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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlschmiermittelzuleitungssystem zu einer Werkzeugmaschine.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Bei einem Schneidvorgang in einer Werkzeugmaschine wird im Allgemeinen zum Schmieren zwischen einem Werkstück und einer Schneidklinge, zum Abkühlen von Wärme, die durch den durch die Schneidklinge ausgeführten Schneidvorgang entsteht, zum Verlängern der Lebensdauer der Schneidklinge, das durch Entfernen eines Spans, der durch den Schneidvorgang entsteht, vom Werkstück an einer Schnittstelle erzielt wird, und zum stabilen Ausführen des Schneidvorgangs, Kühlschmiermittel an einer Stelle eingespritzt, wo das Werkstück und die Schneidklinge während des Schneidvorgangs miteinander in Kontakt kommen. Dies wird als Kühlschmiermittelzuleitung bezeichnet.
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Das Kühlschmiermittel wird im Allgemeinen so zugeführt, dass ein Bediener einer Werkzeugmaschine eine Einspritzrichtung einer Kühlschmiermittelzuleitungsdüse einstellt, die an einem der Abschnitte in der Werkzeugmaschine befestigt ist. Aufgrund der manuellen Einstellung gibt es zwischen einzelnen Personen Unterschiede und wenn derselbe Schneidvorgang erneut ausgeführt wird, ist eine Reproduzierbarkeit des Einstellungsvorgangs der Richtung mangelhaft.
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Wenn daher dieselben Produkte mit mehreren Werkzeugmaschinen bearbeitet werden oder wenn dieselben Produkte erneut bearbeitet werden, nachdem diese Produkte einmal an einer Fertigungsstätte für eine Vielzahl von Produkten in geringen Mengen bearbeitet wurden, variiert die Kühlschmiermittelzuleitung und infolgedessen besteht eine Möglichkeit, dass Qualitäten der bearbeiteten Produkte variieren können. Da ferner auch eine Möglichkeit besteht, dass die Einstellung der Einspritzrichtung bei wiederholtem Schneidvorgang fehlausgerichtet ist, können sich Qualitäten der bearbeiteten Produkte in einer Massenproduktion verschlechtern.
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Für einige der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen wird automatisch mit einem Schneidvorgang fortgefahren, während zwischen mehreren Industriewerkzeugen gewechselt wird und eine Richtung des Industriewerkzeugs geändert wird. Eine geeignete Kühlschmiermittelzuleitungsstelle variiert jedoch abhängig von den folgenden Punkten:
- einer Industriewerkzeugklinge (Länge, Durchmesser und Art des Industriewerkzeugs);
- einer Form eines Werkstücks; und
- einer Stufe im Verlauf des Schneidvorgangs.
Daher variiert in solchen numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen eine geeignete Kühlschmiermittelzuleitungsstelle mit dem Verlauf eines automatischen Schneidvorgangs.
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Andererseits stellt selbst im Fall der oben beschriebenen, automatisierten, numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine im Allgemeinen ein Bediener wie oben beschrieben manuell eine Richtung einer Kühlschmiermittelzuleitungsdüse während der Kühlschmiermittelzuleitung ein. Ferner kann der Bediener im Allgemeinen die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse während des automatischen Schneidvorgangs nicht berühren, um Unfälle zu vermeiden.
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Wenn daher der automatische Schneidvorgang durch die Werkzeugmaschine ausgeführt wird, ist eine Stelle, wo das Kühlschmiermittel zugeführt wird, in vielen Fällen unveränderlich, trotz der Tatsache, dass die geeignete Kühlschmiermittelzuleitungsstelle im Verlauf des automatischen Schneidvorgangs variiert. Daher wird die Kühlschmiermittelzuleitung in einigen Fällen während des automatischen Schneidvorgangs in einen unpassenden Zustand gebracht. In einem solchen Zustand kann ein Mangel an Kühlschmiermittel eine Verringerung der Oberflächenqualität des Werkstücks und eine Verkürzung der Lebensdauer des Industriewerkzeugs bewirken.
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Zur Lösung eines solchen Problems bezüglich der Kühlschmiermittelzuleitung schlägt zum Beispiel die
JP S61-260 964 A ein System zur Lenkung einer Richtung der Kühlschmiermittelzuleitungsdüse durch einen Servomotor oder dergleichen vor. Diese Technik erfordert jedoch große Sorgfalt. Für eine automatische Bestimmung einer geeigneten Kühlschmiermittelzuleitungsstelle zum Beispiel ist es notwendig, ein Antriebssystem der Kühlschmiermittelzuleitungsdüse mit einer großen Menge an Informationen an der Seite der Werkzeugmaschine zu versehen, wie Formdaten des Industriewerkzeugs, einem Bearbeitungsprogramm und einem Verlaufsstatus eines Schneidvorgangs (Positionsinformationen der Werkzeugmaschine und Nummer des verwendeten Industriewerkzeugs) oder es ist notwendig, dass ein Mensch zuerst eine Bewegung (wie Richtung) der Kühlschmiermittelzuleitungsdüse festlegt, während er einen Zustand eines Schneidvorgangs beobachtet.
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Falls eine Position der Kühlschmiermittelzuleitungsdüse, wie derzeit der Fall, unveränderlich ist, wenn ein Werkstück einen extrem großen Niveauunterschied aufweist oder wenn sich ein Wiegeteil in einem wiegeartigen Fünf-Achs-Werkzeugmaschine stark bewegt, wird in einigen Fällen ein Pfad einer Kühlschmiermittelzuleitung durch einen Niveauunterschied eines Werkstücks selbst oder durch einen Teil eines Vier-Achs- oder Fünf-Achs-Mechanismus blockiert.
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Die
JP 2001-212 735 A ,
CN 104440378 A und
JP H10-118 884 A zeigen jeweils eine Werkzeugmaschine mit einer beweglichen Ölnebeldüse.
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Die
US 5 444 634 A zeigt ein Positionierungssystem für eine bewegliche Schmiermitteldüse einer Werkzeugmaschine.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts der Probleme des Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlschmiermittelzuleitungssystem vorzusehen, das imstande ist, als einen Bearbeitungspunkt, eine Stelle zu spezifizieren, wo ein Industriewerkzeug mit einer Oberfläche eines Werkstücks in Kontakt kommt, oder eine Stelle, wo die Oberfläche des Werkstücks und das Industriewerkzeug einander schneiden, und imstande ist, automatisch und dem spezifizierten Bearbeitungspunkt immer Kühlschmiermittel passend zuzuleiten.
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Die Erfindung stellt ein Kühlschmiermittelzuleitungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die vorliegende Erfindung kann ein Kühlschmiermittelzuleitungssystem vorsehen, das imstande ist, einen Bearbeitungspunkt zu spezifizieren, der eine Stelle ist, wo ein Industriewerkzeug mit einer Oberfläche eines Werkstücks in Kontakt kommt, oder eine Stelle, wo die Oberfläche des Werkstücks und das Industriewerkzeug einander schneiden, und das System ist imstande, automatisch und immer passend Kühlschmiermittel zum spezifizierten Bearbeitungspunkt zu leiten.
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Figurenliste
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Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der Beschreibung der folgenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen hervor, wobei:
- 1 eine Darstellung ist, die ein Beispiel eines Kühlschmiermittelzuleitungssystems gemäß der Erfindung zeigt;
- 2 ein Funktionsblockdiagramm des in 1 dargestellten Kühlschmiermittelzuleitungssystems ist; und
- 3 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Betrieb des in 2 dargestellten Kühlschmiermittelzuleitungssystems zeigt (Positions- und Lageregelungsbearbeitung der Kühlschmiermittelzuleitungsdüse, welche die Düsenbewegungsvorrichtung steuert).
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Kühlschmiermittelzuleitungssystems gemäß der Erfindung zeigt.
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Wie in 1 dargestellt, enthält das Kühlschmiermittelzuleitungssystem eine Werkzeugmaschine 1, eine Kühlschmiermittelzuleitungsvorrichtung 7, eine Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6 zum Einspritzen von Kühlschmiermittel, das durch die Kühlschmiermittelzuleitungsvorrichtung 7 zugeleitet wird, eine Düsenbewegungsvorrichtung 5 zum Bewegen der Düse 6, zumindest eine oder mehrere Detektionsvorrichtungen 4 wie einen Videosensor, die an die Düsenbewegungsvorrichtung 5 angeschlossen sind, und eine Informationsverarbeitungseinheit (nicht dargestellt) zur Verarbeitung von Informationen, die von der Detektionsvorrichtung 4 wie dem Videosensor ausgegeben werden.
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Das Kühlschmiermittelzuleitungssystem hat eine Funktion zum Überwachen einer Position und einer Form sowohl eines Werkstücks 3 wie auch eines Industriewerkzeugs 2 der Werkzeugmaschine 1 durch die Detektionsvorrichtung 4 wie den Videosensor und zum Erkennen eines „Bearbeitungspunkts“, der eine Stelle an einer Oberfläche des Werkstücks 3 ist, mit der das Industriewerkzeug 2 in Kontakt kommt, oder eine Stelle der Oberfläche des Werkstücks 3, mit der das Industriewerkzeug 2 schneidet.
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Die Werkzeugmaschine 1 enthält einen Tisch 8 und eine Säule 12, die auf einem Bett 11 durch einen Sattel 13 bereitgestellt ist. Das Werkstück 3 wird auf dem Tisch 8 angeordnet. Das Industriewerkzeug 2 ist an einer Spindel 9 befestigt. Das Industriewerkzeug 2 kann durch eine Werkzeugtauschvorrichtung 10 gewechselt werden. Das Werkstück 3 auf dem Tisch 8 wird durch das Industriewerkzeug 2 bearbeitet, das an der Spindel 9 befestigt ist. Im Allgemeinen ist in der Werkzeugmaschine 1 ein Werkstückraum (im Inneren der Maschine), wo das Werkstück 3 bearbeitet wird, von der Außenseite durch eine Abdeckung (nicht dargestellt) abgeschirmt, so dass das Kühlschmiermittel und Späne nicht nach außen gestreut werden. Wenn jedoch das Kühlschmiermittel oder Späne nach außen gestreut werden dürfen, ist eine solche Abdeckung unnötig.
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Kühlschmiermittel wird von der Kühlschmiermittelzuleitungsvorrichtung 7 zum „Bearbeitungspunkt“ des Werkstücks 3 geleitet, der vom Industriewerkzeug 2 bearbeitet wird. Ein Medium, das von der Kühlschmiermittelzuleitungsvorrichtung 7 zum Bearbeitungspunkt geleitet wird, ist das Kühlschmiermittel, ein Ölnebel oder Luft. Die Kühlschmiermittelzuleitungsvorrichtung 7 ist eine Pumpe zum Einspritzen des Kühlschmiermittels, des Ölnebels oder der Luft zum Bearbeitungspunkt.
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Die Düsenbewegungsvorrichtung 5 kann ein Industrieroboter sein. Wenn die Düsenbewegungsvorrichtung 5 der Roboter ist, ist die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6 an einem Spitzenende eines Arms des Roboters montiert. Kühlschmiermittel, das von der Kühlschmiermittelzuleitungsvorrichtung 7 zugeleitet wird, wird von der Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6 zum Bearbeitungspunkt gespritzt. Die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6 und die Düsenbewegungsvorrichtung 5, welche die Düse 6 bewegt, sind an der Innenseite der Abdeckung (nicht dargestellt) der Werkzeugmaschine 1 oder des Fachs, das durch Erweitern der Abdeckung (nicht dargestellt) der Werkzeugmaschine 1 gebildet wird, angeordnet. Wenn jedoch Kühlschmiermittel oder Späne zur Außenseite gestreut werden dürfen, sind die Positionen der Düse 6 und der Düsenbewegungsvorrichtung 5 nicht auf die oben beschriebenen Positionen beschränkt. Der Roboter als die Düsenbewegungsvorrichtung 5 kann eine andere Funktion haben, wenn die Werkzeugmaschine 1 kein Kühlschmiermittel zuleiten muss. Zum Beispiel kann der Roboter andere Funktionen haben, um ein Werkstück 3 nach dem Schneidvorgang zu entnehmen oder ein Werkstück 3 zu montieren, bevor es bearbeitet wird.
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2 ist ein Funktionsblockdiagramm des Kühlschmiermittelzuleitungssystems der vorliegenden Erfindung.
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Das Kühlschmiermittelzuleitungssystem hat eine Funktion zum Detektieren des Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3 in der Werkzeugmaschine 1 mit Hilfe der Detektionsvorrichtung 4 wie eines Videosensors. Die Informationsverarbeitungseinheit 14 gibt einen Detektionsbefehl an die Detektionsvorrichtung 4 aus, die Detektionsvorrichtung 4 detektiert das Industriewerkzeug 2 und das Werkstück 3 und sendet die detektierten Informationen zur Informationsverarbeitungseinheit 14. Ein Bereich und ein Objekt, die durch die Detektionsvorrichtung 4 detektiert werden können, sind jedoch nicht auf die obenstehenden Angaben beschränkt.
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Die Informationsverarbeitungseinheit 14 erkennt die Forminformationen und Positionsinformationen des Industriewerkzeugs 2 wie auch des Werkstücks 3 durch Verarbeiten von Informationen, die durch die Detektionsvorrichtung 4 detektiert werden, und sendet die erkannten Forminformationen und Positionsinformationen zu einer Bearbeitungspunktspezifizierungseinheit 15.
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Aus den Forminformationen und den Positionsinformationen sowohl des Industriewerkzeugs 2 wie auch des Werkstücks 3, die durch die Informationsverarbeitungseinheit 14 erkannt werden, spezifiziert die Bearbeitungspunktspezifizierungseinheit 15 den Bearbeitungspunkt, der eine Stelle der Oberfläche des Werkstücks 3 ist, mit der das Industriewerkzeug 2 in Kontakt kommt, oder eine Stelle der Oberfläche des Werkstücks 3, mit der das Industriewerkzeug 2 schneidet, und sendet die Informationen (Positionsinformationen) über den spezifizierten Bearbeitungspunkt gemeinsam mit den Forminformationen und den Positionsinformationen sowohl des Industriewerkzeugs 2 wie auch des Werkstücks 3 zu einer Steuerung 16 der Düsenbewegungsvorrichtung 5.
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Anhand der Informationen des Bearbeitungspunkts und der Forminformationen und der Positionsinformationen sowohl des Industriewerkzeugs 2 wie auch des Werkstücks 3 vermeidet die Steuerung 16 der Düsenbewegungsvorrichtung 5 eine gegenseitige Beeinträchtigung zwischen dem Werkstück 3, dem Industriewerkzeug 2 und Innenstrukturen der Werkzeugmaschine 1 (enthaltend die Detektionsvorrichtung 4, den Tisch 8, die Spindel 9, die Werkzeugtauschvorrichtung 10, das Bett 11, die Säule 12, den Sattel 13 wie auch eine Spanneinrichtung und zusätzliche Achsen (nicht dargestellt) und in diesem Zustand treibt die Steuerung 16 die Düsenbewegungsvorrichtung 5 an, so dass Kühlschmiermittel von der Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6 zum Bearbeitungspunkt gespritzt wird.
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3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb des in 2 dargestellten Kühlschmiermittelzuleitungssystems zeigt (Positions- und Lageregelungsbearbeitung der Kühlschmiermittelzuleitungsdüse, welche die Düsenbewegungsvorrichtung steuert). Die Verarbeitung wird in der Folge gemäß den jeweiligen Schritten erklärt.
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[Schritt sa01] Es wird geprüft, ob ein anfängliches Bild aufgezeichnet ist, und wenn kein anfängliches Bild vorhanden ist (NEIN), fährt die Prozedur mit Schritt sa02 fort. Wenn ein anfängliches Bild vorhanden ist (JA), fährt die Prozedur mit Schritt sa03 fort.
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[Schritt sa02] Das anfängliche Bild wird genommen und aufgezeichnet und die Prozedur fährt mit Schritt sa03 fort. Hier kann das anfängliche Bild ein Bild eines Kopfs der Spindel 9 in einem Zustand sein, in dem das Industriewerkzeug 2 nicht befestigt ist, oder ein Bild des Tisches 8 in einem Zustand, in dem das Werkstück 3 nicht befestigt ist.
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[Schritt sa03] Das letzte Bild wird gelöscht.
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[Schritt sa04] Das aktuelle Bild wird aufgenommen. Hier kann das aktuelle Bild ein Bild des Industriewerkzeugs 2 sein, welches das Werkstück 3 mit der Werkzeugmaschine 1 bearbeitet (schneidet), oder ein Bild des Werkstücks 3, das von dem Industriewerkzeug 2 in der Werkzeugmaschine 1 bearbeitet (geschnitten) wird.
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[Schritt sa05] Es wird geprüft, ob das letzte Bild aufgezeichnet ist, und wenn das letzte Bild nicht aufgezeichnet ist (NEIN), fährt die Prozedur mit Schritt sa06 fort, und wenn das letzte Bild aufgezeichnet ist (JA), fährt die Prozedur mit Schritt sa07 fort.
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[Schritt sa06] Die Aufzeichnung des anfänglichen Bildes wird in der Aufzeichnung des letzten Bildes kopiert und die Prozedur fährt mit Schritt sa07 fort.
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[Schritt sa07] Die Forminformationen und die Positionsinformationen sowohl des Industriewerkzeugs 2 wie auch des Werkstücks 3 werden aus der Aufzeichnung des letzten Bildes und aus dem aktuellen Bild gewonnen.
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[Schritt sa08] Eine Stelle (ein Bearbeitungspunkt), an der ein Schneidvorgang ausgeführt wird, wird aus den Forminformationen und den Positionsinformationen sowohl des Industriewerkzeugs 2 wie auch des Werkstücks 3 geschätzt.
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[Schritt sa09] Die Steuerung 16, welche die Düsenbewegungsvorrichtung 5 steuert, wird über die Forminformationen und die Positionsinformationen sowohl des Industriewerkzeugs 2 wie auch des Werkstücks 3 und die Informationen der Stelle (des Bearbeitungspunkts) informiert, an der ein Schneidvorgang ausgeführt wird. Die Steuerung 16, welche die Düsenbewegungsvorrichtung 5 steuert, steuert die Position und die Lage der Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6, so dass das Kühlschmiermittel durch das Industriewerkzeug 2 der Stelle des Werkstücks 3, an der ein Schneidvorgang ausgeführt wird, zugeleitet werden kann.
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Bei der Bestimmung einer Position und einer Lage der Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6, die durch die Düsenbewegungsvorrichtung 5 vorgenommen wird, wird auf ein Vermeiden einer gegenseitigen Beeinträchtigung zwischen der Düsenbewegungsvorrichtung 5 (enthaltend die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6) und Innenstrukturen der Werkzeugmaschine 1 (enthaltend die Detektionsvorrichtung 4, den Tisch 8, die Spindel 9, die Werkzeugtauschvorrichtung 10, das Bett 11, die Säule 12, den Sattel 13 wie auch die Spannvorrichtung und die zusätzlichen Achsen) und des Werkstücks 3 und des Industriewerkzeugs 2 und auf ein Sichern eines Einspritzpfades zum Einspritzen des Kühlschmiermittels (um ein Blockieren zu vermeiden) und auf ein Vermeiden jeglicher Behinderung einer Detektion durch die Detektionsvorrichtung 4 geachtet. Ein Wechsel zwischen Einspritzen und Nicht-Einspritzen von Kühlschmiermittel entsprechend dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Kühlschmiermittelzuleitungsstelle (des Bearbeitungspunkts) wird berücksichtigt.
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[Schritt sa10] Das aktuelle Bild wird in der letzten Bildaufzeichnung als das letzte Bild gespeichert.
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[Schritt sa11] Es wird bestimmt, ob die Werkzeugmaschine 1 das Werkstück 3 schneidet oder nicht, und wenn die Werkzeugmaschine 1 schneidet (JA), kehrt die Prozedur zu Schritt sa04 zurück und diese Bearbeitung wird fortgesetzt, und wenn die Werkzeugmaschine 1 nicht schneidet (NEIN), ist dieser Schneidvorgang beendet.
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In der Folge wird ein Verfahren zum Detektieren eines Bearbeitungspunkts aus Informationen, die von der Detektionsvorrichtung 4, wie dem Videosensor erhalten werden, beschrieben. Als ein Verfahren zum Detektieren eines Bearbeitungspunkts, der eine Stelle der Oberfläche des Werkstücks 3 ist, mit der das Industriewerkzeug 2 in Kontakt kommt oder eine Stelle der Oberfläche des Werkstücks 3, mit der das Industriewerkzeug 2 schneidet, aus Informationen, die durch die Detektionsvorrichtung 4 erhalten werden, kann das folgende Beispiel in Betracht gezogen werden.
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Als Beispiel wird ein allgemeines Bearbeitungszentrum beschrieben. Die Detektionsvorrichtung 4, wie ein Videosensor, nimmt zuvor ein Bild eines Kopfs der Spindel 9, an dem das Industriewerkzeug 2 nicht befestigt ist, und des Tisches 8, an dem das Werkstück 3 nicht befestigt ist, auf und die Bilder werden als Werkzeugdetektionsreferenzbild und Werkstückdetektionsreferenzbild gespeichert.
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Die Bilder des Kopfs der Spindel 9, an dem das Industriewerkzeug 2 befestigt ist, und die Bilder des Tisches 8, an dem das Werkstück 3 oder eine Spannvorrichtung befestigt ist, werden vor Beginn des Schneidvorgangs oder unmittelbar nach dem Wechsel des Industriewerkzeugs aufgenommen. Es ist notwendig, dass bei diesem Bildaufnahmevorgang mehrere Videosensoren verwendet werden können oder ein Videosensor, der an der Düsenbewegungsvorrichtung 5 montiert ist, Bilder aus mehreren Positionen aufnehmen kann.
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Zuvor gespeicherte Referenzbilder des Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3 und Bilder des Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3, die vor Beginn des Schneidvorgangs oder unmittelbar nach einem Wechsel des Industriewerkzeugs aufgenommen werden, werden miteinander verglichen, wobei anfängliche Formen und Positionen des Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3 detektiert und gespeichert werden. Danach werden Bewegungen des Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3 und eine Form des Werkstücks 3 durch Wiederholen des Bildaufnahmevorgangs des Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3 und einen Vergleich zwischen den aktuell aufgenommenen Bildern und Bildern, die das letzte Mal aufgenommen wurden, detektiert. Die Stelle (der Bearbeitungspunkt) der Oberfläche des Werkstücks 3, mit der das Industriewerkzeug 2 in Kontakt kommt, oder die Stelle der Oberfläche des Werkstücks 3, mit der das Industriewerkzeug 2 schneidet, wird unter Verwendung der aktuellen Form- und Positionsinformationen des Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3, die aus dem Bild erhalten werden, und Verwendung der anfänglichen Form- und Positionsinformationen des zuvor detektierten Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3 detektiert.
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Das Verfahren zum Detektieren der Stelle (des Bearbeitungspunkts) der Oberfläche des Werkstücks 3, mit der das Industriewerkzeug 2 in Kontakt kommt, oder der Stelle der Oberfläche des Werkstücks 3, mit der das Industriewerkzeug 2 schneidet, aus den Informationen, die durch die Detektionsvorrichtung 4 erhalten werden, ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. In dem oben beschriebenen Verfahren ist die Detektionsvorrichtung 4 zum Beispiel der Videosensor, aber eine Variation von Bildern, die durch Farbe oder einen Tropfen Kühlschmiermittel verursacht wird, wird nicht berücksichtigt. Daher besteht in einer Trockenbearbeitung, in der das Kühlschmiermittel transparent ist oder der Ölnebel anstelle des Kühlschmiermittels verwendet wird, eine Möglichkeit, dass das Verfahren nicht normal funktionieren kann, falls nicht Positionen in der Nähe des Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3 transparent sind, auch während des Zuleitungsvorgangs des Kühlschmiermittels. Somit wird nur durch das oben beschriebene Verfahren auch berücksichtigt, dass ein Normalbetrieb nicht erwartet werden kann, wenn der Zuleitungsvorgang von Kühlschmiermittel gestartet wird.
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Daher werden auch gleichzeitig Bilder des Kopfs der Spindel 9, der nicht so sehr durch Kühlschmiermittelzuleitung beeinflusst wird und dessen relative Position in Bezug auf das Industriewerkzeug 2 nicht variiert, und Bilder eines Endes des Tisches 8, das nicht so sehr durch Kühlschmiermittelzuleitung beeinflusst wird und dessen relative Position in Bezug auf das Werkstück 3 nicht variiert, aufgenommen. Positionsinformationen, die von einem Teil erhalten werden, dessen Bilder normalerweise selbst während des Zuleitungsvorgangs von Kühlschmiermittel aufgenommen werden können, und Forminformationen und Positionsinformationen des anfänglich gespeicherten Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3 werden miteinander kombiniert und eine aktuelle Position kann geschätzt und detektiert werden. Die Anzahl von Videosensoren kann erhöht werden und Bildaufnahmeergebnisse aus anderen Winkeln können zeitgleich verwendet werden (zur Abdeckung eines Totwinkels, der durch den Betrieb der Werkzeugmaschine 1 erzeugt wird). Es können verschiedene Arten von Detektionsverfahren zeitgleich verwendet werden. Zum Beispiel kann durch zusätzliche Verwendung eines Thermosensors (Thermographen) auch ein anderes Detektionsverfahren einer anderen Art zum Bestimmen einer Kühlschmiermittelzuleitungsstelle (eines Bearbeitungspunkts) durch Berücksichtigung einer Stelle, an der kontinuierlich Wärme durch Schneidvorgänge erzeugt wird, verwendet werden.
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Ferner sind, wie im herkömmlichen System, die Informationsverarbeitungseinheit 14 des Systems und eine Steuerung (nicht dargestellt) der Werkzeugmaschine 1 miteinander durch eine Schnittstelle (l/F) verbunden, eine Industriewerkzeugnummer zum Zeitpunkt des Schneidvorgangs und Positionsinformationen entsprechender Achsen werden von der Werkzeugmaschine 1 aufgenommen und die derart gewonnenen enthaltenen Positionsinformationen und Informationen, die durch Verarbeitung eines Bildes erhalten werden, das durch die Informationsverarbeitungseinheit 14 des Systems erhalten wird, werden zeitgleich verwendet und miteinander verglichen. Daher ist es möglich, Kühlschmiermittel immer einer optimalen Position zuzuleiten, und die Positionsinformationen an den entsprechenden Achsen, die von der Werkzeugmaschine 1 erhalten werden, können zur Berechnung einer Verschiebung des Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3, die durch den Schneidvorgang verursacht wird, verwendet werden.
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Die Steuerung 16 steuert die Düsenbewegungsvorrichtung 5, so dass das Kühlschmiermittel einer Stelle (einem Bearbeitungspunkt) zugeführt wird, die durch die Informationsverarbeitungseinheit 14 verarbeitet und durch die Bearbeitungspunktspezifizierungseinheit 15 detektiert wird. Zum Zuleiten von Kühlschmiermittel durch die Düsenbewegungsvorrichtung 5 steuert die Steuerung 16 der Düsenbewegungsvorrichtung 5 eine Düsenposition, eine Einspritzrichtung des Kühlschmiermittels und ob das Kühlschmiermittel eingespritzt wird oder nicht.
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Zusätzlich zu der Funktion zum Zuleiten des Kühlschmiermittels zu einem Punkt kann die Düsenbewegungsvorrichtung 5 auch eine Funktion zum Zuleiten des Kühlschmiermittels gemäß dem Industriewerkzeug 2 und dem Schneidvorgang haben. Wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass das Industriewerkzeug 2 einen großen Bohrungsdurchmesser hat, kann Kühlschmiermittel periodisch zu geeigneten Zeitpunkten mehreren Positionen in der Nähe eines äußeren Formteils des Industriewerkzeugs zugeleitet werden, oder wenn geschätzt wird, dass das Industriewerkzeug 2 ein dünner und langer Bohrer ist, kann das Kühlschmiermittel auch einem Schneidklingenteil zugeleitet werden, der vom Werkstück 3 freiliegt, mit dem Ziel, Späne zu entfernen, die durch das Bohren erzeugt werden und mit dem Bohrer verheddert sind.
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Die Steuerung 16 der Düsenbewegungsvorrichtung 5 hat eine derartige Funktion, dass, wenn ein störendes Material, das durch die Informationsverarbeitungseinheit 14 detektiert wird, zwischen einer Stelle (einem Bearbeitungspunkt), der durch die Bearbeitungspunktspezifizierungseinheit 15 detektiert wird, und einer Position der aktuellen Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6 austritt, die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6 bewegt wird, so dass sie dem störenden Material ausweicht und das Einspritzen des Kühlschmiermittels zu dem Bearbeitungspunkt aufrechterhält.
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Wenn ein Industrieroboter als die Düsenbewegungsvorrichtung 5 verwendet wird, haben der Industrieroboter selbst und die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6, die im Industrieroboter enthalten ist, eine Funktion, in einer Fläche zu arbeiten, wo der Roboter und die Düse 6 das Werkstück 3, das Industriewerkzeug 2 und die Innenstrukturen (enthaltend die Detektionsvorrichtung 4, den Tisch 8, die Spindel 9, die Werkzeugtauschvorrichtung 10, das Bett 11, die Säule 12, den Sattel 13, wie auch die Spannvorrichtung und die zusätzlichen Achsen) der Werkzeugmaschine 1 nicht stören. Da gemäß diesem Roboter die Detektionsvorrichtung 4 wie der Videosensor und die Düsenbewegungsvorrichtung 5 automatisch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Stelle (Bearbeitungspunkt) bestimmen, die durch die Bearbeitungspunktspezifizierungseinheit 15 detektiert wird (das heißt, Bestimmung einer Kühlschmiermittelzuleitungsstelle), und Kühlschmiermittel zu dieser Stelle leiten, wird ein Einstellungsvorgang einer Kühlschmiermittelzuleitungsdüse unnötig, der derzeit und im Allgemeinen von einem Bediener vorgenommen wird, wodurch ein Aufwand eines Einstellungsvorgangs hinfällig wird und die Belastung des Bedieners verringert wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Probleme zu eliminieren, die sich aus einer Tatsache ergeben, dass ein Bediener die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse einstellt, d.h., Probleme, dass, selbst wenn derselbe Bediener die Düse einstellt, die Einstellung immer unterschiedlich ist, wenn der Bediener eine Einstellung vornimmt, da eine Differenz bei der Einstellung aufgrund einer persönlichen Gewohnheit entsteht und es schwierig ist, dieselbe Einstellung bei mehreren Werkzeugmaschinen vorzunehmen. Da das Kühlschmiermittel konstant zugeleitet wird, ist möglich, immer den stabilen Schneidvorgang auszuführen.
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Da die Düsenbewegungsvorrichtung 5 die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6 steuert, ist es möglich, die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6 selbst dann zu steuern, wenn die Werkzeugmaschine 1 den Schneidvorgang ausführt, und es ist möglich, den geeigneten Kühlschmiermittelzuleitungszustand selbst dann aufrechtzuerhalten, wenn der Schneidvorgang voranschreitet und die Kühlschmiermittelzuleitungsstelle variiert. Somit ist zu erwarten, dass die Qualität des bearbeiteten Produkts erhöht wird und die Lebensdauer eines verwendeten Industriewerkzeugs verlängert wird.
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Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung die geeignete Kühlschmiermittelzuleitung durch die folgenden Schritte automatisieren.
- - Erkennen der Formen und Positionen des Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3 durch Verwendung der Detektionsvorrichtungen wie Videosensoren.
- - Detektieren oder Schätzen des „Bearbeitungspunkts“ durch Verwendung der erkannten Informationen. („Bearbeitungspunkte“ hat die folgende Bedeutung. Eine Stelle der Oberfläche des Werkstücks 3, mit der das Industriewerkzeug 2 in Kontakt kommt oder eine Stelle der Oberfläche des Werkstücks 3, mit der das Industriewerkzeug 2 im Schneidvorgang schneidet).
- - Zuleitung des Kühlschmiermittels zum „Bearbeitungspunkt“ durch die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6, die mit der Düsenbewegungsvorrichtung 5 (Roboter usw.) gesteuert wird.
- - Detektionsvorrichtungen, wie Videosensoren, erkennen die Formen und Positionen des Industriewerkzeugs 2 und des Werkstücks 3.
- - Detektieren oder Schätzen des „Bearbeitungspunkts“ durch Verwendung der erkannten Informationen. („Bearbeitungspunkte“ hat die folgende Bedeutung. Eine Stelle der Oberfläche des Werkstücks 3, mit der das Industriewerkzeug 2 in Kontakt kommt oder eine Stelle der Oberfläche des Werkstücks 3, mit der das Industriewerkzeug 2 im Schneidvorgang schneidet).
- - Zuleitung des Kühlschmiermittels zum „Bearbeitungspunkt“ durch die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6, die mit der Düsenbewegungsvorrichtung 5 (Roboter usw.) gesteuert wird.
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Selbst wenn die Produkte geändert werden, wird der Einstellungsvorgang durch den Bediener für die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse (Versuchszeit usw.) unnötig und es ist eine hohe Effizienz des Betriebs zu erwarten. Da ferner die Kühlschmiermittelzuleitung geeignet aufrechterhalten wird, kann erwartet werden, dass der Schneidvorgang stabilisiert ist, die Qualität des bearbeiteten Produkts verbessert ist und die Lebensdauer des verwendeten Industriewerkzeugs verlängert ist.
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Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6 durch die Düsenbewegungsvorrichtung 5 wie den Roboter bewegt wird, ist es möglich, nicht nur die Richtung der Kühlschmiermittelzuleitungsdüse 6, sondern auch ihre Position flexibel zu ändern. Selbst wenn daher ein Pfad zum Zuleiten des Kühlschmiermittels blockiert ist, ist es möglich, die Zuleitung des Kühlschmiermittels unter Verwendung eines Pfades beizubehalten, der den blockierten Pfad umgeht.
