特許 6754910 工作機械のための処理支援装置および処理支援方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6754910

(24)【登録日】2020年8月26日

(45)【発行日】2020年9月16日

(54)【発明の名称】工作機械のための処理支援装置および処理支援方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20200907BHJP

   B23Q 7/04 20060101ALI20200907BHJP

   B23Q 41/02 20060101ALI20200907BHJP

   B23B 5/16 20060101ALI20200907BHJP

   B23Q 17/24 20060101ALI20200907BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20200907BHJP

   B23D 79/00 20060101ALI20200907BHJP

   B08B 5/00 20060101ALI20200907BHJP

   B08B 3/02 20060101ALI20200907BHJP

【ＦＩ】

   B25J13/08 A

   B23Q7/04 A

   B23Q7/04 M

   B23Q41/02 A

   B23B5/16

   B23Q17/24 Z

   B23Q11/00 N

   B23D79/00 A

   B08B5/00

   B08B3/02 A

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2020-36107(P2020-36107)

(22)【出願日】2020年3月3日

(62)【分割の表示】特願2019-120100(P2019-120100)の分割

【原出願日】2019年6月27日

【審査請求日】2020年3月3日

【早期審査対象出願】

(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】110002745

【氏名又は名称】特許業務法人河崎・橋本特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長末 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】中川 昌昭

【審査官】 久保田 信也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−２９０３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−００９３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０３９９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７４５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１６５３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１７９６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９８／０１０８９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−１６８９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１１１１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０４８４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０１９９８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ７／００ − ７／１８

Ｂ２５Ｊ ５／００

Ｇ０５Ｂ １９／１８ −１９／４２７

Ｂ２５Ｊ １３／０８

Ｂ０８Ｂ ３／０２

Ｂ０８Ｂ ５／００

Ｂ２３Ｂ ５／１６

Ｂ２３Ｄ ７９／００

Ｂ２３Ｑ １１／００

Ｂ２３Ｑ １７／２４

Ｂ２３Ｑ ４１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を機械加工する工作機械が設置された工場内で移動可能な走行台車部と、
前記走行台車部に設けられ、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を補助または支援する補助処理部と、
前記走行台車部および前記補助処理部を制御する補助制御部と、を備え、
前記補助制御部は、前記工場内で移動するように前記走行台車部を制御するとともに、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を制御する本体制御部と通信して、前記被加工物の機械加工の進捗に応じて、前記走行台車部が移動している間に、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を補助または支援するように前記補助処理部を制御し、
前記補助制御部は、
ｉ）次の式［数１］を満たすとき、前記補助処理部が単一の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、単一の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と所定位置との間を往復移動し、
ii）次の式［数１］を満たさないとき、前記補助処理部が複数の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、複数の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するように、
前記走行台車部を制御する、工作機械のための処理支援装置。
［数１］
ＭＰ＞Ｂ＋Ｓ
ここで、ＭＰは、前記工作機械による前記被加工物の機械加工に必要な機械加工時間であり、Ｂは、前記被加工物の機械加工を補助または支援するために必要な補助加工時間ＡＰおよび前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するために必要な移動時間Ｔのうちのいずれか長い方の時間（ＢはＡＰまたはＴのいずれか長い方の時間）であり、Ｓは、前記補助処理部が前記工作機械に前記被加工物を着脱するために必要な配置時間である。

【請求項2】

前記補助処理部は、
前記走行台車部に固定された多関節ロボットアームと、
前記多関節ロボットアームの先端部に取り付けられた２次元または３次元の撮像デバイスおよび前記被加工物を把持する把持部と、を有する請求項１に記載の工作機械のための処理支援装置。

【請求項3】

前記多関節ロボットアーム、前記２次元または３次元の撮像デバイスおよび前記把持部が協働して、前記被加工物の向きを反転させること、複数の前記被加工物を組み立てること、前記被加工物を位置決めすること、前記被加工物を識別すること、および前記被加工物の外形寸法を計測することからなる群より選択される少なくとも１つを行う、請求項２に記載の工作機械のための処理支援装置。

【請求項4】

前記補助処理部は、前記多関節ロボットアームの前記先端部または前記把持部に着脱可能に取り付けられた、前記被加工物のバリを除去するバリ除去デバイス、前記被加工物の表面に刻印する刻印デバイス、前記被加工物にエアを吹きつけるエアブローデバイス、および／または前記被加工物を洗浄液で洗浄する洗浄デバイスを含む、請求項２に記載の工作機械のための処理支援装置。

【請求項5】

前記走行台車部、前記多関節ロボットアーム、前記バリ除去デバイス、前記刻印デバイス、前記エアブローデバイス、および／または前記洗浄デバイスに給電する充電可能な第１の電池をさらに備え、
前記多関節ロボットアームの前記先端部は、前記２次元または３次元の撮像デバイスおよび前記把持部に給電する充電可能な第２の電池を内蔵する、請求項４に記載の工作機械のための処理支援装置。

【請求項6】

前記第２の電池は、前記第１の電池から非接触給電によって充電される、請求項５に記載の工作機械のための処理支援装置。

【請求項7】

前記補助制御部は、前記処理支援装置が異なる工場間で輸送される輸送体に乗降するように前記走行台車部を制御する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の工作機械のための処理支援装置。

【請求項8】

被加工物を機械加工する工作機械が設置された工場内で走行台車部を移動させる移動工程と、
前記走行台車部および補助処理部を制御する補助制御部が、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を制御する本体制御部と前記機械加工の進捗について通信する通信工程と、
前記走行台車部に設けられた補助処理部を用いて、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を補助または支援する補助処理工程と、を備え、
前記補助処理工程は、前記工作機械による前記被加工物の機械加工の進捗に応じて前記移動工程中に行われ、
異なる工場間で輸送される輸送体に前記走行台車部を乗降させる輸送工程をさらに備え、
前記補助処理工程は前記輸送工程中に行う、工作機械のための処理支援方法。

【請求項9】

被加工物を機械加工する工作機械が設置された工場内で走行台車部を移動させる移動工程と、
前記走行台車部および補助処理部を制御する補助制御部が、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を制御する本体制御部と前記機械加工の進捗について通信する通信工程と、
前記走行台車部に設けられた補助処理部を用いて、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を補助または支援する補助処理工程と、を備え、
前記補助処理工程は、前記工作機械による前記被加工物の機械加工の進捗に応じて前記移動工程中に行われ、
前記補助処理工程は、
ｉ）次の式［数１］を満たすとき、前記補助処理部が単一の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、単一の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と所定位置との間を往復移動し、
ii）次の式［数１］を満たさないとき、前記補助処理部が複数の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、複数の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するように、
前記走行台車部を制御することを含む、工作機械のための処理支援方法。
［数１］
ＭＰ＞Ｂ＋Ｓ
ここで、ＭＰは、前記工作機械による前記被加工物の機械加工に必要な機械加工時間であり、Ｂは、前記被加工物の機械加工を補助または支援するために必要な補助加工時間ＡＰおよび前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するために必要な移動時間Ｔのうちのいずれか長い方の時間（ＢはＡＰまたはＴのいずれか長い方の時間）であり、Ｓは、前記補助処理部が前記工作機械に前記被加工物を着脱するために必要な配置時間である。

【請求項10】

前記補助処理工程は、前記被加工物の向きを反転させること、前記被加工物のバリを除去すること、複数の前記被加工物を組み立てること、前記被加工物を識別すること、前記被加工物の外形寸法を計測すること、前記被加工物の表面に刻印を付すこと、前記被加工物を洗浄すること、前記被加工物にエアを吹きつけること、および前記被加工物を位置決めすることからなる群より選択される少なくとも１つを含む、請求項８または９に記載の工作機械のための処理支援方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械のための処理支援装置および処理支援方法に関し、とりわけ工作機械による被加工物（ワーク）の機械加工を補助または支援する処理支援装置および処理支援方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械を用いてワークを切削加工した際、ワークの平面境界部に不要な突起または残留物（いわゆるバリ）が形成されることがある。こうしたバリが残ったワークは、後工程において、設計通りに他の部品とアセンブリ（組み立て）できず、期待される性能が実現されないことがあるので、ワークに生じたバリは除去する必要がある。

【0003】

例えば特許文献１には、ロボットアームの先端に設けられたバリ取り装置が開示され、このバリ取り装置は、視覚センサおよび力センサを備え、ロボットプログラムの教示時間を短縮するとともにバリ取りの精度を向上させるように構成されている。

【0004】

より具体的には、特許文献１に記載のバリ取り装置は、対象物のバリを除去するバリ取りツールと、対象物またはツールを移動させる多軸ロボットアームと、ツールに作用する力を検出する力センサと、対象物のバリ取り部位の位置を検出する視覚センサと、を備えている。特許文献１に記載のバリ取り装置において、対象物の三次元データに基づいて、バリ取り部位の形状データおよびツールの姿勢に関する情報が予め取得されており、それら形状データおよびツールの姿勢に基づいてロボットアームの駆動プログラムが作成される。そして、視覚センサによって検出される実際のバリ取り部位に応じて適宜ロボットアームの駆動プログラムが更新され、バリ取り工程において、力センサの検出値を利用した力制御によってロボットの動作が制御される。

【0005】

一方、上述のバリ取り装置の他、ワークの反転装置、計測装置、および洗浄装置等が、工作機械の周辺装置として、これまでにも数多く提案されている。また、こうした従来式の周辺装置および工作機械は、例えば搬送装置を移動させるためのガイドまたはレールに沿って配置され、当該ガイドまたはレール上を移動する搬送装置を用いて、ワークの搬入（受け入れ）および搬出（受け渡し）を行うように構成され、エンドユーザの所望する一連の生産工程を順次行う生産システムとしてモジュール化されている。また上記周辺装置を規格化することにより、生産工程の変更に伴う生産システムの改造を容易に実現することができる。

【0006】

これに対して、工場フロアにおいて複数の周辺装置および工作機械の間で、ワークを搬送するとともに、ロボットアームを用いて工作機械に対してワークを自動的に着脱する無人搬送車が提案されている。例えば非特許文献１に記載された自律走行型ロボット（無人搬送車）は、工場内で移動可能なＡＧＶ（Auto-Guided Vehicle、つまり無人搬送車）と、多関節ロボットアーム、およびビジョンセンサを備え、工作機械（例えば旋盤装置）にワークを着脱するとともに、ＡＧＶ上のワークトレイに載置して次の工程（別の工作機械またはワークストッカ等）まで搬送するように構成されている。こうした自律走行型ロボットは、工場全体のデジタル化を実現する次世代搬送システムであって、ワーク着脱から工場内物流までを自動化し、人との共存環境を提供するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１５-９３２４号公報

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】[JIMTOF2018 第29回日本国際工作機械見本市]、「自律走行型ロボット AGV Robot RV3」、セミナー資料

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、ガイドまたはビームに沿って固定的にモジュール化された生産システムでは、生産工程が変更されると、周辺装置の配置位置を変更しなければならず、極めて煩雑な準備作業（プラント設計等）が強いられる。特にワークを少量生産する場合、周辺装置の配置変更は、エンドユーザのプラント設計者や作業者（オペレータ）にとって大きな負担となる。

【0010】

そこで生産工程に変更があっても、ガイドまたはビームに沿って工作機械を含めてモジュール化された従来式の生産システムに比して、より柔軟に対応できる生産システムを提供することが求められている。

【0011】

また一般的な無人搬送車は、複数のワークをワークトレイに収納して、次の工程（別の工作機械またはワークストッカ等）まで搬送するものであり、次工程の工作機械および／または周辺装置は、機械加工すべきワークが無人搬送車によって搬送されるまで、休止せざるを得なかった。とりわけ、複数の工作機械および／または周辺装置を用いて、一連の生産工程を順次行う生産システムにおいて、複数のワークをワークトレイに収納して次工程の工作機械に搬送する手法（バッチ処理）は、全体の生産工程におけるボトルネックとなっていた。すなわち、無人搬送車を用いて複数のワークを搬送している間、工作機械および／または周辺装置は休止し、その稼働率が低減するため、生産システムの生産効率が著しく阻害されていた。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る第１の態様は、前記工作機械のための処理支援装置に関し、この処理支援装置は、被加工物を機械加工する工作機械が設置された工場内で移動可能な走行台車部と、前記走行台車部に設けられ、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を補助または支援する補助処理部と、前記走行台車部および前記補助処理部を制御する補助制御部と、を備え、前記補助制御部は、前記工場内で移動するように前記走行台車部を制御するとともに、前記走行台車部が移動している間に、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を補助または支援するように前記補助処理部を制御する。

【0013】

好適には、前記補助処理部は、前記走行台車部に固定された多関節ロボットアームと、前記多関節ロボットアームの先端部に取り付けられた２次元または３次元の撮像デバイスおよび前記被加工物を把持する把持部と、を有する。

【0014】

具体的には、前記多関節ロボットアーム、前記２次元または３次元の撮像デバイスおよび前記把持部が協働して、前記被加工物の向きを反転させ、複数の前記被加工物を組み立て、前記被加工物を位置決めし、前記被加工物を識別し、および／または前記被加工物の外形寸法を計測するものであってもよい。

【0015】

また、前記補助処理部は、前記多関節ロボットアームの前記先端部または前記把持部に着脱可能に取り付けられた、前記被加工物のバリを除去するバリ除去デバイス、前記被加工物の表面に刻印する刻印デバイス、前記被加工物にエアを吹きつけるエアブローデバイス、および／または前記被加工物を洗浄液で洗浄する洗浄デバイスを含むものであってもよい。

【0016】

また好適には、前記補助処理部は、前記走行台車部、前記多関節ロボットアーム、前記バリ除去デバイス、前記刻印デバイス、前記エアブローデバイス、および／または前記洗浄デバイスに給電する充電可能な第１の電池をさらに備え、前記多関節ロボットアームの前記先端部は、前記２次元または３次元の撮像デバイスおよび前記把持部に給電する充電可能な第２の電池を内蔵する。

【0017】

さらに好適には、前記第２の電池は、前記第１の電池から非接触給電によって充電される。

【0018】

また前記補助制御部は、前記処理支援装置が異なる工場間で輸送される輸送体に乗降するように前記走行台車部を制御するものであってもよい。

【0019】

前記工作機械は、開閉可能な前方開口部を備え、前記補助処理部は、専ら前方開口部を介して、前記被加工物を前記工作機械に搬入し、前記工作機械から搬出するように構成されてもよい。

【0020】

好適には、前記補助制御部は、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を制御する本体制御部と通信して、前記被加工物の機械加工の進捗に応じて、前記被加工物の機械加工を補助または支援するように前記補助処理部を制御する。

【0021】

具体的には、前記補助制御部は、ｉ）次の式［数１］を満たすとき、前記補助処理部が単一の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、単一の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と所定位置との間を往復移動し、ii）次の式［数１］を満たさないとき、前記補助処理部が複数の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、複数の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するように、前記走行台車部を制御するものであってもよい。
［数１］
Ｈ＞Ｂ＋Ｓ
ここで、Ｈは、前記工作機械による前記被加工物の機械加工に必要な機械加工時間であり、Ｂは、前記被加工物の機械加工を補助または支援するために必要な補助加工時間ＡＰおよび前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するために必要な移動時間Ｔのうちのいずれか長い方の時間（ＢはＡＰまたはＴのいずれか長い方の時間）であり、Ｓは、前記補助処理部が前記工作機械に前記被加工物を着脱するために必要な配置時間である。

【0022】

本発明に係る第１の態様は、前記工作機械のための処理支援方法に関し、この処理支援方法は、被加工物を機械加工する工作機械が設置された工場内で走行台車部を移動させる移動工程と、前記走行台車部に設けられた補助処理部を用いて、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を補助または支援する補助処理工程と、を備え、前記補助処理工程は前記移動工程中に行うものである。

【0023】

好適には、前記補助処理工程は、前記被加工物の向きを反転させ、前記被加工物のバリを除去し、複数の前記被加工物を組み立て、前記被加工物を識別し、前記被加工物の外形寸法を計測し、前記被加工物の表面に刻印を付し、前記被加工物を洗浄し、前記被加工物にエアを吹きつけ、および／または前記被加工物を位置決めすることを含む。

【0024】

また処理支援方法は、異なる工場間で輸送される輸送体に前記走行台車部を乗降させる輸送工程をさらに備え、前記補助処理工程は前記輸送工程中に行ってもよい。

【0025】

また好適には、前記工作機械は、開閉可能な前方開口部を備え、前記補助処理工程は、専ら前方開口部を介して、前記被加工物を前記工作機械に搬入し、前記工作機械から搬出することを含む。

【0026】

また好適には、前記補助処理工程は、前記工作機械による前記被加工物の機械加工の進捗に応じて行われる。

【0027】

具体的には、前記補助処理工程は、ｉ）次の式［数１］を満たすとき、前記補助処理部が単一の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、単一の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と所定位置との間を往復移動し、ii）次の式［数１］を満たさないとき、前記補助処理部が複数の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、複数の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するように、前記走行台車部を制御することを含む。
［数１］
ＭＰ＞Ｂ＋Ｓ
ここで、ＭＰは、前記工作機械による前記被加工物の機械加工に必要な機械加工時間であり、Ｂは、前記被加工物の機械加工を補助または支援するために必要な補助加工時間ＡＰおよび前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するために必要な移動時間Ｔのうちのいずれか長い方の時間（ＢはＡＰまたはＴのいずれか長い方の時間）であり、Ｓは、前記補助処理部が前記工作機械に前記被加工物を着脱するために必要な配置時間である。

【発明の効果】

【0028】

本発明に係る態様によれば、生産工程に変更があっても、より柔軟に対応可能で、かつ走行台車部が工場内を移動している間に、補助処理部がワークの補助加工を行うことにより、生産効率の高い生産システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施形態に係る処理支援装置を概略的に示す斜視図である。

【図2】本実施形態に係るロボットアームのコラム（先端部）およびエンドエフェクタを示す拡大斜視図である。

【図3】（ａ）は、図２のエンドエフェクタの部分破断平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線から見た断面図である。

【図4】筐体上のワークトレイおよびワークホルダを示す拡大斜視図である。

【図5】（ａ）〜（ｃ）は、ワークを反転させる一連の工程を示す斜視図である。

【図6】本実施形態に係る処理支援装置および２台の工作機械を備えた生産システムの概略ブロック図である。

【図7】ワークのバリを除去するバリ取りツールの概略斜視図である。

【図8】（ａ）はワークホルダを示し、（ｂ）はツールホルダを示す概略斜視図である。

【図9】図８（ｂ）のツールホルダおよびバリ取りツールの鉛直面から見た断面図であり、概略的な回路構成を示す。

【図10】別の態様を有するバリ取りツールを示す概略斜視図である。

【図11】（ａ）は、洗浄保持部の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線から見た洗浄保持部の断面図である。

【図12】（ａ）および（ｂ）は、露出状態および収容状態にある洗浄保持部を示す断面図である。

【図13】レーザ刻印デバイスを下から見た底面斜視図である。

【図14】処理支援装置および単一の工作機械を備えた生産システムの概略ブロック図である。

【図15】図６の変形例の生産システムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

添付図面を参照して本発明に係る工作機械のための処理支援装置および処理支援方法の実施形態を以下説明する。実施形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「鉛直方向」、「水平方向」、「長手方向」、および「Ｚ軸方向」等）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものでない。なお各図面において、工作機械の各構成部品の形状または特徴を明確にするため、これらの寸法を相対的なものとして図示し、必ずしも同一の縮尺比で表したものではない。また、各図面において同一の構成部品には同一の符号を用いて示す。

【0031】

［処理支援装置の全体構成］
本実施形態に係る工作機械のための処理支援装置１は、工作機械２によるワークＷの機械加工を補助または支援するように構成されたものである。図１は、本実施形態に係る処理支援装置１の概略的に示す斜視図である。

【0032】

本実施形態に係る処理支援装置１は、概略、ワークＷを機械加工する工作機械２が設置された工場内で移動可能な走行台車部１０と、走行台車部１０に搭載され、工作機械によるワークＷの機械加工を補助または支援する補助処理部２０と、走行台車部１０および補助処理部２０を制御する補助制御部３０（図６）と、を備える。補助制御部３０は、工場内で移動するように走行台車部１０を制御するとともに、走行台車部１０が工場内を移動している間に、工作機械によるワークＷの機械加工を補助または支援するように補助処理部２０を制御する。

【0033】

図１を参照すると、処理支援装置１は、走行台車部１０（ＡＧＶ（Auto-Guided Vehicle）ともいう）と、ＡＧＶ１０に固定された筐体１２と、筐体１２に固定された多軸関節のロボットアーム４０と、ロボットアーム４０の先端部に着脱自在に取り付けられたエンドエフェクタ５０とを備える。図１のエンドエフェクタ５０は、コラム５２（筒状体）に取り付けられたビジョンセンサ５４（２次元または３次元の撮像デバイス）およびチャック５６（把持部）を含む。

【0034】

工作機械２は、開閉可能な前方開口部（図示せず）を備え、補助処理部２０は、専ら前方開口部を介して、ワークＷを工作機械２内に搬入し、工作機械２から搬出するように構成されている。すなわちロボットアーム４０は、ガイドまたはビームに沿って移動する搬送装置（上方）からではなく、専ら工作機械２の前方開口部を介して、ワークＷを工作機械２に着脱する。

【0035】

筐体１２の上には、図１に示すように、複数のワークＷを格納するワークトレイ１４と、単一のワークＷを保持するワークホルダ１６が設けられている。なお、ここでは図示しないが、処理支援装置１には、ＡＧＶ１０およびエンドエフェクタ５０を制御する補助制御部３０と、これらに電力を供給する充電可能な電池（メイン電池ともいう）が内蔵されている。

【0036】

図１のロボットアーム４０は、概略、筐体１２に固定された基台部４１、ベース４２、第１アーム４３、第２アーム４４、およびリスト４５を有する。ベース４２は、略鉛直方向に延びる旋回軸Ｊ１の周りを旋回可能に基台部４１に取り付けられている。第１アーム４３は、旋回軸Ｊ１と直交する略水平方向に延びる旋回軸Ｊ２の周りを揺動可能にベース４２に固設され、第２アーム４４は、旋回軸Ｊ２と平行な方向に延びる水平軸Ｊ３の周りを揺動可能に第１アーム４３に固設されている。リスト４５は、第２アームの長手方向に略垂直な方向に延びる旋回軸Ｊ４の周りを旋回可能に第２アームに取り付けられている。また、エンドエフェクタ５０は、旋回軸Ｊ４と略直交する方向に延びる旋回軸Ｊ５の周りを旋回可能にリスト４５に固設されている。ロボットアーム４０には、旋回軸Ｊ１〜Ｊ５の周りにそれぞれ旋回させるサーボモータが設けられており（図示せず）、補助制御部３０は、ロボットアーム４０の上記各構成部分の位置および向きを正確に制御することができる。

【0037】

図２は、ロボットアーム４０のリスト４５に旋回可能に固設されたコラム５２と、コラム５２に取り付けられたエンドエフェクタ５０とを示す、拡大斜視図である。図２のエンドエフェクタ５０は、ビジョンセンサ５４（２次元または３次元の撮像デバイス）および電動ハンド５８（把持部）を有する。ビジョンセンサ５４は、３次元画像を撮像するステレオカメラ（互いに離間した一対の撮像デバイス）として構成されている。また電動ハンド５８は、ワークＷ等の被保持物を保持するための一対のチャック５６（ジョーともいう）と、被保持物を保持または解放するために一対のチャック５６を互いに接近または離間させるように駆動するサーボモータ（図示せず）とを有する。すなわち電動ハンド５８は、これらのチャック５６が接近して被保持物を保持し、離間して被保持物を解放する。

【0038】

エンドエフェクタ５０は、上述の処理支援装置１の補助制御部３０と通信可能なマイクロコントローラ（図示せず）をさらに有し、マイクロコントローラは、ビジョンセンサ５４で３次元画像のデータを画像解析し、チャック５６を駆動するサーボモータ（図示せず）を制御するように構成されている。すなわちエンドエフェクタ５０のマイクロコントローラは、ビジョンセンサ５４の焦点距離を調整し、得られた画像を補助制御部３０に送信し、補助制御部３０からの指令に基づき、電動ハンド５８のチャック５６を作動させる。マイクロコントローラと補助制御部３０との間の通信は、例えばIEEE 802.11の通信規格を利用した無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）または光伝送装置を介して行うことが好ましい。

【0039】

図１のエンドエフェクタ５０のチャック５６は、円筒形状のワークを保持するのに適した円弧状の接触面を含むが、円弧状に限定されることはなく、被保持物等を保持するのに適した任意の形状を有する接触面を含むものと置換可能であってもよい。詳細を図示しないが、処理支援装置１は、コラム５２を含むエンドエフェクタ５０の全体を置換するか、またはエンドエフェクタ５０のチャック５６のみを置換するツールチェンジャを備えていてもよい。

【0040】

エンドエフェクタ５０の電動ハンド５８およびビジョンセンサ５４等は、典型的には、ロボットアーム４０の各アーム４３，４４、リスト４５、およびコラム５２の内部を経由するケーブルを介して（有線で）電力供給されるが、これらの内部空間は限定されており、ロボットアーム４０の動作に伴って内部配線されたケーブルは損傷または劣化しやすい。そこで本実施形態に係るエンドエフェクタ５０は、電動ハンド５８およびビジョンセンサ５４等に電力供給するサブ電池を内蔵し、さらにワイヤレス電力伝送技術を用いて、処理支援装置１のメイン電池から電力供給を受けてサブ電池（後述）を充電するように構成されている。

【0041】

図３（ａ）は、図２のエンドエフェクタ５０の一部を透視して上から見た部分破断平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線から見た断面図である。
エンドエフェクタ５０のコラム５２には、コラム受電コイル５７（図３（ａ））、コラムＬＣ共振回路、ＡＣ／ＤＣコンバータ（ともに図示せず）、およびサブ電池５９（図３（ｂ））が内蔵されている。コラム受電コイル５７、コラムＬＣ共振回路、およびＡＣ／ＤＣコンバータを併せてコラム受電部ともいう。

【0042】

一方、処理支援装置１は、図３（ｂ）に示すように、給電ロッド６２から延びるＵ字状の給電アーム６４を有する給電ステーション６５を備える。給電アーム６４には、コラム受電コイル５７に対向するアーム送電コイル６６、ＡＣ／ＤＣコンバータ、およびアームＬＣ共振回路を含むアーム送電部（ともに図示せず）が内蔵されている。コラムＬＣ共振回路およびアームＬＣ共振回路は、その共振周波数が一致するように構成されている。補助制御部３０は、アーム送電コイル６６に高周波電流を供給することにより、アーム送電部からコラム受電部に非接触給電（磁界共鳴方式）することができる。このように本実施形態に係るエンドエフェクタ５０は、磁界共鳴方式のワイヤレス電力伝送技術を用いて、処理支援装置１のメイン電池から電力供給され、サブ電池５９を充電する。

【0043】

なお、上述の周辺装置による補助または支援（以下、単に「ジョブ」ともいう）には、例えば、ワークＷの外形寸法を計測すること、ワークＷの形状等を識別すること、ワークＷを所定位置に配置（位置決め）すること、工作機械に着脱する前後にワークＷの向きを反転させること、ワークＷに形成されたバリを除去すること、ワークＷに洗浄液またはエアを吹きつけてワークＷを洗浄すること、ワークＷの表面にレーザビームを照射して刻印を付すること、および／または複数のワークＷを組み立てること等を含む。

【0044】

本実施形態に係る処理支援装置１の補助処理部２０は、ＡＧＶ１０が工場内を移動している間に、工作機械によるワークＷの機械加工を補助または支援するものであれば任意の構成を有するものであってもよく、少なくとも上記説明したロボットアーム４０およびエンドエフェクタ５０は、本実施形態に係る補助処理部２０として機能する。こうして本実施形態に係る処理支援装置１によれば、従前、生産ラインに組み込まれていた工作機械の周辺装置（および周辺装置が占有していたスペース）を省略するとともに、周辺装置によるジョブに要するジョブ時間を省略または削減することにより、生産効率を実質的に改善することができる。

【0045】

図４〜図１５を参照しながら、処理支援装置１による補助または支援（ジョブ）について、いくつかの具体例を以下説明するが、処理支援装置によるジョブは以下の具体例に限定されない。また処理支援装置１によるジョブは、以下の具体例の１つまたはそれ以上の組み合わせであってもよい。さらに本発明は、工作機械による機械加工の内容および／または手法によっても限定されることはない。

【0046】

（処理支援装置によるジョブの具体例１：ワークの位置決め、計測）
図４は、処理支援装置１を示す図１と同様の斜視図であり、とりわけ筐体１２上のワークトレイ１４およびワークホルダ１６を拡大して示す。ワークホルダ１６は、例えば中空部１８（図５（ｂ））を有する直方体容器である。ワークホルダ１６の中空部１８は、円柱状のワークＷの外形に相似する形状を有し、中空部１８の内径は、ワークＷの外径より僅かに（例えば０．５ｍｍだけ）大きい。

【0047】

図１において、ビジョンセンサ５４はワークトレイ１４上の複数のワークＷの３次元画像を取得する。補助制御部３０は、３次元画像データに基づき、三角測量の原理を応用して、チャック５６に対する所望のワークＷまでの距離および位置（形状）を正確に認識し、ロボットアーム４０を的確に駆動して、所望のワークＷを確実に把持するようにチャック５６を制御することができる。

【0048】

また補助制御部３０は、ワークＷをチャック５６で把持した後、同様にビジョンセンサ５４からの３次元画像データに基づいて、中空部１８までの距離および位置（形状）を正確に認識し、ロボットアーム４０を正確に駆動して、図４に示すように、ワークＷをワークホルダ１６の中空部１８に精緻に位置合わせして挿入することができる。なお、ワークＷの外径と中空部１８の内径との間のクリアランスが小さいため、中空部１８に挿入されたワークＷは、ワークホルダ１６内で実質的に固定される。

【0049】

また補助制御部３０は、ロボットアーム４０を駆動し、ビジョンセンサ５４がさまざまな方向からワークＷを撮像して得られた画像に基づき、画像解析技術を用いてワークＷの３次元形状（大きさや表面凹凸等）を計測または認識することができる。そして補助制御部３０は、例えば次に機械加工を行う工作機械２の本体制御部３に、ワークＷの３次元形状に関するデータを通信し、工作機械２による機械加工を補助または支援することができる。補助制御部３０と本体制御部３との間の通信は、同様に、無線ＬＡＮを介して行うことが好ましい。

【0050】

（処理支援装置によるジョブの具体例２：反転）
図５（ａ）〜（ｃ）は、補助制御部３０がワークＷを反転させる一連の工程を示す斜視図である。図５（ａ）は、中空部１８に挿入されたワークＷを示し、ここでは上面をＡ面といい、下面をＢ面という。図５（ｂ）は、ロボットアーム４０およびチャック５６を駆動して中空部１８から持ち上げられたワークＷを示し、その後ワークＷは双方向矢印で示すように反転させられる。図５（ｃ）は、上下反転し、再び中空部１８に挿入されたワークＷを示す。

【0051】

図６は、本実施形態に係る処理支援装置１および２台の工作機械２ａ，２ｂを備えた生産システムの概略ブロック図である。第１および第２の工作機械２ａ，２ｂはそれぞれ、本体制御部３ａ，３ｂ、および第１ならびに第２の機械加工部４ａ，４ｂを備え、処理支援装置１は、補助制御部３０がＡＧＶ１０を駆動して、材料ワークＷが保管された材料ワークストッカ７０と第１の機械加工部４ａとの間、第１および第２の機械加工部４ａ，４ｂの間、さらに第２の機械加工部４ｂと完成品が保管される完成品ワークストッカ７２との間を往復移動することができる。

【0052】

処理支援装置１は、システム制御部（図示せず）を介して予め設定（ティーチング）された工程プログラムに記述された移動経路に沿って移動するか、またはビジョンセンサ５４で得た３次元画像に基づき人工知能技術を用いて自律走行するように構成してもよい。

【0053】

処理支援装置１は、図６に示す生産システムにおいて、例えば第１の工作機械２ａがワークＷのＡ面を保持してＢ面を切削し、第２の工作機械２ｂがワークＷのＢ面を保持してＡ面に穿孔を設ける場合、ワークＷを反転させることにより、第１および第２の工作機械２ａ，２ｂによる機械加工（切削および穿孔）を補助または支援することができる。

【0054】

また処理支援装置１は、補助制御部３０がＡＧＶ１０を駆動して第２の工作機械２ｂまで移動している間にロボットアーム４０およびチャック５６を駆動してワークＷを反転させるので、ワークＷの反転に要する反転時間を省略または実質的に削減することにより、生産効率を改善することができる。

【0055】

このとき第１の工作機械２ａによるＢ面の切削加工が完了するまでに、処理支援装置１は、第１の工作機械２ａから第２の工作機械２ｂまで移動するとともにワークＷを反転させ、第２の工作機械２ｂに反転したワークＷを取り付け、第２の工作機械２ｂから第１の工作機械２ａまで戻ることが好ましい。

【0056】

（処理支援装置によるジョブの具体例３：バリ取り）
処理支援装置１は、補助制御部３０がＡＧＶ１０を駆動して、材料ワークＷが保管された材料ワークストッカ７０に移動する。材料ワークストッカ７０は、複数のワークトレイ１４を保管し、各ワークトレイ１４には複数の材料ワークＷが載置されている。処理支援装置１は、１つのワークトレイ１４をチャック５６で把持し、ロボットアーム４０を用いて筐体１２上に移動させる。

【0057】

材料ワークＷは、ワークトレイ１４に乱雑に載置されていてもよい。ビジョンセンサ５４が各材料ワークＷを３次元的に撮像し、補助制御部３０は、３次元画像に基づいて各材料ワークＷの形状および配置位置を認識する。また補助制御部３０は、上述のとおり、画像解析技術を用いて、さまざま方向から撮像された３次元画像に基づいて加工前後のワークＷの外形寸法および表面凹凸等を正確に画像認識する。よって、ワークトレイ１４に乱雑に載置されていても、ビジョンセンサ５４で得られた３次元画像に基づいて、処理支援装置１は、ロボットアーム４０およびチャック５６を用いて所望の材料ワークＷを的確に識別した上でピックアップ（把持）することができる。

【0058】

所望の材料ワークＷをワークトレイ１４に載置した後、処理支援装置１は、補助制御部３０がＡＧＶ１０を駆動して、第１の工作機械２ａまで移動する。補助制御部３０は、ロボットアーム４０およびチャック５６を駆動して、材料ワークＷを第１の機械加工部４ａ（例えば旋盤）に装着する。例えば、材料ワークＷは円柱状のワークＷであり、第１の機械加工部４ａはワークＷの一方の端面を平坦に切削するとき、ワークＷの端面境界部にはバリが形成され得る。

【0059】

補助制御部３０は、ロボットアーム４０およびチャック５６を駆動して、切削加工されたワークＷを、処理支援装置１の筐体１２上に固定されたワークホルダ１６に挿入するとともに、ワークトレイ１４から別の材料ワークＷをピックアップして、第１の機械加工部４ａに装着する。

【0060】

図７は、ワークホルダ１６に固定されたワークＷのバリを除去するバリ取りツール８０（バリ除去デバイスともいう）の概略斜視図である。図８（ａ）および図８（ｂ）は、ワークホルダ１６（ならびにワークＷ）、および処理支援装置１の筐体１２上においてワークホルダ１６に隣接して配置されたツールホルダ９０（ならびにバリ取りツール８０）を示す概略斜視図である。図９は、図８（ｂ）のツールホルダ９０およびバリ取りツール８０の鉛直面から見た断面図であり、概略的な回路構成を示す。ここでは便宜上、バリが形成されるワークＷの端面をＡ面といい、対向する端面をＢ面という。

【0061】

バリ取りツール８０は、図示のように、概略、ツール本体８１から外側に向かって延びる円環状のフランジ８２、ツール本体８１に内蔵されたモータ８３、モータ８３の出力シャフト８４に連結されたバリ取りブレード８５、モータ８３に電力供給するための充電可能な電池（サブ電池）、ＡＣ／ＤＣコンバータ、およびサブ電池を充電するツール受電部（いずれも図示せず）を備える。ツール受電部は、ツール受電コイルおよびツールＬＣ共振回路８６を有する。

【0062】

他方、ツールホルダ９０は、ワークホルダ１６と同様、中空部１８を有する直方体容器であり、バリ取りツール８０を保持するものである。またツールホルダ９０は、ホルダ送電コイル９２およびホルダＬＣ共振回路９３を有するホルダ送電部を備える。バリ取りツール８０のフランジ８２は、バリ取りツール８０がツールホルダ９０に挿入されたときの位置決め部材または係止部材として機能する。ホルダ送電コイル９２は、挿入時、ツール受電コイル８７に対向するように巻回され、ホルダＬＣ共振回路９３およびツールＬＣ共振回路８６の共振周波数が一致するように構成されている。

【0063】

このように補助制御部３０は、ホルダ送電コイル９２に高周波電流を供給することにより、ホルダ送電部からツール受電部に非接触給電（磁界共鳴方式）することができる。すなわち本実施形態に係るバリ取りツール８０は、磁界共鳴方式のワイヤレス電力伝送技術を用いて、処理支援装置１のメイン電池から電力供給され、サブ電池を充電するように構成されている。このように構成されたバリ取りツール８０は、従前のように、メイン電池から有線で直接（ケーブルを介して）サブ電池を充電する場合とは異なり、ケーブルがバリ取りツール８０の動作と干渉する可能性を排除することができる。

【0064】

なお上記具体例では、バリ取りツール８０のサブ電池は、ホルダ送電部からツール受電部へ非接触給電することにより充電されるものとして説明したが、これに限定されない。例えば、バリ取りツール８０がツール本体８１の外周面に露出したツール正極端子およびツール負極端子を有し、ツールホルダ９０がその収容部の内周面に露出したホルダ正極端子およびホルダ負極端子を有し（いずれも図示せず）、バリ取りツール８０がツールホルダ９０の収容部に挿入されたとき、ツール正極端子ならびにホルダ正極端子およびツール負極端子ならびにホルダ負極端子が電気的に接続されるように構成してもよい。このときツールホルダ９０のサブ電池は、電源ケーブルおよび上記各端子間の電気接続を介して（有線で）処理支援装置１のメイン電池から直接充電することができる。

【0065】

また図７に示すバリ取りツール８０は、エンドエフェクタ５０のチャック５６で把持（固定）されるものであってもよい。択一的には、上述のように、ツールチェンジャを用いて、チャック５６をバリ取りツール８０に置換してもよいし、コラム５２をロボットアーム４０から切り離し、チャック５６を含むエンドエフェクタ５０の全体を、バリ取りツール８０を含むエンドエフェクタ５０と置換してもよい。

【0066】

図１０は、さらに別の態様を有するバリ取りツール８０を示す、図４と同様の概略斜視図である。図１０に示すバリ取りツール８０は、筐体１２に固定されたツールホルダ９０に着脱自在に保持されるものであってもよく、ツールホルダ９０に保持されているときには実質的に筐体１２に対して固定される。このバリ取りツール８０は、同様にモータの出力シャフト（ともに図示せず）に連結されたバリ取りブレード８５を有する。ただし図１０のバリ取りツール８０は、バリ取りブレード８５を上向きにして筐体１２に固定されており、電源ケーブルおよびツールホルダ９０の内部配線（ともに図示せず）を介して（有線で）、処理支援装置１のメイン電池から直接給電される。

【0067】

いずれにしても、補助制御部３０がロボットアーム４０の動作を正確に制御することにより、エンドエフェクタ５０とバリ取りツール８０との間の相対的な位置および向きを精緻に制御することができる。こうしてバリ取りツール８０は、ワークＷのＡ面に形成されたバリを確実に除去することができる。

【0068】

なお、バリ取りツール８０がワークＷのバリを除去しているとき、バリ屑が処理支援装置１に周囲に飛散する場合がある。そこで処理支援装置１は、詳細を図示しないが、少なくとも図７のワークホルダ１６または図１０のツールホルダ９０を包囲するシールドケースを備えることが好ましい。より好ましくは、シールドケースは、処理支援装置１の全体を包囲するように構成される。ただし、こうしたシールドケースは、ロボットアーム４０の動作およびＡＧＶ１０の走行を干渉することのないように構成する必要がある。こうしたシールドケースにより、バリ屑がワークＷから飛び散った場合であっても、周囲のオペレータの安全を確保し、工作機械２の損傷を未然に防止することができる。

【0069】

また本実施形態に係る処理支援装置１は、ロボットアーム４０およびチャック５６を用いてワークＷを第１の工作機械２に着脱した後、バリ取りツール８０を用いてバリを除去しながら、ＡＧＶ１０を用いて第１の工作機械２から第２の工作機械２まで移動する。この具体例では、補助処理部２０は、ロボットアーム４０、エンドエフェクタ５０（チャック５６）、およびバリ取りツール８０を含む。

【0070】

さらに処理支援装置１は、ロボットアーム４０およびチャック５６を用いてバリを除去したワークＷを第２の工作機械２ｂに装着した後、ＡＧＶ１０を用いて第２の工作機械２ｂから第１の工作機械２ａまで移動する。第１の工作機械２ａが次のワークＷに対する切削加工を完了する前に、処理支援装置１は、上記一連の動作を行う（ＡＧＶ１０が第１の工作機械２ａと第２の工作機械２ｂとの間を往復する）ように構成される。こうして、従前、工作機械２の周辺装置として生産ラインに組み込まれていたバリ取りツール（およびバリ取りツールが占有していたスペース）を省略するとともに、バリを除去するためのジョブ時間を省略または削減することにより、生産効率を実質的に改善することができる。

【0071】

（処理支援装置によるジョブの具体例４：洗浄）
処理支援装置１は、洗浄液またはエア（または気相流体）を切削加工されたワークＷに吹き付けることにより、切削屑および／またはクーラントを除去する洗浄装置１００を備えていてもよい。洗浄装置１００は、概略、洗浄保持部１１０、昇降シャフト１２０、洗浄流体の噴出孔１２２、および開閉可能な天板１２４を有する（図１２（ａ）および（ｂ））。

【0072】

図１１（ａ）は、筐体１２上に昇降可能に配置された洗浄保持部１１０の平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＢ−Ｂ線から見た洗浄保持部１１０の断面図である。図１２（ａ）は、筐体１２上に露出した洗浄保持部１１０を示す断面図であり、図１２（ｂ）は、筐体１２の内部に収容された洗浄保持部１１０を示す断面図である。

【0073】

洗浄保持部１１０は、台座部１１２と、台座部１１２から略鉛直方向に延びる複数（６本）の支柱部１１４と、支柱部１１４から略水平方向の内側に延びる爪部１１６とを備える。また洗浄保持部１１０の台座部１１２には昇降シャフト１２０が設けられ、昇降シャフト１２０は、図示しない昇降装置により昇降するように構成されている。すなわち処理支援装置１の補助制御部３０は、昇降装置を制御して、洗浄保持部１１０を露出状態から収容状態に（または収容状態から露出状態に）昇降させることができる。

【0074】

処理支援装置１は、補助制御部３０がロボットアーム４０を駆動して、切削加工されたワークＷを工作機械２から取り出し、露出状態にある洗浄保持部１１０に挿入した後（図１２（ａ））、昇降装置を駆動させて、昇降シャフト１２０を下降させる（図１２（ｂ））。このとき洗浄保持部１１０およびワークＷは、露出状態から収容状態に下降する。また処理支援装置１の筐体１２には、図１２（ｂ）に示すように開閉可能な天板１２４が設けられ、洗浄保持部１１０が収容状態にあるとき、密閉可能な処理チャンバ１２６を形成することが好ましい。

【0075】

さらに処理支援装置１は、洗浄流体（洗浄液またはエア）を噴出する複数の噴出孔１２２を有し、各噴出孔１２２は、洗浄流体を加圧して供給する洗浄流体源（図示せず）と連通している。そして洗浄保持部１１０が収容状態にあるとき、補助制御部３０は各噴出孔１２２から加圧された洗浄液またはエアを噴出することにより、ワークに付着した切削屑および／またはクーラントを除去することができる。この具体例の補助処理部２０は、ロボットアーム４０およびエンドエフェクタ５０（チャック５６）の他、洗浄保持部１１０、昇降装置、開閉可能な天板１２４、および洗浄流体を噴出する機構（噴出孔１２２ならびに洗浄流体源）を含む。なお、昇降装置等の筐体１２の内部に配置された各構成部品は、処理支援装置１のメイン電池から電力供給される。

【0076】

（処理支援装置によるジョブの具体例５：レーザ刻印）
図１３は、レーザ刻印デバイス１３０を下から見た底面斜視図である。レーザ刻印デバイス１３０は、任意の金属からなるワークＷの表面にレーザビームを照射することによりマーキングできるものであれば、任意の構成を有するものであってもよい。この具体例では、レーザ刻印デバイス１３０は、工作機械による機械加工が完了した後に、例えば部品品番および／または製造シリアル番号をワークＷの表面にレーザで刻印するものである。

【0077】

レーザ刻印デバイス１３０は、図１３に示すように、概略、レーザビームを出力するレーザ発振部１３２、レーザ発振部１３２から出力されたレーザビームをワークＷに向けて反射するガルバノミラー（図示せず）を含むレーザ偏向部１３４、レーザ発振部１３２から略水平方向に延びるレーザ支持部１３６、およびレーザ支持部１３６に固定され、略鉛直方向に延びるハンドル１３８を備える。またハンドル１３８は、レーザ支持部１３６より上部においてロボットアーム４０に保持され、レーザ支持部１３６より下部には、レーザ発振部１３２に電力供給するための充電可能なサブ電池、これを充電するツール受電部、ツールＬＣ共振回路、およびＡＣ／ＤＣコンバータ（いずれも図示せず）が内蔵されている。ハンドル１３８は、外側に向かって延びる円環状のフランジ８２を備え、フランジ８２は、バリ取りツール８０について上記説明したものと同様、係止部として機能する。

【0078】

レーザ刻印デバイス１３０は、エンドエフェクタ５０と同様、処理支援装置１の補助制御部３０と通信可能なマイクロコントローラ（図示せず）を有する。マイクロコントローラは、レーザビームを出力するようにレーザ発振部１３２を制御するとともに、レーザビームの照射位置を偏向するようにガルバノミラーの偏向角を制御する。こうしてレーザ刻印デバイス１３０は、レーザ発振部１３２からレーザビームにより、所望の文字／数字等をワークＷの表面にマーキングすることができる。なお、ツール受電部およびフランジ８２は、バリ取りツール８０について上記説明したものと同様のものであるので、詳細な説明を省略する。

【0079】

レーザ刻印デバイス１３０は、ハンドル１３８の下部がツールホルダ９０に挿入されたとき、ホルダ送電コイル９２は、ツール受電コイル８７に対向するように巻回され、ホルダＬＣ共振回路９３およびツールＬＣ共振回路８６の共振周波数が一致するように構成されている。こうして補助制御部３０は、ホルダ送電コイル９２に高周波電流を供給することにより、ホルダ送電部からツール受電部に非接触給電（磁界共鳴方式）することができる。この具体例における補助処理部２０は、ロボットアーム４０およびエンドエフェクタ５０（チャック５６）の他、レーザ刻印デバイス１３０を含む。

【0080】

本実施形態に係る処理支援装置１は、ロボットアーム４０およびチャック５６を用いてワークＷを第１の工作機械２に着脱した後、レーザ刻印デバイス１３０を用いて、ワークＷにレーザ刻印しながら、ＡＧＶ１０を用いて第１の工作機械２ａから第２の工作機械２ｂまで移動する。したがって、工作機械の周辺装置として生産ラインに組み込まれていたレーザ刻印装置（およびレーザ刻印装置が占有していたスペース）を省略するとともに、ワークＷレーザ刻印するためのジョブ時間を省略または削減することにより、生産効率を実質的に改善することができる。

【0081】

（処理支援装置によるジョブの具体例６：複数のワークの組み立て）
詳細を図示しないが、ロボットアーム４０およびチャック５６を用いて複数のワークＷの組み立てジョブを実行することができる。例えば、雄ネジを有する第１のワークＷを筐体１２上に保持した後、ロボットアーム４０を用いて、雌ネジを有する第２のワークＷを第１のワークＷに位置合わせして、第２のワークＷを第１のワークＷに対して回転させることにより、雌ネジと雄ネジとを互いに螺合させて、第１のワークＷおよび第２のワークＷを組み立てることができる。複数のワークＷの組み立てジョブも、ＡＧＶ１０を用いて第１の工作機械２から第２の工作機械２まで移動する間に行われるので、組み立て装置およびその占有スペースを省略するとともに、組み立てジョブに要するジョブ時間を省略または削減することにより、生産効率を実質的に改善することができる。

【0082】

（処理支援装置によるジョブの具体例７：ワークの個別処理またはバッチ処理）
上記説明したように、処理支援装置１は、例えば、補助制御部３０がＡＧＶ１０を駆動して材料ワークストッカ７０から工作機械２ａに移動する間に、ワークトレイ１４に格納された各ワークＷの形状等を測定してもよい。工作機械２ａの本体制御部３ａは、補助処理部２０を介して各ワークＷの形状等のデータを収集し、例えば切削加工を支援するために利用してもよい。また処理支援装置１は、バリ取りツール８０を用いてワークＷのバリを取り除き、洗浄装置１００を用いてワークＷに付着したバリを除去してもよい。さらに処理支援装置１は、レーザ刻印デバイス１３０を用いてワークＷにシリアル番号をレーザ刻印して、さらにロボットアーム４０およびチャック５６を用いてワークトレイ１４を完成品ワークストッカ７２に移動させてもよい。処理支援装置１が行うジョブは、上記説明したもの以外のものであってもよい。

【0083】

とりわけ、上述のように処理支援装置１が複数のジョブを行う場合、補助制御部３０は、本体制御部３ａと通信して、ワークＷの機械加工の進捗に応じて、ワークＷの機械加工を補助または支援するように補助処理部２０を制御することが好ましい。補助制御部３０は、例えば機械加工部４ａの休止時間が最も短くなるように、すなわちワークＷの機械加工を最適化するように工作機械２を補助または支援する。

【0084】

これに限定されるものではないが、より詳細な具体例として、補助制御部３０は、工作機械２ａによるワークＷに対して機械加工するために必要な機械加工時間ＭＰ（ワークＷの機械加工の進捗に対応）と、処理支援装置１がワークＷに対してジョブを行うために必要な補助加工時間ＡＰと、走行台車部１０が第１の工作機械２ａと第２の工作機械２ｂとの間を往復移動するために必要な移動時間Ｔと、ロボットアーム４０が第２の工作機械２ｂにワークＷを着脱（取り付けおよび取り外し）するために必要な着脱時間Ｓに基づいて、ＡＧＶ１０が往復移動中に単一のワークＷに対してジョブを行うべきか（個別処理）、または複数のワークＷに対してジョブを行うべきか（バッチ処理）を判断してもよい。

【0085】

機械加工時間ＭＰが、補助加工時間ＡＰまたは移動時間Ｔのうちのいずれか長い方の時間Ｂと、ワークＷの着脱時間Ｓとの和より大きいとき、すなわち次式を満たすとき、工作機械２の休止時間はゼロとなるので、補助制御部３０は、ＡＧＶ１０が次の工作機械２ｂまたは完成品ワークストッカ７２に移動している間に、単一のワークＷに対してジョブを行う（個別処理）ように補助処理部２０を制御する。
［数１］
ＭＰ＞Ｂ（ＡＰまたはＴ）＋Ｓ

【0086】

一方、上記［数１］を満たさないとき、工作機械２ａが休止している時間が生じるので、個別処理を行わず、補助制御部３０は、複数のワークＷに対してジョブを行い、ワークトレイ１４に載置するように補助処理部２０を制御するとともに、その後、次の工作機械２ｂまたは完成品ワークストッカ７２に移動するようにＡＧＶ１０を制御する（バッチ処理）。こうして補助制御部３０は、ワークＷの機械加工を最適化するように工作機械２ａを補助または支援する。

【0087】

上記説明したように、上記実施形態によれば、一連の生産工程に変更があった場合（例えばワークＷのバリを除去する必要がなくなった場合等）でも、工程プログラムを修正するだけでよく、工作機械２の周辺装置（バリ取り装置）を含む全体のレイアウト（一連の生産工程）を変更する必要がなく、より柔軟に対応できる生産システムを提供することができる。

【0088】

また上記実施形態によれば、処理支援装置１は、工作機械２が設置された工場内を移動している間に、上記説明した一連のジョブを反復して行うことにより、オペレータを介することなく、２４時間の連続的な機械加工を実現することができる。

【0089】

なお図６に示す生産システムは、処理支援装置１および２台の工作機械２ａ，２ｂを備えたものであったが、これに限定されるものではない。図１４は、処理支援装置１および単一の工作機械２を備えた生産システムの概略ブロック図である。工作機械２は、本体制御部３および機械加工部４を備える。処理支援装置１は、補助処理部２０がＡＧＶ１０を駆動して、材料ワークＷが保管された材料ワークストッカ７０と機械加工部４との間、および機械加工部４と完成品が保管される完成品ワークストッカ７２との間を往復移動することができる。なお、図１４に示す材料ワークストッカ７０および完成品ワークストッカ７２は、同一工場内に配置されたものである。

【0090】

図１５は、図６の変形例を示すブロック図であり、材料ワークストッカ７０および第１の工作機械２ａは材料工場に設置され、第２の工作機械２ｂおよび完成品ワークストッカ７２は組立工場に設置されている。例えば、第１の工作機械２ａが切削加工した後、材料工場から組立工場に移動する輸送トラック等（輸送体）に処理支援装置１が乗降するように補助制御部３０はＡＧＶ１０を制御する。処理支援装置１は、輸送トラックで輸送されている間に、例えばバリ取りツール８０を用いてワークＷのバリを取り除き、洗浄装置１００を用いてワークＷに付着したバリを除去し、および／またはレーザ刻印デバイス１３０を用いてワークＷにシリアル番号をレーザ刻印してもよい。

【0091】

このように処理支援装置１は、輸送トラックで工場間を輸送されている間に、１つまたはそれ以上の支援ジョブまたは補助ジョブを行うことにより、工場内に固定的に設置された周辺装置を省略するとともに、これらに要するジョブ時間を省略または削減して、生産効率を実質的に改善することができる。

【0092】

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0093】

本発明は、工作機械によるワークの機械加工を補助または支援する処理支援装置および処理支援方法に利用することができる。

【符号の説明】

【0094】

１…処理支援装置、２…工作機械、３…本体制御部、４…機械加工部、
１０…走行台車部（ＡＧＶ）、１２…筐体、１４…ワークトレイ、１６…ワークホルダ、２０…補助処理部、３０…補助制御部、
４０…ロボットアーム、４３…第１アーム、４４…第２アーム、４５…リスト、
５０…エンドエフェクタ、５２…コラム（筒状体）、５４…ビジョンセンサ（２次元または３次元の撮像デバイス）、５６…チャック（把持部）、５７…コラム受電コイル、５８…電動ハンド（把持部）、５９…コラム電池、６２…給電ロッド、６４…給電アーム、６５…給電ステーション、６６…アーム送電コイル、
７０…材料ワークストッカ、７２…完成品ワークストッカ、
８０…バリ取りツール（バリ除去デバイス）、８１…ツール本体、８２…フランジ、８３…モータ、８４…出力シャフト、８５…バリ取りブレード、８６…ツールＬＣ共振回路、８７…ツール受電コイル、９０…ツールホルダ、９２…ホルダ送電コイル、９３…ホルダＬＣ共振回路、
１００…洗浄装置、１１０…洗浄保持部、１１２…台座部、１１４…支柱部、１１６…爪部、１２０…昇降シャフト、１２２…噴出孔、１２４…天板、１３０…レーザ刻印デバイス、１３２…レーザ発振部、１３４…レーザ偏向部、１３６…レーザ支持部、１３８…ハンドル、Ｗ…ワーク

【要約】

【課題】生産工程に変更があっても、より柔軟に対応可能で、かつ走行台車部が移動している間に、補助処理部が被加工物の補助加工を行うことにより、生産効率の高い生産システムを提供する。
【解決手段】工作機械のための処理支援装置は、被加工物を機械加工する工作機械が設置された工場内で移動可能な走行台車部と、走行台車部に設けられ、工作機械による被加工物の機械加工を補助または支援する補助処理部と、走行台車部および補助処理部を制御する補助制御部と、を備え、補助制御部は、工場内で移動するように走行台車部を制御するとともに、工作機械による被加工物の機械加工を制御する本体制御部と通信して、被加工物の機械加工の進捗に応じて、走行台車部が工場内を移動している間に、工作機械による被加工物の機械加工を補助または支援するように補助処理部を制御する。
【選択図】図６

【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】