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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung der Geschwindigkeit einer Tür.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Ein Bearbeitungssystem, das mit einer Tür, die automatisch betätigt werden kann, versehen ist, ist in der Technik bekannt (zum Beispiel die
Japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 5-74744U und die
Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-207270A ).
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Die meisten Industrien verwenden Systemen, die mit Arbeitsmaschinen versehen sind, welche betätigbare Türen aufweisen und im Inneren bestimmte Arbeiten durchführen können, wenn die Türen geschlossen sind (zum Beispiel Bearbeitungsmaschinen), und Roboter, die Objekte (zum Beispiel Werkstücke oder Werkzeuge) in die Arbeitsmaschinen laden und daraus entladen, wenn die Türen geöffnet sind. Bei einem solchen System ist es nötig, verlässlich zu verhindern, dass ein Arbeiter in der Tür, die an der Arbeitsmaschine bereitgestellt ist, eingeklemmt wird.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung umfasst das System eine Arbeitsmaschine, die eine aufmachbare Tür umfasst; einen Türantriebsteil, der die Tür öffnet und schließt; eine Türsteuerung, die den Türantriebsteil steuert; einen Roboter, der so bereitgestellt ist, dass wenigstens ein Teil des Roboters in das Innere der Arbeitsmaschine gelangen kann und sich daraus zurückziehen kann, wenn die Tür geöffnet ist; und einen Zugangsdetektionsteil, der die Möglichkeit, dass eine Person eine vorbestimmte Zone, die einen Bewegungsbereich des Roboters enthält, betreten hat, detektiert. Die Türsteuerung ändert einen Befehlswert, der an den Türantriebsteil gesendet werden soll und die Geschwindigkeit der Bewegung der Tür bestimmt, zu einem zweiten Befehlswert, um die Geschwindigkeit der Bewegung zu verringern, wenn der Zugangsdetektionsteil die obige Möglichkeit detektiert.
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Der Türantriebsteil kann einen Elektromotor umfassen. Die Türsteuerung kann einen Drehmomentbegrenzungswert, der ein maximales Drehmoment des Elektromotors bestimmt, zu einem zweiten Drehmomentbegrenzungswert ändern, um das maximale Drehmoment zu verringern, wenn der Zugangsdetektionsteil die obige Möglichkeit detektiert. Der Elektromotor kann ein Servomotor sein.
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Das System kann ferner eine Umzäunung umfassen, die die Zone definiert, wobei wenigstens ein Teil davon geöffnet und geschlossen werden kann. Der Zugangsdetektionssteil kann einen Schalter umfassen, der detektiert, ob wenigstens ein Teil der Umzäunung geöffnet wurde. Die Türsteuerung kann den Befehlswert zu dem zweiten Befehlswert ändern, wenn der Schalter detektiert, dass wenigstens ein Teil der Umzäunung geöffnet wurde.
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Der Zugangsdetektionsteil kann einen kontaktlosen Sensor umfassen, der detektiert, ob ein Objekt eine Grenzlinie, die die Zone definiert, überquert hat. Die Türsteuerung kann den Befehlswert zu dem zweiten Befehlswert ändern, wenn der kontaktlose Sensor detektiert, dass das Objekt die Grenzlinie überquert hat.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung anschaulicher Ausführungsformen der Erfindung, die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind, klarer werden, wobei
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1 eine perspektivische Ansicht eines Systems nach einer Ausführungsform der Erfindung ist;
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2 eine von oben her gesehene schematische Ansicht des in 1 gezeigten Systems ist;
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3 ein Blockdiagramm des in 1 gezeigten Systems ist;
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4 ein Blockdiagramm eines Systems nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist;
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5 eine perspektivische Ansicht eines Systems nach noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist;
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6 eine von oben her gesehene schematische Ansicht des in 5 gezeigten Systems ist;
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7 ein Blockdiagramm des in 5 gezeigten Systems ist; und
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8 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel für den Betriebsablauf eines Systems nach der Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung auf Basis der Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. Zuerst wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 ein System 10 nach einer Ausführungsform der Erfindung erklärt werden. Das System 10 umfasst eine Bearbeitungsmaschine 12 als ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine; und einen Roboter 14, der so eingerichtet ist, dass er sich neben der Bearbeitungsmaschine 12 befindet.
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Die Bearbeitungsmaschine 12 ist zum Beispiel eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks und umfasst eine Abdeckung 16, die das Innere der Bearbeitungsmaschine 12 so umgibt, dass ein Spritzen von Schneidefluid usw. nach außen verhindert wird. An einer Öffnungsfläche 16a der Abdeckung 16, die zu dem Roboter 14 gewandt ist, ist eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung 18 bereitgestellt. Die Bearbeitungsmaschine 12 umfasst eine Tür 20, die sich so entlang der Öffnungsfläche 16a bewegen kann, dass sie die Öffnung 18 schließt.
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Die Tür 20 wird durch einen Servomotor 22, der ein Beispiel für einen Elektromotor darstellt, bewegt, um die Öffnung 18 zu öffnen oder zu schließen. Ein Öffnungs/Schließmechanismus 24, der z. B. aus einem Kugelgewindemechanismus besteht, ist mechanisch mit einer Ausgangswelle (nicht gezeigt) des Servomotors 22 verbunden. Die Tür 20 ist mechanisch mit dem Öffnungs/Schließmechanismus 24 verbunden. Der Servomotor 22 bewegt die Tür 20 über den Öffnungs/Schließmechanismus 24 so, dass sie sich mit einer Geschwindigkeit öffnet oder schließt, die der Umdrehung der Ausgangswelle entspricht. Somit wirkt bei der vorliegenden Ausführungsform der Servomotor 22 als Türantriebsteil, der die Tür 20 öffnet und schließt.
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Der Roboter 14 ist z. B. ein vertikaler mehrgelenkiger Roboter und umfasst eine Basis 26, die an einem Boden fixiert ist; einen Roboterarm 28, der so mit der Basis 26 verbunden ist, dass er ausschwenken kann; und eine Hand 30, die an dem distalen Ende des Roboterarms 28 bereitgestellt ist. Die Hand 30 ergreift ein Werkstück oder ein Werkzeug und wird durch die Tätigkeit des Rotoberarms 28 durch die Öffnung 18 im Inneren der Bearbeitungsmaschine 12 angeordnet oder daraus zurückgezogen. Durch diese Ausbildung ist es möglich, das Werkstück, das bearbeitet werden soll, und/oder ein Werkzeug, das an der Bearbeitungsmaschine 12 angebracht werden soll, usw. automatisch auszutauschen.
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Das System 10 umfasst eine Umzäunung 32, die so bereitgestellt ist, dass sie den Roboter 14 umgibt. Die Umzäunung 32 umfasst eine Umzäunungstür 34, um zu ermöglichen, dass ein Teil der Umzäunung geöffnet und geschlossen werden kann, und definiert zusammen mit der Bearbeitungsmaschine 12 eine Zone 36, die in 2 schraffiert gezeigt ist. Die Zone 36 ist so definiert, dass sie einen Teil eines Bewegungsbereichs 38 des Roboters 14 enthält. Genauer ist die Zone 36 so definiert, dass sie den Bewegungsbereich 38 des Roboters 14 mit Ausnahme jenes Teils des Bewegungsbereichs 38, der sich im Inneren der Bearbeitungsmaschine 12 (innerhalb der Tür 20) befindet, enthält.
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Die Umzäunungstür 34 ist aufmachbar an der Umzäunung 32 angebracht. Ein Benutzer kann die Zone 36 von außerhalb der Umzäunung 32 über die Umzäunungstür 34 betreten. An der Umzäunungstür 34 ist ein Schalter 40 bereitgestellt. Der Schalter 40 detektiert, ob die Umzäunungstür 34 offen ist. Im Besonderen ist der Schalter 40 elektrisch gekoppelt, so dass er eingeschaltet ist, wenn die Umzäunungstür 34 geschlossen ist, während er elektrisch entkoppelt wird, so dass er ausgeschaltet wird, wenn der Benutzer die Umzäunungstür 34 öffnet. Der Schalter 40 kann ein- und ausgeschaltet werden, indem der Benutzer den Schalter 40 beim Öffnen und Schließen der Umzäunungstür 34 von Hand koppelt/entkoppelt. Alternativ kann der Schalter 40 automatisch ein- und ausgeschaltet werden, wenn die Umzäunungstür 34 geöffnet und geschlossen wird.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 ein Blockdiagramm des Systems 10 erklärt werden. Das System 10 umfasst eine Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 und eine Robotersteuerung 48. Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 sendet ein Steuersignal an einen an der Bearbeitungsmaschine 12 bereitgestellten Bearbeitungsmaschinenaktuator 42, wobei der Servomotor 22 ausgenommen ist, um den Betrieb der Bearbeitungsmaschine 12 zu steuern. Die Robotersteuerung 48 sendet ein Steuersignal an einen Roboteraktuator 46, der an dem Roboter 14 bereitgestellt ist, um den Betrieb des Roboters 14 zu steuern. Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 und die Robotersteuerung 48 sind in der Lage, miteinander zu kommunizieren.
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Der Roboteraktuator 46 umfasst z. B. Servomotoren, die in den Roboterarm 28 und die Hand 30 des Roboters 14 eingebaut sind. Die Robotersteuerung 48 umfasst eine CPU; einen Speicher, der aus einem RAM usw. besteht; und einen Servoverstärker. Die Robotersteuerung 48 sendet einen Befehl an den Roboteraktuator 46, um den Roboterarm 28 und die Hand 30 zu betätigen.
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Im Besonderen betätigt die Robotersteuerung 48 den Roboterarm 28 so, dass er von der Öffnung 18 in das Innere der Bearbeitungsmaschine 12 eindringt, und betätigt sie die Hand 30 so, dass das Werkstück oder das Werkzeug ergriffen wird. Dann betätigt die Robotersteuerung 44 den Roboterarm 28 so, dass das Werkstück oder das Werkzeug, das durch die Hand 30 ergriffen wurde, aus der Bearbeitungsmaschine 12 nach außen entnommen wird. Auf diese Weise kann der Roboter 14 ein Werkstück oder Werkzeug von der Bearbeitungsmaschine 12 automatisch austauschen.
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Der Bearbeitungsmaschinenaktuator 42 umfasst z. B. einen Servomotor, der in eine Spindel der Bearbeitungsmaschine 12 eingebaut ist. Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 umfasst eine CPU; einen Speicher, der aus einem RAM usw. besteht; und einen Servoverstärker. Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 sendet einen Befehl an den Bearbeitungsmaschinenaktuator 42, um die Bearbeitungsmaschine 12 zu betreiben. Im Besonderen dreht die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 die Werkzeugmaschine so, dass das Werkstück, das im Inneren der Bearbeitungsmaschine 12 angeordnet ist, bearbeitet wird.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform verfügt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 über die Funktion einer Türsteuerung 50, die den Servomotor 22 zum Antrieb der Tür 20 steuert. In dem Speicher, der in die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 eingebaut ist, ist im Voraus ein erster Befehlswert aufgezeichnet, der die Geschwindigkeit der Bewegung der Tür bestimmt. Der erste Befehlswert wird an den Servomotor 22 gesendet, damit die Tür 20 so bewegt wird, dass sie sich mit einer ersten Geschwindigkeit öffnet/schließt.
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Wenn die Tür 20 mit der ersten Geschwindigkeit geöffnet und geschlossen wird, liest die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 den ersten Befehlswert aus und sendet sie ihn an den Servomotor 22. Der Servomotor 22 dreht die Ausgangswelle mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit, die dem von der Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 erhaltenen ersten Befehlswert entspricht, und bewegt die Tür 20 so, dass sich diese über den Öffnungs/Schließmechanismus 24 mit der ersten Geschwindigkeit öffnet oder schließt.
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Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 ist an den Schalter 40 angeschlossen, so dass sie in der Lage ist, mit dem Schalter 40 zu kommunizieren. Wenn die an der Umzäunung 32 bereitgestellte Umzäunungstür 34 geöffnet wird, sendet der Schalter 40 ein Signal, um das Öffnen der Umzäunungstür 34 zu melden, an die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44. Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 bestimmt auf Basis des von dem Schalter 40 empfangenen Signals, ob der Benutzer die Zone 36 betreten hat.
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Nachstehend werden bestimmte Beispiele für die Bestimmung des Zugangs des Benutzers durch die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 erklärt werden. Als erstes Beispiel kann das System 10 einen Abgangsknopf zur Meldung des Abgangs des Benutzers umfassen, der an der Außenseite der Umzäunung 32 eingerichtet ist. Bei diesem ersten Beispiel sendet der Schalter 40 ein erstes Türöffnungssignal an die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, wenn die Umzäunungstür 34 geöffnet wird, nachdem das System 10 einen Betriebsbefehl von dem Benutzer erhalten hat und die Bearbeitungsmaschine 12 den Betrieb begonnen hat.
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Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 bestimmt bei Erhalten des ersten Türöffnungssignals, dass eine Person die Zone 36 betreten hat, und ändert den Befehlswert, der an den Servomotor 22 gesendet wird, um die Geschwindigkeit der Bewegung der Tür 20 zu verringern. Im Besonderen ändert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 den Befehlswert zum Antrieb des Servomotors 22 von dem ersten Befehlswert zu einem zweiten Befehlswert.
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Der zweite Befehlswert wird an den Servomotor 22 gesendet, um die Tür 20 mit einer zweiten Geschwindigkeit, die geringer als die erste Geschwindigkeit ist, zu bewegen. Zum Beispiel ist der zweite Befehlswert in dem Speicher, der in die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 eingebaut ist, voraufgezeichnet.
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Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 sendet den zweiten Befehlswert an den Servomotor 22, wenn sie das erste Türöffnungssignal erhält. Der Servomotor 22 bewegt die Tür 20 über den Öffnungs/Schließmechanismus 24 so, dass sie sich mit der zweiten Geschwindigkeit, die dem zweiten Befehlswert entspricht, öffnet und schließt. Auf diese Weise wird die Tür 20 nach dem Öffnen der Umzäunungstür 34 mit einer zweiten Geschwindigkeit geöffnet/geschlossen, die geringer als die vor dem Öffnen der Umzäunungstür 34 angewendete erste Geschwindigkeit ist.
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Danach erhält die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 dann, wenn der Benutzer den außerhalb der Zone 36 eingerichteten Abgangsknopf drückt, ein Signal von dem Abgangsknopf und bestimmt sie, dass der Benutzer die Zone 36 verlassen hat. Dann ändert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 den Befehl zum Antrieb des Servomotors 22 erneut von dem zweiten Befehlswert zu dem ersten Befehlswert und bewegt sie die Tür 20 so, dass sie sich mit der ersten Geschwindigkeit öffnet/schließt.
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Alternativ kann die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 als zweites Beispiel auf Basis der Anzahl der Male, für die die Umzäunungstür 34 geöffnet wird, bestimmen, ob der Benutzer die Zone 36 betreten hat. Bei diesem zweiten Beispiel sendet der Schalter 40 das erste Türöffnungssignal an die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, wenn die Umzäunungstür 34 zum ersten Mal geöffnet wird, nachdem das System 10 den Betriebsbefehl von dem Benutzer erhalten hat und die Bearbeitungsmaschine 12 den Betrieb begonnen hat.
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Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 bestimmt bei Erhalt des ersten Türöffnungssignals, dass eine Person die Zone 36 betreten hat. Dann ändert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 den Befehlswert zum Antrieb des Servomotors 22 von dem ersten Befehlswert zu dem zweiten Befehlswert. Als nächstes sendet der Schalter 40 dann, wenn die Umzäunungstür 34 geschlossen wird, ein erstes Türschließsignal. Bei Empfang des ersten Türschließsignals bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, dass der Benutzer die Umzäunungstür 34 geschlossen hat.
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Nach dem Empfang des ersten Türschließsignals sendet der Schalter 40 ein zweites Türöffnungssignal an die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, wenn die Umzäunungstür 34 das zweite Mal geöffnet wird. Wenn die Umzäunungstür 34 nach dem Empfang des zweiten Türöffnungssignals geschlossen wird, sendet der Schalter 40 ein zweites Türschließsignal. Bei Empfang des zweiten Türschließsignals bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, dass der Benutzer die Zone 36 verlassen hat. Dann ändert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 den Befehlswert zum Antrieb des Servomotors 22 erneut von dem zweiten Befehlswert zu dem ersten Befehlswert. Bei diesem zweiten Beispiel wird die Tür 20 so bewegt, dass sie sich ab dem ersten Öffnen der Umzäunungstür 34 bis ihrem zweiten Schließen mit der zweiten Geschwindigkeit, die geringer als die erste Geschwindigkeit ist, öffnet und schließt.
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Somit bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 bei der vorliegenden Ausführungsform auf Basis des Türöffnungssignals (und/oder des Türschließsignals) von dem Schalter 40, der an der Umzäunungstür 34 bereitgestellt ist, ob der Benutzer die Zone 36 betreten hat. Entsprechend wirkt der Schalter 40 als Zugangsdetektionsteil, um die Möglichkeit, dass eine Person die Zone 36 betreten hat, zu detektieren.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 die Möglichkeit, dass der Benutzer die Zone 36 betreten hat, durch den Schalter 40, und verringert sie die Geschwindigkeit der Bewegung der Tür 20, wenn bestimmt wird, dass die obige Möglichkeit besteht. Durch diese Ausbildung ist es möglich, die Gefahr, dass der Benutzer in der Tür 20 eingeklemmt wird, verlässlich zu vermeiden.
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Ferner wird die Umzäunung 34 nach der vorliegenden Ausführungsform verwendet, um die Zone 36 zu definieren, und ist der Zugangsdetektionsteil zur Detektion der Möglichkeit, dass der Benutzer die Zone 36 betreten hat, durch den Schalter 40 ausgebildet. Aufgrund dessen ist es möglich, das System 10 einfacher und billiger aufzubauen, so dass die Kosten für die Herstellung 10 des Systems verringert werden können.
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Es ist zu beachten, dass die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 den Drehmomentbegrenzungswert, der das maximale Drehmoment des Servomotors 22 bestimmt, verringern kann, wenn durch den Schalter 44 die Möglichkeit, dass der Benutzer die Zone 36 betreten hat, detektiert wird. Im Besonderen ändert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 den Drehmomentbegrenzungswert des Servomotors 22 von dem ersten Drehmomentbegrenzungswert zu einem zweiten Drehmomentbegrenzungswert, der kleiner als der erste Drehmomentbegrenzungswert ist, wenn auf Basis des Türöffnungssignals (und/oder der Türschließsignals), das von dem Schalter 40 erhalten wird, bestimmt wird, dass der Benutzer die Zone 36 betreten hat.
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Dann treibt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 den Servomotor 22 mit dem zweiten Drehmomentbegrenzungswert an. Der erste Drehmomentbegrenzungswert und der zweite Drehmomentbegrenzungswert können in dem Speicher, der in die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 eingebaut ist, voraufgezeichnet sein. Nach dieser Ausbildung kann die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 sowohl die Geschwindigkeit zum Schließen der Tür 20 als auch die Kraft zum Schließen der Tür 20 verringern, wenn die Möglichkeit besteht, dass der Benutzer die Zone 36 betreten hat. Dank dessen kann die Sicherheit des Benutzers wirksamer gewährleistet werden.
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Ferner wurde bei der vorliegenden Ausführungsform wie in 3 gezeigt der Fall erklärt, bei dem die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44 über die Funktion der Türsteuerung 50 verfügt. Doch die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Robotersteuerung kann über die Funktion der Türsteuerung verfügen. Eine solche Ausführungsform ist in 4 gezeigt. Bei diesem System 10' verfügt die Robotersteuerung 48' über die Funktion der Türsteuerung 50, die den Servomotor 22 steuert.
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Die Robotersteuerung 48' ist elektrisch mit dem Schalter 40 verbunden und bestimmt auf Basis des Türöffnungssignals (und/oder des Türschließsignals), das von dem Schalter 40 erhalten wird, ob der Benutzer die Zone 36 betreten hat. Bei Bestimmung, dass der Benutzer die Zone 36 betreten hat, ändert die Robotersteuerung 48' den Befehlswert des Servomotors 22 von dem ersten Befehlswert zu dem zweiten Befehlswert, wodurch die Geschwindigkeit für das Öffnen/Schließen der Tür 20 verringert wird.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 und 6 ein System 60 nach noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung erklärt werden. Es ist zu beachten, dass Elemente, die jenen der oben erwähnten Ausführungsformen ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und dass auf ihre ausführliche Erklärung verzichtet werden wird. Das System 60 umfasst eine Bearbeitungsmaschine 12, einen Roboter 14, kontaktlose Sensoren 64, 66, 68 und 70, und Umzäunungen 72 und 74.
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Die kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70 und die Umzäunungen 72 und 74 definieren die Zone 62, die in 6 schraffiert gezeigt ist. Die Zone 62 ist so definiert, dass sie einen Teil des Bewegungsbereichs 38 des Roboters 14 enthält. Im Besonderen ist die Zone 62 so definiert, dass sie den Bewegungsbereich 38 des Roboters 14 mit Ausnahme jenes Teils des Bewegungsbereichs 38, der sich im Inneren der Bearbeitungsmaschine 12 (innerhalb der Tür 20) befindet, enthält.
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Die kontaktlosen Sensoren 64 und 66 umfassen z. B. einen Fernsensor (der einen Funkwellensensor oder einen optischen Sensor enthält), der in der Lage ist, ein Objekt durch Ausstrahlen einer elektromagnetischen Welle zu detektieren; und zwischen den kontaktlosen Sensoren 64 und 66 wird eine elektromagnetische Welle 76 ausgestrahlt. Eine virtuelle Grenzlinie B1 der Zone 62 (6) ist in Übereinstimmung mit dem Ausbreitungsweg der elektromagnetischen Welle 76 definiert. Die kontaktlosen Sensoren 64 und 66 können detektieren, ob ein Objekt (einschließlich z. B. einer Hand, eines Fußes, oder des Körpers des Benutzers) die elektromagnetische Welle 76 (d. h., die Grenzlinie B1) gequert hat.
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Ähnlich umfassen die kontaktlosen Sensoren 68 und 70 z. B. einen Fernsensor und wird zwischen den kontaktlosen Sensoren 68 und 70 eine elektromagnetische Welle 78 ausgestrahlt. Eine virtuelle Grenzlinie B3 der Zone 62 (6) ist in Übereinstimmung mit dem Ausbreitungsweg der elektromagnetischen Welle 78 definiert. Die kontaktlosen Sensoren 68 und 70 können detektieren, ob ein Objekt die elektromagnetische Welle 78 (d. h., die Grenzlinie B2) überquert hat.
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Andererseits ist die Umzäunung 72 so bereitgestellt, dass sie sich zwischen dem kontaktlosen Sensor 64 und der Öffnungsfläche 16a der Abdeckung 16 erstreckt, und definiert sie eine Seite der Grenzlinien der Zone 62. Ähnlich ist die Umzäunung 74 so bereitgestellt, das sie sich zwischen dem kontaktlosen Sensor 70 und einer Seitenwand der Abdeckung 16 erstreckt, und definiert sie eine Seite der Grenzlinien der Zone 62.
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Somit ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Zone 62 durch die kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70 und die Umzäunungen 72 und 74 definiert. Ferner können die kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70 auf eine kontaktlose Weise detektieren, dass ein Objekt die Grenzlinien B1 und B2 überquert hat, wenn das Objekt die Grenzlinien B1 und B2 der Zone 62 überquert hat.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 ein Blockdiagramm des Systems 60 erklärt werden. Das System 60 umfasst eine Bearbeitungsmaschinensteuerung 80, die ein Steuersignal an den Bearbeitungsmaschinenaktuator 42 sendet, um die Bearbeitungsmaschine 80 zu steuern; und eine Robotersteuerung 82, die ein Steuersignal an den Roboteraktuator 46 sendet, um den Roboter 14 zu steuern. Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 und die Robotersteuerung 82 sind so verbunden, dass sie in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren.
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Die Robotersteuerung 82 umfasst eine CPU; einen Speicher, der aus einem RAM usw. besteht; und einen Servoverstärker. Die Robotersteuerung 82 sendet einen Befehl an den Roboteraktuator 46, um den Roboter zu betätigen. Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 umfasst eine CPU; einen Speicher, der aus einem RAM usw. besteht; und einen Servoverstärker. Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 sendet einen Befehl an den Bearbeitungsmaschinenaktuator 42, um die Bearbeitungsmaschine 12 zu betreiben.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform verfügt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 über die Funktion einer Türsteuerung 84, die den Servomotor 22 zum Bewegen der Tür 20 steuert. Ähnlich wie bei der oben genannten Ausführungsform ist in dem Speicher, der in die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 eingebaut ist, vorab ein erster Befehlswert aufgezeichnet. Wenn die Tür 20 mit der ersten Geschwindigkeit geöffnet/geschlossen wird, sendet die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 einen ersten Befehlswert an den Servomotor 22. Der Servomotor 22 dreht die Ausgangswelle mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit, die dem ersten Befehlswert entspricht, und bewegt die Tür 20 über den Öffnungs/Schließmechanismus 24 so, dass sie sich mit der ersten Geschwindigkeit öffnet/schließt.
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Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 ist elektrisch mit den kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70 verbunden. Die kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70 senden ein Grenzüberquerungssignal an die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80, wenn ein Objekt die Grenzlinie B1 und/oder B2 der Zone 62 überquert hat. Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 bestimmt auf Basis des Grenzüberquerungssignals, das von den kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70 erhalten wird, ob der Benutzer die Zone 62 betreten hat.
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Nachstehend wird ein Beispiel für die Bestimmung des Zugangs des Benutzers durch die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 erklärt werden. Als erstes Beispiel kann das System 60 einen Abgangsknopf umfassen, der an der Außenseite der Zone 62 eingerichtet ist. Bei diesem ersten Beispiel senden die kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70 das erste Grenzüberquerungssignal an die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80, wenn ein Objekt die Grenzlinie B1 und/oder B2 überquert hat, nachdem das System 60 einen Betriebsbefehl von dem Benutzer erhalten hat, um den Betrieb der Bearbeitungsmaschine 12 zu beginnen.
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Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 bestimmt bei Erhalt des ersten Grenzüberquerungssignals, dass der Benutzer die Zone 62 betreten hat, und ändert dann den Befehlswert, der an den Servomotor 22 gesendet werden soll, von dem ersten Befehlswert zu dem zweiten Befehlswert. Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 sendet nach Erhalt des ersten Grenzüberquerungssignals den zweiten Befehlswert an den Servomotor 22, wodurch der Servomotor 22 die Tür 20 über den Öffnungs/Schließmechanismus 24 so bewegt, das sie sich mit einer zweiten Geschwindigkeit, die dem zweiten Befehlswert entspricht, öffnet/schließt.
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Dann, wenn der Benutzer den Abgangsknopf, der an der Außenseite der Zone 62 bereitgestellt ist, drückt, erhält die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 ein Signal von dem Abgangsknopf und bestimmt sie, dass der Benutzer die Zone 62 verlassen hat. Dann ändert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 den Befehlswert zum Antrieb des Servomotors 22 von dem zweiten Befehlswert zu dem ersten Befehlswert, und wird die Tür 20 so bewegt, dass sich mit der ersten Geschwindigkeit öffnet/schließt. Auf diese Weise wird die Tür 20 ab der Detektion, dass ein Objekt die Grenzlinie B1 und/oder B2 überquert hat, bis zum Drücken des Abgangsknopfs durch den Benutzer mit einer zweiten Geschwindigkeit geöffnet/geschlossen, die geringer als die erste Geschwindigkeit ist.
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Alternativ kann die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 als zweites Beispiel auf Basis der Anzahl der Überquerungen der Grenzlinie B1 und/oder B2 durch ein Objekt bestimmen, ob der Benutzer die Zone 62 betreten hat. Bei diesem Beispiel sendet der entsprechende kontaktlose Sensor 64, 66, 68 oder 70 ein erstes Grenzüberquerungssignal an die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80, wenn ein Objekt die Grenzlinie B1 und/oder B2 zum ersten Mal überquert hat, nachdem das System 60 einen Betriebsbefehl von dem Benutzer erhalten hat, um den Betrieb der Bearbeitungsmaschine 12 zu beginnen.
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Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 bestimmt bei Erhalt des ersten Grenzüberquerungssignals, dass der Benutzer die Zone 62 betreten hat. Dann ändert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 den Befehlswert für den Antrieb des Servomotors 22 von dem ersten Befehlswert zu dem zweiten Befehlswert. Wenn ein Objekt die Grenzlinie B1 und/oder B2 zum zweiten Mal überquert hat, sendet der entsprechende kontaktlose Sensor 64, 66, 68 oder 70 ein zweites Grenzüberquerungssignal an die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80.
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Bei Erhalt des zweiten Grenzüberquerungssignals bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80, dass der Benutzer die Zone 62 verlassen hat. Dann ändert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 den Befehlswert für den Antrieb des Servomotors 22 von dem zweiten Befehlswert zu dem ersten Befehlswert. Bei diesem zweiten Beispiel wird die Tür 20 ab der ersten Überquerung der Grenzlinie B1 und/oder B2 durch ein Objekt bis zu der zweiten Überquerung der Grenzlinie B1 und/oder B2 durch das Objekt so bewegt, dass sie sich mit einer zweiten Geschwindigkeit, die geringer als die erste Geschwindigkeit ist, öffnet/schließt.
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Somit bestimmt bei der vorliegenden Ausführungsform die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 auf Basis eines Grenzüberquerungssignals von den kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70, ob der Benutzer die Zone 62 betreten hat. Entsprechend wirken die kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70 als Zugangsdetektionsteil, um die Möglichkeit des Betretens der Zone 62 durch eine Person zu detektieren.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 die Möglichkeit, dass ein Benutzer die Zone 62 betreten hat, durch die kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70, und verringert sie die Geschwindigkeit der Bewegung der Tür 20, wenn bestimmt wird, dass die obige Möglichkeit besteht. Durch diese Ausbildung ist es möglich, verlässlich zu verhindern, dass der Benutzer in der Tür 20 eingeklemmt wird.
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Ferner ist der Zugangsdetektionsteil zur Detektion der Möglichkeit, dass ein Benutzer die Zone 62 betreten hat, nach der vorliegenden Ausführungsform durch die kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70, die in der Lage sind, auf eine kontaktlose Weise zu detektieren, dass ein Objekt die Grenzlinie B1 und/oder B2 überquert hat, ausgebildet. Durch diese Ausbildung kann die Möglichkeit, dass ein Benutzer die Zone 62 betreten hat, entlang einer breiteren Grenzlinie mit einer hohen Genauigkeit detektiert werden, so dass es möglich ist, ein System aufzubauen, dessen Betriebsfähigkeit viel besser ist.
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Es ist zu beachten, dass bei der vorliegenden Ausführungsform wie in 7 gezeigt der Fall erklärt wurde, bei dem die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 über die Funktion der Türsteuerung 84 verfügt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Robotersteuerung 82 kann über die Funktion der Türsteuerung 84 verfügen.
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Zudem kann die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 den Drehmomentbegrenzungswert, der das maximale Drehmoment des Servomotors 22 bestimmt, verringern, wenn durch die kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70 die Möglichkeit, dass der Benutzer die Zone 62 betreten hat, detektiert wurde. Im Besonderen ändert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80 den Drehmomentbegrenzungswert des Servomotors 22 von dem ersten Drehmomentbegrenzungswert zu einem zweiten Drehmomentbegrenzungswert, der kleiner als der erste Drehmomentbegrenzungswert ist, wenn auf Basis eines Grenzüberquerungssignals, das von den kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70 erhalten wird, bestimmt wird, dass der Benutzer die Zone 62 betreten hat.
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Ferner wurde bei der vorliegenden Ausführungsform der Fall erklärt, bei dem die kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68 und 70 als der Zugangsdetektionsteil zur Detektion der Möglichkeit, dass der Benutzer die Zone 62 betreten hat, verwendet werden. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Als Zugangsdetektionsteil kann ein Bildsensor wie etwa ein CCD-Sensor oder ein CMOS-Sensor verwendet werden. Alternativ kann ein elektroakustischer Wandler wie etwa ein Mikrophon verwendet werden, um durch Schallwellen zu detektieren, dass der Benutzer die Zone 62 betritt.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 8 ein Beispiel für den Betriebsablauf des Systems 10, 60 nach der Erfindung erklärt werden. Der in 8 gezeigte Ablauf wird begonnen, wenn das System 10, 60 von dem Benutzer einen Befehl zum Beginn des Betriebs erhält.
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Bei Schritt S1 bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80, ob eine Person eine vorbestimmte Zone 36, 62 betreten hat. Zum Beispiel bestimmt in dem System 10 die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, ob sie ein erstes Türöffnungssignal von dem Schalter 40 erhält. Wenn sie das erste Türöffnungssignal erhält, bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, dass eine Person die Zone 36 betreten hat, und geht sie zu Schritt S2 über. Wenn andererseits das erste Türöffnungssignal nicht erhalten wird, bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, dass keine Person die Zone 36 betreten hat, und geht sie zu Schritt S6 über.
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Ferner bestimmt in dem System 60 die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80, ob sie ein erstes Grenzüberquerungssignal von den kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68, 70 erhält. Wenn sie das erste Grenzüberquerungssignal erhält, bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80, dass eine Person die Zone 62 betreten hat, und geht sie zu Schritt S2 über. Wenn andererseits das erste Grenzüberquerungssignal nicht erhalten wird, bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80, dass keine Person die Zone 62 betreten hat, und geht sie zu Schritt S6 über.
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Bei Schritt S2 ändert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 den Befehlswert zum Antrieb des Servomotors 22 von dem ersten Befehlswert zu dem zweiten Befehlswert. Wie oben erklärt dient der zweite Befehlswert dazu, den Servomotor 22 so anzutreiben, dass die Tür 20 mit einer geringeren Geschwindigkeit als bei dem ersten Befehlswert bewegt wird.
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Bei Schritt S3 bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80, ob der Benutzer die vorbestimmte Zone 36, 62 verlassen hat. Zum Beispiel bestimmt in dem System 10 die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, ob sie ein Signal von dem Abgangsknopf, der an der Außenseite der Zone 36 bereitgestellt ist, erhält. Wenn sie das Signal von dem Abgangsknopf erhält, bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, dass der Benutzer die Zone 36 verlassen hat, und geht sie zu Schritt S4 über. Wenn andererseits kein Signal von dem Abgangsknopf erhalten wird, bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, dass der Benutzer die Zone 36 nicht verlassen hat, und geht sie zu Schritt S7 über.
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Ferner bestimmt in dem System 60 die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80, ob sie ein zweites Grenzüberquerungssignal von den kontaktlosen Sensoren 64, 66, 68, 70 erhält. Wenn sie ein zweites Grenzüberquerungssignal erhält, bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80, dass der Benutzer die Zone 62 verlassen hat, und geht sie zu Schritt S4 über. Wenn andererseits das zweite Grenzüberquerungssignal nicht erhalten wird, bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 80, dass der Benutzer die Zone 62 nicht verlassen hat, und geht sie zu Schritt S7 über.
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Bei Schritt S4 ändert die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 den Befehlswert zum Antrieb des Servomotors 22 von dem zweiten Befehlswert zu dem ersten Befehlswert. Bei Schritt S5 bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80, ob die Bearbeitungsmaschine 12 die Bearbeitung oder eine andere Arbeit abgeschlossen hat. Wenn bestimmt wird, dass die Arbeit abgeschlossen ist, beendet die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 den Betriebsablauf von 8. Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Arbeit nicht abgeschlossen ist, kehrt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 zu Schritt S1 zurück.
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Wenn bei Schritt S1 bestimmt wird, dass ein Benutzer die Zone 36, 62 nicht betreten hat, bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80, ob die Bearbeitungsmaschine 12 die Bearbeitung oder eine andere Arbeit abgeschlossen hat. Wenn bestimmt wird, dass die Arbeit abgeschlossen ist, beendet die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 den Betriebsablauf. Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Arbeit nicht abgeschlossen ist, bringt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 den Ablauf zur Rückkehr zu Schritt S1.
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Wenn bei Schritt S3 bestimmt wird, dass der Benutzer die Zone 36, 62 nicht verlassen hat, bestimmt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 bei Schritt S7, ob die Bearbeitungsmaschine 12 die Bearbeitung oder eine andere Arbeit abgeschlossen hat. Wenn bestimmt wird, dass die Arbeit abgeschlossen ist, beendet die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 den Betriebsablauf. Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Arbeit nicht abgeschlossen ist, bringt die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 den Ablauf zur Rückkehr zu Schritt S3.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde der Fall, bei dem die Bearbeitungsmaschine 12 eine Werkzeugmaschine ist, erklärt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Bei der Bearbeitungsmaschine 12 kann es sich um Beispiel auch um eine Formmaschine wie etwa eine Spritzgussmaschine oder eine Presse oder jede beliebige andere Maschine zur Bearbeitung und Formung eines Objekts handeln. Ferner ist es zum Beispiel auch möglich, die Erfindung anstatt auf eine Bearbeitungsmaschine auf eine Montagemaschine zum Zusammensetzen von Teilen, eine Reinigungsmaschine zum Reinigen eines Objekts, eine Sortiermaschine zum Sortieren von Erzeugnissen, eine Pelletiermaschine zum Pelletieren von Produkten und andere derartige Arbeitsmaschinen anzuwenden.
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Ferner wurde bei den oben angeführten Ausführungsformen der Fall erklärt, bei dem die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 die Geschwindigkeit der Tür 20 von einer ersten Geschwindigkeit, die dem ersten Befehlswert entspricht, zu einer zweiten Geschwindigkeit, die dem zweiten Befehlswert entspricht, ändert, wenn die Möglichkeit, dass eine Person die Zone 36, 62 betreten hat, detektiert wird. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 kann die Geschwindigkeit der Bewegung der Tür 20 durch mehrere Befehlswerte verringern, wenn die Möglichkeit, dass eine Person die Zone 36, 62 betreten hat, detektiert wird.
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Zum Beispiel kann die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 die Geschwindigkeit der Tür 20 von der ersten Geschwindigkeit allmählich auf die zweite Geschwindigkeit, eine dritte Geschwindigkeit, ... eine n-te Geschwindigkeit (”n” ist eine beliebige ganze Zahl) verringern, wenn die Möglichkeit, dass eine Person die Zone 36, 62 betreten hat, detektiert wird. In diesem Fall kann in dem Speicher, der in die Bearbeitungsmaschinensteuerung 44, 80 eingebaut ist, vorab ein erster Befehlswert, der der ersten Geschwindigkeit entspricht, ein zweiter Befehlswert, der der zweiten Geschwindigkeit entspricht, ein dritter Befehlswert, der der dritten Geschwindigkeit entspricht, ... und ein n-ter Befehlswert, der der n-ten Geschwindigkeit entspricht, aufgezeichnet werden.
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Im Vorhergehenden wurden Ausführungsformen verwendet, um die Erfindung zu erklären, doch beschränken die Ausführungsformen die Erfindung nach den Ansprüchen nicht. Ferner können in dem technischen Umfang der Erfindung auch Kombinationen der Merkmale, die bei den Ausführungsformen der Erfindung erklärt wurden, enthalten sein. Für die Lösung der Erfindung sind jedoch nicht notwendigerweise alle Kombinationen dieser Merkmale wesentlich. Ferner wird einem Fachmann der Umstand klar sein, dass die obigen Ausführungsformen auf verschiedene Weisen verändert oder verbessert werden können.
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Ferner sollte bemerkt werden, dass in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen Tätigkeiten, Programme, Stufen, Prozesse und andere Verarbeitungen in jeder beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden können, solange nicht ausdrücklich ”bevor”, ”vor” usw. angegeben ist und ferner der Ausgang der vorhergehenden Verarbeitung nicht bei der späteren Verarbeitung verwendet wird. Auch wenn in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zur Erklärung des betrieblichen Ablaufs zur Bequemlichkeit ”zuerst”, ”nächst”, ”dann” usw. verwendet wurde, bedeutet dies nicht, dass die Ausführung in dieser Reihenfolge wesentlich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5-74744 [0002]
- JP 2008-207270 A [0002]
