CN108247401B - 工件更换装置和工件更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明是工件更换装置和工件更换方法，该工件更换装置配置在机床的开闭门的旁边，通过在开闭门的内外之间移动来更换工件。工件更换装置具有：臂部，该臂部的一端部以该臂部能够旋转的方式支承于底座；及控制部，其控制对臂部的驱动，所述控制部具有：第一旋转执行部，在要对处于开闭门的内侧的工件进行更换时，该第一旋转执行部开始开闭门的打开动作，并且执行使臂部在开闭门的打开动作的过程中向开闭门的外侧的旋转；及第二旋转执行部，其在第一旋转执行部执行使臂部的旋转之后，且是在开闭门的打开动作完成之前，开始臂部的向开闭门的内侧的旋转。

Description

工件更换装置和工件更换方法

技术领域

本发明涉及工件更换装置和工件更换方法，该工件更换装置位于机床的开闭门的旁边，该工件更换装置通过在机床的内侧和外侧之间移动来更换工件。

背景技术

日本特许公开公报第2015－205385号公开了机床和机械手。壁包覆机床，以防止切屑等飞散、冷却液等飞溅。壁具有开闭门。机械手位于开闭门的外侧，机械手与开闭门的开闭相连动地更换工件。在开闭门打开之后，机械手的臂部为了进入开闭门的内侧，开始进行动作。在开闭门打开之前，机械手不会开始进行动作，因此，更换工件需要较长时间。

发明内容

本发明的目的是，提供能够缩短工件的更换时间的工件更换装置和工件更换方法。

第1技术方案是一种工件更换装置，该工件更换装置配置在机床的开闭门的旁边，通过在所述开闭门的内外之间移动来更换工件，其中，该工件更换装置具有：臂部，该臂部的一端部以该臂部能够旋转的方式支承于底座；及控制部，其控制对臂部的驱动，控制部具有：第一旋转执行部，在要对处于开闭门的内侧的工件进行更换时，该第一旋转执行部开始开闭门的打开动作，并且执行使臂部在开闭门的打开动作的过程中向开闭门的外侧的旋转；及第二旋转执行部，其在第一旋转执行部执行使臂部的旋转之后，且是在开闭门的打开动作完成之前，开始所述臂部的向开闭门的内侧的旋转。工件更换装置在开始开闭门的打开动作时，使臂部向开闭门的外侧旋转。工件更换装置在开闭门的打开动作完成之前，使臂部向开闭门的内侧旋转。臂部在开闭门的打开动作完成之前就开始向开闭门侧移动。因此，与臂部在开闭门的打开动作完成之前一直待机的情况相比，能够缩短工件的更换时间。

在第2技术方案的工件更换装置中，控制部在第一旋转执行部执行使臂部的旋转之前，将臂部配置为竖立状态。在臂部向开闭门的外侧旋转之前，臂部处于竖立状态。由于臂部是竖立的，因此，臂部配置在不会与机床相互干扰的中立位置。能够将臂部呈竖立状态时所处的位置即中立位置作为用于运算臂部的旋转角度的基准位置。

在第3技术方案的工件更换装置中，第一旋转执行部执行使臂部的旋转，直到臂部相对于呈竖立状态时的臂部而言的角度为基于臂部的旋转加速度和臂部在进入开闭门的内侧时的旋转速度确定好的角度。臂部向开闭门的外侧旋转，直到相对于呈竖立状态时的所述臂部呈规定角度，即，直到相对于与竖立时的臂部平行的基准线呈规定角度。臂部向开闭门侧移动，并以期望的旋转速度进入开闭门的内侧。臂部以非常快的速度进入开闭门的内侧，从而缩短了工件的更换时间。

在第4技术方案的工件更换装置中，第二旋转执行部基于下述时间开始臂部的向所述开闭门的内侧的旋转，以使得臂部在开闭门的打开动作完成时或刚刚完成时以旋转速度进入开闭门的内侧，该时间是指所述开闭门进行打开动作所需的时间、所述臂部达到所述角度所需的时间以及所述臂部从达到所述角度时开始向所述开闭门的内侧旋转之后至达到所述旋转速度时所需的时间。臂部可靠地在开闭门向打开方向的移动完成时或刚刚完成时以规定的旋转速度进入开闭门的内侧。

在第5技术方案的工件更换装置中，旋转加速度为臂部的最大旋转加速度。臂部能够以最大加速度进行动作，从而能够以最快速度进入开闭门的内侧。

在第6技术方案的工件更换装置中，臂部具有：第一臂部，该第一臂部的一端部以该第一臂部能够旋转的方式支承于底座；及第二臂部，该第二臂部的一端部以该第二臂部能够旋转的方式支承于第一臂部的另一端部，在该第二臂部的另一端部设有用于把持工件的把持部，第一旋转执行部和第二旋转执行部执行使第一臂部的旋转。由于第一臂部以非常快的速度进入开闭门，因此，第二臂部也以非常快的速度进入开闭门的内侧。第二臂部能够用较短的时间进行对工件的更换。

第7技术方案是一种工件更换方法，在该工件更换方法中，使用配置在机床的开闭门的旁边的工件更换装置，通过使该工件更换装置在开闭门的内外之间移动来更换工件，其中，工件更换装置具有臂部，该臂部的一端部以该臂部能够旋转的方式支承于底座，在要对处于开闭门的内侧的工件进行更换时，开始开闭门的打开动作，并且执行使臂部在开闭门的打开动作的过程中向所述开闭门的外侧的旋转，在执行使臂部的旋转之后，且是在开闭门的打开动作完成之前，开始臂部的向开闭门的内侧的旋转。与臂部在开闭门的打开动作完成之前一直待机的情况相比，能够缩短工件的更换时间。

第8技术方案是一种工件更换装置，该工件更换装置配置在机床的开闭门的旁边，其具有：存储部，该存储部存储有计算机程序，该计算机程序能够使臂部在开闭门的内外之间移动来更换工件，该臂部的一端部以该臂部能够旋转的方式支承于底座；及处理装置，其用于执行存储部中存储的计算机程序，其中，在处理装置执行计算机程序时，在要对处于开闭门的内侧的工件进行更换时，开始开闭门的打开动作，并且执行使臂部在开闭门的打开动作的过程中向开闭门的外侧的旋转，在执行使臂部的旋转之后，且是在开闭门的打开动作完成之前，开始臂部的向开闭门的内侧的旋转。与臂部在开闭门的打开动作完成之前一直待机的情况相比，能够缩短工件的更换时间。

附图说明

图1是表示机床、壁、门组件和工件更换装置的立体图。

图2是粗略表示机床、壁和门组件的立体图。

图3是表示柱塞和块状物的局部放大立体图。

图4是表示柱塞的纵剖视图。

图5是表示工件更换装置的局部剖视右视图。

图6是把持部附近部分的放大纵剖视图。

图7是表示工件更换装置的上部的立体图。

图8是表示测量第一臂部的第一旋转角度和第二臂部的第二旋转角度的基准的局部放大主视图。

图9是表示呈非卡合状态时的柱塞和卡合槽的局部放大主视图。

图10是表示呈卡合状态时的柱塞和卡合槽的局部放大主视图。

图11是表示用于控制对工件更换装置的驱动的控制装置的框图。

图12是说明利用控制装置进行的工件更换处理的流程图。

图13是说明利用控制装置进行的工件更换处理的流程图。

图14是表示第一旋转角度为0度且开闭门关闭时的工件更换装置的主视图。

图15是表示第一旋转角度为0度且开闭门关闭时的工件更换装置的俯视图。

图16是表示第一旋转角度为α时的工件更换装置的主视图。

图17是表示第一臂部进入到开闭门的内侧之后的工件更换装置的主视图。

图18是表示第一臂部进入到开闭门的内侧之后的工件更换装置的俯视图。

图19是说明规定时间的确定方法的图。

具体实施方式

基于附图说明实施方式的工件更换装置。下面的说明中使用附图所示的上下左右前后。如图1所示，壁101设于机床100周围。开口(省略图示)设于壁101的右部，门组件4设于开口的右侧。工件更换装置1设于门组件4的外侧。台90设于工件更换装置1的右侧，台90用于支承工件91。门组件4具有壳体41。壳体41呈沿上下方向和前后方向延伸的较薄的长方体状，壳体41具有开口42。开口42贯穿壳体41的右侧面和左侧面。开口42处于与壁101的开口相对的位置。壳体41收容有开闭门43。开闭门43能够沿前后方向移动。开闭门43与壳体41大致平行，通过使开闭门43沿前后方向移动来开闭开口42。开闭门43的开闭方向为前后方向。限位开关43a(参照图11)设于开口42的前侧缘部分。限位开关43a能够检测到开闭门43已关闭。也可以使用光学传感器、霍尔传感器等能够检测到开闭门43已关闭的其他传感器，来代替限位开关43a。

如图2和图3所示，柱塞44和块状物45a借助呈字母L状的安装件46设于开闭门43的前端部。柱塞44配置在块状物45a的上侧。如图4所示，柱塞44具有外壳44a、收容室44b、弹性构件44c和球44d。外壳44a从开闭门43向右方突出。收容室44b设于外壳44a内，收容室44b呈沿左右方向延伸的筒状。收容室44b贯穿外壳44a的右侧面，收容室44b的右端的直径小于收容室44b的其他部分的直径。弹性构件44c收容于收容室44b。球44d设于弹性构件44c的右端。球44d的直径大于收容室44b的右端的直径，且小于收容室44b的其他部分的直径。因此，球44d能够在收容室44b内沿左右方向移动且不会从收容室44b向右方跑出去。弹性构件44c向右方对球44d施力。弹性构件44c例如是弹簧或橡胶。块状物45a是能够被后述的接近传感器45b检测到的构件，块状物45a是由铁等金属形成的箱状构件。

工件更换装置1具有基座12。基座12呈沿前后方向延伸的长方体状。两条轨道13设于基座12的右侧面。两条轨道13沿前后方向延伸，且在上下方向上隔有间隔。螺杆14设于两条轨道13之间。螺杆14沿前后方向延伸。两个轴承15分别支承螺杆14的前部和后部。第一马达11设于螺杆14的后端。螺母16借助滚动体(省略图示)与螺杆14的中段部相连结。底座18设于螺母16的右侧。底座18在从前方观察时呈倒L状，具有右板部18a和上板部18b。右板部18a沿上下方向和前后方向延伸，右板部18a借助安装板17与螺母16相连结。上板部18b从右板部18a的上端向左方突出。螺母16和底座18通过第一马达11的旋转从而沿前后方向移动。接近传感器45b设于上部板18b，接近传感器45b面向壁101。接近传感器45b例如是霍尔传感器、光学传感器或超声波传感器，能够检测到有物体接近。上板部18b具有前支承体20和后支承体21。前支承体20和后支承体21在前后方向上隔有间隔，它们固定在上板部18b的上表面。后支承体21呈以前后方向为轴线方向的筒状，第二马达22设于后支承体21的后部。传动圆柱24设于后支承体21的内侧。传动圆柱24的轴线方向为前后方向。第二马达22的旋转轴22a与传动圆柱24的轴部分以同轴的方式连结。前支承体20呈筒状，且以前后方向为轴线方向。前支承体20收容有第三马达23(第二驱动源)。第三马达23的旋转轴23a从前支承体20向后方突出。

第一臂部31设于前支承体20与后支承体21之间。第一臂部31呈沿上下方向延伸的箱状。第一臂部31的下端部呈沿前后方向贯通的筒状，第一臂部31的下端部向后方突出。如图5和图7所示，圆弧部310设于第一臂部31的下端部的后部的外周面的局部，圆弧部310具有卡合槽31a。球44d能够与圆弧状的卡合槽31a卡合。传动圆柱24借助圆盘状的毂部25与第一臂部31的下端部的后部以同轴的方式连结。

第三马达23的旋转轴23a插入于第一臂部31的下端部的前部。带轮26设于第三马达23的旋转轴23a。第三马达23的旋转轴23a、第二马达22的旋转轴22a、传动圆柱24的轴部分和第一臂部31的下端部的轴心位于第一轴线51(参照图7)上。随着第二马达22旋转，传动圆柱24绕第一轴线51旋转，第一臂部31以其下端部为中心绕第一轴线51旋转。传动圆柱33设于第一臂部31的上端部的前侧部分。传动圆柱33的轴线方向为前后方向，传动圆柱33具有向前方和后方突出的轴部33a。轴部33a的后端部贯穿第一臂部31的上端部，且位于第一臂部31的内侧。带轮33b设于轴部33a的后端部。皮带38张设在带轮26和带轮33b这两个带轮上。第二臂部32设于传动圆柱33的前侧。第二臂部32呈沿上下方向延伸的箱状。传动圆柱33与第二臂部32的上端部相连结。轴部33a位于第二轴线52(参照图7)上。随着第三马达23旋转，轴部33a和传动圆柱33借助皮带38绕第二轴线52旋转，第二臂部32以其上端部为中心绕第二轴线52旋转。第二臂部32的下端部收容有第四马达34。开口32a设于第二臂部32的下端部的后侧部分。第四马达34的旋转轴34a从开口32a向后方突出。带轮35设于旋转轴34a。

支承筒66设于第二臂部32的下端部的下表面。支承筒66的轴线方向为前后方向。支承筒66呈有底圆筒状，支承筒66的底部位于后侧。传动体65呈圆盘状，设于支承筒66。传动体65的轴线方向为前后方向。旋转轴67设于传动体65的中心。旋转轴67从传动体65向前方和后方延伸。旋转轴67的后端部贯穿支承筒66的底部，并突出到支承筒66的后侧。带轮36设于旋转轴67的后端部。皮带37张设在带轮35和带轮36这两个带轮上。圆板部68设于旋转轴67的前端部。从前方观察时呈字母L状的支承板64设于圆板部68的前侧。圆板部68与支承板64的拐角部64a相连结。随着第四马达34和带轮35旋转，带轮36、旋转轴67和传动体65借助皮带37旋转，支承板64旋转。支承板64以前后方向为旋转轴线方向，以拐角部64a为中心旋转。把持部60分别设于支承板64的两端部。把持部60具有缸部61、移动板62和接受构件63。移动板62在缸部61的驱动下进行移动。接受构件63与移动板62相对。随着缸部61进行驱动，移动板62靠近接受构件63或远离接受构件63。工件91位于移动板62与接受构件63之间，在移动板62靠近接受构件63时，移动板62和接受构件63把持工件91。在移动板62远离接受构件63时，移动板62和接受构件63放开工件91。

如图8所示，第一臂部31的第一旋转角度以呈竖立状态时的第一臂部31为基准，即以从第一轴线51向上方延伸的第一基准线71(铅垂线)为基准。相对于第一基准线71向右侧旋转时的第一旋转角度为正，相对于第一基准线71向左侧旋转时的第一旋转角度为负。在第一臂部31的上端部相对于第一基准线71向右侧旋转时，第一臂部31与第一基准线71所构成的角度为第一臂部31的正的第一旋转角度。在第一臂部31的上端部相对于第一基准线71向左侧旋转时，第一臂部31与第一基准线71所构成的角度为第一臂部31的负的第一旋转角度。第二臂部32的第二旋转角度以从第一轴线51沿第一臂部31的长边方向延伸的第二基准线72为基准。相对于第二基准线72向右侧旋转时的第二旋转角度为正，相对于第二基准线72向左侧旋转时的第二旋转角度为负。在第二臂部32的上端部相对于第二基准线72向右侧旋转时，第二臂部32与第二基准线72所构成的角度为第二臂部32的正的第二旋转角度。在第二臂部32的上端部相对于第二基准线72向左侧旋转时，第二臂部32与第二基准线72所构成的角度为第二臂部32的负的第二旋转角度。而且，第一基准线71与第二基准线72所构成的角度与第一旋转角度相对应。如图9所示，在第一臂部31向右侧(远离开闭门43的一侧)旋转，且第一旋转角度变为规定角度以上时，卡合槽31a向上方离开球44d。球44d不与卡合槽31a卡合。如图10所示，在第一臂部31向左侧(开闭门43侧)旋转，且第一旋转角度变为小于规定角度时，卡合槽31a位于从比球44d靠上侧的位置至比球44d靠下侧的位置的范围。即，卡合槽31a所在的上下方向上的范围包含球44d的上下方向位置。在卡合槽31a和球44d的前后方向位置大致相同时，球44d与卡合槽31a卡合。

如图11所示，控制装置80具有CPU81、ROM82、RAM83、非易失性存储器84、输入接口85和输出接口86。CPU81具有计时器81a。CPU81通过将控制程序从ROM82读入RAM83，来控制对机床100和工件更换装置的驱动。ROM82存储有用于更换工件91的更换程序。CPU81通过依次读入构成更换程序的多个程序块来执行工件更换处理。第一马达11具有第一编码器11b，第二马达22具有第二编码器22b，第三马达23具有第三编码器23b，第四马达34具有第四编码器34b。第一编码器11b用于检测第一马达11的旋转角度，第二编码器22b用于检测第二马达22的旋转角度，第三编码器23b用于检测第三马达23的旋转角度，第四编码器34b用于检测第四马达34的旋转角度，第一编码器11b～第四编码器34b借助输入接口85向控制装置80输入所检测到的旋转角度。接近传感器45b能向控制装置80输入表示块状物45a是否已接近的信号，即能向控制装置80输入表示开闭门43是否已接近的信号。限位开关43a能向控制装置80输入表示开闭门43已关闭的信号。控制装置80借助输出接口86分别向第一马达11～第四马达34和缸部61输出驱动信号。控制装置80能基于从第一编码器11b输入的第一马达11的旋转角度运算工件更换装置1的前后方向位置，控制装置80能基于从第二编码器22b输入的第二马达22的旋转角度运算第一臂部31的第一旋转角度。控制装置80能基于从第三编码器23b输入的第三马达23的旋转角度运算第二臂部32的第二旋转角度，控制装置80能基于从第四编码器34b输入的第四马达34的旋转角度运算支承板64绕旋转轴67的位置。在初始状态时，第一旋转角度小于规定角度。卡合槽31a绕第一轴线51的位置为与球44d卡合的位置。如图12所示，在CPU81判定为对工件的加工已完成之前，CPU81一直待机(步骤S1：否)。在CPU81判定为对工件的加工已完成时(步骤S1：是)，CPU81对是否从限位开关43a输入了表示开闭门43已关闭的信号进行判定(步骤S2)。在CPU81判定为未从限位开关43a输入表示开闭门43已关闭的信号时(步骤S2：否)，CPU81对是否从接近传感器45b输入了表示开闭门43已接近的信号进行判定(步骤S3)。在CPU81判定为未从接近传感器45b输入表示开闭门43已接近的信号时(步骤S3：否)，CPU81报错(步骤S4)，并结束处理。CPU81例如在操作画面显示出错这样的信息。在该情况下，可能是：开闭门43是开着的且工件更换装置1位于前方，球44d未与卡合槽31a卡合，或限位开关43a、接近传感器45b等发生了故障。在CPU81判定为从接近传感器45b输入了表示开闭门43已接近的信号时(步骤S3：是)，开闭门43是开着的且工件更换装置1位于后方，球44d与卡合槽31a卡合，因此，在CPU81判定为从限位开关43a输入表示开闭门43已关闭的信号之前，CPU81一直使第一马达11进行驱动，使工件更换装置1向前方移动，使开闭门43关闭(步骤S5)。在CPU81判定为开闭门43已关闭时(步骤S2：是，步骤S5)，CPU81基于来自第二编码器22b的输入，运算第一旋转角度，并对第一旋转角度是否为0度进行判定(步骤S6)。在CPU81判定为第一旋转角度不为0度时(步骤S6：否)，CPU81使第一臂部31旋转，直到第一旋转角度变为0度(步骤S7)。0度小于上述规定角度，球44d与卡合槽31a卡合。

如图14和图15所示，在CPU81判定为第一旋转角度为0度时(步骤S6：是，步骤S7)，CPU81开始第一马达11的驱动，开始工件更换装置1的向后方的移动，开始开闭门43的打开动作，且开始第二马达22的驱动，开始第一臂部31的向右的旋转，即，开始第一臂部31的向开闭门43的外侧的旋转(步骤S8)。CPU81在球44d与卡合槽31a卡合的范围内使第一臂部31向右旋转。第一旋转角度小于上述规定角度。CPU81利用计时器81a开始计时(步骤S9)。计时器81a能够对从开闭门43的打开动作开始时算起的经过时间进行计量。

CPU81对第一旋转角度是否大于或等于预先确定好的α(α＞0)[度]进行判定(步骤S10)。α小于上述规定角度，球44d与卡合槽31a卡合。例如按下述方式确定α。

α＝1/2＊X²/Y

X[度/s]：第一臂部31进入开闭门43时的旋转速度

Y[度/s²]：第一臂部31的最大加速度

由于Y是根据第二马达22的规格确定好的，因此，只要设定期望的旋转速度X，就能够确定α。旋转速度X例如是第一旋转角度为0度时的第一臂部31的旋转速度。由于第一臂部31是以最大加速度Y进行动作的，因此，能够使旋转速度X为最快速度。

在CPU81判定为第一旋转角度不为大于或等于α时(步骤S10：否)，CPU81使处理返回至步骤S10。如图16所示，在CPU81判定为第一旋转角度大于或等于α时(步骤S10：是)，CPU81使第一臂部31的向右的旋转停止(步骤S11)。CPU81对是否从开闭门43的打开动作开始时起经过了规定时间进行判定(步骤S12)。利用表示时间轴t的图19来说明规定时间的确定方法。图19中，将开闭门43的打开动作开始时的时间点设为0，将通过开闭门43的打开动作在门组件4形成了能够允许第一臂部31进入的开口面积时的时间点设为t1，即，将开闭门43的打开动作完成时的时间点设为t1，将第一旋转角度为α时的时间点设为t2。在假设为从时间点t2开始立即使第一臂部31开始向左旋转的情况下，第一旋转角度变为0度时的时间点为t3，即，第一臂部31的旋转速度变为X时的时间点为t3。对从时间点0至时间点t2为止的时间T2与从时间点t2至时间点t3为止的时间T3之和同从时间点0至时间点t1为止的时间T1进行比较，如图19的A所示，在T1＜T2+T3的情况下，将时间T2确定为规定时间。如图19的B所示，在T1＞T2+T3的情况下，运算时间点t3与时间点t1之间相隔的时间T4，将T2+T4确定为规定时间。t4表示从时间点0开始经过T2+T4时的时间点。T4为T1－T2－T3。CPU81运算时间T1、时间T2、时间T3和时间T4，将T2或T2+T4确定为规定时间。也可以是，预先运算时间T1、时间T2、时间T3和时间T4，将T2或T2+T4存储至非易失性存储器84，CPU81参照已存储好的时间。如后述，在经过T2或T2+T4之后，第一臂部31向左侧旋转，且不会与开闭门43相互干扰地以期望的旋转速度X进入开闭门43的内侧。在CPU81判定为从开闭门43的打开动作开始时起尚未经过规定时间时(步骤S12：否)，CPU81使处理返回至步骤S12。在CPU81判定为从开闭门43的打开动作开始时起经过了规定时间时(步骤S12：是)，CPU81开始第一臂部31的向左侧的旋转(步骤S13)。在第一臂部31进入到能够在开闭门43的内侧对工件进行更换的位置之前，CPU81一直待机(步骤S14：否)。例如，在第一旋转角度变为小于或等于－90度之前，CPU81一直待机。在第一臂部31进入到能够在开闭门43的内侧对工件进行更换的位置时(步骤S14：是)，例如，在第一旋转角度变为小于或等于－90度时，CPU81使第一臂部31的向左的旋转停止(步骤S15)。需要说明的是，－90度仅是对第一臂部31是否已进入到能够对工件进行更换的位置进行判定的基准的一例，也可以采用其他角度，例如采用－89度～－70度范围内的任意角度。

如图17和图18所示，CPU81执行在开闭门43的内侧对工件进行更换的处理(步骤S16)，CPU81执行使第一臂部31从开闭门43退出的处理和使开闭门43关闭的处理(步骤S17)，CPU81执行在开闭门43的外侧对工件进行更换的处理(步骤S18)。

在实施方式的工件更换装置1和工件更换方法中，在开始开闭门43的打开动作时使第一臂部31向开闭门43的右侧(外侧)旋转。在工件更换装置1和工件更换方法中，在开闭门43的打开动作完成之前使第一臂部31向开闭门43的左侧(内侧)旋转的(参照步骤S13和图19)。由于第一臂部31是在开闭门43的打开动作完成之前就开始向开闭门43侧移动的，因此，与第一臂部31在开闭门43的打开动作完成之前一直待机的情况相比，能够缩短工件的更换时间。在工件更换装置1和工件更换方法中，在第一臂部31向开闭门43的外侧旋转之前，将第一臂部31配置为与第一基准线71平行(参照步骤S6和图15)，其中，该第一基准线71与呈竖立状态时的第一臂部31平行，即该第一基准线71沿上下方向延伸。通过使第一臂部31为竖立状态，能够将第一臂部31配置在不会与机床100相互干扰的中立位置。能够将第一臂部31呈竖立状态时所处的位置即中立位置作为用于运算第一臂部31的旋转角度的基准位置。第一臂部31向开闭门43的右侧(外侧)旋转，直到第一臂部31的旋转角度变为α。第一臂部31以期望的旋转速度X进入开闭门43的内侧。第一臂部31向开闭门43侧移动，并以期望的旋转速度X进入开闭门43的内侧。臂部以非常快的速度进入开闭门43的内侧，缩短了工件的更换时间。在开闭门43向门打开的方向移动的过程中，第一臂部31向开闭门43的外侧旋转，并在规定时间点(t2或t4)向开闭门43的内侧旋转。第一臂部31在开闭门43的打开动作完成时或刚刚完成时以期望的旋转速度X进入开闭门43的内侧(参照步骤S13和图19)。由于第一臂部31在开闭门43的打开动作完成时或刚刚完成时以非常快的速度进入开闭门43的内侧，因此，能够缩短工件的更换时间。

第一臂部31能够以最大加速度Y进行动作，从而能够以最快速度进入开闭门43的内侧。由于第一臂部31以非常快的速度进入开闭门43，因此，第二臂部32也以非常快的速度进入开闭门43的内侧，从而能够用较短的时间执行利用第二臂部32的把持部60进行的工件更换。也可以是，在对工件进行更换时，与第一臂部31同样地，将第二臂部32配置为与第一基准线71平行，并使第二臂部32向开闭门43的右侧(外侧)旋转，在开闭门43的打开动作完成之前，使第二臂部32向开闭门43的左侧(内侧)旋转。

变更例

在图19的A的情况下，即，在T1＜T2+T3的情况下，为了缩短从开闭门43的打开动作完成时起至对工件的更换完成为止的时间，也可以是，CPU81还进行下述这样的第一运算和第二运算。

第一运算

在开闭门43的内侧的为了对工件进行更换的第一臂部31的目标角度为Z的情况下，CPU81运算从开闭门43的打开动作完成时起至第一臂部31的角度变为Z为止的时间T5。按下述方式确定时间T5。

T5＝t3－t1+|Z|/X

第二运算

CPU81代替旋转速度X，而是将小于X的X′设定为向左旋转时的旋转速度，即，将X′设定为时间点t1(开闭门43的打开动作完成时的时间点)时的旋转速度。旋转速度X′例如已预先存储至非易失性存储器84。CPU81将小于α的角度β确定为第一臂部31的向右旋转的角度。第一臂部31在时间点t1时以旋转速度X′进入开闭门43的内侧。按下述方式确定角度β。

β＝1/2＊X′²/Y

向右的旋转在时间点t2′时结束。向右旋转时的速度与步骤S8时的情况相同，因此，时间点t2′为早于时间点t2的时间点。第一旋转角度在时间点t1时为0度。CPU81运算从开闭门43的打开动作完成时起至第一臂部31的角度变为Z为止的时间T6。按下述方式确定时间T6。

T6＝|Z|/X′

CPU81对时间T5和时间T6进行比较，采用值较小的那一者，并驱动第一臂部31(参照步骤S8及其之后的步骤)。

在图19的B的情况下，即，在T1＞T2+T3的情况下，上述实施方式是在从时间点t2起至经过时间T4时为止的期间内一直待机，但也可以是，代替上述方式，在从时间点0起至经过时间T4时为止的期间内一直待机。

也可以是，放缓向右旋转时的旋转速度，并从时间点t2开始立即开始向右旋转。在该情况下，第一臂部31将在时间点t1时进入开闭门43的内侧。

Claims (4)

1.一种工件更换装置，该工件更换装置(1)配置在机床(100)的开闭门(43)的旁边，通过在所述开闭门的内外之间移动来更换工件，其中，

该工件更换装置具有：

臂部，该臂部的一端部以该臂部能够旋转的方式支承于底座；及

控制部(80)，其控制对该臂部的驱动，

所述控制部具有：

第一旋转执行部，在要对处于所述开闭门的内侧的工件进行更换时，该第一旋转执行部开始所述开闭门的打开动作，并且执行使所述臂部在所述开闭门的打开动作的过程中向所述开闭门的外侧的旋转；及

第二旋转执行部，其在该第一旋转执行部执行使所述臂部的旋转之后，且是在所述开闭门的打开动作完成之前，开始所述臂部的向所述开闭门的内侧的旋转，

所述控制部在所述第一旋转执行部执行使所述臂部的旋转之前，将所述臂部配置为竖立状态，

所述第一旋转执行部执行使所述臂部的旋转，直到所述臂部相对于呈竖立状态时的所述臂部而言的角度为基于所述臂部的旋转加速度和所述臂部在进入所述开闭门的内侧时的旋转速度确定好的角度，

所述第二旋转执行部基于下述时间开始所述臂部的向所述开闭门的内侧的旋转，以使得所述臂部在所述开闭门的打开动作完成时或刚刚完成时以所述旋转速度进入所述开闭门的内侧，该时间是指所述开闭门进行打开动作所需的时间、所述臂部达到所述角度所需的时间以及所述臂部从达到所述角度时开始向所述开闭门的内侧旋转之后至达到所述旋转速度时所需的时间，

所述旋转加速度为所述臂部的最大旋转加速度。

2.根据权利要求1所述的工件更换装置，其中，

所述臂部具有：

第一臂部(31)，该第一臂部的一端部以该第一臂部能够旋转的方式支承于底座；及

第二臂部(32)，该第二臂部的一端部以该第二臂部能够旋转的方式支承于所述第一臂部的另一端部，在该第二臂部的另一端部设有用于把持工件的把持部，

所述第一旋转执行部和第二旋转执行部执行使所述第一臂部的旋转。

3.一种工件更换方法，在该工件更换方法中，使用配置在机床的开闭门的旁边的工件更换装置，通过使该工件更换装置在所述开闭门的内外之间移动来更换工件，其中，

所述工件更换装置具有臂部，该臂部的一端部以该臂部能够旋转的方式支承于底座，

在要对处于所述开闭门的内侧的工件进行更换时，开始所述开闭门的打开动作，并且执行使所述臂部在所述开闭门的打开动作的过程中向所述开闭门的外侧的旋转，

在执行使所述臂部的旋转之后，且是在所述开闭门的打开动作完成之前，开始所述臂部的向所述开闭门的内侧的旋转，

在执行使所述臂部向所述开闭门的外侧的旋转之前，将所述臂部配置为竖立状态，

执行使所述臂部向所述开闭门的外侧的旋转，直到所述臂部相对于呈竖立状态时的所述臂部而言的角度为基于所述臂部的旋转加速度和所述臂部在进入所述开闭门的内侧时的旋转速度确定好的角度，

基于下述时间开始所述臂部的向所述开闭门的内侧的旋转，以使得所述臂部在所述开闭门的打开动作完成时或刚刚完成时以所述旋转速度进入所述开闭门的内侧，该时间是指所述开闭门进行打开动作所需的时间、所述臂部达到所述角度所需的时间以及所述臂部从达到所述角度时开始向所述开闭门的内侧旋转之后至达到所述旋转速度时所需的时间，

所述旋转加速度为所述臂部的最大旋转加速度。

4.一种工件更换装置，该工件更换装置配置在机床的开闭门的旁边，其具有：存储部，该存储部存储有计算机程序，该计算机程序能够使臂部在所述开闭门的内外之间移动来更换工件，该臂部的一端部以该臂部能够旋转的方式支承于底座；及处理装置，其用于执行所述存储部中存储的所述计算机程序，其中，

在所述处理装置执行所述计算机程序时，

在要对处于所述开闭门的内侧的工件进行更换时，开始所述开闭门的打开动作，并且执行使所述臂部在所述开闭门的打开动作的过程中向所述开闭门的外侧的旋转，

在执行使所述臂部的旋转之后，且是在所述开闭门的打开动作完成之前，开始所述臂部的向所述开闭门的内侧的旋转，

在执行使所述臂部向所述开闭门的外侧的旋转之前，将所述臂部配置为竖立状态，

执行使所述臂部向所述开闭门的外侧的旋转，直到所述臂部相对于呈竖立状态时的所述臂部而言的角度为基于所述臂部的旋转加速度和所述臂部在进入所述开闭门的内侧时的旋转速度确定好的角度，

基于下述时间开始所述臂部的向所述开闭门的内侧的旋转，以使得所述臂部在所述开闭门的打开动作完成时或刚刚完成时以所述旋转速度进入所述开闭门的内侧，该时间是指所述开闭门进行打开动作所需的时间、所述臂部达到所述角度所需的时间以及所述臂部从达到所述角度时开始向所述开闭门的内侧旋转之后至达到所述旋转速度时所需的时间，

所述旋转加速度为所述臂部的最大旋转加速度。

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