DE102016100613B4

DE102016100613B4 - System, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen

Info

Publication number: DE102016100613B4
Application number: DE102016100613.0A
Authority: DE
Inventors: Kenzo Ebihara; Takayuki Oda
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2019-02-14
Anticipated expiration: 2036-01-16
Also published as: DE102016100613A1; US20160214805A1; US9856095B2; CN105817948A; JP6001701B2; CN105817948B; JP2016135522A

Abstract

Eine Präzisionsbearbeitungs-/Präzisionsmessvorrichtung und ein Roboter, welcher ein Werkstück zu der Vorrichtung befördert, sind durch eine Abdeckung abgedeckt, und ein Raum, welcher durch die Abdeckung abgedeckt wird, wird von einer Abteilabdeckung in einen Raum, in welchem die Präzisionsbearbeitungs-/Präzisionsmessvorrichtung installiert ist, und in einen Raum unterteilt, in welchem der Roboter installiert ist. Wenn eine Temperatur innerhalb des Raums, in welchem der Roboter installiert ist, in einen vorgegebenen Temperaturbereich fällt, wird eine Tür geöffnet, welche in der Abteilabdeckung bereitgestellt ist, und liefert der Roboter das Werkstück an die Präzisionsbearbeitungs-/Präzisionsmessvorrichtung durch die geöffnete Tür.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen.
Bei einer Vorrichtung, wie beispielsweise einer Werkzeugmaschine oder einer Messvorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, kann eine Variation der Umgebungstemperatur an einem Anlagenort die Ergebnisse der Bearbeitung oder der Messung beeinflussen. Besonders bei einer Vorrichtung, wie beispielsweise einer Werkzeugmaschine oder einer Messvorrichtung, welche eine genaue Positionssteuerung erfordert und Arbeiten an einem Werkstück durchführt, ist es üblich, eine Temperaturführung durchzuführen, um die Temperaturvariation einer Anlagenumgebung zu unterdrücken. Weiterhin kann eine Konfiguration errichtet werden, in welcher eine Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, durch eine Abdeckung abgedeckt wird und ein Innenraum der Abdeckung durch Verwendung einer Klimaanlage bei einer konstanten Temperatur gehalten wird.
In einem Fall, bei welchem eine Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, welches zur Automatisierung durch eine Abdeckung abgedeckt wird, in Verbindung mit einem Roboter verwendet wird, wird eine zu öffnende Tür für einen Roboterzugang in der Abdeckung bereitgestellt, so dass ein Werkstück, ein Werkzeug, eine Messsonde und dergleichen durch den Roboter an die Vorrichtung geliefert oder von ihr entfernt werden kann. Wenn die Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, wie beispielsweise eine Werkzeugmaschine oder eine Messvorrichtung, betrieben wird, wird die Tür für einen Roboterzugang, welche in der Abdeckung bereitgestellt ist, vorübergehend geöffnet.
Wie oben stehend beschrieben, ist es in einem Fall, bei welchem die Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt und bei welcher die Abdeckung verwendet wird, um die Umgebungstemperatur auf eine vorgeschriebene Temperatur zu regeln, durch Roboter automatisiert wird, nötig, die Tür, welche in der Abdeckung bereitgestellt ist, zu öffnen und zu schließen, so dass der Roboter die Vorrichtung erreichen kann, um das Werkzeug, die Messsonde und dergleichen dahin zu liefern oder davon zu entfernen.
Wenn die Tür geöffnet wird, wird eine Temperatur im Innenraum der Abdeckung, in welchem die Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, installiert ist, durch Luft von außerhalb der Abdeckung verändert, welche durch den Roboter erwärmt ist, welcher Wärme erzeugt. Folglich ist es nach Abschluss des Roboterzugangs und Schließen der Tür nötig, zu warten, bis die Temperatur im Innenraum der Abdeckung auf den vorgeschriebenen Wert zurückkehrt, um dafür zu sorgen, dass die Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, ein genaues Bearbeiten oder eine genaue Messoperation ausführt.
Die JP 2001-322 049 A offenbart eine Vorrichtung, bei welcher ein Reinigungsroboter mit einer Düse zum Ansaugen von Spänen auf eine Spitze eines Arms auf einem sich bewegenden Körper bereitgestellt ist, wie beispielsweise auf einer Querführung und einem Spindelkopf einer Werkzeugmaschine, wobei ein Bewegungspfad so entworfen ist, dass die Düse in einem Bereich bewegt wird, um die Späne während einer Zeitspanne anzusaugen, welche von einem Bearbeitungsprogramm bestimmt wird, wenn das Werkzeug ein Werkstück bearbeitet, und der Reinigungsroboter wird durch Ausgeben nur der Pfaddaten über den Bereich der Nichtstörung mit dem Werkzeug ohne den Bereich der Störung mit dem Werkzeug während des Bearbeitens gesteuert, um so die Späne anzusaugen und auszuwerfen. Die oben stehend beschriebene Schrift des Stands der Technik offenbart eine Konfiguration, welche den Roboter und eine Werkzeugmaschine vereinigt, stellt jedoch keine Konfiguration bereit, welche einen Einfluss der Wärme, welche von dem Roboter erzeugt wird, auf die Vorrichtung verhindert, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, welches im Innenraum der Abdeckung installiert ist.
Die DE 601 10 713 T2 zeigt eine Werkzeugmaschine mit Raumklimatisierung.
Die JP 2004-237 372 A zeigt eine Werkzeugmaschine in einer thermostatischen Kammer.
Die JP S64-50 040 U zeigt eine Werkzeugmaschine mit zwei Kammern, wobei die Nebenkammer mit Luft aus der Hauptkammer belüftet wird.
Die JP 2008-284 615 A zeigt eine Werkzeugmaschine, bei der Kühlflüssigkeit auf Werkstücke in einer Haupt- und einer Nebenkammer gesprüht wird.
Die US 5 146 977 A zeigt ein Fabrikgebäude für eine Produktion mittels einer Flüssigkeit, wobei die Atmosphäre in dem Fabrikgebäude geregelt wird, sodass die Flüssigkeit nicht in die Atmosphäre aufgenommen wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein System bereitzustellen, welches in der Lage ist, eine Temperaturvariation im Innenraum der Abdeckung, welche die Vorrichtung abdeckt, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, zu reduzieren und dann der Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, ermöglicht, sofort betriebsfähig zu werden, nachdem die Tür, welche in der Abdeckung bereitgestellt ist, geschlossen wird.
Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Herkömmlicherweise ist es nötig, wenn sich eine Temperatur im Innenraum der Hauptkammer aufgrund eines Öffnens der Tür verändert, welche in dem zweiten Raum bereitgestellt ist, zu warten, bis die Temperatur im Innenraum der Hauptkammer auf den Sollwert zurückkehrt, um ein genaues Bearbeiten oder eine genaue Messung zu erzielen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Temperaturvariation im Innenraum der Hauptkammer durch Öffnen der Tür klein, wodurch es der Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, möglich ist, nach dem Schließen der Tür sofort betriebsfähig zu sein. Temperierte Luft wird durch eine Belüftungsöffnung der ersten Klimaanlage gegen das Werkstück geblasen werden, welches in dem ersten Raum angeordnet ist, um so eine Temperatur des Werkstücks zu regeln. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Kosten geringer als bei einem Fall, bei welchem die Temperatur des Werkstücks durch eine andere Wärmequelle geregelt wird. Der Roboter wird verwendet, um die Werkstücke derartig umzuordnen, dass sich ein Werkstück, welches als nächstes bearbeitet werden soll, am nächsten an der Belüftungsöffnung befindet. Gemäß dieser Ausführungsform kann das Werkstück wirksam temperiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Tür nur dann zum Öffnen/Schließen befähigt werden, wenn eine Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Raum in einen Sollwertbereich fällt.
Das System kann weiterhin eine Messeinheit aufweisen, welche die Temperatur des Werkstücks misst, welches innerhalb des ersten Raums vorhanden ist, und wenn die Temperatur des Werkstücks in einen vorgegebenen Temperaturbereich fällt, kann der Öffnungs-/Schließmechanismus betätigt werden, um die Tür zu öffnen, um so dem Roboter zu ermöglichen, das Werkstück zu der Vorrichtung zu befördern, welche Arbeiten an dem Werkstück durchführt.
Gemäß dieser Ausführungsform verhindert ein Vorhandensein einer Differenz zwischen der Temperatur des Werkstücks, welches bearbeitet werden soll, und einer Temperatur im Innenraum der Abdeckung ein Erzielen einer genauen Bearbeitung oder Messung. Das Werkstück wird von außen in den ersten Raum getragen, so dass das Werkstück Zeit bekommt, sich der Temperatur innerhalb des ersten Raums anzupassen. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Temperatur des Werkstücks unmittelbar gemessen und nur, wenn seine Temperatur nahezu der Temperatur innerhalb des zweiten Raums entspricht, wird das Werkstück von dem Roboter an die Vorrichtung geliefert, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, wodurch ein Erzielen einer genauen Bearbeitung/Messung ermöglicht wird.
Das System kann weiterhin eine Basis aufweisen, auf welche die Vorrichtung, welche Arbeiten an dem Werkstück durchführt, der Roboter, die Abdeckung und die Abteilabdeckung installiert sind, und die Basis kann auf einer Vibration eliminierenden Vorrichtung angeordnet sein.
In der Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, wie beispielsweise ein Bearbeitungswerkzeug oder eine Messvorrichtung, kann eine Bodenvibration an dem Aufstellungsort Messergebnisse beeinflussen. Für Präzisionsvorrichtungen kann ihre Installation auf einer Basis, welche mit einer Vibration eliminierenden Vorrichtung versehen ist, eine Beeinflussung durch die Bodenvibration reduzieren. Gemäß der dieser Ausführungsform werden in einem Fall, bei welchem die Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, mit dem Roboter zur Automatisierung kombiniert wird, die Vorrichtung und der Roboter auf einer Basis angeordnet, welche mit der Vibration eliminierenden Vorrichtung versehen ist, wodurch verhindert wird, dass sich ihre relativen Positionen verändern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein System bereitgestellt werden, welches in der Lage ist, eine Temperaturvariation im Innenraum der Abdeckung, welche die Vorrichtung abdeckt, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, zu reduzieren und dann der Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, ermöglicht, sofort betriebsfähig zu werden, nachdem die Tür, welche in der Abdeckung bereitgestellt ist, geschlossen wird.
Die oben stehenden und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung offensichtlich, welche auf die begleitenden Zeichnungen Bezug nimmt, wobei:

1A und 1B Ansichten sind, welche ein System, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen, illustrieren;
2 eine Ansicht ist, welche ein zweites System, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen, illustriert;
3 eine Ansicht ist, welche ein drittes System, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen, illustriert;
4 eine Ansicht ist, welche eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Systems, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen, illustriert; und
5 eine Ansicht ist, welche eine weitere Ausführungsform eines Systems, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen, gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.

Bei dem vorliegenden System ist ein Raum (eine Hauptkammer), in welchem eine Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, durch eine Abdeckung abgedeckt ist, durch eine Klimaanlage klimatisiert und ist ein Raum (eine Vorderkammer), in welchem ein Roboter durch eine Abdeckung abgedeckt ist, auch durch eine Klimaanlage klimatisiert. Dann werden eine Temperatur im Innenraum der Hauptkammer und eine Temperatur in Innenraum der Vorderkammer überwacht und, nur wenn ein Unterschied dazwischen gleich oder kleiner ist als ein Sollwert, wird eine Tür der Hauptkammer zum Öffnen/Schließen befähigt. Die Temperaturen der Vorderkammer und der Hauptkammer können von jeweils darin angebrachten Temperatursensoren oder von Temperatursensoren gemessen werden, welche in den jeweiligen Klimaanlagen bereitgestellt sind. Die Temperatur des Werkstücks, welche in der Vorderkammer gemessen wird, kann als die Temperatur im Innenraum der Vorderkammer angesehen werden.
Wenn sich die Temperatur im Innenraum der Hauptkammer aufgrund eines Öffnens der Tür verändert, welche in der Abteilabdeckung bereitgestellt ist, ist es nötig, zu warten, bis die Temperatur im Innenraum der Hauptkammer auf den Sollwert zurückkehrt, um ein genaues Bearbeiten oder eine genaue Messung zu erzielen. Gemäß dem vorliegenden System ist eine Temperaturvariation im Innenraum der Hauptkammer beim Öffnen der Tür, welche in der Abteilabdeckung bereitgestellt ist, klein, wodurch es der Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, möglich ist, nach dem Schließen der Tür sofort betriebsfähig zu sein. Als Beispiele der Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt und auf welche das System der vorliegenden Erfindung angewendet wird, können eine Präzisionsdrehbank 10, wie in 1 illustriert, und eine dreidimensionale Präzisionsmessvorrichtung 40, wie in 2 illustriert, genommen werden.
Zuerst wird ein erstes System, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen, unter Bezugnahme auf 1A und 1B beschrieben. Bei diesem System wird als eine Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, eine Präzisionsdrehbank verwendet, was das System konstituiert.
In 1A befindet sich eine erste Tür 3, welche durch einen ersten Öffnungs-/Schließmechanismus (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen werden soll, in einem geöffneten Zustand, durch welche ein Werkstück 24 von außerhalb der Vorrichtung in eine Vorderkammer 5 geliefert wird, und befindet sich eine zweite Tür 4, welche durch einen zweiten Öffnungs-/Schließmechanismus (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen werden soll, in einem geschlossenen Zustand, um die Vorderkammer 5 und eine Hauptkammer 6 voneinander zu isolieren.
Die Vorderkammer 5 und die Hauptkammer 6 werden durch eine Abdeckung 1 ausgebildet. Ein Raum, welcher durch die Abdeckung 1 definiert ist, wird durch eine Abteilabdeckung 2 in die Vorderkammer (erster Raum) 5 und die Hauptkammer (zweiter Raum) 6 unterteilt. Die Abdeckung 1 weist einen Öffnungsabschnitt auf, an welchem die erste Tür 3 befestigt ist, welche konfiguriert ist, durch den ersten Öffnungs-/Schließmechanismus (nicht gezeigt) frei geöffnet zu werden. Die Abteilabdeckung 2 weist einen Öffnungsabschnitt auf, an welchem die zweite Tür 4 befestigt ist, welche konfiguriert ist, durch den zweiten Öffnungs-/Schließmechanismus (nicht gezeigt) frei geöffnet zu werden.
Eine Präzisionsdrehbank 10 ist eine Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, welches in der Hauptkammer 6 installiert ist, und weist eine Hauptspindel 13, welche auf einem X-Achsenschlitten 12 auf einer Basis 11 angebracht ist, auf welcher das Werkstück 24 abnehmbar befestigt ist, und eine Werkzeugauflage 16 mit einem Werkzeug auf, welches auf einem Z-Achsenschlitten 15 angebracht ist. Die Präzisionsdrehbank 10 ist auf einem vibrationsfreien Tisch 17 installiert. Das Werkstück 24 ist durch eine Vakuumaufspannvorrichtung 14 an der Hauptspindel 13 auf dem X-Achsenschlitten 12 befestigt, und ein Werkzeug (nicht gezeigt) ist an der Werkzeugauflage 16 mit dem Werkzeug auf dem Z-Achsenschlitten 15 befestigt. In diesem Zustand werden Arbeiten an dem Werkstück 24 durch Rotationen der X- und Z-Achse sowie durch Rotation der Hauptspindel 13 durchgeführt.
In der Vorderkammer 5 ist ein Roboter 20 installiert. Der Roboter 20 trägt das Werkstück 24 zu der Präzisionsdrehbank 10 und von ihr weg. Ein Werkstückförderer 22 bewegt sich von außerhalb der Abdeckung 1 auf einer Schiene 23 zu der Vorderkammer 5, und dadurch wird das Werkstück 24 in die Vorderkammer 5 getragen. Der Roboter 20 verwendet eine Roboterhand 21, welche an einem vorderen Ende seines Arms angebracht ist, um das Werkstück 24 zu halten, welches von dem Werkstückförderer 22 getragen wurde, und liefert das Werkstück 24 an die Präzisionsdrehbank 10 in der Hauptkammer 6.
Der Roboter 20 wird durch eine Robotersteuerung (nicht gezeigt) gesteuert, und die Präzisionsdrehbank 10 wird durch eine Präzisionsdrehbank-Steuervorrichtung (nicht gezeigt) gesteuert. Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung tauschen die Robotersteuerung und die Präzisionsdrehbank-Steuervorrichtung Informationen zwischen ihnen aus.
Der erste und der zweite Öffnungs-/Schließmechanismus, welcher jeweils aus einem Motor besteht, werden durch eine Türöffnungs-/Türschließ-Steuervorrichtung (nicht gezeigt) gesteuert, welche eine Öffnungs-/Schließoperation der ersten und der zweiten Türe 3 und 4 steuert. Die Türöffnungs-/Türschließ-Steuervorrichtung, die Robotersteuerung und die Präzisionsdrehbank-Steuervorrichtung tauschen Informationen zwischen ihnen aus. Eine Funktion der Türöffnungs-/Türschließ-Steuervorrichtung kann in die Robotersteuerung oder in eine Steuervorrichtung für die Vorrichtung einbezogen sein, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt.
Die Vorderkammer 5, in welcher der Roboter 20 installiert ist, und die Hauptkammer 6, in welcher die Präzisionsdrehbank 10 (Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt) installiert ist, werden jeweils von einer Klimaanlage (erste Klimaanlage 30, zweite Klimaanlage 31) temperiert. Die erste Klimaanlage 30 saugt Luft durch eine Rohrleitung in die Vorderkammer 5, erwärmt (oder kühlt) die angesaugte Luft und gibt die resultierende Luft wieder an die Vorderkammer 5 ab. Durch Messen einer Temperatur der angesaugten Luft kann eine Temperatur in der Vorderkammer 5 erfasst werden. Die zweite Klimaanlage 31 saugt Luft durch eine Rohrleitung in die Hauptkammer 6, erwärmt (oder kühlt) die angesaugte Luft und gibt die resultierende Luft wieder an die Hauptkammer 6 ab. Durch Messen einer Temperatur der angesaugten Luft kann eine Temperatur in der Hauptkammer 6 erfasst werden. Die erste und die zweite Klimaanalage 30 und 31 werden jeweils durch Klimaanlagen-Steuervorrichtungen (nicht gezeigt) gesteuert. Zur Temperaturmessung können jeweils Temperatursensoren (nicht gezeigt) in der Vorderkammer 5 und in der Hauptkammer 6 bereitgestellt werden.
Um ein präzises Bearbeiten unter Verwendung der Präzisionsdrehbank 10 durchzuführen, wird die Temperatur im Innenraum der Hauptkammer 6 durch die zweite Klimaanlage 31 auf einer konstanten Temperatur gehalten. Die Temperatur im Innenraum der Vorderkammer 5 wird durch die erste Klimaanlage 30 auf einer Temperatur gehalten, welche nahe derjenigen im Innenraum der Hauptkammer 6 ist. Nur wenn die Temperatur im Innenraum der Vorderkammer 5 in einen Solltemperaturbereich hinsichtlich der Temperatur im Innenraum der Hauptkammer 6 fällt, kann die zweite Tür 4, welche von dem zweiten Öffnungs-/Schließmechanismus angetrieben wird, geöffnet werden, und nur in diesem Fall kann der Roboter 20, welcher in der Vorderkammer 5 installiert ist, das Werkstück 24 zu der Präzisionsdrehbank 10 tragen.
1B illustriert eine Konfiguration, bei welcher die erste Tür 3 von dem ersten Öffnungs-/Schließmechanismus geschlossen wird und die zweite Tür 4 von dem zweiten Öffnungs-/Schließmechanismus geöffnet wird, und der Roboter 20, welcher in der Vorderkammer 5 installiert ist, das Werkstück 24 an der Präzisionsdrehbank 10, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, im Innenraum der Hauptkammer 6 befestigt.
Wenn die Temperatur im Innenraum der Vorderkammer 5 in einen Temperaturbereich fällt, welcher hinsichtlich der Temperatur im Innenraum der Hauptkammer 6 eingestellt ist, wird die zweite Tür 4 von dem zweiten Öffnungs-/Schließmechanismus geöffnet, wie in 1B illustriert. Der Roboter 20 hält das Werkstück 24, welches von dem Werkstückförderer 22 befördert wurde, welcher in der Vorderkammer 5 aufgestellt ist, und befestigt das Werkstück 24 durch die Vakuumaufspannvorrichtung 14 an der Hauptspindel 13 der Präzisionsdrehbank 10, welche in der Hauptkammer 6 installiert ist.
Als Nächstes wird ein zweites System, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen, unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Bei diesem System wird als eine Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, eine dreidimensionale Präzisionsmessvorrichtung verwendet, was das System konstituiert.
Wie bei dem unter Verwendung von 1A und 1B beschriebenen System weist das System gemäß der zweiten Ausführungsform den Roboter 20, die Abdeckung 1, die Vorderkammer 5, die Hauptkammer 6, die erste Klimaanlage 30 und die zweite Klimaanlage 31 auf. Eine Z-Achse (Vorn-Hinten-Schlitten 42) ist auf einer Y-Achse (Oben-Unten-Schlitten 43) auf einer Basis 41 befestigt, eine Messsonde 45 einer dreidimensionalen Präzisionsmessvorrichtung 40, welche an einem vorderen Ende der Z-Achse (Vorn-Hinten-Schlitten 42) angebracht ist, wird mit dem Werkstück 24 in Kontakt gebracht, um seine Form zu messen. Weiterhin ist ein Drehtisch 44, an welchem das Werkstück 24 durch eine Vakuumaufspannvorrichtung (nicht gezeigt) befestigt wird, auf der Basis 41 angebracht.
Die in 2 illustrierte dreidimensionale Präzisionsmessvorrichtung 40 als die Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, weist verschiedene Präzisionsmessvorrichtungen auf, welche kontaktlose Messinstrumente umfassen, wie beispielsweise eine CCD-Kamera, einen elektrostatischen Kapazitätsverdrängungszähler, eine Laser-Messvorrichtung und eine Weißlichtinterferenz-Messvorrichtung. Der Roboter 20 kann nicht nur zum Ersetzen des Werkstücks angewendet werden, sondern auch für verschiedene Automatisierungsoperationen, welche an der dreidimensionalen Präzisionsmessvorrichtung 40 ausgeführt werden können, wie beispielsweise Ersetzen einer Sonde oder Blasen von Luft.
Als Nächstes wird ein drittes System, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen, unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Bei diesem System ist eine Präzisionsdrehbank als eine Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, auf einer Basis angebracht, welche mit einer Vibration eliminierenden Vorrichtung zusammen mit dem Roboter versehen ist (d. h. auf einer Basis, welche auf einem vibrationsfreien Tisch angeordnet ist).
Wie in 3 illustriert, wenn der Roboter 20 auf einer Basis 18 angebracht ist, welche auf einem vibrationsfreien Tisch 19 angeordnet ist, kann eine Armreichweite des Roboters 20, welcher zum Ersetzen des Werkstücks 24 erforderlich ist, kleiner als bei einem Fall angefertigt werden, bei welchem der Roboter 20 auf einem Boden installiert ist, so dass es möglich ist, den Roboter 20 um den entsprechenden Größenbetrag kompakter anzufertigen, was einen Kostenvorteil bietet. Weiterhin wird eine von dem Roboter 20 hinsichtlich des Bodens belegte Fläche reduziert, so dass eine Anlagenfläche des gesamten Systems reduziert werden kann. Weiterhin weist der vibrationsfreie Tisch 19 häufig keine Reproduzierbarkeit der Position (Positur) auf; wenn jedoch der Roboter 20 auf der Basis 18 installiert ist, sind relative Koordinaten des Roboters 20 und des Werkstücks 24, welche auf dem vibrationsfreien Tisch 19 angeordnet sind, ungeachtet der Position (Positur) des vibrationsfreien Tisches 19, durch eine genaue Positionssteuerung der unruhigen Achsen eindeutig bestimmt. Wenn die Vakuumaufspannvorrichtung verwendet wird, ist es nötig, dass eine Werkstückmitte und eine Spindelmitte genau miteinander in Übereinstimmung gebracht werden, und deshalb ist es wichtig, eine Befestigung/Abnahme des Werkstücks zu realisieren, welche eine hohe Positionsreproduzierbarkeit zeigt.
Als Nächstes wird eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Systems, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen, unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird Luft, welche auf eine konstante Temperatur in der Vorderkammer geregelt wurde, unmittelbar gegen das Werkstück geblasen.
Bei dieser in 4 illustrierten Ausführungsform ist eine Belüftungsöffnung 32 der ersten Klimaanlage 30 für die Vorderkammer 5 nahe dem Werkstück 24 angeordnet. Luft, welche auf eine konstante Temperatur geregelt wurde und durch die Belüftungsöffnung 32 abgegeben werden soll, wird unmittelbar gegen das Werkstück 24 geblasen, wodurch es möglich ist, bei geringen Kosten und mit Effizienz eine Temperatur des Werkstücks 24 nahe einer Solltemperatur der Vorderkammer 5 zu bringen. Dies bedeutet, dass die Öffnungs-/Schließsteuerung der zweiten Tür 4 bei der Temperatur des Werkstücks 24 durchgeführt wird, welche als die Temperatur der Vorderkammer 5 angesehen wird. Durch Verwendung des Roboters 20, um die Werkstücke 24 auf dem Werkstückförderer 22 derartig umzuordnen, dass sich ein Werkstück 24, welches als nächstes bearbeitet werden soll, am nächsten an der Belüftungsöffnung 32 befindet, ist es möglich, die Temperatur des individuellen Werkstücks 24 wirksam nahe an die Solltemperatur der Vorderkammer 5 zu bringen.
Als Nächstes wird eine weitere Ausführungsform eines Systems, welches in der Lage ist, Arbeiten an einem Werkstück sofort durchzuführen, unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird ein Temperatursensor in der Vorderkammer verwendet, um die Temperatur des Werkstücks unmittelbar zu messen.
5 ist eine Ansicht, welche den Roboter 20 illustriert, welcher im Innenraum der Vorderkammer 5 installiert ist. Ein Temperatursensor 25 wird verwendet, um die Temperatur des Werkstücks 24, welches auf dem Werkstückförderer 22 angeordnet ist, unmittelbar zu messen. Wenn die Temperatur des Werkstücks 24 in einen Sollwertbereich fällt, wird die zweite Tür 4 durch den zweiten Öffnungs-/Schließmechanismus geöffnet, und der in 5 illustrierte Roboter 20 liefert das Werkstück 24 an die Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt (Präzisionsdrehbank 10). Eine Abmessung des Werkstücks 24 erhöht/vermindert sich unter Temperatureinfluss, so dass es wichtig ist, ein Werkstück 24 mit einer Temperatur nahe derjenigen im Innenraum der Hauptkammer 6 zu liefern, um eine genaue Bearbeitung/Messung zu erzielen.
Wenn sich gemäß der vorliegenden Erfindung die Temperatur im Innenraum der Abdeckung aufgrund eines Öffnens der Tür verändert, welche in der Abdeckung bereitgestellt ist, ist es nötig, zu warten, bis die Temperatur im Innenraum der Abdeckung auf den Sollwert zurückkehrt, um ein genaues Bearbeiten oder eine genaue Messung zu erzielen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Temperaturvariation im Innenraum der Abdeckung durch Öffnen der Tür klein, wodurch es der Vorrichtung, welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt, möglich ist, nach dem Schließen der Tür sofort betriebsfähig zu sein.

Claims

System, umfassend: eine Vorrichtung (10, 40), welche Arbeiten an einem Werkstück durchführt; einen Roboter (20), welcher das Werkstück an einen Bereich befördert, wo die Vorrichtung (10) die Arbeiten durchführt; eine Abdeckung (1), welche die Vorrichtung (10, 40) und den Roboter (20) abdeckt; eine Abteilabdeckung (2), welche einen Raum, welcher durch die Abdeckung (1) abgedeckt wird, in einen ersten Raum (5), in welchem der Roboter (20) installiert ist, und in einen zweiten Raum (6) unterteilt, in welchem die Vorrichtung (10, 40) installiert ist, welche Arbeiten an dem Werkstück durchführt; einen Öffnungs-/Schließmechanismus, welcher eine in der Abteilabdeckung (2) bereitgestellte Tür (4) öffnet und schließt; eine erste Klimaanlage (30), welche eine Temperatur innerhalb des ersten Raums (5) auf eine konstante Temperatur regelt; und eine Steuervorrichtung, welche den Öffnungs-/Schließmechanismus betätigt, um die Tür (4) zu öffnen, wenn eine Temperatur innerhalb des ersten Raums (5) in einen vorbestimmten Wertebereich fällt, wobei der Roboter (20) verwendet wird, um die in dem ersten Raum (5) angeordneten Werkstücke derartig umzuordnen, dass sich ein Werkstück, welches als nächstes bearbeitet werden soll, am nächsten an einer Belüftungsöffnung (32) der ersten Klimaanlage (30) befindet, und wobei temperierte Luft durch die Belüftungsöffnung (32) gegen das umgeordnete Werkstück geblasen wird, um so eine Temperatur des Werkstücks zu regeln.
System nach Anspruch 1, wobei, wenn die Temperatur innerhalb des ersten Raums (5) in einen Solltemperaturbereich hinsichtlich der Temperatur innerhalb des zweiten Raums (6) fällt, der Öffnungs-/Schließmechanismus betätigt wird, um die Tür (4) zu öffnen.
System nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin eine Messeinheit umfassend, welche die Temperatur des Werkstücks misst, welches in dem ersten Raum (5) vorhanden ist, wobei wenn die Temperatur des Werkstücks in einen vorgegebenen Temperaturbereich fällt, der Öffnungs-/Schließmechanismus betätigt wird, um die Tür (4) zu öffnen, um so dem Roboter (20) zu ermöglichen, das Werkstück zu der Vorrichtung (10, 40) zu befördern, welche Arbeiten an dem Werkstück durchführt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin eine Basis umfassend, auf welcher die Vorrichtung (10, 40), welche Arbeiten an dem Werkstück durchführt, der Roboter (20), die Abdeckung (1) und die Abteilabdeckung (2) installiert sind, wobei die Basis auf einer Vibration eliminierenden Vorrichtung angeordnet ist.