking correspondence with each other. In the above flowchart, reference numeral S is added to the number to indicate that the number is a step number.

【００４７】ロボット・コントローラ２０２では、セッ
ティング処理が開始されると、まずＳ４００にて、ガン
トリーロボット１２を走行レール１５に沿って矢印Ｂ方
向へ複合加工旋盤２のワーク加工部５における所定位置
まで移動させる。続いてＳ４１０で、所定距離だけアー
ム３９を下降させ、所定の基準位置にワーク把持部５３
Ａ及び５３Ｂに把持されたワーク３０をそれぞれ位置決
めする｛ワーク把持部５３Ａ及び５３Ｂ（ワーク３０）
のセンタと、チャック９ａ及び９ｂのセンタとが同軸上
で揃う｝。そして、セッティング準備完了を知らせる信
号ＳR1を主制御装置２００へ出力し、主制御装置２００
からチャッキング完了信号（後述する）ＳM1が入力され
るのを待つ。When the setting process is started, the robot controller 202 first moves the gantry robot 12 in the direction of arrow B along the traveling rail 15 to a predetermined position in the workpiece machining section 5 of the combined machining lathe 2 in S400. Let it. Subsequently, in S410, the arm 39 is lowered by a predetermined distance, and the work gripper 53 is moved to a predetermined reference position.
Position the work 30 gripped by A and 53B, respectively. Work grippers 53A and 53B (work 30)
And the centers of the chucks 9a and 9b are aligned coaxially. Then, a signal SR1 for notifying the completion of setting preparation is output to main controller 200, and main controller 200
Waits for a chucking completion signal (described later) SM1 to be input.

【００４８】一方、主制御装置２００では、ロボット・
コントローラ２０２から信号ＳR1が入力されるとチャッ
キング処理を開始する。まずＳ７００で、それぞれのワ
ーク３０を複合加工旋盤２のチャック９ａ及び９ｂに正
確にセッティングするために、セッティング・オフセッ
トＳを算出する。図１６の（Ａ）欄に示すように、セッ
ティング・オフセットＳ、予め定められたハンド振込位
置とチャック９ａの端面との距離（ｆパラメータ）か
ら、チャック幅（軸方向の厚み）ｄ、爪の深さｃ及び前
述のワーク撮像処理にて算出したワーク高さａを減じた
ものである。すなわち、セッティング・オフセットＳは
次式で表される。 Ｓ＝ｆ−ｄ−ｃ−ａ なお、図１６の（Ａ）欄及び（Ｂ）欄には一方のハンド
・ワーク・チャック・主軸台のみを示し、またチャック
端面をＸ−Ｙ座標平面とし、主軸台の軸方向をＺ軸とす
る。On the other hand, the main controller 200
When the signal SR1 is input from the controller 202, the chucking process starts. First, in S700, a setting offset S is calculated in order to accurately set each work 30 on the chucks 9a and 9b of the combined lathe 2. As shown in the column (A) of FIG. 16, the chuck width (thickness in the axial direction) d and the claw width are determined from the setting offset S and the distance (f parameter) between the predetermined hand transfer position and the end face of the chuck 9 a. This is obtained by subtracting the depth c and the workpiece height a calculated in the above-described workpiece imaging process. That is, the setting offset S is represented by the following equation. S = fdca Note that only one hand, work, chuck, and headstock are shown in columns (A) and (B) of FIG. 16, and the chuck end surface is an XY coordinate plane, Let the axial direction of the headstock be the Z axis.

【００４９】また、セッティングオフセットＳを、ハン
ド５３に把持されたワークがチャック９ａと干渉しない
程度のクリアランスであれば十分であるとするときに
は、予めそのクリアランス値をセッティングオフセット
Ｓに設定しておけば、次式からロボットハンド５３の振
込位置（走行レール１５上の矢印Ｂ方向におけるハンド
５３の侵入位置）を算出することができる。When the setting offset S is determined to be sufficient if the work held by the hand 53 does not interfere with the chuck 9a, the clearance value is set in advance to the setting offset S. The transfer position of the robot hand 53 (the entry position of the hand 53 in the direction of arrow B on the traveling rail 15) can be calculated from the following equation.

【００５０】ｆ＝Ｓ＋ｄ＋ｃ＋ａ そして、このように算出された位置にハンドを侵入させ
ることでガントリーロボット１６をわざわざティーチン
グしなくても干渉をするこくとなくハンド５３に把持さ
れたワークをチャック９ａに受け渡すことができる。ま
た、このとき、ガントリーロボット１２の走行レール１
５の移動を最適なものとすることができる。F = S + d + c + a Then, by letting the hand enter the position calculated in this way, the workpiece held by the hand 53 is received by the chuck 9a without causing interference even if the gantry robot 16 is not bothered. Can be passed. At this time, the traveling rail 1 of the gantry robot 12 is used.
5 can be optimized.

【００５１】続いてＳ７１０では、チャック９ａ，９ｂ
を開き、ステップ７００で算出したセッティング・オフ
セットＳの値だけ、主軸台６を矢印Ｂ方向へ、主軸台７
を矢印Ａ方向へ、それぞれ基準位置から前進させる。そ
してＳ７２０では、チャック９ａ，９ｂを閉じワーク３
０を把持し、チャッキング完了を知らせる信号ＳM1をロ
ボット・コントローラ２０２へ送信した後、ロボット・
コントローラ２０２から離脱完了信号ＳR2が入力される
のを待つ。Subsequently, in S710, the chucks 9a, 9b
Is opened, the headstock 6 is moved in the direction of arrow B by the value of the setting offset S calculated in step 700, and the headstock 7
In the direction of arrow A from the reference position. In S720, the chucks 9a and 9b are closed and the work 3 is closed.
0, and sends a signal SM1 indicating completion of chucking to the robot controller 202.
The controller 202 waits for the input of the disconnection completion signal SR2 from the controller 202.

【００５２】他方、ロボット・コントローラ２０２で
は、主制御装置２００からチャッキング完了信号ＳM1が
入力されるとステップＳ４２０のワークリリース処理を
実行する。すなわち、ワーク把持部５３Ａ及び５３Ｂの
爪５８を開いてワーク３０を離し、ワークリリース完了
を知らせる信号ＳR2を主制御装置２００へ送信し、主制
御装置２００から後退完了信号ＳM2が入力されるのを待
つ。後退完了信号ＳM2が入力されると、Ｓ４３０に進ん
で、アーム３９を上昇退避させ、退避が完了したところ
で、退避完了信号ＳR3を出力し、加工完了信号ＳM3が入
力されるのを待つ。On the other hand, when the chucking completion signal SM1 is input from the main controller 200, the robot controller 202 executes a work release process in step S420. That is, the claws 58 of the work grippers 53A and 53B are opened, the work 30 is released, a signal SR2 notifying the completion of the work release is transmitted to the main control device 200, and the retreat completion signal SM2 is input from the main control device 200. wait. When the retreat completion signal SM2 is input, the process proceeds to S430, where the arm 39 is raised and retired. When the retraction is completed, the retreat completion signal SR3 is output, and the process waits for the input of the machining completion signal SM3.

【００５３】一方、主制御装置２００では、離脱完了信
号ＳR2が入力されると、Ｓ７３０へ進む。Ｓ７３０で
は、主軸台６を矢印Ａ方向へ、主軸台７を矢印Ｂ方向へ
それぞれ基準位置へ後退させ、後退完了信号ＳM2をロボ
ット・コントローラ２０２へ出力した後、ロボット・コ
ントローラ２０２から退避完了信号ＳR3が入力されるの
を待つ。退避完了信号ＳR3が入力されるとＳ７４０に進
み、それぞれのワーク３０を加工開始位置にセットする
ために、Ｚ軸オフセットＺとして算出する。図１６の
（Ｂ）欄に示すように、Ｚ軸オフセットＺは、予め定め
られた機械原点とチャック９ａの端面との距離（ｅパラ
メータ）から、チャック幅（軸方向の厚み）ｄ、爪の深
さｃ及び前述のワーク撮像処理にて算出されたワーク高
さａを減じたものである。すなわち、Ｚ軸オフセットＺ
は次式で表される。On the other hand, in main control device 200, upon receiving separation completion signal SR2, the flow proceeds to S730. In S730, the headstock 6 is retracted to the reference position in the direction of arrow A and the headstock 7 is respectively retracted to the reference position in the direction of arrow B. After outputting the retreat completion signal SM2 to the robot controller 202, the retreat completion signal SR3 from the robot controller 202 is output. Wait for is entered. When the evacuation completion signal SR3 is input, the process proceeds to S740, and is calculated as the Z-axis offset Z in order to set each work 30 at the machining start position. As shown in the column (B) of FIG. 16, the Z-axis offset Z is calculated based on the distance (e parameter) between the predetermined mechanical origin and the end face of the chuck 9a, the chuck width (axial thickness) d, This is obtained by subtracting the depth c and the work height a calculated in the above-described work imaging processing. That is, the Z-axis offset Z
Is represented by the following equation.

【００５４】Ｚ＝ｅ−ｄ−ｃ−ａ 続いてＳ７５０で、ステップ７４０で算出したＺ軸オフ
セットの値だけ、主軸台６を矢印Ｂ方向へ、主軸台７を
矢印Ａ方向へ、それぞれ基準位置から前進させる。続く
Ｓ７６０ではワーク高さａに対応する所定のＮＣ加工プ
ログラムをプログラム格納部２００ｄから選択し、その
加工プログラムに基づいてワーク加工処理を実行する。Z = edca Next, in S750, the headstock 6 is moved in the direction of arrow B, the headstock 7 is moved in the direction of arrow A by the Z-axis offset value calculated in step 740, and the reference position is set. To move forward. At S760, a predetermined NC machining program corresponding to the workpiece height a is selected from the program storage unit 200d, and the workpiece machining process is executed based on the selected machining program.

【００５５】ワークの旋削加工において、刃物台の工具
はＮＣ加工プログラムに従って制御されるが、その際に
機械原点からプログラム原点までの距離に相当する算出
したＺ軸オフセットを考慮して移動駆動される。In the turning of the workpiece, the tool on the tool rest is controlled in accordance with the NC machining program. At this time, the tool is driven to move in consideration of the calculated Z-axis offset corresponding to the distance from the machine origin to the program origin. .

【００５６】尚、算出したＺ軸オフセット値に、タッチ
センサがワーク端面に接触してそのＺ軸座標を測定する
のに必要なクリアランスαを付加して、Ｚ＋αなる値を
アプローチ点として設定し、該アプローチ点まではタッ
チセンサあるいは接触センサとしての工具刃先を比較的
高速で移動駆動し、アプローチ点で低速度に切り替え
て、タッチセンサの接触による正確なＺオフセット値を
算出するようにしてもよい。したがって、このときは、
撮像されたワーク形状からはアプローチ点が求められる
ことになる。The calculated Z-axis offset value is added with a clearance α required for the touch sensor to come into contact with the end face of the work to measure the Z-axis coordinate, and a value of Z + α is set as an approach point. The tool edge as a touch sensor or a contact sensor may be moved and driven at a relatively high speed up to the approach point, and may be switched to a low speed at the approach point to calculate an accurate Z offset value due to the touch of the touch sensor. . Therefore, at this time,
An approach point is determined from the imaged work shape.

【００５７】次に、ワークの旋削加工処理が終了する
と、Ｓ７７０に進み、主軸台６を矢印Ａ方向へ、主軸台
７を矢印Ｂ方向へ、それぞれ基準位置へ後退させ、加工
完了信号ＳM3をロボット・コントローラ２０２へ出力す
る。Next, when the turning processing of the work is completed, the process proceeds to S770, in which the headstock 6 is retracted to the reference position in the direction of arrow A and the headstock 7 in the direction of arrow B, respectively. -Output to the controller 202.

【００５８】他方、ロボット・コントローラ２０２で
は、加工完了信号ＳM3ステップが入力されると、Ｓ４４
０に進んで、アーム３９を所定距離だけ下降させた後、
下降完了信号ＳR4を主制御装置２００へ出力し、主制御
装置２００から前進完了信号ＳM4が入力されるのを待
つ。On the other hand, in the robot controller 202, when the machining completion signal SM3 step is input, S44
After moving to 0 and lowering the arm 39 by a predetermined distance,
It outputs a descent completion signal SR4 to main controller 200 and waits for main controller 200 to receive forward completion signal SM4.

【００５９】一方、主制御装置２００では、下降完了信
号ＳR4が入力されると、Ｓ７８０へ進み、主軸台６を矢
印Ｂ方向へ、主軸台７を矢印Ａ方向へ、それぞれ基準位
置からセッティング・オフセットＳの値だけ前進させ、
前進完了信号ＳM4を出力する。 他方、ロボット・コン
トローラ２０２では、前進完了信号ＳM4が入力される
と、Ｓ４５０に進んで、ワーク把持部５３Ａ及び５３Ｂ
の爪５８を閉じそれぞれの加工済みワークを保持し、ワ
ーク把持完了信号ＳR5を主制御装置２００へ出力し、主
制御装置２００からワークリリース完了信号ＳM5が入力
されるのを待つ。On the other hand, in the main controller 200, when the descent completion signal SR4 is input, the process proceeds to S780, in which the headstock 6 is moved in the direction of arrow B and the headstock 7 is moved in the direction of arrow A. Move forward by the value of S,
The forward completion signal SM4 is output. On the other hand, in the robot controller 202, when the advance completion signal SM4 is input, the process proceeds to S450, where the workpiece grippers 53A and 53B
Is closed, each processed work is held, a work gripping completion signal SR5 is output to the main controller 200, and a work release completion signal SM5 is input from the main controller 200.

【００６０】最後に、主制御装置２００では、ワーク把
持完了信号ＳR5が入力されると、Ｓ７９０に進んで、チ
ャック９ａ及び９ｂの爪５８を開いて加工済みワークを
解放し、主軸台６を矢印Ａ方向へ、主軸台７を矢印Ｂ方
向へ、それぞれ基準位置へ後退させ、ワークリリース完
了信号ＳM5をロボット・コントローラ２０２へ出力し、
処理を終了する。ロボット・コントローラ２０２では、
ワークリリース完了信号ＳM5が入力されると、Ｓ４６０
に進んで、でアーム３９を上昇させ、処理を終了する。Finally, when the work gripping completion signal SR5 is input, the main controller 200 proceeds to S790 to open the claws 58 of the chucks 9a and 9b to release the processed work, and moves the headstock 6 to an arrow. A, the headstock 7 is retracted to the reference position in the direction of arrow B, and a work release completion signal SM5 is output to the robot controller 202.
The process ends. In the robot controller 202,
When the work release completion signal SM5 is input, S460
Then, the arm 39 is raised with and the process is terminated.

【００６１】以上説明したように本実施例では、ワーク
３０を撮像してワーク高さａを算出し、算出したワーク
高さａから、セッティング・オフセットＳを求めてワー
ク３０の受け渡し・受け取り位置を決定するので、ガン
トリーロボット１２を受け渡し・受け取り位置に迅速・
正確に位置決めすることができる。そのため、ワーク加
工の段取り時間を大幅に短縮できる。従来装置では、オ
ペレータが、ガントリーロボットを操作しながら位置決
めを行うので、時間と手間がかかったが、このような問
題が本実施例では克服されている。As described above, in this embodiment, the work 30 is imaged, the work height a is calculated, and the setting / offset S is calculated from the calculated work height a to determine the delivery / reception position of the work 30. Since the gantry robot 12 is determined,
It can be positioned accurately. For this reason, the setup time for work processing can be significantly reduced. In the conventional apparatus, positioning is performed while the operator operates the gantry robot, so that it takes time and labor. However, such a problem is overcome in the present embodiment.

【００６２】さらに、ワーク高さａからＺ軸オフセット
Ｚを求め、ワーク３０を加工開始位置に迅速・正確に位
置決めすることができる。そのため、ワーク加工の段取
り時間を短縮できると共にＺ軸オフセット計測及び入力
の作業の手間を省くことができる。加えて、予め用意さ
れた複数の加工プログラムからワーク高さａに対応する
加工プログラムを選択して実行するので、選択すべき加
工プログラムをティーチングする手間を省くことができ
る。Further, the Z-axis offset Z is obtained from the work height a, and the work 30 can be quickly and accurately positioned at the machining start position. Therefore, it is possible to shorten the setup time of the work processing and to save the work of measuring and inputting the Z-axis offset. In addition, since a machining program corresponding to the workpiece height a is selected from a plurality of machining programs prepared in advance and executed, the trouble of teaching the machining program to be selected can be omitted.

【００６３】また、本実施例ではセッティング・オフセ
ットＳの値またはＺ軸オフセットＺの値だけ、主軸台
６，７を矢印ＡＢ方向へ移動させたが、このほかにガン
トリーロボット１２の側を移動させるように構成して
も、上記実施例と同様の効果を奏する。さらに、ワーク
の交換に際してチャック爪の交換も必要であるときには
ワーク端面が接するチャック爪の突当面の高さ（すなわ
ち、チャック爪の深さｃパラメータ）が変化するので、
予めｃパラメータを計測してメモリに記憶しておきチャ
ック爪が交換される都度、メモリから読み出してｃパラ
メータが修正されるように構成してもよい。また、アプ
ローチ点はワーク長を正確に求めるためのタッチセンサ
が移動する接近する点として用いられているが、この他
に加工のために接近する点として使用してもよい。つま
り、加工アプローチ点は従来、ワークの長さにバラツキ
があるためにある程度大きな値を入力しているがワーク
長を測定することによりアプローチ点を最適な値とし、
空切削（無駄な時間）を短くできる。さらに、ＣＣＤ６
０は、ハンド５３に取り付ける場合に限らず、コラム１
３に取り付けてガントリーロボットのハンドを画角とす
るように構成してもよい。このとき、ワークを把持した
ガントリーハンド５３が走行レール１５を移動する２箇
所において撮像するようにすれば、同様にワーク形状を
認識できる。In this embodiment, the headstocks 6 and 7 are moved in the direction of the arrow AB by the value of the setting offset S or the value of the Z-axis offset Z. In addition, the gantry robot 12 is moved. Even with such a configuration, the same effects as those of the above embodiment can be obtained. Further, when it is necessary to replace the chuck jaws when replacing the work, the height of the abutting surface of the chuck jaws in contact with the work end surface (that is, the depth c parameter of the chuck jaws) changes.
The c parameter may be measured in advance and stored in the memory, and the c parameter may be read out from the memory and corrected each time the chuck jaws are replaced. Further, the approach point is used as an approaching point at which the touch sensor for accurately obtaining the workpiece length moves, but may be used as an approaching point for processing. In other words, the machining approach point has conventionally been input to a somewhat large value due to variations in the length of the work, but by measuring the work length, the approach point was set to the optimal value,
Empty cutting (wasted time) can be shortened. Furthermore, CCD6
0 is not limited to the case where it is attached to the hand 53, and the column 1
3, the hand of the gantry robot may be configured to have an angle of view. At this time, if the gantry hand 53 holding the workpiece captures images at two locations on the traveling rail 15, the workpiece shape can be similarly recognized.

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ワ
ーク画像からワーク形状を認識し、認識結果に基づいて
Ｚ軸オフセットを算出し、その値に基づいてワークの加
工位置を設定するので、ワーク加工の段取り時間を短縮
することができると共にＺ軸オフセット計測及び入力の
作業の手間を省くことができる。As described above in detail, according to the present invention, a workpiece shape is recognized from a workpiece image, a Z-axis offset is calculated based on the recognition result, and a processing position of the workpiece is set based on the value. Therefore, it is possible to reduce the setup time of the workpiece processing and to save the labor of measuring and inputting the Z-axis offset.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】実施例の自動加工装置の全体構成を表す斜視図
である。FIG. 1 is a perspective view illustrating an entire configuration of an automatic processing apparatus according to an embodiment.

【図２】自動加工装置の一部破断の正面図である。FIG. 2 is a partially cutaway front view of the automatic processing apparatus.

【図３】ガントリーロボットの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a gantry robot.

【図４】ガントリーロボットの移動駆動装置を表す説明
図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a moving drive device of the gantry robot.

【図５】アーム昇降装置及びハンド保持装置の説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory diagram of an arm elevating device and a hand holding device.

【図６】各種ハンドを表す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing various hands.

【図７】ワーク貯蔵装置の外観を表す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view illustrating an appearance of a work storage device.

【図８】図８はワーク貯蔵装置の構造を表す説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a structure of a work storage device.

【図９】主制御装置、ロボット・コントローラ及び画像
処理装置の概略構成を表すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a main control device, a robot controller, and an image processing device.

【図１０】ハンドの回転動作の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a rotation operation of the hand.

【図１１】ロボット・コントローラで実行される撮像処
理のフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart of an imaging process executed by the robot controller.

【図１２】上記撮像処理の続きのフローチャートであ
る。FIG. 12 is a continuation of the flowchart of the imaging process.

【図１３】撮像動作の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of an imaging operation.

【図１４】ロボット・コントローラで実行されるセッテ
ィング処理及び主制御装置で実行されるチャッキング処
理のフロチャートである。FIG. 14 is a flowchart of a setting process executed by a robot controller and a chucking process executed by a main controller.

【図１５】上記セッティング処理及びチャッキング処理
の続きのフローチャートである。FIG. 15 is a continued flowchart of the setting process and the chucking process.

【図１６】セッティング・オフセット及びＺ軸オフセッ
トの説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a setting offset and a Z-axis offset.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１・・・自動加工装置 ２・・・複合加工旋
盤 １２・・・ガントリーロボット １３・・・コラム １５・・・走行レール ２７・・・ハンド保
持装置 ３９・・・アーム ４０・・・ハンド保
持部 ５３・・・ハンド ６０・・・撮像装置 ９０・・・貯蔵装置 ２００・・・主制御装置 ２０２・・・ロボット・コントローラ ２０４・・・画像処理装置 ３０・・・ワークDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Automatic processing apparatus 2 ... Composite machining lathe 12 ... Gantry robot 13 ... Column 15 ... Travel rail 27 ... Hand holding device 39 ... Arm 40 ... Hand holding part 53 ... hand 60 ... imaging device 90 ... storage device 200 ... main control device 202 ... robot controller 204 ... image processing device 30 ... work

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−294152（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−208889（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−58008（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−310882（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 15/00 - 15/28 B23Q 17/00 - 23/00 G05B 19/18 - 19/46 B25J 3/00 - 3/10 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/08 B25J 19/02 - 19/06 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-294152 (JP, A) JP-A-62-208889 (JP, A) JP-A-61-58008 (JP, A) JP-A-1-310882 (JP) , A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) B23Q 15/00-15/28 B23Q 17/00-23/00 G05B 19/18-19/46 B25J 3/00-3 / 10 B25J 9/10-9/22 B25J 13/00-13/08 B25J 19/02-19/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 複合加工工作機械と、該複合加工工作機
械によって加工されるワークを載置貯蔵したワーク貯蔵
装置と、該複合加工工作機械と該ワーク貯蔵装置との間
に架設されたガイドレールと、該ガイドレール上を自走
して該ワーク貯蔵装置から該複合加工工作機械へワーク
を搬送する搬送装置と、該複合加工工作機械・該ワーク
貯蔵装置・該搬送装置を制御する制御装置を備えた自動
加工装置において、 上記搬送装置は、 上記ガイドレールを自走するロボット本体と、該ロボッ
ト本体に装着され鉛直方向に伸縮するアームと、該アー
ムの先端に装着されワークを把持するハンドとを有する
搬送ロボットと、 上記ワーク貯蔵装置のワークを撮像する撮像手段とを備
えると共に、 上記制御装置は、 上記撮像手段によって撮像されたワーク画像からワーク
の形状を抽出して認識する形状認識手段と、 該形状認識手段の認識結果に基づいて上記複合加工工作
機械の主軸軸心方向であるＺ軸座標における機械原点か
らワーク端面までのＺ軸オフセット値を算出する算出手
段と、 該算出されたＺ軸オフセットに基づいて当該ワークに対
する上記複合加工工作機械による機械加工を行う加工制
御手段とを備えたことを特徴とする自動加工装置。1. A multi-tasking machine tool, a work storage device on which a work to be machined by the multi-tasking machine tool is mounted and stored, and a guide rail erected between the multi-tasking machine tool and the work storage device. A transfer device for self-propelling on the guide rail and transferring a work from the work storage device to the complex machining tool, and a control device for controlling the complex machining tool, the work storage device, and the transfer device. In the automatic processing apparatus provided, the transfer device includes: a robot body that runs on the guide rail by itself; an arm that is mounted on the robot body and that expands and contracts in a vertical direction; and a hand that is mounted on a tip of the arm and grips a workpiece. A transfer robot having: a work storage device; and an image pickup unit for picking up an image of the work of the work storage device. A shape recognizing means for extracting and recognizing the shape of the workpiece from the image; An automatic machining apparatus, comprising: a calculating unit that calculates an axis offset value; and a machining control unit that performs machining of the workpiece by the combined machining machine tool based on the calculated Z-axis offset.