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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Arbeitseinheit, die eine servokontrollierte automatische Betriebstür aufweist.
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2. BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
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Früher wurden Werkzeugmaschinen oder andere Bearbeitungsmaschinen mit einer Tür ausgestattet, die bei der Bearbeitung verschlossen ist, und geöffnet, wenn keine Bearbeitung stattfindet (beispielsweise beim Wechseln von Werkstücken). Als Vorrichtung, die diese Türart betätigt, damit sie durch das Ansteuern eines Luftzylinders geöffnet und geschlossen wird, sind beispielsweise die Vorrichtungen bekannt, die in der ungeprüften
japanischen Gebrauchsmusterschrift Nr. 5-74744 (
JPS-74744U ) und der ungeprüften
japanischen Patentschrift Nr. 2008-207270 (
JP2008-207270A ).
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Bei den Vorrichtungen, die in
JPS-74744U und
JP2008-207270A beschrieben sind, wird ein Luftzylinder angesteuert, damit die Tür betätigt wird. Daher kann die Arbeitsgeschwindigkeit der Tür nicht kontrolliert werden. Um den Anprall beim Betätigen der Tür zu verringern, muss daher die Arbeitsgeschwindigkeit verringert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein Bearbeitungssystem gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält: eine Bearbeitungsmaschine, die eine Tür hat, die so betrieben wird, dass sie bei der Bearbeitung geschlossen ist und dass sie geöffnet wird, wenn keine Bearbeitung stattfindet; einen automatischen Wechsler, der in das Innere der Bearbeitungsmaschine durch die Tür hineingreift und zurückkehrt, damit ein bearbeitetes Objekt und/oder ein Werkzeug gewechselt werden; und ein Stellglied, das die Tür öffnet. Das Stellglied ist ein Servomotor, der dazu bestimmt ist, die Tür zu betätigen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor.
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Es zeigt:
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1 eine Ansicht der Anordnung eines Bearbeitungssystems einer Ausführungsform der Erfindung;
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2A eine Vorderansicht des Betätigungsmechanismus der Tür in 1;
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2B eine Ansicht entlang des Pfeils IIB in 2A;
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3 ein Blockdiagramm, das eine Steuerkonfiguration des Bearbeitungssystems einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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4 ein Blockdiagramm, das eine Abwandlung von 3 zeigt;
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5 ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung in einer Robotersteuervorrichtung in 4 darstellt;
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6 ein Blockdiagramm, das eine Steuerkonfiguration eines Bearbeitungssystems einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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7 ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung in einem Bearbeitungssystem nach 6 darstellt;
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8 ein Blockdiagramm, das eine Steuerkonfiguration eines Bearbeitungssystems einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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9 ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung in einem Bearbeitungssystem nach 8 darstellt; und
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10 eine Ansicht, die eine Abwandlung von 2 darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Erste Ausführungsform
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Im Weiteren wird anhand von 1 bis 5 eine erste Ausführungsform der Erfindung erklärt. 1 zeigt eine Ansicht der Anordnung eines Bearbeitungssystems 100 einer Ausführungsform der Erfindung. Das Bearbeitungssystem 100 ist mit einer Bearbeitungsmaschine 10 und einem Industrieroboter 20 ausgerüstet, der in der Nähe der Bearbeitungsmaschine 10 angeordnet ist.
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Die Bearbeitungsmaschine 10 ist beispielsweise eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück bearbeitet und vollständig von einer Abdeckung 11 umgeben ist, damit die Bearbeitungsflüssigkeit usw. während des Bearbeitungsvorgangs nicht nach außen austreten. Auf der Oberfläche der Abdeckung 11, die dem Roboter 20 gegenüberliegt (Öffnungs- und Schließoberfläche 11a), ist ein im Wesentlichen rechteckiger Öffnungsabschnitt 12 vorhanden. Eine im Wesentlichen rechteckförmige Tür 13 ist gleitfähig auf der Öffnungs- und Schließoberfläche 11a angeordnet, damit der Öffnungsabschnitt 12 verschlossen wird. Die Tür 13 wird über einen Betätigungsmechanismus 14 geöffnet und geschlossen, indem ein Servomotor 15 angesteuert wird. Im Weiteren wird der Servomotor 15 manchmal als ”Türbetätigungsmotor” bezeichnet. Der Servomotor 15 ist beispielsweise am Endbereich der Abdeckung 11 außen am Öffnungsabschnitt 12 befestigt (nahe an dem Eckenbereich der oberen Stirnseite).
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2A zeigt eine Vorderansicht des Betätigungsmechanismus 14 der Tür 13. 2B zeigt eine Ansicht entlang des Pfeils IIB in 2A. Der Betätigungsmechanismus 14, siehe 2A und 2B, weist einen Kugelgewindetrieb 142 auf, der sich in waagrechter Richtung erstreckt (Arbeitsrichtung der Tür 13) und drehbar an der Abdeckung 11 gehalten ist. Der Kugelgewindetrieb 142 ist über eine Kupplung 141 mit einer Abtriebswelle des Türbetätigungsmotors 15 verbunden. Auf den Kugelgewindetrieb 142 ist eine Mutter 143 geschraubt. Die Tür 13 ist über einen Träger 144 zu einem Stück mit der Mutter 143 verbunden. Die Abdeckung 11 ist mit einem Führungsteil 145 versehen, das die Bewegungsrichtung der Tür 13 beschränkt. Bewirkt der Betrieb des Türbetätigungsmotors 15, dass sich der Kugelgewindetrieb 142 dreht, so bewegt sich die Mutter 143 entlang des Kugelgewindetriebs 142. Dadurch gleitet ein Teil der Tür 13, d h. ein beweglicher Teil 131, entlang des Führungsteils 145 in waagrechter Richtung. Dadurch öffnet und schließt die Tür 13 den Öffnungsabschnitt 12 in 1 mit einer Geschwindigkeit, die dem Betrieb des Türbetätigungsmotors 15 entspricht.
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Der Roboter 20 in 1 ist beispielsweise vertikaler Mehrgelenksroboter und besitzt einen Sockel 21, der am Boden befestigt ist, einen Roboterarm 22, der mit dem Sockel 21 verbunden ist, damit er sich drehen kann, und eine Hand 23, die sich am Vorderende des Roboterarms 22 befindet. Die Hand 23 des Roboters 20 ergreift ein Werkstück oder Werkzeug und tritt durch den Öffnungsabschnitt 12 in das Innere der Bearbeitungsmaschine 10 ein bzw. verlässt sie hierdurch. Dadurch kann das bearbeitete Objekt, d. h. das Werkstück, oder das Werkzeug, das an der Bearbeitungsmaschine 10 befestigt ist, automatisch gewechselt werden. Anders ausgedrückt wirkt der Roboter 20 als automatischer Wechsler, der das Werkstück oder Werkzeug auswechselt.
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Die Tür 13 wird geöffnet, wenn der Roboter 20 (die Hand 23) in die Bearbeitungsmaschine 10 eintritt, und sie wird geschlossen, wenn das Werkstück bearbeitet wird, nachdem sich der Roboter 20 aus der Bearbeitungsmaschine 10 zurückgezogen hat. Daher müssen der Öffnungs- und Schließvorgang der Tür 13 und der Eintritts/Austrittsvorgang des Roboters 20 aufeinander abgestimmt ausgeführt werden.
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3 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Steuerkonfiguration des Bearbeitungssystems 100 der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Das Bearbeitungssystem 100, siehe 3, umfasst eine Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31, die Steuersignale an verschiedene Stellglieder 10a mit Ausnahme des Türbetätigungsmotors 15 ausgibt, die sich in der Bearbeitungsmaschine 10 befinden, damit die Bearbeitungsmaschine 10 gesteuert wird, und eine Robotersteuervorrichtung 32, die Steuersignale an verschiedene Stellglieder 20a ausgibt, die sich in dem Roboter 20 befinden, damit der Roboter 20 gesteuert wird. Die Stellglieder 10a sind so aufgebaut, dass sie beispielsweise einen Servomotor (Bearbeitungsmaschinenmotor) enthalten. Die Stellglieder 20a sind so aufgebaut, dass sie beispielsweise einen Servomotor (Robotermotor) enthalten.
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Die Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 besteht aus einem Verarbeitungssystem, das eine CPU, ein ROM, ein RAM und weitere Peripherieschaltungen usw. sowie einen Servoverstärker umfasst. Die Robotersteuervorrichtung 32 besteht ebenfalls aus einem Verarbeitungssystem, das eine CPU, ein ROM, ein RAM und weitere Peripherieschaltungen usw. sowie einen Servoverstärker umfasst. Die Robotersteuervorrichtung 32 weist zudem einen Motorsteuerungsabschnitt 33 auf, der den Türbetätigungsmotor 15 steuert.
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Der Motorsteuerungsabschnitt 33 gibt ein Türöffnungssignal oder ein Türschließsignal an den Türbetätigungsmotor 15 aus. Hierdurch wird der Türbetätigungsmotor 15 angesteuert und die Tür 13 durch den Betätigungsmechanismus 14 geöffnet oder geschlossen. Da die Tür 13 durch den Ansteuervorgang des Servomotors 15 geöffnet und geschlossen wird, lässt sich die Bewegungsgeschwindigkeit der Tür 13 leicht einstellen. Nähert sich beispielsweise die Tür 13 der offenen Position und der geschlossenen Position, wenn die Tür 13 mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, so wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Tür 13 verringert. Dadurch kann der Stoß reduziert werden, wenn die Bewegung der Tür 13 angehalten wird, und die Tür 13 kann in kurzer Zeit öffnen und schließen.
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Die Robotersteuervorrichtung 32 kann das Signal von einem Rotationsgeber nutzen, der in den Türbetätigungsmotor 15 eingebaut ist, damit die Betriebsposition der Tür 13 erfasst wird. Man kann auch einen anderen Geber zum Erfassen der Betriebsposition der Tür 13 verwenden und das Signal dieses Gebers von der Robotersteuervorrichtung 32 lesen lassen, damit die Betriebsposition der Tür 13 erfasst wird. Die Robotersteuervorrichtung 32 gibt ein Steuersignal an ein Roboterstellglied 20a (Robotermotor) entsprechend der Betriebsposition der Tür 13 aus und steuert den Betrieb des Roboters 20. Beispielsweise lässt sie den Roboter 20 in das Innere der Bearbeitungsmaschine 10 eintreten, wenn die Tür 13 soeben die geöffnete Position erreicht hat.
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Die Robotersteuervorrichtung 32 kann, beispielsweise, ein Signal von einem Rotationsgeber nutzen, der in den Robotermotor 20a eingebaut ist, damit die Position und Lage des Roboters 20 erfasst wird. Man kann auch einen anderen Geber zum Erfassen der Position und Lage des Roboters 20 verwenden und das Signal dieses Gebers von der Robotersteuervorrichtung 32 lesen lassen, damit die Position und Lage des Roboters 20 erfasst wird. Die Robotersteuervorrichtung 32 (Motorsteuerungsabschnitt 33) gibt ein Steuersignal an den Türbetätigungsmotor 15 entsprechend der Position und Lage des Roboters 20 aus. Beispielsweise lässt sie die Tür 13 aus der geöffneten Position in die geschlossene Position bewegen, wenn sich der Roboter 20 soeben in den Außenbereich der Bearbeitungsmaschine 10 zurückgezogen hat.
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Verwendet man die Robotersteuervorrichtung 32 auf diese Weise zum Steuern des Betriebs der Tür 13, kann man den Robotermotor 20a und den Türbetätigungsmotor 15 synchron mit der Position und Lage des Roboters 20 und der Position der Tür 13 steuern. Hierdurch kann man den Roboter 20 arbeiten lassen, während die Tür 13 geöffnet und geschlossen wird. Beispielsweise kann man mit dem Eintrittsvorgang des Roboters 20 in die Bearbeitungsmaschine 10 beginnen, bevor die Tür 13 die geöffnete Position erreicht, oder mit dem Schließvorgang der Tür 13 beginnen, bevor der Austrittsvorgang des Roboters 20 endet, und damit eine effiziente Bearbeitung verwirklichen.
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In dieser Ausführungsform wird als automatischer Wechsler ein Vielzweckroboter 20 verwendet. Damit lässt sich der Vorgang des Befestigens bzw. Lösens eines Werkstücks oder Werkzeugs mit einer kostengünstigen Anordnung umsetzen.
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4 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Abwandlung von 3 zeigt. 4 unterscheidet sich von 3 dadurch, dass die Robotersteuervorrichtung 32 eine Prüfvorrichtung 36 zusätzlich zum Motorsteuerungsabschnitt 33 enthält. Die Prüfvorrichtung 36 prüft, ob ein Öffnungsvorgang der Tür 13 nötig ist und ob es möglich ist, dass der Roboter 20 in die Bearbeitungsmaschine 10 hineingreift.
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5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung darstellt, die in der Robotersteuervorrichtung 32 in 4 vorgenommen wird, und zwar insbesondere ein Beispiel der Werkstück-Wechselverarbeitung, die im Inneren einer Bearbeitungsmaschine 10 ein Werkstück wechselt. Im Schritt S1 untersucht die Prüfvorrichtung 36, ob ein Öffnungsvorgang der Tür 13 nötig ist. Ist beispielsweise die Bearbeitung an der Bearbeitungsmaschine 10 zu Ende, so gibt die Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 ein Bearbeitungsendesignal an die Robotersteuervorrichtung 32 aus. Wird dieses Bearbeitungsendesignal im Schritt 1 eingegeben, so stellt sie fest, dass der Öffnungsvorgang nötig ist. Wird im Schritt S1 eine bejahende Entscheidung getroffen, so geht die Routine zum Schritt S2 über.
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Im Schritt S2 gibt der Motorsteuerungsabschnitt 33 ein Türöffnungssignal an den Türbetätigungsmotor 15 aus. Hierdurch wird der Türbetätigungsmotor 15 angesteuert, und die Tür 13 beginnt mit einem Öffnungsvorgang aus der geschlossenen Position hin zur geöffneten Position. Im Schritt S3 prüft die Prüfvorrichtung 36, ob sich die Tür 13 bis zu einer vorbestimmten Position geöffnet hat, und zwar anhand der Positionsinformation vom Türbetätigungsmotor 15 (Servomotor), d. h. Information von einem Detektor, der das Ausmaß der Drehung des Servomotors erfasst. Dabei ist die ”vorbestimmte Position” die Position, an der die Hand 23 des Roboters 20 durch die Tür 13 in das Innere der Bearbeitungsmaschine 10 hineingreifen kann (Robotereintrittsposition). Es handelt sich dabei beispielsweise um die ganz geöffnete Position, in der die Tür 13 vollständig geöffnet ist. Eine Position, in der sich die Tür 13 bezüglich der ganz geöffneten Position um genau ein vorbestimmtes Verhältnis geöffnet hat, kann auch als ”vorbestimmte Position” genommen werden. Wird im Schritt S3 eine bejahende Entscheidung getroffen, so geht die Routine zum Schritt S4 über. Wird eine verneinende Entscheidung getroffen, so geht die Routine zum Schritt S2 zurück. Im Schritt S4 wird ein Steuersignal an den Robotermotor 20a ausgegeben und bewirkt, dass die Hand 23 des Roboters 20 über die Tür 13 in das Innere der Bearbeitungsmaschine 10 greift.
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Wird festgestellt, dass sich die Tür 13 zur Position geöffnet hat, in der der Roboter hineingreifen kann, so wird die Hand 23 des Roboters 20 in das Innere der Bearbeitungsmaschine 10 hineingeführt. Damit kann der Roboter 20 abhängig von der Betriebsposition der Tür 13 zügig arbeiten. Daher kann der Vorgang des Werkzeug- oder Werkstückwechsels wirksam ausgeführt werden ohne dass der Roboter 20 und die Tür 13 aneinander anstoßen.
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Zweite Ausführungsform
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Anhand von 6 und 7 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung erklärt. Gleiche Elemente wie in 1 bis 5 werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Weiteren werden hauptsächlich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erklärt. In der ersten Ausführungsform steuert die Robotersteuervorrichtung 32 den Türbetätigungsmotor 15. In der zweiten Ausführungsform tut dies die Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31. 6 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerkonfiguration eines Bearbeitungssystems 100 der zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Die Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31, siehe 6, umfasst einen Motorsteuerungsabschnitt 34, der den Türbetätigungsmotor 15 steuert, und eine Prüfvorrichtung 37, die feststellt, ob der Roboter 20 in die Bearbeitungsmaschine 10 hineingreifen kann. Die Prüfvorrichtung 37 kann sich auch in der Robotersteuervorrichtung 32 befinden, oder die Prüfvorrichtung 37 kann fehlen.
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Die Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 erhält einen Wert der Position der Tür 13 gestützt auf die Positionsinformation des Türbetätigungsmotors 15, und sie erhält einen Wert der Position und Lage des Roboters 20 gestützt auf Signale von der Robotersteuervorrichtung 32. Zudem erhält die Robotersteuervorrichtung 32 einen Wert der Position der Tür 13 gestützt auf das Signal von der Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31. Man kann auch ein Signal von einem Detektor erhalten, der die Position und Lage des Roboters 20 erfasst, die von der Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 gelesen wird, ohne die Robotersteuervorrichtung 32 zu durchlaufen, oder ein Signal von einem Detektor erhalten, der die Betriebsposition der Tür 13 erfasst, die von der Robotersteuervorrichtung 32 gelesen wird, ohne die Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 zu durchlaufen.
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Die Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 gibt ein Steuersignal an den Türbetätigungsmotor 15 abhängig von der Position und Lage des Roboters 20 aus. Hierdurch kann man bestmöglich den Öffnungs- und Schließvorgang der Tür 13 steuern. Zudem gibt die Robotersteuervorrichtung 32 ein Steuersignal an das Roboterstellglied 20a abhängig von der Betriebsposition der Tür 13 aus. Hierdurch kann man bestmöglich den Eintritts- bzw. Austrittsvorgang des Roboters 20 steuern.
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7 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung in dem Bearbeitungssystem nach 6 darstellt, und zwar insbesondere ein Beispiel für die Verarbeitung zum Wechseln des Werkstücks. In 7 sind die Verarbeitung in der Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 (Verarbeitung für die Bearbeitungsmaschine) und die Verarbeitung in der Robotersteuervorrichtung 32 (Verarbeitung für den Roboter) getrennt dargestellt. Zuerst wird als Verarbeitung für die Bearbeitungsmaschine im Schritt S11 die Prüfvorrichtung 37 dazu verwendet, festzustellen, ob ein Öffnungsvorgang der Tür 13 erforderlich ist. Ist beispielsweise die Bearbeitung des Werkstücks durch die Bearbeitungsmaschine 10 beendet, so wird festgestellt, dass ein Öffnungsvorgang nötig ist. Daraufhin geht die Routine zum Schritt S12 über.
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Im Schritt S12 gibt der Motorsteuerungsabschnitt 34 ein Türöffnungssignal an den Türbetätigungsmotor 15 aus und setzt den Öffnungsvorgang der Tür 13 in Gang. Im Schritt S13 prüft die Prüfvorrichtung 37, ob sich die Tür 13 bis zur Position geöffnet hat, in der der Roboter hineingreifen kann, und zwar anhand der Positionsinformation vom Türbetätigungsmotor 15. Wird im Schritt S13 eine bejahende Entscheidung getroffen, so geht die Routine zum Schritt S14 über. Wird eine verneinende Entscheidung getroffen, so geht die Routine zum Schritt S12 zurück. Im Schritt S14 gibt die Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 an die Robotersteuervorrichtung 32 einen Befehl aus, der es dem Roboter 20 erlaubt, in das Innere der Bearbeitungsmaschine 10 hineinzugreifen (Annäherungserlaubnisbefehl).
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Als Verarbeitung für den Roboter wird im Schritt S15 geprüft, ob der Annäherungserlaubnisbefehl von der Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 ausgegeben worden ist. Wird im Schritt S15 eine bejahende Entscheidung getroffen, geht die Routine zum Schritt S16 über, in dem ein Steuersignal an den Robotermotor 20a ausgegeben wird, und die Hand 23 des Roboters 20 wird durch die Tür 13 in das Innere der Bearbeitungsmaschine 10 geführt.
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Auf diese Weise wird in der zweiten Ausführungsform der Türbetätigungsmotor 15 von der Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 gesteuert, damit die Tür 13 abhängig vom Betriebszustand geöffnet bzw. geschlossen werden kann, und das zeitliche Verhalten der Tür 13 kann präzise gesteuert werden. Hat die Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 (Prüfvorrichtung 37) festgestellt, dass sich die Tür 13 bis zur Robotereingreifposition geöffnet hat, so führt die Robotersteuervorrichtung 32 die Hand 23 des Roboters 20 in die Bearbeitungsmaschine 10 hinein. Hierdurch kann das Werkstück oder Werkzeug wirksam gewechselt werden, ohne dass der Roboter 20 und die Tür 13 aneinander anstoßen.
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Dritte Ausführungsform
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Anhand von 8 und 9 wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung erklärt. Gleiche Elemente wie in 1 bis 5 werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Weiteren werden hauptsächlich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erklärt. In der dritten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung, die den Türbetätigungsmotor 15 steuert, getrennt von der Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 und der Robotersteuervorrichtung 32 angeordnet. 8 ein zeigt Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerkonfiguration des Bearbeitungssystems 100 der dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Das Bearbeitungsmaschinensystem 100, siehe 8, umfasst eine Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31, eine Robotersteuervorrichtung 32 und eine Türbetriebs-Steuervorrichtung 35. Die Türbetriebs-Steuervorrichtung 35 enthält eine Prüfvorrichtung 38, die feststellt, ob der Roboter 20 in die Bearbeitungsmaschine 10 hineingreifen kann. Die Prüfvorrichtung 38 kann sich auch in der Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 oder der Robotersteuervorrichtung 32 befinden, oder die Prüfvorrichtung 38 kann fehlen.
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Die Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 35 erhält einen Wert der Position der Position und Lage des Roboters 20 gestützt auf das Signal von der Robotersteuervorrichtung 32, und die Robotersteuervorrichtung 32 erhält einen Wert der Betriebsposition der Tür 13 gestützt auf das Signal von der Türbetriebs-Steuervorrichtung 35. Die Türbetriebs-Steuervorrichtung 35 gibt ein Steuersignal an den Türbetätigungsmotor 15 aus, und zwar gemäß der Position und Lage des Roboters 20. Hierdurch kann man bestmöglich den Öffnungs- und Schließbetrieb der Tür 13 steuern. Zudem gibt die Robotersteuervorrichtung 32 ein Steuersignal an das Roboterstellglied 20a aus, und zwar abhängig von der Betriebsposition der Tür 13. Hierdurch kann man bestmöglich den Eintritts- bzw. Austrittsvorgang des Roboters 20 steuern.
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9 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung in dem Bearbeitungssystem nach 8 darstellt, und zwar insbesondere ein Beispiel für die Verarbeitung zum Wechseln eines Werkstücks. Die Abbildung zeigt die Verarbeitung in der Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 (Verarbeitung für die Bearbeitungsmaschine), die Verarbeitung in der Robotersteuervorrichtung 32 (Verarbeitung für den Roboter), und die Verarbeitung an der Türbetriebs-Steuervorrichtung 35 (Verarbeitung für den Türbetrieb) jeweils getrennt. Zuerst wird als Verarbeitung für die Bearbeitungsmaschine im Schritt S21 festgestellt, ob ein Öffnungsvorgang der Tür 13 erforderlich ist. Ist beispielsweise die Bearbeitung des Werkstücks durch die Bearbeitungsmaschine 10 beendet, so wird festgestellt, ob ein Öffnungsvorgang nötig ist. Daraufhin geht die Routine zum Schritt S22 über. Im Schritt S22 wird ein Öffnungsbefehl für die Tür 13 an die Türbetriebs-Steuervorrichtung 35 ausgegeben.
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Nun wird als Verarbeitung für den Türbetrieb im Schritt S23 festgestellt, ob ein Öffnungsbefehl von der Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 ausgegeben worden ist. Wird im Schritt S23 eine bejahende Entscheidung getroffen, geht die Routine zum Schritt S24 über, in dem ein Öffnungssignal an den Türbetätigungsmotor 15 ausgegeben wird, und der Öffnungsvorgang der Tür 13 beginnt. Im Schritt S25 prüft die Prüfvorrichtung 38 ob sich die Tür 13 bis zur Position geöffnet hat, in der der Roboter hineingreifen kann, und zwar anhand der Positionsinformation vom Türbetätigungsmotor 15. Wird im Schritt S25 eine bejahende Entscheidung getroffen, so geht die Routine zum Schritt S26 über. Wird eine verneinende Entscheidung getroffen, so geht die Routine zum Schritt S24 zurück. Im Schritt S26 wird ein Annäherungserlaubnisbefehl an die Robotersteuervorrichtung 32 ausgegeben.
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Als Verarbeitung für den Roboter wird im Schritt S27 geprüft, ob der Annäherungserlaubnisbefehl von der Türbetriebs-Steuervorrichtung 35 ausgegeben worden ist. Wird im Schritt S27 eine bejahende Entscheidung getroffen, geht die Routine zum Schritt S28 über, in dem ein Steuersignal an den Robotermotor 20a ausgegeben wird, und die Hand 23 des Roboters 20 wird durch die Tür 13 in das Innere der Bearbeitungsmaschine 10 geführt.
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Auf diese Weise wird in der dritten Ausführungsform eine zugewiesene Steuervorrichtung 35, die von der Bearbeitungsmaschinen-Steuervorrichtung 31 und der Robotersteuervorrichtung 32 getrennt ist, dazu verwendet, den Betrieb der Tür 13 zu steuern. Damit kann die Ausführungsform einfach auf vorhandene Bearbeitungssysteme angewendet werden. Hat die Türbetriebs-Steuervorrichtung 35 (Prüfvorrichtung 38) festgestellt, dass sich die Tür 13 zur Robotereingreifposition geöffnet hat, so führt die Robotersteuervorrichtung 32 die Hand 23 des Roboters 20 in die Bearbeitungsmaschine 10 hinein. Hierdurch kann das Werkstück oder Werkzeug wirksam gewechselt werden, ohne dass der Roboter 20 und die Tür 13 aneinander anstoßen.
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Abwandlungen
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In den obigen Ausführungsformen besteht der Betätigungsmechanismus 14 aus dem Kugelgewindetrieb 142, der Mutter 143 usw. Der Betätigungsmechanismus 14 ist jedoch nicht auf diese Anordnung eingeschränkt. 10 zeigt eine Ansicht, die ein Beispiel für den Fall darstellt, dass eine Zahnstange und ein Ritzel verwendet werden, um den Betätigungsmechanismus 14 zu bilden. In 10 ist der Servomotor 15 für den Türbetrieb mit einem Befestigungsteil 151 am Endbereich der Abdeckung 11 befestigt (oberer Endabschnitt). Die Abtriebswelle des Türbetätigungsmotors 15 ist mit einem Ritzel 152 (Zahnrad) verbunden. Am oberen Endabschnitt der Tür 13 erstreckt sich eine Zahnstange 153 (Zahntrieb) in waagrechter Richtung (Arbeitsrichtung der Tür 13). Die Zahnstange 153 greift in das Ritzel 152 ein. Die Abdeckung 11 ist mit einem Führungsteil 154 versehen, das die Bewegungsrichtung der Tür 13 einschränkt. Bewirkt die Rotation des Türbetätigungsmotors 15, dass sich das Ritzel 152 dreht, so bewegt sich die Zahnstange 153 in waagrechter Richtung. Dadurch wird die Tür 13 von dem Führungsteil 154 geführt und bewegt sich in waagrechter Richtung und kann den Öffnungsabschnitt 12 mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Drehzahl des Türbetätigungsmotors 15 öffnen und schließen.
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In den obigen Ausführungsformen (2) sind der Servomotor 15, der Kugelgewindetrieb 142 und das Führungsteil 145 an der Abdeckung 11 befestigt. In der vorstehenden Abwandlung (10) sind der Servomotor 15 und das Führungsteil 154 an der Abdeckung 11 befestigt. Sie können jedoch auch an Teilen befestigt werden, die nicht zur Abdeckung 11 gehören, so lange sie am Hauptkörper der Bearbeitungsmaschine 10 befestigt sind. Zum Umsetzen der Drehbewegung des Servomotors 15 in eine geradlinige Bewegung kann der Betätigungsmechanismus 14 auch anders als in 2 und 10 gestaltet sein.
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In den obigen Ausführungsformen wird eine Werkzeugmaschine als Bearbeitungsmaschine 10 verwendet. Die Erfindung kann jedoch in ähnlicher Weise auf andere Bearbeitungsmaschinen angewendet werden, die eine Tür 13 haben, die beim Bearbeiten geschlossen ist und geöffnet wird, wenn keine Bearbeitung stattfindet. In den obigen Ausführungsformen ist eine Tür 13 gleitfähig an der Abdeckung 11 der Werkzeugmaschine befestigt. Die Tür ist jedoch nicht auf diese Anordnung eingeschränkt. In den obigen Ausführungsformen wird der Roboter 20 als automatischer Wechsler verwendet. Der automatische Wechsler kann auch aus einer Anordnung bestehen, die kein Roboter ist, so lange sie dazu dient, über eine Tür 13 in das Innere der Bearbeitungsmaschine 10 hineinzugreifen und sich wieder daraus zurückzuziehen, damit ein bearbeitetes Objekt und/oder ein Werkzeug gewechselt wird. Damit kann die automatische Wechselsteuervorrichtung, die den automatischen Wechsler steuert, auch aus einer Vorrichtung bestehen, die keine Robotersteuervorrichtung 32 ist.
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Die obigen Ausführungsformen können mit einer oder mehreren der beschriebenen Abwandlungen kombiniert werden.
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Gemäß der Erfindung wird eine Tür an einer Bearbeitungsmaschine betätigt, indem ein Servomotor angesteuert wird. Damit lässt sich die Arbeitsgeschwindigkeit der Tür steuern und der Öffnungs- und Schließvorgang in kurzer Zeit abschließen.
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Die Erfindung wurde mit Hilfe bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Einem Fachmann ist geläufig, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den offenbarten Bereich der folgenden Ansprüche zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5-74744 [0002]
- JP 74744 U [0002, 0003]
- JP 2008-207270 [0002]
- JP 2008-207270 A [0002, 0003]
