DE102016009519B4

DE102016009519B4 - Waschsystem einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102016009519B4
Application number: DE102016009519.9A
Authority: DE
Inventors: Ryuji Takikawa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2016-08-04
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2036-08-05
Also published as: US20170043442A1; CN110052887A; US10195649B2; US20180354000A1; US10201839B2; CN106425664B; CN110052887B; JP2017035765A; DE102016009519A1; JP6306544B2; CN106425664A

Abstract

Waschsystem (10) einer Werkzeugmaschine (100), das umfasst:
eine Düse (18), die in der Lage ist, Fluid zu spritzen;
einen Manipulator (14), der die Düse bewegt;
einen Bildgebungsteil (16), der eine Region abbildet, in der ein zu bearbeitendes Werkstück platziert ist;
einen Spanerkennungsteil (46), der einen in der Region vorhandenen Span auf Basis des vom Bildgebungsteil abgebildeten Bilds erkennt;
einen Anordnungsermittlungsteil (48), der eine Position und eine Ausrichtung der Düse ermittelt, wenn das Fluid zum Span gespritzt wird, der vom Spanerkennungsteil erkannt wurde;
eine Manipulatorsteuereinheit (50), die den Manipulator steuert, so dass dieser die Düse in der Position und Ausrichtung anordnet, die vom Anordnungsermittlungsteil ermittelt wurde; und
einen Fluidspeiseteil (20), der das Fluid zur Düse speist, um das Fluid durch die Düse zu spritzen, wenn die Düse in der Position und Ausrichtung angeordnet ist,
wobei der Bildgebungsteil die Region abbildet, bevor das Werkstück auf der Region zum maschinellen Bearbeiten des Werkstücks platziert wird, und die Region abbildet, nachdem das Werkstück von der Werkzeugmaschine maschinell bearbeitet und aus der Region entfernt wurde,
wobei der Spanerkennungsteil den in der Region vorhandenen Span durch Vergleichen des Bilds, das abgebildet wurde, bevor das Werkstück in der Region platziert wurde, mit dem Bild, das abgebildet wurde, nachdem das Werkstück aus der Region entfernt wurde, erkennt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Waschsystem bzw. Reinigungssystem für eine Werkzeugmaschine.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Ein System zum Entfernen von Spänen, die während des Bearbeitens einer Werkzeugmaschine erzeugt werden, durch Spritzen von Fluid auf die Späne ist bekannt (z. B. JP H10- 118 884 A).
JP 2013 - 146 651 A beschreibt die Möglichkeit, Späne aus einem Blindloch zu entfernen, indem eine Druckluftdüse mehrmals in das Blindloch hinein und wieder aus dem Blindloch heraus gefahren wird, um die Späne aus dem Blindloch zu blasen.
JP H10- 118 884 A beschreibt die Möglichkeit, Späne mittels einer Roboter gesteuerten Druckflüssigkeitsdüse zu entfernen.
JP 2010 - 158 726 A beschreibt eine Werkzeugreinigungsvorrichtung, die ein Werkzeug reinigt, indem ein Reinigungsmittel unter Druck auf das Werkzeug gespritzt wird, wodurch Fremdkörper vom Werkzeug entfernt werden. Dieser Reinigungsvorgang wird seitlich vom Werkzeug von einer CCD-Kamera erfasst, deren Bilder eine Beurteilung des Reinigungsgrads erlauben.
DE 101 13 543 A1 beschreibt eine Werkzeugmaschine mit einer Kamera, die auf ein Werkzeug gerichtet ist, wobei die aufgenommenen Bilder eine Aussage darüber erlauben, ob das Werkzeug fehlerhaft ist.
JP H08- 197 383 A beschreibt ein Verfahren zur Erkennung von an einem Werkzeug anhaftender Späne, indem von einer Kamera aufgenommene Bilder analysiert werden.
In diesem technischen Gebiet besteht der Bedarf an Technologien zum zuverlässigen Entfernen von Spänen, die an der Oberfläche einer Spannvorrichtung zum Bereitstellen eines Werkstücks anhaften.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Unter einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Waschsystem bzw. Reinigungssystem einer Werkzeugmaschine eine Düse, die in der Lage ist, Fluid zu spritzen, einen Manipulator, der die Düse bewegt, einen Bildgebungsteil, der eine Region abbildet, in der ein zu bearbeitendes Werkstück platziert ist, einen Spanerkennungsteil, der einen in der Region vorhandenen Span auf Basis des vom Bildgebungsteil abgebildeten Bildes erkennt, und einen Anordnungsermittlungsteil, der eine Position und Ausrichtung der Düse ermittelt, wenn das Fluid zum Span gespritzt wird, der vom Spanerkennungsteil erkannt wurde.
Des Weiteren umfasst das Waschsystem eine Manipulatorsteuereinheit, die den Manipulator so steuert, dass dieser die Düse in der vom Anordnungsermittlungsteil ermittelten Position und Ausrichtung anordnet, und einen Fluidspeiseteil, der das Fluid zur Düse speist, um das Fluid durch die Düse zu spritzen, wenn die Düse in der Position und Ausrichtung angeordnet ist.
Der Anordnungsermittlungsteil kann die Position und Ausrichtung ermitteln, so dass das aus der Düse gespritzte Fluid den Span in eine vordefinierte Richtung wegfegen kann. Der Bildgebungsteil kann die Region abbilden, bevor das Werkstück in der Region platziert wird, und kann die Region abbilden, nachdem das Werkstück von der Werkzeugmaschine maschinell bearbeitet und aus der Region entfernt wurde.
Der Spanerkennungsteil kann den in der Region vorhandenen Span durch Vergleichen des Bilds, das abgebildet wurde, bevor das Werkstück in der Region platziert wurde, mit dem Bild, das abgebildet wurde, nachdem das Werkstück aus der Region entfernt wurde, erkennen.
Ein Prioritätsbereich kann innerhalb der Region vordefiniert sein. Der Spanerkennungsteil kann den im Prioritätsbereich vorhandenen Span auf Basis des Bilds erkennen. Der Anordnungsermittlungsteil kann die Position und Ausrichtung ermitteln, wenn das Fluid zu dem im Prioritätsbereich vorhandenen Span gespritzt wird.
Der Bildgebungsteil kann durch den Manipulator bewegt werden. Die Manipulatorsteuereinheit kann den Manipulator so betreiben, dass dieser den Bildgebungsteil in einer Mehrzahl von Positionen anordnet, in denen der Bildgebungsteil die Region abbilden kann. Der Bildgebungsteil kann die Region in jeder der Mehrzahl von Positionen abbilden.
Der Bildgebungsteil kann die Region nach Spritzen des Fluids erneut abbilden. Der Spanerkennungsteil kann den in nach Spritzen des Fluids in der Region zurückbleibenden Span auf Basis des Bilds erkennen, das vom Bildgebungsteil nach Spritzen des Fluids abgebildet wurde.
Der Manipulatorsteuereinheit kann den Manipulator so betreiben, dass dieser die Düse erneut in der Position und Ausrichtung anordnet, wenn der Spanerkennungsteil den zurückbleibenden Span erkennt. Der Fluidspeiseteil kann das Fluid zur Düse speisen, um das Fluid erneut durch die Düse zu spritzen.
Das Waschsystem kann des Weiteren einen Warnungserzeugungsteil umfassen, der eine Warnung erzeugt, wenn die Anzahl der Spritzungen von Fluids aus der Düse eine vordefinierte Anzahl übersteigt.
Figurenliste
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der ausführlichen Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beliegenden Zeichnungen hervor, in denen:

1 eine schematische Ansicht eines Waschsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
2 ein Blockschaubild des in 1 gezeigten Waschsystems ist;
3 eine vergrößerte Ansicht der in 1 gezeigten Düse ist;
4 eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Spannvorrichtung ist, von 1 nach oben gesehen;
5 ein Ablaufplan eines Beispiels eines Betriebsablaufs des in 1 gezeigten Waschsystems ist;
6 ein Ablaufplan eines Beispiels eines Ablaufs von Schritt S4 in 5 ist;
7 ein Ablaufplan eines Beispiels eines Ablaufs von Schritt S6 in 5 ist;
8 ein Beispiel eines Bildes zeigt, das in Schritt S3 in 5 abgebildet wurde;
9 eine Ansicht ist, die Schritt S12 erläutert, wobei ein Beispiel für die Position und Ausrichtung der Düse veranschaulicht ist, wenn das Fluid auf einen in einer ersten Zone vorhandenen Span gespritzt wird;
10 eine Ansicht ist, die Schritt S12 erläutert, wobei ein Beispiel für die Position und Ausrichtung der Düse veranschaulicht ist, wenn das Fluid auf einen Span in einer dritten Zone gespritzt wird;
11 eine Ansicht ist, die Schritt S12 erläutert, wobei ein Beispiel für die Position und Ausrichtung der Düse veranschaulicht ist, wenn das Fluid auf einen Span in vierten dritten Zone gespritzt wird;
12 ein Schaubild eines Waschsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist; und
13 ein Beispiel der Position und Ausrichtung der Düse zeigt, wenn Fluid auf einen Span in dem in 12 gezeigten Waschsystem gespritzt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend auf Basis der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird ein Waschsystem bzw. Reinigungssystem 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. Das Waschsystem 10 dient dem Waschen eines Inneren einer Werkzeugmaschine 100.
Die Werkzeugmaschine 100 umfasst eine Bearbeitungsmaschine 102, eine Spannvorrichtung 104 und eine Werkzeugmaschinensteuereinheit 106. Die Bearbeitungsmaschine 102 bearbeitet ein zu bearbeitendes Werkstück (nicht gezeigt), das in der Spannvorrichtung 104 platziert ist, gemäß einem Befehl von der Werkzeugmaschinensteuereinheit 106.
Die Spannvorrichtung 104 ist im Inneren der Werkzeugmaschine 100 abnehmbar angebracht. Diverse Arten von Spannvorrichtungen, die sich von der in 1 gezeigten Spannvorrichtung 104 unterscheiden, können je nach Art des zu bearbeitenden Werkstücks bereitgestellt werden. Die Spannvorrichtung 104 wird vor Bearbeitung des Werkstücks im Inneren der Werkzeugmaschine 100 angebracht und das Werkstück wird in der Spannvorrichtung 104 platziert.
Durch Bearbeiten des Werkstücks werden Späne erzeugt. Während die Werkzeugmaschine 100 arbeitet, können sich solche Späne an der Oberfläche der Spannvorrichtung 104 anhaften. Das Waschsystem bzw. Reinigungssystem 10 gemäß dieser Ausführungsform entfernt die an der Spannvorrichtung 104 anhaftenden Späne.
Das Waschsystem bzw. Reinigungssystem 10 umfasst eine Steuereinheit 12, einen Roboter 14, einen Bildgebungsteil 16, eine Düse 18 und einen Fluidspeiseteil 20. Die Steuereinheit 12 steuert jede Komponente des Waschsystems 10 direkt oder indirekt. Die Steuereinheit 12 ist mit der Werkzeugmaschinensteuereinheit 106 verbunden, um in der Lage zu sein, mit der Werkzeugmaschinensteuereinheit 106 zu kommunizieren. Die Steuereinheit 12 führt einen Waschbetrieb für die Werkzeugmaschine 100 durch, während sie mit der Werkzeugmaschinensteuereinheit 106 kommuniziert.
Der Roboter 14 ist z. B. ein vertikaler Gelenkroboter und umfasst eine Roboterbasis 22, einen Drehtrommel 24 und einen Roboterarm 26. Die Roboterbasis 22 ist an einem Boden einer Arbeitszelle fixiert. Die Drehtrommel 24 ist an der Roboterbasis 22 angebracht, um sich um eine vertikale Achse zu drehen.
Der Roboterarm 26 umfasst einen Oberarm 28, der drehbar an der Drehtrommel 24 angebracht ist, und einen Unterarm 30, der drehbar am distalen Ende des Oberarms 28 angebracht ist. Ein Handgelenk 32 ist am distalen Ende des Unterarms 30 angebracht. Bei dieser Ausführungsform agiert der Roboter 14 als Manipulator, der den Bildgebungsteil 16 und die Düse 18 bewegt.
Der Bildgebungsteil 16 ist am Handgelenk 32 angebracht. Der Bildgebungsteil 16 umfasst ein Bildgebungselement, das z. B. aus einem CCD- oder CMOS-Sensor besteht, und ein optisches System, das z. B. aus einer Linse besteht. Der Bildgebungsteil 16 wandelt ein jeweiliges Bild, das durch das optische System eintritt, photoelektrisch zu Bilddaten um und gibt die Bilddaten aus.
Der Bildgebungsteil 16 bildet eine Region (d. h. die Spannvorrichtung 104) ab, in der das Werkstück platziert ist, und sendet die Bilddaten an die Steuereinheit 12, gemäß einem Befehl von der Steuereinheit 12. Die Steuereinheit 12 empfängt die Bilddaten vom Bildgebungsteil 16 und speichert diese in einem Speicher 34 (2), der in die Steuereinheit 12 integriert ist.
Die Düse 18 ist über einen Ansatz 36 am Handgelenk 32 angebracht. Wie in 3 gezeigt, ist die Düse 18 ein hohles Element, das sich in z-Achsenrichtung im orthogonalen Koordinatensystem in 3 erstreckt.
Die Düse 18 weist eine Durchgangsöffnung 38 auf, die sich durch den Mittelteil der Düse 18 in z-Achsenrichtung erstreckt. Die Durchgangsöffnung 38 erstreckt sich zwischen einer ersten Öffnung 40, die an einem Endteil 18a der Düse 18 in positiver z-Achsenrichtung gebildet ist, und einer zweiten Öffnung 42, die an einem Endteil 18b der Düse 18 in negativer z-Achsenrichtung gebildet ist.
Der Fluidspeiseteil 20 steht über ein Fluidspeiserohr 44 mit der Düse 18 ist Fluidverbindung. Das Fluidspeiserohr 44 ist an einem Ende davon mit dem Fluidspeiseteil 20 verbunden und ist am anderen Ende davon mit der zweiten Öffnung 42 verbunden.
Der Fluidspeiseteil 20 speist Fluid (z. B. komprimiertes Gas oder komprimierte Flüssigkeit) über das Fluidspeiserohr 44 in die Durchgangsöffnung 38 der Düse 18. Das vom Fluidspeiseteil 20 in die Durchgangsöffnung 38 der Düse 18 gespeiste Fluid wird aus der ersten Öffnung 40 nach außen gespritzt.
Bei dieser Ausführungsform ist das orthogonale Koordinatensystem in 3 als Werkzeugkoordinatensystem zum Definieren einer Position und Ausrichtung der Düse 18 festgelegt und ist im Speicher 34 vorgespeichert. Die Position und Ausrichtung der Düse 18 im 3D-Raum kann durch 3D-Koordinaten mit Ursprung O, die x-Achsenrichtung, die y-Achsenrichtung und die z-Achsenrichtung des Werkzeugkoordinatensystems definiert werden. Man bemerke, dass der Ursprung O bei dieser Ausführungsform in der Mitte der ersten Öffnung 40 angeordnet ist.
Das Waschsystem bzw. Reinigungssystem 10 umfasst des Weiteren einen Lautsprecher 52 und eine Anzeige 54. Der Lautsprecher 52 gibt eine Schallwelle gemäß einem von der Steuereinheit 12 empfangenen Audiosignal aus. Die Anzeige 54 zeigt ein Bild gemäß von der Steuereinheit 12 empfangenen Bilddaten an.
Als Nächstes wird ein Betriebsgrundsatz des Waschsystems 10 unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben. Das Waschsystem bzw. Reinigungssystem 10 entfernt an der Spannvorrichtung 104 anhaftende Späne, nachdem das in der Spannvorrichtung 104 platzierte Werkstück durch die Bearbeitungsmaschine 102 bearbeitet und aus der Spannvorrichtung 104 entfernt wurde.
Wie in 4 gezeigt, ist die Struktur der Spannvorrichtung 104 gemäß dieser Ausführungsform relativ kompliziert. Bei einer solchen Spannvorrichtung 104 kann es einen Bereich geben, in dem das Entfernen von Spänen schwer ist, oder einen Bereich, in dem das Anhaften von Spänen die Bearbeitungsgenauigkeit signifikant beeinflusst, wogegen es auch einen Bereich geben kann, in dem das Anhaften von Spänen die Bearbeitungsgenauigkeit kaum beeinflusst (d. h. einen Bereich, der nicht gewaschen werden muss).
Bei dieser Ausführungsform definiert ein Benutzer einen Bereich, in dem die Späne intensiv entfernt werden sollten, als Prioritätsbereich vorab. In dem Beispiel, das in 4 gezeigt wird, sind beispielsweise ein erster Bereich 108a, ein zweiter Bereich 108b, ein dritter Bereich 108c und ein vierter Bereich 108d als Prioritätsbereiche innerhalb einer Region 108 in der Spannvorrichtung 104 festgelegt.
Ein solcher Prioritätsbereich kann von einem Benutzer für jede von diversen Werkstückarten vordefiniert werden. Der Speicher 34 speichert die Art des Werkstücks und den für das Werkstück festgelegten Prioritätsbereich in Assoziation miteinander vorab.
In dem Beispiel, das in 4 gezeigt, speichert beispielsweise der Speicher 34 Informationen zum ersten Bereich 108a, zweiten Bereich 108b, dritten Bereich 108c und vierten Bereich 108d in Assoziation mit der Art der Spannvorrichtung 104 vorab.
Somit kann die Steuereinheit 12 den ersten Bereich 108a, zweiten Bereich 108b, dritten Bereich 108c und vierten Bereich 108d erkennen, die für die Spannvorrichtung 104 festgelegt sind.
Das Waschsystem 10 bildet die Region 108 in der Spannvorrichtung 104 vor und nach Bearbeitung des Werkstücks ab und erkennt Späne, die im ersten Bereich 108a, zweiten Bereich 108b, dritten Bereich 108c und vierten Bereich 108d vorhanden sind, auf Basis des Bildes.
Wenn das Waschsystem 10 Späne in einem beliebigen des ersten Bereichs 108a, zweiten Bereichs 108b, dritten Bereichs 108c und vierten Bereichs 108d erkennt, spritzt das Waschsystem 10 das Fluid zu den Spänen, um diese zu entfernen.
Nachstehend wird ein Betriebsablauf des Waschsystems 10 unter Bezugnahme auf die 5 bis 11 beschrieben. Der in 5 gezeigte Ablauf wird gestartet, wenn die Werkzeugmaschinensteuereinheit 106 einen Befehl zum Bearbeiten eines Werkstücks von einem Benutzer, einer Host-Steuereinheit oder einer Bearbeitungsprogramm empfängt. Wenn der in 5 gezeigte Ablauf gestartet wird, empfängt die Steuereinheit 12 Informationen zur Art eines zu bearbeitenden Werkstücks von der Werkzeugmaschinensteuereinheit 106, der Host-Steuereinheit oder dem Bearbeitungsprogramm.
In Schritt S1 bildet die Steuereinheit 12 eine Region ab, in der ein Werkstück platziert ist. Beispielsweise bewegt die Steuereinheit 12 den Roboter 14, so dass der Bildgebungsteil 16 in einer vordefinierten Position oberhalb der Spannvorrichtung 104 angeordnet wird. Die vordefinierte Position ist eine Position, in der der Bildgebungsteil 16 die gesamte Region 108 in der Spannvorrichtung 104 abbilden kann, und wird von einem Benutzer vordefiniert.
Bei einem weiteren Beispiel kann die Steuereinheit 12 den Roboter 14 bewegen, so dass der Bildgebungsteil 16 sukzessive in einer Mehrzahl von Positionen angeordnet wird, die von einem Benutzer vordefiniert sind, und kann den Bildgebungsteil 16 so betreiben, dass die Region 108 in der Spannvorrichtung 104 in jeder der Mehrzahl von Positionen abgebildet wird.
Beispielsweise bei der in 4 gezeigten Spannvorrichtung 104 kann die Steuereinheit 12 den Bildgebungsteil sukzessive in einer ersten Position, in der der Bildgebungsteil 16 ein vergrößertes Bild (detailliertes Bild) des ersten Bereichs 108a abbilden kann, in einer zweiten Position, in der der Bildgebungsteil ein vergrößertes Bild des zweiten Bereichs 108b abbilden kann, in einer dritten Position, in der der Bildgebungsteil 16 ein vergrößertes Bild des dritten Bereichs abbilden kann, und in einer vierten Position anordnen, in der der Bildgebungsteil 16 ein vergrößertes Bild des vierten Bereichs 108d abbilden kann.
In diesem Fall speichert der Speicher 34 Informationen zu den 3D-Koordinaten der ersten Position, der zweiten Position, der dritten Position und der vierten Position und zur Ausrichtung (Sichtliniendaten) des Bildgebungsteils 16 in jeder dieser Positionen in Assoziation mit den vorgespeicherten Informationen zum ersten Bereich 108a, zweiten Bereich 108b, dritten Bereich 108c und vierten Bereich 108d vorab.
In Schritt S1 liest die Steuereinheit 12 die 3D-Koordinaten der ersten Position, zweiten Position, dritten Position und vierten Position und die Daten zur Ausrichtung (Sichtliniendaten) des Bildgebungsteils 16 in jeder dieser Positionen aus dem Speicher 34. Danach ordnet die Steuereinheit 12 den Bildgebungsteil 16 sukzessive in der ersten Position, zweiten Position, dritten Position und vierten Position an, wobei sie die Ausrichtung des Bildgebungsteils 16 auf die für jede Position festgelegte ändert.
Der Bildgebungsteil 16 bildet gemäß einem Befehl von der Steuereinheit 12 jeweils vergrößerte Bilder des ersten Bereichs 108a, zweiten Bereichs 108b, dritten Bereichs 108c und vierten Bereichs 108d in der ersten Position, zweiten Position, dritten Position und vierten Position ab. Der Bildgebungsteil 16 sendet die erhaltenen Bilddaten an die Steuereinheit 12.
Die Steuereinheit 12 speichert die vom Bildgebungsteil 16 empfangenen Daten im Speicher 34. Bei diesem Schritt S1 betreibt die Steuereinheit 12 den Bildgebungsteil 16 so, dass die Region 108 in der Spannvorrichtung 104 vor Platzieren des Werkstücks in der Region 108 abgebildet wird.
In Schritt S2 führt die Werkzeugmaschinensteuereinheit 106 einen Betrieb zum Bearbeiten des Werkstücks durch. Insbesondere sendet die Werkzeugmaschinensteuereinheit 106 einen Befehl an einen werkstücktragenden Roboter (z. B. den Roboter 14), das Werkstück in der Spannvorrichtung 104 zu platzieren.
Danach sendet die Werkzeugmaschinensteuereinheit 106 einen Befehl an die Bearbeitungsmaschine 102, das Werkstück durch die Bearbeitungsmaschine 102 zu bearbeiten. Nach abgeschlossener Bearbeitung des Werkstücks sendet die Werkzeugmaschinensteuereinheit 106 einen Befehl an den werkstücktragenden Roboter, das Werkstück aus dem Inneren der Werkzeugmaschine 100 zu entfernen.
In Schritt S3 bildet die Steuereinheit 12 die Region ab, in der das Werkstück platziert ist, ähnlich dem oben erwähnten Schritt S1. Insbesondere sendet die Steuereinheit 12 einen Befehl an den Roboter 14, den Bildgebungsteil 16 in den Positionen und Ausrichtungen anzuordnen, die die gleichen sind, in denen der Bildgebungsteil 16 das Werkstück W in Schritt S1 abgebildet hat, und betreibt den Bildgebungsteil 16, die Region 108 in der Spannvorrichtung 104 abzubilden. Der Bildgebungsteil 16 sendet die erhaltenen Bilddaten an die Steuereinheit 12.
Die Steuereinheit 12 speichert die vom Bildgebungsteil 16 empfangenen Daten im Speicher 34. Bei diesem Schritt S3 betreibt die Steuereinheit 12 den Bildgebungsteil 16 so, dass die Region 108 nach Bearbeiten und Entfernen des Werkstücks aus der Region 108 abgebildet wird.
In Schritt S4 führt die Steuereinheit 12 ein Betriebsschema 1 durch. Schritt S4 wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Nach Start von Schritt S4 erkennt die Steuereinheit 12 in Schritt S11, ob ein Span im n-ten (n = 1, 2, 3 oder 4) vorhanden ist. Man bemerke, dass, wie nachstehend beschrieben, die Steuereinheit 12 eine Schleife der Schritt S11 bis S16 wiederholt, bis sie in Schritt S16 nach Start von Schritt S4 „JA“ ermittelt.
Nachstehend wird ein Fall beschrieben, bei dem die Steuereinheit 12 die erste Schleife der Schritte S11 bis S16 durchführt. Wenn die Steuereinheit 12 Schritt S11 in der ersten Schleife durchführt, legt die Steuereinheit 12 eine Bereichsnummer „n“ bis „1“ (d. h. n = 1) fest und erkennt, ob ein Span bei diesem Schritt S11 im ersten Bereich 108a vorhanden ist.
Insbesondere liest die Steuereinheit 12 die Bilder, die vom Bildgebungsteil 16 in jedem der Schritt S1 und S3 abgebildet wurden, aus dem Speicher 34.
Ein Beispiel des in Schritt S3 abgebildeten Bildes ist in 8 gezeigt. In diesem Fall wurden Späne A₀ , A₁ , A₃ und A₄ durch den am Werkstück durchgeführten Prozess in Schritt S2 erzeugt. Mehr im Detail ist ein Span A₁ im ersten Bereich 108a der Region 108 vorhanden.
Des Weiteren ist ein Span A₃ im dritten Bereich 108c der Region 108 vorhanden. Des Weiteren ist ein Span A₄ im vierten Bereich 108d der Region 108 vorhanden. Andererseits ist im zweiten Bereich 108b kein Span vorhanden und gibt es eine Mehrzahl von Spänen A₀ im Bereich, bei dem es sich nicht um den ersten Bereich 108a, zweiten Bereich 108b, dritten Bereich 108c und vierten Bereich 108d handelt.
Die Steuereinheit 12 vergleicht das in Schritt S1 abgebildete Bild (z. B. das in 4 gezeigte Bild) mit dem in Schritt S3 abgebildeten Bild (z. B. dem in 8 abgebildeten Bild), um den Unterschied z. B. in der Helligkeit oder Farbwellenlänge zu berechnen, und damit berechnet die Steuereinheit 12 den im ersten Bereich 108a vorhandenen Span A₁ .
Somit agiert die Steuereinheit 12 bei dieser Ausführungsform als Spanerkennungsteil 46 (2), der einen in der Region 108 in der Spannvorrichtung 104 vorhandenen Span erkennt.
Wenn die Steuereinheit 12 den Span A₁ in Schritt S11 erkennt, ermittelt sie „JA“ und geht zu Schritt S12 über. Wenn die Steuereinheit 12 den Span A₁ in Schritt S11 hingegen nicht erkennt, ermittelt sie „NEIN“ und geht zu Schritt S15 über.
In Schritt S12 ermittelt die Steuereinheit 12 eine Position und eine Ausrichtung der Düse 18. Bei dieser Ausführungsform definiert ein Benutzer die Position und Ausrichtung (d. h. das Werkzeugkoordinatensystem) der Düse 18 zum wirksamen Entfernen eines in jedem des ersten Bereichs 108a, zweiten Bereichs 108b, dritten Bereichs 108c und vierten Bereichs 108d vorhandenen Spans vorab.
Beispielsweise wird das Werkzeugkoordinatensystem der Düse 18 so festgelegt, dass Späne in der Region 108 von der Mitte der Spannvorrichtung 104 radial nach außen weggefegt werden können.
Wie beispielsweise in 9 gezeigt, wird das Werkzeugkoordinatensystem der Düse 18 als orthogonales Koordinatensystem in 9 festgelegt, um den Span A₁ im ersten Bereich 108a durch das aus der Düse 18 spritzende Fluid wegzufegen.
Wenn die Düse 18 im Werkzeugkoordinatensystem angeordnet ist, das in 9 gezeigt ist, kann das aus der Düse 18 gespritzte Fluid den Span A₁ in eine Richtung D₁ (d. h. positive z-Achsenrichtung in 9) von der Mittel O der Spannvorrichtung 104 radial nach außen wegfegen.
Der Speicher 34 speichert das in 9 gezeigte Werkzeugkoordinatensystem vorab, das für den ersten Bereich 108a festgelegt ist. In diesem Schritt S12 liest die Steuereinheit 12 das für den ersten Bereich 108a festgelegte Werkzeugkoordinatensystem aus dem Speicher 34 und ermittelt dieses als Position und Ausrichtung, in der die Düse 18 anzuordnen ist.
Somit agiert die Steuereinheit 12 bei dieser Ausführungsform als Anordnungsermittlungsteil 48 (2), der die Position und Ausrichtung der Düse 18 beim Spritzen des Fluids zum Span A₁ ermittelt.
In Schritt S13 betreibt die Steuereinheit 12 den Roboter 14, die Düse 18 in der in Schritt S12 ermittelten Position und Ausrichtung anzuordnen. Insbesondere betreibt die Steuereinheit 12 den Roboter 14, die Düse 18 in dem in 9 gezeigten Werkzeugkoordinatensystem anzuordnen.
Bei dieser Ausführungsform agiert die Steuereinheit 12 somit als Manipulatorsteuereinheit 50, die den Roboter 14 (Manipulator) steuert, die Düse 18 in der in Schritt S12 ermittelten Position und Ausrichtung anzuordnen.
In Schritt S14 spritzt die Steuereinheit 12 das Fluid aus der Düse 18. Insbesondere sendet die Steuereinheit 12 einen Befehl an den Fluidspeiseteil 20, das Fluid über die zweite Öffnung 42 der Düse 18 in die Durchgangsöffnung 38 zu speisen.
Daher wird Fluid aus der ersten Öffnung 40 der Düse 18 gespritzt. Das aus der ersten Öffnung 40 gespritzte Fluid trifft auf dem Span A₁ im ersten Bereich 108a auf. Folglich wird der Span A₁ in Richtung D₁ weggefegt.
In Schritt S15 erhöht die Steuereinheit 12 die Bereichsnummer „n“ um „1“. Insbesondere wenn Schritt S15 in der ersten Schleife durchgeführt wird, wird die Bereichsnummer „n“ in Schritt S15 von „1“ auf „2“ erhöht.
In Schritt S16 ermittelt die Steuereinheit 12, ob die in Schritt S15 erhöhte Bereichszahl „n“ größer als „4“ ist (d. h. n > 4). Wenn die Steuereinheit 12 ermittelt, dass die Bereichszahl „n“ größer als „4“ ist (d. h. „JA“ ermittelt), geht sie zu Schritt S17 über.
Wenn die Steuereinheit 12 hingegen ermittelt, dass die Bereichszahl „n“ nicht größer als „4“ ist (d. h. „NEIN“ ermittelt), kehrt sie zu Schritt S11 zurück. Auf diese Weise wiederholt die Steuereinheit 12 eine Schleife der Schritte S11 bis S16, bis sie in Schritt S16 „JA“ ermittelt.
Nachstehend wird ein Fall beschrieben, bei dem die Steuereinheit 12 die zweite Schleife der Schritte S11 bis S16 durchführt. In Schritt S11 in der zweiten Schleife erkennt die Steuereinheit 12, ob im zweiten Bereich 108b ein Span vorhanden ist (d. h. die Bereichsnummer n = 2).
Insbesondere vergleicht die Steuereinheit 12 das in Schritt S1 abgebildete Bild ( 4) mit dem in Schritt S3 abgebildeten Bild (8), um den Span im zweiten Bereich 108b zu erkennen.
In dem Beispiel, das in 8 gezeigt ist, liegt innerhalb des zweiten Bereichs 108b kein Span vor. Demgemäß ermittelt die Steuereinheit 12 in Schritt S11 „NEIN“ und geht zu Schritt S15 über. In Schritt S15 erhöht die Steuereinheit 12 sodann die Bereichsnummer „n“ um „1“. Folglich wird die Bereichsnummer „n“ von „2“ auf „3“ erhöht.
Danach ermittelt die Steuereinheit 12 in Schritt S16 „NEIN“, da die Bereichsnummer „n“ (= 3) nicht größer als 4 ist, und kehrt zu Schritt S11 zurück.
Nachstehend wird ein Fall beschrieben, bei dem die Steuereinheit 12 die dritte Schleife der Schritte S11 bis S16 durchführt. In Schritt S11 in der dritten Schleife erkennt die Steuereinheit 12, ob im dritten Bereich 108c ein Span vorhanden ist (d. h. die Bereichsnummer n = 3).
Insbesondere vergleicht die Steuereinheit 12 das in Schritt S1 abgebildete Bild ( 4) mit dem in Schritt S3 abgebildeten Bild (8), um den Span A₃ im dritten Bereich 108c zu erkennen.
In dem Beispiel, das in 8 gezeigt ist, ist der Span A₃ innerhalb des dritten Bereichs 108c vorhanden. Demgemäß erkennt die Steuereinheit 12 den Span A₃ und ermittelt in Schritt S11 „JA“. Danach geht die Steuereinheit 12 zu Schritt S12 über.
In Schritt S12 ermittelt die Steuereinheit 12 die Position und eine Ausrichtung der Düse 18. Wie beispielsweise in 10 gezeigt, wird das Werkzeugkoordinatensystem der Düse 18 zum Wegfegen des Spans A₃ im dritten Bereich 108c als orthogonales Koordinatensystem in 10 festgelegt.
Wenn die Düse 18 im Werkzeugkoordinatensystem angeordnet ist, das in 10 ist, kann der Span A₃ in eine Richtung D₃ (d. h. die positive z-Achsenrichtung in 10) durch das aus der Düse 18 gespritzte Fluid von der Mitte O der Spannvorrichtung 104 radial nach außen weggefegt werden.
In diesem Schritt S12 liest die Steuereinheit 12 das für den dritten Bereich 108c festgelegte Werkzeugkoordinatensystem aus dem Speicher 34 und ermittelt dieses als Position und Ausrichtung, in der die Düse 18 anzuordnen ist.
In Schritt S13 betreibt die Steuereinheit 12 den Roboter 14, die Düse 18 in der in Schritt S12 ermittelten Position und Ausrichtung anzuordnen. In Schritt S14 sendet die Steuereinheit 12 danach einen Befehl an den Fluidspeiseteil 20, das Fluid aus der ersten Öffnung 40 der Düse 18 zu spritzen. Das aus der ersten Öffnung 40 gespritzte Fluid trifft auf den Span A₃ im dritten Bereich 108c auf, wodurch der Span A₃ in die Richtung D₃ weggefegt wird.
In Schritt S15 erhöht die Steuereinheit 12 die Bereichsnummer „n“ um „1“. Folglich wird die Bereichsnummer „n“ von „3“ auf „4“ erhöht. Danach ermittelt die Steuereinheit 12 in Schritt S16 „NEIN“, da die Bereichsnummer „n“ (= 4) nicht größer als 4 ist, und kehrt zu Schritt S11 zurück.
Nachstehend wird ein Fall beschrieben, bei dem die Steuereinheit 12 die vierte Schleife der Schritte S11 bis S16 durchführt. In Schritt S11 in der vierten Schleife erkennt die Steuereinheit 12, ob im vierten Bereich 108d ein Span vorhanden ist (d. h. die Bereichsnummer n = 4).
Insbesondere vergleicht die Steuereinheit 12 das in Schritt S1 abgebildete Bild ( 4) mit dem in Schritt S3 abgebildeten Bild (8), um den Span A₄ im vierten Bereich 108d zu erkennen.
In dem Beispiel, das in 8 gezeigt ist, ist der Span A₄ innerhalb des vierten Bereichs 108d vorhanden. Demgemäß erkennt die Steuereinheit 12 den Span A₄ und ermittelt in Schritt S11 „JA“. Danach geht die Steuereinheit 12 zu Schritt S12 über.
In Schritt S12 ermittelt die Steuereinheit 12 die Position und eine Ausrichtung der Düse 18. Wie beispielsweise in 11 gezeigt, wird das Werkzeugkoordinatensystem der Düse 18 zum Wegfegen des Spans A₄ im vierten Bereich 108d als orthogonales Koordinatensystem in 11 festgelegt.
Wenn die Düse 18 im Werkzeugkoordinatensystem angeordnet ist, das in 11 ist, kann der Span A₄ in eine Richtung D₄ (d. h. die positive z-Achsenrichtung in 11) durch das aus der Düse 18 gespritzte Fluid von der Mitte O der Spannvorrichtung 104 radial nach außen weggefegt werden.
In diesem Schritt S12 liest die Steuereinheit 12 das für den vierten Bereich 108d festgelegte Werkzeugkoordinatensystem aus dem Speicher 34 und ermittelt dieses als Position und Ausrichtung, in der die Düse 18 anzuordnen ist.
In Schritt S13 betreibt die Steuereinheit 12 den Roboter 14, die Düse 18 in der in Schritt S12 ermittelten Position und Ausrichtung anzuordnen. In Schritt S14 sendet die Steuereinheit 12 danach einen Befehl an den Fluidspeiseteil 20, das Fluid aus der ersten Öffnung 40 der Düse 18 zu spritzen. Das aus der ersten Öffnung 40 gespritzte Fluid trifft auf den Span A₄ im vierten Bereich 108d auf, wodurch der Span A₄ in die Richtung D₄ weggefegt wird.
In Schritt S15 erhöht die Steuereinheit 12 die Bereichsnummer „n“ um „1“. Folglich wird die Bereichsnummer „n“ von „4“ auf „5“ erhöht. In Schritt S16 ermittelt die Steuereinheit 12 „JA“, da die Bereichsnummer „n“ (= 5) größer als 4 ist (d. h. n > 4), und geht zu Schritt S17 über.
In Schritt S17 ermittelt die Steuereinheit 12, ob in keinem der Bereiche 108a, 108b, 108c und 108d ein Span erkannt wird. Wenn die Steuereinheit 12 in keinem des ersten Bereichs 108a, zweiten Bereichs 108b, dritten Bereichs 108c und vierten Bereichs 108d einen Span erkennt, ermittelt sie „JA“ und der in 5 gezeigte Ablauf endet.
Wenn die Steuereinheit 12 hingegen in einem beliebigen des ersten Bereichs 108a, zweiten Bereichs 108b, dritten Bereichs 108c und vierten Bereichs 108d einen Span erkennt, ermittelt sie „NEIN“ und geht zu Schritt S5 über.
In dem Beispiel, das in 8 gezeigt ist, werden die Späne A₁ , A₃ und A₄ im ersten Bereich 108a, dritten Bereich 108c und vierten Bereich 108d erkannt und daher ermittelt die Steuereinheit 12 in Schritt S17 „NEIN“ und geht zu Schritt S5 über.
Unter erneuter Bezugnahme auf 5 ermittelt die Steuereinheit 12 in Schritt S5, ob die Anzahl von Fluidspritzungen aus der Düse 18 einen vordefinierten Schwellenwert übersteigt. Beispielsweise kumuliert die Steuereinheit 12 die Anzahl von Fluidspritzungen jedes Mal, wenn das Fluid aus der Düse 18 gespritzt wird, und ermittelt, ob die Anzahl von Fluidspritzungen eine vordefinierte Anzahl von Malen (z. B. 100-mal) übersteigt.
Bei einem weiteren Beispiel kumuliert die Steuereinheit 12 die Anzahl von Fluidspritzungen aus der Düse 18 in den n-ten Bereich (n = 1, 2, 3 oder 4) und ermittelt, ob die Anzahl von Fluidspritzungen eine vordefinierte Anzahl von Malen (z. B. 10-mal) übersteigt.
Die Steuereinheit 12 geht zu Schritt S6 über, wenn sie ermittelt, dass die Anzahl von Fluidspritzungen aus der Düse 18 einen Schwellenwert übersteigt (d. h. „JA“ ermittelt). Die Steuereinheit 12 kehrt hingegen zu Schritt S3 zurück, wenn sie ermittelt, dass die Anzahl von Fluidspritzungen aus der Düse 18 einen Schwellenwert nicht übersteigt (d. h. „NEIN“ ermittelt).
Wenn die Steuereinheit 12 in Schritt S5 „NEIN“ ermittelt hat, führt sie die Schritte S3 und S4 erneut durch. Folglich erkennt die Steuereinheit 12 einen in den Bereichen 108a, 108b, 108c, 108d zurückbleibenden Span direkt nach Schritt S4 (Schritt S11) und entfernt den erkannten Span (Schritte S12 bis S14).
Wenn die Steuereinheit 12 in Schritt S5 hingegen „JA“ ermittelt hat, führt sie ein Betriebsschema 2 in Schritt S6 durch. Schritt S6 wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Man bemerke, dass Prozesse in 7, die jenen der 5 und 6 ähneln, mit den gleichen Bezugszeichen identifiziert sind und auf eine ausführliche Beschreibung dieser verzichtet wird.
Nachdem Schritt S6 gestartet wurde, führt die Steuereinheit 12 den oben erwähnten Schritt S3 durch. Insbesondere sendet die Steuereinheit 12 einen Befehl an den Roboter 14, den Bildgebungsteil 16 in der Position und Ausrichtung anzuordnen, in denen der Bildgebungsteil 16 das Werkstück W in Schritt S3 abgebildet hat, und bildet die Region 108 in der Spannvorrichtung 104 durch den Bildgebungsteil 16 ab.
Danach führt die Steuereinheit 12 den oben erwähnten Schritt S11 durch. Insbesondere erkennt die Steuereinheit 12 in Schritt S11, ob ein Span im n-ten (n = 1, 2, 3 oder 4) vorhanden ist. Wie nachstehend beschrieben, wiederholt die Steuereinheit 12, nachdem Schritt S6 gestartet wurde, eine Schleife der Schritte S11, S15 und S16, bis sie in Schritt S16 „JA“ ermittelt.
Beispielsweise wenn die Steuereinheit 12 Schritt S11 in der dritten Schleife durchführt, erkennt die Steuereinheit 12, ob der Span A₃ im dritten Bereich 108c vorhanden ist.
Die Steuereinheit 12 geht zu Schritt S7 in 5 über, wenn sie ermittelt, dass ein Span im n-ten Bereich vorhanden ist (d. h. sie „JA“ ermittelt). Andererseits geht die Steuereinheit 12 zu Schritt S15 in 7 über, wenn sie ermittelt, dass kein Span im n-ten Bereich vorhanden ist (d. h. sie „NEIN“ ermittelt).
Nachdem die Steuereinheit 12 in Schritt S11 „NEIN“ ermittelt hat, führt sie den oben erwähnten Schritt S15 durch und erhöht die Bereichszahl „n“ um „1“.
Danach führt die Steuereinheit 12 den oben erwähnten Schritt S16 durch. Insbesondere ermittelt die Steuereinheit 12, ob die in Schritt S15 erhöhte Bereichszahl „n“ größer als „4“ ist. Die Steuereinheit 12 beendet den in 5 gezeigten Ablauf, wenn sie ermittelt, dass die Bereichszahl „n“ größer als 4 ist (d. h. „JA“ ermittelt).
Die Steuereinheit 12 kehrt hingegen zu Schritt S11 zurück, wenn sie ermittelt, dass die Bereichszahl „n“ nicht größer als 4 ist (d. h. „NEIN“ ermittelt). Auf diese Weise wiederholt die Steuereinheit 12 die Schleife der Schritte S11, S15 und S16, bis sie in Schritt S16 „JA“ ermittelt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 5 benachrichtigt die Steuereinheit 12 einen Benutzer in Schritt S7 mit einer Warnung. Insbesondere erzeugt die Steuereinheit 12 ein Audiowarnsignal und ein Bildwarnsignal, die anzeigen, dass ein Span im Bereich 108a, 108b, 108c oder 108cd erkannt wurde, sogar nachdem die Düse 18 das Fluid für die Anzahl von Malen gespritzt hat, die einen Schwellenwert übersteigen.
Danach sendet die Steuereinheit 12 das Audiowarnsignal und das Bildwarnsignal an den Lautsprecher 52 bzw. die Anzeige 54. Der Lautsprecher 52 und die Anzeige 54 geben Schallwellen und Bilder gemäß den von der Steuereinheit 12 empfangenen Warnsignalen aus, wodurch der Benutzer mit der Warnung benachrichtigt wird. Somit agiert die Steuereinheit 12 bei dieser Ausführungsform als Warnungserzeugungsteil 56 (2), der die Warnung für den Benutzer erzeugt.
Wie oben beschrieben, erkennt die Steuereinheit 12 bei dieser Ausführungsform einen Span innerhalb der Region 108 auf Basis des vom Bildgebungsteil 16 aufgenommenen Bildes und ermittelt die Position und Ausrichtung (das Werkzeugkoordinatensystem) der Düse 18, die sich zum Spritzen des Fluids auf den erkannten Span eignen.
Gemäß dieser Konfiguration kann ein in der Region 108 vorhandener Span zuverlässig und automatisch entfernt werden. Folglich ist es möglich, zu verhindern, dass die Bearbeitungsgenauigkeit der Werkzeugmaschine 100 spanbedingt verringert wird.
Des Weiteren erkennt die Steuereinheit 12 bei dieser Ausführungsform die Späne A₁ , A₃ und A₄ in jedem der Bereiche 108a, 108b, 108c und 108d, die von einem Benutzer vordefiniert wurden, auf Basis des vom Bildgebungsteil 16 aufgenommenen Bildes.
Außerdem ermittelt die Steuereinheit 12 die Position und Ausrichtung (das Werkzeugkoordinatensystem) der Düse 18, die sich für das Entfernen der vorhandenen Späne A₁ , A₃ und A₄ in jedem der Bereiche 108a, 108b, 108c und 108d eignen.
Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Späne A₁ , A₃ und A₄ , die in den Bereichen 108a, 108b, 108c, 108d vorhanden sind, die von einem Benutzer festgelegt wurden, sogar dann zuverlässig zu entfernen, wenn die Spannvorrichtung 104 eine komplizierte Struktur aufweist.
Des Weiteren kann ein Benutzer gemäß dieser Ausführungsform die Bereiche 108a, 108b, 108c und 108d innerhalb der Region 108 in der Spannvorrichtung 104 als Prioritätsbereiche vordefinieren, bei denen eine Waschung insbesonders erforderlich ist.
Außerdem kann das Waschsystem 10 die Späne A₁ , A₃ und A₄ innerhalb der Zonen 108a, 108b, 108c und 108d zuverlässig entfernen, während auf das Waschen einer anderen Region als der Prioritätsbereiche verzichtet werden kann. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Zykluszeit der Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 100 zu verringern, da die Anzahl von Waschungen verringert werden kann.
Des Weiteren werden die Schritte S3 und S4 bei dieser Ausführungsform nach Waschen der Bereiche 108a, 108b, 108c und 108d in Schritt S4 wiederholt durchgeführt, bis in Schritt S5 „JA“ ermittelt wird.
Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, einen Span innerhalb der Bereiche 108a, 108b, 108c und 108d zuverlässig zu entfernen, da die Schritte S4 und S4 wiederholt durchgeführt werden, bis in den Bereichen 108a, 108b, 108c und 108d kein Span erkannt wird.
Des Weiteren ist es bei dieser Ausführungsform möglich, den Bildgebungsteil 16 und die Düse 18 in der entsprechenden Position und Ausrichtung anzuordnen, indem lediglich ein Betriebsprogramm des Roboters 14 entsprechend jedem Typ der Spannvorrichtung ausgewählt wird, da der Bildgebungsteil 16 und die Düse 18 am Roboter 14 angebracht sind. Daher ist es möglich, die Waschung effizient durchzuführen.
Des Weiteren ermittelt die Steuereinheit 12 bei dieser Ausführungsform, ob die Anzahl von Fluidspritzungen den Schwellenwert bei Schritt S5 überschreitet. Wenn die Steuereinheit 12 in Schritt S5 „JA“ ermittelt und in einem beliebigen der Bereiche 108a, 108b, 108c und 108d in Schritt S6 ein Span erkannt wird, warnt die Steuereinheit 12 einen Benutzer in Schritt S7.
Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, zu verhindern, dass das Waschsystem 10 Waschungen aufgrund eines anomalen Ereignisses endlos wiederholt, da die Anzahl von Waschungen, die vom Waschsystem 10 durchgeführt werden, auf eine vordefinierte Anzahl von Malen beschränkt werden kann.
Man bemerke, dass „ein anomales Ereignis“ ein Ereignis umfasst, bei dem ein Kratzer in einem beliebigen der Bereiche 108a, 108b, 108c und 108d auftritt und die Steuereinheit 12 den Kratzer in Schritt S11 fälschlicherweise als Span erkennt.
Des Weiteren umfasst ein „anomales Ereignis“ ein Ereignis, bei dem ein Fremdsubstanzspan, der durch Spritzen des Fluids zu diesem aus der Düse 18 allein nicht entfernt werden kann, in einem beliebigen der Bereiche 108a, 108b, 108c und 108d anhaftet.
Man bemerke, dass das Waschsystem 10 bei den oben erwähnten Ausführungsformen den Speicher 34, den Lautsprecher 52, die Anzeige 54 und den Warnungserzeugungsteil 56 umfasst. Diese Elemente sind für die Erfindung jedoch nicht unerlässlich.
Nachstehend wird ein Waschsystem 60 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 12 und 13 beschrieben. Man bemerke, dass Elemente, die jenen in den oben erwähnten Ausführungsformen ähneln, bei dieser Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen identifiziert sind und auf eine ausführliche Beschreibung dieser verzichtet wird.
Das Waschsystem 60 umfasst eine Steuereinheit 62, einen Roboter 14, einen Bildgebungsteil 16, eine Düse 18 und einen Fluidspeiseteil 20. Die Steuereinheit 62 steuert jede Komponente des Waschsystems 60 direkt oder indirekt. Ähnlich den oben erwähnten Ausführungsformen sind der Bildgebungsteil 16 und die Düse 18 am Roboter 14 angebracht und werden vom Roboter 14 gemäß einem Befehl der Steuereinheit 62 bewegt.
Im Folgenden wird der Betrieb des Waschsystems 60 beschrieben. Das Waschsystem 60 erkennt Späne A₁₀ z. B. in einer Region 112 in einer Spannvorrichtung 110, die in 13 gezeigt ist. Die Region 112 in der Spannvorrichtung 110 ist eine Regi- . on, in der ein zu bearbeitendes Werkstück platziert ist.
Die Steuereinheit 62 betreibt den Roboter 14, den Bildgebungsteil 16 in einer vordefinierten Position und Ausrichtung anzuordnen, und sendet einen Befehl an den Bildgebungsteil 16, die Region 112 abzubilden (dies entspricht dem oben erwähnten Schritt S1).
Die Steuereinheit 62 agiert sodann als Spanerkennungsteil 64, um die Späne A₁₀ in der Region 112 auf Basis des vom Bildgebungsteil 16 abgebildeten Bildes zu erkennen (dies entspricht dem oben erwähnten Schritt S11).
Die Steuereinheit 62 agiert so dann als Anordnungsermittlungsteil 66, um die Position und Ausrichtung der Düse 18 zu ermitteln, die sich für das Spritzen des Fluids zu den erkannten Spänen A₁₀ eignen (dies entspricht dem oben erwähnten Schritt S12).
Beispielsweise legt die Steuereinheit 62 das Werkzeugkoordinatensystem der Düse 18 fest, wie in 13 gezeigt. Das Werkzeugkoordinatensystem der Düse 18 kann von einem Benutzer vordefiniert werden. Alternativ kann die Steuereinheit 62 die Position und Ausrichtung der Düse 18, die sich für das Wegfegen der Späne A₁₀ eignen, auf Basis der Position der Späne A₁₀ im aufgenommenen Bild entsprechend ermitteln.
Die Steuereinheit 62 agiert sodann als Manipulatorsteuereinheit 68, um den Roboter 14 so zu steuern, dass er die Düse 18 in der ermittelten Position und Ausrichtung anordnet (dies entspricht dem oben erwähnten Schritt S13). Folglich wird die Düse 18 wie in 13 gezeigt angeordnet.
Danach sendet die Steuereinheit 62 einen Befehl an den Fluidspeiseteil 20, das Fluid aus der Düse 18 zu den Spänen A₁₀ zu spritzen (dies entspricht dem oben erwähnten Schritt S14). Folglich können die Späne A₁₀ in der Region 112 in eine vordefinierte Richtung weggefegt werden.
Man bemerke, dass die Steuereinheiten 12 und 62 bei den oben erwähnten Ausführungsformen als Komponenten zum Steuern des Roboters 14 (d. h. Robotersteuereinheiten) bereitgestellt sind, um von der Werkzeugmaschinensteuereinheit 106 getrennt zu sein.
Die Steuereinheit 12, 62 kann jedoch als Komponente von der Robotersteuereinheit zum Steuern des Roboters 14 getrennt bereitgestellt sein. In diesem Fall kann die Steuereinheit 12, 62 in die Werkzeugmaschinensteuereinheit 106 integriert sein.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform sind des Weiteren der Spanerkennungsteil 46, der Anordnungsermittlungsteil 48, der Manipulatorsteuerteil 50, der Warnungserzeugungsteil 56 und der Speicher 34 in der Steuereinheit 12 integriert.
Es kann jedoch zumindest eines des Spanerkennungsteils 46, des Anordnungsermittlungsteils 48, des Manipulatorsteuerteils 50, des Warnungserzeugungsteils 56 und des Speichers 34 als von der Steuereinheit 12 getrennte Komponente bereitgestellt sein.
Bei der in 12 gezeigten Ausführungsform kann gleichermaßen zumindest eines des Spanerkennungsteils 64, des Anordnungsermittlungsteils 66 und des Manipulatorsteuerteils 68 als von der Steuereinheit 12 getrennte Komponente bereitgestellt sein.
Des Weiteren kann der Roboter 14 vom vertikalen Gelenktyp bei den oben erwähnten Ausführungsformen als Manipulator verwendet werden, der den Bildgebungsteil 16 und die Düse 18 bewegt. Es kann jedoch ein beliebiger Manipulator verwendet werden, der in der Lage ist, den Bildgebungsteil 16 und die Düse 18 zu bewegen.
Des Weiteren kann die Steuereinheit 12 einen Befehl an den Roboter 14 senden, die Düse 18 zu bewegen, wenn das Fluid aus der Düse 18 gespritzt wird, in Schritt S14 in 6. Beispielsweise sendet die Steuereinheit 12 einen Befehl an den Roboter 14, die Düse 18 zu schwenken, um das Entfernen eines Spans durch das gespritzte Fluid während der Durchführung von Schritt S14 zu erleichtern.
Des Weiteren ist der Bildgebungsteil 16 bei den oben erwähnten Ausführungsformen am Roboter 14 angebracht. Der Bildgebungsteil 16 kann jedoch auch an einem vordefinierten fixen Punkt fixiert sein. Dieser fixe Punkt wird an einer Position festgelegt, in der der Bildgebungsteil 16 die Spannvorrichtung 104 in deren Gesamtheit abbilden kann.
In Schritt S11 der 6 und 7 kann die Steuereinheit 12 des Weiteren erkennen, ob Späne, deren Anzahl größer als eine vordefinierte Anzahl ist, in der n-ten Zone vorhanden sind. Insbesondere speichert der Speicher 34 die „vordefinierte Anzahl“ von Spänen vorab.
Die Steuereinheit 12 ermittelt in Schritt S11 „JA“, wenn die Anzahl von im n-ten Bereich erkannten Spänen größer als die vordefinierte Anzahl ist, während die Steuereinheit 12 „NEIN“ ermittelt, wenn die Anzahl von im n-ten Bereich erkannten Spänen nicht größer als die vordefinierte Anzahl ist.
Auch wenn die Erfindung anhand diverser Ausführungsformen beschrieben wurde, schränken die Ausführungsformen die Erfindungen gemäß den Ansprüchen nicht ein. Des Weiteren kann eine Konfiguration, die durch Kombinieren der in den Ausführungsformen der Erfindung beschriebenen Merkmale erhalten wird, in den technischen Umfang der Erfindung fallen. Alle Kombinationen dieser Merkmale sind jedoch für das Mittel zum Erreichen der Erfindung nicht notwendigerweise essentiell. Des Weiteren ist es für den Fachmann offensichtlich, dass diverse Modifikationen oder Verbesserungen an den Ausführungsformen vorgenommen werden können.
In Bezug auf die Reihenfolge von Betrieben wie z. B. Aktionen, Sequenzen, Schritten, Prozessen und Stufen in den Vorrichtungen, Systemen, Programmen und Verfahren, die in den Ansprüchen, in der Beschreibung und in den Zeichnungen angeführt sind, sei angemerkt, dass die Ausdrücke „vor“, „davor“ usw. nicht explizit beschrieben sind und eine beliebige Reihenfolge umgesetzt werden kann, sofern nicht die Ausgabe eines vorherigen Betriebs im darauf folgenden Betrieb verwendet wird. In Bezug auf die Bearbeitung in den Ansprüchen, in der Beschreibung und in den Zeichnungen ist, selbst wenn die Reihenfolge von Betrieben unter Verwendung der Ausdrücke „zuerst“, „danach“, „darauf folgend“, „sodann“ usw. beschrieben ist, das Beibehalten dieser Reihenfolge für die Ausübung der Erfindungen der Einfachheit halber nicht notwendigerweise essentiell.

Claims

Waschsystem (10) einer Werkzeugmaschine (100), das umfasst: eine Düse (18), die in der Lage ist, Fluid zu spritzen; einen Manipulator (14), der die Düse bewegt; einen Bildgebungsteil (16), der eine Region abbildet, in der ein zu bearbeitendes Werkstück platziert ist; einen Spanerkennungsteil (46), der einen in der Region vorhandenen Span auf Basis des vom Bildgebungsteil abgebildeten Bilds erkennt; einen Anordnungsermittlungsteil (48), der eine Position und eine Ausrichtung der Düse ermittelt, wenn das Fluid zum Span gespritzt wird, der vom Spanerkennungsteil erkannt wurde; eine Manipulatorsteuereinheit (50), die den Manipulator steuert, so dass dieser die Düse in der Position und Ausrichtung anordnet, die vom Anordnungsermittlungsteil ermittelt wurde; und einen Fluidspeiseteil (20), der das Fluid zur Düse speist, um das Fluid durch die Düse zu spritzen, wenn die Düse in der Position und Ausrichtung angeordnet ist, wobei der Bildgebungsteil die Region abbildet, bevor das Werkstück auf der Region zum maschinellen Bearbeiten des Werkstücks platziert wird, und die Region abbildet, nachdem das Werkstück von der Werkzeugmaschine maschinell bearbeitet und aus der Region entfernt wurde, wobei der Spanerkennungsteil den in der Region vorhandenen Span durch Vergleichen des Bilds, das abgebildet wurde, bevor das Werkstück in der Region platziert wurde, mit dem Bild, das abgebildet wurde, nachdem das Werkstück aus der Region entfernt wurde, erkennt.
Waschsystem nach Anspruch 1, wobei der Anordnungsermittlungsteil die Position und Ausrichtung ermittelt, so dass das aus der Düse gespritzte Fluid den Span in eine vordefinierte Richtung wegfegen kann.
Waschsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Prioritätsbereich (108a, 108b, 108c, 108d) innerhalb der Region vordefiniert ist, wobei der Spanerkennungsteil den im Prioritätsbereich vorhandenen Span auf Basis des Bilds erkennt, wobei der Anordnungsermittlungsteil die Position und Ausrichtung ermittelt, wenn das Fluid zu dem im Prioritätsbereich vorhandenen Span gespritzt wird.
Waschsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Bildgebungsteil vom Manipulator bewegt wird, wobei die Manipulatorsteuereinheit den Manipulator so betreibt, dass dieser den Bildgebungsteil in einer Mehrzahl von Positionen anordnet, in denen der Bildgebungsteil die Region abbilden kann, wobei der Bildgebungsteil die Region in jeder der Mehrzahl von Positionen abbildet.
Waschsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Bildgebungsteil die Region nach Spritzen des Fluids erneut abbildet, wobei der Spanerkennungsteil den in nach Spritzen des Fluids in der Region zurückbleibenden Span auf Basis des Bilds erkennt, das vom Bildgebungsteil nach Spritzen des Fluids abgebildet wurde, wobei die Manipulatorsteuereinheit den Manipulator so betreibt, dass dieser die Düse erneut in der Position und Ausrichtung anordnet, wenn der Spanerkennungsteil den zurückbleibenden Span erkennt, wobei der Fluidspeiseteil das Fluid zur Düse speist, um das Fluid erneut durch die Düse zu spritzen.
Waschsystem nach Anspruch 5, der des Weiteren einen Warnungserzeugungsteil (56) umfasst, der eine Warnung erzeugt, wenn die Anzahl der Spritzungen von Fluids aus der Düse eine vordefinierte Anzahl übersteigt.