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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einer Spanabfuhrvorrichtung.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Bei einer Spanabfuhrvorrichtung wie etwa einem Spanförderer werden wie in 18 gezeigt im Allgemeinen ein Induktionsmotor und ein elektromagnetischer Schalter oder ein Schütz als Antriebsquelle verwendet. Wenn der Induktionsmotor verwendet wird, wird der Bestromungszustand für den Induktionsmotor verändert (z.B. umgekehrt), um den Induktionsmotor anzuhalten, wenn der Antriebsstrom einen Grenzstromwert erreicht. Überdies wird der Bestromungszustand für den Induktionsmotor verändert (z.B. umgekehrt), wenn seine Oberflächentemperatur eine Grenztemperatur erreicht.
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Bei einem Vorläuferbeispiel, das in der
JP 2010-137931 A offenbart ist, wird anstelle des elektromagnetischen Schalters oder Schützes ein Inverter verwendet.
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Bei den herkömmlichen Techniken, die in der
JP 2010-137931 A und dergleichen offenbart sind, wird ein Induktionsmotor verwendet, um den Antrieb einer Spanabfuhrvorrichtung 1 zu steuern. Doch da keine Positionssteuerung des Induktionsmotors vorgenommen werden kann, besteht ein Problem darin, dass der Betrieb der Spanabfuhrvorrichtung nicht mit jenem anderer Vorrichtungen synchronisiert werden kann. Überdies umfasst die herkömmliche Spanabfuhrvorrichtung 1 keinerlei Reinigungsvorrichtung, so dass ein weiteres Problem darin besteht, dass die Spanabfuhrvorrichtung 1 selbst nicht gereinigt werden kann.
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US 2011 / 0 186 406 A1 betrifft ein Wartungssystem für ein Förderband, wobei ein Sensor optische Daten sammelt, die ein Ausmaß der Verschmutzung des Förderbands anzeigen und eine Steuerung die gesammelten optischen Daten mit Referenzdaten eines sauberen Förderbands vergleicht.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeugmaschine mit einer Spanabfuhrvorrichtung, die einen Reinigungsmechanismus zum Reinigen der Spanabfuhrvorrichtung selbst in Synchronisation mit dem Betrieb der Spanabfuhrvorrichtung umfasst, bereitzustellen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 1 und eine Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 11 bereitgestellt.
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Eine Werkzeugmaschine nach der vorliegenden Erfindung, die mit einer Spanabfuhrvorrichtung ausgestattet ist, welche dazu ausgebildet ist, in der Werkzeugmaschine erzeugte Späne nach außen abzuführen, umfasst einen Reinigungsmechanismus zum Reinigen eines Teils oder der gesamten Spanabfuhrvorrichtung und eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, die jeweiligen Betriebe der Spanabfuhrvorrichtung und des Reinigungsmechanismus in Verbindung miteinander zu steuern.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsquelle für die Spanabfuhrvorrichtung ein Synchronmotor ist.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Spanverbleibszustandsüberwachungseinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist, einen Spanverbleibszustand in einem Antriebsteil der Spanabfuhrvorrichtung zu überwachen, und dass die Steuereinheit die Ausführung der Reinigung der Spanabfuhrvorrichtung auf Basis des Ergebnisses der Überwachung bestimmt und die jeweiligen Betriebe der Spanabfuhrvorrichtung und des Reinigungsmechanismus auf Basis des Ergebnisses der Bestimmung in Verbindung miteinander steuert.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spanverbleibszustandsüberwachungseinheit eine Bildaufnahmevorrichtung ist.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spanverbleibszustandsüberwachungseinheit eine Bildaufnahmevorrichtung und einen Reflektor und/oder einen Refraktor umfasst, und die Bildaufnahmevorrichtung den Spanverbleibszustand für die Spanabfuhrvorrichtung durch den Reflektor und/oder den Refraktor überwacht.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spanverbleibszustandsüberwachungseinheit eine von dem Synchronmotor erlangte Belastungsinformation verwendet.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit auf Basis einer Information von der Spanverbleibszustandsüberwachungseinheit einen Bereich der Spanabfuhrvorrichtung, in dem Späne verblieben sind, identifiziert und die Spanabfuhrvorrichtung und den Reinigungsmechanismus steuert, um den identifizierten Bereich, in dem Späne verblieben sind, zu reinigen.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Spanverbleibszustandsüberwachungseinheit dazu bringt, das Ergebnis der Reinigung nach der Reinigung durch den Reinigungsmechanismus zu identifizieren, und auf Basis des identifizierten Ergebnisses der Reinigung eine Meldung mit dem Inhalt, dass eine erneute Reinigung oder eine Reinigung von Hand nötig ist, ausgibt.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die erneute Reinigung durch ein Reinigungsverfahren vornimmt, das sich von dem vorhergehenden Reinigungsverfahren unterscheidet.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eine Aufzeichnung hinsichtlich der Identifikation des Spanverbleibszustands und/oder des Inhalts der Reinigung, die auf Basis des Ergebnisses der Identifikation vorgenommen wurde, als Geschichtsinformation speichert.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eine Steuerung ist, die außerhalb der Werkzeugmaschine eingerichtet ist.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsmechanismus durch eine automatische Beförderungsvorrichtung bewegt werden kann.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung durch eine automatische Beförderungsvorrichtung bewegt werden kann.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung und der Reflektor und/oder der Refraktor durch eine automatische Beförderungsvorrichtung bewegt werden können.
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Die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Beförderungsvorrichtung ein Roboter ist.
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Da die jeweiligen Betriebe einer Antriebsquelle oder eines -teils und eines Reinigungsmechanismus einer Spanabfuhrvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung miteinander in Verbindung gebracht werden können, kann eine wirksame automatische Reinigung der Spanabfuhrvorrichtung erzielt werden, so dass eine Verbesserung der Arbeitsauslastung der Anlage erwartet werden kann.
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Figurenliste
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Die obige und andere Aufgabe und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich werden, wobei
- 1 ein Aufbaudiagramm ist, das einen Hauptteil einer Werkzeugmaschine mit einer Spanabfuhrvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 eine Ansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, wobei ein Spanförderer 1a als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendet wird, und wobei ein Reinigungsmechanismus 7 zum Entfernen von Spänen, die auf dem Spanförderer 1a abgelagert sind, aufgenommen ist;
- 3 eine Ansicht ist, die den Reinigungsmechanismus 7 als Mechanismus zum Entfernen von Spänen, die an einer als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendeten Spanschnecke 1b anhaften, zeigt;
- 4 ein Diagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel zeigt, wobei der Spanförderer 1a als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendet wird, und wobei der Reinigungsmechanismus 7 zum Entfernen von Spänen, die auf dem Spanförderer 1a abgelagert sind, aufgenommen ist;
- 5 ein Diagramm ist, das den Reinigungsmechanismus 7 als Mechanismus zum Entfernen von Spänen, die an der als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendeten Spanschnecke 7b anhaften, zeigt;
- 6 eine Ansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, wobei der Spanförderer 1a als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendet wird, und wobei der Reinigungsmechanismus 7 zum Entfernen von Spänen, die auf dem Spanförderer 1a abgelagert sind, aufgenommen ist;
- 7 eine Ansicht ist, die den Reinigungsmechanismus 7 als Mechanismus zum Entfernen von Spänen, die an der als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendeten Spanschnecke 1b anhaften, zeigt;
- 8 eine Ansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, wobei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ferner ein Spanverbleibszustandsüberwachungsmechanismus, der eine Bildaufnahmevorrichtung 9 verwendet, hinzugefügt ist;
- 9 eine Ansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, wobei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ferner ein Spanverbleibszustandsüberwachungsmechanismus, der eine Bildaufnahmevorrichtung 9 und einen Reflektor 10 verwendet, hinzugefügt ist;
- 10A ein Diagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel zeigt, wobei der Bereich, in dem Späne verblieben sind, auf Basis des Belastungszustands für einen Synchronmotor identifiziert wird, und einen Zustand zeigt, in dem Späne 12 in einem Teil E verblieben sind;
- 10B ein Diagramm ist, das einen Zustand zeigt, in dem die verbliebenen Späne 12 zwischen dem Teil E und einem Gehäuse 11 eingeklemmt sind;
- 10C ein Diagramm ist, das einen Zustand zeigt, in dem der Spanförderer an eine Position zur Reinigung bewegt ist;
- 11A ein Diagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel eines Falls zeigt, wobei eine einzelne Steuerung die Reinigungsmechanismen 7 von mehreren Spanabfuhrvorrichtungen 1 steuert, und einen Fall veranschaulicht, in dem die Steuerung 5 einer einzelnen Werkzeugmaschine 100 die Reinigungsmechanismen 7 der mehreren Spanabfuhrvorrichtungen steuert;
- 11B ein Diagramm ist, das einen Fall veranschaulicht, in dem der Reinigungsmechanismus 7 der Spanabfuhrvorrichtung 1 durch eine Steuerung 13 außerhalb der Werkzeugmaschine gesteuert wird;
- 12 ein Ablaufdiagramm der grundlegenden Steuerung der Werkzeugmaschine mit der Spanabfuhrvorrichtung nach der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
- 13 ein Ablaufdiagramm der Steuerung der Werkzeugmaschine mit der Spanabfuhrvorrichtung nach der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, dem eine Bestimmung der Erfordernis einer Reinigung hinzugefügt ist;
- 14 ein Ablaufdiagramm der Steuerung der Werkzeugmaschine mit der Spanabfuhrvorrichtung nach der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, dem eine Verarbeitung zur Identifikation des Bereichs, in dem Späne verblieben sind, aus der Belastungsinformation hinzugefügt ist;
- 15 ein Ablaufdiagramm der Verarbeitung zur Feststellung der Wirkung der Reinigung ist;
- 16 ein Ablaufdiagramm der Verarbeitung zur Aufzeichnung der Geschichte ist;
- 17 ein Ablaufdiagramm der Verarbeitung zur erneuten Reinigung ist; und
- 18 ein Aufbaudiagramm ist, das einen Hauptteil einer herkömmlichen Spanabfuhrvorrichtung, die einen Induktionsmotor verwendet, zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Die gleichen Bezugszeichen werden verwendet, um jene Komponenten zu bezeichnen, die mit ihren herkömmlichen Gegenstücken identisch sind oder ihnen ähnlich sind.
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1 ist ein Aufbaudiagramm, das einen Hauptteil einer Werkzeugmaschine mit einer Spanabfuhrvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Werkzeugmaschine 100 nach der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Spanabfuhrvorrichtung 1, und ein Antriebsteil der Spanabfuhrvorrichtung 1 wird durch einen Synchronmotor 2 angetrieben. Eine Synchronmotor-Steuervorrichtung (ein Servoverstärker) 4 steuert den Synchronmotor 2 als Reaktion auf ein Befehlssignal von einer Steuerung 5 mittels einer Stromversorgung von einer Wechselstromquelle 6, erhält ein Signal von einem Drehsensor (Impulscodierer) 3, der an dem Synchronmotor 2 angebracht ist, und meldet das Signal an die Steuerung 5 zurück. Ein Reinigungsmechanismus 7 erhält eine Stromversorgung von der Wechselstromquelle 6 und entfernt als Reaktion auf ein Befehlssignal von der Steuereinheit 5 Späne, die an der Spanabfuhrvorrichtung 1 abgelagert sind oder anhaften.
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Der Synchronmotor 2 muss nicht immer an dem Hauptkörper der Spanabfuhrvorrichtung 1 angebracht sein und kann von der Spanabfuhrvorrichtung 1 trennbar ausgeführt sein, so dass er durch eine automatische Beförderungsvorrichtung (nicht gezeigt) bewegt und nur dann zum Antrieb angeschlossen werden kann, wenn dies nötig ist. Doch im Hinblick auf die Bequemlichkeit des Vorrichtungsaufbaus sollte der Synchronmotor 2 vorzugsweise in dem Hauptkörper der Spanabfuhrvorrichtung 1 enthalten sein oder dicht daran angeordnet sein. Andererseits müssen andere Elemente nicht immer in der Spanabfuhrvorrichtung 1 selbst enthalten sein.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei ein Spanförderer 1a als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendet wird, und wobei der Reinigungsmechanismus 7 zum Entfernen von Spänen, die auf dem Spanförderer 1a abgelagert sind, aufgenommen ist. Bei dem Beispiel, das in 2 gezeigt ist, umfasst der Reinigungsmechanismus 7 eine Abzugseinheit 7a, die durch einen Kugelgewindetrieb 7b, der durch einen Antriebsteil (nicht gezeigt) angetrieben wird, und eine Haltestange 7c gehalten wird. Die Abzugseinheit 7a wird durch den Antrieb des Kugelgewindetriebs 7b in die Richtung des Pfeils in 2 bewegt, wodurch die auf dem Spanförderer 1a abgelagerten Späne entfernt werden. Die Steuerung 5 steuert den Synchronmotor 2, um den Spanförderer 1a so zu bewegen, dass der Bereich des Spanförderers 1a, auf dem die Späne abgelagert sind, eine Position erreicht, an der die Abzugseinheit 7a hin und her läuft, bevor die Reinigung durch die Abzugseinheit 7a begonnen wird. Danach steuert die Steuerung 5 den Antriebsteil für den Kugelgewindetrieb 7b, um die Abzugseinheit 7a zum Entfernen der Späne zu bringen.
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3 zeigt den Reinigungsmechanismus 7 als Mechanismus zum Entfernen von Spänen, die an einer als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendeten Spanschnecke 1b anhaften. Bei dem Beispiel, das in 3 gezeigt ist, umfasst der Reinigungsmechanismus 7 eine Abzugseinheit 7d, die durch den Kugelgewindetrieb 7b, der durch den Antriebsteil (nicht gezeigt) angetrieben wird, gehalten wird. Die Abzugseinheit 7d wird durch den Antrieb des Kugelgewindetriebs 7b in die Richtung des Pfeils in 3 bewegt, wodurch Späne, die in dem Spalt der Spanschnecke 1b abgelagert sind, entfernt werden. Die Steuerung 5 synchronisiert die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spanschnecke 1b mit jener des Kugelgewindetriebs 7b, wodurch die Abzugseinheit 7d so gesteuert wird, dass sie sich in den Spalt der Spanschnecke 1b bewegt, um die Späne zu entfernen.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei der Spanförderer 1a als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendet wird, und wobei der Reinigungsmechanismus 7 zum Entfernen von Spänen, die auf dem Spanförderer 1a abgelagert sind, aufgenommen ist. Bei dem Beispiel, das in 4 gezeigt ist, umfasst der Reinigungsmechanismus 7 eine Pumpe 7e, die verwendet wird, um ein Fluid abzugeben/anzusaugen, und eine Fluidabgabe/ansaugdüse 7f, die durch einen Antriebsteil (nicht gezeigt) angetrieben wird. Die Abgabe/ansaugdüse 7f wird durch den Antriebsteil (nicht gezeigt) in die Richtung des Pfeils in 4 bewegt, so dass Späne, die an dem Spanförderer 1a abgelagert sind, zur Vornahme der Reinigung durch das Fluid weggewaschen werden oder zusammen mit dem Fluid angesaugt werden. Die Steuerung 5 steuert den Synchronmotor 2, um den Spanförderer 1 so zu bewegen, dass der Bereich des Spanförderers 1a, an dem die Späne abgelagert sind, eine Position erreicht, an die die Abgabe/ansaugdüse 7f bewegt werden kann, bevor der Reinigungsmechanismus 7 mit der Reinigung beginnt. Überdies kann die Richtung des Abgebens/Ansaugens, die Zufuhr- oder die Abgabemenge abhängig von dem Ablagerungszustand der Späne geändert werden.
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5 zeigt den Reinigungsmechanismus 7 als Mechanismus zum Entfernen von Spänen, die an der als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendeten Spanschnecke 7b anhaften. Bei dem Beispiel, das in 5 gezeigt ist, umfasst der Reinigungsmechanismus 7 die Pumpe 7e, die verwendet wird, um ein Fluid abzugeben/anzusaugen, und die Fluidabgabe/ansaugdüse 7f, die durch einen Antriebsteil (nicht gezeigt) angetrieben wird. Die Abgabe/ansaugdüse 7f wird durch den Antriebsteil (nicht gezeigt) in die Richtung des Pfeils in 5 bewegt, so dass die Späne, die an der Spanschnecke 7b anhaften, zur Vornahme der Reinigung durch das Fluid weggewaschen oder zusammen mit dem Fluid angesaugt werden. Die Steuerung 5 synchronisiert die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spanschnecke 1b mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Abgabe/Ansaugdüse 7f, wodurch die Abgabe/Ansaugdüse 7f so gesteuert wird, dass sie den gesamten Spalt der Spanschnecke 1b reinigen kann. Überdies kann die Richtung des Abgebens/Ansaugens, die Zufuhr- oder die Abgabemenge abhängig von dem Ablagerungszustand der Späne geändert werden.
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6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei der Spanförderer 1a als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendet wird, und wobei der Reinigungsmechanismus 7 zum Entfernen von Spänen, die auf dem Spanförderer 1a abgelagert sind, aufgenommen ist.
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Bei dem Beispiel, das in 6 gezeigt ist, umfasst der Reinigungsmechanismus 7 einen Roboter 8, wie etwa eine automatische Beförderungsvorrichtung, und die Abzugseinheit 7a, die durch eine an dem distalen Ende eines Arms des Roboters 8 angebrachte Hand gehalten wird. Die Abzugseinheit 7a wird durch den Antrieb des Roboters 8 in die Richtung des Pfeils in 6 bewegt, wodurch die Späne, die an dem Spanförderer 1a abgelagert sind, entfernt werden. Die Steuerung steuert den Synchronmotor 2, um den Spanförderer 1a so zu bewegen, dass der Bereich des Spanförderers 1a, an dem die Späne abgelagert sind, eine Position erreicht, an der die Abzugseinheit 7a hin und her läuft, bevor der Roboter 8 mit der Reinigung durch die Abzugseinheit 7a beginnt. Danach steuert die Steuerung 5 den Roboter 8 so, dass die Späne entfernt werden.
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7 zeigt den Reinigungsmechanismus 7 als Mechanismus zum Entfernen von Spänen, die an der als Spanabfuhrvorrichtung 1 verwendeten Spanschnecke 1b anhaften. Bei dem Beispiel, das in 7 gezeigt ist, umfasst der Reinigungsmechanismus 7 den Roboter 8, wie etwa eine automatische Beförderungsvorrichtung, und die Abzugseinheit 7d, die durch eine an dem distalen Ende eines Arms des Roboters 8 angebrachte Hand gehalten wird. Die Abzugseinheit 7d wird durch den Antrieb des Roboters 8 in die Richtung des Pfeils in 7 angetrieben, wodurch Späne, die in dem Spalt der Spanschnecke 1b abgelagert sind, entfernt werden. Die Steuerung 5 synchronisiert die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spanschnecke 1b mit dem Antrieb des Roboters 8, wodurch die Abzugseinheit 7d so gesteuert, wird, dass sie sich in den Spalt der Spanschnecke 1b bewegt, um die Späne zu entfernen.
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8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ferner ein Spanverbleibszustandsüberwachungsmechanismus, der eine Bildaufnahmevorrichtung 9 verwendet, hinzugefügt ist. Bei dem Beispiel, das in 8 gezeigt ist, umfasst der Spanverbleibszustandsüberwachungsmechanismus den Roboter 8, wie etwa eine automatische Beförderungsvorrichtung, wobei an dem distalen Ende seines Arms eine Bildaufnahmevorrichtung 9 angebracht ist. Die Steuerung 5 identifiziert den Bereich des Spanförderers 1a, an dem Späne abgelagert sind, durch ein durch die Bildaufnahmevorrichtung 9 aufgenommenes Bild des Spanförderers. Dann steuert die Steuerung 5 den Synchronmotor 2, um den Spanförderer 1a so zu bewegen, dass der Bereich des Spanförderers 1a, an dem die Späne abgelagert sind, eine Position erreicht, an der die Abzugseinheit 7a hin und her läuft. Danach steuert die Steuervorrichtung 5 den Antriebsteil für den Reinigungsmechanismus 7, um die Späne zu entfernen.
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9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ferner ein Spanverbleibszustandsüberwachungsmechanismus, der eine Bildaufnahmevorrichtung 9 und einen Reflektor 10 verwendet, hinzugefügt ist. Bei dem Beispiel, das in 9 gezeigt ist, umfasst der Spanverbleibszustandsüberwachungsmechanismus eine feste Bildaufnahmevorrichtung 9 und den Roboter 8, wie etwa eine automatische Beförderungsvorrichtung, wobei an dem distalen Ende seines Arms ein Reflektor 10 wie etwa ein Spiegel angebracht ist. Die Verwendung des kompakten Reflektors 10 bei dem Spanverbleibszustandsüberwachungsmechanismus, der in 9 gezeigt ist, ermöglicht verglichen mit dem in 8 gezeigten eine visuelle Erkennung des Ablagerungszustands von Spänen an einer Position, die von der Bildaufnahmevorrichtung 9 nicht direkt visuell erkannt werden kann (oder betreten werden kann), und zudem eine Verringerung der Zeit für die Erkennung der Späne durch eine Verringerung der Bewegungsstrecke der Bildaufnahmevorrichtung 9.
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Obwohl bei den Beispielen von 8 und 9 der Roboter 8 verwendet wird, kann anstelle des Roboters 8 eine automatische Ladevorrichtung oder eine Werkstückentnahmevorrichtung verwendet werden.
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10A, 10B und 10C zeigen ein Ausführungsbeispiel, wobei ein Bereich, in dem Späne verblieben sind, auf Basis von Belastungsbedingungen für den Synchronmotor identifiziert wird. Wie in 10A gezeigt ist der Spanförderer 1a in einem Gehäuse 11 enthalten und ist der Abstand zwischen dem Spanförderer 1a und dem Gehäuse 11 in dem linken Abschnitt von 10A am kürzesten. In diesen Zeichnungen bezeichnen die Symbole A bis F Kehrmechanismusteile des Spanförderers 1a.
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Wenn der Spanförderer 1a in einem Zustand, in dem Späne in dem Kehrmechanismusteil E verblieben sind, weiterbewegt wird, wird ein Abschnitt, in dem die Entfernung zwischen dem Spanförderer 1a und dem Gehäuse 11 kurz ist, mit den Spänen 12 verstopft, wie in 10B gezeigt ist. Zu dieser Zeit wird eine Belastung in dem Synchronmotor 2 (die durch einen Strom, das Ausgangsdrehmoment usw. detektiert werden kann), durch eine Gegenkraft von den Spänen 12 auf die Spanabfuhrvorrichtung 1 erhöht. Die Steuerung 5 steuert den Synchronmotor 2 so, dass der Kehrmechanismusteil E an eine Position zur Reinigung durch den Reinigungsmechanismus 7 bewegt wird, und steuert dann den Reinigungsmechanismus 7 so, dass die Späne 12 in der Nähe des Kehrmechanismusteils E entfernt werden. Alternativ kann eine Toleranz für die Belastung in dem Synchronmotor 2 vorab so festgelegt sein, dass die Reinigung verhindert wird, wenn sich die gegenwärtige Belastung in dem Synchronmotor 2 innerhalb der Toleranz befindet.
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11A zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei die Steuerung 5 für eine einzelne Werkzeugmaschine 100 die Reinigungsmechanismen 7 von mehreren Spanabfuhrvorrichtungen 1 steuert. Durch diesen Aufbau können alle Spanabfuhrvorrichtungen 1 auch dann gereinigt werden, wenn andere Werkzeugmaschinen 100 als die mit der Steuerung 5 zum Steuern des Reinigungsmechanismus 7 versehene Werkzeugmaschine 100 abgeschaltet sind, so dass ein unnützer Stromverbrauch vermieden werden kann.
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11B zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei der Reinigungsmechanismus 7 der Spanabfuhrvorrichtung 1 durch eine Steuerung 13 für eine zentralisierte Überwachung einer Fertigungsstraße, die außerhalb der Werkzeugmaschine 100 eingerichtet ist, oder dergleichen gesteuert wird. Durch diesen Aufbau kann die Werkzeugmaschine 100 durch die Steuerung 13 gesteuert auch dann gereinigt werden, wenn die Werkzeugmaschine 100 ausgeschaltet ist, so dass ein unnützer Stromverbrauch vermieden werden kann.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen von 11A und 11B sollten die Spanabfuhrvorrichtung 1 und der Reinigungsmechanismus 7 vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, durch die gleiche Steuerung gesteuert werden. Dies liegt daran, dass die Betriebe der Spanabfuhrvorrichtung 1 und des Reinigungsmechanismus 7 abhängig von ihren Aufbauten synchronisiert werden müssen, wie auch unter Bezugnahme auf 2 und 10A bis 10C beschrieben ist. Alternativ kann jedoch ein Kommunikationsmittel zwischen mehreren Steuerungen bereitgestellt sein, um den Betrieb der Spanabfuhrvorrichtung 1 und des Reinigungsmechanismus 7 zu synchronisieren.
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12 ist ein Ablaufdiagramm der grundlegenden Steuerung der Werkzeugmaschine mit der Spanabfuhrvorrichtung nach der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Schritt SA01: Die Steuerung 5 bestimmt, ob die Verarbeitung zur Identifikation des Verbleibs von Spänen vorgenommen werden soll oder nicht. Die Ausführung der Verarbeitung zur Identifikation des Verbleibs von Spänen kann zum Beispiel durch eine Parametereinstellung umschaltbar gestaltet sein, so dass die Entscheidung, ob die Verarbeitung zur Identifikation des Verbleibs von Spänen vorgenommen werden soll oder nicht, durch den Parametereinstellzustand erfolgen kann. Wenn die Verarbeitung zur Identifikation des Verbleibs von Spänen vorgenommen werden soll, geht die Verarbeitung zu Schritt SA02 über. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt SA03 über.
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Schritt SA02: Die Steuerung 5 identifiziert durch Identifizieren des Belastungszustands oder dergleichen des Spanverbleibszustandsüberwachungsmechanismus und des Synchronmotors 2 den Verbleibszustand der Späne. Wenn Späne verblieben sind, geht die Verarbeitung zu Schritt SA03 über. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt SA05 über.
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Schritt SA03: Die Steuerung 5 steuert die Betriebe des Antriebsteils der Spanabfuhrvorrichtung 1 und des Reinigungsmechanismus 7 in Verbindung miteinander, um die verbliebenen Späne zu beseitigen (zu entfernen).
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Schritt SA04: Die Steuerung 5 führt eine Verarbeitung 1 (Verarbeitung zur Feststellung der Wirkung der Reinigung), die später beschrieben werden wird, durch.
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Schritt SA05: Die Steuerung 5 führt eine Verarbeitung 2 (Verarbeitung zur Aufzeichnung der Geschichte), die später beschrieben werden wird, durch.
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13 ist ein Ablaufdiagramm der Steuerung der Werkzeugmaschine mit der Spanabfuhrvorrichtung nach der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dem eine Reinigungserfordernisbestimmung hinzugefügt ist.
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Schritt SB01: Die Steuerung 5 bestimmt, ob die Verarbeitung zur Identifikation des Verbleibs von Spänen vorgenommen werden soll oder nicht. Die Ausführung der Verarbeitung zur Identifikation des Verbleibs von Spänen kann zum Beispiel durch eine Parametereinstellung umschaltbar gestaltet sein, so dass die Entscheidung, ob die Verarbeitung zur Identifikation des Verbleibs von Spänen vorgenommen werden soll oder nicht, durch den Parametereinstellzustand erfolgen kann. Wenn die Verarbeitung zur Identifikation des Verbleibs von Spänen vorgenommen werden soll, geht die Verarbeitung zu Schritt SB02 über. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt SB05 über.
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Schritt SB02: Die Steuerung 5 identifiziert den Verbleibszustand der Späne durch Identifizieren des Belastungszustands oder dergleichen des Spanverbleibszustandsüberwachungsmechanismus und des Synchronmotors 2. Wenn Späne verblieben sind, geht die Verarbeitung zu Schritt SB03 über. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt SB08 über.
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Schritt SB03: Die Steuerung 5 vergleicht die Menge der verbliebenen Späne mit einer früher gespeicherten Toleranz für die Späne.
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Schritt SB04: Die Steuerung 5 bestimmt, ob die Menge der verbliebenen Späne innerhalb der Toleranz liegt oder nicht. Wenn die Menge der verbliebenen Späne innerhalb der Toleranz liegt, geht die Verarbeitung zu Schritt SB08 über. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt SB06 über.
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Schritt SB05: Die Steuerung 5 bestimmt, ob die Antriebszeit der Spanabfuhrvorrichtung 1 einen durch einen Parameter oder dergleichen festgelegten vorgeschriebenen Wert erreicht hat oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Antriebszeit der Spanabfuhrvorrichtung 1 den vorgeschriebenen Wert erreicht hat, geht die Verarbeitung zu Schritt SB06 über. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt SB08 über.
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Schritt SB06: Die Steuerung 5 steuert die Betriebe des Antriebsteils der Spanabfuhrvorrichtung 1 und des Reinigungsmechanismus 7 in Verbindung miteinander, um die verbliebenen Späne zu beseitigen (zu entfernen).
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Schritt SB07: Die Steuerung 5 führt die Verarbeitung 1 (Verarbeitung zur Feststellung der Wirkung der Reinigung), die später beschrieben werden wird, durch.
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Schritt SB08: Die Steuerung 5 führt die Verarbeitung 2 (Verarbeitung zur Aufzeichnung der Geschichte), die später beschrieben werden wird, durch, wonach diese Verarbeitung endet.
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14 ist ein Ablaufdiagramm der Steuerung der Werkzeugmaschine mit der Spanabfuhrvorrichtung nach der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dem eine Verarbeitung zur Identifikation des Bereichs, in dem Späne verblieben sind, aus der Belastungsinformation hinzugefügt ist.
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Schritt SC01: Die Steuerung 5 bestimmt, ob die Belastung zunimmt, wenn der Antriebsteil der Spanabfuhrvorrichtung 1 an eine bestimmte Position oder in einen bestimmten Winkel bewegt wird, oder nicht. Wenn die Belastung an der bestimmten Position oder in dem bestimmten Winkel zunimmt, wird bestimmt, dass in dem Bereich, in dem die Belastung zunimmt, Späne verblieben sind, wonach die Verarbeitung zu Schritt SC02 übergeht. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt SC07 über.
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Schritt SC02: Die Steuerung 5 vergleicht die aus der Größe der Belastung oder dergleichen geschätzte Menge der verbliebenen Späne mit der früher gespeicherten Toleranz für die Späne.
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Schritt SC03: Die Steuerung 5 bestimmt, ob die Menge der verbliebenen Späne innerhalb der Toleranz liegt oder nicht. Wenn die Menge der verbliebenen Späne innerhalb der Toleranz liegt, geht die Verarbeitung zu Schritt SC07 über. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt SC04 über.
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Schritt SC04: Die Steuerung 5 steuert den Synchronmotor 2, um den in Schritt SC01 identifizierten Bereich der Spanabfuhrvorrichtung 1, von dem angenommen wird, dass Späne verblieben sind, an die Position zur Reinigung durch den Reinigungsmechanismus 7 zu bewegen.
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Schritt SC05:Die Steuerung 5 steuert den Reinigungsmechanismus 7, um das Beseitigen (Entfernen) der verbliebenen Späne vorzunehmen.
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Schritt SC06: Die Steuerung 5 führt die Verarbeitung 1 (Verarbeitung zur Feststellung der Wirkung der Reinigung), die später beschrieben werden wird, durch.
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Schritt SC07: Die Steuerung 5 führt die Verarbeitung 2 (Verarbeitung zur Aufzeichnung der Geschichte), die später beschrieben werden wird, durch, wonach diese Verarbeitung endet.
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15 ist ein Ablaufdiagramm der oben beschriebenen Verarbeitung 1 (Verarbeitung zur Feststellung der Wirkung der Reinigung).
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Schritt SD01: Die Steuerung 5 bestimmt, ob nach dem Abschluss der Reinigung eine Feststellung des Reinigungszustands vorgenommen werden soll oder nicht. Die Ausführung der Feststellung des Reinigungszustands kann zum Beispiel durch eine Parametereinstellung umschaltbar gestaltet sein, so dass die Entscheidung, ob die Verarbeitung zur Feststellung des Reinigungszustands vorgenommen werden soll oder nicht, durch den Parametereinstellzustand erfolgen kann. Überdies kann die Verarbeitung zur Feststellung des Reinigungszustands so gestaltet sein, dass sie intermittierend vorgenommen wird, das heißt, zum Beispiel, in regelmäßigen Intervallen vorgenommen wird oder nach jeweils N Reinigungsereignissen vorgenommen wird. Wenn die Verarbeitung zur Feststellung des Reinigungszustands vorgenommen werden soll, geht die Verarbeitung zu Schritt SD02 über. Wenn nicht, endet diese Verarbeitung.
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Schritt SD02: Die Steuerung identifiziert durch Identifizieren des Belastungszustands oder dergleichen des Spanverbleibszustandsüberwachungsmechanismus und des Synchronmotors 2 den Verbleibszustand der Späne.
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Schritt SD03: Die Steuerung 5 führt eine Verarbeitung 3 (Verarbeitung zur erneuten Reinigung), die später beschrieben werden wird, durch, wonach diese Verarbeitung endet.
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16 ist ein Ablaufdiagramm der oben beschriebenen Verarbeitung 2 (Verarbeitung zur Aufzeichnung der Geschichte).
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Schritt SE01: Die Steuerung bestimmt, ob eine Verarbeitung zur Aufzeichnung einer Geschichtsinformation hinsichtlich des Ergebnisses der Feststellung des Zustands der Ablagerung/Anhaftung von Spänen an der Spanabfuhrvorrichtung 1 vorgenommen werden soll oder nicht. Die Ausführung der Verarbeitung zur Aufzeichnung der Geschichtsinformation hinsichtlich des Feststellungsergebnisses kann zum Beispiel durch eine Parametereinstellung umschaltbar gestaltet sein, so dass die Entscheidung, ob die Verarbeitung zur Aufzeichnung der Geschichtsinformation hinsichtlich des Feststellungsergebnisses vorgenommen werden soll oder nicht, durch den Parametereinstellzustand erfolgen kann. Wenn die Verarbeitung zur Aufzeichnung der Geschichtsinformation hinsichtlich des Feststellungsergebnisses vorgenommen werden soll, geht die Verarbeitung zu Schritt SE02 über. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt SE03 über.
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Schritt SE02: Die Steuerung 5 zeichnet die Geschichtsinformation hinsichtlich des Ergebnisses der Feststellung des Zustands der Ablagerung/Anhaftung der Späne an der Spanabfuhrvorrichtung 1 in einem nichtflüchtigen Speicher, einer externen Speichervorrichtung oder dergleichen auf.
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Schritt SE03: Die Steuerung 5 bestimmt, ob eine Verarbeitung zur Aufzeichnung einer Geschichtsinformation hinsichtlich des vorgenommenen Reinigungsverfahrens vorgenommen werden soll oder nicht. Die Ausführung der Verarbeitung zur Aufzeichnung der Geschichtsinformation hinsichtlich des vorgenommenen Reinigungsverfahrens kann zum Beispiel durch eine Parametereinstellung umschaltbar gestaltet sein, so dass die Entscheidung, ob die Verarbeitung zur Aufzeichnung der Geschichtsinformation hinsichtlich des vorgenommenen Reinigungsverfahrens vorgenommen werden soll oder nicht, durch den Parametereinstellzustand erfolgen kann. Wenn die Verarbeitung zur Aufzeichnung der Geschichtsinformation hinsichtlich des vorgenommenen Reinigungsverfahrens vorgenommen werden soll, geht die Verarbeitung zu Schritt SE04 über. Wenn nicht, endet diese Verarbeitung.
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Schritt SE04: Die Steuerung 5 zeichnet die Geschichtsinformation hinsichtlich des vorgenommenen Reinigungsverfahrens in dem nichtflüchtigen Speicher, der externen Speichervorrichtung oder dergleichen auf, wonach die Verarbeitung endet.
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17 ist ein Ablaufdiagramm der oben beschriebenen Verarbeitung 3 (Verarbeitung zur erneuten Reinigung).
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Schritt SF01: Die Steuerung 5 identifiziert den Verbleibszustand der Späne durch Identifizieren des Belastungszustands oder dergleichen des Spanverbleibszustandsüberwachungsmechanismus und des Synchronmotors 2, und bestimmt, ob die Menge der verbliebenen Späne innerhalb einer Toleranz liegt oder nicht. Wenn die Menge der verbliebenen Späne innerhalb der Toleranz liegt, endet diese Verarbeitung. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt SF02 über.
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Schritt SF02: Die Steuerung 5 bestimmt, ob die verbliebenen Späne durch die Spanabfuhrvorrichtung 1 entfernt werden können oder nicht. Bei der Entfernbarkeitsbestimmung können die verbliebenen Späne zum Beispiel als nicht entfernbar bestimmt werden, wenn sich die Menge der verbliebenen Späne vor und nach der Ausführung der Reinigung nicht verändert, oder wenn die Späne nach einer Wiederholung der Reinigung für eine bestimmte Anzahl von Malen nicht entfernt werden können. Wenn bestimmt wird, dass die Späne durch die Spanabfuhrvorrichtung 1 entfernt werden können, geht die Verarbeitung zu Schritt SF03 über. Wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt SF05 über.
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Schritt SF03: Die Steuerung 5 steuert den Synchronmotor 2, um den in Schritt SF01 identifizierten Bereich der Spanabfuhrvorrichtung 1, von dem angenommen wird, dass Späne verblieben sind, an die Position zur Reinigung durch den Reinigungsmechanismus 7 zu bewegen.
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Schritt SF04: Die Steuerung 5 steuert den Reinigungsmechanismus 7, um das Beseitigen (Entfernen) der verbliebenen Späne vorzunehmen, wonach die Verarbeitung zu Schritt SF01 übergeht.
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Schritt SF05: Die Steuerung 5 hält den Betrieb der Spanabfuhrvorrichtung 1 an.
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Schritt SF06: Die Steuerung 5 setzt einen Betreiber durch eine Anzeige an einer Anzeigevorrichtung, einen Ton, eine Leuchte oder dergleichen von der Notwendigkeit einer Reinigung von Hand in Kenntnis, wonach diese Verarbeitung endet.
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Obwohl hier eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann sie passend abgewandelt und in verschiedenen Formen ausgeführt werden.
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Obwohl zum Beispiel in Verbindung mit der obigen Ausführungsform ein Reinigungsmechanismus 7, der ein Reinigungsmittel wie etwa eine Wischeinheit, eine Abzugseinheit und eine Absaug/Ansaugdüse umfasst, beschrieben wurde, kann der Reinigungsmechanismus 7 alternativ unter Verwendung eines Abstreifers, einer Bürste oder irgendeines anderen Reinigungsmittels aufgebaut werden. Überdies kann der Reinigungsmechanismus 7 durch Kombinieren von mehreren Reinigungsmitteln aufgebaut werden.
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Als Antriebsquelle für die Spanabfuhrvorrichtung 1 kann anstelle des Synchronmotors 2 ein Induktionsmotor mit einem Umdrehungsdetektor und einem Inverter verwendet werden. Überdies kann statt dessen eine Antriebsquelle für einen einfachen Betrieb mit konstanter Geschwindigkeit und konstanter Zeit verwendet werden. In diesem Fall sollte nur ein Mechanismus zum Ausgleichen einer Verschiebung von dem Betrieb des Reinigungsmechanismus 7 bereitgestellt werden, damit eine Abweichung, falls vorhanden, zwischen der Spanabfuhrvorrichtung 1 und dem Reinigungsmechanismus 7 ausgeglichen werden kann.
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Verfahren zur Bestimmung, ob die Reinigung vorgenommen werden soll oder nicht, umfassen das Verfahren, beim dem die verbliebenen Späne durch die Bildaufnahmevorrichtung detektiert werden, und das Verfahren, bei dem angenommen wird, dass Späne verblieben sind, wenn ein vorgeschriebener Wert an einer bestimmten Position um einen vorgeschriebenen Wert überschritten wird. Neben diesen Verfahren kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem bestimmt wird, dass eine Ausführung der Reinigung nötig ist, wenn die Belastung in dem Synchronmotor 2 stets den vorgeschriebenen Wert übersteigt oder mit einer vorherbestimmten oder höheren Rate schwankt.
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Während nach der oben beschriebenen Ausführungsform beispielhaft der Reflektor verwendet wird, um den Ablagerungszustand der Späne zu erkennen, kann für den Reflektor neben einem Planspiegel auch ein Konvex- oder Konkavspiegel verwendet werden. In diesem Fall kann eine Konvexlinse verwendet werden, um den Zustand der verbliebenen Späne an einer Position, die nur durch die Auflösung der Bildaufnahmevorrichtung allein nicht leicht erkannt werden kann, zu erkennen, wodurch die Erkennungsgenauigkeit verbessert wird. Alternativ kann eine Konkavlinse verwendet werden, so dass ein weiter Bereich erkannt werden kann, ohne die kurze Bewegungsstrecke der Bildaufnahmevorrichtung zu vergrößern. Darüber hinaus können mehrere Reflektoren oder Refraktoren verwendet werden oder können ein Reflektor und ein Refraktor in Kombination miteinander verwendet werden.
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Überdies kann die Steuerung 5 so ausgebildet sein, dass sie ein Reinigungsverfahren, das sich von dem vorher vorgenommenen Reinigungsverfahren unterscheidet, vornimmt, wenn sie nach dem Identifizieren des Ergebnisses der Reinigung die Vornahme einer weiteren Reinigung bestimmt. Wenn die Späne trotz der Verwendung des Reinigungsmechanismus, der die Abzugseinheit umfasst, nicht entfernt werden können, kann zum Beispiel eine derartige Steuerung vorgenommen werden, dass für die erneute Reinigung ein Reinigungsmechanismus mit einer Absaugdüse, die ein Fluid wie etwa ein Arbeitsfluid absaugt, verwendet wird.
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Obwohl hier Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann sie passend abgewandelt und in verschiedenen Formen ausgeführt werden.
