DE102017101619A1

DE102017101619A1 - Werkstückklemmvorrichtung und Bearbeitungssystem mit einer Werkstückklemmvorrichtung

Info

Publication number: DE102017101619A1
Application number: DE102017101619.8A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Dohi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2017-01-27
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2037-01-28
Also published as: CN107020523B; CN107020523A; JP6629614B2; DE102017101619B4; US11027383B2; JP2017136659A; US20170216983A1

Abstract

Werkstückspannvorrichtung, die es ermöglicht, Einspannkomponenten abhängig von der Art des zu bearbeitenden Werkstücks mit weniger Kosten und auf einfachere Weise umzurüsten. Die Werkstückspannvorrichtung ist mit einer Spannbacke, beweglichen Teilen, die gegenüber der Spannbacke beweglich angebracht sind, Einspannkomponenten, die an der Spannbacke oder den beweglichen Teilen abnehmbar angebracht sind und ein Werkstück einspannen, und Umrüstvorrichtungen, die die Einspannkomponenten mit der Spannbacke bzw. den beweglichen Teilen lösbar verbinden, ausgestattet.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Bereich der Erfindung
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Werkstückspannvorrichtung und ein Bearbeitungssystem mit einer Werkstückspannvorrichtung
2. Erläuterung der relevanten Technik
Eine Vorrichtung zur Umrüstung einer Spannvorrichtung, die ein Werkstück für eine Werkzeugmaschine einspannt, ist bekannt (siehe z.B. Veröffentlichung der Patentoffenlegung Heisei 5-237734).
Es gibt Fälle, in denen mit einer Werkzeugmaschine verschiedene Werkstücke bearbeitet werden. In diesen Fällen werden verschiedene zur Art des Werkstücks passende Einspannkomponenten benötigt, um die verschiedenen Werkstücke einzuspannen. Bis heute besteht Bedarf für eine Technik, die es ermöglicht, Einspannkomponenten abhängig von der Art des zu bearbeitenden Werkstücks mit weniger Kosten und auf einfachere Weise umzurüsten.
Überblick über die Erfindung
Bei einer Ausprägung der vorliegenden Erfindung ist eine Werkstückspannvorrichtung mit einer Spannbacke, beweglichen Teilen, die gegenüber der Spannbacke beweglich angebracht sind, Einspannkomponenten, die an der Spannbacke oder den beweglichen Teilen abnehmbar angebracht sind und ein Werkstück einspannen, und Umrüstvorrichtungen, die die Einspannkomponenten mit der Spannbacke bzw. den beweglichen Teilen lösbar verbinden, ausgestattet.
Eine Umrüstvorrichtung kann Verbindungsschäfte, die entweder an der Spannbacke bzw. einem beweglichen Teil oder einer Einspannkomponente hervorstehend angebracht sind, und Bohrungen, die an der jeweiligen Gegenseite, d.h. der Spannbacke bzw. einem beweglichen Teil oder einer Einspannkomponente, angebracht sind und die Verbindungsschäfte gleitend aufnehmen, besitzen.
Die Werkstückspannvorrichtung kann mit einer Zylinderstange, die mit einem beweglichen Teil verbunden ist, und einem Zylinderkörper, der die Zylinderstange aufnimmt und in dem sich diese vorwärts und rückwärts bewegen kann, und außerdem mit einem Antriebsteil, der den beweglichen Teil antreibt, und einem Abstandhalter, der zwischen dem Zylinderkörper und dem beweglichen Teil am Mantel der Zylinderstange angebracht ist, ausgestattet sein.
Bei einer anderen Ausprägung der vorliegenden Erfindung ist ein Bearbeitungssystem mit der oben beschriebenen Werkstückspannvorrichtung und einem Roboter ausgestattet, der eine Roboterhand besitzt, die Einspannkomponenten greifen kann, und der Einspannkomponenten mit der Roboterhand greift und an/von der Spannbacke bzw. einem beweglichen Teil an-/abmontiert.
Vereinfachte Erläuterung der Figuren
Der oben beschriebene Inhalt und sonstige Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden durch die Erläuterung von geeigneten Ausführungsformen anhand von beigefügten Figuren verdeutlicht.
1 zeigt eine Darstellung eines Bearbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt das in 1 gezeigte Bearbeitungssystem in isometrischer Darstellung.
3 zeigt einen Teil der in 1 gezeigten Werkstückspannvorrichtung in isometrischer Darstellung.
4 zeigt einen der Verbindungsschäfte, die an der in 3 gezeigten Spannbacke angebracht sind.
5 zeigt einen der Verbindungsschäfte, die an dem in 3 gezeigten beweglichen Teil angebracht sind.
6 zeigt die in 1 gezeigte erste und zweite Einspannkomponente in vergrößerter Darstellung.
7 zeigt das Flussdiagramm für einen beispielhaften Bewegungsablauf des in 1 gezeigten Bearbeitungssystems.
8 zeigt den Zustand, der sich ergibt, wenn in Schritt S6 von 7 ein am beweglichen Teil angebrachter Verbindungsschaft in eine Bohrung in der zweiten Einspannkomponente eingefügt wird.
9 zeigt den Zustand, der sich ergibt, wenn in Schritt S5 von 7 ein an der Spannbacke angebrachter Verbindungsschaft in eine Bohrung in der ersten Einspannkomponente eingefügt wird.
10 zeigt den Zustand bei Abschluss des Schritts S6 von 7.
11 zeigt eine Darstellung eines Bearbeitungssystems gemäß einer anderen Ausführungsform.
12 zeigt das in 11 gezeigte Bearbeitungssystem in isometrischer Darstellung.
13 zeigt den Zustand, in dem die in 11 gezeigte erste Einspannkomponente von der Spannbacke nach oben entfernt worden ist.
14 zeigt einen Schnitt durch die in 11 gezeigte erste Einspannkomponente entlang der xy-Ebene von 11.
15 zeigt den in 11 gezeigten ersten und zweiten beweglichen Teil jeweils in der Sicht des Pfeils XV von 11.
16 zeigt den in 11 gezeigten ersten und zweiten beweglichen Teil in der Sicht von hinten bzw. vorn in dem Zustand, in dem die jeweilige Einspannkomponente vom ersten und zweiten beweglichen Teil entfernt worden ist.
17 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung, wie ein Werkstück mit der in 11 gezeigten Werkstückspannvorrichtung eingespannt wird.
18 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung, wie ein Werkstück mit der in 11 gezeigten Werkstückspannvorrichtung eingespannt wird.
19 zeigt das Flussdiagramm für einen beispielhaften Bewegungsablauf des in 11 gezeigten Bearbeitungssystems.
20 zeigt das Flussdiagramm für einen beispielhaften Bewegungsablauf des in 19 gezeigten Schritts S23.
21 zeigt das Flussdiagramm für einen beispielhaften Bewegungsablauf des in 19 gezeigten Schritts S24.
22 zeigt das Flussdiagramm für einen beispielhaften Bewegungsablauf des in 19 gezeigten Schritts S25.
23 zeigt das Flussdiagramm für einen beispielhaften Bewegungsablauf des in 19 gezeigten Schritts S26.
24 zeigt eine Darstellung einer Werkstückspannvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
25 zeigt den Bereich XXV von 24 in vergrößerter Darstellung.
26 zeigt den Schnitt entlang XXVI-XXVI von 24.
27 zeigt eine Darstellung einer Werkstückspannvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Ausführliche Erläuterung
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren ausführlich erläutert. Zunächst wird anhand der 1 bis 6 ein Bearbeitungssystem 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Im Übrigen wird in den folgenden Erläuterungen auf die Richtungen eines in den Figuren befindlichen orthogonalen Koordinatensystems Bezug genommen, wobei aus Bequemlichkeit vereinbart wird, dass die positive Richtung der x-Achse nach rechts, der y-Achse nach vorne und der z-Achse nach oben zeigt.
Das Bearbeitungssystem 10 ist mit einem Robotersystem 12 und einem Werkstückspannsystem 14 ausgestattet. Zu dem Robotersystem 12 gehören ein Roboter 16 und eine Robotersteuerung 18. Der Roboter 16 besitzt einen Manipulator 20 und eine Roboterhand 22.
Der Manipulator 20, in dem (in den Figuren nicht gezeigte) Servomotoren eingebaut sind, bewegt die Roboterhand 22. Zu der Roboterhand 22 gehören eine Handbasis 24, mehrere an der Handbasis angebrachte Fingerteile 26 und 28, die geöffnet und geschlossen werden können, und (in den Figuren nicht gezeigte) Fingerantriebsteile, die die Triebkräfte liefern, damit sich die Fingerteile 26 und 28 öffnen und schließen können. Zu den Fingerantriebsteilen gehören z.B. (in den Figuren nicht gezeigte) Servomotoren oder pneumatische oder hydraulische Zylinder.
Der Fingerteil 26 besitzt einen Basisendteil 30 und zwei Fingerendteile 32, in die sich der Basisendteil 30 gabelt. An jedem Ende der Fingerendteile 32 ist eine (in den Figuren nicht gezeigte) Klaue ausgebildet, die nach rechts hervorsteht.
Der Fingerteil 28 ist rechts von dem Fingerteil 26 angebracht. Der Fingerteil 28 besitzt einen Basisendteil 34 und zwei Fingerendteile 36, in die sich der Basisendteil 34 gabelt. An jedem Ende der Fingerendteile 36 ist eine (in den Figuren nicht gezeigte) Klaue ausgebildet, die nach links hervorsteht.
Die Robotersteuerung 18 sendet für den Betrieb des Manipulators 20 Befehle an die einzelnen im Manipulator 20 eingebauten Servomotoren. Außerdem sendet die Robotersteuerung 18 Befehle an die an der Roboterhand 22 angebrachten Fingerantriebsteile, um die Fingerteile 26 und 28 zu öffnen und zu schließen.
Das Werkstückspannsystem 14 ist mit einer Werkstückspannvorrichtung 40 und einer Spannvorrichtungssteuerung 42 ausgestattet. Wie in den 1 bis 3 gezeigt besitzt die Werkstückspannvorrichtung 40 einen ersten Träger 44, eine Spannbacke 46, einen zweiten Träger 48, einen Antriebsteil 50 und einen beweglichen Teil 52.
Der erste Träger 44 und der zweite Träger 48 sind rechts bzw. links vom anderen entfernt voneinander auf dem Boden des Arbeitsplatzes befestigt. Am ersten Träger 44 und zweiten Träger 48 ist eine Basisplatte 54 befestigt.
Die Basisplatte 54 erstreckt sich zwischen dem ersten Träger 44 und dem zweiten Träger 48. Auf der Basisplatte 54 ist ein Paar Schienen 56 vor bzw. hinter der anderen entfernt voneinander befestigt. Die beiden Schienen 56 erstrecken sich geradeaus nach links und rechts. Im Übrigen ist in den 1 bis 3 nur die hintere Schiene 56 des Schienenpaars 56 zu sehen.
Die Spannbacke 46 ist an der rechten Stirnfläche 44a des ersten Trägers 44 befestigt. Die Spannbacke 46 ist mit insgesamt drei zylinderförmigen Naben 58 versehen, die von der rechten Stirnfläche 46a nach rechts hervorragen. Bei diesen Naben 58 ist jeweils an der rechten Stirnfläche 58a ein Verbindungsschaft 60 von insgesamt 3 Stück befestigt.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist ein Verbindungsschaft 60 eine Komponente ungefähr mit der Form einer Zylinderstange, die von der rechten Stirnfläche 58a der jeweiligen Nabe 58 nach rechts hervorsteht. An jedem Verbindungsschaft 60 sind mehrere Klauen 62 beweglich angebracht.
Eine Klaue 62 wird von jeweils einer (nicht in den Figuren dargestellten) Bohrung im Verbindungsschaft 60 aufgenommen, die so ausgebildet ist, dass sich ihre Tiefe von der Mantelfläche 60a des Verbindungsschafts 60 nach innen erstreckt. Die einzelnen Klauen 62 sind zwischen einer Vorsprungposition, in der sie von der Mantelfläche 60a des Verbindungsschafts 60 nach außen hervorragen, und einer Rückzugposition, in der sie von der Mantelfläche 60a des Verbindungsschafts 60 nach innen zurückgezogen sind, in Radialrichtung des Verbindungsschafts 60 verschiebbar.
Auf die Klauen 62 wird von (nicht in den Figuren dargestellten) Kraftgeberteilen, die am Verbindungsschaft 60 angebracht sind, eine Kraft in Radialrichtung des Verbindungsschafts 60 nach außen ausgeübt. Diese Kraftgeberteile besitzen z.B. eine Feder, die in der im Verbindungsschaft 60 gebildeten Bohrung angebracht ist, oder einen dort angebrachten pneumatischen oder hydraulischen Zylinder, der die jeweilige Klaue 62 auf Befehl der Spannvorrichtungssteuerung 42 vor- und rückwärts bewegt.
Bei dem Antriebsteil 50 handelt es sich um einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder. Genauer besitzt der Antriebsteil 50 einen dritten Träger 64, einen Zylinderkörper 66, der von dem dritten Träger 64 getragen wird, und eine Zylinderstange 68, die sich in dem Zylinderkörper 66, der sie aufnimmt, vor- und rückwärts bewegen kann.
Der dritte Träger 64 ist auf der Basisplatte 54 befestigt. Der Zylinderkörper 66 ist eine hohle Komponente, in der ein (nicht in den Figuren dargestellter) Kolben angebracht ist. Dieser Kolben ist mit der Zylinderstange 68 verbunden und wird abhängig vom Druck eines flüssigen oder gasförmigen Mediums (z.B. Öl oder Druckgas), das von einem (nicht in den Figuren dargestellten) externen Gerät in den Zylinderkörper 66 geschickt wird, nach rechts und links bewegt. Als Folge bewegt sich die Zylinderstange 68 in Rechts-Links-Richtung vor und rückwärts. Das Ende der Zylinderstange 68 ist mit einer Seitenplatte 72 verbunden.
Der bewegliche Teil 52 ist auf der Basisplatte 54 nach rechts und links verschiebbar angebracht. Genauer gehören zu dem beweglichen Teil 52 ein Paar Eingriffsteile 70, die vor bzw. hinter dem anderen entfernt voneinander angebracht sind, und die Seitenplatte 72, die an den Eingriffsteilen 70 befestigt ist.
Jedes Eingriffsteil des Paars 70 greift gleitend in eine Schiene des oben beschriebenen Schienenpaars 56. Im Übrigen ist in den 1 bis 3 nur der hintere Eingriffsteil 70 des Eingriffsteilepaars 70 zu sehen. Durch den Eingriff der Eingriffsteile 70 in die Schienen 56 wird der bewegliche Teil 52 so geführt, dass er sich entlang der Schienen 56 nach rechts und links bewegen kann.
Die Seitenplatte 72 ist mit insgesamt drei zylinderförmigen Naben 74 versehen, die so angebracht sind, dass sie von der linken Stirnfläche 72a nach links hervorragen. Bei diesen Naben 74 ist jeweils an der linken Stirnfläche 74a ein Verbindungsschaft 76 von insgesamt 3 Stück befestigt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Verbindungsschäfte 76 so angeordnet, dass ihre Positionen in der yz-Ebene mit den Positionen der oben beschriebenen Verbindungsschäfte 60 in der yz-Ebene übereinstimmen.
Wie in den 1 und 5 gezeigt ist ein Verbindungsschaft 76 eine Komponente ungefähr mit der Form einer Zylinderstange, die von der linken Stirnfläche 74a der jeweiligen Nabe 74 nach links hervorsteht. An jedem Verbindungsschaft 76 sind mehrere Klauen 78 beweglich angebracht.
Eine Klaue 78 wird jeweils von einer (nicht in den Figuren dargestellten) Bohrung im Verbindungsschaft 76 aufgenommen, die so ausgebildet ist, dass sich ihre Tiefe von der Mantelfläche 76a des Verbindungsschafts 76 nach innen erstreckt. Die einzelnen Klauen 78 sind zwischen einer Vorsprungposition, in der sie von der Mantelfläche 76a des Verbindungsschafts 76 nach außen hervorragen, und einer Rückzugposition, in der sie von der Mantelfläche 76a des Verbindungsschafts 76 nach innen zurückgezogen sind, in Radialrichtung des Verbindungsschafts 76 verschiebbar.
Auf die Klauen 78 wird von (nicht in den Figuren dargestellten) Kraftgeberteilen, die am Verbindungsschaft 76 angebracht sind, eine Kraft in Radialrichtung des Verbindungsschafts 76 nach außen ausgeübt. Diese Kraftgeberteile besitzen z.B. eine Feder, die in der im Verbindungsschaft 76 gebildeten Bohrung angebracht ist, oder einen dort angebrachten pneumatischen oder hydraulischen Zylinder, der die jeweilige Klaue 78 auf Befehl der Spannvorrichtungssteuerung 42 vor- und rückwärts bewegt.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist die Werkstückspannvorrichtung 40 ferner mit einer ersten Einspannkomponente 80 und einer zweiten Einspannkomponente 82 versehen. Die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 dienen dazu, zwischen sich ein Werkstück einzuklemmen und so einzuspannen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Einspannkomponente 80 an der Spannbacke 46 angebracht und kann an- und abmontiert werden. Wie in 6 gezeigt ist die erste Einspannkomponente 80 mit insgesamt drei zylinderförmigen Naben 86 versehen, die so angebracht sind, dass sie von der linken Stirnfläche 84 der Komponente nach links hervorragen.
Hierbei sind in der ersten Einspannkomponente 80 insgesamt 3 Bohrungen 88 ausgebildet, deren Tiefe sich von der linken Stirnfläche 86a einer Nabe 86 nach rechts erstreckt. Die äußere Kontur dieser Bohrungen 88 ist kreisförmig; sie können die oben beschriebenen Verbindungsschäfte 60 gleitend aufnehmen.
Genauer besitzt jede Bohrung 88 einen ersten Bohrungsteil 88a, einen zweiten Bohrungsteil 88b und einen dritten Bohrungsteil 88c. Der erste Bohrungsteil 88a wird von einer konischen Fläche begrenzt, deren Durchmesser nach links linear zunimmt.
Der zweite Bohrungsteil 88b hat ungefähr den gleichen Durchmesser wie das rechte Ende der konischen Fläche, die den ersten Bohrungsteil 88a begrenzt. Der dritte Bohrungsteil 88c hat einen größeren Durchmesser als der zweite Bohrungsteil 88b, so dass an der Verbindung von zweitem Bohrungsteil 88b und drittem Bohrungsteil 88c eine Stufe 88d ausgebildet ist.
Außerdem sind in der ersten Einspannkomponente 80 insgesamt 2 Klauenaufnahmebohrungen 89 ausgebildet, deren Tiefe sich von der linken Stirnfläche 86a nach rechts erstreckt. Diese Klauenaufnahmebohrungen 89 können jeweils eine der beiden Klauen aufnehmen, die an den Enden der Fingerendteile 32 der Roboterhand 22 angebracht sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Klauenaufnahmebohrungen 89 vor und hinter der oberen Nabe 86 entfernt voneinander angeordnet.
Außerdem ist in der ersten Einspannkomponente 80 eine Stiftaufnahmebohrung 92 ausgebildet, deren Tiefe sich von der rechten Stirnfläche 90 nach links erstreckt.
Die zweite Einspannkomponente 82 ist an der Seitenplatte 72 des beweglichen Teils 52 angebracht und kann an- und abmontiert werden. Die zweite Einspannkomponente 82 ist mit insgesamt drei zylinderförmigen Naben 96 versehen, die so angebracht sind, dass sie von der rechten Stirnfläche 94 der Komponente nach rechts hervorragen.
Hierbei sind in der zweiten Einspannkomponente 82 insgesamt 3 Bohrungen 98 ausgebildet, deren Tiefe sich von der rechten Stirnfläche 96a einer Nabe 96 nach links erstreckt. Die äußere Kontur dieser Bohrungen 98 ist kreisförmig; sie können die oben beschriebenen Verbindungsschäfte 76 gleitend aufnehmen.
Genauer besitzt jede Bohrung 98 einen ersten Bohrungsteil 98a, einen zweiten Bohrungsteil 98b und einen dritten Bohrungsteil 98c. Der erste Bohrungsteil 98a wird von einer konischen Fläche begrenzt, deren Durchmesser nach rechts linear zunimmt.
Der zweite Bohrungsteil 98b hat ungefähr den gleichen Durchmesser wie das linke Ende der konischen Fläche, die den ersten Bohrungsteil 98a begrenzt. Der dritte Bohrungsteil 98c hat einen größeren Durchmesser als der zweite Bohrungsteil 98b, so dass an der Verbindung von zweitem Bohrungsteil 98b und drittem Bohrungsteil 98c eine Stufe 98d ausgebildet ist.
Außerdem sind in der zweiten Einspannkomponente 82 insgesamt 2 Klauenaufnahmebohrungen 104 ausgebildet, deren Tiefe sich von der rechten Stirnfläche 86a nach links erstreckt. Diese Klauenaufnahmebohrungen 104 können jeweils eine der beiden Klauen aufnehmen, die an den Enden der Fingerendteile 36 der Roboterhand 22 angebracht sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Klauenaufnahmebohrungen 104 vor und hinter der oberen Nabe 96 entfernt voneinander angeordnet.
Außerdem ist an der zweiten Einspannkomponente 82 ein Stift 100 ausgebildet, der von der linken Stirnfläche 102 nach links hervorsteht. Dieser Stift 100 kann von der Stiftaufnahmebohrung 92 aufgenommen werden, die in der ersten Einspannkomponente 80 ausgebildet ist.
Die Spannvorrichtungssteuerung 42 steuert den Antriebsteil 50. Genauer lässt die Spannvorrichtungssteuerung 42 durch Befehle, die sie an den Antriebsteil 50 sendet, die Zylinderstange 68 in der Rechts-Links-Richtung vor- und zurückfahren, wodurch der bewegliche Teil 52 in der Rechts-Links-Richtung verschoben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Robotersteuerung 18 und die Spannvorrichtungssteuerung 42 verbunden und können miteinander kommunizieren. Die Robotersteuerung 18 und die Spannvorrichtungssteuerung 42 kommunizieren miteinander, wenn sie den Vorgang für den Wechsel der Einspannkomponenten 80 und 82 durchführen. Dieser Vorgang wird später beschrieben.
Als Nächstes wird der Betrieb des Bearbeitungssystems 10 anhand von 7 erläutert. Das Bearbeitungssystem 10 wechselt, um mehrere Arten von Werkstücken bearbeiten zu können, die Einspannkomponenten der Werkstückspannvorrichtung 40 mit Hilfe des Roboters 16 entsprechend zur Art des zu bearbeitenden Werkstücks.
Der in 7 gezeigte Ablauf beginnt, wenn die Robotersteuerung 18 oder die Spannvorrichtungssteuerung 42 vom Anwender, von einer übergeordneten Steuerung oder von einem Bearbeitungsprogramm einen Befehl für den Austausch der Einspannkomponenten erhält.
In Schritt S1 prüft die Robotersteuerung 18 oder die Spannvorrichtungssteuerung 42, ob an der Spannbacke 46 und der Seitenplatte 72 Einspannkomponenten angebracht sind oder nicht.
Z.B. prüft die Robotersteuerung 18 oder die Spannvorrichtungssteuerung 42 auf ein vom Anwender eingegebenes Signal hin oder aufgrund eines Bearbeitungsprogramms, ob Einspannkomponenten an der Spannbacke 46 und der Seitenplatte 72 angebracht sind oder nicht.
Wenn die Robotersteuerung 18 oder die Spannvorrichtungssteuerung 42 feststellt, dass an der Spannbacke 46 und der Seitenplatte 72 Einspannkomponenten angebracht sind (d.h. das Ergebnis YES ist), ist der nächste Schritt S9.
Wenn die Robotersteuerung 18 oder die Spannvorrichtungssteuerung 42 andererseits feststellt, dass an der Spannbacke 46 und der Seitenplatte 72 keine Einspannkomponenten angebracht sind (d.h. das Ergebnis NO ist), ist der nächste Schritt S2.
In Schritt S2 erhält die Robotersteuerung 18 oder die Spannvorrichtungssteuerung 42 Informationen über das als Nächstes zu bearbeitende Werkstück und bestimmt die Art der Einspannkomponenten, mit denen das zu bearbeitende Werkstück eingespannt werden muss.
Im Folgenden wird der Fall erläutert, dass die Robotersteuerung 18 oder die Spannvorrichtungssteuerung 42 in Schritt S2 als Ergebnis die in den 1 und 2 gezeigte erste Einspannkomponente 80 und zweite Einspannkomponente 82 ermittelt hat.
In Schritt S3 bewirkt die Robotersteuerung 18, dass die Roboterhand 22 die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 greift, die an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 wie in 1 gezeigt paarweise so aufbewahrt, dass sich die rechte Stirnfläche 90 der ersten Einspannkomponente 80 und die linke Stirnfläche 102 der zweiten Einspannkomponente 82 flächig berühren. In diesem Zustand befindet sich der an der zweiten Einspannkomponente 82 angebrachte Stift 100 in der in der ersten Einspannkomponente 80 ausgebildeten Stiftaufnahmebohrung 92.
Die Robotersteuerung 18 veranlasst in Schritt S3 durch Befehle, die sie einem Roboterprogramm folgend an die einzelnen im Manipulator 20 eingebauten Servomotoren sendet, dass sich die Roboterhand 22 zur Position der an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrten ersten Einspannkomponente 80 und zweiten Einspannkomponente 82 bewegt.
Dabei werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 32 der Roboterhand 22 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen in der ersten Einspannkomponente 80 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 89 gegenüber befinden. Auf der anderen Seite werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 36 der Roboterhand 22 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen in der zweiten Einspannkomponente 82 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 104 gegenüber befinden.
Im Übrigen kann das Roboterprogramm für die Bewegung der Roboterhand 22 durch den Manipulator 20 dadurch aufgebaut werden, dass der Roboter 16 über den Bewegungsweg des Manipulators 20 unterwiesen wird.
Als Nächstes bewirkt die Robotersteuerung 18 durch Befehle, die sie an die an der Roboterhand 22 angebrachten Fingerantriebsteile sendet, dass sich die Fingerteile 26 und 28 der Roboterhand 22 schließen. Dadurch werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 32 der Roboterhand 22 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 89 der ersten Einspannkomponente 80 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 89 ein.
Ebenso werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 36 der Roboterhand 22 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 104 der zweiten Einspannkomponente 82 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 104 ein. Auf diese Weise greift die Roboterhand 22 die an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrte erste Einspannkomponente 80 und zweite Einspannkomponente 82.
In Schritt S4 platziert die Robotersteuerung 18 die von der Roboterhand 22 gegriffene erste Einspannkomponente 80 und zweite Einspannkomponente 82 an einer Position zwischen der Spannbacke 46 und der Seitenplatte 72.
Genauer bewirkt die Robotersteuerung 18, indem sie einem Roboterprogramm folgend den Manipulator 20 in Gang setzt, dass sich die Roboterhand 22, die die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 gegriffen hat, bewegt. Dann bewirkt die Robotersteuerung 18, dass die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 an der in den 1 und 2 gezeigten Position platziert werden.
Wie oben beschrieben befindet sich bei der vorliegenden Ausführungsform der in der zweiten Einspannkomponente 82 angebrachte Stift 100 in der in der ersten Einspannkomponente 80 ausgebildeten Stiftaufnahmebohrung 92.
Dadurch, dass dieser Stift 100 in die Stiftaufnahmebohrung 92 greift, wird verhindert, dass sich die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 öffnen, wenn die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 in Schritt S4 mit der Roboterhand 22 gegriffen und angehoben werden.
Im Zustand, der in den 1 und 2 gezeigt wird, sind die an der ersten Einspannkomponente 80 angebrachten Bohrungen 88 rechts von den jeweiligen an der Spannbacke 46 angebrachten Verbindungsschäften 60 positioniert. Auf der anderen Seite sind die an der zweiten Einspannkomponente 82 angebrachten Bohrungen 98 links von den jeweiligen an der Seitenplatte 72 angebrachten Verbindungsschäften 76 positioniert.
In Schritt S5 bewirkt die Robotersteuerung 18, dass die von der Roboterhand 22 gegriffene erste Einspannkomponente 80 und zweite Einspannkomponente 82 zur Spannbacke 46 bewegt werden.
Genauer bewirkt die Robotersteuerung 18, indem sie einem Roboterprogramm folgend den Manipulator 20 in Gang setzt, dass sich die Roboterhand 22, die die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 gegriffen hat, von der in den 1 und 2 gezeigten Position nach links bewegt. Dadurch werden die in der Spannbacke 46 angebrachten Verbindungsschäfte 60 wie in 9 gezeigt in die jeweiligen in der ersten Einspannkomponente 80 angebrachten Bohrungen 88 eingefügt.
Im Fall des einen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 62 ausüben, mit einer Feder aufgebaut sind, werden die an einem Verbindungsschaft 60 angebrachten Klauen 62, wenn der Verbindungsschaft 60 in Schritt S5 in eine Bohrung 88 eingefügt wird, beim Durchlauf durch den zweiten Bohrungsteil 88b in die Rückzugposition geschoben und beim Erreichen des dritten Bohrungsteils 88c zurück in die Vorsprungposition und in Eingriff mit der Stufe 88d gebracht.
Im Fall des anderen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 62 ausüben, mit einem Zylinder aufgebaut sind, bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 42 durch Befehle, die sie an die Kraftgeberteile sendet, dass die Klauen 62 in die Rückzugposition gefahren werden, bevor die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 in Schritt S5 bewegt werden.
Wenn dann in Schritt S5 die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 nach links bewegt werden und die Klauen 62 den zweiten Bohrungsteil 88b durchlaufen und den dritten Bohrungsteil 88c erreicht haben, bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 42 durch Befehle, die sie an die Kraftgeberteile sendet, dass die Klauen 62 in die Vorsprungposition geschoben werden. Dadurch kommen die Klauen 62 in Eingriff mit der Stufe 88d.
Durch Schritt S5 wird erreicht, dass die rechten Stirnflächen 58a der an der Spannbacke 46 angebrachten Naben 58 an den linken Stirnflächen 86a der an der ersten Einspannkomponente 80 angebrachten Naben 86 anliegen und die erste Einspannkomponente 60 an der Spannbacke 46 montiert ist.
In Schritt S6 bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 42, indem sie den Antriebsteil 50 in Gang setzt, dass sich der bewegliche Teil 52 auf die Spannbacke 46 zu bewegt. Genauer bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 42, indem sie den Antriebsteil 50 in Gang setzt, dass die Zylinderstange 68 nach links herausgeschoben wird und der bewegliche Teil 52 sich dadurch nach links bewegt.
Als Folge werden die an der Seitenplatte 72 angebrachten Verbindungsschäfte 76 wie in 8 gezeigt in die jeweiligen in der zweiten Einspannkomponente 82 angebrachten Bohrungen 98 eingefügt.
Wenn ein Verbindungsschaft 76 in eine Bohrung 98 eingefügt wird, werden die an dem Verbindungsschaft 76 angebrachten Klauen 78 auf die gleiche Weise wie die oben beschriebenen Klauen 62 durch die Wirkung der Kraftgeberteile beim Durchlauf durch den zweiten Bohrungsteil 98b in die Rückzugposition geholt und beim Erreichen des dritten Bohrungsteils 98c heraus in die Vorsprungposition und in Eingriff mit der Stufe 98d gebracht.
Dann liegen die linken Stirnflächen 74a der an der Seitenplatte 72 angebrachten Naben 74 an den rechten Stirnflächen 96a der an der zweiten Einspannkomponente 82 angebrachten Naben 96 an und dann ist die zweite Einspannkomponente 82 an der Seitenplatte 72 montiert.
10 zeigt diesen Zustand. In diesem Zustand ist der Fingerendteil 32 der Roboterhand 22 in dem Spalt zwischen der rechten Stirnfläche 46a der Spannbacke 46 und der linken Stirnfläche 84 der ersten Einspannkomponente 80 so angeordnet, dass er sich mit einem Abstand rechts von der rechten Stirnfläche 46a der Spannbacke 46 befindet. Außerdem ist der Fingerendteil 32 mit einem Abstand zu den Naben 58 der Spannbacke 46 und den Naben 86 der ersten Einspannkomponente 80 positioniert.
Auf der anderen Seite ist der Fingerendteil 36 der Roboterhand 22 in dem Spalt zwischen der linken Stirnfläche 72a der Seitenplatte 72 und der rechten Stirnfläche 94 der zweiten Einspannkomponente 82 so angeordnet, dass er sich mit einem Abstand links von der linken Stirnfläche 72a der Seitenplatte 72 befindet. Außerdem ist der Fingerendteil 36 mit einem Abstand zu den Naben 74 der Seitenplatte 72 und den Naben 96 der zweiten Einspannkomponente 82 positioniert.
In Schritt S7 bewirkt die Robotersteuerung 18, dass die Roboterhand 22 die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 loslässt und sich von der ersten Einspannkomponente 80 und der zweiten Einspannkomponente 82 zurückzieht.
Genauer bewirkt die Robotersteuerung 18, indem sie Befehle an die an der Roboterhand 22 angebrachten Fingerantriebsteile sendet, dass sich die Fingerteile 26 und 28 der Roboterhand 22 öffnen.
Wie oben beschrieben sind in dem in 10 gezeigten Zustand die Fingerendteile 32 und 36 der Roboterhand 22 mit einem Abstand zu den Naben 58 der Spannbacke 46 bzw. den Naben 74 der Seitenplatte 72 positioniert. Deswegen können sich die Fingerteile 26 und 28 öffnen, ohne mit den Naben 58 und 74 zu kollidieren.
Dadurch, dass sich so die Fingerteile 26 und 28 öffnen, werden die an den Fingerendteilen 32 und 36 angebrachten Klauen aus den Klauenaufnahmebohrungen 89 bzw. 104 herausgezogen und die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 von der Roboterhand 22 freigegeben.
Als Ergebnis ist die erste Einspannkomponente 80 an den an der Spannbacke 46 angebrachten Verbindungsschäften 60 fixiert, während die zweite Einspannkomponente 82 an den an der Seitenplatte 72 angebrachten Verbindungsschäften 76 fixiert ist.
Die Robotersteuerung 18 veranlasst im Anschluss mit Befehlen, die sie an die einzelnen im Manipulator 20 eingebauten Servomotoren sendet, dass sich die Roboterhand 22 von der ersten Einspannkomponente 80 und der zweiten Einspannkomponente 82 entfernt.
In Schritt S8 bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 42, indem sie den Antriebsteil 50 in Gang setzt, dass sich der bewegliche Teil 52 von der Spannbacke 46 weg bewegt. Genauer bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 42, indem sie den Antriebsteil 50 in Gang setzt, dass die Zylinderstange 68 nach rechts zurückgezogen wird und der bewegliche Teil 52 sich dadurch nach rechts bewegt.
Dabei ist die erste Einspannkomponente 80 an den Verbindungsschäften 60 fixiert, zudem sind die Klauen 62 der Verbindungsschäfte 60 im Eingriff mit den Stufen 88d. Weiter ist die zweite Einspannkomponente 82 an den Verbindungsschäften 76 fixiert, zudem sind die Klauen 78 der Verbindungsschäfte 76 im Eingriff mit den Stufen 98d.
Folglich wird die zweite Einspannkomponente 82, wenn der bewegliche Teil 52 in Schritt S8 nach rechts verschoben wird, zusammen mit dem beweglichen Teil 52 nach rechts verschoben, so dass die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 voneinander getrennt werden. Damit beendet die Robotersteuerung 18 oder die Spannvorrichtungssteuerung 42 den in 7 gezeigten Ablauf.
Wenn andererseits das Ergebnis in Schritt S1 YES ist, bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 42 in Schritt S9 genauso wie in dem oben beschriebenen Schritt S6, indem sie den Antriebsteil 50 in Gang setzt, dass der bewegliche Teil 52 sich auf die Spannbacke 46 zu bewegt.
Im Folgenden wird der Fall erläutert, dass an der Spannbacke 46 und der Seitenplatte 72 die in den 1 und 2 gezeigte erste Einspannkomponente 80 und zweite Einspannkomponente 82 montiert sind, wenn die Prüfung in Schritt S1 YES ergibt.
Wenn in diesem Fall die Spannvorrichtungssteuerung 42 in Schritt S9 bewirkt, dass sich der bewegliche Teil 52 auf die Spannbacke 46 zu bewegt, berühren sich die rechte Stirnfläche 90 der ersten Einspannkomponente 80 und die linke Stirnfläche 102 der zweiten Einspannkomponente 80 flächig wie in 10 gezeigt. Dabei wird der an der zweiten Einspannkomponente 82 angebrachte Stift 100 in die in der ersten Einspannkomponente 80 gebildete Stiftaufnahmebohrung 92 eingefügt.
In Schritt S10 bewirkt die Robotersteuerung 18, dass die Roboterhand 22 die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82, die sich in dem in 10 gezeigten Zustand befinden, greift.
Genauer bewirkt die Robotersteuerung 18, indem sie einem Roboterprogramm folgend den Manipulator 20 in Gang setzt, dass sich die Roboterhand 22 zur Position der ersten Einspannkomponente 80 und der zweiten Einspannkomponente 82 bewegt.
Dabei werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 32 der Roboterhand 22 angebracht sind, an die Positionen der jeweiligen in der ersten Einspannkomponente 80 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 89 gebracht, während die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 36 der Roboterhand 22 angebracht sind, an die Positionen der jeweiligen in der zweiten Einspannkomponente 82 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 104 gebracht werden.
Als Nächstes bewirkt die Robotersteuerung 18 durch Befehle, die sie an die an der Roboterhand 22 angebrachten Fingerantriebsteile sendet, dass sich die Fingerteile 26 und 28 der Roboterhand 22 schließen. Dadurch werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 32 der Roboterhand 22 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 89 der ersten Einspannkomponente 80 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 89 ein.
Ebenso werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 36 der Roboterhand 22 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 104 der zweiten Einspannkomponente 82 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 104 ein. Auf diese Weise greift die Roboterhand 22 wie in 10 gezeigt die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82.
In Schritt S11 bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 42 genauso wie in dem oben beschriebenen Schritt S8, indem sie den Antriebsteil 50 in Gang setzt, dass sich der bewegliche Teil 52 von der Spannbacke 46 weg bewegt. Dabei sind die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 im Griff der Roboterhand 22.
Dadurch entfernt sich der bewegliche Teil 52 von der zweiten Einspannkomponente 82 und die in der Seitenplatte 72 angebrachten Verbindungsschäfte 76 werden aus den in der zweiten Einspannkomponente 82 ausgebildeten Bohrungen 98 herausgezogen.
Im Fall des einen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 78 ausüben, mit einer Feder aufgebaut sind, werden die an einem Verbindungsschaft 76 angebrachten Klauen 78, wenn der Verbindungsschaft 76 in Schritt S1S11 aus seiner Bohrung 98 herausgezogen wird, beim Durchlauf durch den zweiten Bohrungsteil 98b in die Rückzugposition geschoben. Dadurch wird die zweite Einspannkomponente 82 von der Seitenplatte 72 abgenommen.
Im Fall des anderen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 78 ausüben, mit einem Zylinder aufgebaut sind, bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 42 durch Befehle, die sie an die Kraftgeberteile sendet, dass die Klauen 78 in die Rückzugposition gefahren werden, bevor der bewegliche Teil 52 in Schritt S11 verschoben wird. Dadurch können die Klauen 78 durch den zweiten Bohrungsteil 98b laufen, wenn der bewegliche Teil 52 in Schritt S11 nach rechts verschoben wird.
In Schritt S12 bewirkt die Robotersteuerung 18, dass die erste Einspannkomponente 80 von der Spannbacke 46 abgenommen wird.
Genauer bewirkt die Robotersteuerung 18, indem sie den Manipulator in Gang setzt, dass die von der Roboterhand 22 gegriffene erste Einspannkomponente 80 und zweite Einspannkomponente 82 nach rechts bewegt werden. Dadurch entfernt sich die zweite Einspannkomponente 80 von der Spannbacke 46 und die an der Spannbacke 46 angebrachten Verbindungsschäfte 60 werden aus den in der ersten Einspannkomponente 80 ausgebildeten Bohrungen 88 herausgezogen.
Wenn ein Verbindungsschaft 60 aus seiner Bohrung 88 herausgezogen wird, werden die an dem Verbindungsschaft 60 angebrachten Klauen 62 auf die gleiche Weise wie die oben beschriebenen Klauen 78 durch die Wirkung der Kraftgeberteile beim Durchlauf durch den zweiten Bohrungsteil 88b in die Rückzugposition geholt. Dadurch wird die erste Einspannkomponente 80 von der Spannbacke 46 abgenommen.
In Schritt S13 bewirkt die Robotersteuerung 18, dass die von der Roboterhand 22 gegriffene erste Einspannkomponente 80 und zweite Einspannkomponente 82 zu einem im Voraus festgelegten Ort transportiert und dort abgelegt werden.
Anschließend führen die Robotersteuerung 18 und die Spannvorrichtungssteuerung 42 die Schritte S2 bis S8 aus und montieren das Einspannkomponentenpaar, das der Art des Werkstücks entspricht, das als Nächstes zu bearbeiten ist, an der Spannbacke 46 und der Seitenplatte 72.
Wie oben beschrieben kann die erste Einspannkomponente 80 durch die Verbindungsschäfte 60 und die Bohrungen 88, die die Verbindungsschäfte 60 gleitend aufnehmen, an/von der Spannbacke 46 in Rechts-Links-Richtung an-/abmontiert werden. Folglich bilden die Verbindungsschäfte 60 und die Bohrungen 88 eine Umrüstvorrichtung 106 (1), die die erste Einspannkomponente 80 abnehmbar mit der Spannbacke 46 verbindet.
Weiter kann die zweite Einspannkomponente 82 durch die Verbindungsschäfte 76 und die Bohrungen 98, die die Verbindungsschäfte 76 gleitend aufnehmen, an/von der Seitenplatte 72 des beweglichen Teils 52 in Rechts-Links-Richtung an-/abmontiert werden. Folglich bilden die Verbindungsschäfte 76 und die Bohrungen 98 eine Umrüstvorrichtung 108 (1), die die zweite Einspannkomponente 82 abnehmbar mit dem beweglichen Teil 52 verbindet.
In der vorliegenden Ausführungsform können die erste Einspannkomponente 80 an/von der Spannbacke 46 und die zweite Einspannkomponente 82 an/von dem beweglichen Teil 52 wie oben beschrieben mit Hilfe der Umrüstvorrichtungen 106 und 108 an-/abmontiert werden.
Deshalb kann die Werkstückspannvorrichtung 40 allein durch den Wechsel der ersten Einspannkomponente 80 und der zweiten Einspannkomponente 82 umgerüstet werden, so dass der zur Art des zu bearbeitenden Werkstücks passende Tausch der Einspannkomponenten einfach vorgenommen werden kann.
Weiter bestehen die Umrüstvorrichtungen 106 und 108 bei der vorliegenden Ausführungsform aus Verbindungsschäften 60 und 76 und Bohrungen 88 und 98, die die Verbindungsschäfte 60 und 76 gleitend aufnehmen.
Dank dieses Aufbaus kann die erste Einspannkomponente 80 an/von der Spannbacke 46 und die zweite Einspannkomponente 82 an/von dem beweglichen Teil 52 in Rechts-Links-Richtung an-/abmontiert werden, wodurch ein Roboter 16 die erste Einspannkomponente 80 und die zweite Einspannkomponente 82 an/von der Spannbacke 46 bzw. der Seitenplatte 72 an-/abmontieren kann.
Dadurch können die Einspannkomponenten 80 und 82 mit einem Roboter 16 automatisch passend zur Art des Werkstücks, das bearbeitet werden soll, gewechselt werden, so dass die Umrüstung der Einspannkomponenten 80 und 82 mit niedrigen Kosten und auf einfache Weise erfolgen kann.
Als Nächstes wird ein Bearbeitungssystem 110 gemäß einer anderen Ausführungsform anhand der 11 bis 16 erläutert. Wie die 11 und 12 zeigen, ist das Bearbeitungssystem 110 mit einem Robotersystem 112 und einem Werkstückspannsystem 114 ausgestattet. Zu dem Robotersystem 112 gehören ein Roboter 116 und eine Robotersteuerung 118.
Der Roboter 116 besitzt einen Manipulator 120 und eine Roboterhand 122. Der Manipulator 120, in dem (in den Figuren nicht gezeigte) Servomotoren oder pneumatische oder hydraulische Zylinder eingebaut sind, bewegt die Roboterhand 122.
Zu der Roboterhand 122 gehören eine Handbasis 124, mehrere an der Handbasis 124 angebrachte Fingerteile 126 und 128, die geöffnet und geschlossen werden können, und (in den Figuren nicht gezeigte) Fingerantriebsteile, die die Triebkräfte liefern, damit sich die Fingerteile 126 und 128 öffnen und schließen können. Zu den Fingerantriebsteilen gehören z.B. (in den Figuren nicht gezeigte) Servomotoren oder pneumatische oder hydraulische Zylinder.
Der Fingerteil 126 besitzt einen Basisendteil 130 und zwei Fingerendteile 132, in die sich der Basisendteil 130 gabelt. An jedem Ende der Fingerendteile 132 ist eine (in den Figuren nicht gezeigter) Klaue ausgebildet, die nach vorne hervorsteht.
Der Fingerteil 128 ist vorne vor dem Fingerteil 126 angebracht. Der Fingerteil 128 besitzt einen Basisendteil 134 und zwei Fingerendteile 136, in die sich der Basisendteil 134 gabelt. An jedem Ende der Fingerendteile 136 ist eine (in den Figuren nicht gezeigte) Klaue ausgebildet, die nach hinten hervorsteht.
Die Robotersteuerung 118 sendet für den Betrieb des Manipulators 120 Befehle an die einzelnen im Manipulator 120 eingebauten Servomotoren. Außerdem sendet die Robotersteuerung 118 Befehle an die an der Roboterhand 122 angebrachten Fingerantriebsteile, um die Fingerteile 126 und 128 zu öffnen und zu schließen.
Das Werkstückspannsystem 114 ist mit einer Werkstückspannvorrichtung 140 und einer Spannvorrichtungssteuerung 142 ausgestattet. Die Werkstückspannvorrichtung 140 besitzt eine Spannbacke 144, einen ersten Antriebsteil 146, einen zweiten Antriebsteil 148, einen ersten beweglichen Teil 150 und einen zweiten beweglichen Teil 152.
Die Spannbacke 144 ist eine als Flachplatte ausgebildete Komponente, die ungefähr parallel zur xy-Ebene angeordnet und am Boden des Arbeitsplatzes befestigt ist. Wie die 11 und 13 zeigen, besitzt die Spannbacke 144 insgesamt vier zylinderförmige Naben 145, die von der oberen Stirnfläche 144a nach oben hervorstehen. Bei diesen Naben 145 ist jeweils wie in 13 gezeigt an der oberen Stirnfläche 145a ein Verbindungsschaft 147 von insgesamt 4 Stück befestigt.
Ein Verbindungsschaft 147 ist eine Komponente ungefähr mit der Form einer Zylinderstange, die von der oberen Stirnfläche 145a der jeweiligen Nabe 145 nach oben hervorsteht. An jedem Verbindungsschaft 147 sind mehrere Klauen 149 beweglich angebracht.
Eine Klaue 149 wird jeweils von einer (nicht in den Figuren dargestellten) Bohrung aufgenommen, die so ausgebildet ist, dass sich ihre Tiefe von der Mantelfläche 147a des Verbindungsschafts 147 nach innen erstreckt. Die einzelnen Klauen 149 sind zwischen einer Vorsprungposition, in der sie von der Mantelfläche 147a des Verbindungsschafts 147 nach außen hervorragen, und einer Rückzugposition, in der sie von der Mantelfläche 147a nach innen zurückgezogen sind, in Radialrichtung des Verbindungsschafts 147 verschiebbar.
Auf die Klauen 149 wird von (nicht in den Figuren dargestellten) Kraftgeberteilen, die am Verbindungsschaft 147 angebracht sind, eine Kraft in Radialrichtung des Verbindungsschaft 147 nach außen ausgeübt. Diese Kraftgeberteile besitzen z.B. eine Feder, die in der im Verbindungsschaft 147 gebildeten Bohrung angebracht ist, oder einen dort angebrachten pneumatischen oder hydraulischen Zylinder, der die jeweilige Klaue 149 auf Befehl der Spannvorrichtungssteuerung 142 vor- und rückwärts bewegt.
Bei dem ersten Antriebsteil 146 handelt es sich um einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder. Genauer besitzt der Antriebsteil 146 einen Zylinderkörper 154, der auf dem Boden des Arbeitsplatzes befestigt ist, und eine Zylinderstange 156, die sich im Zylinderkörper 154, der sie aufnimmt, vor- und rückwärts bewegen kann.
Der Zylinderkörper 154 ist eine hohle Komponente, in der ein (nicht in den Figuren dargestellter) Kolben angebracht ist. Dieser Kolben ist mit der Zylinderstange 156 verbunden und wird abhängig vom Druck eines flüssigen oder gasförmigen Mediums (z.B. Öl oder Druckgas), das von einem (nicht in den Figuren dargestellten) externen Gerät in den Zylinderkörper 154 geschickt wird, nach oben und unten bewegt. Als Folge bewegt sich die Zylinderstange 156 in vertikaler Richtung vor und rückwärts.
Der zweite Antriebsteil 148 hat den gleichen Aufbau wie der erste Antriebsteil 146. Genauer besitzt der zweite Antriebsteil 148 einen Zylinderkörper 158 und eine Zylinderstange 160, die sich in dem Zylinderkörper 158, der sie aufnimmt, vor- und rückwärts bewegen kann.
Auf der Spannbacke 144 sind insgesamt zwei von der oberen Stirnfläche 144a nach oben hervorstehende Naben 166 und 168 befestigt, die mit Befestigungsmitteln wie Schrauben usw. am Zylinderkörper 154 bzw. 158 fest gemacht sind.
Wie die 11 und 12 zeigen, besitzt der erste bewegliche Teil 150 einen Hauptarm 162 und ein Paar Hilfsarme 164, die vor und hinter dem Hauptarm 162 angeordnet sind. Der Basisteil des Hauptarms 162 ist mit einer Drehachse 170 an der Zylinderstange 156 drehbar gelagert.
Wie die 15 und 16 zeigen, ist an der Stirnfläche 162a des Hauptarms 162 ein Verbindungsschaft 163 befestigt. Der Verbindungsschaft 163 ist eine Komponente ungefähr mit der Form einer Zylinderstange, die von der Stirnfläche 162a des Hauptarms 162 längs der Achse O des Hauptarms 162 hervorragt. Am Verbindungsschaft 163 sind mehrere Klauen 165 beweglich angebracht.
Eine Klaue 165 wird von jeweils einer (nicht in den Figuren dargestellten) Bohrung im Verbindungsschaft 163 aufgenommen, die so ausgebildet ist, dass sich ihre Tiefe von der Mantelfläche 163a des Verbindungsschafts 163 nach innen erstreckt. Die einzelnen Klauen 165 sind zwischen einer Vorsprungposition, in der sie von der Mantelfläche 163a nach außen hervorragen, und einer Rückzugposition, in der sie von der Mantelfläche 163a nach innen zurückgezogen sind, in Radialrichtung des Verbindungsschafts 163 verschiebbar.
Auf die Klauen 165 wird von (nicht in den Figuren dargestellten) Kraftgeberteilen, die am Verbindungsschaft 163 angebracht sind, eine Kraft in Radialrichtung des Verbindungsschafts 163 nach außen ausgeübt. Diese Kraftgeberteile besitzen z.B. eine Feder, die in der im Verbindungsschaft 163 gebildeten Bohrung angebracht ist, oder einen dort angebrachten pneumatischen oder hydraulischen Zylinder, der die jeweilige Klaue 165 auf Befehl der Spannvorrichtungssteuerung 142 vor- und rückwärts bewegt.
Außerdem ist der Verbindungsschaft 163 mit einem hervorstehenden Streifen 167 (16) versehen. Dieser hervorstehende Streifen 167 ragt von der Mantelfläche 163a des Verbindungsschafts 163 in Radialrichtung nach außen und erstreckt sich in Richtung der Achse O.
Wie die 11 und 12 zeigen, ist das eine Ende eines Hilfsarms 164 mit einer Drehachse 172 am vorderen Ende des Hauptarms 162 und das andere Ende mit einer Drehachse 174 an einem vorspringenden Teil 176, der von der Nabe 166 nach oben hervorsteht, drehbar gelagert.
Der zweite bewegliche Teil 152 besitzt einen Hauptarm 178 und ein Paar Hilfsarme 180, die vor und hinter dem Hauptarm 178 angeordnet sind. Der Basisteil des Hauptarms 178 ist mit einer Drehachse 182 an der Zylinderstange 160 drehbar gelagert.
Wie die 15 und 16 zeigen, ist an der Stirnfläche 178a des Hauptarms 178 ein Verbindungsschaft 179 befestigt. Der Verbindungsschaft 179 ist eine Komponente ungefähr mit der Form einer Zylinderstange, die von der Stirnfläche 178a des Hauptarms 178 längs der Achse O des Hauptarms 178 hervorragt. Am Verbindungsschaft 179 sind mehrere Klauen 181 beweglich angebracht.
Eine Klaue 181 wird jeweils von einer (nicht in den Figuren dargestellten) Bohrung im Verbindungsschaft 179 aufgenommen, die so ausgebildet ist, dass sich ihre Tiefe von der Mantelfläche 179a des Verbindungsschafts 179 nach innen erstreckt. Die einzelnen Klauen 181 sind zwischen einer Vorsprungposition, in der sie von der Mantelfläche 179a nach außen hervorragen, und einer Rückzugposition, in der sie von der Mantelfläche 179a nach innen zurückgezogen sind, in Radialrichtung des Verbindungsschafts 179 verschiebbar.
Auf die Klauen 181 wird von (nicht in den Figuren dargestellten) Kraftgeberteilen, die am Verbindungsschaft 179 angebracht sind, eine Kraft in Radialrichtung des Verbindungsschafts 179 nach außen ausgeübt. Diese Kraftgeberteile besitzen z.B. eine Feder, die in der im Verbindungsschaft 179 gebildeten Bohrung angebracht ist, oder einen dort angebrachten pneumatischen oder hydraulischen Zylinder, der die jeweilige Klaue 181 auf Befehl der Spannvorrichtungssteuerung 142 vor- und rückwärts bewegt.
Außerdem ist der Verbindungsschaft 179 mit einem hervorstehenden Streifen 183 versehen. Dieser hervorstehende Streifen 183 ragt von der Mantelfläche 179a des Verbindungsschafts 179 in Radialrichtung nach außen und erstreckt sich in Richtung der Achse O.
Wie die 11 und 12 zeigen, ist das eine Ende eines Hilfsarms 180 mit einer Drehachse 184 am vorderen Ende des Hauptarms 178 und das andere Ende mit einer Drehachse 186 an einem vorspringenden Teil 188, der von der Nabe 168 nach oben hervorsteht, drehbar gelagert.
Die Werkstückspannvorrichtung 140 ist ferner mit einer Einspannkomponente 190, einer Einspannkomponente 192 und einer Einspannkomponente 194 versehen.
In der Einspannkomponente 190 sind wie in 13 gezeigt insgesamt 4 Bohrungen 196 ausgebildet, deren Tiefe sich von der unteren Stirnfläche 190a nach oben erstreckt. Die äußere Kontur dieser Bohrungen 196 ist kreisförmig; sie können die oben beschriebenen Verbindungsschäfte 147 gleitend aufnehmen.
Genauer besitzt jede Bohrung 196 einen ersten Bohrungsteil 196a, einen zweiten Bohrungsteil 196b und einen dritten Bohrungsteil 196c. Der erste Bohrungsteil 196a wird von einer konischen Fläche begrenzt, deren Durchmesser nach oben linear zunimmt.
Der zweite Bohrungsteil 196b hat ungefähr den gleichen Durchmesser wie das obere Ende der konischen Fläche, die den ersten Bohrungsteil 196a begrenzt. Der dritte Bohrungsteil 196c hat einen größeren Durchmesser als der zweite Bohrungsteil 196b, so dass an der Verbindung von zweitem Bohrungsteil 196b und drittem Bohrungsteil 196c eine Stufe 196d ausgebildet ist.
Wie in 14 gezeigt sind in der Einspannkomponente 190 insgesamt 2 Klauenaufnahmebohrungen 198 ausgebildet, deren Tiefe sich von der hinteren Stirnfläche 190b nach vorne erstreckt. Diese Klauenaufnahmebohrungen 198 können jeweils eine der beiden Klauen aufnehmen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind.
Außerdem sind in der Einspannkomponente 190 insgesamt 2 Klauenaufnahmebohrungen 200 ausgebildet, deren Tiefe sich von der vorderen Stirnfläche 190c nach hinten erstreckt. Diese Klauenaufnahmebohrungen 200 können jeweils eine der beiden Klauen aufnehmen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind.
Wie in den 15 und 16 gezeigt ist die Einspannkomponente 192 mit einem Spannklauenpaar 202 versehen, das von der Stirnfläche 192a nach außen hervorsteht.
Außerdem ist in der Einspannkomponente 192 eine Bohrung 204 ausgebildet, deren Tiefe sich von der Basisfläche 192b nach innen erstreckt. Die äußere Kontur dieser Bohrung 204 ist kreisförmig; sie kann den am Hauptarm 162 angebrachten Verbindungsschaft 163 gleitend aufnehmen.
Genauer besitzt die Bohrung 204 einen ersten Bohrungsteil 204a, einen zweiten Bohrungsteil 204b und einen dritten Bohrungsteil 204c. Der erste Bohrungsteil 204a wird von einer konischen Fläche begrenzt, deren Durchmesser zur Basisfläche 192b hin linear zunimmt.
Der zweite Bohrungsteil 204b hat ungefähr den gleichen Durchmesser wie das vordere Ende der konischen Fläche, die den ersten Bohrungsteil 204a begrenzt. Der dritte Bohrungsteil 204c hat einen größeren Durchmesser als der zweite Bohrungsteil 204b, so dass an der Verbindung von zweitem Bohrungsteil 204b und drittem Bohrungsteil 204c eine Stufe 204d ausgebildet ist.
Außerdem ist in der Einspannkomponente 192 ein Ausschnitt 211 ausgebildet, dessen Tiefe sich von der Wandfläche, die den ersten Bohrungsteil 204a und den zweiten Bohrungsteil 204b begrenzt, nach innen erstreckt. Dieser Ausschnitt 211 befindet sich an einer bestimmten Position in Umfangsrichtung der Bohrung 204 und hat eine Ausdehnung in Richtung der Achse O.
Der Ausschnitt 211 nimmt den hervorstehenden Streifen 167, der am Verbindungsschaft 163 ausgebildet ist, gleitend auf, so dass er sich im Eingriff mit dem hervorstehenden Streifen 167 befindet. Dadurch wird kontrolliert, wie die Einspannkomponente 192 bezüglich des Verbindungsschafts 163 in Umfangsrichtung gedreht ist.
Außerdem sind in der Einspannkomponente 192 insgesamt 2 Klauenaufnahmebohrungen 206 ausgebildet, deren Tiefe sich von der oberen Fläche 192c nach innen erstreckt. Diese Klauenaufnahmebohrungen 206 können jeweils eine der beiden Klauen aufnehmen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind.
Auf die gleiche Art sind in der Einspannkomponente 192 insgesamt 2 Klauenaufnahmebohrungen 209 ausgebildet, deren Tiefe sich von der unteren Fläche 192d nach innen erstreckt. Diese Klauenaufnahmebohrungen 209 können jeweils eine der beiden Klauen aufnehmen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind.
Die Einspannkomponente 194 hat den gleichen Aufbau wie die Einspannkomponente 192. Genauer ist die Einspannkomponente 194 mit einem Spannklauenpaar 208 versehen, das von der Stirnfläche 194a nach außen hervorsteht.
In der Einspannkomponente 194 ist eine Bohrung 210 ausgebildet, deren Tiefe sich von der Basisfläche 194b nach innen erstreckt. Die äußere Kontur dieser Bohrung 210 ist kreisförmig; sie kann den am Hauptarm 178 angebrachten Verbindungsschaft 179 gleitend aufnehmen.
Genauer besitzt die Bohrung 210 einen ersten Bohrungsteil 210a, einen zweiten Bohrungsteil 210b und einen dritten Bohrungsteil 210c. Der erste Bohrungsteil 210a wird von einer konischen Fläche begrenzt, deren Durchmesser zur Basisfläche 194b hin linear zunimmt.
Der zweite Bohrungsteil 210b hat ungefähr den gleichen Durchmesser wie das vordere Ende der konischen Fläche, die den ersten Bohrungsteil 210a begrenzt. Der dritte Bohrungsteil 210c hat einen größeren Durchmesser als der zweite Bohrungsteil 210b, so dass an der Verbindung von zweitem Bohrungsteil 210b und drittem Bohrungsteil 210c eine Stufe 210d ausgebildet ist.
In der Einspannkomponente 194 ist ein Ausschnitt 213 ausgebildet, dessen Tiefe sich von der Wandfläche, die den ersten Bohrungsteil 210a und den zweiten Bohrungsteil 210b begrenzt, nach innen erstreckt. Dieser Ausschnitt 213 befindet sich an einer bestimmten Position in Umfangsrichtung der Bohrung 210 und hat eine Ausdehnung in Richtung der Achse O.
Der Ausschnitt 213 nimmt den hervorstehenden Streifen 183, der am Verbindungsschaft 179 ausgebildet ist, auf, so dass er sich im Eingriff mit dem hervorstehenden Streifen 183 befindet. Dadurch wird kontrolliert, wie die Einspannkomponente 194 bezüglich des Verbindungsschafts 179 in Umfangsrichtung gedreht ist.
Außerdem sind in der Einspannkomponente 194 insgesamt 2 Klauenaufnahmebohrungen 212 ausgebildet, deren Tiefe sich von der oberen Fläche 194c nach innen erstreckt. Diese Klauenaufnahmebohrungen 212 können jeweils eine der beiden Klauen aufnehmen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind.
Auf die gleiche Art sind in der Einspannkomponente 194 insgesamt 2 Klauenaufnahmebohrungen 214 ausgebildet, deren Tiefe sich von der unteren Fläche 194d nach innen erstreckt. Diese Klauenaufnahmebohrungen 214 können jeweils eine der beiden Klauen aufnehmen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind.
Die Spannvorrichtungssteuerung 142 steuert die Antriebsteile 146 und 148. Genauer lässt die Spannvorrichtungssteuerung 142 durch Befehle, die sie an die Antriebsteile 146 und 148 sendet, die Zylinderstange 156 bzw. 160 in vertikaler Richtung vor- und zurückfahren.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Robotersteuerung 118 und die Spannvorrichtungssteuerung 142 verbunden und können miteinander kommunizieren. Die Robotersteuerung 118 und die Spannvorrichtungssteuerung 142 kommunizieren miteinander, wenn sie den Vorgang für den Wechsel der Einspannkomponenten 190, 192 und 194 durchführen. Dieser Vorgang wird später beschrieben.
Als Nächstes wird anhand der 17 und 18 erläutert, wie mit der Werkstückspannvorrichtung 140 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Werkstück W eingespannt wird. Zuerst wird das Werkstück W auf die Einspannkomponente 190 gelegt.
Dann setzt die Spannvorrichtungssteuerung 142 den ersten Antriebsteil 146 und den zweiten Antriebsteil 148 in Gang und schiebt die Zylinderstangen 156 und 160 nach oben. Dadurch werden die Basisteile der Hauptarme 162 und 178 nach oben bewegt.
Da andererseits die vorderen Enden der Hauptarme 162 und 178 an den Hilfsarmen 164 und 180 drehbar gelagert sind, werden die vorderen Enden der Hauptarme 162 und 178 von den Hilfsarmen 164 und 180 so geführt, dass sie eine Drehung um die Drehachse 174 ausführen. Auf diese Weise werden die Aufwärtsbewegungen der Zylinderstangen 156 und 160 in Drehbewegungen der Hauptarme 162 und 178 um die Drehachse 174 umgewandelt.
Als Folge werden die Einspannkomponenten 192 und 194 von den in 17 gezeigten Positionen in die in 18 gezeigten Positionen versetzt, in denen die an den Einspannkomponenten 192 und 194 angebrachten Spannklauen 202 und 208 (15) in am Werkstück W ausgebildete Klauenaufnahmeteile A und B greifen. Auf diese Weise wird das Werkstück W zwischen der Einspannkomponente 190 und den Einspannkomponenten 192 und 194 eingespannt.
Als Nächstes wird der Betrieb des Bearbeitungssystems 110 anhand der 19 bis 23 erläutert. Das Bearbeitungssystem 110 wechselt, um mehrere Arten von Werkstücken bearbeiten zu können, die Einspannkomponenten 190, 192 und 194 mit Hilfe des Roboters 116 entsprechend zur Art des zu bearbeitenden Werkstücks.
Der in 19 gezeigte Ablauf beginnt, wenn die Robotersteuerung 118 oder die Spannvorrichtungssteuerung 142 vom Anwender, von einer übergeordneten Steuerung oder von einem Bearbeitungsprogramm einen Befehl für den Austausch der Einspannkomponenten 190, 192 und 194 erhält.
In Schritt S21 prüft die Robotersteuerung 118 oder die Spannvorrichtungssteuerung 142, ob an der Spannbacke 144, dem beweglichen Teil 150 und dem beweglichen Teil 152 Einspannkomponenten 190, 192 und 194 angebracht sind oder nicht.
Z.B. prüft die Robotersteuerung 118 oder die Spannvorrichtungssteuerung 142 auf ein vom Anwender eingegebenes Signal hin oder aufgrund eines Bearbeitungsprogramms, ob Einspannkomponenten 190, 192 und 194 angebracht sind oder nicht.
Wenn die Robotersteuerung 118 oder die Spannvorrichtungssteuerung 142 feststellt, dass Einspannkomponenten 190, 192 und 194 angebracht sind (d.h. das Ergebnis YES ist), ist der nächste Schritt S25.
Wenn die Robotersteuerung 118 oder die Spannvorrichtungssteuerung 142 andererseits feststellt, dass keine Einspannkomponenten 190, 192 und 194 angebracht sind (d.h. das Ergebnis NO ist), ist der nächste Schritt S22.
In Schritt S22 erhält die Robotersteuerung 118 oder die Spannvorrichtungssteuerung 142 Informationen über das als Nächstes zu bearbeitende Werkstück und bestimmt die Art der Einspannkomponenten, mit denen das zu bearbeitende Werkstück eingespannt werden muss.
Im Folgenden wird der Fall erläutert, dass die Robotersteuerung 118 oder die Spannvorrichtungssteuerung 142 in Schritt S22 als Ergebnis die in den 11 und 12 gezeigten Einspannkomponenten 190, 192 und 194 ermittelt hat.
In Schritt S23 führt die Robotersteuerung 118 den Vorgang für die Montage der Einspannkomponente 190 durch. Der Schritt S23 wird anhand von 20 erläutert.
In Schritt S31 bewirkt die Robotersteuerung 118, dass die Roboterhand 122 die Einspannkomponente 190 greift, die an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrt wird.
Genauer veranlasst die Robotersteuerung 118 durch Befehle, die sie einem Roboterprogramm folgend an die einzelnen im Manipulator 120 eingebauten Servomotoren sendet, dass sich die Roboterhand 122 zur Position der an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrten Einspannkomponente 190 bewegt.
Dabei werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind, an die Positionen der jeweiligen an der hinteren Stirnfläche 190b der Einspannkomponente 190 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 198 gebracht, während die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind, an die Positionen der jeweiligen an der vorderen Stirnfläche 190c der Einspannkomponente 190 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 200 gebracht werden.
Als Nächstes bewirkt die Robotersteuerung 118 durch Befehle, die sie an die an der Roboterhand 122 angebrachten Fingerantriebsteile sendet, dass sich die Fingerteile 126 und 128 der Roboterhand 122 schließen.
Dadurch werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 126 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 198 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 198 ein.
Ebenso werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 128 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 200 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 200 ein. Auf diese Weise greift die Roboterhand 122 die an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrte Einspannkomponente 190.
In Schritt S32 bewirkt die Robotersteuerung 118, dass die Einspannkomponente 190 auf die Spannbacke 144 gelegt wird. Genauer bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie einem Roboterprogramm folgend den Manipulator 120 in Gang setzt, dass die Einspannkomponente 190, die in Schritt S31 von der Roboterhand 122 gegriffen worden ist, über der Spannbacke 144 positioniert wird.
Dabei wird die Einspannkomponente 190 so über der Spannbacke 144 positioniert, dass sich die an der unteren Stirnfläche 190a der Einspannkomponente 190 gebildeten Bohrungen 196 über den an der Spannbacke 144 angebrachten Verbindungsschäften 147 befinden.
Dann bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie den Manipulator 20 in Gang setzt, dass die Einspannkomponente 190 nach unten bewegt wird. Dadurch werden die an der Spannbacke 144 angebrachten Verbindungsschäfte 147 in die jeweiligen an der unteren Stirnfläche 190a der Einspannkomponente 190 angebrachten Bohrungen 196 eingefügt.
Im Fall des einen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 149 ausüben, mit einer Feder aufgebaut sind, werden die an einem Verbindungsschaft 147 angebrachten Klauen 149, wenn der Verbindungsschaft 147 in eine Bohrung 196 eingefügt wird, beim Durchlauf durch den zweiten Bohrungsteil 196b in die Rückzugposition geschoben und beim Erreichen des dritten Bohrungsteils 196c zurück in die Vorsprungposition und in Eingriff mit der Stufe 196d gebracht.
Im Fall des anderen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 149 ausüben, mit einem Zylinder aufgebaut sind, bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 142 durch Befehle, die sie an die Kraftgeberteile sendet, dass die Klauen 149 in die Rückzugposition gefahren werden, bevor die Einspannkomponente 190 in Schritt S32 nach unten bewegt wird.
Wenn dann die Einspannkomponente 190 nach unten bewegt wird und die Klauen 149 den zweiten Bohrungsteil 196b durchlaufen und den dritten Bohrungsteil 196c erreicht haben, bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 142 durch Befehle, die sie an die Kraftgeberteile sendet, dass die Klauen 149 in die Vorsprungposition geschoben werden. Dadurch kommen die Klauen 149 in Eingriff mit der Stufe 196d.
Auf diese Weise wird die Einspannkomponente 190 so auf die Spannbacke 144 gelegt, wie es die 11 und 12 zeigen.
In Schritt S33 bewirkt die Robotersteuerung 18, dass die Roboterhand 122 die Einspannkomponente 190 loslässt und sich von der Einspannkomponente 190 zurückzieht.
Genauer bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie Befehle an die an der Roboterhand 122 angebrachten Fingerantriebsteile sendet, dass sich die Fingerteile 126 und 128 der Roboterhand 122 öffnen. Im Anschluss bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie den Manipulator 120 in Gang setzt, dass sich die Roboterhand 122 von der Einspannkomponente 190 entfernt.
In Schritt S24, für den wieder auf 19 verwiesen wird, führt die Robotersteuerung 118 den Vorgang für die Montage der Einspannkomponenten 192 und 194 durch. Der Schritt S24 wird anhand von 21 erläutert.
In Schritt S41 bewirkt die Robotersteuerung 118, dass die Roboterhand 122 die Einspannkomponente 192 greift, die an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrt wird. Genauer veranlasst die Robotersteuerung 118, indem sie einem Roboterprogramm folgend den Manipulator 120 in Gang setzt, dass sich die Roboterhand 122 zur Position der an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrten Einspannkomponente 192 bewegt.
Dabei werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen an der oberen Fläche 192c der Einspannkomponente 192 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 206 gegenüber befinden.
Auf der anderen Seite werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen an der unteren Fläche 192d der Einspannkomponente 192 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 209 gegenüber befinden.
Als Nächstes bewirkt die Robotersteuerung 118 durch Befehle, die sie an die an der Roboterhand 122 angebrachten Fingerantriebsteile sendet, dass sich die Fingerteile 126 und 128 der Roboterhand 122 schließen. Dadurch werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 126 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 206 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 206 ein.
Ebenso werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 128 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 209 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 209 ein. Auf diese Weise greift die Roboterhand 122 die an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrte Einspannkomponente 192.
In Schritt S42 montiert die Robotersteuerung 118 die Einspannkomponente 192 an dem ersten beweglichen Teil 150. Genauer bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie einem Roboterprogramm folgend den Manipulator 120 in Gang setzt, dass die Einspannkomponente 192, die in Schritt S41 von der Roboterhand 122 gegriffen worden ist, wie in 16 gezeigt gegenüber dem ersten beweglichen Teil 150 positioniert wird.
Dabei befindet sich die Basisfläche 192b der Einspannkomponente 192 gegenüber der Stirnfläche 162a des Hauptarms 162. Außerdem sind der Verbindungsschaft 163 und die Bohrung 204 konzentrisch ausgerichtet und die Position des hervorstehenden Streifens 167 in Umfangsrichtung befindet sich in Übereinstimmung mit der Position des Ausschnitts 211 in Umfangsrichtung.
Dann bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie den Manipulator 120 in Gang setzt, dass die Einspannkomponente 192 entlang der Achse O in Richtung des Hauptarms 162 bewegt wird. Dadurch wird der am Hauptarm 162 angebrachte Verbindungsschaft 163 in die in der Einspannkomponente 192 angebrachte Bohrung 204 eingefügt.
Im Fall des einen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 165 ausüben, mit einer Feder aufgebaut sind, werden die an dem Verbindungsschaft 163 angebrachten Klauen 165, wenn der Verbindungsschaft 163 in die Bohrung 204 eingefügt wird, beim Durchlauf durch den zweiten Bohrungsteil 204b in die Rückzugposition geschoben und beim Erreichen des dritten Bohrungsteils 204c zurück in die Vorsprungposition und in Eingriff mit der Stufe 204d gebracht.
Im Fall des anderen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 165 ausüben, mit einem Zylinder aufgebaut sind, bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 142 durch Befehle, die sie an die Kraftgeberteile sendet, dass die Klauen 165 in die Rückzugposition gefahren werden, bevor die Einspannkomponente 192 in Schritt S42 zum Hauptarm 162 hin verschoben wird.
Wenn dann die Einspannkomponente 192 zum Hauptarm 162 bewegt wird und die Klauen 165 den zweiten Bohrungsteil 204b durchlaufen und den dritten Bohrungsteil 204c erreicht haben, bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 142 durch Befehle, die sie an die Kraftgeberteile sendet, dass die Klauen 165 in die Vorsprungposition geschoben werden. Dadurch kommen die Klauen 165 in Eingriff mit der Stufe 204d.
Außerdem wird der am Verbindungsschaft 163 angebrachte hervorstehende Streifen 167 in dem Ausschnitt 211 aufgenommen und in Eingriff mit dem Ausschnitt 211 gebracht. Auf diese Weise wird die Einspannkomponente 192 so an dem ersten beweglichen Teil 150 montiert, wie es die 11, 12 und 15 zeigen.
In Schritt S43 bewirkt die Robotersteuerung 118, dass die Roboterhand 122 die Einspannkomponente 194 greift, die an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrt wird. Genauer veranlasst die Robotersteuerung 118, indem sie einem Roboterprogramm folgend den Manipulator 120 in Gang setzt, dass sich die Roboterhand 122 zur Position der an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrten Einspannkomponente 194 bewegt.
Dabei werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen an der oberen Fläche 194c der Einspannkomponente 194 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 212 gegenüber befinden.
Auf der anderen Seite werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen an der unteren Fläche 194d der Einspannkomponente 194 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 214 gegenüber befinden.
Als Nächstes bewirkt die Robotersteuerung 118 durch Befehle, die sie an die an der Roboterhand 122 angebrachten Fingerantriebsteile sendet, dass sich die Fingerteile 126 und 128 der Roboterhand 122 schließen. Dadurch werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 212 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 212 ein.
Ebenso werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 214 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 214 ein. Auf diese Weise greift die Roboterhand 122 die an einem im Voraus festgelegten Ort aufbewahrte Einspannkomponente 194.
In Schritt S44 montiert die Robotersteuerung 118 die Einspannkomponente 194 an dem zweiten beweglichen Teil 152. Genauer bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie einem Roboterprogramm folgend den Manipulator 120 in Gang setzt, dass die Einspannkomponente 194, die in Schritt S43 von der Roboterhand 122 gegriffen worden ist, wie in 16 gezeigt gegenüber dem zweiten beweglichen Teil 152 positioniert wird.
Dabei befindet sich die Basisfläche 194b der Einspannkomponente 194 gegenüber der Stirnfläche 178a des Hauptarms 178. Außerdem sind der Verbindungsschaft 179 und die Bohrung 210 konzentrisch ausgerichtet und die Position des hervorstehenden Streifens 183 in Umfangsrichtung befindet sich in Übereinstimmung mit der Position des Ausschnitts 213 in Umfangsrichtung.
Dann bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie den Manipulator 20 in Gang setzt, dass die Einspannkomponente 194 entlang der Achse O in Richtung des Hauptarms 178 bewegt wird. Dadurch wird der am Hauptarm 178 angebrachte Verbindungsschaft 179 in die in der Einspannkomponente 194 angebrachte Bohrung 210 eingefügt.
Wenn der Verbindungsschaft 179 in die Bohrung 210 eingefügt wird, werden die an dem Verbindungsschaft 179 angebrachten Klauen 181 auf die gleiche Weise wie die oben beschriebenen Klauen 165 durch die Wirkung der Kraftgeberteile beim Durchlauf durch den zweiten Bohrungsteil 210b in die Rückzugposition geholt und beim Erreichen des dritten Bohrungsteils 210c heraus in die Vorsprungposition und in Eingriff mit der Stufe 210d gebracht.
Außerdem wird der am Verbindungsschaft 179 angebrachte hervorstehende Streifen 183 in dem Ausschnitt 213 aufgenommen und in Eingriff mit dem Ausschnitt 213 gebracht. Auf diese Weise wird die Einspannkomponente 194 so an dem zweiten beweglichen Teil 152 montiert, wie es die 11, 12 und 15 zeigen.
Nach Schritt S24 beendet die Robotersteuerung 118 oder die Spannvorrichtungssteuerung 142 den in 19 gezeigten Ablauf.
Wenn andererseits in Schritt S21 das Ergebnis der Prüfung YES ist, führt die Robotersteuerung 118 in Schritt S25 den Vorgang für die Abnahme der an der Spannbacke 144 montierten Einspannkomponente durch.
Im Folgenden wird der Fall erläutert, dass an der Spannbacke 144, dem ersten beweglichen Teil 150 und dem zweiten beweglichen Teil 152 die in den 11 und 12 gezeigten Einspannkomponenten 190, 192 und 194 montiert sind, wenn die Prüfung in Schritt S21 YES ergibt.
Der Schritt S25 wird anhand von 22 erläutert. In Schritt S51 bewirkt die Robotersteuerung 118, dass die Roboterhand 122 die an der Spannbacke 144 installierte Einspannkomponente 190 greift.
Genauer bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie einem Roboterprogramm folgend den Manipulator 120 in Gang setzt, dass sich die Roboterhand 122 zur Position der an der Spannbacke 144 installierten Einspannkomponente 190 bewegt.
Dabei werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen an der hinteren Stirnfläche 190b der Einspannkomponente 190 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 198 gegenüber befinden. Auf der anderen Seite werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen an der vorderen Stirnfläche 190c der Einspannkomponente 190 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 200 gegenüber befinden.
Als Nächstes bewirkt die Robotersteuerung 118 durch Befehle, die sie an die an der Roboterhand 122 angebrachten Fingerantriebsteile sendet, dass sich die Fingerteile 126 und 128 der Roboterhand 122 schließen. Dadurch werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 198 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 198 ein.
Ebenso werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 200 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 200 ein. Auf diese Weise wird die Einspannkomponente 190 von der Roboterhand 122 wie in den 11 und 12 gezeigt gegriffen.
In Schritt S52 bewirkt die Robotersteuerung 118, dass die Einspannkomponente 190 von der Spannbacke 144 abgenommen wird. Genauer bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie den Manipulator 120 in Gang setzt, dass die Einspannkomponente 190, die in Schritt S51 von der Roboterhand 122 gegriffen worden ist, nach oben bewegt wird.
Dadurch werden die an der Spannbacke 144 angebrachten Verbindungsschäfte 147 aus den in der Einspannkomponente 190 angebrachten Bohrungen 196 herausgezogen.
Im Fall des einen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 149 ausüben, mit einer Feder aufgebaut sind, werden die an einem Verbindungsschaft 147 angebrachten Klauen 149, wenn der Verbindungsschaft 147 aus seiner Bohrung 196 herausgezogen wird, beim Durchlauf durch den zweiten Bohrungsteil 196b in die Rückzugposition geschoben.
Im Fall des anderen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 149 ausüben, mit einem Zylinder aufgebaut sind, bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 142 durch Befehle, die sie an die Kraftgeberteile sendet, dass die Klauen 149 in die Rückzugposition gefahren werden, bevor die Einspannkomponente 190 in Schritt S52 nach oben verschoben wird.
Dadurch können die Klauen 149 durch den zweiten Bohrungsteil 196b laufen, wenn die Einspannkomponente 190 in Schritt S52 nach oben verschoben wird. Auf diese Weise wird die Einspannkomponente 190 von der Spannbacke 144 abgenommen.
In Schritt S53 bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie einem Roboterprogramm folgend den Manipulator 120 in Gang setzt, dass die von der Roboterhand 122 gegriffene Einspannkomponente 190 zu einem im Voraus festgelegten Ort transportiert und dort abgelegt wird.
In Schritt S26, für den wieder auf 19 verwiesen wird, führt die Robotersteuerung 118 den Vorgang für die Abnahme der Einspannkomponenten 192 und 194, die am ersten beweglichen Teil 150 und am zweiten beweglichen Teil 152 montiert sind, durch. Der Schritt S26 wird anhand von 23 erläutert.
In Schritt S61 bewirkt die Robotersteuerung 118, dass die Roboterhand 122 die am ersten beweglichen Teil 150 montierte Einspannkomponente 192 greift.
Genauer veranlasst die Robotersteuerung 118 durch Befehle, die sie einem Roboterprogramm folgend an die einzelnen im Manipulator 120 eingebauten Servomotoren sendet, dass sich die Roboterhand 122 zur Position der am ersten beweglichen Teil 150 montierten Einspannkomponente 192 bewegt.
Dabei werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen an der oberen Fläche 192c der Einspannkomponente 192 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 206 gegenüber befinden.
Auf der anderen Seite werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen an der unteren Fläche 192d der Einspannkomponente 192 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 209 gegenüber befinden.
Als Nächstes bewirkt die Robotersteuerung 118 durch Befehle, die sie an die an der Roboterhand 122 angebrachten Fingerantriebsteile sendet, dass sich die Fingerteile 126 und 128 der Roboterhand 122 schließen. Dadurch werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 206 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 206 ein.
Ebenso werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 209 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 209 ein. Auf diese Weise wird die Einspannkomponente 192 von der Roboterhand 122 gegriffen.
In Schritt S62 nimmt die Robotersteuerung 118 die Einspannkomponente 192 von dem ersten beweglichen Teil 150 ab. Genauer bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie den Manipulator 120 in Gang setzt, dass die Einspannkomponente 192, die in Schritt S61 von der Roboterhand 122 gegriffen worden ist, entlang der Achse O vom Hauptarm 162 weg bewegt wird.
Dadurch wird der am Hauptarm 162 angebrachte Verbindungsschaft 163 aus der in der Einspannkomponente 192 angebrachten Bohrung 204 herausgezogen.
Im Fall des einen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 165 ausüben, mit einer Feder aufgebaut sind, werden die an dem Verbindungsschaft 163 angebrachten Klauen 165, wenn der Verbindungsschaft 163 in Schritt S62 aus der Bohrung 204 herausgezogen wird, beim Durchlauf durch den zweiten Bohrungsteil 204b in die Rückzugposition geschoben.
Im Fall des anderen Beispiels, bei dem die Kraftgeberteile, die eine Kraft auf die Klauen 165 ausüben, mit einem Zylinder aufgebaut sind, bewirkt die Spannvorrichtungssteuerung 142 durch Befehle, die sie an die Kraftgeberteile sendet, dass die Klauen 165 in die Rückzugposition gefahren werden, bevor die Einspannkomponente 192 in Schritt S62 vom Hauptarm 162 weg bewegt wird.
Dadurch können die Klauen 165 durch den zweiten Bohrungsteil 204b laufen, wenn die Einspannkomponente 192 in Schritt S62 vom Hauptarm 162 weg bewegt wird. Auf diese Weise wird die Einspannkomponente 192 vom ersten beweglichen Teil 150 wie in 16 gezeigt abgenommen.
In Schritt S63 bewirkt die Robotersteuerung 118, dass die von der Roboterhand 122 gegriffene Einspannkomponente 192 zu einem im Voraus festgelegten Ort transportiert und dort abgelegt wird.
In Schritt S64 bewirkt die Robotersteuerung 118, dass die Roboterhand 122 die am zweiten beweglichen Teil 152 montierte Einspannkomponente 194 greift.
Genauer veranlasst die Robotersteuerung 118 durch Befehle, die sie einem Roboterprogramm folgend an die einzelnen im Manipulator 120 eingebauten Servomotoren sendet, dass sich die Roboterhand 122 zur Position der am zweiten beweglichen Teil 152 montierten Einspannkomponente 194 bewegt.
Dabei werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen an der oberen Fläche 194c der Einspannkomponente 194 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 212 gegenüber befinden.
Auf der anderen Seite werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind, so positioniert, dass sie sich den jeweiligen an der unteren Fläche 194d der Einspannkomponente 194 gebildeten Klauenaufnahmebohrungen 214 gegenüber befinden.
Als Nächstes bewirkt die Robotersteuerung 118 durch Befehle, die sie an die an der Roboterhand 122 angebrachten Fingerantriebsteile sendet, dass sich die Fingerteile 126 und 128 der Roboterhand 122 schließen. Dadurch werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 132 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 212 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 212 ein.
Ebenso werden die Klauen, die an den Enden der Fingerendteile 136 der Roboterhand 122 angebracht sind, von den jeweiligen Klauenaufnahmebohrungen 214 aufgenommen und greifen so in die Klauenaufnahmebohrungen 214 ein. Auf diese Weise wird die Einspannkomponente 194 von der Roboterhand 122 gegriffen.
In Schritt S65 nimmt die Robotersteuerung 118 die Einspannkomponente 194 von dem zweiten beweglichen Teil 152 ab. Genauer bewirkt die Robotersteuerung 118, indem sie den Manipulator 120 in Gang setzt, dass die Einspannkomponente 194, die in Schritt S64 von der Roboterhand 122 gegriffen worden ist, entlang der Achse O vom Hauptarm 178 weg bewegt wird.
Dadurch wird der am Hauptarm 178 angebrachte Verbindungsschaft 179 aus der in der Einspannkomponente 194 angebrachten Bohrung 210 herausgezogen. Wenn der Verbindungsschaft 179 aus der Bohrung 210 herausgezogen wird, werden die an dem Verbindungsschaft 179 angebrachten Klauen 181 auf die gleiche Weise wie die oben beschriebenen Klauen 165 durch die Wirkung der Kraftgeberteile beim Durchlauf durch den zweiten Bohrungsteil 210b in die Rückzugposition geholt. Auf diese Weise wird die Einspannkomponente 194 vom zweiten beweglichen Teil 152 wie in 16 gezeigt abgenommen.
In Schritt S66 bewirkt die Robotersteuerung 118, dass die von der Roboterhand 122 gegriffene Einspannkomponente 194 zu einem im Voraus festgelegten Ort transportiert und dort abgelegt wird.
Nach der Ausführung von Schritt S26 führt die Robotersteuerung 118 oder die Spannvorrichtungssteuerung 142 die in 19 gezeigten Schritte S22 bis S24 aus und montiert die Einspannkomponenten, die zur Art des Werkstücks passen, das als Nächstes bearbeitet werden soll, an der Spannbacke 144, dem ersten beweglichen Teil 150 und dem zweiten beweglichen Teil 152.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Einspannkomponente 190 durch die Verbindungsschäfte 147 und die Bohrungen 196, die die Verbindungsschäfte 147 gleitend aufnehmen, an/von der Spannbacke 144 in vertikaler Richtung an-/abmontiert werden. Folglich bilden die Verbindungsschäfte 147 und die Bohrungen 196 eine Umrüstvorrichtung 216 (13), die die Einspannkomponente 190 abnehmbar mit der Spannbacke 144 verbindet.
Weiter kann die Einspannkomponente 192 durch den Verbindungsschaft 163 und die Bohrung 204, die den Verbindungsschaft 163 gleitend aufnimmt, an/von dem ersten beweglichen Teil 150 in Richtung der Achse O an-/abmontiert werden. Folglich bilden der Verbindungsschaft 163 und die Bohrung 204 eine Umrüstvorrichtung 218 (16), die die Einspannkomponente 192 abnehmbar mit dem ersten beweglichen Teil 150 verbindet.
Ebenso kann die Einspannkomponente 194 durch den Verbindungsschaft 179 und die Bohrung 210, die den Verbindungsschaft 179 gleitend aufnimmt, an/von dem zweiten beweglichen Teil 152 in Richtung der Achse O an-/abmontiert werden. Folglich bilden der Verbindungsschaft 179 und die Bohrung 210 eine Umrüstvorrichtung 220 (16), die die Einspannkomponente 194 abnehmbar mit dem zweiten beweglichen Teil 152 verbindet.
Wie oben beschrieben kann in der vorliegenden Ausführungsform mit Hilfe der jeweiligen Umrüstvorrichtung 216, 218 und 220 die Einspannkomponente 190 an/von der Spannbacke 144, die Einspannkomponente 192 an/von dem ersten beweglichen Teil 150 und die Einspannkomponente 194 an/von dem zweiten beweglichen Teil 152 an/abmontiert werden.
Deshalb kann die Werkstückspannvorrichtung 140 allein durch den Wechsel der Einspannkomponenten 190, 192 und 194 umgerüstet werden, so dass der zur Art des zu bearbeitenden Werkstücks passende Tausch der Einspannkomponenten einfach vorgenommen werden kann.
Weiter bestehen die Umrüstvorrichtungen 216, 218 und 220 bei der vorliegenden Ausführungsform aus Verbindungsschäften 147, 163 und 179 und Bohrungen 196, 204 und 210, die die Verbindungsschäfte 147, 163 und 179 gleitend aufnehmen.
Dank dieses Aufbaus können die Einspannkomponente 190 an/von der Spannbacke 144 und die Einspannkomponenten 192 und 194 an/von den beweglichen Teilen 150 und 152 jeweils in einer bestimmten Richtung an-/abmontiert werden, wodurch ein Roboter 116 die Einspannkomponenten 190, 192 und 194 an/von der Spannbacke 144 und den beweglichen Teilen 150 und 152 an-/abmontieren kann.
Dadurch können die Einspannkomponenten 190, 192 und 194 mit einem Roboter 116 automatisch passend zur Art des Werkstücks, das bearbeitet werden soll, gewechselt werden, so dass die Umrüstung der Einspannkomponenten 190, 192 und 194 mit niedrigen Kosten und auf einfache Weise erfolgen kann.
Als Nächstes wird eine Werkstückspannvorrichtung 40' nach einer anderen Ausführungsform anhand der 24 bis 26 erläutert. Im Übrigen werden in den Ausführungsformen, die unten erläutert werden, gleiche Elemente wie in den bereits beschriebenen Ausführungsformen mit den gleichen Zeichen versehen und nicht mehr ausführlich erläutert.
Die Werkstückspannvorrichtung 40' unterscheidet sich von der oben beschriebenen Werkstückspannvorrichtung 40 dadurch, dass sie mit einem Abstandhalter 232 ausgestattet ist. Der Abstandhalter 232 ist zwischen dem Zylinderkörper 66 und der Seitenplatte 72 des beweglichen Teils 52 angeordnet.
Wie 26 zeigt, ist der Abstandhalter 232 eine Komponente, die einen Querschnitt in Form eines U mit einer Öffnung 232a hat und am Mantel der Zylinderstange 68 angebracht ist. Die Anbringung dieses Abstandhalters 232 am Mantel der Zylinderstange 68 kann dadurch erfolgen, dass man die Zylinderstange 68 durch die Öffnung 232a ins Innere des Abstandhalters 232 rutschen lässt.
Durch die Verwendung des Abstandhalters 232 kann das rechte Ende des Hubs der Bewegung der Seitenplatte 72 in Rechts-Links-Richtung so eingestellt werden, dass dieses Ende sich in der Rechts-Links-Richtung in einem Abstand, der gleich der Breite des Abstandhalters 232 ist, links von dem Zylinderkörper 66 befindet.
Dadurch kann, wenn Werkstücke mit einer kleinen Breite in Rechts-Links-Richtung eingespannt werden, der Hub der Bewegung der Seitenplatte 72 reduziert werden und so der Vorgang zum Einspannen des Werkstücks beschleunigt werden.
Im Übrigen kann ein solcher Abstandhalter 232 auch in der in 11 gezeigten Werkstückspannvorrichtung 140 verwendet werden. 27 zeigt eine entsprechende Werkstückspannvorrichtung 140'.
Die Werkstückspannvorrichtung 140' ist mit einem ersten Abstandhalter 232, der am Mantel der Zylinderstange 156 zwischen dem Hauptarm 162 des ersten beweglichen Teils 150 und dem Zylinderkörper 154 angebracht ist, und einem zweiten Abstandhalter 232, der am Mantel der Zylinderstange 160 zwischen dem Hauptarm 178 des zweiten beweglichen Teils 152 und dem Zylinderkörper 158 angebracht ist, ausgestattet.
Diese Abstandhalter 232 können den Hub der Bewegung der Zylinderstangen 156 und 160 reduzieren, so dass der Einspannvorgang, wenn relativ kleine Werkstücke eingespannt werden, beschleunigt wird.
Die oben beschriebenen Abstandhalter 232 können zusammen mit einem Roboter 16 bzw. 116 eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Robotersteuerung 18 bzw. 118 anhand der Informationen zur Art der Einspannkomponenten, die in Schritt S2 von 7 bzw. S22 von 19 ermittelt worden ist, prüfen, ob Abstandhalter 232 einzufügen sind oder nicht.
Wenn das Ergebnis ist, dass Abstandhalter 232 einzufügen sind, werden von der Roboterhand 22 bzw. 122 Abstandhalter 232 gegriffen und jeweils auf den Mantel der Zylinderstangen 68 bzw. 156 und 160 gesteckt.
Im Übrigen können bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform die Verbindungsschäfte 60 an der ersten Einspannkomponente 80 und die Bohrungen 88 in der Spannbacke 46 gebildet werden. Ebenso können die Verbindungsschäfte 76 an der zweiten Einspannkomponente 82 und die Bohrungen 98 in der zweiten Platte 72 gebildet werden.
Weiter können bei der in den 11 und 12 gezeigten Ausführungsform die Verbindungsschäfte 147 an der Einspannkomponente 190 und die Bohrungen 196 in der Spannbacke 144 gebildet werden. Ebenso kann der Verbindungsschaft 163 an der Einspannkomponente 192 und die Bohrung 204 im Hauptarm 162 gebildet werden. Ebenso kann der Verbindungsschaft 179 an der Einspannkomponente 194 und die Bohrung 210 im Hauptarm 178 gebildet werden.
Weiter kann für die Umrüstvorrichtungen ein beliebiger Aufbau verwendet werden, wenn die Einspannkomponente dabei mit der Spannbacke oder dem beweglichen Teil abnehmbar verbunden ist. Z.B. kann eine Umrüstvorrichtung aus einem klauenförmigen Riegel und einem Gegenstück, das mit dem Riegel fixiert wird, aufgebaut werden.
Außerdem können die Antriebsteile 50, 146 und 148 aus einem Motor und einem Bewegungsumsetzmechanismus (z.B. Kugelgewindetrieb), der die Drehbewegung des Motors in eine Längsbewegung umsetzt, aufgebaut werden.
Die vorliegende Erfindung wurde oben anhand von Ausführungsformen der Erfindung erläutert, aber die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Weiter gehören Ausbildungen, in denen Eigenschaften der erläuterten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden, zum technischen Bereich der vorliegenden Erfindung, aber die Kombinationen dieser Eigenschaften sind nicht sämtlich zwingend notwendig für ein Lösungsmittel der Erfindung. Außerdem ist es für einen Fachmann selbstverständlich, dass den oben beschriebenen Ausführungsformen vielfältige Änderungen und Verbesserungen hinzugefügt werden können.
Was ferner die Reihenfolge der jeweiligen Vorgänge wie Bewegungen, Abläufe, Schritte, Prozesse und Stufen der Vorrichtungen, Systeme, Programme und Verfahren, die in den Patentansprüchen, der ausführlichen Beschreibung und den Figuren behandelt werden, betrifft, so wurden dafür nicht extra mit "vor", "vorher" usw. explizite Vorgaben gemacht; es sollte verstanden werden, dass die Ausführungsreihenfolge beliebig sein kann, sofern das Ergebnis eines früheren Vorgangs nicht von einem späteren Vorgang verwendet wird. Auch wo in den Patentansprüchen, der ausführlichen Beschreibung und den Figuren ein Ablauf aus Bequemlichkeit mit "zunächst", "als Nächstes", "dann" usw. erläutert wurde, bedeutet das nicht, dass die Ausführungsreihenfolge zwingend notwendig ist.

Claims

Werkstückspannvorrichtung (40), die mit einer Spannbacke (46), beweglichen Teilen (52), die gegenüber der genannten Spannbacke beweglich angebracht sind, Einspannkomponenten (80, 82), die an der genannten Spannbacke oder den genannten beweglichen Teilen abnehmbar angebracht sind und ein Werkstück einspannen, und Umrüstvorrichtungen (106, 108), die die genannten Einspannkomponenten mit der genannten Spannbacke bzw. den beweglichen Teilen lösbar verbinden, ausgestattet ist.
Werkstückspannvorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine genannte Umrüstvorrichtung Verbindungsschäfte (60, 62), die entweder an der genannten Spannbacke bzw. einem genannten beweglichen Teil oder einer genannten Einspannkomponente hervorstehend angebracht sind, und Bohrungen (88, 98), die an der jeweiligen Gegenseite, d.h. der genannten Spannbacke bzw. einem genannten beweglichen Teil oder einer genannten Einspannkomponente, angebracht sind und die genannten Verbindungsschäfte gleitend aufnehmen, besitzt.
Werkstückspannvorrichtung (40') nach Anspruch 1 oder 2, die mit einer Zylinderstange (68), die mit einem genannten beweglichen Teil verbunden ist, und einem Zylinderkörper (66), der die Zylinderstange aufnimmt und in dem sich diese vorwärts und rückwärts bewegen kann, und außerdem mit einem Antriebsteil (50), der den beweglichen Teil antreibt, und einem Abstandhalter (232), der zwischen dem genannten Zylinderkörper und dem genannten beweglichen Teil am Mantel der genannten Zylinderstange angebracht ist, ausgestattet ist.
Bearbeitungssystem (10), das mit einer Werkstückspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und einem Roboter (16), der eine Roboterhand (22) besitzt, die die genannten Einspannkomponenten greifen kann, und der die genannten Einspannkomponenten mit der Roboterhand greift und von/an der genannten Spannbacke bzw. dem genannten beweglichen Teil ab-/anmontiert, ausgestattet ist.