特許 7316389 ワーク加工装置及び加工制御方法

(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】

(24)【登録日】2023-07-19

(45)【発行日】2023-07-27

(54)【発明の名称】ワーク加工装置及び加工制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 3/12 20060101AFI20230720BHJP

   G05B 19/02 20060101ALI20230720BHJP

   B23Q 15/24 20060101ALI20230720BHJP

【ＦＩ】

G05D3/12 301C

G05B19/02 Z

B23Q15/24

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021575790

(86)(22)【出願日】2021-02-01

(86)【国際出願番号】 JP2021003605

(87)【国際公開番号】W WO2021157538

(87)【国際公開日】2021-08-12

【審査請求日】2022-09-14

(31)【優先権主張番号】P 2020016600

(32)【優先日】2020-02-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】長田 玲於

【審査官】藤崎 詔夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０４４４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０３２００１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ ３／１２

Ｇ０５Ｂ １９／０２

Ｂ２３Ｑ １５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動するワークが通過したことを検出して検出信号を発するセンサユニットと、前記ワークを移動させつつ加工機構を起動させて前記ワークに所定の加工工具による加工を行う加工ユニットと、前記センサユニットからの検出信号に基づいて前記加工ユニットの動作を制御する加工制御ユニットと、を備えたワーク加工装置であって、
前記加工制御ユニットは、前記加工ユニットの前記加工機構に所定の制御周期ごとに動作指令信号を発する主制御部と、前記制御周期における周期開始時刻に対して前記検出信号を受信した検出時間を計時する計時部と、前記検出時間を含む各種パラメータを記憶するメモリと、を含み、
前記制御周期と前記検出時間との差を応答遅延時間と定義するとともに、
前記主制御部は、前記応答遅延時間に基づいて前記制御周期ごとに前記動作指令信号を変更するワーク加工装置。

【請求項2】

前記センサユニットは、前記ワークに対して非接触型のセンサとして構成されている
請求項１に記載のワーク加工装置。

【請求項3】

前記メモリは、複数のワークが同時に移動している場合に、個々のワークに対する検出時間を記憶するように構成され、
前記加工制御ユニットは、前記個々のワークに対する前記応答遅延時間に基づいてワーク毎に前記動作指令信号を変更する
請求項１又は２に記載のワーク加工装置。

【請求項4】

前記主制御部は、前記応答遅延時間に基づいて次の周期開始時刻までに前記加工工具が移動すると仮定した遅延相当移動量を演算して前記加工工具の移動速度を前記遅延相当移動量に対応して変更するとともに、前記センサユニットから前記検出信号を受信した検出時刻以降の所定の周期開始時刻において変更された動作指令信号を発する
請求項１～３のいずれか１項に記載のワーク加工装置。

【請求項5】

前記加工制御ユニットに接続された入力インターフェースをさらに含み、
前記主制御部は、前記入力インターフェースから入力された任意の変更パターンに応じて前記移動速度を変更する
請求項４に記載のワーク加工装置。

【請求項6】

前記加工制御ユニットは、前記遅延相当移動量を演算して前記移動速度を前記制御周期ごとに変更する変更指令作成部をさらに含む
請求項５に記載のワーク加工装置。

【請求項7】

移動するワークが通過したことを検出するセンサユニットからの検出信号に基づいて、前記ワークを移動させつつ加工ユニットの加工機構を起動させて前記ワークに所定の加工工具による加工を行う加工制御方法であって、
前記加工機構を制御する所定の制御周期における周期開始時刻に対して前記検出信号を受信した検出時間を計時するとともに、前記制御周期と前記検出時間との差から応答遅延時間を算出し、前記応答遅延時間に基づいて前記加工機構への動作指令信号を前記制御周期ごとに変更して前記加工の制御を行う加工制御方法。

【請求項8】

前記センサユニットは、前記ワークに対して非接触型のセンサとして構成されている
請求項７に記載の加工制御方法。

【請求項9】

複数のワークが同時に移動している場合に、個々のワークに対する検出時間を記憶するとともに、前記個々のワークに対する前記応答遅延時間に基づいてワーク毎に前記動作指令信号を変更する
請求項７又は８に記載の加工制御方法。

【請求項10】

前記動作指令信号は、前記応答遅延時間から次の周期開始時刻までに前記加工工具が移動する遅延相当移動量に対応して前記加工工具の移動速度が変更されるとともに、前記センサユニットから前記検出信号を受信した検出時刻以降の所定の周期開始時刻に発せられる
請求項７～９のいずれか１項に記載の加工制御方法。

【請求項11】

前記動作指令信号の変更は、ユーザが任意の変更パターンから選択可能である
請求項１０に記載の加工制御方法。

【請求項12】

前記変更パターンとして、前記移動速度の速度パターンを任意に選択可能とした
請求項１１に記載の加工制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワーク加工装置及びその加工制御方法に関し、特に、移動するワークが通過したことを検出して検出信号を発するセンサユニットと、当該ワークを移動させた状態で加工機構を起動させてワークに所定の加工工具による加工を行う加工ユニットと、センサユニットからの検出信号に基づいて加工ユニットの動作を制御する加工制御ユニットと、を備えたワーク加工装置及びこれを用いた加工制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

所定の速度で移動するワークに所定の加工を繰り返しかつ連続的に行うことによって、多数のワークを加工及び製造する手法の一例として、複数のワークが搬送機構上に連続的に搬送され、当該ワークの移動中に（すなわち搬送しつつ）、別途制御される加工ユニットにより所定の加工をワーク毎に実施する装置及びその加工制御方法がある。このような装置では、同一の繰り返し加工を周期的かつ連続的に複数のワークに対して実行できることから、所定の加工を施したワークの大量生産等に適している。

【0003】

一方、上記した装置及び加工制御方法では、例えば搬送機構上において複数のワークを搬送するような場合に、加工ユニットにおける加工位置に対して連続的に搬送されるワークの位置決めが加工精度に大きく影響する。このため、通常は搬送機構上に搬送されるワークを何らかのセンサで検知し、その検出信号に基づいて加工ユニットでの加工を制御する手法が採用されている。

【0004】

こうした加工制御の一例として、例えば特許文献１には、バイポーラ電池を構成するバイポーラ電極を製造する装置であって、帯状の導電性シートと、この導電性シートの両面のそれぞれにおいてその長手方向に間欠的に配列された複数の活物質層とを有するワークを長手方向に搬送する搬送装置と、上記導電性シートの短手方向に沿った回転軸を有しその周りに回転することによって隣り合う活物質層間において導電性シートを切断する切断ロールと、隣り合う活物質層間のピッチを測定するセンサと、測定されたピッチと基準値との差に応じて上記切断ロールを長手方向に移動する駆動装置と、を備えた装置及びその制御方法が開示されている。これにより、切断ロールの搬送方向への位置を調整できるため、切断位置の位置ずれを解消できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－５００９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、例えば特許文献１に示されるような装置では、ワークが連続的に搬送される搬送装置とワークを搬送しつつ加工する切断ロールを含む駆動装置とは別々の制御手段により制御されるため、切断ロールを移動させる駆動装置を制御する制御装置では、搬送装置を搬送されるワークの通過を検出するセンサの検出信号をトリガーとして切断ロールの動作を開始する指令を発するのが一般的である。このような制御装置では、リアルタイムに制御を行うための制御周期と上記センサでの検出信号の受信タイミングが異なる（ずれる）ため、その「ずれ」に伴って切断手段（例えば特許文献１の切断ロール）がワークと接触するタイミングもワークごとにずれてしまい、加工精度に影響を及ぼすことになってしまう。

【0007】

このような経緯から、所定の速度で移動するワークを加工する加工装置を制御する際に、制御周期とワークの検出タイミングとのずれに起因する加工精度の低下を抑制できるワーク加工装置及びこれを用いた加工制御方法が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様による、移動するワークが通過したことを検出して検出信号を発するセンサユニットと、前記ワークを移動させた状態で加工機構を起動させて前記ワークに所定の加工工具による加工を行う加工ユニットと、前記センサユニットからの検出信号に基づいて前記加工ユニットの動作を制御する加工制御ユニットと、を備えたワーク加工装置は、前記加工制御ユニットが、前記加工ユニットの前記加工機構に所定の制御周期ごとに動作指令信号を発する主制御部と、前記制御周期における周期開始時刻に対して前記検出信号を受信した検出時間を計時する計時部と、前記検出時間を含む各種パラメータを記憶するメモリと、を含み、前記制御周期と前記検出時間との差を応答遅延時間と定義するとともに、前記主制御部は、前記応答遅延時間に基づいて前記動作指令信号を変更するように構成される。

【0009】

また、本発明の一態様による、移動するワークが通過したことを検出するセンサユニットからの検出信号に基づいて、前記ワークを移動させつつ加工ユニットの加工機構を起動させて前記ワークに所定の加工工具による加工を行う加工制御方法は、前記加工機構を制御する所定の制御周期における周期開始時刻に対して前記検出信号を受信した検出時間を計時するとともに、前記制御周期と前記検出時間との差から応答遅延時間を算出し、前記応答遅延時間に基づいて前記加工機構への動作指令信号を前記制御周期ごとに変更して前記加工の制御を行う。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様によれば、移動するワークの通過を検出したセンサユニットからの検出信号に基づいて、加工ユニットの加工機構を起動させてワークに所定の加工工具による加工を行う際に、加工機構を制御する所定の制御周期における周期開始時刻に対して検出信号を受信した検出時間を計時するとともに、制御周期と検出時間との差として定義された応答遅延時間に基づいて、加工機構への動作指令信号を制御周期ごとに変更して加工工具の制御を行うようにしたため、所定の速度で移動するワークを加工する加工装置を制御する際に、制御周期とワークの検出タイミングとのずれに起因する加工精度の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の代表的な一例であるワーク加工装置の構成を示す概略図である。

【図2】図１に示した加工制御ユニットの代表的な一例を示すブロック図である。

【図3A】図１に示したワーク加工装置が実行する基準加工状態の一例を示す概略図である。

【図3B】図１に示したワーク加工装置が実行する基準加工状態の一例を示す概略図である。

【図4A】実施例１による加工制御方法を示す概略図である。

【図4B】実施例１による加工制御方法を示す概略図である。

【図5A】実施例２による加工制御方法を示す概略図である。

【図5B】実施例２による加工制御方法を示す概略図である。

【図6A】実施例３による加工制御方法を示す概略図である。

【図6B】実施例３による加工制御方法を示す概略図である。

【図7A】実施例４による加工制御方法を示す概略図である。

【図7B】実施例４による加工制御方法を示す概略図である。

【図8A】実施例５による加工制御方法を示す概略図である。

【図8B】実施例５による加工制御方法を示す概略図である。

【図9】図１に示した加工制御ユニットの変形例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の代表的な一例による、所定の速度で移動するワークが通過したことを検出するセンサユニットからの検出信号に基づいて、当該ワークを移動させつつ加工ユニットの加工機構を起動させてワークに所定の加工工具による加工を行うワーク加工装置及びこれを用いた加工制御方法の実施形態を図面と共に説明する。

【0013】

図１は、本発明の代表的な一例であるワーク加工装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、ワーク加工装置１００は、ワークＷを移動させつつ加工する態様の一例として、所定の一方向Ａに一定速度でワークＷを搬送する搬送機構１１０と、搬送中のワークＷが通過したことを検出するセンサユニット１２０と、ワークＷを搬送させつつ加工機構１３４を起動させてワークＷに所定の加工を行う加工ユニット１３０と、センサユニット１２０からの検出信号に基づいて加工ユニット１３０の動作を制御する加工制御ユニット１４０と、加工制御ユニット１４０にユーザが情報を入力する入力インターフェース１５０と、を備える。ここで、加工制御ユニット１４０は、センサユニット１２０及び加工ユニット１３０とそれぞれ信号線１６２及び１６３を介して接続されており、各種の信号のやり取りを行うように構成される。なお、図１に示した一例では、発明の理解を単純化するためにワークＷを所定の一方向に一定速度で移動する場合を例示しているが、ワークＷの通過をセンサユニット１２０で検知できた上で、当該ワークＷの進路と速度とをそれぞれ把握できるものであれば、一方向あるいは一定速度に限定するものではない。

【0014】

搬送機構１１０は、その一例として、ワークの搬送方向Ａに延びるベース１１２と、当該ベース１１２の上面に上記搬送方向Ａに沿って形成された搬送路１１４と、搬送路１１４上においてワークＷを保持しつつ移動するパレット１１６と、搬送機構１１０の動作を制御する搬送制御部１１８と、を含む。なお、図１においては、ワークＷを保持するパレット１１６を４つ同時に搬送する場合を例示しているが、パレット１１６は単数でも複数でも任意の数を採用し得る。

【0015】

図２において、搬送路１１４は、ワークＷを保持したパレット１１６を搬送方向Ａに一定速度で移動させるような構造を備えている。このような搬送路１１４としては、複数の搬送ローラを用いた構造や、リニア駆動機構を含む構造等が例示できるが、任意の構造を採用し得る。なお、ワークＷを安定して支持して搬送するためにパレット１１６を用いた場合を例示しているが、パレット１１６を省略して直接ワークＷを搬送路１１４で移動するように構成してもよい。また、パレット１１６は、ワークＷを直接クランプ保持する構造のものや、静電チャック構造のもの等、任意の構造のものを採用し得る。

【0016】

センサユニット１２０は、その一例として、センサ支持体１２２と、当該センサ支持体１２２から下向きに視野（検知領域）を有するセンサ本体１２４と、を含み、ワークＷの一部が測定基準面Ｐ_Ｄを搬送方向Ａに横切った（通過した）時に、検出信号Ｓ_Ｄ（図２参照）を発するように構成される。このようなセンサ本体１２４としては、ワークＷの通過を検知できるものであれば、任意の構造のものを採用し得るが、ワークＷあるいはパレット１１６に接触して検知する「接触型」又はこれらに接触せずに検知する「非接触型」のいずれでもよい。なお、図１に示したセンサユニット１２０においては、センサ本体１２４として光電センサを適用している。

【0017】

加工ユニット１３０は、その一例として、支持体１３２と、当該支持体１３２から搬送路１１４に向けて加工工具１３６を取り付けた加工機構１３４と、を含み、加工機構１３４が搬送路１１４上を搬送されるワークＷに対して加工位置Ｐ_Ｐに配置された加工工具１３６を移動速度Ｖで進退させることにより、加工工具１３６によってワークＷに所定の加工を行うように構成されている。ここで、図１に示すように、センサユニット１２０の測定基準面Ｐ_Ｄから加工位置Ｐ_Ｐまでの距離を基準搬送距離Ｄと定義する。また、加工工具１３６としては、ワークＷの切断を行う切断刃や穴あけ工具、あるいはワークＷの表面に印刷や貼り付け加工を行う工具等の任意の構造のものを採用し得る。

【0018】

図２は、図１に示した加工制御ユニットの代表的な一例を示すブロック図である。図２に示すように、加工制御ユニット１４０は、その一例として、加工ユニット１３０の加工機構１３４に動作指令信号Ｓ_Ｐを発する主制御部１４２と、当該主制御部１４２の制御周期における周期開始時刻に対してセンサユニット１２０からの検出信号Ｓ_Ｄを受信した検出時間Ｔ_Ｄ（図３参照）を計時する計時部１４４と、計時した検出時間Ｔ_Ｄを含む各種パラメータを記憶するメモリ１４６と、を含むように構成される。そして、主制御部１４２は、センサユニット１２０での検出時刻Ｔ_Ｄから制御周期Ｔまでの応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄに基づいて、制御周期Ｔごとに加工ユニット１３０に出力される動作指令信号Ｓ_Ｐを変更する機能を有する。

【0019】

計時部１４４は、例えばセンサユニット１２０からの検出信号Ｓ_Ｄが入力されたことをリアルタイムでモニタリングするためのセンサ検出回路（ラッチ回路）として構成される。計時部１４４は、その一例として、１μｓｅｃごとにカウントアップするカウンタ（図示せず）を内蔵しており、このカウンタは上記した主制御部１４２の制御周期毎にプリセットされ、検出信号Ｓ_Ｄが入力されると検出時間Ｔ_Ｄ及び応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄを算出してメモリ１４６に記憶させる。

【0020】

ここで、計時部１４４及びメモリ１４６は、搬送機構１１０に複数のワークＷが搬送されている場合には、個々のワークＷに対する検出時間Ｔ_Ｄ及び応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄを算出して記憶できるように構成される。これにより、複数のワークＷを同時に搬送しつつ加工することが可能となるため、ワーク加工装置１００全体の生産性を向上させることができる。

【0021】

また、入力インターフェース１５０は、ワーク加工装置１００を使用するユーザが加工に必要な条件や追加的な情報等を入力し得る入力手段として構成され、入力された情報等は加工制御ユニット１４０に送信される。このような入力インターフェース１５０としては、表示画面やキーボード等を備えた入力端末あるいはタッチパネル式の入力ユニット等が例示できる。また、図１においては、入力インターフェース１５０が加工制御ユニット１４０と有線で接続されている状態が例示されているが、これらを無線通信で接続して情報のやり取りを行うように構成してもよい。

【0022】

図３Ａ及び図３Ｂは、図１に示したワーク加工装置が実行する基準加工状態の一例を示す概略図である。本発明の代表的な一例による加工制御方法においては、搬送機構１１０と加工ユニット１３０とを個別の制御ユニットにて独立して制御するとともに、加工ユニット１３０の加工制御については、センサユニット１２０からの検出信号Ｓ_Ｄに基づいて実行するタイプの構成を用いている。このため、搬送機構１１０を搬送されるワークＷをセンサユニット１２０が検知したタイミングと加工ユニット１３０がワークＷに所定の加工を行うタイミングとの間に、基準となる「基準加工状態」を想定する。

【0023】

すなわち、図３Ａに示すように、まず、搬送路１１４上を搬送方向Ａに沿って移動するワークＷを保持するパレット１１６の搬送方向Ａにおける先端１１６ａが、測定基準面Ｐ_Ｄを時刻ｔ_１で横切ったとする。そして、「基準加工状態」においては、この時刻ｔ_１が、主制御部１４２の制御周期Ｔの周期開始時刻（例えば図３Ａにおけるｔ_１）と一致するものと定義する。なお、図３Ａにおいては、パレット１１６の先端１１６ａを検知対象としているが、ワークＷの搬送方向Ａにおける先端を検知対象としてもよい。

【0024】

このとき、時刻ｔ_１でセンサユニット１２０が検出信号Ｓ_Ｄを出力すると、これを受けた加工制御ユニット１４０では、主制御部１４２が当該時刻ｔ_１から所定の制御周期経過後（例えば１周期Ｔ経過後の時刻ｔ_２）に、加工機構１３４に対して加工工具１３６を移動速度Ｖで駆動させるようを指示する分配パルスとして、制御周期Ｔごとに動作指令信号Ｓ_Ｐを出力する。そして、「基準加工状態」においては、搬送路１１４を一定速度で基準搬送距離Ｄだけ送られてきたワークＷの所定の加工位置と移動速度Ｖで駆動される加工工具１３６とが加工位置Ｐ_Ｐでちょうど接触する関係となるように動作が実行される。

【0025】

これら一連の動作を、経過時間と工具の移動速度との関係で示したのが図３Ｂである。図３Ｂに示すように、基準加工状態では、時刻ｔ_１でワークＷの通過を検知すると、時刻ｔ_２で加工工具１３６の駆動が開始され、所定周期だけ加工工具１３６を加速期間Ｔ_Ａと等速移動期間Ｔ_Ｃで駆動した後、時刻ｔｐで加工位置Ｐ_ＰにおいてワークＷへの加工が実施される。これにより、「基準加工状態」では、主制御部１４２の制御周期Ｔの周期開始時刻とセンサユニット１２０のワーク検出時刻とが一致するときに、ワークＷの正しい加工位置に加工工具１３６による加工を実行することができる。

【0026】

なお、図３Ａ及び図３Ｂに示す基準加工状態の一例において、加工工具１３６の移動は、一定の加速度による加速期間Ｔ_Ａと等速で推移する等速移動期間Ｔ_Ｃとで構成される場合が例示されているが、これはあくまでも一例であって、加速期間Ｔ_Ａは任意の速度パターンでの加速が可能である。また、等速移動期間Ｔ_Ｃについても同様に、等速であることは必須ではなく、任意の速度パターンを採用することができる。さらに、加工工具１３６の移動を加速期間Ｔ_Ａのみによる制御で行ってもよい。

【0027】

次に、図４Ａ～図８Ｂを用いて、本発明の代表的な一例によるワーク加工装置を用いた加工制御方法の具体的な実施例を説明する。本発明の代表的な一例による加工制御方法は、その特徴の一つとして、上述したセンサユニット１２０がワークＷを検出した検出時刻と主制御部１４２が加工ユニット１３０に指令信号を発する周期開始時刻との「ずれ」を補正する補正パターンを、入力インターフェース１５０を用いてユーザが任意に選択し得る点が挙げられる。そこで、以下の実施例においては、ユーザが選択し得る補正パターンの具体的な態様を例示する。

【0028】

＜実施例１＞
図４Ａ及び図４Ｂは、実施例１による加工制御方法を示す概略図である。実施例１による加工制御方法においては、センサユニット１２０でワークＷを検知するタイミングが主制御部１４２の制御周期Ｔから検出時刻ｔ_Ｄだけ遅れた場合に、本来その「遅れ」が存在しないとき（つまり基準加工状態）に応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄの間で加工工具１３６が駆動されるはずだった遅延相当移動量Ｓを演算して求め、当該遅延相当移動量Ｓを実際の加工工具１３６の移動速度に追加（上乗せ）する制御が実行される。

【0029】

すなわち、図４Ａに示すように、ワークＷを保持するパレット１１６が、測定基準面Ｐ_Ｄを制御周期の開始時刻ｔ_１から所定時間後の時刻ｔ_Ｄで測定基準面Ｐ_Ｄを横切った場合、図３Ａと比較すると、実施例１では、ワークＷは検出時間Ｔ_Ｄだけ遅れた検出時刻ｔ_Ｄでセンサユニット１２０に検知され、見かけ上で検出時間Ｔ_Ｄに対応する距離だけ先に送られた状態になる。そこで、検出時刻ｔ_Ｄで検出信号Ｓ_Ｄを受けた加工制御ユニット１４０では、主制御部１４２が、応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄに基づいて次の周期開始時刻までに加工工具１３６が移動すると仮定した遅延相当移動量Ｓを演算して、加工工具１３６の移動速度Ｖを遅延相当移動量Ｓに対応して変更した動作指令信号Ｓ_Ｐを生成する。

【0030】

このとき、主制御部１４２は、センサユニット１２０から検出信号Ｓ_Ｄを受信した検出時刻ｔ_Ｄ以降の所定の周期開始時刻において上記のように変更された制御指令信号Ｓ_Ｐを制御周期Ｔごとに出力する。つまり、実施例１では、図３に示した「基準加工状態」における加工制御に対して、主制御部１４２が、応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄに基づいて演算された遅延相当移動量Ｓに対応する速度分だけ、加速期間Ｔ_Ａの区間で加工工具１３６の移動速度Ｖを早める（上乗せする）制御指令信号Ｓ_Ｐを制御周期Ｔごとの分配パルス信号として加工ユニット１３０に出力することで、ワークＷの検出遅れに対応する加工工具１３６の加工タイミング（加工工具１３６とワークＷとの接触タイミング）の調整を行う。

【0031】

これら一連の動作を、経過時間と工具の移動速度との関係で示したのが図４Ｂである。図４Ｂに示すように、実施例１による加工制御方法では、まず、例えば時刻ｔ_１から制御周期Ｔに対する検出時間Ｔ_Ｄだけ遅れた検出時刻ｔ_Ｄでセンサユニット１２０がワークＷの通過を検知すると、検知信号Ｓ_Ｄを受けた主制御部１４２は、検出時刻ｔ_Ｄ以降の所定の周期開始時刻（例えば時刻ｔ_２）において加工工具１３６の駆動を開始する制御指令信号Ｓ_Ｐを出力する。

【0032】

これと同時に、仮に検出時刻ｔ_Ｄに駆動を開始して加工工具１３６が時刻ｔ_２までの間に移動したと想定される遅延相当移動量Ｓを以下の数１を用いて演算する。ここで、速度Ｖ_Ｅは、応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄでの加工工具１３６の任意の速度パターンを意味するものとする。
［数１］
Ｓ＝Ｖ_Ｅ×（Ｔ－Ｔ_Ｄ）

【0033】

そして、主制御部１４２は、加工工具１３６の駆動中に、上記のとおり演算された遅延相当移動量Ｓに対応する速度を加速期間Ｔ_Ａ中に追加（上乗せ）する形で、加工工具１３６の移動速度Ｖが応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄを考慮した遅延相当移動量Ｓと等価な速度となるように、制御周期Ｔごとに変更された制御指令信号Ｓ_Ｐを分配パルスとして出力する。これにより、ワークＷを検知した検出時間Ｔ_Ｄに応じた応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄを考慮して、ワークＷの正しい加工位置に加工工具１３６による加工を実行することができる。

【0034】

＜実施例２＞
図５Ａ及び図５Ｂは、実施例２による加工制御方法を示す概略図である。実施例２による加工制御方法においては、実施例１で示した制御方法に対して、加速期間Ｔ_Ａの区間長さをユーザが任意に選択できるようにしたものである。

【0035】

すなわち、図５Ａに示すように、ワークＷが検出時間Ｔ_Ｄに対応する距離だけ先に送られた状態でセンサユニット１２０に検知された場合、検出時刻ｔ_Ｄで検出信号Ｓ_Ｄを受けた加工制御ユニット１４０では、実施例１と同様に、主制御部１４２が、応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄに基づく遅延相当移動量Ｓを演算するとともに、加工工具１３６の移動速度Ｖを遅延相当移動量Ｓに対応して変更した制御指令信号Ｓ_Ｐを、センサユニット１２０からの検出信号Ｓ_Ｄを受信した検出時刻ｔ_Ｄ以降の所定の周期開始時刻において、制御周期Ｔとごとに分配パルスとして出力する。このとき、ユーザが入力インターフェース１５０から予め加速期間ＴＡの区間長さ（制御周期の整数倍となる長さ）を選択して入力しておく。

【0036】

これら一連の動作を、経過時間と工具の移動速度との関係で示したのが図５Ｂである。図５Ｂに示すように、実施例２による加工制御方法では、実施例１の場合と同様に、例えば時刻ｔ_１から検出時間Ｔ_Ｄだけ遅れた検出時刻ｔ_Ｄでセンサユニット１２０がワークＷの通過を検知すると、検知信号Ｓ_Ｄを受けた主制御部１４２は、検出時刻ｔ_Ｄ以降の所定の周期開始時刻（例えば時刻ｔ_２）において加工工具１３６の駆動を開始する制御指令信号Ｓ_Ｐを出力する。

【0037】

これと同時に、仮に検出時刻ｔ_Ｄに駆動を開始して加工工具１３６が時刻ｔ_２までの間に移動したと想定される遅延相当移動量Ｓを上記した数１を用いて演算する。そして、主制御部１４２は、加工工具１３６の駆動中に、演算された遅延相当移動量Ｓに対応する速度を、予めユーザが選択した加速期間Ｔ_Ａ（時刻ｔ_２～ｔ_６までの区間）中に追加（上乗せ）する形で変更することにより、加工工具１３６の移動速度Ｖが応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄを考慮した遅延相当移動量Ｓと等価な速度となるように、制御周期Ｔごとに制御指令信号Ｓ_Ｐを出力する。

【0038】

これにより、実施例２においても、ワークＷを検知した検出時間Ｔ_Ｄに応じた応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄを考慮して、ワークＷの正しい加工位置に加工工具１３６による加工を実行することができる。なお、図５Ｂに示すように、加速期間Ｔ_Ａを長く取ることにより、実施例１の場合に比べて加速期間Ｔ_Ａから等速移動期間Ｔ_Ｃへの速度遷移が滑らかになるため、等速移動期間Ｔ_Ｃでの速度制御の精度を向上させることも可能となる。

【0039】

＜実施例３＞
図６Ａ及び図６Ｂは、実施例３による加工制御方法を示す概略図である。実施例３による加工制御方法は、ユーザの選択に基づいて、加工工具１３６の移動速度Ｖの補正を等速移動期間Ｔ_Ｃの間に行うことにしたものである。

【0040】

すなわち、図６Ａに示すように、ワークＷが検出時間Ｔ_Ｄに対応する距離だけ先に送られた状態でセンサユニット１２０に検知された場合、検出時刻ｔ_Ｄで検出信号Ｓ_Ｄを受けた加工制御ユニット１４０では、実施例１と同様に、主制御部１４２が、応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄに基づく遅延相当移動量Ｓを演算するとともに、加工工具１３６の移動速度Ｖを遅延相当移動量Ｓに対応して変更した制御指令信号Ｓ_Ｐを、センサユニット１２０から検出信号Ｓ_Ｄを受信した検出時刻ｔ_Ｄ以降の所定の周期開始時刻において、制御周期Ｔごとに分配パルスとして出力する。このとき、ユーザが入力インターフェース１５０から加工工具１３６の移動速度Ｖの補正を等速移動期間Ｔ_Ｃの間に行う旨を選択して入力しておく。

【0041】

これら一連の動作を、経過時間と工具の移動速度との関係で示したのが図６Ｂである。図６Ｂに示すように、実施例３による加工制御方法では、実施例１の場合と同様に、例えば時刻ｔ_１から検出時間Ｔ_Ｄだけ遅れた検出時刻ｔ_Ｄでセンサユニット１２０がワークＷの通過を検知すると、検知信号Ｓ_Ｄを受けた主制御部１４２は、検出時刻ｔ_Ｄ以降の所定の周期開始時刻（例えば時刻ｔ_２）において加工工具１３６の駆動を開始する制御指令信号Ｓ_Ｐを出力する。

【0042】

これと同時に、主制御部１４２は、仮に検出時刻ｔ_Ｄに駆動を開始して加工工具１３６が時刻ｔ_２までの間に移動したと想定される遅延相当移動量Ｓを上記した数１を用いて演算する。そして、加工工具１３６の駆動中に、演算された遅延相当移動量Ｓに対応する速度を、予めユーザが選択した等速移動期間Ｔ_Ｃ中に追加（上乗せ）する形で変更する制御指令信号Ｓ_Ｐを制御周期Ｔごとに出力する。これにより、加工工具１３６の移動速度Ｖが検出時間Ｔ_Ｄに応じた応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄを考慮した遅延相当移動量Ｓと等価な速度となり、ワークＷの正しい加工位置に加工工具１３６による加工を実行することができる。

【0043】

＜実施例４＞
図７Ａ及び図７Ｂは、実施例４による加工制御方法を示す概略図である。実施例４による加工制御方法は、ユーザの選択に基づいて、加工工具１３６の移動速度Ｖの補正を加工工具１３６の移動開始から均等に追加（上乗せ）するようにしたものである。

【0044】

すなわち、図７Ａに示すように、ワークＷが検出時間Ｔ_Ｄに対応する距離だけ先に送られた状態でセンサユニット１２０に検知された場合、検出時刻ｔ_Ｄで検出信号Ｓ_Ｄを受けた加工制御ユニット１４０では、実施例１と同様に、主制御部１４２が、応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄに基づく遅延相当移動量Ｓを演算するとともに、加工工具１３６の移動速度Ｖを遅延相当移動量Ｓに対応して変更した制御指令信号Ｓ_Ｐを、センサユニット１２０から検出信号Ｓ_Ｄを受信した検出時刻ｔ_Ｄ以降の所定の周期開始時刻において、制御周期Ｔごとに分配パルスとして出力する。このとき、ユーザが入力インターフェース１５０から加工工具１３６の移動速度Ｖの補正として、加工工具１３６の移動開始から均等に（等速で）追加する旨を選択して入力しておく。

【0045】

これら一連の動作を、経過時間と工具の移動速度との関係で示したのが図７Ｂである。図７Ｂに示すように、実施例４による加工制御方法では、実施例１の場合と同様に、例えば時刻ｔ_１から検出時間Ｔ_Ｄだけ遅れた検出時刻ｔ_Ｄでセンサユニット１２０がワークＷの通過を検知すると、検知信号Ｓ_Ｄを受けた主制御部１４２は、検出時刻ｔ_Ｄ以降の所定の周期開始時刻（例えば時刻ｔ_２）において加工工具１３６の駆動を開始する制御指令信号Ｓ_Ｐを出力する。

【0046】

これと同時に、主制御部１４２は、仮にその検出時刻ｔ_Ｄに駆動を開始して加工工具１３６が時刻ｔ_２までの間に移動したと想定される遅延相当移動量Ｓを上記した数１を用いて演算する。そして、加工工具１３６の駆動中に、演算された遅延相当移動量Ｓに対応する速度を、予めユーザが選択したように加工工具１３６の移動開始から均等に（等速で）追加する形で変更する制御指令信号Ｓ_Ｐを制御周期Ｔごとに出力する。これにより、加工工具１３６の移動速度Ｖが検出時間Ｔ_Ｄに応じた応答遅延時間Ｔ_Ｄを考慮した遅延相当移動量Ｓと等価な速度となり、ワークＷの正しい加工位置に加工工具１３６による加工を実行することができる。

【0047】

このとき、遅延相当移動量Ｓに基づいて加工工具１３６の移動速度Ｖを補正する際のパラメータをさらに任意に設定できる。例えば、予め補正完了時間を入力しておき、当該補正完了時間内に等分で速度を加算するように構成する、あるいは予め加工工具１３６の補正完了距離（移動量）を入力しておき、当該補正完了距離内に等分で速度を加算するように構成してもよい。

【0048】

＜実施例５＞
図８Ａ及び図８Ｂは、実施例５による加工制御方法を示す概略図である。実施例５による加工制御方法は、ユーザの選択に基づいて、加工工具１３６の移動速度Ｖの補正を、加速期間Ｔ_Ａでは速度追加分を徐々に大きくしかつ等速移動期間Ｔ_Ｃでは徐々に小さくするようにしたものである。

【0049】

すなわち、図８Ａに示すように、ワークＷが検出時間Ｔ_Ｄに対応する距離だけ先に送られた状態でセンサユニット１２０に検知された場合、検出時刻ｔ_Ｄで検出信号Ｓ_Ｄを受けた加工制御ユニット１４０では、実施例１と同様に、主制御部１４２が、応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄに基づく遅延相当移動量Ｓを演算するとともに、加工工具１３６の移動速度Ｖを遅延相当移動量Ｓに対応して変更した制御指令信号Ｓ_Ｐを、センサユニット１２０から検出信号Ｓ_Ｄを受信した検出時刻ｔＤ以降の所定の周期開始時刻において、制御周期Ｔごとに分配パルスとして出力する。このとき、ユーザが入力インターフェース１５０から加工工具１３６の移動速度Ｖの補正として、加速期間Ｔ_Ａでは速度追加分を徐々に大きくしかつ等速移動期間Ｔ_Ｃでは徐々に小さくする旨を選択して入力しておく。

【0050】

これら一連の動作を、経過時間と工具の移動速度との関係で示したのが図８Ｂである。図８Ｂに示すように、実施例５による加工制御方法では、実施例１の場合と同様に、例えば時刻ｔ_１から検出時間Ｔ_Ｄだけ遅れた検出時刻ｔ_Ｄでセンサユニット１２０がワークＷの通過を検知すると、検知信号Ｓ_Ｄを受けた主制御部１４２は、検出時刻ｔ_Ｄ以降の所定の周期開始時刻（例えば時刻ｔ_２）において加工工具１３６の駆動を開始する制御指令信号Ｓ_Ｐを出力する。

【0051】

これと同時に、主制御部１４２は、仮に検出時刻ｔ_Ｄに駆動を開始して加工工具１３６が時刻ｔ_２までの間に移動したと想定される遅延相当移動量Ｓを上記した数１を用いて演算する。そして、加工工具１３６の駆動中に、演算された遅延相当移動量Ｓに対応する速度を、予めユーザが選択したように加速期間Ｔ_Ａでは速度追加分を徐々に大きくしかつ等速移動期間Ｔ_Ｃでは徐々に小さくする形で変更する制御指令信号Ｓ_Ｐを制御周期Ｔごとに出力する。これにより、加工工具１３６の移動速度Ｖが検出時間Ｔ_Ｄに応じた応答遅延時間Ｔ_Ｄを考慮した遅延相当移動量Ｓと等価な速度となり、ワークＷの正しい加工位置に加工工具１３６による加工を実行することができる。また、本実施例の制御によれば、加工工具１３６の速度遷移を滑らかにできる。

【0052】

図９は、図１に示した加工制御ユニットの変形例を示すブロック図である。図９に示すように、変形例による加工制御ユニット１４０は、その一例として、主制御部１４２と、計時部１４４と、メモリ１４６と、検出時間Ｔ_Ｄに応じた応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄに基づいて加工ユニット１３０に出力される動作指令信号Ｓ_Ｐを変更するための分配パルス成分を個別に作成する変更指令作成部１４８と、を含むように構成される。このように変更指令作成部１４８を主制御部１４２に対して独立して設けることにより、主制御部１４２が変更指令を作成する場合に比べてその動作負荷を低減できる。

【0053】

以上のように、図１～図９で示したワーク加工装置及びこれを用いた加工制御方法によれば、移動するワークの通過を検出したセンサユニットからの検出信号に基づいて、加工ユニットの加工機構を起動させてワークに所定の加工工具による加工を行う際に、加工機構を制御する所定の制御周期における周期開始時刻に対して検出信号を受信した検出時間を計時するとともに、当該検出時間に応じた応答遅延時間に基づいて加工機構への動作指令信号を制御周期ごとに変更して加工工具の制御を行うようにしたため、所定の速度で移動するワークを加工する加工装置を制御する際に、制御周期とワークの検出タイミングとのずれに起因する加工精度の低下を抑制できる。

【0054】

また、実施例１～５で示したとおり、上記応答遅延時間に対応した遅延相当移動量に基づいて加工工具の移動速度を補正する際に、ユーザが移動速度の速度パターンを任意に選択できるようにしたため、ユーザの様々なニーズや得たい効果に対応した制御が可能となる。

【0055】

さらに、これまでセンサユニットでのワークの検出が加工制御ユニットの主制御部の制御周期に依存していたため、当該制御周期がワークの位置ずれ補正精度限界となっていたのに対して、上記した実施態様によれば、計時部のカウンタのクロック周期が補正精度限界となるため、ワークの位置ずれに対する補正精度が格段に向上する。例えば、その一例として、ワークの搬送速度を１８ｍ／ｍｉｎ、主制御部の制御周期を１０ｍｓｅｃ、計時部のクロック周期を１μｓｅｃとすると、主制御部のみによる位置決め精度が最大３ｍｍ程度の位置ずれとなるのに対して、上記実施形態によれば、位置決め精度を最大０．３ｍｍ程度にまで向上できる。

【0056】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

【0057】

例えば、上記した実施形態では、計時部１４４が検出時間Ｔ_Ｄから応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄを算出する動作を実行する場合を例示したが、当該応答遅延時間Ｔ－Ｔ_Ｄを算出する動作を主制御部１４２が実行するように構成してもよい。

【符号の説明】

【0058】

１００ ワーク加工装置
１１０ 搬送機構
１１２ ベース
１１４ 搬送路
１１６ パレット
１１８ 搬送制御部
１２０ センサユニット
１２２ センサ支持体
１２４ センサ本体
１３０ 加工ユニット
１３２ 支持体
１３４ 加工機構
１３６ 加工工具
１４０ 加工制御ユニット
１４２ 主制御部
１４４ 計時部
１４６ メモリ
１４８ 変更指令作成部
１５０ 入力インターフェース
１６２、１６３ 信号線

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】