CN109937386A - 机床系统 - Google Patents

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Abstract

一种机床系统，其使用多个自行机器人(31)向多个机床(11)输送被加工物(53)，该机床系统具备向每个机床送出作业要求的机床控制部(23)；基于作业要求对每个自行机器人分别决定作业可能时刻的自行机器人控制部(33)；对自行机器人分别计划的每个自行机器人的作业可能时刻进行比较，使作业可能时刻早的自行机器人执行要求作业的判定部(91)。

Description

机床系统
技术领域
本发明涉及由多个机床和多个自行机器人构成的机床系统。
背景技术
机床将被加工物加工成所希望的形状。此时，使用机器人、无人输送车进行被加工物的向机床上的安装的作业和加工结束了的被加工物的输出的作业。通过不是由人手而是由机器人进行被加工物的安装和输出，能自动运转，能提高生产效率。
在专利文献1中，公开了一种加工计划装置，该加工计划装置在使用输送机器人向多台加工机器输送工件时，按每个工件的种类区分托盘，与出库频度相应地出库托盘。
在专利文献2中，公开了一种输送车分配方法，该输送车分配方法在使用多个输送车输送钢卷材时，向在属于收货点或者卸货点的输送车之中的能够最早到达收货点的输送车分配输送命令。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平06－71693号公报
专利文献2：日本特开平10－297719号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在由机床加工被加工物的情况下，进行被加工物的安装和输出。另外，不仅需要进行被加工物的输送作业，也需要进行除此以外的机床的保养作业。例如，需要向机床供给用于润滑机床的驱动部的油脂类的补充作业。另外，在从被加工物除去的切屑积存在机床上时，需要向机床的外部输出切屑。另外，配备在机床的刀具更换装置上的刀具，因为因加工而磨损或者折损，所以需要向机床的外部输出不要的刀具，将新的刀具插入机床的刀具更换装置内。
但是，因为予期这些保养作业何时发生是困难的，所以不能列入计划而进行自动化。或者，从予防处置的观点看，为了安全起见必须尽早地实施，保养作业的次数增加，浪费变多。因此，这些保养作业，是机床的操作者、保养人员监视在机床的显示装置上显示的警告等，操作者在必要时进行。
在操作者进行保养作业的情况下，因为只能在操作者出勤的时间内进行，所以在需要在夜间、休假日保养的情况下，需要通过报警器、警告等预先使得加工自动地中断。但是，因为加工持续中断直到操作者再来为止，所以机床的运转效率差。
本发明是鉴于上述情况而做出的发明，其目的在于提供一种加工系统，其在需要保养作业时，在适当的时机使自行机器人执行保养作业。
为了解决课题的手段
在本申请发明中，提供一种机床系统，其使用多个自行机器人向多个机床输送被加工物，其特征在于，具备向每个上述机床送出作业要求的机床控制部；基于从上述机床控制部送出的每个上述机床的作业要求，对上述多个自行机器人的每一个分别决定作业可能时刻的自行机器人控制部；和对上述自行机器人分别计划的每个上述自行机器人的作业可能时刻进行比较，使作业可能时刻早的自行机器人执行要求作业的判定部。
由此，即使操作者不预先预测自行机器人的作业时刻，也能由机床和自行机器人自动地决定各种作业的作业可能时刻，在适当的时机使适当的自行机器人执行。
进而，在本发明中，上述作业要求由被加工物输送作业要求和保养作业要求构成，被加工物输送作业要求是被加工物的向机床的安装作业和被加工物的从机床的输出作业中的任一作业的要求，保养作业要求是来自机床的切屑的输出作业、输送润滑油脂向机床的动作部供给润滑油脂的作业或者输送刀具而将刀具向机床的刀具收纳装置插入的作业中的任一作业的要求。
由此，操作者进行的刀具的补充、切屑的输出和油脂类的补充这样的除了被加工物的输送作业以外的保养作业也由自行机器人自动地进行。
发明的效果
根据本发明，在需要保养作业时，能在适当的时机使自行机器人执行保养作业。
附图说明
图1是表示本发明的机床系统的实施方式的概要图。
具体实施方式
为了实施发明的方式
图1表示本发明的实施方式。机床11是多工序自动数字控制机床，其具有把持刀具73进行旋转的主轴13和载置被加工物53的工作台15，通过由进给轴使主轴13和工作台15相对地移动，由旋转的刀具73切削加工被加工物。在图1中，通过工作台15在Z方向、主轴13在XY方向进行移动，使刀具73和被加工物53相对地移动。机床11具备收藏多个刀具73的刀具收纳装置17，由未图示的刀具更换装置更换把持在主轴13上的刀具73和处于刀具收纳装置17中的刀具73，使主轴13旋转而进行加工。进而，机床11在工作台15的下方具备桶，回收由旋转的刀具73从被加工物53除去的切屑。另外，机床11具备向进给轴供给润滑进给轴的油脂类的自动润滑油供给装置19。另外，机床11具有控制装置23，该控制装置23控制进给轴、自动更换装置或者监视自动润滑油供给装置19的状态并给与指令。机床的控制装置23通过无线与自行机器人31进行通讯。
自行机器人31具备无人输送车35和安装在无人输送车35上的具有3轴以上的自由度的机械手37。自行机器人31通过观测发出电波(GPS)、激光光线的位置基准来认识自身的大约的位置，在移动到目标位置附近时由相机认识目标物或者安装在目标物上的标记进行精密的定位。
另外，自行机器人31具有存储移动路径、作业顺序的作业存储部39。操作者通过推自行机器人31，使其沿移动路径移动，将移动路径预先指示给自行机器人31。另外，操作者通过使自行机器人31的机械手37动作，将作业的内容预先指示给自行机器人31。自行机器人31将被指示的移动路径和作业顺序存储在作业存储部39。
进而，在自行机器人31的无人输送车35的上部，具备用于暂时放置输送的物品的搬运台41。
在原材料贮存库51中，分别使用夹具将加工前的被加工物53固定在托盘55上。自行机器人31通过由机械手37把持托盘55，能连托盘55一起将被加工物53移动到自行机器人31的搬运台41上。
在产品贮存库61中，将加工后的被加工物53固定在托盘55上保持原样地保管。自行机器人31从机床11的工作台15将加工结束了的被加工物53连托盘55一起回收，向产品贮存库61输送。操作者只要从产品贮存库61取出作为完成了的产品的加工后的被加工物53即可。
在保养用品贮存库71中，收藏了预备的刀具73。在本发明的机床11中使用的刀具73，被安装在由工业标准确定的多工序自动数字控制机床用的HSK等规定形状的刀具保持架上。刀具保持架的法兰部的形状由标准确定，自行机器人31能由机械手37把持法兰部，在自行机器人31的搬运台41和保养用品贮存库71之间将刀具73连刀具保持架一起移载。
在保养用品贮存库71中，还收藏了油脂类。作为油脂类，如果举润滑油为例，则润滑油以容易输送的方式在放入软管75内的状态下被收藏在保养用品贮存库71中。软管75能与机床11的自动润滑油供给装置19连接。
在切屑废弃场所81中，存在放置空的桶的置桶场地和废弃切屑的大型桶。自行机器人31向机床11输送空的桶，将放入了切屑的桶带回切屑废弃场所，将桶中的切屑扔到大型桶中，将变空了的桶返回置桶场地。
在本发明中，机床11送出作业要求。在机床11送出的作业要求中存在被加工物输送作业要求和保养作业要求。
被加工物输送作业与保养作业相比优先度高。由于如果在机床11上没有进行加工的被加工物53的原材料，则机床11不能进行加工，产生了作业中断的时间，所以与保养作业相比需要优先进行。被加工物输送作业，有将加工前的被加工物53从原材料贮存库51输送到机床11的作业和将加工完的被加工物53从机床11输送到产品贮存库61的作业。由于如果不从机床11去除加工完的被加工物53，则不能向机床11新输入加工前的被加工物53，所以输送加工完的被加工物53的作业，比输送加工前的被加工物53的作业优先。
另外，即使在保养作业中，作为各个保养作业也存在优先顺序，以按照优先顺序的次序进行作业的方式进行处理。刀具73的优先顺序高，在切屑、润滑油的次序中作业的优先顺序变低。
在保养作业中存在调换刀具73的作业。机床11，由通过加工程序进行的指令以自动的方式更换主轴13的刀具73，但在刀具73返回到机床11的刀具收纳装置17时，为了判别在刀具73上有无损坏、磨损的异常，通过由刀具长度的测定装置(未图示)测量刀具73的长度来检测刀具73的损坏、磨损。在刀具73上存在异常的情况下，需要将返回机床11的刀具收纳装置17的使用完的不要的刀具73调换成处于保养用品贮存库中的新品的刀具。将处于机床11的刀具收纳装置17中的不要的刀具73调换成新品的作业，优先度没有被加工物输送作业那么高。但是，在由加工程序调用刀具73时，如果没有准备好被调用的在加工中使用的刀具73，则不能进行被加工物53的加工，产生了加工被中断的时间。因此，输送刀具73而向机床11的刀具收纳装置17供给刀具73的作业，与其它的保养作业相比优先度高。
另外，在保养作业中存在补充用于机床11的润滑油脂的作业。在此，作为代表例，以作为用于机床的进给轴的润滑的润滑油脂的润滑油为例进行说明。在机床11上具备自动润滑油供给装置19。从自动润滑油供给装置19向机床11的各个进给轴连接了配管21，该配管21能向各进给轴供给润滑油。因为在自动润滑油供给装置19将润滑油排出后直到下次排出之前，在时间上有富余，即使自动润滑油供给装置19完全变空而停止了润滑油的供给，在机床11的进给轴上也附着了润滑油，所以也不会立即坏，即使将作业留待第二天进行也没有问题。因此，输送润滑油等润滑油脂向机床11的动作部供给润滑油脂的作业，优先度最低。
另外，在保养作业中存在废弃切屑的作业。如果机床11对被加工物43进行切削加工，则作为废弃物产生切屑。在工作台15的下方有桶(未图示)，落下的切屑被回收到桶内。还具有检测桶接近满了的情况的传感器，如果桶接近满了，则在成为满了之前将桶更换成空的桶。
本发明的机床11的控制装置23，监视自身的状态并与需要相应地通过无线通讯向自行机器人31送出作业要求。在刀具73上存在问题的情况下，送出作业要求以便带来新的刀具73，在桶的切屑就要满了的情况下，送出与空的桶的更换的作业要求，在警告从自动润滑油供给装置19发出时，送出软管75的更换的作业要求。另外，机床11，在加工结束了时，送出被加工物53的输出和在接下来的加工中使用的原材料的被加工物53的输入的作业要求。
各个自行机器人31接收来自机床11的控制装置23的作业要求。各个自行机器人31，将收到的作业要求按优先度次序排序，基于与预先存储的作业内容对应的作业时间和预先存储的移动路径算出移动时间，基于作业时间和移动时间对作业要求的每个项目算出能执行有作业要求的作业的作业可能时刻。各个自行机器人31将算出的作业要求的每个项目的作业可能时刻通过无线通讯向判定部91送出。
判定部91比较从各个自行机器人31送来的作业可能时刻。判定部91将作业可能时刻最早的自行机器人31的识别编号或者最早的作业可能时刻向各个自行机器人31回信。在从判定部91回信的内容为最早的作业时刻的情况下，判定部91也不需要识别各个自行机器人31，自行机器人31对自身的作业可能时刻和接收的作业可能时刻进行比较，如果时刻一致，则判断为自身负责。另外，在作业可能时刻为相同时刻的自行机器人31有多台的情况下，各个自行机器人31比较接下来预定的作业的作业可能时刻，将接下来作业的作业可能时刻早的自行机器人31的识别编号回信。在不是回信自行机器人31的识别编号而是回信作业可能时刻的情况下，如果也发送接下来的作业的作业开始时刻，则能判断自行机器人31是否自身负责。
在从判定部91回信了作业开始时刻最早的自行机器人31的识别编号或最早的作业时刻时，自行机器人31识别适合的自行机器人31是否是自身，负责作业的自行机器人31将作业列入作业预定中，其它的自行机器人31将作业要求从自身的作业预定中删除。各自行机器人31的作业预定被存储在各个作业存储部39。
判定部91不需要向机床11通知哪个自行机器人31进行作业。机床11不用区别自行机器人31的每一个，只要使为了进行作业而访问的自行机器人31进行要求的作业即可。
在本实施方式中，将被加工物53安装在托盘55上，对自行机器人31将托盘55在机床11和原材料贮存库51或产品贮存库61之间进行输送的情况进行了说明，但也可以不使用托盘55地由自行机器人31的机械手37直接把持被加工物53地进行输送。
符号的说明：
11：机床
13：主轴
15：工作台
17：刀具收纳装置
19：自动润滑油供给装置
31：自行机器人
33：自行机器人控制部
35：无人输送车
37：机械手
39：作业存储部
41：搬运台
51：原材料贮存库
53：被加工物
55：托盘
61：产品贮存库
71：保养用品贮存库
73：刀具
75：软管
81：切屑废弃场所
91：判定部。

Claims (4)

1.一种机床系统，其使用多个自行机器人向多个机床输送被加工物，其特征在于，具备：
向每个上述机床送出作业要求的机床控制部；
基于从上述机床控制部送出的每个上述机床的作业要求，对上述多个自行机器人的每一个分别决定作业可能时刻的自行机器人控制部；和
对上述自行机器人分别计划的每个上述自行机器人的作业可能时刻进行比较，使作业可能时刻早的自行机器人执行要求作业的判定部。
2.如权利要求1记载的机床系统，其特征在于，
上述作业要求由被加工物输送作业要求和保养作业要求构成，
被加工物输送作业要求是被加工物的向机床的安装作业和被加工物的从机床的输出作业中的任一作业的要求，
保养作业要求是来自机床的切屑的输出作业、输送润滑油脂向机床的动作部供给润滑油脂的作业或者输送刀具而将刀具向机床的刀具收纳装置插入的作业中的任一作业的要求。
3.如权利要求2记载的机床系统，其特征在于，
上述自行机器人具有机械手和作业存储部，该机械手在无人输送车上具有3轴以上的自由度，该作业存储部存储被编程的作业或者被指示的作业，
上述自行机器人控制部存储花费在被存储在上述作业存储部的作业上的所需时间，基于上述所需时间算出上述自行机器人的作业可能时刻，上述判定部基于多个上述自行机器人的作业可能时刻进行判定。
4.如权利要求2记载的机床系统，其特征在于，上述自行机器人控制部基于预先分给被加工物输送作业、刀具输送作业、切屑的输出作业、润滑油脂的输送作业的各作业的优先顺序算出作业可能时刻。
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