DE102017009398A1

DE102017009398A1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102017009398A1
Application number: DE102017009398.9A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Hoshino
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2018-04-12
Anticipated expiration: 2037-10-11
Also published as: CN107914178A; JP6438445B2; CN107914178B; JP2018062018A; DE102017009398B4; US20180099420A1; CN208099924U; US10486315B2

Abstract

Eine Werkzeugmaschine (10) umfasst: eine Außenabdeckung (24) zum Abdecken eines Bearbeitungsbereichs (A), in dem ein Werkstück (W) auf einem Spanntisch (18) von einem Bearbeitungswerkzeug (14) bearbeitet wird; einen innerhalb der Außenabdeckung (24) angeordneten und zum Austauschen des Werkstücks (W) auf dem Spanntisch (18) ausgebildeten Gelenkroboter (26); eine zum Steuern einer Haltung des Gelenkroboters (26) und eines Koordinatenpunkts, an dem eine Hand (30) des Gelenkroboters (26) positioniert wird, ausgebildete Steuerung (28); und eine innerhalb der Außenabdeckung (24) angeordnete und zum Entfernen von verstreutem Material, das während der Bearbeitung des Werkstücks (W) erzeugt wurde und an wenigstens der Hand (30) anhaftet, wenn der Gelenkroboter (26) in eine vorgegebene Haltung gebracht wird oder wenn die Hand (30) an einen vorgegebenen Koordinatenpunkt bewegt wird, ausgebildete Luftdüse (32a).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks.
Beschreibung des Stands der Technik:
Die japanische offengelegte Patentschrift Nr. 05-301142 offenbart eine Werkzeugmaschine mit einer Übergabevorrichtung zum Befördern eines Werkstücks von einem Werkstückmagazin zu einer Montagespannvorrichtung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß dem Verfahren der japanischen offengelegten Patentschrift Nr. 05-301142 kann, da die Werkzeugmaschine eine automatische Übergabemaschine (Übergabevorrichtung) umfasst, aus der Werkstückbearbeitung resultierendes verstreutes Material wie Späne, Schneidflüssigkeit usw. an der automatischen Übergabemaschine anhaften. Wenn die Hand (Greifer) der automatischen Übergabemaschine mit daran haftendem verstreuten Material versucht, ein Werkstück zu halten, besteht die Gefahr, dass das Werkstück abrutscht und die Hand das Werkstück nicht greifen kann.
Die vorliegende Erfindung soll das vorhergehende Problem lösen; daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung im Bereitstellen einer Werkzeugmaschine, die eine Hand einer innerhalb einer Außenabdeckung installierten automatischen Übergabemaschine zum zuverlässigen Greifen eines Werkstücks veranlassen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Werkzeugmaschine: eine Außenabdeckung zum Abdecken eines Bearbeitungsbereichs, in dem ein Werkstück auf einem Spanntisch von einem Bearbeitungswerkzeug bearbeitet wird; eine innerhalb der Außenabdeckung angeordnete und zum Austauschen des Werkstücks auf dem Spanntisch ausgebildete automatische Übergabemaschine; eine zum Steuern einer Haltung der automatischen Übergabemaschine und eines Koordinatenpunkts, an dem eine Hand der automatischen Übergabemaschine positioniert wird, ausgebildete Steuereinheit; und eine innerhalb der Außenabdeckung angeordnete und zum Entfernen von verstreutem Material, das während der Bearbeitung des Werkstücks erzeugt wurde und an wenigstens der Hand anhaftet, wenn die automatische Übergabemaschine in eine vorgegebene Haltung gebracht wird oder wenn die Hand an einen vorgegebenen Koordinatenpunkt bewegt wird, ausgebildete Entfernungseinheit. Diese Konfiguration ermöglicht der Hand das zuverlässige Greifen des Werkstücks.
Dabei kann die Entfernungseinheit eine zum Verwenden eines Fluids zum Entfernen des an wenigstens der Hand haftenden verstreuten Materials ausgebildete Fluidstromerzeugereinheit sein. Dies ermöglicht das zuverlässige Greifen des Werkstücks mit der Hand.
Ferner kann ein Rückzugsbereich, in den sich die automatische Übergabemaschine während der Bearbeitung des Werkstücks zurückzieht, innerhalb der Außenabdeckung angeordnet sein, die Steuereinheit kann ausgebildet sein, wenigstens die Hand im Rückzugsbereich zu positionieren, während das Werkstück bearbeitet wird, und die Fluidstromerzeugereinheit ist zum Entfernen des an der Hand haftenden verstreuten Materials durch das Verwenden des Fluids, wenn sich die Hand vom Bearbeitungsbereich zum Rückzugsbereich bewegt oder wenn sich die Hand vom Rückzugsbereich zum Bearbeitungsbereich bewegt, ausgebildet. Dadurch kann das an der Hand haftende verstreute Material entfernt werden, bevor die Hand das Werkstück greift, so dass das Werkstück zuverlässig von der Hand gegriffen werden kann.
Die Werkzeugmaschine kann ferner umfassen: in der Außenabdeckung einen zum Halten der Hand, die von der automatischen Übergabemaschine gelöst wurde, ausgebildeten Handhalter; und einen zum Halten der Fluidstromerzeugereinheit, die von der automatischen Übergabemaschine gelöst wurde, ausgebildeten Fluidstromerzeugereinheit-Halter. Ferner kann die Steuereinheit zum Lösen der Hand von der automatischen Übergabemaschine und Veranlassen des Handhalters zum Halten der Hand ausgebildet und ebenfalls zum Lösen der Fluidstromerzeugereinheit vom Fluidstromerzeugereinheit-Halter und Befestigen der Fluidstromerzeugereinheit an der automatischen Übergabemaschine ausgebildet sein, und die Fluidstromerzeugereinheit kann im Zustand der Befestigung an der automatischen Übergabemaschine zum Entfernen des an der Hand haftenden verstreuten Materials durch Verwenden des Fluids ausgebildet sein. Diese Konfiguration ermöglicht das Entfernen von verstreutem Material von der Hand, während die automatische Übergabemaschine wartet, ohne ein Austauschen von Werkstücken durchzuführen. Somit kann die Zeit zum Austauschen von Werkstücken verkürzt werden.
Die Entfernungseinheit kann eine zum Entfernen des an wenigstens der Hand haftenden verstreuten Materials durch Verwenden eines elektrischen Felds oder eines magnetischen Felds ausgebildete Einheit zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds sein. Diese Konfiguration ermöglicht der Hand das zuverlässige Greifen des Werkstücks.
Ferner kann ein Rückzugsbereich, in den sich die automatische Übergabemaschine während der Bearbeitung des Werkstücks zurückzieht, innerhalb der Außenabdeckung angeordnet sein, die Steuereinheit kann ausgebildet sein, wenigstens die Hand im Rückzugsbereich zu positionieren, während das Werkstück bearbeitet wird, und die Einheit zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds kann zum Entfernen des an der Hand haftenden verstreuten Materials durch das Verwenden des elektrischen Felds oder magnetischen Felds, wenn sich die Hand vom Bearbeitungsbereich zum Rückzugsbereich bewegt oder wenn sich die Hand vom Rückzugsbereich zum Bearbeitungsbereich bewegt, ausgebildet sein. Dadurch kann das an der Hand haftende verstreute Material entfernt werden, bevor die Hand das Werkstück greift, so dass das Werkstück zuverlässig von der Hand gegriffen werden kann.
Ferner kann die Entfernungseinheit ein zum Entfernen des an wenigstens der Hand haftenden verstreuten Materials ausgebildeter Wischer sein. Diese Konfiguration ermöglicht das Entfernen des an der Hand haftenden verstreuten Materials mit einer einfachen Struktur.
Somit ermöglicht die vorliegende Erfindung der Hand der innerhalb der Außenabdeckung angeordneten automatischen Übergabemaschine das zuverlässige Greifen des Werkstücks.
Die vorhergehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in der eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch illustrative Beispiele dargestellt ist, klarer.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Werkzeugmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Werkzeugmaschine der ersten Ausführungsform.
3 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Werkzeugmaschine einer zweiten Ausführungsform.
4 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Werkzeugmaschine einer dritten Ausführungsform.
5 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Werkzeugmaschine einer vierten Ausführungsform.
6 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Entfernen von verstreutem Material mit einer Luftdüse der vierten Ausführungsform.
7 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Werkzeugmaschine einer fünften Ausführungsform.
8 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels eines Verfahrens zum Entfernen von verstreutem Material mit einem Wischer der fünften Ausführungsform.
9 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels eines Verfahrens zum Entfernen von verstreutem Material mit einem Wischer der fünften Ausführungsform.
10 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Werkzeugmaschine einer sechsten Ausführungsform.
11 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels eines Verfahrens zum Entfernen von verstreutem Material mit einem Wischer der sechsten Ausführungsform.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend ist eine Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung durch Beschreiben der bevorzugten Ausführungsformen in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
[Erste Ausführungsform]
[Gesamtstruktur der Werkzeugmaschine]
1 und 2 zeigen schematische Konfigurationsdiagramme einer Werkzeugmaschine 10. 1 zeigt einen Zustand, in dem ein Werkstück W von der Werkzeugmaschine 10 bearbeitet wird. 2 zeigt einen Zustand, in dem das Werkstück W nicht von der Werkzeugmaschine 10 verarbeitet wird. Die Werkzeugmaschine 10 der ersten Ausführungsform ist ein Bearbeitungszentrum mit einem automatischen Werkzeugwechsler 12. In der Werkzeugmaschine 10 wird eine Mehrzahl von Bearbeitungswerkzeugen 14 vom automatischen Werkzeugwechsler 12 automatisch gewechselt, um mehrere Schneidprozesse am Werkstück W durchzuführen. Die Werkzeugmaschine 10 umfasst den automatischen Werkzeugwechsler 12, ein Bett 16, einen Spanntisch 18, einen Spindelkopf 20, eine Säule 22, eine Außenabdeckung 24, einen Gelenkroboter (eine automatische Übergabemaschine) 26 und eine Steuerung (Steuereinheit) 28.
Der Spanntisch 18 ist auf der Oberseite des Betts 16 angeordnet. Der Spanntisch 18 ist so ausgebildet, dass er in Bezug auf das Bett 16 in horizontaler Richtung beweglich ist, und wird von einem Kugelspindelmechanismus und einem Servomotor (nicht dargestellt) in eine gewünschte Position bewegt. Das Werkstück W wird auf der Oberseite des Spanntischs 18 befestigt.
Der Spindelkopf 20 und der automatische Werkzeugwechsler 12 werden von der Säule 22 gestützt, so dass sie in vertikaler Richtung beweglich sind. Ein Kugelspindelmechanismus (nicht dargestellt) ist am Verbindungsabschnitt zwischen Spindelkopf 20 und Säule 22 angeordnet. Der Spindelkopf 20 und der automatische Werkzeugwechsler 12 bewegen sich gemeinsam, wenn der Servomotor 36 den Kugelspindelmechanismus antreibt.
Ein Bearbeitungswerkzeug 14 ist an einer Spindel (nicht dargestellt) des Spindelkopfs 20 befestigt. Das an der Spindel befestigte Bearbeitungswerkzeug 14 wird vom automatischen Werkzeugwechsler 12 entsprechend den Bearbeitungsschritten automatisch gewechselt. Während des Drehens der Spindel bearbeitet das Bearbeitungswerkzeug 14 das Werkstück W spanend. Durch das Steuern der horizontalen Bewegung des Spanntischs 18 und der vertikalen Bewegung des Spindelkopfs 20 kann das Werkzeug W in eine gewünschte Form spanend bearbeitet werden.
Automatischer Werkzeugwechsler 12, Spanntisch 18, Spindelkopf 20 und Säule 22 sind von einer Außenabdeckung 24 abgedeckt. Die Außenabdeckung 24 ist angeordnet, um zu verhindern, dass von der Werkzeugmaschine 14, die das Werkstück W bearbeitet, erzeugte Späne, Schneidflüssigkeit usw. (nachfolgend als „verstreutes Material” bezeichnet) von der Außenabdeckung 24 nach außen verstreut werden. Ferner verhindert die Außenabdeckung 24 den Kontakt zwischen dem Bediener und den Elementen in Drehung wie die Werkzeugmaschine 14 während der Bearbeitung des Werkstücks W.
Der Gelenkroboter 26 ist in der Außenabdeckung 24 angeordnet. Der Gelenkroboter 26 tauscht die Werkstücke W auf dem Spanntisch 18 aus. Der Gelenkroboter 26 weist einen Arm 26a auf und ist an der Außenabdeckung 24 über einen Sockel 26b befestigt. Am distalen Ende des Arms 26a ist eine Hand 30 befestigt. Die Hand 30 kann das Werkstück W greifen und der Gelenkroboter 26 kann das von der Hand 30 gehaltene Werkstück W in eine gewünschte Position bewegen. Die Außenabdeckung 24 weist eine nicht dargestellte Tür zum Öffnen/Schließen auf. Der Gelenkroboter 26 nimmt das bearbeitete Werkstück W vom Spanntisch 18 ab und befördert es durch die Tür der Außenabdeckung 24 nach außen. Der Gelenkroboter 26 bringt ein weiteres unbearbeitetes Werkstück W durch die Tür der Außenabdeckung 24 nach innen und setzt das Werkstück W auf den Spanntisch 18. Der Gelenkroboter 26 kann ausgebildet sein, das bearbeitete Werkstück W in die Außenabdeckung 24 zu setzen und ein unbearbeitetes Werkstück W, das in die Außenabdeckung 24 gesetzt wurde, auf den Spanntisch 18 zu setzen.
Das Innere der Außenabdeckung 24 umfasst einen Bearbeitungsbereich A, der einen Bereich darstellt, in dem das Werkstück W vom Bearbeitungswerkzeug 14 bearbeitet wird, und einen Rückzugsbereich, der einen Bereich darstellt, in den sich der Gelenkroboter 26 zurückzieht, während das Werkstück W bearbeitet wird. Der Rückzugsbereich B ist angrenzend an den Bearbeitungsbereich A angeordnet. Der Gelenkroboter 26 ist an der Seitenfläche der Außenabdeckung 24 im Rückzugsbereich B befestigt. Beim Austauschen von Werkstücken W fährt der Gelenkroboter 26 den Arm 26a vom Rückzugsbereich B zum Bearbeitungsbereich A aus und die Hand 30 führt Operationen im Bearbeitungsbereich A durch (siehe 2). Wenn das Werkstück W bearbeitet wird, fährt der Gelenkroboter 26 den Arm 26a und die Hand 30 in den Rückzugsbereich B ein (siehe 1).
Die Steuerung 28 steuert die Haltung des Arms 26a und die Koordinaten der Position, an der die Hand 30 angeordnet ist. Als Reaktion auf Steuersignale von der Steuerung 28 nimmt der Arm 26a eine gewünschte Haltung ein und bewegt die Hand 30 in eine gewünschte Position.
[Konfiguration der Luftpumpe]
Die Werkzeugmaschine 10 umfasst ferner eine Luftpumpe 32. Die Luftpumpe 32 ist über Rohrleitungen mit einer Luftdüse (Entfernungseinheit, Fluidstrom-Erzeugereinheit) 32a verbunden. Die Luftdüse 32a ist an der Oberseite der Außenabdeckung 24 befestigt. Die Luftdüse 32a ist im Rückzugsbereich B der Außenabdeckung 24 näher am Bearbeitungsbereich A angeordnet, so dass Luft nach unten ausgestoßen werden kann. Wenn sich der Arm 26a und die Hand 30 vom Rückzugsbereich B zum Bearbeitungsbereich A bewegen oder wenn sie sich vom Bearbeitungsbereich A zum Rückzugsbereich B bewegen, treibt die Steuerung 28 die Luftpumpe 32 an, so dass Luft durch den Arm 26a und die Hand 30 geblasen wird, die unter der Luftdüse 32a passieren. Dadurch wird das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material entfernt.
[Funktionsweise und Wirkung]
In der Werkzeugmaschine 10 der ersten Ausführungsform ist der Gelenkroboter 26 in der Außenabdeckung 24 mit dem Bearbeitungsbereich A für das Bearbeiten von Werkstücken W angeordnet. Das Anordnen des Gelenkroboters 26 in der Außenabdeckung 24 ermöglicht das schnelle Austauschen des Werkstücks W auf dem Spanntisch 18 im Vergleich zum Fall, in dem der Gelenkroboter 26 außerhalb der Außenabdeckung 24 angeordnet ist, und verringert den Installationsplatz der gesamten Werkzeugmaschine 10 umfassend den Gelenkroboter 26.
Im Inneren der Außenabdeckung 24 werden aber Späne, Schneidflüssigkeit und andere Materialien während der Bearbeitung des Werkstücks W verstreut, so dass das verstreute Material gegebenenfalls an Arm 26a und Hand 30 anhaftet. Wenn die Hand 30 mit daran haftendem verstreuten Material versucht, das Werkstück W zu greifen, besteht die Gefahr, dass das Werkstück W abrutscht und die Hand 30 das Werkstück W nicht zuverlässig greifen kann. Ferner besteht beim Greifen des Werkstücks W mit der Hand 30 die Gefahr, dass das an der Hand 30 haftende verstreute Material das Werkstück W beschädigt. Ferner kann, wenn an Arm 26a und/oder Hand 30 verstreutes Material haften gelassen wird, die Korrosion von Arm 26a und Hand 30 beschleunigt werden.
Daher ist in der ersten Ausführungsform die Luftdüse 32a innerhalb der Außenabdeckung 24 angeordnet und die Steuerung 28 treibt die Luftpumpe 32 an, um Luft zu Arm 26a und Hand 30 von der Luftdüse 32a zu blasen. Somit kann das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material entfernt werden. Dementsprechend kann das Werkzeug W zuverlässig von der Hand 30 gegriffen werden. Ferner kann diese Konfiguration das Verursachen von Schäden am Werkstück W verhindern, wenn die Hand 30 das Werkstück W greift. Darüber hinaus kann eine Korrosion von Arm 26a und Hand 30 verhindert werden.
Ferner treibt in der ersten Ausführungsform, wenn sich die Hand 30 vom Rückzugsbereich B zum Bearbeitungsbereich A bewegt oder wenn sie sich vom Bearbeitungsbereich A zum Rückzugsbereich B bewegt, die Steuerung 28 die Luftpumpe 32 an, so dass Luft durch die Luftdüse 32a zur Hand 30 geblasen wird. Dadurch kann das an der Hand 30 haftende verstreute Material entfernt werden, bevor die Hand 30 das Werkstück W greift, so dass das Werkstück W zuverlässig von der Hand 30 gegriffen werden kann. Ferner kann diese Konfiguration das Verursachen von Schäden am Werkstück W verhindern, wenn das Werkzeug W von der Hand 30 gegriffen wird.
[Zweite Ausführungsform]
In der zweiten Ausführungsform wird ein elektrisches Feld zwischen einem Pluspol (Entfernungseinheit, Einheit zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds) 34a und einem Minuspol (Entfernungseinheit, Einheit zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds) 34b eines Erzeugers eines elektrischen Felds 34 erzeugt, um das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material dadurch zu entfernen. Nachfolgend ist die zweite Ausführungsform beschrieben, wobei die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Komponenten wie in der ersten Ausführungsform verwendet werden, ohne eine ausführliche Beschreibung zu liefern.
[Konfiguration des Erzeugers eines elektrischen Felds]
3 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Werkzeugmaschine 10. Der Erzeuger eines elektrischen Felds 34 weist einen Pluspol 34a und einen Minuspol 34b auf. Der Erzeuger eines elektrischen Felds 34 besteht aus einer Stromquelle, einem Wechselrichter u. Ä., und wird von der Steuerung 28 gesteuert, um eine Spannungsdifferenz zwischen dem Pluspol 34a und dem Minuspol 34b zu erzeugen, so dass ein elektrisches Feld zwischen dem Pluspol 34a und dem Minuspol 34b erzeugt wird. Der Pluspol 34a und der Minuspol 34b sind nahe dem Bearbeitungsbereich A im Rückzugsbereich B der Außenabdeckung 24 angeordnet. Der Pluspol 34a ist an der Oberseite der Außenabdeckung 24 befestigt und der Minuspol 34b ist an der Unterseite der Außenabdeckung 24 befestigt. Die Installationspositionen des Pluspols 34a und des Minuspols 34b können umgekehrt werden.
Wenn sich der Arm 26a und die Hand 30 vom Rückzugsbereich B zum Bearbeitungsbereich A bewegen oder wenn sie sich vom Bearbeitungsbereich A zum Rückzugsbereich B bewegen, treibt die Steuerung 28 den Erzeuger eines elektrischen Felds 34 an, um ein elektrisches Feld zwischen dem Pluspol 34a und dem Minuspol 34b zu erzeugen. Da beim Bearbeiten des Werkstücks W verstreute Späne elektrisch geladen werden, wenn sich der Arm 26a und die Hand 30 durch das zwischen dem Pluspol 34a und dem Minuspol 34b erzeugte elektrische Feld bewegen, werden die an Arm 26a und Hand 30 haftenden Späne vom Pluspol 34a oder Minuspol 34b angezogen.
[Funktionsweise und Wirkung]
In der zweiten Ausführungsform sind der Pluspol 34a und der Minuspol 34b innerhalb der Außenabdeckung 24 angeordnet und die Steuerung 28 treibt den Erzeuger eines elektrischen Felds 34 an, um ein elektrisches Feld zwischen dem Pluspol 34a und dem Minuspol 34b zu erzeugen. Somit kann das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material entfernt werden. Daher kann die Hand 30 das Werkstück W zuverlässig greifen. Ferner kann diese Konfiguration das Verursachen von Schäden am Werkstück W verhindern, wenn die Hand 30 das Werkstück W greift. Darüber hinaus kann eine Korrosion von Arm 26a und Hand 30 verhindert werden.
In der zweiten Ausführungsform wird, wenn sich die Hand 30 vom Rückzugsbereich B zum Bearbeitungsbereich A bewegt oder wenn sie sich vom Bearbeitungsbereich A zum Rückzugsbereich B bewegt, ein elektrisches Feld zwischen dem Pluspol 34a und dem Minuspol 34b des Erzeugers eines elektrischen Felds 34 erzeugt. Dadurch kann das an der Hand 30 haftende verstreute Material entfernt werden, bevor die Hand 30 das Werkstück W greift, so dass die Hand 30 zuverlässig das Werkstück W greifen kann. Ferner kann diese Konfiguration das Verursachen von Schäden am Werkstück W verhindern, wenn das Werkzeug W von der Hand 30 gegriffen wird.
[Dritte Ausführungsform]
In der dritten Ausführungsform wird von einer Luftdüse 32a ausgestoßene Luft und ein von einem Erzeuger eines elektrischen Felds 34 erzeugtes elektrisches Feld zum Entfernen von an einem Arm 26a und einer Hand 30 haftendem verstreuten Material verwendet. Nachfolgend ist die dritte Ausführungsform beschrieben, wobei die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Komponenten wie in der ersten und zweiten Ausführungsform verwendet werden, ohne eine ausführliche Beschreibung zu liefern.
[Konfiguration der Luftpumpe und des Erzeugers eines elektrischen Felds]
4 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Werkzeugmaschine 10. Die Luftpumpe 32 weist eine Luftdüse 32a auf. Die Luftdüse 32a ist innerhalb der Außenabdeckung 24 angeordnet und von der Luftpumpe 32 zugeführte Luft wird von der Luftdüse 32a ausgestoßen. Die Luftpumpe 32 wird von der Steuerung 28 gesteuert. Die Luftdüse 32a ist im Rückzugsbereich B der Außenabdeckung 24 an einer Position nahe dem Bearbeitungsbereich A angeordnet. Die Luftdüse 32a ist an der Oberseite der Außenabdeckung 24 befestigt, um Luft nach unten zu blasen.
Der Erzeuger eines elektrischen Felds 34 weist den Pluspol 34a und den Minuspol 34b auf. Der Erzeuger eines elektrischen Felds 34 besteht aus einer Stromquelle, einem Wechselrichter u. Ä und wird von der Steuerung 28 gesteuert, um eine Spannungsdifferenz zwischen dem Pluspol 34a und dem Minuspol 34b zu erzeugen und dadurch ein elektrisches Feld zwischen dem Pluspol 34a und dem Minuspol 34b zu erzeugen. Pluspol 34a und Minuspol 34b sind im Rückzugsbereich B der Außenabdeckung 24 an einer Position näher am Bearbeitungsbereich A angeordnet. Der Pluspol 34a ist an der Oberseite der Außenabdeckung 24 befestigt und der Minuspol 34b ist an der Unterseite der Außenabdeckung 24 befestigt. Die Installationspositionen des Pluspols 34a und des Minuspols 34b können umgekehrt werden.
Wenn sich der Arm 26a und die Hand 30 vom Rückzugsbereich B zum Bearbeitungsbereich A bewegen oder wenn sie sich vom Bearbeitungsbereich A zum Rückzugsbereich B bewegen, treibt die Steuerung 28 die Luftpumpe 32 an, so dass Luft durch den Arm 26a und die Hand 30 geblasen wird, die unter der Luftdüse 32a passieren. Wenn sich der Arm 26a und die Hand 30 vom Rückzugsbereich B zum Bearbeitungsbereich A bewegen oder wenn sie sich vom Bearbeitungsbereich A zum Rückzugsbereich B bewegen, treibt ferner die Steuerung 28 den Erzeuger eines elektrischen Felds 34 an, um ein elektrisches Feld zwischen dem Pluspol 34a und dem Minuspol 34b zu erzeugen. Dadurch wird das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material entfernt.
[Funktionsweise und Wirkung]
In der dritten Ausführungsform treibt, wenn sich die Hand 30 vom Rückzugsbereich B zum Bearbeitungsbereich A bewegt oder wenn sie sich vom Bearbeitungsbereich A zum Rückzugsbereich B bewegt, die Steuerung 28 die Luftpumpe 32 an, um Luft von der Luftdüse 32a zur Hand 30 zu blasen, und gleichzeitig treibt die Steuerung 28 den Erzeuger eines elektrischen Felds 34 an, um ein elektrisches Feld zwischen dem Pluspol 34a und dem Minuspol 34b zu erzeugen. Dadurch kann das an der Hand 30 haftende verstreute Material entfernt werden, bevor die Hand 30 das Werkstück W greift, so dass die Hand 30 zuverlässig das Werkstück W greifen kann.
[Vierte Ausführungsform]
Die vierte Ausführungsform ist so konstruiert, dass, wenn die Hand 30 von der Außenabdeckung 24 gehalten wird, Luft von der Luftdüse 32a, die am Gelenkroboter 26 befestigt ist, ausgestoßen wird, um das an der Hand 30 haftende verstreute Material zu entfernen.
[Konfiguration der Außenabdeckung]
5 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Werkzeugmaschine 10. Die Außenabdeckung 24 weist einen Handhalter 46 zum Halten der Hand 30 und einen Düsenhalter 48 zum Halten der Luftdüse 32a auf. Die Steuerung 28 steuert den Gelenkroboter 26 zum Bewegen der am distalen Ende des Arms 26a befestigten Hand 30 oder Luftdüse 32a zum Handhalter 46 oder Düsenhalter 48, so dass die Hand 30 oder die Luftdüse 32a am Handhalter 46 oder Düsenhalter 48 gehalten wird. Die Steuerung 28 steuert den Gelenkroboter 26, um die Hand 30 vom Handhalter 46 zu lösen oder die Luftdüse 32a von Düsenhalter 48 zu lösen und die Hand 30 oder die Luftdüse 32a am distalen Ende des Arms 26a zu befestigen.
6 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Entfernen von verstreutem Material mit der Luftdüse 32a. Zunächst steuert die Steuerung 28 den Gelenkroboter 26 so, dass die Hand 30 vom Arm 26a gelöst wird und anschließend am Handhalter 46 gehalten wird. Anschließend steuert die Steuerung 28 den Gelenkroboter 26 so, dass die Luftdüse 32a vom Düsenhalter 48 gelöst wird und danach die Luftdüse 32a am distalen Ende des Arms 26a befestigt wird. Danach bewirkt die Steuerung 28, dass der Gelenkroboter 26 die Luftdüse 32a nahe an die Hand 30 bewegt und das an der Hand 30 haftende verstreute Material mit von der Luftdüse 32a ausgestoßener Luft wegbläst. In der vierten Ausführungsform erfolgt das Entfernen des an der Hand 30 haftenden verstreuten Materials mit von der Luftdüse 32a ausgestoßener Luft nach dem Abschluss der Bearbeitung des Werkstücks W und vor dem Austauschen des Werkstücks W auf dem Spanntisch 18. Der Zeitpunkt des Entfernens von verstreutem Material ist aber nicht besonders eingeschränkt.
[Funktionsweise und Wirkung]
In der vierten Ausführungsform steuert die Steuerung 28 den Gelenkroboter 26 so, dass die am Arm 26a befestigte Hand 30 am Handhalter 46 gehalten wird und Luftdüse 32a am Arm 26a befestigt ist. Anschließend wird, da die Luftdüse 32a Luft ausstößt, das an der Hand 30 haftende verstreute Material entfernt. Auf diese Weise kann verstreutes Material von der Hand 30 entfernt werden, während der Gelenkroboter 26 wartet, ohne ein Austauschen von Werkstücken W durchzuführen. Somit kann die Zeit zum Austauschen von Werkstücken W verkürzt werden.
[Fünfte Ausführungsform]
In der fünften Ausführungsform ist eine Schutzabdeckung 42 zum Schützen einer Hand 30 vor verstreutem Material angeordnet und ein Wischer (Entfernungseinheit) 40 ist auf der Schutzabdeckung 42 angeordnet. Der Wischer 40 entfernt das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material. Nachfolgend ist die fünfte Ausführungsform beschrieben, wobei die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Komponenten wie in der ersten bis vierten Ausführungsform verwendet werden, ohne eine ausführliche Beschreibung zu liefern.
[Konfiguration der Schutzabdeckung]
7 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Werkzeugmaschine 10. Die Schutzabdeckung 42 ist an der Oberseite der Außenabdeckung 24 im Rückzugsbereich B innerhalb der Außenabdeckung 24 angeordnet. Die Schutzabdeckung 42 weist einen Verstauabschnitt 42a mit einem Hohlraum darin und eine Öffnung 42b, die eine Verbindung zwischen dem Verstauabschnitt 42a und dem Äußeren herstellt, auf. Der Verstauabschnitt 42a ist so ausgebildet, dass er die von der Öffnung 42b eingeführte Hand 30 aufnehmen kann. Der Verstauabschnitt 42a muss mindestens die Hand 30 aufnehmen und kann ebenfalls einen Teil des Arms 26a aufnehmen.
Während der Bearbeitung des Werkstücks W steuert die Steuerung 28 den Gelenkroboter 26 so, dass dieser die Hand 30 in den Verstauabschnitt 42a der Schutzabdeckung 42 einführt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Hand 30 von der Schutzabdeckung 42 umhüllt. Dadurch wird verhindert, dass während der Bearbeitung des Werkstücks W entstehendes verstreutes Material an der Hand 30 haftet.
[Konfiguration des Wischers]
Der Wischer 40 ist an der Öffnung 42b der Schutzabdeckung 42 angeordnet. Der Wischer 40 berührt den Arm 26a und die Hand 30 und entfernt dadurch das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material. Form und Material des Wischers 40 sind nicht besonders beschränkt, solange der Wischer 40 das verstreute Material entfernen kann. Beispielsweise besteht der Wischer 40 aus einem Harz, etwa aus Gummi. Der Wischer 40 weist einen Kontaktabschnitt 40a auf, der in Kontakt mit dem Arm 26a und der Hand 30 kommt. Der Kontaktabschnitt 40a ist in einer flachen Form ausgebildet, so dass er in engem Kontakt mit dem Arm 26a und der Hand 30 ist, wenn der Kontaktabschnitt 40a in Kontakt mit dem Arm 26a oder der Hand 30 kommt. Alternativ kann der Kontaktabschnitt 40a in der Form einer Bürste ausgebildet sein.
8 und 9 zeigen Diagramme zur Darstellung von Beispielen von Verfahren zum Entfernen von verstreutem Material mit dem Wischer 40. Beispielsweise ist wie in 8 dargestellt der Kontaktabschnitt 40a des Wischers 40 so angeordnet, dass er zum Innenumfang der Öffnung 42b der Schutzabdeckung 42 gerichtet ist, das heißt nach innen zeigt. In diesem Fall kommen, wenn der Gelenkroboter 26 die Hand 30 in den Verstauabschnitt 42a der Schutzabdeckung 42 unter dem Steuern der Steuerung 28 und aus diesem heraus bringt, die distalen Enden der Hand 30 und des Arms 26a in Kontakt mit dem Wischer 40, so dass verstreutes Material entfernt werden kann. Alternativ kann wie in 9 dargestellt der Kontaktabschnitt 40a des Wischers 40 nach unten zeigend angeordnet sein. In diesem Fall bewegt in einem Zustand des Anstoßens des Arms 26a und der Hand 30 von unten am Wischer 40 die Steuerung 28 den Arm 26a und die Hand 30 in einer Richtung in etwa orthogonal zu einer Richtung, in der sich der Kontaktabschnitt 40a des Wischers 40 erstreckt. Somit wird das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material entfernt.
[Funktionsweise und Wirkung]
In der fünften Ausführungsform entfernt der Wischer 40 das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material. Somit kann das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material mit einer einfachen Konfiguration entfernt werden.
In der fünften Ausführungsform ist der Wischer 40 auf der Schutzabdeckung 42 zum Schützen der Hand 30 vor verstreutem Material angeordnet. Somit kann, wenn die Hand 30 in die Schutzabdeckung 42 und aus dieser heraus bewegt wird, der Wischer 40 die Hand 30 berühren, um dadurch das verstreute Material von der Hand 30 zu entfernen.
[Sechste Ausführungsform]
In der sechsten Ausführungsform ist ein Wischer 40 für eine bewegliche Wand 44 angeordnet, die einen Bearbeitungsbereich A und einen Rückzugsbereich B voneinander abtrennt. Nachfolgend ist die sechste Ausführungsform beschrieben, wobei die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Komponenten wie in der ersten bis fünften Ausführungsform verwendet werden, ohne eine ausführliche Beschreibung zu liefern.
[Konfiguration der beweglichen Wand]
10 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Werkzeugmaschine 10.
10 zeigt einen Zustand, in dem das Werkstück W von der Werkzeugmaschine 10 bearbeitet wird.
Die bewegliche Wand 44 ist innerhalb des Rückzugsbereichs B der Außenabdeckung 24 und nahe dem Bearbeitungsbereich A installiert. Die bewegliche Wand 44 umfasst einen ortsfesten Abschnitt 44a und einen beweglichen Abschnitt 44b. Der ortsfeste Abschnitt 44a ist an einer Unterseite der Außenabdeckung 24 befestigt und so ausgebildet, dass er so hoch wie etwa die halbe Höhe der Außenabdeckung 24 ist. Der bewegliche Abschnitt 44b wird von einem nicht dargestellten Servomotor o. Ä. angetrieben, um in der vertikalen Richtung in Bezug auf den ortsfesten Abschnitt 44a beweglich zu sein. Die vertikale Bewegung des beweglichen Abschnitts 44b wird von der Steuerung 28 gesteuert.
Während das Werkstück W bearbeitet wird, steuert die Steuerung 28 den Gelenkroboter 26 zum Zurückziehen des Arms 26a in den Rückzugsbereich B und bewegt den beweglichen Abschnitt 44b nach oben. Zu diesem Zeitpunkt trennt die bewegliche Wand 44 die Grenze zwischen dem Rückzugsbereich B und dem Bearbeitungsbereich A ab, um dadurch den Arm 26a und die Hand 30 vor verstreutem Material zu schützen. Beim Austauschen von Werkstücken W bewegt die Steuerung 28 den beweglichen Abschnitt 44b nach unten, um die Grenze zwischen dem Bearbeitungsbereich A und dem Rückzugsbereich B zu öffnen, und steuert den Gelenkroboter 26 so, dass sich der Arm 26a vom Rückzugsbereich B zum Bearbeitungsbereich A erstreckt, und die Hand 30 führt Arbeiten im Bearbeitungsbereich A durch.
[Konfiguration des Wischers]
Ein Wischer 40 ist am oberen Ende des beweglichen Abschnitts 44b angeordnet. Wie beim Wischer 40 der fünften Ausführungsform besteht der Wischer 40 aus einem Harz o. Ä. und berührt den Arm 26a und die Hand 30, wodurch das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material entfernt wird.
11 zeigt eine Ansicht zum Darstellen eines Beispiels eines Verfahrens zum Entfernen von verstreutem Material mit dem Wischer 40. Wie in 11 dargestellt ist ein Kontaktabschnitt 40a des Wischers 40 oberhalb vom beweglichen Abschnitt 44b der beweglichen Wand 44 angeordnet. Die Steuerung 28 bewegt den beweglichen Abschnitt 44b nach unten und bewegt die Hand 30 und den Arm 26a seitlich oder in einer Richtung orthogonal zu einer Richtung, in der sich der Kontaktabschnitt 40a erstreckt, während der Arm 26a und der Hand 30 von oben am Wischer 40 anstoßen. Somit wird das an Arm 26a und Hand 30 haftende verstreute Material entfernt. Das Entfernen des verstreuten Materials mit dem Wischer 40 kann nicht nur erfolgen, wenn sich der bewegliche Abschnitt 44b in der unteren Position befindet, sondern auch, wenn sich der bewegliche Abschnitt 44b nach oben oder unten bewegt. In diesem Fall muss die Steuerung so erfolgen, dass sich der Arm 26a entsprechend der Bewegung des beweglichen Abschnitts 44b nach oben oder unten bewegt, während sich der Arm 26a und die Hand 30 seitlich in Bezug auf den Wischer 40 bewegen.
[Weitere Ausführungsformen]
Obgleich die vorliegende Erfindung auf der Basis der ersten bis sechsten Ausführungsform beschrieben wurde, ist die spezifische Konfiguration der Erfindung nicht auf die erste bis sechste Ausführungsform beschränkt. Konstruktionsänderungen und sonstige Änderungen, die nicht vom Geist der Erfindung abweichen, sind im Umfang der Erfindung enthalten.
In der ersten, dritten und Ausführungsform ist die Luftdüse 32a zum Ausblasen von Luft ausgebildet; es kann aber auch Luft angesaugt werden. Die Luftdüse 32a kann beispielsweise inerten Stickstoff o. Ä. statt Luft ausstoßen. Die Luftdüse 32a kann eine Flüssigkeit statt ein Gas wie Luft ausstoßen. Das heißt es kann jede Art von Fluid verwendet werden, solange dieses nicht die Korrosion der Werkzeugmaschine 10 beschleunigt und nicht an der Hand 30 haftet und dadurch ihr Greifen des Werkstücks W beeinflusst.
Obgleich ein elektrisches Feld vom Erzeuger eines elektrischen Felds 34 der zweiten und dritten Ausführungsform erzeugt wird, kann stattdessen ein magnetisches Feld erzeugt werden. Da die beim Bearbeiten des Werkstücks W verstreuten Späne magnetisiert sind, können sie vom magnetischen Feld angezogen werden.
In der ersten bis dritten Ausführungsform und in der sechsten Ausführungsform sind die Luftdüse 32a, der Plus- und Minuspol 34a und 34b oder die bewegliche Wand 44 im Rückzugsbereich B der Außenabdeckung 24 an einer Position nahe dem Bearbeitungsbereich A angeordnet. Die Luftdüse 32a, der Plus- und Minuspol 34a und 34b oder die bewegliche Wand 44 können aber auch im Bearbeitungsbereich A der Außenabdeckung 24 an einer Position nahe dem Rückzugsbereich B angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 05-301142 [0002, 0003]

Claims

Werkzeugmaschine (10) umfassend: eine Außenabdeckung (24) zum Abdecken eines Bearbeitungsbereichs (A), in dem ein Werkstück (W) auf einem Spanntisch (18) von einem Bearbeitungswerkzeug (14) bearbeitet wird; eine innerhalb der Außenabdeckung angeordnete und zum Austauschen des Werkstücks (W) auf dem Spanntisch (18) ausgebildete automatische Übergabemaschine (26); eine zum Steuern einer Haltung der automatischen Übergabemaschine (26) und eines Koordinatenpunkts, an dem eine Hand (30) der automatischen Übergabemaschine (26) positioniert wird, ausgebildete Steuereinheit (28); und und eine innerhalb der Außenabdeckung (24) angeordnete und zum Entfernen von verstreutem Material, das während der Bearbeitung des Werkstücks (W) erzeugt wurde und an wenigstens der Hand (30) anhaftet, wenn die automatische Übergabemaschine (26) in eine vorgegebene Haltung gebracht wird oder wenn die Hand (30) an einen vorgegebenen Koordinatenpunkt bewegt wird, ausgebildete Entfernungseinheit (32a, 34a, 34b, 40).
Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei die Entfernungseinheit (32a) eine zum Verwenden eines Fluids zum Entfernen des an wenigstens der Hand (30) haftenden verstreuten Materials ausgebildete Fluidstromerzeugereinheit (32a) ist.
Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 2, wobei: ein Rückzugsbereich (B), in den sich die automatische Übergabemaschine (26) während der Bearbeitung des Werkstücks (W) zurückzieht, innerhalb der Außenabdeckung (24) angeordnet ist; die Steuereinheit (28) zum Positionieren wenigstens der Hand (30) im Rückzugsbereich (B), während das Werkstück (W) bearbeitet wird, ausgebildet ist; und die Fluidstromerzeugereinheit (32a) zum Entfernen des an der Hand (30) haftenden verstreuten Materials durch Verwenden des Fluids, wenn sich die Hand (30) vom Bearbeitungsbereich (A) zum Rückzugsbereich (B) oder wenn sich die Hand (30) vom Rückzugsbereich (B) zum Bearbeitungsbereich (A) bewegt, ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 2, ferner umfassend: in der Außenabdeckung (24), einen zum Halten der Hand (30), die von der automatischen Übergabemaschine (26) gelöst wurde, ausgebildeten Handhalter (46); und einen zum Halten der Fluidstromerzeugereinheit (32a), die von der automatischen Übergabemaschine (26) gelöst wurde, ausgebildeten Fluidstromerzeugereinheit-Halter (48), wobei die Steuereinheit (28) zum Lösen der Hand (30) von der automatischen Übergabemaschine (26) und Veranlassen des Handhalters (46) zum Halten der Hand (30) ausgebildet, und ebenfalls zum Lösen der Fluidstromerzeugereinheit (32a) vom Fluidstromerzeugereinheit-Halter (48) und Befestigen der Fluidstromerzeugereinheit (32a) an der automatischen Übergabemaschine (26) ausgebildet ist; und die Fluidstromerzeugereinheit (32a) in einem Zustand der Befestigung an der automatischen Übergabemaschine (26) zum Entfernen des an der Hand (30) haftenden verstreuten Materials durch Verwenden des Fluids ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Entfernungseinheit (34a, 34b) eine zum Entfernen des an wenigstens der Hand (30) haftenden verstreuten Materials durch Verwenden eines elektrischen Felds oder eines magnetischen Felds ausgebildete Einheit zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds (34a, 34b) ist.
Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 5, wobei: ein Rückzugsbereich (B), in den sich die automatische Übergabemaschine (26) während der Bearbeitung des Werkstücks (W) zurückzieht, innerhalb der Außenabdeckung (24) angeordnet ist; die Steuereinheit (28) zum Positionieren wenigstens der Hand (30) im Rückzugsbereich (B), während das Werkstück (W) bearbeitet wird, ausgebildet ist; und die Einheit zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds (34a, 34b) zum Entfernen des an der Hand (30) haftenden verstreuten Materials durch Verwenden des elektrischen Felds oder des magnetischen Felds, wenn sich die Hand (30) vom Bearbeitungsbereich (A) zum Rückzugsbereich (B) oder wenn sich die Hand (30) vom Rückzugsbereich (B) zum Bearbeitungsbereich (A) bewegt, ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei die Entfernungseinheit (40) ein zum Entfernen des an wenigstens der Hand (30) haftenden verstreuten Materials ausgebildeter Wischer (40) ist.