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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine und insbesondere eine Werkzeugmaschine, die einen Bearbeitungsweg zum Entfernen eines Grats von einem Werkstück steuert.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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In einzelnen Werkstücken treten häufig Grate auf, die voneinander in Einheiten von Millimetern verschieden sind. Aus diesem Grund wird, wenn eine Entgratung an einem Werkstück unter Verwendung einer Werkzeugmaschine vorgenommen wird, ein Programm unter Bezugnahme auf ein Werkstück, in dem die größte Anzahl von Graten aufgetreten ist, erzeugt. In diesem Fall wird bei einer Bearbeitung, die an einem Werkstück vorgenommen wird, in dem weniger Grate aufgetreten sind als in dem als Referenzwerkstück verwendeten Werkstück, oft ein Luftschnitt (Leerlaufbetrieb) durchgeführt, was zu einer vergeudeten Zeit führt, in der keine Bearbeitung durchgeführt wird.
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Je nach der Position oder Richtung, in der ein Grat aufgetreten ist, ist es außerdem schwierig, eine Entgratung von der Hauptachsenrichtung der Werkzeugmaschine durchzuführen. In einem solchen Fall ist es erforderlich, eine Entgratung durchzuführen, indem das Werkstück unter Verwendung eines Zusatzachsentisches umgelegt wird, eine Entgratung in einem anderen Prozess durch Ausführen eines Werkzeugwechsels durchzuführen oder eine Entgratung manuell durchzuführen.
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Andererseits wurden zum Beispiel in der
Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 2007-021634 , der
Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 07-104829 und der
Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 07-121222 als Stand der Technik zum Durchführen einer Entgratung Techniken zum Automatisieren einer Entgratung durch Verwenden eines Roboters, indem ein Bearbeitungsweg aus der durch einen optischen Sensor erlangten Information erzeugt wird, offenbart. Da ein Roboter einen höheren Grad an Betriebsflexibilität aufweist als eine Werkzeugmaschine, führt der Roboter im Allgemeinen verhältnismäßig leicht eine Bearbeitung an Graten durch, die in verschiedenen Position und Richtungen aufgetreten sind.
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Jedoch kann ein Roboter in den in der
Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 2007-021634 und der
Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 07-121222 offenbarten Techniken lediglich ein kleines Werkzeug halten und das Drehmoment des Roboters, das der Bearbeitung standhalten kann, ist gering. Folglich ist es notwendig, Bearbeitungsbedingungen in einem Bereich zu erleichtern, in dem ein großer Grat aufgetreten ist, was unerwünschterweise die Bearbeitungszeit verlängert. Des Weiteren wird ein Bearbeiten je nach den Abmessungen eines Grats unmöglich.
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Außerdem kann ein Roboter in der in der
Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 07-104829 offenbarten Technik ein Werkzeug und Bearbeitungsbedingungen gemäß den Abmessungen eines Grats auswählen. Hierbei muss der Roboter ein Werkzeug verwenden, dessen Durchmesser größer ist als die Abmessungen eines Grats. Je größer jedoch das Werkzeug wird, desto mangelhafter werden die Bearbeitungsbedingungen, was unerwünschterweise die Bearbeitungszeit verlängert. Des Weiteren wird ein Bearbeiten je nach den Abmessungen eines Grats unmöglich.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dementsprechend darin, eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, die die Bedingungen, bei denen ein Grat aufgetreten ist, durch Verwenden eines optischen Sensors überprüfen kann und die bestimmen kann, ob der Grat ein Grat ist, an dem eine Bearbeitung von der Hauptachsenrichtung durchgeführt werden kann, oder nicht, und die vorzugsweise veranlassen kann, dass ein Roboter eine Teilverantwortung für eine Entgratung bei einem Grat übernimmt, an dem eine Bearbeitung nicht von der Hauptachsenrichtung durchgeführt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Werkzeugmaschine, die eine Entgratung an einem nicht bearbeiteten Werkstück, in dem ein Grat aufgetreten ist, durchführt, Folgendes: mindestens einen optischen Sensor, der ein Bild des nicht bearbeiteten Werkstücks aufnimmt; eine Einheit zum Speichern einer Forminformation eines nicht bearbeiteten Werkstücks, die eine durch Verwenden des mindestens einen optischen Sensors erlangte Forminformation des nicht bearbeiteten Werkstücks speichert; eine Einheit zum Speichern einer Forminformation eines bearbeiteten Werkstücks, in der eine Forminformation des bearbeiteten Werkstücks gespeichert wird; eine Gratinformations-Berechnungseinheit, die einen Grat durch Vergleichen der Forminformation des nicht bearbeiteten Werkstücks, die in der Einheit zum Speichern einer Forminformation eines nicht bearbeiteten Werkstücks gespeichert wird, mit der Forminformation des bearbeiteten Werkstücks, die der Einheit zum Speichern einer Forminformation eines bearbeiteten Werkstücks gespeichert wird, erkennt; eine Gratbestimmungseinheit, die den Grat auf der Grundlage von Bedingungen, die mindestens eines von der Position und der Richtung des Grats in dem Werkstück umfassen, bestimmt; eine Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit, die auf der Grundlage eines Bestimmungsergebnisses hinsichtlich des Grats entscheidet, ob eine Entgratung mit einem Werkzeug der Werkzeugmaschine durchgeführt wird oder nicht; und eine Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit, die einen Bearbeitungsweg zum Entfernen des Grats, der als ein Grat beurteilt wurde, an dem eine Entgratung mit dem Werkzeug durchzuführen ist, erzeugt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Gratbestimmungseinheit den Grat auf der Grundlage der Bedingungen bestimmen, die ferner mindestens eines von den Abmessungen des Grats und des Bewegungsbereichs des Werkzeugs umfassen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Werkzeugmaschine ferner umfassen: eine Werkzeuginformations-Speichereinheit, die eine Werkzeuginformation speichert, die die Form und Schnittbedingungen des Werkzeugs umfasst, und eine Werkzeugauswahleinheit, die auf der Grundlage der Abmessungen des Grats und der Werkzeuginformation das Werkzeug auswählt, das bei der Entgratung verwendet wird, und die Gratbestimmungseinheit kann auf der Grundlage der Bedingungen, die ferner die Werkzeuginformation des ausgewählten Werkzeugs umfassen, den Grat bestimmen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Werkzeugmaschine ferner einen Roboter umfassen, der in der Lage ist, eine Entgratung durchzuführen, und die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit kann auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses hinsichtlich des Grats entscheiden, ob die Entgratung mit dem Werkzeug durchgeführt wird oder ob die Entgratung mit dem Roboter durchgeführt wird.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Werkzeugmaschine ferner umfassen: eine Werkzeuginformations-Speichereinheit, die eine Werkzeuginformation speichert, die die Form und Schnittbedingungen des Werkzeugs umfasst, und eine Werkzeugauswahleinheit, die auf der Grundlage der Abmessungen des Grats und der Werkzeuginformation das Werkzeug auswählt, das bei der Entgratung verwendet wird, und die Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit kann auf der Grundlage der Abmessungen des Grats und des maximalen Schnittbetrags des ausgewählten Werkzeugs einen Bearbeitungsweg erzeugen, indem die Anzahl von Schnittvorgängen berechnet wird, die anzeigt, wie oft Schnittvorgänge für eine Bearbeitung durchgeführt werden.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Werkzeugmaschine Bilder des Werkstücks durch den mindestens einen optischen Sensor aus zwei oder mehr Richtungen aufnehmen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der mindestens eine optische Sensor mehrere optische Sensoren umfassen und die Werkzeugmaschine kann Bilder des Werkstücks aus zwei oder mehr Richtungen aufnehmen, indem veranlasst wird, dass die mehreren optischen Sensoren Bilder des Werkstücks aus verschiedenen Richtungen aufnehmen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der mindestens eine optische Sensor in einem Roboter montiert sein und Bilder des Werkstücks aus zwei oder mehr Richtungen aufnehmen, indem die Position des Roboters geändert wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zwischen einem Grat, an dem eine Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine von deren Hauptachsenrichtung durchgeführt werden kann, und einem Grat, an dem eine Bearbeitung nicht durch die Werkzeugmaschine von der Hauptachsenrichtung durchgeführt werden kann, zu unterscheiden. Dies macht es möglich, kreative Wege zu entwickeln, wie z. B. ein Veranlassen, dass die Werkzeugmaschine eine Bearbeitung lediglich an einem Grat, an dem eine Bearbeitung von der Hauptachsenrichtung durchgeführt werden kann, durchführt, und ein Durchführen einer Bearbeitung an den anderen Graten mithilfe der anderen Verfahren, und daher die Effizienz des gesamten Entgratungsprozesses zu verbessern.
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Das heißt, wenn ein Grat in Richtungen, die von der Hauptachsenrichtung verschieden sind, aufgetreten ist, oder ein Grat an einer Position vorhanden ist, die außerhalb des Werkzeugbewegungsbereichs liegt, auch wenn der Grat ein Grat in der Hauptachsenrichtung ist, macht ein Versuch, eine Entgratung mit ausschließlich der Werkzeugmaschine durchzuführen, es notwendig, die Position des Werkstücks mithilfe eines Zusatzachsentisches zu ändern oder eine Bearbeitung in einem anderen Prozess durchzuführen, nachdem die Ausrichtung des Werkstücks geändert wurde und das Werkstück erneut gesichert wurde. Indem eine Entgratung nicht mit der Werkzeugmaschine in Richtungen, die von der Hauptachsenrichtung verschieden sind, oder eine Entgratung nicht außerhalb des Werkzeugbewegungsbereichs durchgeführt wird, und indem vorzugsweise veranlasst wird, dass der Roboter diese Entgratungsvorgänge durchführt, wird andererseits die Bearbeitung in einem einzelnen Prozess abgeschlossen, ohne zum Beispiel eine Änderung der Position des Werkstücks vorzunehmen.
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Im Allgemeinen ist die Bearbeitungseffizienz einer Entgratung, die durch den Roboter durchgeführt wird, niedriger als die Bearbeitungseffizienz einer Entgratung, die durch die Werkzeugmaschine durchgeführt wird. Im Vergleich mit einer Reduzierung der Effizienz, die durch eine Änderung der Position des Werkstücks oder eine erneute Sicherung des Werkstücks nach einer Änderung der Ausrichtung des Werkstücks in der Werkzeugmaschine verursacht wird, kann jedoch eine Reduzierung der Anzahl von Bearbeitungsprozessen, indem durch Anwenden der vorliegenden Erfindung veranlasst wird, dass die Werkzeugmaschine und der Roboter Teilverantwortung für eine Entgratung übernehmen, zu einer Verbesserung der gesamten Effizienz beitragen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden. Es zeigen:
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1 ein Diagramm, das erläutert, wie eine Werkstückform durch Verwenden von zwei oder mehreren optischen Sensoren in der vorliegenden Erfindung erlangt wird;
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2 ein Diagramm, das erläutert, wie eine Werkstückform durch Verwenden eines an einem Roboter befestigten optischen Sensors in der vorliegenden Erfindung erlangt wird;
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3 ein Ablaufdiagramm einer Entgratung in der vorliegenden Erfindung;
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4A ein Diagramm, das ein Beispiel einer Entgratung in der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf einer oberen Fläche eines Werkstücks (eine Z-Achsenrichtung) durchgeführt wird;
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4B ein Diagramm, das ein Beispiel einer Entgratung in der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf einer Seitenfläche eines Werkstücks (eine X- oder Y-Achsenrichtung) durchgeführt wird;
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4C ein Diagramm, das ein Beispiel einer Entgratung in der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf einer unteren Fläche in Z-Achsenrichtung (Unterschnitt) durchgeführt wird;
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4D ein Diagramm, das ein Beispiel einer Entgratung in der vorliegenden Erfindung zeigt, die außerhalb des Bewegungsbereichs eines Werkzeugs durchgeführt wird; und
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5 ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer Werkzeugmaschine in der vorliegenden Erfindung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Beim Durchführen einer Entgratung an einem Werkstück erlangt eine Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung die dreidimensionale Modellform eines Werkstücks, das ein Objekt darstellt, an dem eine Entgratung durchzuführen ist, und analysiert die Bedingungen, untern denen ein Grat aufgetreten ist, indem die erlangte dreidimensionale Modellform mit Produktdaten, die im Voraus aufgezeichnet wurden, verglichen wird. Dann wählt die Werkzeugmaschine auf der Grundlage der Form des Werkstücks und der analysierten Bedingungen, unter denen der Grat aufgetreten ist, ein Werkzeug aus, erzeugt einen Bearbeitungsweg auf der Grundlage des ausgewählten Werkzeugs und führt die Entgratung durch.
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Zunächst werden Funktionseinheiten, die die Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, beschrieben.
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Wie in 5 dargestellt, umfasst eine Werkzeugmaschine 100 einen optischen Sensor 1, eine Einheit 102 zum Speichern einer Forminformation eines nicht bearbeiteten Werkstücks, eine Einheit 103 zum Speichern einer Forminformation eines bearbeiteten Werkstücks, eine Werkzeuginformations-Speichereinheit 104, eine Gratinformations-Berechnungseinheit 105, eine Gratbestimmungseinheit 106, eine Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107, eine Werkzeugauswahleinheit 108 und eine Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit 109. Nachstehend werden die Funktionen der Elemente in der Reihenfolge beschrieben.
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<Hinsichtlich einer Einheit, die die Bedingungen erlangt, unter denen ein Grat in einem Werkstück aufgetreten ist>
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Beim Durchführen einer Entgratung an einem Werkstück ist es notwendig, die Bedingungen, unter denen ein Grat aufgetreten ist, zu überprüfen. In der vorliegenden Erfindung werden die Bedingungen, unter denen ein Grat aufgetreten ist, erkannt, indem die Form des Werkstücks, an dem eine Entgratung noch nicht durchgeführt wurde, mit der Form des Werkstücks, an dem eine Entgratung durchgeführt wurde, verglichen wird.
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Zunächst nehmen, wie in 1 dargestellt, die optischen Sensoren 1 (1a, 1b), wie z. B. Kameras, Bilder eines fertigen Werkstücks 2a, an dem eine Entgratung im Voraus durchgeführt wurde, wobei das fertige Werkstück 2a auf einer Bearbeitungsaufspannvorrichtung 3 in der Werkzeugmaschine 100 angeordnet ist, aus zwei oder mehr Richtungen auf und erlangen eine Forminformation (Forminformation des bearbeiteten Werkstücks) des fertigen Werkstücks 2a. Was die vorstehend beschriebenen zwei Richtungen betrifft, können Bilder durch zwei oder mehr optische Sensoren 1 aufgenommen werden, wie in 1 dargestellt, oder es können Bilder in mehreren Winkeln unter Verwendung eines an einem Roboter 4 befestigten optischen Sensors 1 aufgenommen werden, wobei ein Roboterarm gesteuert wird, wie in 2 dargestellt. Die Forminformation des bearbeiteten Werkstücks wird in der Einheit 103 zum Speichern einer Forminformation eines bearbeiteten Werkstücks, die in einem Speicher der Werkzeugmaschine 100 bereitgestellt ist, aufgezeichnet. Übrigens kann als der optische Sensor 1 ein Formmesssensor, der von einer Kamera verschieden ist, verwendet werden.
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Als Nächstes nehmen die optischen Sensoren 1 Bilder eines Werkstücks, an dem eine Entgratung noch nicht durchgeführt wurde, wobei das Werkstück auf der Bearbeitungsaufspannvorrichtung 3 in der Werkzeugmaschine 100 angeordnet ist, aus zwei oder mehr Richtungen auf und erlangen eine Forminformation davon (Forminformation des nicht bearbeiteten Werkstücks). Die Forminformation des nicht bearbeiteten Werkstücks wird in der Einheit 102 zum Speichern einer Forminformation eines nicht bearbeiteten Werkstücks, die in dem Speicher der Werkzeugmaschine 100 bereitgestellt ist, aufgezeichnet.
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Dann vergleicht die Gratinformations-Berechnungseinheit 105 die Forminformation des nicht bearbeiteten Werkstücks, die in der Einheit 102 zum Speichern einer Forminformation eines nicht bearbeiteten Werkstücks gespeichert ist, mit der Forminformation des bearbeiteten Werkstücks, die in der Einheit 103 zum Speichern einer Forminformation eines bearbeiteten Werkstücks gespeichert ist. Wenn hierbei ein Formfehler zwischen den zwei Forminformationen innerhalb von Fehlerdaten liegt, die im Voraus in einem Messfehler-Speicherbereich im Speicher der Werkzeugmaschine 100 eingestellt werden, urteilt die Gratinformations-Berechnungseinheit 105, dass ein Grat noch nicht aufgetreten ist. Wenn andererseits der Formfehler die Fehlerdaten übersteigt, urteilt die Gratinformations-Berechnungseinheit 105, dass ein Grat aufgetreten ist.
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Wenn die Gratinformations-Berechnungseinheit 105 urteilt, dass ein Grat aufgetreten ist, gibt die Gratinformations-Berechnungseinheit 105 Daten (Gratdaten) aus, die die Position an dem nicht bearbeiteten Werkstück und die Richtung, in der das Grat aufgetreten ist, und die Breite und die Tiefe des Grats anzeigen, und speichert die Gratdaten in einem Gratdatenspeicherbereich, der in dem Speicher der Werkzeugmaschine 100 bereitgestellt ist. Hierbei kann die Richtung eines Grats typischerweise auf der Grundlage der XYZ-Achsen einer Werkzeugmaschine ausgedrückt werden. In dieser Beschreibung werden die Ausführungsformen unter der Annahme beschrieben, dass die Hauptachsenrichtung der Werkzeugmaschine 100 eine Z-Achse ist und die zu der Z-Achse senkrechten Richtungen die X- und Y-Achsen sind. Jedoch ist es selbstverständlich, dass die Gratdaten nicht auf jene vorstehend beschriebene beschränkt sind und mithilfe beliebiger Parameter ausgedrückt werden können.
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Wenn Grate an mehreren Positionen aufgetreten sind, werden die Daten übrigens zum Beispiel in Gratdaten 1 und Gratdaten 2 aufgeteilt und dann gespeichert.
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<Hinsichtlich der Werkzeugauswahleinheit>
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Beim Durchführen einer Entgratung ist es wünschenswert, ein geeignetes Werkzeug auszuwählen, um einen Grat zu entfernen. In der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass die Werkzeugmaschine 100 ein geeignetes Werkzeug, das bei der Entgratung verwendet wird, auf der Grundlage der Gratdaten, die die Breite eines Grats, die Tiefe des Grats, die Position des Grats und so weiter anzeigen, und der Form des nicht bearbeiteten Werkstücks auswählt.
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Zu diesem Zweck wird angenommen, dass die Werkzeugmaschine 100 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Werkzeuginformation (einen Werkzeugdurchmesser, eine Werkzeuglänge und Schnittbedingungen) jedes Werkzeugs von mehreren Werkzeugen, die bei einer Entgratung verwendet werden, im Voraus in der im Speicher bereitgestellten Werkzeuginformations-Speichereinheit 104 speichert. Hierbei sind die Schnittbedingungen Parameter, wie z. B. die Anzahl von Umdrehungen einer Hauptachse, die Vorschubgeschwindigkeit, die Schnittbreite und die Schnitttiefe.
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Die Werkzeugauswahleinheit 108 wählt gemäß den Gratdaten, die in dem Gratdatenspeicherbereich gespeichert sind, das heißt Informationen, wie z. B. die Breite eines Grats, die Tiefe des Grats und die Position des Grats, und falls erforderlich unter Berücksichtigung der Form des nicht bearbeiteten Werkstücks ein geeignetes Werkzeug von den Werkzeugdaten, die in der Werkzeuginformations-Speichereinheit 104 gespeichert sind.
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Ein Beispiel eines Werkzeugauswahlverfahrens wird beschrieben. Eine Werkzeugauswahleinheit 108 extrahiert zuerst auf der Grundlage der in dem Gratdatenspeicherbereich aufgezeichneten Position eines Grats Werkzeuge (zum Beispiel Werkzeuge mit großen Werkzeugdurchmessern, die Werkzeuge, die eine Bearbeitung an einer vorgegebenen Anzahl von Graten oder mehr gleichzeitig durchführen können) mit Werkzeugdurchmessern, die es den Werkzeugen erlauben, eine Bearbeitung an dem Grat effizient durchzuführen, von den in der Werkzeuginformations-Speichereinheit 104 gespeicherten Werkzeugdaten. Als Nächstes wählt die Werkzeugauswahleinheit 108 ein Werkzeug (ein Werkzeug, wodurch eine Belastung bei der Bearbeitung reduziert wird) mit dem kleinsten Werkzeugdurchmesser unter den extrahierten Werkzeugen aus.
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Ein anderes Beispiel des Werkzeugauswahlverfahrens wird beschrieben. Die Werkzeugauswahleinheit 108 extrahiert zuerst Werkzeuge (z. B. Werkzeuge mit großen Werkzeugdurchmessern, die Werkzeuge, die eine Bearbeitung an einer vorgegebenen Anzahl von Graten oder mehr gleichzeitig durchführen können) mit Werkzeugdurchmessern, die es den Werkzeugen erlauben, eine Bearbeitung an dem Grat effizient durchzuführen, ohne dass es zu Behinderung mit dem nicht bearbeiteten Werkstück kommt, von den in der Werkzeuginformations-Speichereinheit 104 gespeicherten Werkzeugdaten auf der Grundlage der in dem Gratdatenspeicherbereich aufgezeichneten Position des Grats und der Form des nicht bearbeiteten Werkstücks. Als Nächstes wählt die Werkzeugauswahleinheit 108 ein Werkzeug (ein Werkzeug, wodurch eine Belastung bei der Bearbeitung reduziert wird) mit dem kleinsten Werkzeugdurchmesser unter den extrahierten Werkzeugen aus.
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Ein noch weiteres Beispiel des Werkzeugauswahlverfahrens wird beschrieben. Die Werkzeugauswahleinheit 108 extrahiert zunächst Werkzeuge mit Werkzeugdurchmessern, die es den Werkzeugen erlauben, eine Bearbeitung an dem Grat durchzuführen, ohne dass es zu Behinderung mit dem nicht bearbeiteten Werkstück kommt, aus den in der Werkzeuginformations-Speichereinheit 104 gespeicherten Werkzeugdaten auf der Grundlage der in dem Gratdatenspeicherbereich aufgezeichneten Position des Grats und der Form des nicht bearbeiteten Werkstücks. Als Nächstes berechnet die Werkzeugauswahleinheit 108 Belastungen, die zur Zeit der Bearbeitung verursacht werden, von den Schnittbedingungen der extrahierten Werkzeuge und der Breite des Grats und der Tiefe des Grats von den Gratdaten und wählt ein Werkzeug mit dem größten Werkzeugdurchmesser aus, dessen berechnete Belastung kleiner gleich einem vorgegebenen Wert ist.
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Übrigens muss die Werkzeugmaschine 100 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise die vorstehend beschriebene Werkzeugauswahleinheit 108 umfassen. In diesem Fall führt die Werkzeugmaschine 100 eine Entgratung unter Verwendung eines beliebigen vorgegebenen Werkzeugs.
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<Hinsichtlich einer Einheit, die einen Grat bestimmt, der ein Objekt darstellt, an dem eine Bearbeitung durchzuführen ist>
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Hierbei bestimmt die Gratbestimmungseinheit 106 auf der Grundlage der Position, in der ein Grat aufgetreten ist, und der Abmessungen des Grats in den XYZ-Richtungen, ob die Daten Folgendes anzeigen:
- – einen Grat in Z-Achsenrichtung, das heißt der Richtung der oberen Fläche des Werkstücks;
- – einen Grat in X- oder Y-Achsenrichtung, das heißt der Seitenflächenrichtung des Werkstücks;
- – einen Grat auf einer unteren Fläche in Z-Achsenrichtung (eine Unterschnittposition); oder
- – einen Grat, der außerhalb des Bewegungsbereichs einer Werkzeugmaschine liegt und in einer Position vorhanden ist, an die das Werkzeug nicht herankommen kann.
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Als Nächstes beurteilt die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107, von den gespeicherten Gratdaten, einen Grat, der ein Grat in Z-Achsenrichtung ist, das heißt in der Richtung der oberen Fläche des Werkstücks, und kein Grat ist, der außerhalb des Bewegungsbereichs der Werkzeugmaschine liegt und in einer Position vorhanden ist, an die das Werkzeug nicht herankommen kann, als einen Grat, an dem eine Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 100 durchgeführt werden kann. Mit anderen Worten urteilt die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107, dass lediglich ein Grat in Z-Achsenrichtung und innerhalb des Bewegungsbereichs der Werkzeugmaschine ein Grat ist, an dem eine Bearbeitung durchgeführt werden kann.
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Andererseits urteilt die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107, dass eine Entgratung an einem Grat in X- oder Y-Achsenrichtung, das heißt der Seitenflächenrichtung des Werkstücks, einem Grat auf einer unteren Fläche in Z-Achsenrichtung (einer Unterschnittposition) und einem Grat, der außerhalb des Bewegungsbereichs der Werkzeugmaschine liegt und an einer Position vorhanden ist, an die das Werkzeug nicht hinkommen kann, durch einen Roboter durchgeführt wird. Das heißt, die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107 urteilt, dass diese Grate Grate sind, an denen eine Bearbeitung nicht durch die Werkzeugmaschine 100 durchgeführt wird.
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Wenn ein Grat, das in einer Position, die von der Z-Achsenrichtung, das heißt der Richtung der oberen Flächen des Werkstücks, sichtbar ist, aufgetreten ist, wie z. B. wenn ein Loch oder ein Einschnitt, das/der in Z-Achsenrichtung, das heißt der Richtung der oberen Fläche des Werkstücks, bereitgestellt ist, in einer Position vorhanden ist, in der eine Bearbeitung an dem Grat durch das ausgewählte Werkzeug ohne eine Störung mit dem nicht bearbeiteten Werkstück durchgeführt werden kann, urteilt des Weiteren die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107, dass der Grat ein Grat ist, an dem eine Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 100 durchgeführt werden kann. Da es zum Beispiel möglich ist, eine Bearbeitung an einem Grat ohne eine Störung mit dem nicht bearbeiteten Werkstück durchzuführen, wenn der Werkzeugdurchmesser des ausgewählten Werkzeugs kleiner ist als der Durchmesser eines Lochs oder die Breite eines Einschnitts, wobei in dem Loch oder dem Einschnitt der Grat aufgetreten ist, urteilt die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107, dass eine Bearbeitung an dem Grat durch die Werkzeugmaschine 100 durchgeführt werden kann.
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<Hinsichtlich der Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit>
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Dann erzeugt die Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit 109 einen Bearbeitungsweg für die Entgratung, der verwendet wird, wenn das durch die Werkzeugauswahleinheit 108 ausgewählte Werkzeug verwendet wird. Wenn die Werkzeugmaschine 100 die Werkzeugauswahleinheit 108 nicht aufweist, muss übrigens die Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit 109 einfach ein beliebiges vorgegebenes Werkzeug verwenden und einen Bearbeitungsweg unter Verwendung der Werkzeugdaten jenes Werkzeugs erzeugen.
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Die Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit 109 kann einen Bearbeitungsweg für eine Entgratung erzeugen, indem eine übliche Bearbeitungssimulation oder dergleichen auf der Grundlage der Position, Länge und so weiter des Grats durchgeführt wird. Zusätzlich dazu kann die Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit 109 in der vorliegenden Erfindung berechnen, wie oft Schnittvorgänge in der Durchmesserrichtung des Werkzeugs durchgeführt werden müssen, indem die Breite des Grats, der durch die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107 als ein Grat beurteilt wurde, an dem eine Bearbeitung durchgeführt werden kann, mit der größten Schnittbreite in den Werkzeugdaten des Werkzeugs, das als ein zu verwendendes Werkzeugs ausgewählt wurde, vergleichen wird. Zusätzlich dazu kann die Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit 109 berechnen, wie oft Schnittvorgänge in Tiefenrichtung des Werkzeugs durchgeführt werden müssen, indem die Tiefe des Grats in den Gratdaten, wobei der Grat durch die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107 als ein Grat beurteilt wurde, an dem eine Bearbeitung durchgeführt werden kann, mit der maximalen Schnitttiefe in den Werkzeugdaten des Werkzeugs, das als ein zu verwendendes Werkzeugs ausgewählt wurde, vergleichen wird. Dann erzeugt die Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit 109 einen Bearbeitungsweg, indem die berechnete Anzahl von Schnittvorgängen in Werkzeugdurchmesserrichtung und die berechnete Anzahl von Schnittvorgängen in Werkzeugtiefenrichtung kombiniert werden.
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Unter Verwendung von 3 wird nun der Ablauf der Entgratung beschrieben, die in der Werkzeugmaschine 100 gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
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[Schritt SA01]
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Der optische Sensor 1 erlangt die Forminformation eines nicht bearbeiteten Werkstücks und zeichnet die Forminformation in der Einheit 102 zum Speichern einer Forminformation eines nicht bearbeiteten Werkstücks auf.
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[Schritt SA02]
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Die Gratinformations-Berechnungseinheit 105 berechnet einen Formfehler, indem die Forminformation des nicht bearbeiteten Werkstücks, die in der Einheit 102 zum Speichern einer Forminformation eines nicht bearbeiteten Werkstücks aufgezeichnet ist, mit der Forminformation des bearbeiteten Werkstücks, die in der Einheit 103 zum Speichern einer Forminformation eines bearbeiteten Werkstücks aufgezeichnet ist, verglichen wird, und urteilt, ob der Formfehler die Fehlerdaten, die im Voraus eingestellt werden, übersteigt oder nicht. Wenn der Formfehler die Fehlerdaten übersteigt, urteilt die Gratinformations-Berechnungseinheit 105, dass ein Grat aufgetreten ist. Die Gratinformations-Berechnungseinheit 105 erzeugt Gratdaten auf der Grundlage des berechneten Formfehlers, und das Verfahren fährt mit Schritt SA02 fort.
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Wenn andererseits der Formfehler innerhalb der Fehlerdaten liegt, wird die Verarbeitung beendet. Das heißt, die Entgratung wird beendet.
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[Schritt SA03]
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Die Werkzeugauswahleinheit 108 wählt ein optimales Werkzeug für die Entgratung auf der Grundlage der Gratdaten, die in dem Gratdatenspeicherbereich aufgezeichnet sind.
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Wenn die Werkzeugmaschine 100 die Werkzeugauswahleinheit 108 nicht aufweist, wird übrigens Schritt SA03 ausgelassen und das Verfahren fährt mit Schritt SA04 fort.
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[Schritt SA04]
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Die Gratbestimmungseinheit 106 bestimmt einen Grat, der durch die Gratdaten mit einem Verweis auf die Richtung und die Position, in der der Grat aufgetreten ist, angezeigt wird. Die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107 nimmt für jedes Stück Gratdaten eine Beurteilung dahingehend vor, ob der durch die Gratdaten angezeigte Grat ein Grat ist, an dem eine Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 100 durchgeführt werden kann, oder nicht.
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Was den Grat betrifft, der als ein Grat beurteilt wird, an dem eine Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 100 durchgeführt werden kann, wird ein Bearbeitungsweg zum Durchführen einer Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 100 erzeugt (Schritt SA05). Was andere Grate betrifft, wird, da eine Bearbeitung daran nicht durch die Werkzeugmaschine 100 durchgeführt wird, ein Bearbeitungsweg nicht erzeugt, und es wird veranlasst, dass ein Roboter eine Entgratung daran durchführt (Schritt SA06).
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[Schritt SA05]
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Die Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit 109 erzeugt einen Bearbeitungsweg auf der Grundlage des in Schritt SA03 ausgewählten Werkzeugs, der in dem Gratdatenspeicherbereich aufgezeichneten Daten, der Forminformation des nicht bearbeiteten Werkstücks und so weiter und erzeugt ein Bearbeitungsprogramm auf der Grundlage des erzeugten Bearbeitungswegs.
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Wenn die Werkzeugmaschine 100 die Werkzeugauswahleinheit 108 nicht aufweist, erzeugt übrigens die Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit 109 einen Bearbeitungsweg, der verwendet wird, wenn ein beliebiges vorgegebenes Werkzeug verwendet wird, und erzeugt auf der Grundlage des erzeugten Bearbeitungswegs ein Bearbeitungsprogramm.
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[Schritt SA06]
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Der Roboter führt eine Entgratung an dem nicht bearbeiteten Werkstück durch.
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[Schritt SA07]
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Die Werkzeugmaschine 100 führt eine Entgratung an dem nicht bearbeiteten Werkstück gemäß dem in Schritt SA05 erzeugten Bearbeitungsprogramm durch.
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[Schritt SA08]
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Der optische Sensor 1 erlangt die Forminformation des Werkstücks, an dem eine Entgratung in Schritt SA06 oder Schritt SA07 durchgeführt wurde, und zeichnet die Forminformation in der Einheit 102 zum Speichern einer Forminformation eines nicht bearbeiteten Werkstücks auf. Dann kehrt das Verfahren zu Schritt SA02 zurück und die Verarbeitung wird wiederholt.
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Als Nächstes wird ein Beispiel des Betriebs der Werkzeugmaschine 100 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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<Erste Ausführungsform>
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In einer ersten Ausführungsform wird ein Beispiel einer Entgratung beschrieben, die an dem Werkstück, in dem ein in 4A dargestellter Grat aufgetreten ist, durchgeführt wird. Wie in 4A dargestellt, ist in dem nicht bearbeiteten Werkstück, das auf der Bearbeitungsaufspannvorrichtung 3 befestigt ist, der Grat an der oberen Fläche des Werkstücks in der Hauptachsenrichtung, das heißt der Z-Achsenrichtung, der Werkzeugmaschine 100 aufgetreten.
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Zuerst erlangt der optische Sensor 1 der Werkzeugmaschine 100 die Forminformation des nicht bearbeiteten Werkstücks. Als Nächstes erzeugt die Gratinformations-Berechnungseinheit 105 Gratdaten, indem die Forminformation des nicht bearbeiteten Werkstücks mit der Forminformation des bearbeiteten Werkstücks, die in der Einheit 103 zum Speichern einer Forminformation eines bearbeiteten Werkstücks im Voraus gespeichert wird, verglichen wird. Im Fall der ersten Ausführungsform werden die Informationen, wie z. B. die Richtung (die Z-Achsenrichtung), in der der Grat aufgetreten ist, und die Position und die Breite des Grats, als die Gratdaten aufgezeichnet. Dann wählt auf der Grundlage der gespeicherten Gratdaten die Werkzeugauswahleinheit 108 ein optimales Werkzeug für eine Entgratung aus.
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Hierbei bestimmt die Gratbestimmungseinheit 106 auf der Grundlage der Gratdaten, dass der Grat in der ersten Ausführungsform in Z-Achsenrichtung, das heißt der Richtung der oberen Fläche des Werkstücks, aufgetreten ist und innerhalb des Bewegungsbereichs des ausgewählten Werkzeugs liegt. Gemäß diesem Bestimmungsergebnis urteilt die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107, dass eine Bearbeitung an diesem Grat durch die Werkzeugmaschine 100 durchgeführt werden kann.
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Gemäß diesem Beurteilungsergebnis erzeugt die Bearbeitungsweg-Erzeugungseinheit 109 einen Bearbeitungsweg, der verwendet wird, wenn das ausgewählte Werkzeug verwendet wird, und die Werkzeugmaschine 100 führt die Entgratung durch. Wie vorstehend beschrieben, kann die Werkzeugmaschine 100 eine Entgratung am effizientesten an einem Grat durchführen, an dem eine Bearbeitung durchgeführt werden kann, ohne dass zum Beispiel Zeit und Aufwand zum Ändern der Position des Werkstücks notwendig sind.
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<Zweite Ausführungsform>
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In einer zweiten Ausführungsform wird ein Beispiel einer Entgratung beschrieben, die an dem Werkstück, in dem ein in 4B dargestellter Grat aufgetreten ist, durchgeführt wird. Wie in 4B dargestellt, ist in dem nicht bearbeiteten Werkstück, das auf der Bearbeitungsaufspannvorrichtung 3 befestigt ist, der Grat in X- oder Y-Richtung, das heißt der Seitenflächenrichtung des Werkstücks, aufgetreten.
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Der optische Sensor 1 und die Gratinformations-Berechnungseinheit 105 erzeugen Gratdaten auf eine ähnliche Weise wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Im Fall der zweiten Ausführungsform werden die Informationen, wie z. B. die Richtung (die X- oder Y-Achsenrichtung), in der der Grat aufgetreten ist, und die Position und die Breite des Grats, als die Gratdaten aufgezeichnet. Dann wählt die Werkzeugauswahleinheit 108 ein Werkzeug auf eine Weise aus, die der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich ist.
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Hierbei bestimmt die Gratbestimmungseinheit 106, dass der Grat in der zweiten Ausführungsform in X- oder Y-Richtung, das heißt der Seitenflächenrichtung des Werkstücks, aufgetreten ist. In diesem Fall werden eine zusätzliche Zeit und ein zusätzlicher Aufwand benötigt, um zum Beispiel die Position des Werkstücks zu ändern, um eine Bearbeitung an diesem Grat durch die Werkzeugmaschine 100 durchzuführen. Daher urteilt die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107, dass dieser Grat kein Objekt ist, an dem eine Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 100 durchzuführen ist.
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Gemäß diesem Beurteilungsergebnis führt die Werkzeugmaschine 100 keine Bearbeitung an diesem Grat durch und der Roboter führt die Entgratung durch. Im Vergleich zu einem Fall, in dem eine Entgratung durch die Werkzeugmaschine 100 durchgeführt wird, indem Zeit und Aufwand aufgewendet werden, um zum Beispiel die Position des Werkstücks zu ändern, ist es folglich möglich, eine effiziente Entgratung durch den Roboter durchzuführen.
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<Dritte Ausführungsform>
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In einer dritten Ausführungsform wird ein Beispiel einer Entgratung beschrieben, die an dem Werkstück, in dem ein in 4C dargestellter Grat aufgetreten ist, durchgeführt wird. Wie in 4C dargestellt, ist in dem nicht bearbeiteten Werkstück, das auf der Bearbeitungsaufspannvorrichtung 3 befestigt ist, der Grat an einer unteren Fläche in Z-Achsenrichtung, das heißt in einer Unterschnittposition, aufgetreten.
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Der optische Sensor 1 und die Gratinformations-Berechnungseinheit 105 erzeugen Gratdaten auf eine ähnliche Weise wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Im Fall der dritten Ausführungsform werden die Informationen, wie z. B. die Richtung (die Z-Achsenrichtung), in der der Grat aufgetreten ist, und die Position (Unterschnitt) und die Breite des Grats, als die Gratdaten aufgezeichnet. Dann wählt die Werkzeugauswahleinheit 108 ein Werkzeug auf eine Weise aus, die der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich ist.
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Hierbei bestimmt die Gratbestimmungseinheit 106, dass der Grat in der dritten Ausführungsform in der Unterschnitt-Position, aber in Z-Achsenrichtung aufgetreten ist. In diesem Fall werden eine zusätzliche Zeit und ein zusätzlicher Aufwand benötigt, um zum Beispiel die Position des Werkstücks zu ändern, um eine Bearbeitung an diesem Grat durch die Werkzeugmaschine 100 durchzuführen. Daher urteilt die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107, dass dieser Grat kein Objekt ist, an dem eine Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 100 durchzuführen ist.
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Gemäß diesem Beurteilungsergebnis führt die Werkzeugmaschine 100 keine Bearbeitung an diesem Grat durch und der Roboter führt die Entgratung durch. Im Vergleich zu einem Fall, in dem eine Entgratung durch die Werkzeugmaschine 100 durchgeführt wird, indem Zeit und Aufwand aufgewendet werden, um zum Beispiel die Position des Werkstücks zu ändern, ist es folglich möglich, eine effiziente Entgratung durch den Roboter durchzuführen.
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<Vierte Ausführungsform>
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In einer vierten Ausführungsform wird ein Beispiel einer Entgratung beschrieben, die an dem Werkstück, in dem ein in 4D dargestellter Grat aufgetreten ist, durchgeführt wird. Wie in 4D dargestellt, ist in dem nicht bearbeiteten Werkstück, das auf der Bearbeitungsaufspannvorrichtung 3 befestigt ist, der Grat in einer Position, die außerhalb des Bewegungsbereichs der Werkzeugmaschine liegt, aber auf einer oberen Fläche in Z-Richtung aufgetreten.
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Der optische Sensor 1 und die Gratinformations-Berechnungseinheit 105 erzeugen Gratdaten auf eine ähnliche Weise wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Im Fall der vierten Ausführungsform werden die Informationen, wie z. B. die Richtung (die Z-Achsenrichtung), in der der Grat aufgetreten ist, und die Position (außerhalb des Werkzeugbewegungsbereichs) und die Breite des Grats, als die Gratdaten aufgezeichnet. Dann wählt die Werkzeugauswahleinheit 108 ein Werkzeug auf eine Weise aus, die der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich ist.
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Hierbei bestimmt die Gratbestimmungseinheit 106, dass der Grat in der vierten Ausführungsform in der Position außerhalb des Werkzeugbewegungsbereichs, aber in der Z-Achsenrichtung aufgetreten ist. In diesem Fall werden eine zusätzliche Zeit und ein zusätzlicher Aufwand benötigt, um zum Beispiel die Position des Werkstücks zu ändern, um eine Bearbeitung an diesem Grat durch die Werkzeugmaschine 100 durchzuführen. Daher urteilt die Bearbeitungsverfahren-Beurteilungseinheit 107, dass dieser Grat kein Objekt ist, an dem eine Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 100 durchzuführen ist.
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Gemäß diesem Beurteilungsergebnis führt die Werkzeugmaschine 100 keine Bearbeitung an diesem Grat durch und der Roboter führt die Entgratung durch. Im Vergleich zu einem Fall, in dem eine Entgratung durch die Werkzeugmaschine 100 durchgeführt wird, indem Zeit und Aufwand aufgewendet werden, um zum Beispiel die Position des Werkstücks zu ändern, ist es folglich möglich, eine effiziente Entgratung durch den Roboter durchzuführen.
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Obwohl vorstehend die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Beispiele der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und sie kann in anderen Modi durch Vornehmen geeigneter Änderungen und Modifikationen umgesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007-021634 [0004, 0005]
- JP 07-104829 [0004, 0006]
- JP 07-121222 [0004, 0005]
