特許 7603873 加工システム

(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】

(24)【登録日】2024-12-12

(45)【発行日】2024-12-20

(54)【発明の名称】加工システム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/20 20060101AFI20241213BHJP

【ＦＩ】

B23Q17/20 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2024105578

(22)【出願日】2024-06-28

【審査請求日】2024-09-20

【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】110001531

【氏名又は名称】弁理士法人タス・マイスター

(72)【発明者】

【氏名】松藤 あかり

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－２６６１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１３８５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１００８０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １７／００、１７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数種類のワークを加工するように構成された加工システムであって、
搬入された前記ワークが加工される工作機械と、
前記ワークを少なくとも前記工作機械内において固定する固定器と、
前記固定器と前記ワークとの間に介在し、前記ワークが取り付けられる治具部材と、
前記工作機械の内部又は外部において、前記治具部材に取り付けられたワークについて基準面からその法線方向の高さを測定する測定器と、
前記測定器の測定結果に基づいて前記ワークの種類を判定する判定部と、を備え、
前記治具部材は、当該治具部材に取り付けられた前記ワークの前記基準面からその法線方向の高さをその種類ごとに異ならせるように構成され、更に、
前記治具部材が、
前記固定器に挟持される被挟持部と、
前記被挟持部から突出するように設けられており、前記ワークが取り付けられる高さ設定部と、を具備し、
前記高さ設定部は、前記被挟持部から突出する長さが取り付けられる前記ワークの種類ごとに異なっていることを特徴とする加工システム。

【請求項2】

請求項１記載の加工システムであって、
前記被挟持部は、前記ワークの種類によらず共通する形状を有していることを特徴とする加工システム。

【請求項3】

請求項１記載の加工システムであって、
前記高さ設定部は、
前記ワークに取り付けられる取付面と、
前記取付面と前記ワークとの間に形成される前記ワークの種類に応じた取付機構と、を具備することを特徴とする加工システム。

【請求項4】

請求項１記載の加工システムであって、
前記高さ設定部は、前記ワークに取り付けられる取付面を具備し、前記取付面は、取り付けられる前記ワークの種類に応じた形状を有することを特徴とする加工システム。

【請求項5】

請求項１記載の加工システムであって、
前記ワークは、円柱形状を有し、
前記高さ設定部は、前記ワークの下面に取り付けられる取付面を具備し、前記ワークの側面を露出させ、
前記工作機械は、前記取付面に取り付けられたワークの側面を加工することを特徴とする加工システム。

【請求項6】

請求項１記載の加工システムであって、
前記判定部は、前記測定器の測定結果に基づいて判定した前記ワークの種類と、前記工作機械において加工する予定のワークの種類とが一致するかを判定することを特徴とする加工システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ワークを自動で加工する装置として、ＮＣ工作機械（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌｓ）が知られている。この種の工作機械によって複数種類のワークを加工する際、始めに、加工する予定のワークの種類及びそのワークに対する加工内容などが記述された加工プログラムが工作機械に入力される。次に、加工する予定のワークが工作機械に搬入され、工作機械が入力された加工プログラムに従いワークを加工する。

【0003】

工作機械へのワークの搬入は、ロボット装置によって行われることがある。ロボット装置は、加工予定のワークをワークストッカから取り出す。ワークストッカには、種類ごとにワークが所定の位置に収容されている。ロボット装置は、例えばワークの種類の情報及び当該ワークがワークストッカ内において収容されている位置情報に基づいて、ワークストッカから目的のワークを取り出す。

【0004】

工作機械へのワークの搬入がロボット装置で行われる一方、ワークストッカにワークを収容する作業は人によって行われることがある。そのため、ワークストッカの所定の位置に本来収容されるワークとは異なる種類のワークが収容されることがあり得る。ここで、ロボット装置が、ワークが収容されている位置を示す位置情報に基づいてワークを取り出す場合を考えるワークストッカの所定の位置に誤ったワークが収容されていると、ロボット装置は、加工が予定されているワークとは異なる種類のワークを工作機械へ搬入することになる。このような誤って搬入されたワークに対して予定されていない加工が実施されてしまい、ワークと加工時間を無駄にしてしまう恐れがあるという課題に対し、加工前にワークの寸法などを測定してワークの種類を判別し、判別されたワークの種類に応じて対応する加工プログラムが選択されるように構成することが考えられる。例えば特許文献１は機内測定においてワークの高さを測定することが可能なマシニングセンタを開示する。

【0005】

特許文献１のマシニングセンタでは、工作機械にワークを撮影するカメラが機内上方に固定されている。このマシニングセンタでは、機内においてカメラの下方にあるテーブルに固定されたワークをカメラで見下すように撮影させながら、テーブルを一定距離だけ水平面内を平行移動させる。テーブルに固定されたワークの高さが低い場合、カメラとワークとの距離が遠いため、カメラで撮影された映像上のワークの移動量（画素数の変化量）は小さい。テーブルに固定されたワークの高さが高い場合、カメラとワークとの距離が近いため、カメラで撮影された映像上のワークの移動量は大きい。この加工システムは、撮影された映像上の移動量に基づいて、ワークの高さを算出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第６９６４２９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１のマシニングセンタのワーク高さ測定機構によれば、ワークの高さを把握できるため、加工予定のワークと異なる高さのワーク、すなわち加工予定のワークと異なるワークが工作機械に搬入されたことを判定することができる。しかしながら、この高さ測定機構では、例えば加工予定のワークと同じ高さを有するが、材質や高さ以外の寸法等が異なることで加工予定のワークとは異なる加工プログラムで加工するワークを判別することは難しい。すなわち、このような高さ測定機構を用いたとしても、加工予定のワークと高さ以外の要素が異なるワークを判別することは難しい。かといって、ワークについて高さ以外の要素も測定すればワークの種類は判別できるかもしれないが、測定に必要となる時間は長くなり、加工効率が低下してしまう。

【0008】

本発明は、簡素な測定でワークの種類を判別できるようにし、工作機械が加工予定のワークと異なるワークを加工することを防ぐとともに、生産効率を高く保つことを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）本発明の加工システムは、複数種類のワークを加工するように構成された加工システムであって、搬入された前記ワークが加工される工作機械と、前記ワークを少なくとも前記工作機械内において固定する固定器と、前記固定器と前記ワークとの間に介在し、前記ワークが取り付けられる治具部材と、前記工作機械の内部又は外部において、前記治具部材に取り付けられたワークについて基準面からその法線方向の高さを測定する測定器と、前記測定器の測定結果に基づいて前記ワークの種類を判定する判定部と、を備え、前記治具部材は、当該治具部材に取り付けられた前記ワークの前記基準面からその法線方向の高さをその種類ごとに異ならせるように構成されていることを特徴とする。

【0010】

上記加工システムでは、工作機械で加工する可能性のあるワークが複数種類存在する。そのため、工作機械に加工予定されていない誤ったワークが搬入され、そのワークに対して予定されていない加工が実施される可能性がある。しかしながら、上記加工システムでは、ワークが取り付けられる治具部材が、複数種類のワークそれぞれを異ならせるように構成されている。すなわち、複数種類のワークはそれぞれ、治具部材に取り付けられることで、種類ごとに固有の高さとなる。上記加工システムは、この種類ごとの高さの違いを利用することでワークの種類を判定できるようになる。加えて、ワークの種類判定は、測定器でワークの高さを測定するだけでよい。したがって、上記加工システムによれば、簡素な測定でワークの種類を判別できるようにし、工作機械が加工予定のワークと異なるワークを加工することを防ぐとともに、生産効率を高く保つことができる。

【0011】

（２）上記（１）の加工システムでは、前記治具部材が、前記固定器に挟持される被挟持部と、前記被挟持部から突出するように設けられており、前記ワークが取り付けられる高さ設定部と、を具備し、前記高さ設定部は、前記被挟持部から突出する長さが取り付けられる前記ワークの種類ごとに異なっていてもよい。

【0012】

上記（２）の加工システムでは、治具部材が、固定器に挟持される被挟持部と、ワークが取り付けられるとともにワークの高さを種類ごとに異ならせる高さ設定部とを有する。このように治具部材において機能分けを行うことで、例えば高さ設定部の長さを調整するだけで複数種類のワークを種類ごとに異なる高さに設定することができる。したがって、上記加工システムによれば、種類ごとに固有のワークの高さを容易に調節することができる。

【0013】

（３）上記（２）の加工システムにおいて、前記被挟持部は、前記ワークの種類によらず共通する形状を有していてもよい。

【0014】

上記（３）の加工システムでは、ワークの種類によらず被挟持部の形状が同じであるため、ワークの種類ごとに固定器を変更したり、別途取付部材を介して固定器に取り付けたりする必要がなく、全ての種類のワーク（治具部材）を同じ構成の固定器に取り付けることができる。したがって、上記加工システムによれば、生産効率を高く保つことができる。

【0015】

（４）上記（２）の加工システムにおいて、前記高さ設定部は、前記ワークに取り付けられる取付面と、前記取付面と前記ワークとの間に形成される前記ワークの種類に応じた取付機構と、を具備していてもよい。

【0016】

上記（４）の加工システムでは、取付面（治具部材）に、取り付け対象であるワーク以外の種類のワークが取り付けられることが抑制される。したがって、上記加工システムによれば、治具部材に誤った種類のワークが取り付けられることが抑制される。

【0017】

（５）上記（２）の加工システムにおいて、前記高さ設定部は、前記ワークに取り付けられる取付面を具備し、前記取付面は、取り付けられる前記ワークの種類に応じた形状を有していてもよい。

【0018】

上記（５）の加工システムでは、ワークが取り付けられる取付面自体が、ワークの種類に応じた形状を有する。そのため、取付面（治具部材）に、取り付け対象であるワーク以外の種類のワークが取り付けられることが抑制される。したがって、上記加工システムによれば、治具部材に誤った種類のワークが取り付けられることが抑制される。

【0019】

（６）上記（２）の加工システムにおいて、前記ワークは、円柱形状を有し、前記高さ設定部は、前記ワークの下面に取り付けられる取付面を具備し、前記ワークの側面を露出させ、前記工作機械は、前記取付面に取り付けられたワークの側面を加工してもよい。

【0020】

例えば、バイス等によって円柱形状のワークを挟持する場合、側面全体を露出させることは難しい。これに対し、上記（６）の加工システムでは、治具部材が、円柱形状のワークの下面に取り付けられることで、ワークの側面全体を露出させることができる。したがって、上記加工システムによれば、円柱形状のワークの側面を効率的に加工することができる。

【0021】

（７）上記（１）の加工システムにおいて、前記判定部は、前記測定器の測定結果に基づいて判定した前記ワークの種類と、前記工作機械において加工する予定のワークの種類とが一致するかを判定してもよい。

【0022】

上記（７）の加工システムでは、例えば工作機械で加工する前のワークの高さを測定し、そのワークの種類を判定することで、そのワークが工作機械において加工予定のワークであるか否かを判定することができる。したがって、上記加工システムによれば、工作機械において加工が予定されていないワークを加工することを抑制することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の加工システムによれば、簡素な測定でワークの種類を判別できるようにし、工作機械が加工予定のワークと異なるワークを加工することを防ぐとともに、生産効率を高く保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、加工システムの全体構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、工作機械の構造を概略的に示す図である。

【図3】図３は、ワークストッカの斜視図である。

【図4】図４は、ワークストッカ、固定器、治具部材及びワークを概略的に示す分解図である。

【図5】図５は、種類の異なるワークごとの基準面からの高さを示す図である。

【図6】図６は、ロボット装置の側面図である。

【図7】図７は、ワークの正誤判定処理を示すフローチャートである。

【図8】図８は、制御装置の機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0026】

図１は、加工システムの全体構成を示す斜視図である。加工システム１００は、工作機械１と、ワークストッカ２，３と、ロボット装置４と、を含む。加工システム１００は、ワークストッカ２，３に収容された未加工のワークを、ロボット装置４が工作機械１に搬入し、工作機械１において加工された加工済みのワークを搬出し、ワークストッカ２，３に戻すように構成される。

【0027】

工作機械１は、工場等の施設の床に設置される。この状態で工作機械１は、前面に開閉可能なドア１０を含む。ドア１０は、工作機械１の外装の一部を構成する。ドア１０は、工作機械１の前面においてワークを加工する加工室と工作機械の外部とを開通及び遮断する。ドア１０は、工作機械１の前面から加工室にワークを搬入、加工室からワークを搬出できるように構成される。

【0028】

ここで、工作機械１の前面とは、工作機械１においてドア１０が設けられた側の面を言う。工作機械１の後面とは、工作機械１において前面と反対側の面を言う。また、工作機械１において後面から前面に向かう方向を前方向と言い、前面から後面に向かう方向を後方向と言う。工作機械１において左方向は、前面視で工作機械１の左に向かう方向を言い、右方向は前面視で工作機械１の右に向かう方向を言う。工作機械１において上方向は工作機械１の上（天井）に向かう方向を言い、下方向は工作機械１の下（床）に向かう方向を言う。以下では、工作機械１における上下方向をＺ方向、前後方向をＹ方向、左右方向をＸ方向とも言う。

【0029】

図２は、工作機械の構造を概略的に示す図である。工作機械１は、ワークＷを加工する機械である。工作機械１は、立型マシニングセンタである。工作機械１は、ベッド１１と、サドル１２と、テーブル１３と、コラム１４と、主軸ヘッド１５と、主軸１６と、工具マガジン１７と、工具交換装置１８と、制御装置１９と、を含む。

【0030】

ベッド１１は、加工室の下面に設けられる。ベッド１１は、案内レール１１１を介してサドル１２を支持する。案内レール１１１は、Ｙ方向に延びる。サドル１２は、案内レール１１１に沿って移動可能、すなわちＹ方向に移動可能に構成される。サドル１２は、案内レール１２１を介してテーブル１３を支持する。案内レール１２１は、Ｘ方向に延びる。テーブル１３は、案内レール１２１に沿って移動可能、すなわちＸ方向に移動可能に構成される。テーブル１３は、加工対象であるワークＷを支持する。サドル１２及びテーブル１３は、図示しない駆動装置によって駆動される。このような構成により、テーブル１３は、Ｙ方向及びＸ方向に移動可能に構成される。

【0031】

コラム１４は、ベッド１１に支持される。コラム１４は、Ｚ方向に延びる。コラム１４は、案内レール１４１を介して主軸ヘッド１５を支持する。主軸ヘッド１５は、コラム１４の前面側に設けられる。案内レール１４１は、Ｚ方向に延びる。主軸ヘッド１５は、案内レール１４１に沿って移動可能、すなわちＺ方向に移動可能に構成される。主軸ヘッド１５は、図示しない駆動装置によって駆動される。主軸ヘッド１５は、主軸１６を支持する。主軸１６は、主軸ヘッド１５の下面に取り付けられる。主軸１６は、ツールホルダを介して工具を保持する。主軸１６は、Ｚ方向に平行な回転軸を有する。主軸１６は、回転軸周りに工具を回転可能に構成される。主軸１６は、図示しない駆動装置によって回転駆動される。このような構成により、主軸１６は、Ｚ方向に移動可能に構成されるとともに、回転軸周りに回転可能に構成される。

【0032】

工具マガジン１７は、加工室に隣接して設けられる。工具マガジン１７は、主軸１６に装着する複数の工具を収容する。工具マガジン１７には、工具に加えて、後述する測定器が収容される。測定器は、例えば接触式のプローブである。工具交換装置１８は、工具マガジン１７と主軸１６との間に設けられる。工具交換装置１８はマガジン式の自動工具交換装置である。工具交換装置１８は、工具マガジン１７と主軸１６との間で工具の受け渡しを行う。工具交換装置１８は、測定器を工具と同様に扱うことが可能である。すなわち、工具交換装置１８は、工具マガジン１７と主軸１６との間で測定器の受け渡しを行うことが可能である。

【0033】

制御装置１９は、工作機械１内に設けられる。制御装置１９は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含むコンピュータから構成される。制御装置１９は、記録媒体に格納されたコンピュータプログラムを実行することで、工作機械１の各種制御を実現する。制御装置１９の詳細については後述する。

【0034】

図３は、ワークストッカの斜視図である。ワークストッカ２とワークストッカ３とは同じ構成であるため、以下ではワークストッカ２のみについて説明する。ワークストッカ２は、棚状に構成される。ワークストッカ２は、Ｚ方向に配列された複数の棚板を有する。本実施形態では、最上段に設けられた棚板を第１棚板２１と称し、上から２番目の棚板を第２棚板２２と称し、上から３番目の棚板を第３棚板２３と称し、上から４番目の棚板を第４棚板２４と称する。

【0035】

第１棚板２１には、複数の第１固定器６ＡがＸ方向に沿って並べられる。後述するように複数の第１固定器６Ａはそれぞれ、図示しない第１治具部材及び第１ワークを支持する。同様に、第２棚板２２には、複数の第２固定器６Ｂが並べられる。複数の第２固定器６Ｂはそれぞれ、図示しない第２治具部材及び第２ワークを支持する。第３棚板２３には、複数の第３固定器６Ｃが並べられる。複数の第３固定器６Ｃはそれぞれ、図示しない第３治具部材及び第３ワークを支持する。第４棚板２４には、複数の第４固定器６Ｄが並べられる。複数の第４固定器６Ｄはそれぞれ、図示しない第４治具部材及び第４ワークを支持する。

【0036】

図４（Ａ）は、ワークストッカの第１棚板、第１固定器、第１治具部材及び第１ワークを概略的に示す分解図である。第１棚板２１には、第１固定器６Ａを着脱可能に支持する着脱機構２１１が設けられる。着脱機構２１１は、第１棚板２１に設けられた２つの凸部２１１１，２１１２と、第１固定器６Ａに設けられた２つの凹部２１１３，２１１４と、を含む。２つの凸部２１１１，２１１２はそれぞれ、所定の間隔を空けて設けられ、第１棚板２１から上方に向かって突出する。２つの凹部２１１３，２１１４はそれぞれ、２つの凸部２１１１，２１１２に対応するように設けられる。２つの凹部２１１３，２１１４はそれぞれ、対応する凸部２１１１，２１１２を差し込めるように構成される。

【0037】

第１固定器６Ａは、バイス本体、及び、バイス本体上に設けられた一対のジョーを具備し、少なくとも一方のジョーはバイス本体上を摺動可能に構成されたバイスである。第１固定器６Ａは、バイス本体である第１搬送用被保持部６Ａ１と、一対のジョーである第１挟持部６Ａ２，６Ａ３と、を含む。第１搬送用被保持部６Ａ１は、概略直方体形状を有し、第１挟持部６Ａ２，６Ａ３を支持するとともに内部に第１挟持部６Ａ２，６Ａ３を接近又は離間させるように駆動するための機構（図示しない）を備える。第１搬送用被保持部６Ａ１は、接続機構６１を介して後述するロボット装置によって保持され、搬送される。

【0038】

接続機構６１は、第１固定器６Ａに設けられた２つの孔６１１，６１２と、図示しないロボット装置のハンドに設けられた２つの爪部に設けられており、孔６１１，６１２に対応する形状を有する凸部と、を含む。２つの孔６１１，６１２はそれぞれ、第１固定器６Ａの第１搬送用被保持部６Ａ１の両側面それぞれに設けられる。２つの孔６１１，６１２は、所定の間隔を空けて設けられる。２つの孔６１１，６１２は、第１搬送用被保持部６Ａ１の端部に設けられる。２つの孔６１１，６１２は、第１挟持部６Ａ２及び第１挟持部６Ａ３の相対移動方向において、第１搬送用被保持部６Ａ１の中央よりも第１搬送用被保持部６Ａ１の端に近い位置に設けられる。また、２つの孔６１１，６１２は、第１挟持部６Ａ２及び第１挟持部６Ａ３の相対移動方向において、ロボット装置に近い方の端部に設けられる。第１搬送用被保持部６Ａ１の両側面それぞれの２つの孔６１１，６１２は、ロボット装置のハンドに設けれた凸部が差し込まれるように構成される。具体的には、離間させた状態のロボット装置の２つの爪部を第１搬送用被保持部６Ａ１の両側面それぞれの外側に位置させ、２つの爪部を接近させることで、２つの爪部が第１搬送用被保持部６Ａ１を挟み込む。この際、片方の爪部に設けられた２つの凸部それぞれが、第１搬送用被保持部６Ａ１の一方の側面の２つの孔６１１，６１２に差し込まれ、もう片方の爪部に設けられた２つの凸部それぞれが、第１搬送用被保持部６Ａ１のもう一方の側面の２つの孔６１１，６１２に差し込まれる。これにより、ロボット装置のハンドが第１搬送用被保持部６Ａ１（第１固定器６Ａ）を挟持でき、第１固定器６Ａを運搬することができる。

【0039】

また、仮に第１固定器６Ａが逆向きに第１棚板２１に設けられた場合（凸部２１１１が凹部２１１４に差し込まれ、凸部２１１２が凹部２１１３に差し込まれた場合）、２つの孔６１１，６１２は、第１搬送用被保持部６Ａ１において、ロボット装置から遠い方の端部に設けられることになる。ロボット装置は、２つの孔６１１，６１２が第１搬送用被保持部６Ａ１においてロボット装置に近い方の端部に設けられている状態が、第１搬送用被保持部６Ａ１の正しい向きとプログラムされているため、この場合ロボット装置の凸部が２つの孔６１１，６１２に差し込まれず、第１搬送用被保持部６Ａ１の側面における２つの孔６１１，６１２とは逆側の端部に当たる。そのため、第１搬送用被保持部６Ａ１を挟持する際のロボット装置の爪部のストロークが通常よりも短くなる。この爪部のストロークの変化を検知することで、第１固定器６Ａが正しい向きで載置されていないことを検知できる。

【0040】

第１挟持部６Ａ２と第１挟持部６Ａ３とは、互いに対向するように設けられる。第１挟持部６Ａ２と第１挟持部６Ａ３とは、近接及び離間可能に構成される。第１挟持部６Ａ２と第１挟持部６Ａ３との近接及び離間は、第１挟持部６Ａ２が移動することで実現されてもよいし、第１挟持部６Ａ３が移動することで実現されてもよいし、第１挟持部６Ａ２，６Ａ３の両方が移動することで実現されてもよい。このような構成により、第１挟持部６Ａ２，６Ａ３は、第１治具部材７を挟持する。

【0041】

第１治具部材７は、第１被挟持部７１と、第１高さ設定部７２と、を含む。

【0042】

第１被挟持部７１は、第１挟持部６Ａ２，６Ａ３に挟持される。第１被挟持部７１は、板形状を有する。第１被挟持部７１は、上面視で四角形状を有する。第１被挟持部７１は、その側面が第１挟持部６Ａ２，６Ａ３に挟まれることで、第１固定器６Ａに挟持される。

【0043】

第１高さ設定部７２は、第１被挟持部７１の上に設けられる。第１高さ設定部７２は、円柱形状を有する。第１高さ設定部７２は、第１被挟持部７１から上方に突出するように設けられる。第１高さ設定部７２の高さ（Ｚ方向の長さ）は、Ｈ１１に設定される。第１高さ設定部７２には、取付機構７３を介して第１ワークＷ１が取り付けられる。取付機構７３は、高さ設定部７２の上面に設けられた複数の孔７３１と、複数の孔７３１それぞれに対応するように第１ワークＷ１に設けられた複数の孔７３２と、高さ設定部７２と第１ワークＷ１とを接続する接続部材７３３とを含む。高さ設定部７２の複数の孔７３１と、第１ワークＷ１の複数の孔７３２とは、同じ形状、配置であり、高さ設定部７２に第１ワークＷ１を載置した際に一致するように構成される。接続部材は、例えばボルトである。接続部材は、高さ設定部７２の複数の孔７３１と第１ワークＷ１の複数の孔７３２とに挿入され、両者を固定する。

【0044】

第１ワークＷ１は、第１高さ設定部７２の上面に取り付けられる。第１ワークＷ１は、円柱形状を有する。第１ワークＷ１の高さ（Ｚ方向の長さ）は、Ｈ１２である。

【0045】

図４（Ｂ）は、ワークストッカの第２棚板、第２固定器、第２治具部材及び第２ワークを概略的に示す分解図である。第２固定器６Ｂは、第１固定器６Ａと同じ形状及び構成を有する。すなわち、第２固定器６Ｂは、第１固定器６Ａと同様に着脱機構２２１を介して第２棚板に着脱可能に設けられる。着脱機構２２１は、着脱機構２１１と同じである。ただし、第２固定器６Ｂは、第１治具部材７とは異なる第２治具部材８を挟持する。

【0046】

第２治具部材８は、第２被挟持部８１と、第２高さ設定部８２と、を含む。第２被挟持部８１は、第１被挟持部７１と同じ形状である。ただし、第２高さ設定部８２の高さ（Ｚ方向の長さ）は、Ｈ２１に設定される。第２高さ設定部８２の高さＨ２１は、第１高さ設定部７２の高さＨ１１と異なる。また、第２高さ設定部８２は、取付機構７３とは異なる取付機構８３を介して第２ワークＷ２を保持する。取付機構８３は、高さ設定部８２の上面に設けられた複数の孔８３１と、複数の孔８３１それぞれに対応するように第２ワークＷ２に設けられた複数の孔８３２と、高さ設定部８２と第２ワークＷ２とを接続する接続部材８３３とを含む。高さ設定部８２の複数の孔８３１と、第２ワークＷ２の複数の孔８３２とは、同じ形状、配置であり、高さ設定部８２に第２ワークＷ２を載置した際に一致するように構成される。複数の孔８３１，８３２は、取付機構７３における複数の孔７３１，７３２とは異なる位置に設けられる。すなわち、第２高さ設定部８２は、第２ワークＷ２を保持することはできるが、第２ワークＷ２以外のワークを保持することができないように構成される。

【0047】

第２ワークＷ２は、第１ワークＷ１とは異なる種類のワークである。本実施形態では、第２ワークＷ２は、第１ワークＷ１と材質のみが異なり、形状は同じである。すなわち、第２ワークの高さＨ２２は、第１ワークＷ１の高さＨ１２と同じである。第２ワークＷ２は、第１ワークＷ１とは異なる製品に加工される。すなわち、異なる種類のワークとは、工作機械１において異なる加工プログラムによって加工されるワークを言う。例えば、第２ワークＷ２は、第１ワークＷ１と形状のみが異なり、材質は同じであってもよい。第２ワークＷ２は、第１ワークＷ１と形状及び材質の両方が異なっていてもよい。

【0048】

図５は、種類の異なるワークごとの基準面からの高さを示す図である。第１ワークＷ１の基準面Ｐ１からの測定方向（Ｚ方向）の高さは、Ｈ１に設定される。基準面Ｐ１は、測定方向における第１固定器６Ａの下面の位置で画定される。後述するように、本実施形態では、固定器が工作機械のテーブルに載置された状態でワークの高さを測定するため、基準面Ｐ１は測定方向におけるテーブルの上面に相当する。また、第１ワークＷ１の基準面Ｐ１からの測定方向の高さＨ１は、基準面Ｐ１から第１ワークＷ１の測定面までの測定方向の高さで画定される。本実施形態では、第１ワークＷ１の測定面は、第１ワークＷ１の上面である。これらの測定基準については、他のワークについても同様である。

【0049】

一方、第２ワークＷ２の基準面Ｐ１からの測定方向の高さは、Ｈ２に設定される。この高さＨ２は、第１ワークＷ１の基準面Ｐ１からの測定方向の高さＨ１とは異なる。ここで、第２固定器６Ｂは第１固定器６Ａと同じ高さを有し、第２ワークＷ２自体の高さＨ２２は第１ワークＷ１自体の高さＨ１２と同じである。しかしながら、第２高さ設定部８２自体の高さＨ２１は、第１高さ設定部７２自体の高さＨ１１とは異なる。これにより、第２ワークＷ２の基準面Ｐ１からの測定方向の高さＨ２が、第１ワークＷ１の基準面Ｐ１からの測定方向の高さＨ１と異なるようになる。すなわち、第１治具部材７及び第２治具部材８はそれぞれ、保持するワークの高さをそのワーク固有の高さにする。

【0050】

第３ワークＷ３及び第４ワークＷ４それぞれも同様に、基準面Ｐ１からの測定方向の高さが固有の高さに設定される。第３ワークＷ３は、第１ワークＷ１及び第２ワークＷ２とは異なる種類のワークである。第３ワークＷ３自体の高さＨ３２は、第１ワークＷ１の高さＨ１２とは異なる。第３ワークＷ３を保持する第３治具部材は、第３高さ設定部９２自体の高さＨ３１を適宜調整することで、第３ワークＷ３の基準面Ｐ１からの測定方向の高さＨ３を第１ワークＷ１の高さＨ１及び第２ワークＷ２の高さＨ２と異ならせる。同様に、第１－第３ワークとは異なる種類の第４ワークＷ４を保持する第４治具部材は、第４ワークＷ４の基準面Ｐ１からの測定方向の高さＨ４を第１－第３ワークの高さＨ１－Ｈ３と異ならせる。これにより、工作機械に搬入される可能性のある複数のワーク、すなわちワークストッカに収容された複数のワークは、ワークの種類ごとに基準面Ｐ１からの測定方向の高さが異なるようになる。これら各種ワークは、ロボット装置によって、各治具部材及び固定器と一体的に工作機械へ搬入される。

【0051】

図６は、ロボット装置の側面図である。ロボット装置４は、台車４１と、ロボット４２と、管理装置４３とを含む。

【0052】

台車４１は、本実施形態の加工システム１００が採用される施設内を移動可能に構成される。台車４１は、人によって運搬される手押し台車である。台車４１は、ロボット４２を支持する。

【0053】

ロボット４２は、ワークストッカ２内のワークを工作機械１に搬入する。ロボット４２は、マニュピレータである第１アーム４２１と、第１アーム４２１の先に設けられる第２アーム４２２と、第２アーム４２２の先に設けられる第３アーム４２３と、を含む。ロボット４２は、第１アーム４２１と第２アーム４２２、第２アーム４２２と第３アーム４２３を関節で接続した多関節型のロボットである。第３アーム４２３の先端部には、各ワーク（各固定器）を保持するハンド４２４が設けられる。また、第３アーム４２３の先端部には、カメラ４２５が設けられる。カメラ４２５は、ロボット４２と工作機械１との位置関係、取り出すワークの位置等を管理装置４３が把握するために使用される。カメラ４２５及びハンド４２４は、管理装置４３の指示に基づき、３次元空間内で移動可能に構成される。

【0054】

管理装置４３は、ロボット装置４内に設けられる。管理装置４３は、管理装置４３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含むコンピュータから構成される。管理装置４３は、図示しない操作盤を介して入力された指示を受ける。管理装置４３は、有線又は無線で接続されたネットワークを介して指示を受けてもよい。管理装置４３は、指示を受けると、記録媒体に格納されたコンピュータプログラムを実行する。管理装置４３は、当該コンピュータプログラムを実行することで、ロボット４２の制御を実現する。また、管理装置４３は、有線又は無線で工作機械とも接続される。

【0055】

図７は、ワークの正誤判定処理を示すフローチャートである。初めに、管理装置４３は、工作機械１において第１ワークＷ１を加工する旨を示す作業指示を受ける（ステップＳ１１）。管理装置４３は、作業指示を受けると、ロボット４２を制御する。ロボット４２は、管理装置４３からの指示に基づき、ワークストッカ２内における所定の位置からワークを取り出す。この所定の位置は、管理装置４３からの指示に記述された位置情報に基づく位置であり、予め設定されている。すなわち、ロボット４２は、ワークストッカ２内において第１ワークＷ１が収容されているはずである位置に収容されているワークを取り出す（ステップＳ１２）。ロボット４２は、取り出したワークを工作機械１に搬入する。ロボット４２は、ワークを工作機械１のテーブル上に載置する（ステップＳ１３）。

【0056】

次に、工作機械１は、ワークの基準面からの測定方向の高さを測定する準備をする（ステップＳ１４）。具体的には、工作機械１は、工具マガジン１７に収容されている測定器５を主軸１６に取り付ける。

【0057】

次に、測定器５は、搬入されたワークの基準面からの測定方向の高さを測定する（ステップＳ１５）。具体的には、工作機械１は、主軸１６を制御する。工作機械１は、主軸１６をＹ方向及びＸ方向に適宜移動させ、測定器５をワークの上に位置させる。その後、工作機械１は、主軸１６をＺ方向に移動させ、測定器５をワークの上面に接触させる。これにより、ワークの上面のＺ方向の位置が把握される。また、工作機械１は、測定器５をテーブルの上面に接触させる。これにより、テーブルの上面のＺ方向の位置が把握される。本実施形態では、ワークが載置されるテーブルの上面が基準面に設定される。なお、基準面は予め把握されていてもよい。測定器５は、測定結果を工作機械１の制御装置１９に送信する。

【0058】

次に、工作機械（制御装置１９）は、測定器５が測定したワーク、すなわち工作機械１に搬入されたワークが第１ワークであるか否かを判定する（ステップＳ１６）。工作機械１は、搬入されたワークが第１ワークであると判定すると（ステップＳ１６でＹＥＳ）、第１ワークの加工を開始する（ステップＳ１７）。工作機械１は、搬入されたワークが第１ワークではないと判定すると（ステップＳ１６でＮＯ）、搬入されたワークを搬出する（ステップＳ１８）。例えば、工作機械１は、工作機械１内に設けられた搬出装置によって、ワークを搬出口に移動させる。

【0059】

図８は、制御装置の機能ブロック図である。制御装置１９は、通信部１９１と、記憶部１９２と、測定処理部１９３と、取得部１９４と、判定部１９５と、加工処理部１９６と、を含む。

【0060】

通信部１９１は、ロボット装置４における管理装置４３から第１ワークＷ１を加工する旨を示す作業指示情報を受信する。通信部１９１は、管理装置４３へ情報を送信可能であってもよい。通信部１９１は、受信した作業指示情報を記憶部１９２に保存する。通信部１９１は、作業指示情報を記憶部１９２に保存した旨を示す保存情報を測定処理部１９３へ送信する。

【0061】

測定処理部１９３は、通信部１９１から保存情報を受けると、搬入されたワークの基準面からの測定方向の高さを測定する測定作業を工作機械１及び測定器５に実行させる。測定作業の終了後、測定処理部１９３は測定器５から測定結果を受信する。測定処理部１９３は、受信した測定結果を記憶部１９２に保存する。測定処理部１９３は、測定結果を記憶部１９２に保存した旨を示す保存情報を取得部１９４へ送信する。

【0062】

取得部１９４は、測定処理部１９３から保存情報を受けると、記憶部１９２から測定結果を取得する。また、取得部１９４は、記憶部１９２から第１ワークの基準面からの測定方向の高さを示す第１ワーク高さ情報を取得する。第１ワーク高さ情報は、予め記憶部１９２に保存される。取得部１９４は、取得した測定結果及び第１ワーク高さ情報を判定部１９５へ送信する。

【0063】

判定部１９５は、取得部１９４から受けた測定結果に基づいて、測定したワーク、すなわち工作機械に搬入されたワークが第１ワークであるか否かを判定する。より詳細には、判定部１９５は、取得部１９４から受けた測定結果が示す値と第１ワーク高さ情報が示す値との差分を算出する。判定部１９５は、算出した差分が許容範囲内であるか否かを判断する。許容範囲は予め記憶部１９２に保存される情報であり、その範囲は適宜設定される。判定部１９５は、算出した差分が許容範囲内である場合、搬入されたワークは第１ワークであると判定する。判定部１９５は、算出した差分が許容範囲外である場合、搬入されたワークは第１ワークではないと判定する。判定部１９５は、判定結果を記憶部１９２に保存する。判定部１９５は、判定結果を記憶部１９２に保存した旨を示す保存情報を加工処理部１９６へ送信する。

【0064】

加工処理部１９６は、判定部１９５から保存情報を受けると、記憶部１９２から判定結果を取得する。加工処理部１９６は、取得した判定結果が第１ワークである旨を示す場合、記憶部１９２から作業指示情報を取得し、工作機械１にワークを加工させる加工作業を実行させる。加工処理部１９６は、取得した判定結果が第１ワークではない旨を示す場合、記憶部１９２から搬出作業情報を取得し、工作機械１にワークを搬出させる搬出作業を実行させる。搬出作業情報は、予め記憶部１９２に保存される。

【0065】

以上説明したように、加工システム１００では、工作機械１は第１ワークＷ１を加工するように設定される。工作機械１で使用する可能性のあるワークを収容するワークストッカ２には、第１ワークＷ１だけでなく、第２－第４ワークＷ２－Ｗ４も収容される。仮に、本来第１ワークＷ１が収容されるワークストッカ２の第１棚板２１に、ワーク自体の高さが第１ワークＷ１と同じ第２ワークＷ２が誤って収容されていたとする。この場合、ロボット装置４によって誤った第２ワークＷ２が搬入される。しかしながら、工作機械１は、測定器５を用いて、ワークの加工前に搬入されたワークの基準面からの測定方向の高さを測定する。この場合、ワーク自体の高さが第１ワークＷ１と同じである第２ワークＷ２が工作機械１に搬入されたものの、測定結果は高さＨ２となり、加工予定の第１ワークＷ１固有の基準面からの測定方向の高さＨ１とは異なる。制御装置１９は、この測定結果を用いて、工作機械１に搬入されたワークが加工予定の第１ワークＷ１ではないことを判定する。したがって、加工システム１００によれば、工作機械１が加工予定の第１ワークＷ１と異なるワークを加工することを抑制できる。

【0066】

また、加工システム１００では、第２治具部材８に第２ワークＷ２を取り付けるための取付機構８３は、第１治具部材７に第１ワークＷ１を取り付けるための取付機構７３と異なる構成を有する。第１治具部材７には第１ワークＷ１のみを取り付けることができ、第２治具部材８には第２ワークＷ２のみを取り付けすることができる。すなわち、各治具部材には、対応する種類のワークのみを取り付けることができ、それとは異なる種類のワークを取り付けることができないように構成される。これにより、各治具部材に誤った種類のワークが取り付けられることが抑制される。

【0067】

また、加工システム１００では、各治具部材は、ワークの下面を、取付機構を介して支持する。これにより、ワークの上面及び側面が開放される。したがって、加工システム１００は、上面及び／又は下面を加工するワークの加工システムとして適する。

【0068】

また、加工システム１００では、工作機械１の主軸１６に測定器５が取り付けられる。主軸１６は、例えばマイクロメータ単位で位置を制御することができる。そのため、第１ワークＷ１の基準面からの測定方向の高さＨ１と、第２ワークＷ２の基準面からの測定方向の高さＨ２とが小さい場合であっても、制御装置がその高さの違いを把握することができる。

【0069】

上述した実施形態の説明は、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。

【0070】

例えば、上述の実施形態では、ワークストッカ２には、第１－第４ワークＷ１－Ｗ４の４種類のワークが収容される場合について説明した。しかしながら、ワークストッカ２には、第３－第４ワークＷ３，Ｗ４は収容されなくてもよい。要するに、ワークストッカ２には少なくとも２種類のワークが収容されればよい。

【0071】

例えば、上述の実施形態では、第１－第２治具部材７，８の高さ設定部７２，８２自体の高さを調整することで、第１ワークの高さＨ１と第２ワークの高さＨ２とを異ならせる。しかしながら、第１ワークの高さＨ１と第２ワークの高さＨ２とを異ならせる手段は、これに限定されない。例えば、第１－第２治具部材７，８の被挟持部７１，８１自体の高さを調整してもよい。

【0072】

例えば、上述の実施形態では、第１－第２治具部材７，８はそれぞれ、被挟持部７１，８１と高さ設定部７２，８２とを含む場合について説明した。しかしながら、第１－第２治具部材７，８はそれぞれ、高さ設定部７２，８２のみを有していてもよい。この場合、高さ設定部７２，８２が各固定器に挟持される。

【0073】

例えば、上述の実施形態では、第１－第２治具部材７，８はそれぞれ、固定器６Ａ，６Ｂを介してワークストッカ２に収容される場合について説明した。しかしながら、第１－第２治具部材７，８はそれぞれワークストッカ２に着脱可能に直接取り付けられてもよい。要するに固定器６Ａ，６Ｂは必要に応じて設けられればよい。

【0074】

例えば、上述の実施形態では、ロボット装置４がワークストッカ２から工作機械１へワークを搬入する場合について説明した。しかしながら、ロボット装置４に代わり人がワークストッカ２から工作機械１へワークを搬入してもよい。

【0075】

例えば、上述の実施形態では、ワークの正誤判定を行う制御装置１９が工作機械１に設けられる場合について説明した。しかしながら、制御装置１９は、工作機械１外に設けられてもよい。制御装置１９は、ロボット装置４に設けられてもよいし、ワークストッカ２に設けられてもよいし、その他の場所に設けられてもよい。例えば、制御装置１９がロボット装置４に設けられる場合、ロボット装置４のアームを利用してワークの高さを測定してもよい。制御装置１９は、測定結果に基づいてワークを工作機械１に搬入する前にワークの正誤判定を行ってもよい。すなわち、制御装置１９は、工作機械１に搬入予定のワークが第１ワークＷ１であるか否かを判定してもよい。

【0076】

例えば、上述の実施形態では、ワークの測定方向の高さを測定する際の基準である基準面が工作機械のテーブル上面である場合について説明した。しかしながら、基準面はこれに限定されない。例えば、ワークを工作機械１に搬入する前にワークの正誤判定を行う場合、ワークストッカ２のある面を基準面に設定し、工作機械に搬入予定のワークがワークストッカ２に収容された状態でワークの正誤判定を行ってもよい。要するに、基準面は、適宜設定されてよい。

【0077】

例えば、上述の実施形態では、制御装置１９は、工作機械１に搬入されたワークが加工予定の第１ワークＷ１であるか否かを判定する。すなわち、制御装置１９は、工作機械１において加工対象として設定されたワークと、搬入されたワークとが一致するか否かを判定する。しかしながら、制御装置１９は、搬入されたワークの種類を判別してもよい。この場合、制御装置１９が搬入されたワークが加工予定の第１ワークではなく第２ワークであると判定すると、工作機械１は第２ワークを搬出するのではなく、第２ワークを加工するように設定を切り替えてもよい。

【0078】

例えば、上述の実施形態では、工作機械１は立型マシニングセンタである場合について説明した。しかしながら、工作機械１はこれに限定されない。工作機械１は、横型マシニングセンタであってもよいし、ターニングセンタであってもよいし、旋削機能及びミーリング機能を有する複合加工機であってもよい。工作機械１がターニングセンタ又は複合加工機である場合、固定器は例えばチャックである。要するに、工作機械１は、複数種類のワークを加工することが可能であればよく、特に限定されない。

【符号の説明】

【0079】

１００ ：加工システム
１ ：工作機械
１９ ：制御装置
１９１ ：通信部
１９２ ：記憶部
１９３ ：測定処理部
１９４ ：取得部
１９５ ：判定部
１９６ ：加工処理部
２，３ ：ワークストッカ
４ ：ロボット装置
５ ：測定器
６Ａ－６Ｄ ：固定器
７ ：第１治具部材
７１ ：第１被挟持部
７２ ：第１高さ設定部
７３ ：取付機構
８ ：第２治具部材
８１ ：第２被挟持部
８２ ：第２高さ設定部
８３ ：取付機構
Ｐ１ ：基準面
Ｗ１－Ｗ４ ：ワーク

【要約】      （修正有）

【課題】簡素な測定でワークの種類を判別できるようにし、工作機械が加工予定のワークと異なるワークを加工することを防ぐとともに、生産効率を高く保つこと。
【解決手段】加工システムは、搬入されたワークが加工される工作機械と、ワークを少なくとも工作機械内において固定する固定器６と、固定器とワークとの間に介在し、ワークが取り付けられる治具部材７，８と、工作機械の内部又は外部において、治具部材に取り付けられたワークについて基準面Ｐ１からその法線方向の高さを測定する測定器と、測定器の測定結果に基づいてワークの種類を判定する判定部と、を備え、治具部材７，８は、当該治具部材に取り付けられたワークＷ１，Ｗ２の基準面Ｐ１からその法線方向の高さＨ１，Ｈ２をその種類ごとに異ならせるように構成されている。
【選択図】図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】