加工装置
【課題】工作機械と多関節ロボットを備えるコンパクトな加工装置を提供する。
【解決手段】加工装置１００は、工作機械１０と、ワークのパレット７０と、工作機械１０の上部に配設されるガントリーレール１２０を有する。ガントリーレール１２０上を走行する多関節ロボット１３０は、２分離電子系統速度監視機能を備える。この機能を用いて多関節ロボット１３０の可動範囲Ｄ２を工作機械１０の前面カバー１１の内側に制御して、安全柵１８０を小型化する。この構成によりオペレータは多関節ロボット稼働中でも工作機械１０のドア１２を開閉したり、操作盤１６を操作することができ、装置の設置スペースも小型化することができる。
【解決手段】加工装置１００は、工作機械１０と、ワークのパレット７０と、工作機械１０の上部に配設されるガントリーレール１２０を有する。ガントリーレール１２０上を走行する多関節ロボット１３０は、２分離電子系統速度監視機能を備える。この機能を用いて多関節ロボット１３０の可動範囲Ｄ２を工作機械１０の前面カバー１１の内側に制御して、安全柵１８０を小型化する。この構成によりオペレータは多関節ロボット稼働中でも工作機械１０のドア１２を開閉したり、操作盤１６を操作することができ、装置の設置スペースも小型化することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械とワーク等の搬送用の多関節ロボットを備えた加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械とワーク搬送用ロボットを組合せた加工装置は、本出願人が提案した特許文献１のほかに特許文献２、特許文献３に示されている。
【特許文献１】特開平５−２８５８００号公報
【特許文献２】特開平８−１７４４４９号公報
【特許文献３】特開２００２−１７８２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
工作機械と多関節ロボットを組合せることによって、ロボットの可動範囲が広くなり、より多くの作業にロボットを活用することが可能となる。
しかしながら、多関節ロボットを備えてロボットの可動範囲を広くすると、工作機械のオペレータを保護するための安全柵もより大型のものが必要となる。
工作機械のオペレータは、機械の制御盤を操作したり、ワークの加工状態や切粉の状態を監視する必要がある。多関節ロボットのための安全柵が工作機械のカバーよりもオペレータ側に配設されると、工作機械の加工エリアの視認性が損なわれる問題が生ずる。また、安全柵の存在によって、オペレータの加工エリアへのアクセスが困難となり、作業性が劣化する等の問題もある。
さらに、安全柵のために加工装置全体の設置スペースが拡大する問題もある。
本発明の目的は、広範囲な可動範囲をもつ多関節ロボットと工作機械を組合せて、安全柵の小型化を図る加工装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した目的を達成するために、本発明の加工装置は、工作機械と、工作機械の側部に配設されるワークのパレットと、工作機械の上部に配設されて工作機械とパレットの間を結ぶガントリーレールと、ガントリーレール上を走行する多関節ロボットと、多関節ロボットの制御装置を備え、多関節ロボットの制御装置は、２分離電子系統速度監視機能を備え、多関節ロボットの可動範囲は、２分離電子系統速度監視機能により工作機械の前面カバーの内側に制限されることを特徴とするものである。
工作機械に隣接して設けられる安全柵を備え、安全柵は工作機械の前面カバーを除く部分を囲うものである。
そして、多関節ロボットは、ガントリーレール上を走行するロボットベースと、ロボットベースに対して第１の関節を介して連結される第１のアームと、第１のアームに対して第２の関節を介して連結される第２のアームと、第２のアームの先端に第３の関節を介してとりつけられるロボットハンドを備え、ロボットハンドはワークを把持して工作機械とパレットの間を搬送することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
以上の手段を備えることにより、本発明の加工装置は、汎用の多関節ロボットを用いて、安全柵を省略し、配置スペースが小さくてすむ加工装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は工作機械と多関節ロボットを組合せた加工装置を示す外観図、図２は三面図である。
全体を符号１で示す加工装置は、工作機械１０と、工作機械１０の上部に配設されるガントリーレール２０上を走行する多関節ロボット３０とＮＣ制御装置を備える。
工作機械は、例えば旋盤型のマシニングセンタであって、工作機械の側部に設けたワーク供給・排出用パレット７０を有する。ガントリーレール２０は工作機械１０とパレット７０をカバーする。
【０００７】
ガントリーレール２０上に走行する多関節ロボット３０は、ロボットベース４０を有し、ロボットベース４０は第１の関節５０を介して連結させる第１のアーム５１を有する。第１のアーム５１は第２の関節５２を介して連結される第２のアーム５３を有し、第２のアーム５３の先端には第３の関節５４を介してロボットハンド５５が取りつけられる。ロボットハンド５５は、ワークＷ１を把持して、工作機械１０に供給し、排出する。
【０００８】
図２の平面図（ｂ）に示すように、多関節ロボット３０のハンド５５の先端部は、ベース４０から最大限寸法Ｄ１だけ可動することができる。この寸法Ｄ１が工作機械１０の前面カバー１１よりも突出する場合には、クリアランスＣ１を加えた位置に安全柵（安全カバー）８０の前面柵（前面カバー）８１を設置する必要がある。
【０００９】
安全柵８０は、前面柵８１に加えて、側面柵８２，８３により構成される。
工作機械１０の前面よりもオペレータＰ１側に、前面柵（前面カバー）８１が設けられると、オペレータＰ１は、工作機械１０のスライドドア１２にアクセスすることができず、また、ドア１２の窓１４を通して加工エリアを監視することが困難となる。また、工作機械１０のＮＣ装置１８の操作盤１６を操作することができない不便がある。
【００１０】
多関節ロボット３０のアーム５１，５３の寸法を短くして可動範囲が工作機械１０の内側になるような多関節ロボットを用意すれば、上述した問題は回避できる。
しかしながら、この場合は、工作機械のサイズに合わせて多種類の多関節ロボットを用意する必要があり、合理的ではない。
また、工作機械の使用によっては、可動範囲の制限によってロボットが機能しない場合もある。
そこで、本発明は、２分離電子系統速度監視制御機能を備える多関節ロボットを用いた新たな加工装置を構成するものである。
【００１１】
図３は、本発明の加工装置を示す外観図、図４は三面図である。
全体を符号１００で示す加工装置は、工作機械１０と、工作機械１０の上部架設したガントリーレール１２０上を走行する２分離電子系統速度監視制御機能を備えた多関節ロボット１３０を備える。２分離電子系統速度監視制御機能は、多関節ロボットのＮＣ制御装置内に装備される。
【００１２】
ガントリーレール１２０上を走行する２分離電子系統速度監視制御機能付多関節ロボット１３０は、ロボットベース１４０を有し、ロボットベース１４０は、第１の関節１５０を介して連結される第１のアーム１５１を有する。
第１のアーム１５１は第２の関節１５２を介して連結される第２のアーム１５３を有し、第２のアーム１５３の先端には第３の関節１５４を介してロボットハンド１５５が取りつけられる。
ロボットハンド１５５はワークＷ１を把持して工作機械１０に供給し、排出する。
【００１３】
多関節ロボット１３０の２分離電子系統速度監視制御機能は、ロボットの可動範囲を制限するように設定することができる。
２分離電子系統速度監視制御機能は、多関節ロボットを制御するＮＣに内臓された安全機能であって、モータの位置と速度を二重に監視して、動力を遮断する経路を二系統備える。この２分離電子系統速度監視制御機能は高い安全性を有し、欧州の安全規格に適合している。
【００１４】
この２分離電子系統速度監視制御機能を利用して、図４の（ｂ）に示すように、ロボットハンド１５５の可動範囲Ｄ２は、工作機械１０の前面カバー１１よりも内側に制限設定される。
この可動範囲の制限設定により安全柵１８０の前面柵１８１は、工作機械１０の前面を覆う位置に設ける必要はなくなる。
【００１５】
この構成により、オペレータＰ１は２分離電子系統速度監視制御機能付多関節ロボット１３０が稼働中であっても工作機械１０のドア１２を開閉したり、窓１４を通して加工エリアを監視したり、ＮＣ装置１８の操作盤１６の操作を行うことができる。また、加工装置全体の設置スペースを狭くすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】多関節ロボットを用いた加工装置の外観図。
【図２】図１の加工装置の三面図。
【図３】本発明の加工装置の外観図。
【図４】図３の加工装置の三面図。
【符号の説明】
【００１７】
１０ 工作機械
１１ 前面カバー
１２ ドア
１４ 窓
１６ 操作盤
１８ ＮＣ装置
７０ パレット
１００ 加工装置
１２０ ガントリーレール
１３０ ２分離電子系統速度監視制御機能付多関節ロボット
１４０ ロボットベース
１５０ 第１の関節
１５１ 第１のアーム
１５２ 第２の関節
１５３ 第２のアーム
１５４ 第３の関節
１５５ ロボットハンド
１８０ 安全柵
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械とワーク等の搬送用の多関節ロボットを備えた加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械とワーク搬送用ロボットを組合せた加工装置は、本出願人が提案した特許文献１のほかに特許文献２、特許文献３に示されている。
【特許文献１】特開平５−２８５８００号公報
【特許文献２】特開平８−１７４４４９号公報
【特許文献３】特開２００２−１７８２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
工作機械と多関節ロボットを組合せることによって、ロボットの可動範囲が広くなり、より多くの作業にロボットを活用することが可能となる。
しかしながら、多関節ロボットを備えてロボットの可動範囲を広くすると、工作機械のオペレータを保護するための安全柵もより大型のものが必要となる。
工作機械のオペレータは、機械の制御盤を操作したり、ワークの加工状態や切粉の状態を監視する必要がある。多関節ロボットのための安全柵が工作機械のカバーよりもオペレータ側に配設されると、工作機械の加工エリアの視認性が損なわれる問題が生ずる。また、安全柵の存在によって、オペレータの加工エリアへのアクセスが困難となり、作業性が劣化する等の問題もある。
さらに、安全柵のために加工装置全体の設置スペースが拡大する問題もある。
本発明の目的は、広範囲な可動範囲をもつ多関節ロボットと工作機械を組合せて、安全柵の小型化を図る加工装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した目的を達成するために、本発明の加工装置は、工作機械と、工作機械の側部に配設されるワークのパレットと、工作機械の上部に配設されて工作機械とパレットの間を結ぶガントリーレールと、ガントリーレール上を走行する多関節ロボットと、多関節ロボットの制御装置を備え、多関節ロボットの制御装置は、２分離電子系統速度監視機能を備え、多関節ロボットの可動範囲は、２分離電子系統速度監視機能により工作機械の前面カバーの内側に制限されることを特徴とするものである。
工作機械に隣接して設けられる安全柵を備え、安全柵は工作機械の前面カバーを除く部分を囲うものである。
そして、多関節ロボットは、ガントリーレール上を走行するロボットベースと、ロボットベースに対して第１の関節を介して連結される第１のアームと、第１のアームに対して第２の関節を介して連結される第２のアームと、第２のアームの先端に第３の関節を介してとりつけられるロボットハンドを備え、ロボットハンドはワークを把持して工作機械とパレットの間を搬送することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
以上の手段を備えることにより、本発明の加工装置は、汎用の多関節ロボットを用いて、安全柵を省略し、配置スペースが小さくてすむ加工装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は工作機械と多関節ロボットを組合せた加工装置を示す外観図、図２は三面図である。
全体を符号１で示す加工装置は、工作機械１０と、工作機械１０の上部に配設されるガントリーレール２０上を走行する多関節ロボット３０とＮＣ制御装置を備える。
工作機械は、例えば旋盤型のマシニングセンタであって、工作機械の側部に設けたワーク供給・排出用パレット７０を有する。ガントリーレール２０は工作機械１０とパレット７０をカバーする。
【０００７】
ガントリーレール２０上に走行する多関節ロボット３０は、ロボットベース４０を有し、ロボットベース４０は第１の関節５０を介して連結させる第１のアーム５１を有する。第１のアーム５１は第２の関節５２を介して連結される第２のアーム５３を有し、第２のアーム５３の先端には第３の関節５４を介してロボットハンド５５が取りつけられる。ロボットハンド５５は、ワークＷ１を把持して、工作機械１０に供給し、排出する。
【０００８】
図２の平面図（ｂ）に示すように、多関節ロボット３０のハンド５５の先端部は、ベース４０から最大限寸法Ｄ１だけ可動することができる。この寸法Ｄ１が工作機械１０の前面カバー１１よりも突出する場合には、クリアランスＣ１を加えた位置に安全柵（安全カバー）８０の前面柵（前面カバー）８１を設置する必要がある。
【０００９】
安全柵８０は、前面柵８１に加えて、側面柵８２，８３により構成される。
工作機械１０の前面よりもオペレータＰ１側に、前面柵（前面カバー）８１が設けられると、オペレータＰ１は、工作機械１０のスライドドア１２にアクセスすることができず、また、ドア１２の窓１４を通して加工エリアを監視することが困難となる。また、工作機械１０のＮＣ装置１８の操作盤１６を操作することができない不便がある。
【００１０】
多関節ロボット３０のアーム５１，５３の寸法を短くして可動範囲が工作機械１０の内側になるような多関節ロボットを用意すれば、上述した問題は回避できる。
しかしながら、この場合は、工作機械のサイズに合わせて多種類の多関節ロボットを用意する必要があり、合理的ではない。
また、工作機械の使用によっては、可動範囲の制限によってロボットが機能しない場合もある。
そこで、本発明は、２分離電子系統速度監視制御機能を備える多関節ロボットを用いた新たな加工装置を構成するものである。
【００１１】
図３は、本発明の加工装置を示す外観図、図４は三面図である。
全体を符号１００で示す加工装置は、工作機械１０と、工作機械１０の上部架設したガントリーレール１２０上を走行する２分離電子系統速度監視制御機能を備えた多関節ロボット１３０を備える。２分離電子系統速度監視制御機能は、多関節ロボットのＮＣ制御装置内に装備される。
【００１２】
ガントリーレール１２０上を走行する２分離電子系統速度監視制御機能付多関節ロボット１３０は、ロボットベース１４０を有し、ロボットベース１４０は、第１の関節１５０を介して連結される第１のアーム１５１を有する。
第１のアーム１５１は第２の関節１５２を介して連結される第２のアーム１５３を有し、第２のアーム１５３の先端には第３の関節１５４を介してロボットハンド１５５が取りつけられる。
ロボットハンド１５５はワークＷ１を把持して工作機械１０に供給し、排出する。
【００１３】
多関節ロボット１３０の２分離電子系統速度監視制御機能は、ロボットの可動範囲を制限するように設定することができる。
２分離電子系統速度監視制御機能は、多関節ロボットを制御するＮＣに内臓された安全機能であって、モータの位置と速度を二重に監視して、動力を遮断する経路を二系統備える。この２分離電子系統速度監視制御機能は高い安全性を有し、欧州の安全規格に適合している。
【００１４】
この２分離電子系統速度監視制御機能を利用して、図４の（ｂ）に示すように、ロボットハンド１５５の可動範囲Ｄ２は、工作機械１０の前面カバー１１よりも内側に制限設定される。
この可動範囲の制限設定により安全柵１８０の前面柵１８１は、工作機械１０の前面を覆う位置に設ける必要はなくなる。
【００１５】
この構成により、オペレータＰ１は２分離電子系統速度監視制御機能付多関節ロボット１３０が稼働中であっても工作機械１０のドア１２を開閉したり、窓１４を通して加工エリアを監視したり、ＮＣ装置１８の操作盤１６の操作を行うことができる。また、加工装置全体の設置スペースを狭くすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】多関節ロボットを用いた加工装置の外観図。
【図２】図１の加工装置の三面図。
【図３】本発明の加工装置の外観図。
【図４】図３の加工装置の三面図。
【符号の説明】
【００１７】
１０ 工作機械
１１ 前面カバー
１２ ドア
１４ 窓
１６ 操作盤
１８ ＮＣ装置
７０ パレット
１００ 加工装置
１２０ ガントリーレール
１３０ ２分離電子系統速度監視制御機能付多関節ロボット
１４０ ロボットベース
１５０ 第１の関節
１５１ 第１のアーム
１５２ 第２の関節
１５３ 第２のアーム
１５４ 第３の関節
１５５ ロボットハンド
１８０ 安全柵
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械と、工作機械の側部に配設されるワークのパレットと、工作機械の上部に配設されて工作機械とパレットの間を結ぶガントリーレールと、ガントリーレール上を走行する多関節ロボットと、多関節ロボットの制御装置を備えた加工装置において、
多関節ロボットの制御装置は、２分離電子系統速度監視機能を備え、多関節ロボットの可動範囲は、２分離電子系統速度監視機能により工作機械の前面カバーの内側に制限されることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
工作機械に隣接して設けられる安全柵を備え、安全柵は工作機械の前面カバーを除く部分を囲うことを特徴とする請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
多関節ロボットは、ガントリーレール上を走行するロボットベースと、ロボットベースに対して第１の関節を介して連結される第１のアームと、第１のアームに対して第２の関節を介して連結される第２のアームと、第２のアームの先端に第３の関節を介してとりつけられるロボットハンドを備え、ロボットハンドはワークを把持して工作機械とパレットの間を搬送することを特徴とする請求項１記載の加工装置。
【請求項１】
工作機械と、工作機械の側部に配設されるワークのパレットと、工作機械の上部に配設されて工作機械とパレットの間を結ぶガントリーレールと、ガントリーレール上を走行する多関節ロボットと、多関節ロボットの制御装置を備えた加工装置において、
多関節ロボットの制御装置は、２分離電子系統速度監視機能を備え、多関節ロボットの可動範囲は、２分離電子系統速度監視機能により工作機械の前面カバーの内側に制限されることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
工作機械に隣接して設けられる安全柵を備え、安全柵は工作機械の前面カバーを除く部分を囲うことを特徴とする請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
多関節ロボットは、ガントリーレール上を走行するロボットベースと、ロボットベースに対して第１の関節を介して連結される第１のアームと、第１のアームに対して第２の関節を介して連結される第２のアームと、第２のアームの先端に第３の関節を介してとりつけられるロボットハンドを備え、ロボットハンドはワークを把持して工作機械とパレットの間を搬送することを特徴とする請求項１記載の加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−６４１５８（Ｐ２０１０−６４１５８Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３０１９０（Ｐ２００８−２３０１９０）
【出願日】平成２０年９月８日（２００８．９．８）
【出願人】（０００１１４７８７）ヤマザキマザック株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月８日（２００８．９．８）
【出願人】（０００１１４７８７）ヤマザキマザック株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
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