DE102016123597A1

DE102016123597A1 - Entfernungssystem für die Entfernung von Bearbeitungsspänen und Bearbeitungssystem

Info

Publication number: DE102016123597A1
Application number: DE102016123597.0A
Authority: DE
Inventors: Kazutaka Nakayama
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2017-06-14
Also published as: CN107030520A; CN107030520B; US20170165803A1; JP2017104943A; US10279448B2; JP6356655B2

Abstract

Bearbeitungssystem, bei dem Späne zuverlässig ohne manuellen Eingriff entfernt werden. Das Bearbeitungssystem ist mit einem Bildverarbeitungsteil, der durch Vergleich von Bildern, die durch Aufnahme eines Werkstücks und eines Bearbeitungswerkzeugs vor und nach Bearbeitungsbeginn gewonnen werden, die Menge und Position von Spänen nachweist, einem Zustandsbeurteilungsteil, der anhand der nachgewiesenen Menge und Position von Spänen prüft, ob Späne entfernt werden müssen, und mit einem Ergebnisbeurteilungsteil, der durch Vergleich von Bildern, die durch Aufnahme des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks vor und nach einem Entfernungsvorgang gewonnen werden, das Ergebnis des Entfernungsvorgangs beurteilt, versehen.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Bereich der Erfindung
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Entfernungssystem, das mit Hilfe eines Roboters und einer Bilderfassungsvorrichtung bei der Bearbeitung entstehende Späne entfernt, und um ein zugehöriges Bearbeitungssystem.
2. Erläuterung der relevanten Technik
In den Veröffentlichungen der Patentoffenlegungen 2003-019466, 2015-159198 und Heisei 10-118884 wird ein Waschsystem vorgestellt, das mit einer an einem Roboter angebrachten Hochdruckwaschsprühvorrichtung bei der Bearbeitung entstehende Späne entfernt. Außerdem ist die Technik bekannt, den Zustand von Werkstück oder Bearbeitungswerkzeug während der Bearbeitung mit einer Bilderfassungsvorrichtung zu überwachen (siehe Veröffentlichungen der Patentoffenlegungen 2002-096203 und Heisei 10-096616).
Ein Waschsystem mit einer Hochdruckwaschsprühvorrichtung ist zur Entfernung von Spänen wirksam, wenn es um ein eisenhaltiges Material geht, bei dem relativ kleine und wenige Späne entstehen. Aber bei einem Material mit hoher Zähigkeit oder, wie es im üblichen Sprachgebrauch heißt, zähen Material wie Aluminium oder Edelstahl, passiert es, dass sich längere Bearbeitungsspäne bilden und wie in einem Vogelnest verwickeln. Das führt dazu, dass die Späne an dem Werkstück oder dem Bearbeitungswerkzeug haften und sich nicht leicht entfernen lassen.
Späne, die im Umfeld der bearbeiteten Stelle belassen werden, führen nicht nur zu einer Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit, sie können auch das Werkstück oder das Bearbeitungswerkzeug beschädigen und im schlimmsten Fall eine Beschädigung der Werkzeugmaschine verursachen. Wenn ein zähes Material bearbeitet wird, muss der Bearbeitungsvorgang deshalb regelmäßig unterbrochen werden, um den Zustand der bearbeiteten Stelle zu überprüfen und Späne zuverlässig manuell zu entfernen.
Überblick über die Erfindung
Deswegen gibt es Bedarf für ein Bearbeitungssystem, bei dem die Späne zuverlässig ohne manuellen Eingriff entfernt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Bearbeitungssystem zur Verfügung, das mit einer mit einem Bearbeitungswerkzeug ausgerüsteten Werkzeugmaschine, mit einem Roboter, der zur Benutzung zwischen einem Greifteil, der ein mit der genannten Werkzeugmaschine zu bearbeitendes Werkstück greifen kann, und einem Entfernungswerkzeug, das Späne entfernt, wählen kann und mit einer Bilderfassungsvorrichtung, die an einem beweglichen Teil des genannten Roboters angebracht ist, ausgestattet ist und das weiter versehen ist mit einem Bildverarbeitungsteil, der durch Vergleich eines ersten Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten Werkstücks und des Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung vor dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, mit einem ersten Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Werkstücks und des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung nach dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, die Menge und Position von Spänen nachweist, die an dem genannten Werkstück und dem genannten Bearbeitungswerkzeug haften, mit einem Zustandsbeurteilungsteil, der anhand der von dem genannten Bildverarbeitungsteil nachgewiesenen Menge der genannten Späne prüft, ob Späne entfernt werden müssen, mit einem Entfernungsdurchführungsteil, der, wenn der genannte Zustandsbeurteilungsteil entschieden hat, dass die genannten Späne entfernt werden müssen, einen Entfernungsvorgang durchführt, indem er auf Basis der von dem Bildverarbeitungsteil nachgewiesenen Position der genannten Späne den genannten Roboter treibt, damit dieser mit dem genannten Entfernungswerkzeug die genannten Späne entfernt, und mit einem Ergebnisbeurteilungsteil, der durch Vergleich eines zweiten Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten Werkstücks und des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt vor der Durchführung des Entfernungsvorgangs gewonnen wird, mit einem zweiten Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Werkstücks und des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt nach der Durchführung des Entfernungsvorgangs gewonnen wird, das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs beurteilt.
In einer geeigneten Ausführungsform ist der genannte Entfernungsdurchführungsteil so aufgebaut, dass er den genannten Entfernungsvorgang wiederholt, wenn das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs vom genannten Ergebnisbeurteilungsteil als nicht ausreichend beurteilt wird.
In einer geeigneten Ausführungsform ist der genannte Roboter so aufgebaut, dass er für das benutzte Entfernungswerkzeug zwischen verschiedenen Typen wählen kann, und das genannte Bearbeitungssystem mit einem Entfernungswerkzeugauswahlteil versehen, der, wenn der genannte Ergebnisbeurteilungsteil das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs für nicht ausreichend befunden hat, abhängig vom Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs und vom Typ des Entfernungswerkzeugs, das im genannten gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang benutzt worden ist, das Entfernungswerkzeug auswählt, das beim nächsten Mal für den genannten Entfernungsvorgang benutzt werden soll.
In einer geeigneten Ausführungsform ist das Bearbeitungssystem ferner mit einem Bewegungsänderungsteil versehen, der, wenn der genannte Ergebnisbeurteilungsteil das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs für nicht ausreichend befunden hat, abhängig von dem Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs und der Bewegung des genannten Roboters im gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang die Bewegung des genannten Roboters für den nächsten Entfernungsvorgang ändert.
In einer geeigneten Ausführungsform ist der genannte Entfernungsdurchführungsteil so aufgebaut, dass er den genannten Entfernungsvorgang parallel zu einer Tätigkeit der genannten Werkzeugmaschine durchführt.
In einer geeigneten Ausführungsform ist das Bearbeitungssystem ferner mit einem Meldungsteil versehen, der eine Warnung ausgibt, wenn die Zahl der aufeinander folgenden Fälle, in denen das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs vom genannten Ergebnisbeurteilungsteil als nicht ausreichend beurteilt wird, einen im Voraus festgelegten Wert übersteigt.
In einer geeigneten Ausführungsform ist das Bearbeitungssystem ferner mit einem Bedingungsänderungsteil versehen, der auf Eingaben des Anwenders reagiert und die Bedingungen ändert, die bei der Ergebnisprüfung des genannten Entfernungsvorgangs durch den genannten Ergebnisbeurteilungsteil angewendet werden.
Eine geeignete Ausführungsform stellt ein Bearbeitungssystem zur Verfügung, das mit einer mit einem Bearbeitungswerkzeug ausgerüsteten Werkzeugmaschine, mit einem Roboter, der zur Benutzung zwischen einem Greifteil, der ein mit der genannten Werkzeugmaschine zu bearbeitendes Werkstück greifen kann, und einem Entfernungswerkzeug, das Späne entfernt, wählen kann und mit einer Bilderfassungsvorrichtung, die an einem beweglichen Teil des genannten Roboters angebracht ist, ausgestattet ist und das weiter versehen ist mit einem Bildverarbeitungsteil, der durch Vergleich eines dritten Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung vor dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, mit einem dritten Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung nach dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, die Position von Spänen nachweist, die an dem genannten Bearbeitungswerkzeug haften, mit einem Zustandsbeurteilungsteil, der anhand der von dem genannten Bildverarbeitungsteil nachgewiesenen Position der genannten Späne prüft, ob Späne entfernt werden müssen, mit einem Entfernungsdurchführungsteil, der, wenn der genannte Zustandsbeurteilungsteil entschieden hat, dass die genannten Späne entfernt werden müssen, einen Entfernungsvorgang durchführt, indem er auf Basis der von dem Bildverarbeitungsteil nachgewiesenen Position der genannten Späne den genannten Roboter treibt, damit dieser mit dem genannten Entfernungswerkzeug die genannten Späne entfernt, und mit einem Ergebnisbeurteilungsteil, der durch Vergleich eines vierten Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten nicht mit Spänen behafteten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung vor dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, mit einem vierten Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt nach der Durchführung des Entfernungsvorgangs gewonnen wird, das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs beurteilt.
In einer geeigneten Ausführungsform ist der genannte Entfernungsdurchführungsteil so aufgebaut, dass er den genannten Entfernungsvorgang wiederholt, wenn das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs vom genannten Ergebnisbeurteilungsteil als nicht ausreichend beurteilt wird.
In einer geeigneten Ausführungsform ist der genannte Roboter so aufgebaut, dass er für das benutzte Entfernungswerkzeug zwischen verschiedenen Typen wählen kann, und das genannte Bearbeitungssystem mit einem Entfernungswerkzeugauswahlteil versehen, der, wenn der genannte Ergebnisbeurteilungsteil das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs für nicht ausreichend befunden hat, abhängig vom Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs und vom Typ des Entfernungswerkzeugs, das im genannten gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang benutzt worden ist, das Entfernungswerkzeug auswählt, das beim nächsten Mal für den genannten Entfernungsvorgang benutzt werden soll.
In einer geeigneten Ausführungsform ist das Bearbeitungssystem ferner mit einem Bewegungsänderungsteil versehen, der, wenn der genannte Ergebnisbeurteilungsteil das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs für nicht ausreichend befunden hat, abhängig von dem Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs und der Bewegung des genannten Roboters im gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang die Bewegung des genannten Roboters für den nächsten Entfernungsvorgang ändert.
In einer geeigneten Ausführungsform ist das Bearbeitungssystem ferner mit einem Meldungsteil versehen, der eine Warnung ausgibt, wenn die Zahl der aufeinander folgenden Fälle, in denen das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs vom genannten Ergebnisbeurteilungsteil als nicht ausreichend beurteilt wird, einen im Voraus festgelegten Wert übersteigt.
In einer geeigneten Ausführungsform ist das Bearbeitungssystem ferner mit einem Bedingungsänderungsteil versehen, der auf Eingaben des Anwenders reagiert und die Bedingungen ändert, die bei der Ergebnisprüfung des genannten Entfernungsvorgangs durch den genannten Ergebnisbeurteilungsteil angewendet werden.
Eine geeignete Ausführungsform stellt ein Entfernungssystem zur Verfügung, das Späne, die an einem Werkstück, das mit einem Bearbeitungswerkzeug bearbeitet wird, und an dem genannten Bearbeitungswerkzeug haften, entfernt und das versehen ist mit einem Entfernungswerkzeug, das für die Entfernung der genannten Späne geeignet ausgebildet ist, mit einer Bilderfassungsvorrichtung, die so konzipiert ist, dass sie vor und nach dem Vorgang, in dem die genannten Späne mit dem genannten Entfernungswerkzeug entfernt werden, das genannte Werkstück und das genannten Bearbeitungswerkzeug aufnimmt, und mit einem Ergebnisbeurteilungsteil, der durch Vergleich eines fünften Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs und des genannten Werkstücks mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt vor dem genannten Entfernungsvorgang gewonnen wird, mit einem fünften Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs und des genannten Werkstücks mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt nach dem genannten Entfernungsvorgang gewonnen wird, das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs beurteilt.
Eine geeignete Ausführungsform stellt ein Entfernungssystem zur Verfügung, das Späne, die an einem Bearbeitungswerkzeug haften, entfernt und das versehen ist mit einem Entfernungswerkzeug, das für die Entfernung der genannten Späne geeignet ausgebildet ist, mit einer Bilderfassungsvorrichtung, die so konzipiert ist, dass sie vor und nach dem Vorgang, in dem die genannten Späne mit dem genannten Entfernungswerkzeug entfernt werden, das genannte Bearbeitungswerkzeug aufnimmt, und mit einem Ergebnisbeurteilungsteil, der durch Vergleich eines sechsten Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten nicht mit Spänen behafteten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung vor dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, mit einem sechsten Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt nach der Durchführung des genannten Entfernungsvorgangs gewonnen wird, das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs beurteilt.
Vereinfachte Erläuterung der Figuren
Der oben beschriebene Inhalt und sonstige Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden durch die Erläuterung von beispielhaften Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren verdeutlicht.
1 zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Bearbeitungssystems.
2 zeigt ein Werkstück vor und nach einer Bearbeitung.
3 zeigt Werkzeuge, die am Handgelenk eines Roboters angebracht werden.
4A zeigt ein Werkstück in einer Aufnahme einer Bilderfassungsvorrichtung.
4B zeigt ein Werkstück in einer Aufnahme einer Bilderfassungsvorrichtung.
5A zeigt einen Vorgang, bei dem Späne mit einem Schneidewerkzeug entfernt werden.
5B zeigt einen Vorgang, bei dem Späne mit einem Greifwerkzeug entfernt werden.
6 zeigt ein Flussdiagramm des Bearbeitungsablaufs des Bearbeitungssystems der ersten Ausführungsform.
7 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, die die Tätigkeit eines Bildverarbeitungsteils betrifft.
8 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, die die Tätigkeit eines Zustandsbeurteilungsteils betrifft.
9 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, die die Tätigkeit eines Entfernungsdurchführungsteils betrifft.
10 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, die die Tätigkeit eines Ergebnisbeurteilungsteils betrifft.
11 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, die die Tätigkeit eines Bildverarbeitungsteils in einer zweiten Ausführungsform betrifft.
12 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, die die Tätigkeit eines Zustandsbeurteilungsteils betrifft.
13 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, die die Tätigkeit eines Ergebnisbeurteilungsteils betrifft.
Ausführliche Erläuterung
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Figuren erläutert. Für die Verkleinerung der Komponenten der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen werden zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Maßstäbe verwendet. Gleiche oder analoge Bestandteile sind mit gleichen Zeichen versehen.
Das Bearbeitungssystem einer ersten Ausführungsform wird anhand der 1 bis 10 erläutert. 1 zeigt ein Aufbaubeispiel für ein Bearbeitungssystem 10. Das Bearbeitungssystem 10 ist mit einer Werkzeugmaschine 2, einem Roboter 3, einem Werkzeugmagazin 4 und einer Steuerung 5 versehen.
Die Werkzeugmaschine 2 ist mit einem Bearbeitungswerkzeug 21, 22, das zur Bearbeitung eines Werkstücks W benutzt wird, und einem Tisch 23, auf dem das Werkstück W abgelegt wird, ausgestattet. Als Bearbeitungswerkzeug 21, 22 werden unterschiedliche Typen bereitgestellt je nach dem Verwendungszweck wie Spanen, Lochen, Schneiden usw., für den das Bearbeitungswerkzeug benötigt wird. Die Auswahl und Nutzung eines Bearbeitungswerkzeugs 21, 22 erfolgt abhängig von dem Bearbeitungsvorgang, der durchgeführt werden soll. Die Werkzeugmaschine 2 kann mit 3 oder mehr Werkzeugen ausgestattet sein. Das Werkstück W wird mit einer Vorrichtung 24 wie einem Spannzangenmechanismus auf dem Tisch 23 der Werkzeugmaschine 2 befestigt, damit es sich während der Bearbeitung nicht verschiebt.
Das Werkstück W ist zylinderförmig mit einem konzentrischen Bereich, der vertieft ist. 2 zeigt die Aufsicht des Werkstücks W vor der Bearbeitung mit durchgezogener Linie und des Werkstücks W' nach der Bearbeitung mit gestrichelter Linie. D. h. das Werkstück W wird entlang der äußeren Mantelfläche und der Mantelwand, die den vertieften Bereich abgrenzt, bearbeitet.
Der Roboter 3 ist ein Mehrgelenkroboter, der so aufgebaut ist, dass er das vordere Ende eines Arms 31 in einer beliebigen Stellung und an einer beliebigen Position in dem durch den Aufbau des Mechanismus bestimmten Bewegungsbereich platzieren kann. Der Roboter 3 ist z. B. ein vertikaler 6-Achsen-Mehrgelenkroboter, wie ihn die Figuren zeigen.
Der Roboter 3 ist mit einem Werkzeug ausgestattet, das an einem am vorderen Ende des Arms 31 angebrachten Handgelenk 32 wechselbar montiert ist. Die von dem Roboter 3 verwendeten Werkzeuge sind in dem Werkzeug-Magazin 4 angebracht. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden wie in 3 gezeigt neben einer Doppelhand 41, die zum Greifen des Werkstücks W verwendet wird, Entfernungswerkzeuge zum Entfernen von Spänen bereitgestellt, z. B. in Form von einer Hochdruckwaschdüse 42, einem Schneidewerkzeug 43 und einem Greifwerkzeug 44. Wenn ein Roboter mit großer tragbarer Masse verwendet wird, können alle zur Auswahl stehenden Werkzeuge am Handgelenk angebracht werden.
In den 4A und 4B sind Späne C (machining chips) zu sehen, die bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehen. 4A zeigt die Aufsicht und 4B die Seitensicht des Werkstücks W. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, haften die Späne C am Werkstück W in der Nähe der Mantelwand des vertieften Bereichs in einem ineinander verwickelten Zustand.
5A zeigt einen Vorgang, bei dem die Späne C mit einem Schneidewerkzeug 43 entfernt werden. Der Roboter 3 schneidet die Späne C von dem Werkstück W ab, indem er das Schneidewerkzeug 43 an der Oberfläche des Werkstücks 43 entlang bewegt.
5B zeigt einen Vorgang, bei dem die Späne C mit einem Greifwerkzeug 44 entfernt werden. Der Roboter 3 entfernt die Späne C von dem Werkstück W, indem er die Späne C mit dem Greifwerkzeug 44 greift und das Greifwerkzeug 44 in diesem Zustand von dem Werkstück W weg bewegt.
Zurück zu 1: Am Handgelenk 32 des Roboters 3 ist eine Bilderfassungsvorrichtung 33 montiert Die Bilderfassungsvorrichtung 33 ist z. B. mit einem CMOS-Bildsensor, einem CCD-Bildsensor usw. ausgestattet Die Bilderfassungsvorrichtung 33 wird verwendet, um durch die Aufnahme eines Gegenstands die Bilddaten des Gegenstands zu gewinnen. Die Bilderfassungsvorrichtung 33 kann am Arm 31 des Roboters 3 montiert sein. Die Bilderfassungsvorrichtung 33 kann am Roboter 3 abnehmbar angebracht sein. Um in diesem Fall die Montageposition der Bilderfassungsvorrichtung 33 am Roboter 3 genau wiederherstellen zu können, kann eine Vorrichtung wie ein Fixierstift am Anschluss des Roboters 3 für die Bilderfassungsvorrichtung 33 angebracht werden. Die mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 gewonnenen Bilddaten können 2D- oder 3D-Bilddaten sein. Die mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 gewonnenen Bilddaten werden von einem später beschriebenen Bildverarbeitungsteil 51 an die Steuerung 5 ausgegeben.
Die Steuerung 5 ist ein digitaler Computer, der mit CPU, RAM, ROM, nichtflüchtigem Speicher und Schnittstellen verschiedener Art ausgestattet ist. Die Steuerung 5 kann ein einziger Computer sein oder so aufgebaut sein, dass mehrere Computer kooperieren, um die später beschriebenen Funktionen zu realisieren. Z. B. kann eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die die Funktion des Bildverarbeitungsteils 51 realisiert, getrennt von der Steuerung 5 eingerichtet werden.
Die Steuerung 5 besteht wie 1 zeigt aus einem Bildverarbeitungsteil 51, einem Zustandsbeurteilungsteil 52, einem Entfernungsdurchführungsteil 53, einem Ergebnisbeurteilungsteil 54, einem Entfernungswerkzeugauswahlteil 55, einem Bewegungsänderungsteil 56, einem Bedingungsänderungsteil 57 und einem Meldungsteil 58.
Der Bildverarbeitungsteil 51 verarbeitet die Bilddaten von einem Gegenstand, der mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 aufgenommen worden ist. Die für die Bildverarbeitung benötigte Technik ist allgemein bekannt und wird deswegen in der vorliegenden ausführlichen Beschreibung nicht eingehender beschrieben. Die Ausführung kann so erfolgen, dass der Bildverarbeitungsteil 51 ein Referenzbild, das durch Aufnahme des Werkstücks W und des Bearbeitungswerkzeugs 21, 22 vor dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, mit einem Objektbild, das durch Aufnahme des Werkstücks W und des Bearbeitungswerkzeugs 21, 22 nach dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, vergleicht und die Menge und Position von Spänen nachweist, die an dem Werkstück W und an dem Bearbeitungswerkzeug 21, 22 haften. Die Ausführung kann so erfolgen, dass der Bildverarbeitungsteils 51 anhand eines Objektbilds, das in festgelegten Zeitabständen, z. B. alle 30 Minuten, aufgenommen wird, die Menge und die Position von Spänen nachweist.
Der Zustandsbeurteilungsteil 52 prüft anhand der von dem Bildverarbeitungsteil 51 nachgewiesenen Menge der Späne, die am Werkstück W und am Bearbeitungswerkzeug 21, 22 haften, ob Späne entfernt werden müssen. Das Prüfergebnis des Zustandsbeurteilungsteils 52 wird in den Entfernungsdurchführungsteil 53 eingegeben. Die Ausführung kann so erfolgen, dass der Zustandsbeurteilungsteil 52 entscheidet, dass die Späne entfernt werden müssen, wenn die Menge der Späne 100 cm³ übersteigt.
Wenn der Zustandsbeurteilungsteil 52 entscheidet, dass Späne entfernt werden müssen, führt der Entfernungsdurchführungsteil 53 einen Entfernungsvorgang durch, indem er auf Basis der von dem Bildverarbeitungsteil 51 nachgewiesenen Position der Späne den Roboter 3 treibt, damit dieser mit einem Entfernungswerkzeug, z. B. dem Greifwerkzeug 44, die Späne entfernt.
Die Ausführung kann so erfolgen, dass der Entfernungsdurchführungsteil 53 das im Entfernungsvorgang zu verwendende Entfernungswerkzeug abhängig von der nachgewiesenen Menge der Späne auswählt Der Entfernungsdurchführungsteil 53 kann so aufgebaut sein, dass er den Entfernungsvorgang z. B., wenn die Menge der Späne 200 cm³ übersteigt, mit dem Schneidewerkzeug 43 durchführen lässt.
Die Ausführung kann so erfolgen, dass der Entfernungsdurchführungsteil 53 die Bewegung des Roboters 3 für den Entfernungsvorgang entsprechend zu der nachgewiesenen Menge der Späne wählt. Der Entfernungsdurchführungsteil 53 kann so aufgebaut sein, dass er den Entfernungsvorgang z. B., wenn die Menge der Späne 200 cm³ übersteigt, mit größerer Zugkraft durchführen lässt, indem er die Beschleunigung des Roboters 3 erhöht.
Der Ergebnisbeurteilungsteil 54 beurteilt das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs, indem er ein Referenzbild, das durch Aufnahme des Werkstücks W und des Bearbeitungswerkzeugs 21, 22 direkt vor der Durchführung des Entfernungsvorgangs gewonnen wird, mit einem Objektbild vergleicht, das durch Aufnahme des Werkstücks W und des Bearbeitungswerkzeugs 21, 22 direkt nach der Durchführung des Entfernungsvorgangs gewonnen wird. Die Ausführung kann so erfolgen, dass der Ergebnisbeurteilungsteil 54 das Ergebnis für ausreichend befindet, wenn die Restmenge der Späne 1 cm³ oder kleiner ist.
Wenn der Ergebnisbeurteilungsteil 54 das Ergebnis des Entfernungsvorgangs für nicht ausreichend befunden hat, wählt der Entfernungswerkzeugauswahlteil 55 abhängig vom Ergebnis des Entfernungsvorgangs und vom Typ des Entfernungswerkzeugs, das im gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang benutzt worden ist, das Entfernungswerkzeug aus, das für den nächsten Entfernungsvorgang benutzt werden soll. Die Ausführung kann so erfolgen, dass der Entfernungswerkzeugauswahlteil 55 für den nächsten Entfernungsvorgang ein Entfernungswerkzeug auswählt, das eine größere Entfernungsleistung als das im gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang benutzte Entfernungswerkzeug aufweist. Wenn festgestellt wird, dass damit ein einigermaßen gutes Ergebnis des Entfernungsvorgangs gewonnen wird, und insbesondere festgestellt wird, dass damit beim nächsten Entfernungsvorgang die Späne mit Sicherheit entfernt werden können, wird dieses Entfernungswerkzeug zur Wiederverwendung beim nächsten Entfernungsvorgang zugelassen.
Wenn der Ergebnisbeurteilungsteil 54 das Ergebnis des Entfernungsvorgangs für nicht ausreichend befunden hat, ändert der Bewegungsänderungsteil 56 abhängig von dem Ergebnis des Entfernungsvorgangs und der Bewegung des Roboters 3 im gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang die Bewegung des Roboters 3 für den nächsten Entfernungsvorgang. Die Ausführung kann so erfolgen, dass der Bewegungsänderungsteil 56 den Roboter 3 beim nächsten Entfernungsvorgang mit einer größeren Beschleunigung als im gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang arbeiten lässt. Dadurch wird im Entfernungsvorgang die bei der Entfernung der Späne ausgeübte Kraft vergrößert.
Der Bedingungsänderungsteil 57 reagiert auf Eingaben des Anwenders und ändert die Bedingungen, die bei der Ergebnisprüfung des Entfernungsvorgangs von dem Ergebnisbeurteilungsteil 54 angewendet werden. Bei einer Prüfung, die die Menge der Späne vor und nach der Durchführung des Entfernungsvorgangs vergleicht, ändert der Bedingungsänderungsteil 57 die bei der Prüfung verwendeten Schwellenwerte entsprechend den Vorgaben des Anwenders. Dadurch kann die Bearbeitungszeit bei Einhaltung der vom Anwender erwarteten Mindestgenauigkeit der Bearbeitung insgesamt minimiert werden.
Der Meldungsteil 58 gibt eine Warnung aus, wenn die Zahl der aufeinander folgenden Fälle, in denen das Ergebnis des Entfernungsvorgangs vom Ergebnisbeurteilungsteil 54 als nicht ausreichend beurteilt wird, einen im Voraus festgelegten Wert übersteigt. Die Warnung kann auf eine beliebige vom Anwender wahrnehmbare Weise erfolgen. Z. B. kann die Warnung in beliebiger Weise als Ton-, Licht-, Text- usw. Information ausgegeben werden.
Der Bearbeitungsvorgang, den das Bearbeitungssystem 10 der vorliegenden Ausführungsform durchführt, wird anhand von 6 erläutert.
In Schritt S101 wird ein Werkstück W, das sich vor der Bearbeitung befindet, von der einen Spannzange der Doppelhand 41 des Roboters 3 gehalten und in die Werkzeugmaschine 2 transportiert. Wenn mehrere Werkstücke W nacheinander bearbeitet werden, bewegt sich der Roboter 3 so, dass er zuerst ein fertig bearbeitetes Werkstück W aus der Werkzeugmaschine 2 nimmt, bevor er ein noch nicht bearbeitetes Werkstück W in die Werkzeugmaschine 2 legt. Genauer greift er das mit der Vorrichtung 24 befestigte, fertig bearbeitete Werkstück W mit der Spannzange der Doppelhand 41, die kein Werkstück W hält, und nimmt es aus der Vorrichtung 24 heraus und setzt danach das noch nicht bearbeitete Werkstück W in die Vorrichtung 24 ein.
In Schritt S102 nimmt die am Handgelenk 32 des Roboters 3 montierte Bilderfassungsvorrichtung 33 das Bearbeitungswerkzeug 21, 22 und das Werkstück W auf.
In Schritt S103 bearbeitet die Werkzeugmaschine 2 das Werkstück mit dem Bearbeitungswerkzeug 21, 22.
Nach dem Beginn der Bearbeitung werden das Bearbeitungswerkzeug 21, 22 und das Werkstück W in im Voraus festgelegten Zeitabständen mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 aufgenommen (Schritt S104). Das im jeweiligen Schritt S104 gewonnene Bild wird vom Bildverarbeitungsteil 41 mit dem in Schritt S102 gewonnenen Bild verglichen.
In Schritt S105 prüft der Zustandsbeurteilungsteil 52, ob Späne entfernt werden müssen oder nicht.
Wenn das Prüfergebnis in Schritt S105 positiv ist (wenn entschieden wird, dass Späne entfernt werden müssen), ist der nächste Schritt S106. In Schritt S106 wird der Vorgang zur Entfernung von Spänen durchgeführt, indem der mit einem Entfernungswerkzeug ausgestattete Roboter 3 entsprechend angetrieben wird.
In Schritt S107 prüft der Ergebnisbeurteilungsteil 54, ob das Ergebnis des Entfernungsvorgangs ausreicht, d. h. ob die Späne ausreichend entfernt worden sind, oder nicht. Wenn das Ergebnis des Entfernungsvorgangs nicht ausreichend ist, geht es zurück zu Schritt S106 und der Entfernungsvorgang wird noch einmal durchgeführt. Wenn der Schritt S106 wiederholt wird, kann bei Bedarf das Entfernungswerkzeug oder die Bewegung des Roboters 3 geändert werden.
Wenn andererseits das Ergebnis des Entfernungsvorgangs als ausreichend befunden wird, ist der nächste Schritt S108 und der Bearbeitungsvorgang wird fortgesetzt.
Wenn bei der zuvor beschriebenen Prüfung in Schritt S105 festgestellt wird, dass es nicht notwendig ist, Späne zu entfernen, ist der nächste Schritt S108 und der Bearbeitungsvorgang wird fortgesetzt, indem es zurück zu Schritt S104 geht. D. h. die Prüfung in Schritt S105 wird mit den jeweils nach einem bestimmten Zeitabstand gewonnenen Bilddaten wiederholt.
Die Ausführung kann so erfolgen, dass die Werkzeugmaschine 2 in der Zeit, in der das Bearbeitungswerkzeug 21, 22 und das Werkstück W für die Prüfung, ob der Entfernungsvorgang durchgeführt werden muss oder nicht, aufgenommen werden (Schritt S104) und in der der Entfernungsvorgang mit einem Entfernungswerkzeug durchgeführt wird (Schritt S106), parallel eine Arbeit durchführt. Die Werkzeugmaschine 2 kann z. B. während des Entfernungsvorgangs das Bearbeitungswerkzeug 21, 22 wechseln oder eine Reinigung in der Werkzeugmaschine durchführen.
Die Verarbeitung, die die Tätigkeit des Bildverarbeitungsteils 51 betrifft, wird anhand von 7 erläutert. In Schritt S201 wird ein Referenzbild gewonnen, indem das Bearbeitungswerkzeug 21, 22 und das Werkstück W vor der Bearbeitung des Werkstücks W mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 aufgenommen werden.
In Schritt S202 wird die Bearbeitung des Werkstücks W mit der Werkzeugmaschine 2 begonnen. In Schritt S203 wird geprüft, ob eine im Voraus festgelegte Zeit (z. B. 30 Minuten) abgelaufen ist oder nicht. Wenn die im Voraus festgelegte Zeit abgelaufen ist, ist der nächste Schritt S204.
In Schritt S204 wird ein Objektbild gewonnen, indem das Bearbeitungswerkzeug 21, 22 und das Werkstück W unter den gleichen Bedingungen wie in Schritt 201 mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 aufgenommen werden.
In Schritt S205 weist der Bildverarbeitungsteil 51 die Menge und Position von Spänen nach, die an dem Bearbeitungswerkzeug 21, 22 und dem Werkstück W haften, indem er das Referenzbild mit dem Objektbild vergleicht. Wenn es sich bei dem von der Bilderfassungsvorrichtung 33 aufgenommenen Bild um ein 3D-Bild handelt, kann die Menge der Späne über das Volumen, das die Späne einnehmen, nachgewiesen werden. Wenn es sich bei dem von der Bilderfassungsvorrichtung 33 aufgenommenen Bild um ein 2D-Bild handelt, kann die Menge der Späne über die Fläche, auf der sich die Späne ausbreiten, nachgewiesen werden.
In Schritt S206 werden die Daten, die die nachgewiesene Menge und Position der Späne betreffen, an den Zustandsbeurteilungsteil 52 ausgegeben.
Die Verarbeitung, die die Tätigkeit des Zustandsbeurteilungsteils 52 betrifft, wird anhand von 8 erläutert. In Schritt S301 wird geprüft, ob die Menge der Späne den Schwellenwert überschritten hat oder nicht. Die Menge der Späne ist wie oben beschrieben von dem Bildverarbeitungsteil 51 durch den Vergleich des Referenzbilds mit dem Objektbild ermittelt worden.
Wenn die Menge der Späne den Schwellenwert (z. B. 100 cm³) überschritten hat, ist der nächste Schritt S302, in dem ein Signal an den Entfernungsdurchführungsteil 53 gesendet wird, damit der Entfernungsvorgang durchgeführt wird. Wenn die Menge der Späne andererseits nicht über dem Schwellenwert liegt, ist der Befund, dass der Entfernungsvorgang nicht durchgeführt werden muss, so dass die Bearbeitung des Werkstücks W fortgesetzt wird (Schritt S303).
Die Verarbeitung, die die Tätigkeit des Entfernungsdurchführungsteils 53 betrifft, wird anhand von 9 erläutert. In Schritt S401 wird geprüft, ob ein Signal, das sagt, dass der Entfernungsvorgang durchgeführt werden soll, vom Zustandsbeurteilungsteils 52 eingegangen ist oder nicht. Wenn ein solches Signal nicht empfangen worden ist, ist der nächste Schritt S405 und der Bearbeitungsvorgang wird fortgesetzt.
Wenn das Signal vom Zustandsbeurteilungsteil 52 empfangen worden ist (wenn das Prüfergebnis in Schritt S401 positiv ist), ist der nächste Schritt S402, in dem der Vorgang zur Entfernung der Späne unter Einsatz eines am Handgelenk 32 des Roboters 3 montierten Entfernungswerkzeugs durchgeführt wird.
In Schritt S403 wird ein Signal an den Ergebnisbeurteilungsteil 54 gesendet, damit das Ergebnis des Entfernungsvorgangs geprüft wird. In Schritt S404 prüft der Ergebnisbeurteilungsteil 54, ob das Ergebnis des Entfernungsvorgangs ausreichend ist oder nicht. Wenn das Ergebnis des Entfernungsvorgangs nicht ausreichend ist, geht es zurück zu Schritt S402, in dem der Entfernungsvorgang wiederholt wird. Wenn andererseits das Ergebnis des Entfernungsvorgangs ausreichend ist, ist der nächste Schritt S405 und der Bearbeitungsvorgang wird fortgesetzt.
Die Verarbeitung, die die Tätigkeit des Ergebnisbeurteilungsteils 54 betrifft, wird anhand von 10 erläutert. In Schritt S501 wird auf Basis des Nachweisergebnisses des Bildverarbeitungsteils 51 geprüft, ob die Menge der Späne nach der Durchführung des Entfernungsvorgangs unter, am oder über dem Schwellenwert liegt. Der Schwellenwert kann vom Anwender nach Bedarf geändert werden. Der Anwender kann den Schwellenwert z. B. in geeigneter Weise abhängig von den Abmessungen und dem Material des Werkstücks festlegen.
Wenn die Menge der Späne unter oder am Schwellenwert (z. B. 1 cm³) liegt, ist der nächste Schritt S503 und der Bearbeitungsvorgang wird fortgesetzt. Wenn die Menge der Späne andererseits den Schwellenwert überschreitet, ist der nächste Schritt S502, in dem ein Signal an den Entfernungsdurchführungsteil 53 gesendet wird, damit der Entfernungsvorgang wiederholt wird.
Der Meldungsteil 58 gibt an den Anwender eine Warnung aus, wenn die Zahl der aufeinander folgenden Fälle, in denen die Menge der Späne nach dem Entfernungsvorgang laut Ergebnisbeurteilungsteil 54 den Schwellenwert überschreitet, einen im Voraus festgelegten Wert erreicht. Wenn die Späne auch durch mehrfache Wiederholung des Entfernungsvorgangs nicht ausreichend entfernt werden können, kann der Entfernungsvorgang möglicherweise aus irgendeinem Grund nicht angemessen durchgeführt werden. Durch die Ausgabe einer Warnung an den Anwender erhält dieser deshalb eine Aufforderung, die Fehlerursache zu beseitigen.
Mit dem Bearbeitungssystem 10 der vorliegenden Ausführungsform kann die folgende Wirkung erreicht werden.

(1) Durch Vergleich der Bilder von Bearbeitungswerkzeug und Werkstück vor und nach einem Entfernungsvorgang wird geprüft, ob die Späne angemessen entfernt werden konnten oder nicht. Da der Zustand von Bearbeitungswerkzeug und Werkstück so ohne manuellen Eingriff festgestellt werden kann, wird die Automatisierung des Vorgangs ermöglicht. Wenn ein Werkstück aus einem Material mit hoher Zähigkeit wie Aluminium oder Edelstahl bearbeitet wird, ist es z. B. tendenziell schwierig, den Entfernungsvorgang angemessen durchzuführen. Aber da das Bearbeitungssystem der vorliegenden Ausführungsform eine Funktion zur Überprüfung der Wirksamkeit des Entfernungsvorgangs besitzt, kann es den Bearbeitungsvorgang unabhängig von Bedingungen wie dem Werkstückmaterial und der Bearbeitungsmenge zuverlässig durchführen.
(2) Wenn die Späne nach der Durchführung des Entfernungsvorgangs nicht ausreichend entfernt sind, wird der Entfernungsvorgang wiederholt. Dadurch lassen sich die Späne noch zuverlässiger entfernen.
(3) Abhängig von dem Zustand, wie die Späne haften, wird ein geeignetes Entfernungswerkzeug ausgewählt. Dadurch wird eine wirkungsvolle Durchführung des Vorgangs zur Entfernung der Späne ermöglicht.
(4) Die Bewegung des Roboters bei der Durchführung des Entfernungsvorgangs wird abhängig von dem Zustand, wie die Späne haften, ausgewählt. Dadurch wird eine wirkungsvolle Durchführung des Vorgangs zur Entfernung der Späne ermöglicht.
(5) Der Entfernungsvorgang kann ohne Unterbrechung des Bearbeitungsvorgangs durchgeführt werden. Dies erhöht die Arbeitseffizienz insgesamt.
(6) Wenn der Entfernungsvorgang hintereinander eine bestimmte Zahl von Malen wiederholt worden ist, ohne dass die Späne entfernt werden konnten, wird eine Warnung ausgegeben. Dadurch wird verhindert, dass der Roboter den Vorgang zur Entfernung der Späne nach dem Auftreten irgendeiner Störung ständig wiederholt.
(7) Die Ergebniskriterien für den Vorgang zur Entfernung der Späne kann der Anwender beliebig festlegen. Dadurch wird sichergestellt, dass der in der jeweiligen Situation notwendige Entfernungsvorgang durchgeführt wird, und die Effizienz des Bearbeitungsvorgangs erhöht.

Das Bearbeitungssystem 10 einer zweiten Ausführungsform wird anhand der 11 bis 13 erläutert. Dabei werden Punkte, die bereits in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind, in geeigneter Weise übergangen.
Es gibt Fälle, in denen bestimmte Stellen des Bearbeitungswerkzeugs einen großen Einfluss auf die Bearbeitungsgenauigkeit haben. Auch eine nur geringe Menge von Spänen, die an solchen Stellen haften, kann die Ursache für eine Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit werden. Deswegen ist das Bearbeitungssystem 10 der vorliegenden Ausführungsform so aufgebaut, dass der Entfernungsvorgang umgehend durchgeführt wird, wenn Späne an bestimmten Stellen des Bearbeitungswerkzeugs haften.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Bildverarbeitungsteil 51 so aufgebaut, dass er ein Referenzbild, das durch Aufnahme des Bearbeitungswerkzeugs 21, 22 mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 vor dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, mit einem Objektbild, das durch Aufnahme des Bearbeitungswerkzeugs 21, 22 mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 nach dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, vergleicht und die Position von Spänen nachweist, die an dem Bearbeitungswerkzeug 21, 22 haften.
Der Ergebnisbeurteilungsteil 54 ist so aufgebaut, dass er das Ergebnis des Entfernungsvorgangs beurteilt, indem er ein Referenzbild, das durch Aufnahme des nicht mit Spänen behafteten Bearbeitungswerkzeugs 21, 22 mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 vor dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, mit einem Objektbild vergleicht, das durch Aufnahme des Bearbeitungswerkzeugs 21, 22 mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 direkt nach der Durchführung des Entfernungsvorgangs gewonnen wird.
Die Verarbeitung, die die Tätigkeit des Bildverarbeitungsteils 51 betrifft, wird anhand von 11 erläutert. In Schritt S601 wird ein Referenzbild gewonnen, indem das Bearbeitungswerkzeug 21, 22 vor Bearbeitungsbeginn mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 aufgenommen wird.
In Schritt S602 wird die Bearbeitung des Werkstücks W mit der Werkzeugmaschine 2 begonnen. In Schritt S603 wird geprüft, ob eine im Voraus festgelegte Zeit abgelaufen ist oder nicht. Wenn die im Voraus festgelegte Zeit abgelaufen ist, ist der nächste Schritt S604.
In Schritt S604 wird ein Objektbild gewonnen, indem das Bearbeitungswerkzeug 21,22 unter den gleichen Bedingungen wie in Schritt 601 mit der Bilderfassungsvorrichtung 33 aufgenommen wird.
In Schritt S605 weist der Bildverarbeitungsteil 51 die Position von Spänen nach, die an dem Bearbeitungswerkzeug 21, 22 haften, indem er das Referenzbild mit dem Objektbild vergleicht.
In Schritt S606 werden die Daten, die die nachgewiesene Position der Späne betreffen, an den Zustandsbeurteilungsteil 52 ausgegeben.
Die Verarbeitung, die die Tätigkeit des Zustandsbeurteilungsteils 52 betrifft, wird anhand von 12 erläutert. In Schritt S710 wird geprüft, ob Späne an bestimmten Stellen des Bearbeitungswerkzeugs 21, 22 haften oder nicht. Wenn Späne an Stellen haften, die Einfluss auf die Bearbeitungsgenauigkeit haben, entscheidet der Zustandsbeurteilungsteil 52, dass diese Späne entfernt werden müssen.
Wenn der Befund ist, dass Späne an bestimmten Stellen haften, ist der nächste Schritt S702; in dem ein Signal an den Entfernungsdurchführungsteil 53 gesendet wird, damit der Entfernungsvorgang durchgeführt wird. Wenn andererseits der Befund ist, dass an bestimmten Stellen keine Späne haften, wird entschieden, dass der Entfernungsvorgang nicht durchgeführt werden muss, so dass die Bearbeitung des Werkstücks fortgesetzt wird (Schritt S703).
Die ”bestimmten Stellen” des Bearbeitungswerkzeugs, die in Schritt S701 Gegenstand der Beurteilung sind, können im Voraus festgelegt sein oder vom Anwender festgelegt werden.
Die Verarbeitung, die die Tätigkeit des Ergebnisbeurteilungsteils 54 betrifft, wird anhand von 13 erläutert. In Schritt S801 wird auf Basis des Nachweisergebnisses des Bildverarbeitungsteils 51 geprüft, ob die Entfernung der Späne erreicht worden ist oder nicht.
Wenn die Entfernung der Späne erreicht worden ist und an bestimmten Stellen des Bearbeitungswerkzeugs 21, 22 keine Späne zurückgeblieben sind, ist der nächste Schritt S803 und der Bearbeitungsvorgang wird fortgesetzt. Wenn andererseits die Entfernung der Späne nicht abgeschlossen worden ist, ist der nächste Schritt S802, in dem ein Signal an den Entfernungsdurchführungsteil 53 gesendet wird, damit der Entfernungsvorgang wiederholt wird.
Bei der zweiten Ausführungsform wird bei Spänen, die an Stellen haften, die die Bearbeitungsgenauigkeit beeinflussen, automatisch der Vorgang durchgeführt, um diese Späne von dem Bearbeitungswerkzeug zu entfernen. Dadurch kann verhindert werden, dass die Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund von Spänen, die am Bearbeitungswerkzeug haften, sinkt.
Wenn außerdem die Ausführungsform so ist, dass die Stellen, bei denen die Anhaftung von Spänen verhindert werden muss, vom Anwender festgelegt werden, kann auch bei einem Werkzeug mit einer komplizierten Struktur verhindert werden, dass die Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund von Spänen, die am Bearbeitungswerkzeug haften, sinkt.
In der obigen Beschreibung wurden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert, aber ein Fachmann wird erkennen, dass die mit der vorliegenden Erfindung beabsichtigten Wirkungen auch mit anderen Ausführungsformen realisiert werden können. Insbesondere können, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, Bestandteile der oben beschriebenen Ausführungsformen weggelassen oder ersetzt werden oder bekannte Mittel hinzugefügt werden. Weiter ist es für einen Fachmann selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung auch realisiert werden kann, indem mehrere Eigenschaften der Ausführungsformen, die in der vorliegenden ausführlichen Beschreibung explizit oder implizit offengelegt werden, kombiniert werden.
Bei dem Bearbeitungssystem und dem Entfernungssystem der vorliegenden Patentanmeldung wird das Ergebnis des Vorgangs für die Entfernung von Spänen durch den Vergleich von Bildern überprüft, die vor und nach dem Entfernungsvorgang aufgenommen werden. So erübrigt sich, den Zustand der Späne mit einem manuellen Eingriff festzustellen, was die Automatisierung des Vorgangs ermöglicht. Dadurch dass die Maßnahmen, die notwendig sind, wenn das Ergebnis eines Entfernungsvorgangs nicht ausreichend ist, automatisch durchgeführt werden, können die Späne zuverlässig entfernt werden.

Claims

Bearbeitungssystem (10), das mit einer mit einem Bearbeitungswerkzeug (21, 22) ausgerüsteten Werkzeugmaschine (2), mit einem Roboter (3), der zur Benutzung zwischen einem Greifteil (44), der ein mit der genannten Werkzeugmaschine zu bearbeitendes Werkstück (W) greifen kann, und einem Entfernungswerkzeug, das Späne (C) entfernt, wählen kann, und mit einer Bilderfassungsvorrichtung (33), die an einem beweglichen Teil des genannten Roboters angebracht ist, ausgestattet ist und das weiter versehen ist mit einem Bildverarbeitungsteil (51), der durch Vergleich eines ersten Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten Werkstücks und des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung vor dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, mit einem ersten Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Werkstücks und des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung nach dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, die Menge und Position von Spänen nachweist, die an dem genannten Werkstück und dem genannten Bearbeitungswerkzeug haften, mit einem Zustandsbeurteilungsteil (52), der anhand der von dem genannten Bildverarbeitungsteil nachgewiesenen Menge der genannten Späne prüft, ob Späne entfernt werden müssen, mit einem Entfernungsdurchführungsteil (52), der, wenn der genannte Zustandsbeurteilungsteil entschieden hat, dass die genannten Späne entfernt werden müssen, einen Entfernungsvorgang durchführt, indem er auf Basis der von dem Bildverarbeitungsteil nachgewiesenen Position der genannten Späne den genannten Roboter treibt, damit dieser mit dem genannten Entfernungswerkzeug die genannten Späne entfernt, und mit einem Ergebnisbeurteilungsteil (54), der durch Vergleich eines zweiten Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten Werkstücks und des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt vor der Durchführung des Entfernungsvorgangs gewonnen wird, mit einem zweiten Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Werkstücks und des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt nach der Durchführung des Entfernungsvorgangs gewonnen wird, das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs beurteilt.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, bei dem der genannte Entfernungsdurchführungsteil so aufgebaut ist, dass er den genannten Entfernungsvorgang wiederholt, wenn das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs vom genannten Ergebnisbeurteilungsteil als nicht ausreichend beurteilt wird.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 2, bei dem der genannte Roboter so aufgebaut, dass er für das benutzte Entfernungswerkzeug zwischen verschiedenen Typen wählen kann, und das ferner mit einem Entfernungswerkzeugauswahlteil (55), der, wenn der genannte Ergebnisbeurteilungsteil das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs für nicht ausreichend befunden hat, abhängig vom Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs und vom Typ des Entfernungswerkzeugs, das im genannten gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang benutzt worden ist, das Entfernungswerkzeug auswählt, das beim nächsten Mal für den genannten Entfernungsvorgang benutzt werden soll, versehen ist.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 2 oder 3, das ferner mit einem Bewegungsänderungsteil (56), der, wenn der genannte Ergebnisbeurteilungsteil das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs für nicht ausreichend befunden hat, abhängig von dem Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs und der Bewegung des genannten Roboters im gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang die Bewegung des genannten Roboters für den nächsten Entfernungsvorgang ändert, versehen ist.
Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der genannte Entfernungsdurchführungsteil so aufgebaut ist, dass er den genannten Entfernungsvorgang parallel zu einer Tätigkeit der genannten Werkzeugmaschine durchführt.
Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, das ferner mit einem Meldungsteil (58), der eine Warnung ausgibt, wenn die Zahl der aufeinander folgenden Fälle, in denen das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs vom genannten Ergebnisbeurteilungsteil als nicht ausreichend beurteilt wird, einen im Voraus festgelegten Wert übersteigt, versehen ist.
Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner mit einem Bedingungsänderungsteil (57), der auf Eingaben des Anwenders reagiert und die Bedingungen ändert, die bei der Ergebnisprüfung des genannten Entfernungsvorgangs durch den genannten Ergebnisbeurteilungsteil angewendet werden, versehen ist.
Bearbeitungssystem, das mit einer mit einem Bearbeitungswerkzeug ausgerüsteten Werkzeugmaschine, mit einem Roboter, der zur Benutzung zwischen einem Greifteil, der ein mit der genannten Werkzeugmaschine zu bearbeitendes Werkstück greifen kann, und einem Entfernungswerkzeug, das Späne entfernt, wählen kann und mit einer Bilderfassungsvorrichtung, die an einem beweglichen Teil des genannten Roboters angebracht ist, ausgestattet ist und das weiter versehen ist mit einem Bildverarbeitungsteil, der durch Vergleich eines dritten Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung vor dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, mit einem dritten Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung nach dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, die Position von Spänen nachweist, die an dem genannten Bearbeitungswerkzeug haften, mit einem Zustandsbeurteilungsteil, der anhand der von dem genannten Bildverarbeitungsteil nachgewiesenen Position der genannten Späne prüft, ob Späne entfernt werden müssen, mit einem Entfernungsdurchführungsteil, der, wenn der genannte Zustandsbeurteilungsteil entschieden hat, dass die genannten Späne entfernt werden müssen, einen Entfernungsvorgang durchführt, indem er auf Basis der von dem Bildverarbeitungsteil nachgewiesenen Position der genannten Späne den genannten Roboter treibt, damit dieser mit dem genannten Entfernungswerkzeug die genannten Späne entfernt, und mit einem Ergebnisbeurteilungsteil, der durch Vergleich eines vierten Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten nicht mit Spänen behafteten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung vor dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, mit einem vierten Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt nach der Durchführung des Entfernungsvorgangs gewonnen wird, das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs beurteilt.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 8, bei dem der genannte Entfernungsdurchführungsteil so aufgebaut ist, dass er den genannten Entfernungsvorgang wiederholt, wenn das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs vom genannten Ergebnisbeurteilungsteil als nicht ausreichend beurteilt wird.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 9, bei dem der genannte Roboter so aufgebaut ist, dass er für das benutzte Entfernungswerkzeug zwischen verschiedenen Typen wählen kann, und das ferner mit einem Entfernungswerkzeugauswahlteil, der, wenn der genannte Ergebnisbeurteilungsteil das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs für nicht ausreichend befunden hat, abhängig vom Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs und vom Typ des Entfernungswerkzeugs, das im genannten gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang benutzt worden ist, das Entfernungswerkzeug auswählt, das beim nächsten Mal für den genannten Entfernungsvorgang benutzt werden soll, versehen ist.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 9, das ferner mit einem Bewegungsänderungsteil, der, wenn der genannte Ergebnisbeurteilungsteil das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs für nicht ausreichend befunden hat, abhängig von dem Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs und der Bewegung des genannten Roboters im gerade abgelaufenen Entfernungsvorgang die Bewegung des genannten Roboters für den nächsten Entfernungsvorgang ändert, versehen ist.
Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, das ferner mit einem Meldungsteil, der eine Warnung ausgibt, wenn die Zahl der aufeinander folgenden Fälle, in denen das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs vom genannten Ergebnisbeurteilungsteil als nicht ausreichend beurteilt wird, einen im Voraus festgelegten Wert übersteigt, versehen ist.
Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, das ferner mit einem Bedingungsänderungsteil, der auf Eingaben des Anwenders reagiert und die Bedingungen ändert, die bei der Ergebnisprüfung des genannten Entfernungsvorgangs durch den genannten Ergebnisbeurteilungsteil angewendet werden, versehen ist.
Entfernungssystem, das Späne, die an einem Werkstück, das mit einem Bearbeitungswerkzeug bearbeitet wird, und an dem genannten Bearbeitungswerkzeug haften, entfernt und das versehen ist mit einem Entfernungswerkzeug, das für die Entfernung der genannten Späne geeignet ausgebildet ist, mit einer Bilderfassungsvorrichtung, die so konzipiert ist, dass sie vor und nach dem Vorgang, in dem die genannten Späne mit dem genannten Entfernungswerkzeug entfernt werden, das genannte Werkstück und das genannten Bearbeitungswerkzeug aufnimmt, und mit einem Ergebnisbeurteilungsteil, der durch Vergleich eines fünften Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs und des genannten Werkstücks mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt vor dem Entfernungsvorgang gewonnen wird, mit einem fünften Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs und des genannten Werkstücks mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt nach dem genannten Entfernungsvorgang gewonnen wird, das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs beurteilt.
Entfernungssystem, das Späne, die an einem Bearbeitungswerkzeug haften, entfernt und das versehen ist mit einem Entfernungswerkzeug, das für die Entfernung der genannten Späne geeignet ausgebildet ist, mit einer Bilderfassungsvorrichtung, die so konzipiert ist, dass sie vor und nach dem Vorgang, in dem die genannten Späne mit dem genannten Entfernungswerkzeug entfernt werden, das genannte Bearbeitungswerkzeug aufnimmt, und mit einem Ergebnisbeurteilungsteil, der durch Vergleich eines sechsten Referenzbilds, das durch Aufnahme des genannten nicht mit Spänen behafteten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung vor dem Bearbeitungsbeginn gewonnen wird, mit einem sechsten Objektbild, das durch Aufnahme des genannten Bearbeitungswerkzeugs mit der genannten Bilderfassungsvorrichtung direkt nach der Durchführung des genannten Entfernungsvorgangs gewonnen wird, das Ergebnis des genannten Entfernungsvorgangs beurteilt.