特許 6748616 ワーク情報認識システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6748616

(24)【登録日】2020年8月12日

(45)【発行日】2020年9月2日

(54)【発明の名称】ワーク情報認識システム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/20 20060101AFI20200824BHJP

   B23Q 7/12 20060101ALI20200824BHJP

   B23B 15/00 20060101ALN20200824BHJP

【ＦＩ】

   B23Q17/20 Z

   B23Q7/12

   !B23B15/00 A

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-159253(P2017-159253)

(22)【出願日】2017年8月22日

(65)【公開番号】特開2019-38043(P2019-38043A)

(43)【公開日】2019年3月14日

【審査請求日】2019年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗谷 龍彦

(72)【発明者】

【氏名】宮原 克仁

(72)【発明者】

【氏名】桐山 景一

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−２４４３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８１８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１３７５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１０３６２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１７−７１０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１３２０７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １７／２０

Ｂ２３Ｑ ７／１２

Ｂ２３Ｂ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを載置可能なワーク載置具と、
前記ワーク載置具に着脱可能に設けられる基準物体と、
前記基準物体の情報を検出する情報検出部と、
前記情報検出部から前記基準物体の情報を受ける制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記基準物体の情報と、ワークの情報との関係に関するデータを記憶する記憶部と、
前記情報検出部により検出された前記基準物体の情報を、前記記憶部に記憶されたデータに照らし合わせることにより、前記ワーク載置具に載置されるワークの情報を認識する制御部とを有し、
前記基準物体は、立体であり、
前記基準物体の情報は、前記立体の形状に関する情報を含み、前記立体は、前記ワーク載置具に載置されるワークの情報によって異なる形状を有する、ワーク情報認識システム。

【請求項2】

前記基準物体の情報は、前記立体の大きさ、または、前記立体の位置に関する情報をさらに含む、請求項１に記載のワーク情報認識システム。

【請求項3】

前記ワークの情報は、前記ワークの大きさ、加工状態、加工方法または配置に関する情報を含む、請求項１または２に記載のワーク情報認識システム。

【請求項4】

前記ワーク載置具は、ワークが挿入される複数の開口部が設けられるプレート材を含み、
前記プレート材には、互いに離れて配置される少なくとも３つの前記基準物体が設けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載のワーク情報認識システム。

【請求項5】

前記ワーク載置具に載置されるワークを搬送するワーク搬送部をさらに備え、
前記情報検出部は、前記ワーク搬送部に固定される、請求項１から４のいずれか１項に記載のワーク情報認識システム。

【請求項6】

前記ワーク搬送部は、ワークを把持可能なロボットアームを有し、
前記情報検出部は、レーザ光を出射する出射部と、前記出射部から出射され、対象物に反射されたレーザ光を受ける受光部とを有し、前記ロボットアームの先端に固定されるレーザセンサであり、
前記ワーク載置具に載置されたワークを前記ロボットアームにより把持する場合に、前記ロボットアームは、所定軸方向に沿って動作し、
前記基準物体の情報を前記レーザセンサにより検出する場合に、前記出射部は、前記所定軸方向に沿ってレーザ光を出射する、請求項５に記載のワーク情報認識システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ワーク情報認識システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のワーク情報認識システムに関連して、たとえば、実開平２−５２３９９号公報には、プリント配線基板などの各種基板に関するデータの管理に用いられる基板管理装置が開示されている（特許文献１）。

【0003】

特許文献１に開示される基板管理装置は、基板を収容するとともに、識別表示を付して個別化されたトレーと、識別表示からトレーを判別する認識手段と、認識表示により得られるトレーの認識データとともに、トレーに収容される基板のデータを記憶し、記憶したトレーの識別データから収容されている基板のデータを任意に取り出し可能にしたデータ処理手段とを備える。トレーに付される識別表示として、トレーに識別孔が設けられたり、バーコードが印刷されたりする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開平２−５２３９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献１に開示されるように、基板に関する情報を認識するために、基板を収容するトレーに識別孔やバーコードといった識別表示を設ける手法が知られており、このような手法を、ワーク載置具に載置されるワークの情報認識システムに適用することが考えられる。しかしながら、この場合、ワークの種類が変更となる毎に、そのワークに対応する識別表示を備えたワーク載置具を準備する必要が生じる。これにより、ワーク載置具の数が増えたり、事前の準備作業が煩雑になったりして、ワークの種類の変更に容易に対応することができない。

【0006】

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ワークの種類の変更に容易に対応することが可能なワーク情報認識システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の１つの局面に従ったワーク情報認識システムは、ワークを載置可能なワーク載置具と、ワーク載置具に着脱可能に設けられる基準物体と、基準物体の情報を検出する情報検出部と、情報検出部から基準物体の情報を受ける制御装置とを備える。制御装置は、基準物体の情報と、ワークの情報との関係に関するデータを記憶する記憶部と、情報検出部により検出された基準物体の情報を、記憶部に記憶されたデータに照らし合わせることにより、ワーク載置具に載置されるワークの情報を認識する制御部とを有する。基準物体は、立体である。基準物体の情報は、立体の形状に関する情報を含む。立体は、ワーク載置具に載置されるワークの情報によって異なる形状を有する。
この発明の別の局面に従ったワーク情報認識システムは、ワークを載置可能なワーク載置具と、ワーク載置具に着脱可能に設けられる基準物体と、基準物体の情報を検出する情報検出部と、情報検出部から基準物体の情報を受ける制御装置とを備える。制御装置は、基準物体の情報と、ワークの情報との関係に関するデータを記憶する記憶部と、情報検出部により検出された基準物体の情報を、記憶部に記憶されたデータに照らし合わせることにより、ワーク載置具に載置されるワークの情報を認識する制御部とを有する。

【0008】

このように構成されたワーク情報認識システムによれば、ワークの種類が変更になった場合に、ワーク載置具に設けられる基準物体を、そのワークに対応する基準物体に取り換えればよい。このため、ワークの種類の変更に容易に対応することができる。

【0009】

また好ましくは、基準物体の情報は、基準物体の大きさ、形状または位置に関する情報を含む。

【0010】

このように構成されたワーク情報認識システムによれば、基準物体に関する種々の情報を通じて、ワーク載置具に載置されるワークの情報を認識することができる。

【0011】

また好ましくは、ワークの情報は、ワークの大きさ、加工状態、加工方法または配置に関する情報を含む。

【0012】

このように構成されたワーク情報認識システムによれば、基準物体の情報を通じて、ワーク載置具に載置されるワークに関する種々の情報を認識することができる。

【0013】

また好ましくは、ワーク載置具は、ワークが挿入される複数の開口部が設けられるプレート材を含む。プレート材には、互いに離れて配置される少なくとも３つの基準物体が設けられる。

【0014】

このように構成されたワーク情報認識システムによれば、３つの基準物体の位置を通じて、プレート材の傾きを認識することができる。

【0015】

また好ましくは、基準物体は、立体である。
このように構成されたワーク情報認識システムによれば、基準物体の耐久性を向上させることができる。

【0016】

また好ましくは、ワーク情報認識システムは、ワーク載置具に載置されるワークを搬送するワーク搬送部をさらに備える。情報検出部は、ワーク搬送部に固定される。

【0017】

このように構成されたワーク情報認識システムによれば、ワークを搬送するためのワーク搬送部を利用して、情報検出部を基準物体に向けて移動させることができる。

【発明の効果】

【0018】

以上に説明したように、この発明に従えば、ワークの種類の変更に容易に対応することが可能なワーク情報認識システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】この発明の実施の形態におけるワーク情報認識システムが適用された工作機械を示す平面図である。

【図2】図１中のワーク収納エリアに配置されるワーク載置具を示す斜視図である。

【図3】図２中のワーク載置具からトレイを除いた状態を示す斜視図である。

【図4】図１中のロボットアームの先端部を示す斜視図である。

【図5】ワーク載置具に載置されたワークの情報を認識するための構成を示すブロック図である。

【図6】図５中の記憶部に記憶されるデータの例を示す表である。

【図7】互いに異なる種類のワークが載置されるワーク載置具の例を示す平面図である。

【図8】互いに異なる種類のワークが載置されるワーク載置具の別の例を示す平面図である。

【図9】図５中の記憶部に記憶されるデータの別の例を示す表である。

【図10】図５中の記憶部に記憶されるデータのさらに別の例を示す表である。

【図11】ワーク載置具に載置されたワークの情報を認識するステップを示すフローチャートである。

【図12】図１１中のワークの情報を認識するステップにおいて、基準ブロックに対するレーザ光の走査方法を示す平面図である。

【図13】図１１中のワークの情報を認識するステップにおいて、基準ブロックに対するレーザ光の走査方法を示す平面図である。

【図14】図１１中のワークの情報を認識するステップにおいて、基準ブロックに対するレーザ光の走査方法を示す平面図である。

【図15】図１２中に示す基準ブロックの各種変形例を示す平面図である。

【図16】図１２中に示す基準ブロックの各種変形例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0021】

図１は、この発明の実施の形態におけるワーク情報認識システムが適用された工作機械を示す平面図である。

【0022】

図１を参照して、本実施の形態におけるワーク情報認識システムは、ワークの情報を認識するためのシステムである。本実施の形態では、一例として、ワーク情報認識システムが、ワークを加工する工作機械１００に適用されている。工作機械１００は、固定工具を用いた旋削機能と、回転工具を用いたミーリング機能とを有する複合加工機である。

【0023】

まず、工作機械１００の基本的な構成について説明する。工作機械１００（ワーク情報認識システム）は、第１主軸１２１と、第２主軸１２２と、工具主軸１２３と、スプラッシュガード１１５とを有する。第１主軸１２１、第２主軸１２２および工具主軸１２３は、加工エリア１４１内に設けられている。

【0024】

第１主軸１２１および第２主軸１２２は、水平方向に延びるＺ軸方向において、互いに対向して配置されている。第１主軸１２１は、Ｚ軸に平行な中心軸１３１を中心に回転可能に設けられ、第２主軸１２２は、Ｚ軸に平行な中心軸１３２を中心に回転可能に設けられている。第１主軸１２１および第２主軸１２２には、ワークを着脱可能に保持するためのチャック機構が設けられている。第２主軸１２２は、Ｚ軸方向に移動可能に設けられている。

【0025】

工具主軸１２３は、ワークの旋削加工時に固定工具を保持したり、ワークのミーリング加工時に、回転工具を保持して、中心軸１３３を中心に回転させたりする。工具主軸１２３には、工具を着脱可能に保持するためのクランプ機構が設けられている。工具主軸１２３は、鉛直方向に延びるＸ軸方向、水平方向に延び、Ｚ軸方向に直交するＹ軸方向、および、Ｚ軸方向に移動可能に設けられている。工具主軸１２３は、さらに、Ｙ軸に平行な中心軸１３４を中心に旋回可能に設けられている。

【0026】

スプラッシュガード１１５は、後述するカバー体１５２とともに工作機械１００の外観をなしている。スプラッシュガード１１５は、加工エリア１４１を区画形成している。

【0027】

工作機械１００（ワーク情報認識システム）は、ワーク搬送部１６１と、カバー体１５２と、ワーク載置具２０とをさらに有する。ワーク搬送部１６１は、加工エリア１４１およびワーク収納エリア１５１の間でワークを搬送する。

【0028】

カバー体１５２は、ワーク収納エリア１５１を区画形成している。ワーク収納エリア１５１は、加工エリア１４１と隣り合って設けられている。ワーク収納エリア１５１は、Ｚ軸方向において加工エリア１４１と隣り合って設けられている。加工エリア１４１およびワーク収納エリア１５１の間は、開閉可能なシャッター（不図示）により隔てられている。

【0029】

ワーク搬送部１６１は、移動機構部１６４と、ロボットアーム１６５とを有する。ロボットアーム１６５は、移動機構部１６４からアーム状に延出している。ロボットアーム１６５は、ワークを把持可能なように構成されている。ロボットアーム１６５は、把持したワークを空間内で自在に移動させるとともに、把持したワークの姿勢を自在に変化させることが可能なように構成されている。ロボットアーム１６５は、６軸を互いに独立して制御可能なロボットアームである。

【0030】

移動機構部１６４は、ロボットアーム１６５を、加工エリア１４１およびワーク収納エリア１５１の間で移動させる。移動機構部１６４は、ロボットアーム１６５を、Ｚ軸方向に沿って直線往復移動させる。移動機構部１６４は、ロボットアーム１６５をＺ軸に平行な方向に案内するリニアガイド、回転運動を出力するサーボモータ、および、サーボモータから出力された回転運動を直線運動に変換して、ロボットアーム１６５をＺ軸方向に移動させるラックピニオン等から構成されている。

【0031】

なお、本発明におけるワーク搬送部は、ワークを搬送可能な構成であれば特に限定されず、たとえば、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸に移動可能な３軸ローダであってもよい。

【0032】

図２は、図１中のワーク収納エリアに配置されるワーク載置具を示す斜視図である。図３は、図２中のワーク載置具からトレイを除いた状態を示す斜視図である。

【0033】

図１から図３を参照して、工作機械１００（ワーク情報認識システム）は、ワーク載置具２０と、引き出し１５６とをさらに有する。

【0034】

引き出し１５６は、カバー体１５２の機械前面に設けられている。引き出し１５６は、図１中の矢印１５７に示すように、Ｙ軸方向に沿ってスライド可能に設けられている。引き出し１５６は、ワーク収納エリア１５１に向けて押し込まれる閉状態と、ワーク収納エリア１５１から機械前方に引き出される開状態との間において、スライド可能に設けられている。

【0035】

ワーク載置具２０は、ワークＷが載置可能なように構成されている。ワーク載置具２０は、複数のワークＷが載置可能なように構成されている。ワーク載置具２０は、ワーク収納エリア１５１に配置されている。ワーク載置具２０は、引き出し１５６に載置されている。引き出し１５６に載置されたワーク載置具２０は、引き出し１５６が閉状態とされることによって、ワーク収納エリア１５１に配置される。引き出し１５６に載置されたワーク載置具２０は、引き出し１５６が開状態とされることによって、ワーク収納エリア１５１の外部に配置される。

【0036】

本実施の形態では、２組のワーク載置具２０および引き出し１５６が、Ｚ軸方向に並んで設けられている。代表的な例として、一方のワーク載置具２０には、加工前のワークＷが載置され、他方のワーク載置具２０には、加工後のワークＷが載置される。図２および図３中には、円柱形状を有する加工前のワークＷが示されている。

【0037】

ワーク載置具２０は、トレイ２１と、プレート材（中敷き）２４とを有する。トレイ２１は、浅底の箱形状を有する。プレート材２４は、トレイ２１に収容されている。プレート材２４は、全体として、平面状に広がる板形状を有する。ワーク載置具２０がワーク収納エリア１５１に配置された状態において、プレート材２４は、Ｙ軸−Ｚ軸平面に平行に設けられている。プレート材２４は、Ｘ軸方向から見た場合に矩形形状の平面視を有する。

【0038】

プレート材２４は、ベースプレート２５と、スペーサ２６と、トッププレート２７とを有する。ベースプレート２５は、トッププレート２７よりも大きい平面形状を有する。ベースプレート２５およびトッププレート２７は、プレート材２４の厚み方向において互いに重ね合わされている。トッププレート２７には、複数の開口部２８が設けられている。開口部２８は、プレート材２４の厚み方向において、トッププレート２７を貫通している。開口部２８は、ワークＷの形状に対応する開口面（本実施の形態では、円形の開口面）を有する。ワーク載置具２０がワーク収納エリア１５１に配置された状態において、複数の開口部２８は、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に沿って格子状に並んで設けられている。

【0039】

スペーサ２６は、トッププレート２７の周縁に沿って帯状に延びる枠形状を有する。スペーサ２６は、プレート材２４の厚み方向において、ベースプレート２５およびトッププレート２７の間に介挿されている。これにより、開口部２８の直下では、ベースプレート２５およびトッププレート２７の間に隙間が設けられている。ワークＷが開口部２８に挿入され、ベースプレート２５上に載置されることによって、ワークＷは、プレート材２４により保持される。

【0040】

続いて、ワーク収納エリア１５１において、ワーク載置具２０に載置されたワークＷの各種情報を認識するための構成について説明する。

【0041】

工作機械１００（ワーク情報認識システム）は、基準物体としての基準ブロック３１をさらに有する。

【0042】

基準ブロック３１は、ワーク載置具２０に着脱可能に設けられている。ワーク載置具２０には、複数の基準ブロック３１が設けられている。ワーク載置具２０には、少なくとも３つの基準ブロック３１が設けられている。ワーク載置具２０には、基準ブロック３１Ａ、基準ブロック３１Ｂおよび基準ブロック３１Ｃが設けられている。

【0043】

基準ブロック３１は、ワーク載置具２０のうちのプレート材２４に設けられている。基準ブロック３１は、プレート材２４のうちのベースプレート２５に設けられている。基準ブロック３１は、ボルトによりワーク載置具２０に締結されている。基準ブロック３１は、そのボルトを外すことによって、ワーク載置具２０から取り外し可能である。

【0044】

複数の基準ブロック３１（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ）は、互いに離れて配置されている。複数の基準ブロック３１は、プレート材２４が広がる平面内において互いに離れて配置されている。複数の基準ブロック３１は、トッププレート２７から露出するベースプレート２５の周縁部に設けられている。複数の基準ブロック３１は、複数の開口部２８が設けられる領域（すなわち、複数のワークＷが保持される領域）の外側の領域に設けられている。

【0045】

基準ブロック３１Ａと、基準ブロック３１Ｂおよび基準ブロック３１Ｃとは、プレート材２４が有する矩形形状の平面視の長手方向に離れて設けられている。基準ブロック３１Ｂと、基準ブロック３１Ｃとは、プレート材２４が有する矩形形状の平面視の短手方向に離れて設けられている。基準ブロック３１Ａは、プレート材２４が有する矩形形状の平面視の短手方向において、基準ブロック３１Ｂおよび基準ブロック３１Ｃの間の中心位置に設けられている。基準ブロック３１Ａ、基準ブロック３１Ｂおよび基準ブロック３１Ｃは、二等辺三角形が有する３つの角部にそれぞれ位置している。

【0046】

なお、基準ブロック３１がワーク載置具２０に着脱可能に設けられる方法は、上記のボルトを用いた方法に限られず、たとえば、クリップまたは嵌め込みを用いた方法であってもよい。また、基準ブロック３１Ａ、基準ブロック３１Ｂおよび基準ブロック３１Ｃが設けられる位置は、特に限定されない。しかしながら、上記に説明した構成によれば、基準ブロック３１Ａ、基準ブロック３１Ｂおよび基準ブロック３１Ｃを、プレート材２４が広がる平面内において互いに大きく離して配置することが可能である。

【0047】

基準ブロック３１は、立体である。基準ブロック３１は、ベースプレート２５から突出する凸形状を有する。本実施の形態では、基準ブロック３１は、四角柱のブロックから構成されている。ワーク載置具２０がワーク収納エリア１５１に配置された状態において、基準ブロック３１は、Ｙ軸方向に延びる縦と、Ｚ軸方向に延びる横とが、互いに等しい長さとなり、Ｘ軸方向に延びる高さが、縦および横の各々よりも大きい長さとなる四角柱形状を有する。

【0048】

なお、基準ブロック３１は、上記の四角柱に限られず、たとえば、縦および横の長さが異なる四角柱形状を有してもよい。基準ブロック３１は、Ｘ軸方向に延びる高さが、縦および横の各々と等しい四角柱形状、または、Ｘ軸方向に延びる高さが、縦および横の各々よりも小さい長さとなる四角柱形状を有してもよい。また、基準ブロック３１は、円柱形状を有してもよいし、三角柱形状を有してもよい。

【0049】

図４は、図１中のロボットアームの先端部を示す斜視図である。図１および図４を参照して、ロボットアーム１６５は、可動部１７１と、ワーク把持部１７２（１７２Ｐ，１７２Ｑ）とを有する。

【0050】

可動部１７１は、移動機構部１６４からアーム状に延出するロボットアーム１６５の先端に設けられている。可動部１７１は、図４中に示す回動軸１８１を中心に揺動可能に設けられるとともに、図４中に示す回転軸１８２を中心に回転可能に設けられている。

【0051】

可動部１７１には、ワーク把持部１７２が設けられている。ワーク把持部１７２は、ワークを着脱可能に把持するように構成されている。本実施の形態では、同時に２つのワークを把持するために、ワーク把持部１７２として、ワーク把持部１７２Ｐおよびワーク把持部１７２Ｑが設けられている。

【0052】

工作機械１００（ワーク情報認識システム）は、情報検出部４１をさらに有する。情報検出部４１は、基準ブロック３１の情報を検出するように構成されている。基準ブロック３１の情報は、基準ブロック３１の大きさ、形状または位置に関する情報を含んでもよい。

【0053】

情報検出部４１は、レーザセンサからなる。情報検出部４１は、レーザ光を出射する出射部（不図示）と、出射部から出射され、対象物に反射されたレーザ光を受ける受光部（不図示）とを有する。情報検出部４１は、受光部におけるレーザ光の受光位置や、レーザ光が出射部から受光部に戻るまでの時間に基づいて、対象物の位置情報を検出することが可能である。

【0054】

情報検出部４１は、ワーク搬送部１６１に固定されている。情報検出部４１は、ロボットアーム１６５に固定されている。情報検出部４１は、ロボットアーム１６５のうちの可動部１７１に固定されている。情報検出部４１は、ワーク把持部１７２と隣り合って設けられている。このような構成により、ワーク搬送部１６１の動作に伴って、情報検出部４１を空間内で自在に移動させるとともに、情報検出部４１の姿勢を自在に変化させることができる。

【0055】

なお、本発明における情報検出部は、基準物体の各種情報を検出可能なものであれば特に限定されず、たとえば、接触式スライラスであってもよい。また、本実施の形態では、情報検出部４１がワーク搬送部１６１に固定される場合を説明したが、これに限られず、たとえば、情報検出部４１を移動させるための専用のアクチュエータが設けられてもよい。

【0056】

図５は、ワーク載置具に載置されたワークの情報を認識するための構成を示すブロック図である。

【0057】

図１および図５を参照して、工作機械１００（ワーク情報認識システム）は、制御装置５１をさらに有する。制御装置５１は、工作機械１００に備え付けられる制御盤（コントロールパネル）からなる。制御装置５１は、情報検出部４１から基準ブロック３１の情報を受ける。制御装置５１は、記憶部５３と、制御部５２とを有する。

【0058】

記憶部５３は、基準ブロック３１の情報と、ワークの情報との関係に関するデータを記憶する。ワークの情報は、ワークの大きさ、加工状態、加工方法または配置に関する情報を含んでもよい。

【0059】

制御部５２は、情報検出部４１により検出された基準ブロック３１の情報を、記憶部５３に記憶されたデータに照らし合わせることにより、ワーク載置具２０に載置されるワークの情報を認識する。

【0060】

図６は、図５中の記憶部に記憶されるデータの例を示す表である。図７は、互いに異なる種類のワークが載置されるワーク載置具の例を示す平面図である。図８は、互いに異なる種類のワークが載置されるワーク載置具の別の例を示す平面図である。

【0061】

図６から図８を参照して、記憶部５３は、基準ブロック３１の大きさ（四角柱形状の基準ブロック３１のその平面視における縦および横の長さ）と、ワークＷの大きさ（円柱形状のワークＷの直径および高さ）との対応関係を記憶してもよい。より具体的には、記憶部５３は、基準ブロック３１の縦および横の長さＬ１と、ワークＷの直径Ｄ１および高さＨ１とを対応付けて記憶し、基準ブロック３１の縦および横の長さＬ２と、ワークＷの直径Ｄ２および高さＨ２とを対応付けて記憶し、基準ブロック３１の縦および横の長さＬ３と、ワークＷの直径Ｄ３および高さＨ３とを対応付けて記憶してもよい。

【0062】

この際、図７中に示すように、基準ブロック３１Ａ、基準ブロック３１Ｂおよび基準ブロック３１Ｃの全てが、ワークＷの情報を示す大きさを有してもよい。また、図８中に示すように、基準ブロック３１Ａが、ワークＷの情報を示す大きさを有し、基準ブロック３１Ｂおよび基準ブロック３１Ｃは、後述するプレート材２４の傾きを検出するためにのみ用いられてもよい。

【0063】

図９は、図５中の記憶部に記憶されるデータの別の例を示す表である。図１０は、図５中の記憶部に記憶されるデータのさらに別の例を示す表である。

【0064】

図９を参照して、記憶部５３は、基準ブロック３１の形状（基準ブロック３１のその平面視における形状）と、ワークＷの加工状態および加工方法との対応関係を記憶してもよい。より具体的には、記憶部５３は、基準ブロック３１の正方形の形状と、ワークＷの加工状態が未加工であり、ワークＷの加工方法が加工プラグラムＨを用いた加工であることとを対応付けて記憶し、基準ブロック３１の長方形（縦＞横）の形状と、ワークＷの加工状態が第１中間加工物であり、ワークＷの加工方法が加工プログラムＩを用いた加工であることとを対応付けて記憶し、基準ブロック３１の長方形（縦＜横）の形状と、ワークＷの加工状態が第２中間加工物であり、ワークＷの加工方法が加工プログラムＪを用いた加工であることとを対応付けて記憶してもよい。

【0065】

図１０を参照して、記憶部５３は、基準ブロック３１の位置（基準ブロック３１のその平面視における中心の座標）と、ワークＷの配置（複数のワークＷがワーク載置具２０に載置される態様と、各ワークＷのその平面視における中心の座標）との対応関係を記憶してもよい。より具体的には、記憶部５３は、基準ブロック３１の中心座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）と、複数のワークＷがＺ軸方向に４列、Ｙ軸方向に５行並ぶ態様、および、各ワークＷの中心座標とを対応付けて記憶し、基準ブロック３１の中心座標（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）と、複数のワークＷがＺ軸方向に６列、Ｙ軸方向に６行並ぶ態様、および、各ワークＷの中心座標とを対応付けて記憶し、基準ブロック３１の中心座標（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）と、複数のワークＷがＺ軸方向に７列、Ｙ軸方向に８行並ぶ態様、および、各ワークＷの中心座標とを対応付けて記憶してもよい。

【0066】

なお、以上に説明した記憶部５３に記憶されるデータは、一例であって、基準ブロック３１の情報の内容や、ワークの情報の内容、対応付けられる基準ブロック３１の情報とワークの情報との組み合わせは、特に限定されない。

【0067】

図１１は、ワーク載置具に載置されたワークの情報を認識するステップを示すフローチャートである。図１２から図１４は、図１１中のワークの情報を認識するステップにおいて、基準ブロックに対するレーザ光の走査方法を示す平面図である。

【0068】

以下、ワーク載置具２０に設けられた基準ブロック３１（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ）のの情報に基づいて、ワーク載置具２０に載置されたワークＷの情報を認識するステップについて説明する。

【0069】

図１から図３および図１１を参照して、まず、複数のワークＷをワーク載置具２０に載置する（Ｓ１０１）。本ステップでは、複数のワークＷを複数の開口部２８にそれぞれ挿入する。

【0070】

次に、ワーク載置具２０を、ワーク収納エリア１５１にセッティングする（Ｓ１０２）。本ステップでは、開状態とした引き出し１５６にワーク載置具２０を載置する。引き出し１５６を閉状態とすることにより、ワーク載置具２０をワーク収納エリア１５１に配置する。

【0071】

図７から図１４を参照して、次に、情報検出部４１により、基準ブロック３１（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ）の情報を検出する（Ｓ１０３）。

【0072】

本ステップでは、ワーク搬送部１６１（移動機構部１６４，ロボットアーム１６５）を動作させることによって、情報検出部４１を基準ブロック３１の上方に位置決めする。情報検出部４１から下方に向けてレーザ光を出射しながら、ワーク搬送部１６１を動作させることにより、レーザ光をＺ軸方向およびＹ軸方向の各々に沿って走査する。レーザ光の走査とともに、情報検出部４１にてレーザ光の反射光を受ける。このとき、基準ブロック３１が存在する位置と存在しない位置との間では、情報検出部４１にレーザ光が戻る時間に差が生じる。レーザ光の戻り時間に差が生じたタイミングにおけるワーク搬送部１６１の動作位置に基づいて、基準ブロック３１の大きさ（基準ブロック３１のその平面視における縦および横の長さ）と、基準ブロック３１の形状（基準ブロック３１のその平面視における形状）とを検出する。また、レーザ光の戻り時間と、ワーク搬送部１６１の動作位置とを合わせて考慮することにより、基準ブロック３１の位置（基準ブロック３１のその平面視における中心の座標）を検出する。

【0073】

上記レーザ光の走査を、基準ブロック３１Ａ、基準ブロック３１Ｂおよび基準ブロック３１Ｃの各々に対して実行する。これにより、基準ブロック３１Ａのその平面視における中心座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）と、基準ブロック３１Ｂのその平面視における中心座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）と、基準ブロック３１Ｃのその平面視における中心座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とを検出する。

【0074】

本実施の形態では、情報検出部４１が、ワーク搬送のためのワーク搬送部１６１に設けられるため、新たなアクチュエータを追加することなく、情報検出部４１を基準ブロック３１に向けて移動させることができる。また、基準ブロック３１に対する情報検出部４１の接近性を良好にできる。

【0075】

次に、制御部５２は、基準ブロック３１の情報を、記憶部５３に記憶されるデータに照らし合わせることによって、ワークＷの情報を認識する（Ｓ１０４）。

【0076】

本ステップでは、制御部５２が、Ｓ１０３のステップで検出された基準ブロック３１の情報を、記憶部５３に記憶されるデータに照らし合わせることによって、ワークＷの大きさ（図６）と、ワークＷの加工状態および加工方法（図９）と、ワークＷの配置（図１０）とに関する情報を認識する。

【0077】

制御部５２は、さらに、基準ブロック３１Ａ、基準ブロック３１Ｂおよび基準ブロック３１Ｃの中心座標から、ワーク載置具２０におけるプレート材２４の傾きを検出する。制御部５２は、検出されたプレート材２４の傾きに基づいて、ワーク載置具２０に載置された各ワークＷの位置を補正する。

【0078】

次に、制御部５２は、得られたワークの情報に基づいて、ワークの搬送および加工を実行する（Ｓ１０５）。

【0079】

制御部５２は、先のステップで認識したワークＷの大きさと、ワークＷの配置とに関する情報により、複数のワークＷがワーク収納エリア１５１のいずれの空間位置にどのように存在しているかを把握している。このため、制御部５２は、ロボットアーム１６５のワーク把持部１７２がワークＷを把持可能な位置および姿勢に正確に位置決めされるように、ワーク搬送部１６１を動作させることができる。この際、先のステップにて、プレート材２４の傾きに起因したワークＷの位置ずれが補正されているため、ワーク載置具２０に載置された各ワークＷに対してワーク把持部１７２をさらに精度よく位置決めすることができる。

【0080】

なお、ロボットアーム１６５によりワークＷを把持する際に、情報検出部４１にてレーザ光をワークＷに向けて出射し、その反射光を受光するステップを実行してもよい。反射光の受光状態が異常である場合にワークＷが存在しないと判断することにより、ワーク把持部１７２によるワークＷの空掴みを防ぐことができる。

【0081】

ワーク搬送部１６１によりワークＷをワーク収納エリア１５１から加工エリア１４１に移動させたあと、制御部５２は、先のステップで認識したワークＷの加工状態および加工方法の情報に基づいて、ワークＷの加工を実行する。

【0082】

以上に説明した、この発明の実施の形態におけるワーク情報認識システムの構成についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるワーク情報認識システムは、ワークを載置可能なワーク載置具２０と、ワーク載置具２０に着脱可能に設けられる基準物体としての基準ブロック３１と、基準ブロック３１の情報を検出する情報検出部４１と、情報検出部４１から基準ブロック３１の情報を受ける制御装置５１とを備える。制御装置５１は、基準ブロック３１の情報と、ワークの情報との関係に関するデータを記憶する記憶部５３と、情報検出部４１により検出された基準ブロック３１の情報を、記憶部５３に記憶されたデータに照らし合わせることにより、ワーク載置具２０に載置されるワークの情報を認識する制御部５２とを有する。

【0083】

このように構成された、この発明の実施の形態におけるワーク情報認識システムによれば、基準ブロック３１がワーク載置具２０に着脱可能に設けられるため、ワーク載置具２０に載置されるワークの種類が変更になった場合には、ワーク載置具２０に設けられる基準ブロック３１を、そのワークに対応する基準ブロック３１に取り換えればよい。このため、ワークの種類の変更に容易に対応することができる。

【0084】

図１５および図１６は、図１２中に示す基準ブロックの各種変形例を示す平面図である。図１５を参照して、本変形例では、ワーク載置具２０に、図１２中の基準ブロック３１に替えて、基準ブロック３６および基準ブロック３７が設けられている。

【0085】

基準ブロック３６は、Ｚ軸方向に沿って延びる長尺形状を有する。基準ブロック３６は、Ｚ軸方向に延びるワーク載置具２０（プレート材２４）の端辺に沿って設けられている。基準ブロック３７は、Ｙ軸方向に沿って延びる長尺形状を有する。基準ブロック３７は、Ｚ軸方向に沿って延びるワーク載置具２０（プレート材２４）の端辺に沿って設けられている。

【0086】

このような構成において、図１１中のＳ１０３のステップ時、情報検出部４１から基準ブロック３６に向けてレーザ光を出射しながら、ワーク搬送部１６１を動作させることにより、レーザ光を基準ブロック３６の長手方向（Ｚ軸方向）および短手方向（Ｙ軸方向）の各々に沿って走査する。これにより、基準ブロック３６の長手方向における一方端３６ｐおよび他方端３６ｑの座標を検出する。また、情報検出部４１から基準ブロック３７に向けてレーザ光を出射しながら、ワーク搬送部１６１を動作させることにより、レーザ光を基準ブロック３７の長手方向（Ｙ軸方向）および短手方向（Ｚ軸方向）の各々に沿って走査する。これにより、基準ブロック３７の長手方向における一方端３７ｐおよび他方端３７ｑの座標を検出する。

【0087】

図１１中のＳ１０４のステップ時、制御部５２は、基準ブロック３６の一方端３６ｐおよび他方端３６ｑの座標と、基準ブロック３７の一方端３７ｐおよび他方端３７ｑの座標とから、ワーク載置具２０におけるプレート材２４の傾きを検出する。

【0088】

図１６を参照して、本変形例では、ワーク載置具２０に、図１２中の基準ブロック３１に替えて、基準ブロック３８が設けられている。基準ブロック３８は、図１５中の基準ブロック３６と基準ブロック３７とが、ワーク載置具２０（プレート材２４）の角部で繋がった形状を有する。

【0089】

本変形例においても、レーザ光を、基準ブロック３６の部分と基準ブロック３７の部分とに、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に沿って走査することにより、ワーク載置具２０におけるプレート材２４の傾きを検出する。

【0090】

このように、プレート材２４の傾きを検出するに際しては、必ずしも３つの基準ブロックが必要ではなく、２つの基準ブロック３６，３７を用いてもよいし、１つの基準ブロック３８を用いてもよい。また、４つ以上の基準ブロックを用いて、プレート材２４の傾きを検出してもよい。

【0091】

なお、本実施の形態では、基準ブロックをワーク載置具２０のうちのプレート材２４に設ける場合を説明したが、基準ブロックをワーク載置具２０のうちのトレイ２１に設けてもよい。

【0092】

また、本発明における基準物体は、上記の立体である基準ブロックに限定されず、たとえば、シート状のミラーであってよい。基準物体を立体である基準ブロックとした場合、基準物体の耐久性を向上させることができる。基準物体をシート状のミラーとした場合、基準物体の設置場所の自由度を上げることができる。

【0093】

本発明におけるワーク情報認識システムは、工作機械に限られず、たとえば、ワーク測定装置やワーク洗浄装置などの各種のワーク処理装置に適用されてもよい。

【0094】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本発明は、たとえば、工作機械に適用される。

【符号の説明】

【0096】

２０ 載置具、２１ トレイ、２４ プレート材、２５ ベースプレート、２６ スペーサ、２７ トッププレート、２８ 開口部、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３６，３７，３８ 基準ブロック、３６ｐ，３７ｐ 一方端、３６ｑ，３７ｑ 他方端、４１ 情報検出部、５１ 制御装置、５２ 制御部、５３ 記憶部、１００ 工作機械、１１５ スプラッシュガード、１２１ 第１主軸、１２２ 第２主軸、１２３ 工具主軸、１３１，１３２，１３３，１３４ 中心軸、１４１ 加工エリア、１５１ ワーク収納エリア、１５２ カバー体、１５６ 引き出し、１６１ ワーク搬送部、１６４ 移動機構部、１６５ ロボットアーム、１７１ 可動部、１７２，１７２Ｐ，１７２Ｑ ワーク把持部、１８１ 回動軸、１８２ 回転軸。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】