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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine und insbesondere eine Technik zum automatischen Ausführen der Überprüfung von Komponenten der elektrischen Drahterosionsmaschine.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Eine elektrische Drahterosionsmaschine ist verglichen mit einer Schneidemaschine wie einem Bearbeitungszentrum einer hohen Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Bearbeitungsschwierigkeiten unterworfen aufgrund solcher Faktoren wie der Verwendung eines dünneren Drahtes und einer größeren Anzahl an Verbrauchskomponenten. Dementsprechend wurde konventionell ein System vorgeschlagen, bei dem ein Roboter verwendet wird, um einen Draht der elektrischen Drahterosionsmaschine automatisch auszutauschen und zu strecken.
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Die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2016-107381 schlägt beispielsweise ein System vor, das eine elektrische Drahterosionsmaschine und einen Roboter umfasst. Die elektrische Drahterosionsmaschine umfasst ein Drahtrestlebenszeitüberwachungsmittel und ein Drahtaustauschzeitbestimmungsmittel. Das Drahtrestlebenszeitüberwachungsmittel überwacht die Restlebenszeit einer Drahtelektrode. Das Drahtaustauschzeitbestimmungsmittel bestimmt, dass es Zeit ist, die Drahtelektrode auszutauschen, wenn die Restlebenszeit kürzer ist als die Drahterosionsbearbeitungszeit.
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Der Roboter führt die Drahtaustauscharbeit aus, wenn bestimmt wurde, dass die Drahtelektrode ihre Austauschzeit erreicht hat. Des Weiteren schlägt die
japanische Patentanmeldung Nr. 2015-164519 ein System vor, bei dem ein Gelenkroboter mit einem Drahtstreckmechanismus an seiner Hand dazu dient, einen Draht einer elektrischen Drahterosionsmaschine zu strecken.
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Die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2016-107381 und die
japanische Patentanmeldung Nr. 2015-164519 beziehen sich beide auf die Drahtüberwachungs- und Drahtstreckmechanismen und sind nicht konzipiert, um Überprüfungs-, Reinigungs- und Austauschvorgänge für verschiedene andere Komponenten als dem Draht zu automatisieren, die typischerweise Verschleißteile umfassen. Daher ist es schwierig, die elektrische Drahterosionsmaschine unbeaufsichtigt zu betreiben, d. h., ohne Eingriff des Menschen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, und ihre Aufgabe ist es, ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine bereitzustellen, das fähig ist, die automatische Überprüfung von Komponenten der elektrischen Drahterosionsmaschine auszuführen.
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die elektrische Drahterosionsmaschine, einen Roboter, zum Überprüfen einer Komponente der elektrischen Drahterosionsmaschine und eine Bildaufnahmevorrichtung, die auf einem beweglichen Teil des Roboters vorgesehen und konfiguriert ist, die Komponente abzubilden, und es ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bildverarbeitungseinheit umfasst, die konfiguriert ist, ein Bild der Komponente mittels der Bildaufnahmevorrichtung zu erlangen, und eine Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, die Notwendigkeit einer Wartung der Komponente basierend auf dem durch die Bildverarbeitungseinheit erlangten Bild zu bestimmen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine die Wartungsnotwendigkeit basierend auf dem Bild der Komponente bestimmen, sodass das Stoppen der Bearbeitung aufgrund von Schwierigkeiten mit der zu überprüfenden Komponente im Voraus vermieden werden kann.
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst weiter eine Speichereinheit, die konfiguriert ist, ein Referenzbild der Komponente zu speichern, und die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit bestimmt die Wartungsnotwendigkeit der Komponente durch Vergleichen des Referenzbildes und des durch die Bildverarbeitungseinheit erlangten Bildes.
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzbild ein Bild der Komponente in einem brandneuen Zustand ist.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Grad an Verschmutzung oder Verschleiß durch Vergleichen des Bildes der Komponente im brandneuen Zustand und eines nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit erlangten Bildes bestimmt werden, sodass das Stoppen der Bearbeitung aufgrund des Erreichens der Betriebsbrauchbarkeitsgrenze der Komponente im Voraus vermieden werden kann.
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzbild ein Bild der Komponente kurz bevor des Erreichens der Betriebsbrauchbarkeitsgrenze ist.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Grad an Verschmutzung oder Verschleiß durch Vergleichen eines Bildes der Komponente in der Nähe von ihrer Betriebsbrauchbarkeitsgrenze und eines nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit erlangten Bildes bestimmt werden, sodass das Stoppen der Bearbeitung aufgrund des Erreichens der Betriebsbrauchbarkeitsgrenze der Komponente im Voraus vermieden werden kann.
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit die Wartungsnotwendigkeit durch Vergleichen der entsprechenden Farbdichten des Referenzbildes und des durch die Bildverarbeitungseinheit erlangten Bildes und Bestimmen des Grades an Verschmutzung der Komponente bestimmt.
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit die Wartungsnotwendigkeit durch Vergleichen der entsprechenden Formen des Referenzbildes und des durch die Bildverarbeitungseinheit erlangten Bildes und Bestimmen des Grades an Verschleiß der Komponente bestimmt.
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit die Wartungsnotwendigkeit durch Bestimmen des Vorhandenseins von einer Drahtverwirrung gemäß dem Umstand, ob ein gebogener Abschnitt eines Drahtes in einem vorbestimmten Bereich der Seitenfläche eines zylindrischen Abschnitts einer Drahtspule beinhaltet ist oder nicht, basierend auf dem durch die Bildverarbeitungseinheit erlangten Bild bestimmt.
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit die Wartungsnotwendigkeit durch Bestimmen des Vorhandenseins von Drahtdurchhang gemäß dem Umstand, ob ein Draht außerhalb eines vorbestimmten Bereichs der Seitenfläche eines zylindrischen Abschnitts einer Drahtspule existiert oder nicht, basierend auf dem durch die Bildverarbeitungseinheit erlangten Bild bestimmt.
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es weiter ein Mittel zum Akzeptieren einer Eingabe zum Einstellen einer Bestimmungsreferenz zur Bestimmung der Wartungsnotwendigkeit umfasst.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ein Benutzer einen Zustand nahe der Bestimmungsreferenz für die Bestimmung der Wartungsnotwendigkeit der Komponente, d. h., der Betriebsbrauchbarkeitsgrenze, betreiben, sodass ein Betriebsbrauchbarkeitsgrenzwertkriterium mit einer Toleranz für eine reale Betriebsbrauchbarkeitsgrenze versehen werden kann, wodurch das Risiko des Stoppens der Bearbeitung weiter reduziert werden kann.
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es weiter ein Mittel zum Ausgeben des Ergebnisses der Bestimmung durch die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit an die Außenseite umfasst.
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter die Komponente der elektrischen Drahterosionsmaschine reinigt oder austauscht, wenn die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit bestimmt, dass die Komponente Wartung erfordert.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Überprüfungsroboter selbst veranlasst, die Komponente der elektrischen Drahterosionsmaschine zu reinigen oder auszutauschen, wenn sich der Grad an Verschmutzung oder Verschleiß der Komponente der Betriebsbrauchbarkeitsgrenze nähert und eine Reinigung oder einen Austausch erfordert, sodass ein verbesserter unbeaufsichtigter Betrieb der elektrischen Drahterosionsmaschine erfolgen kann,
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Ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinheit erneut ein Bild der Komponente mittels der Bildaufnahmevorrichtung erlangt, wenn die Komponente der elektrischen Drahterosionsmaschine durch den Roboter gereinigt oder ausgetauscht wurde, und dass die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit die Wartungsnotwendigkeit der Komponente basierend auf dem durch die Bildverarbeitungseinheit erlangten Bild bestimmt und die elektrische Drahterosionsmaschine mit der Bearbeitung fortfährt, wenn bestimmt wurde, dass die Wartung der Komponente unnötig ist. Daher kann ein weiter verbesserter unbeaufsichtigter Betrieb der elektrischen Drahterosionsmaschine erfolgen.
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Erfindungsgemäß kann ein Prüfsystem für eine elektrische Drahterosionsmaschine bereitgestellt werden, das fähig ist, eine Überprüfung von Komponenten der elektrischen Drahterosionsmaschine automatisch auszuführen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorstehenden und anderen Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der anschließenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich, in denen:
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1 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Prüfsystems 100 für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 ist eine Ansicht, die Beispiele von Bildern einer Komponente in einem brandneuen Zustand und in einem Zustand kurz vor dem Erreichen ihrer Betriebsbrauchbarkeitsgrenze zeigt;
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3 ist ein Diagramm, das den Betrieb des Prüfsystems 100 für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist ein Diagramm, das den Betrieb des Prüfsystems 100 für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist ein Diagramm, das den Betrieb des Prüfsystems 100 für eine elektrische Drahterosionsmaschine gemäß noch einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6A ist eine perspektivische Ansicht, die einen normalen Zustand einer Drahtspule zeigt;
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6B ist eine Seitenansicht, die 6A entspricht;
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6C ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt wie eine Drahtverwirrung auftritt;
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6D ist eine Seitenansicht, die 6C entspricht;
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7A ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie Drahtdurchhang auftritt;
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7B ist eine Seitenansicht, die einen normalen Zustand ohne Drahtdurchhang zeigt; und
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7C ist eine Seitenansicht, die 7A entspricht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine spezifische Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung jetzt angewandt wird, wird im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Unter Bezugnahme auf 1 wird der Aufbau eines Prüfsystems 100 für eine elektrische Drahterosionsmaschine (im Folgenden einfach als das Prüfsystem 100 bezeichnet) gemäß der Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Das Prüfsystem 100 umfasst die elektrische Drahterosionsmaschine, einen Roboter 21, eine Drahterosionsmaschinensteuerung 11 und eine Robotersteuerung 10. Die Robotersteuerung 10 und die Drahterosionsmaschinensteuerung 11 sind miteinander zur Kommunikation durch ein Übertragungsmittel 12 verbunden.
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Eine typische elektrische Drahterosionsmaschine umfasst eine Drahtantriebseinheit 1, Rolle 2, Spule 3, obere Führungseinheit 4, Draht 5, untere Führungseinheit 6, Werkstücktisch 8 und Servomotor 9. Ein Werkstück 7 wird auf dem Werkstücktisch 8 angeordnet. Das Werkstück 7 wird durch eine Entladungserscheinung in eine vorbestimmte Form bearbeitet, die zwischen dem Draht 5 und dem Werkstück 7 auftritt.
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Gewöhnlich ist der Roboter 21 an der elektrischen Drahterosionsmaschine befestigt. Das Handgelenk des Roboters 21 ist mit einer Bildaufnahmevorrichtung 22 und einer Hand 23 ausgerüstet, der für den Teileaustausch verwendet wird.
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Die Robotersteuerung 10 oder die Drahterosionsmaschinensteuerung 11 umfasst eine Bildverarbeitungseinheit, Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit und eine Speichereinheit. Die Bildverarbeitungseinheit erlangt mittels der Bildaufnahmevorrichtung 22 Bilder von Komponenten der elektrischen Drahterosionsmaschine. Basierend auf den durch die Bildverarbeitungseinheit erlangten Bildern bestimmt die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit, ob die Wartung der elektrischen Drahterosionsmaschine erforderlich ist. Die Speichereinheit beinhaltet zuvor Bilder, die als Referenzen für die Bestimmung durch die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit dienen.
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Im Allgemeinen umfassen die Robotersteuerung 10 und die Drahterosionsmaschinensteuerung 11 jeweils einen Prozessor, eine Speichervorrichtung und eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung (nichts davon ist gezeigt). Der Prozessor liest Programme, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, und führt diese aus und steuert die Eingabe-/Ausgabevorrichtung und implementiert dadurch logisch die vorstehend beschriebenen verschiedenen Verarbeitungseinheiten.
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2 zeigt Beispiele von Bildern der Rolle 2, die durch die Bildaufnahmevorrichtung 22, die am Handgelenk des Roboters 21 befestigt ist, seitlich aufgenommen sind. Die linke Figur ist ein Bild der Rolle 2 in einem brandneuen Zustand, während die rechte Figur ein Bild der Rolle 2 kurz vor dem Erreichen ihrer Betriebsbrauchbarkeitsgrenze ist. Die rechte Figur zeigt, wie dieser Teil der Rolle 2, der immer in Rollkontakt mit dem Draht 5 ist, verschlissen ist. Insbesondere ist die Rolle 2 einem derartigen Verschleiß unterworfen, wie er verursacht werden kann, wenn sich der Draht 5 in den durch eine gestrichelte Linie umschlossenen Abschnitt davon frisst. Ein Bearbeitungsvorgang der elektrischen Drahterosionsmaschine sollte bevorzugt während des Bildaufnahmevorgangs gestoppt werden.
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Das Folgende ist eine Beschreibung des Betriebs des Prüfsystems 100. Beispiel 1 zeigt eine Konfiguration, in der das Prüfsystem 100 die Notwendigkeit von Wartung der in Betrieb befindlichen Komponenten basierend auf einem Bild einer brandneuen Komponente bestimmt, das im Voraus bereitgestellt wurde. Beispiel 2 zeigt eine Konfiguration, in der das Prüfsystem 100 die Notwendigkeit von Wartung der in Betrieb befindlichen Komponenten basierend auf einem Bild einer brandneuen Komponente kurz vor dem Erreichen der Betriebsbrauchbarkeitsgrenze bestimmt, das im Voraus bereitgestellt wurde. Beispiel 3 zeigt eine Konfiguration, in der das Prüfsystem 100 die Notwendigkeit von Wartung der in Betrieb befindlichen Komponenten hauptsächlich basierend auf den durch die Bildverarbeitungseinheit erlangten Bildern bestimmt.
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<Beispiel 1>
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Der Betrieb des Prüfsystems 100 gemäß dem Beispiel 1 wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 3 beschrieben.
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Schritt S11:
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Die Speichereinheit erlangt im Voraus Referenzbilder der Komponenten. Speziell sind die Referenzbilder in diesem Beispiel schmutz- oder verschleißfreie Bilder der Komponenten, welche die Rolle 2 und den Draht 5 umfassen. Gewöhnlich sind sie Bilder von brandneuen/fabrikneuen Komponenten. Die Bildverarbeitungseinheit kann beispielsweise konfiguriert sein, die Bilder der Komponenten mittels der Bildaufnahmevorrichtung 22 vor dem Starten der Bearbeitung zu erlangen und sie als die Referenzbilder in die Speichereinheit zu laden. Alternativ kann die Speichereinheit konfiguriert sein, die Bilder der brandneuen Komponenten zuvor als die Referenzbilder zu beinhalten.
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Schritt S12:
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Die elektrische Drahterosionsmaschine beginnt, das Werkstück zu bearbeiten.
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Schritte S13 und S14:
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Nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit erlangt die Bildverarbeitungseinheit das Bild von jeder Komponente mittels der Bildaufnahmevorrichtung 22, die am Handgelenk des Roboters 21 befestigt ist. Die Bildaufnahmevorrichtung 22 kann an jedem Teil des Arms des Roboters 21 befestigt sein. Wenn sie am Handgelenk befestigt ist, kann die Bildaufnahmevorrichtung 22 Flexibilität aufweisen, sodass sie die Bildaufnahme von verschiedenen Richtungen ausführen und die flexible Einstellungsänderungskapazität des Roboters ausnützen kann. Daher sollte die Bildaufnahmevorrichtung 22 bevorzugt nah dem Handgelenk befestigt werden.
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Schritt S15:
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Die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit bestimmt die Wartungsnotwendigkeit durch Vergleichen der Referenzbilder, die in Schritt S11 in die Speichereinheit geladen wurden, und dem in Schritt S14 erlangten Bild. Die Wartungsnotwendigkeit kann beispielsweise durch den Verschmutzungsgrad, den Verschleiß oder dergleichen der Komponente bestimmt werden.
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Der Verschmutzungsgrad der Komponente kann beispielsweise durch die Farbintensität des Bildes der Komponente bestimmt werden. Je stärker die Verunreinigung, desto tiefer ist insbesondere die Farbe des Bildes der Komponente. Dementsprechend vergleicht die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit die Farbintensität des in Schritt S14 erlangten Bildes und die der in den Referenzbildern beinhalteten Komponente. Die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit unterteilt beispielsweise jede der Komponenten, die in den Referenzbildern und in dem in Schritt S14 erlangten Bild beinhaltet sind, in mehrere Gitter. Dann wird bestimmt, ob die Farbdichte einen vorbestimmten Dichteschwellenwert für jedes Netz des in Schritt S14 erlangten Bildes überschreitet oder nicht. Hier kann der Dichteschwellenwert auf jedes Niveau zwischen Schwarz und der Dichte der entsprechenden Gitter der Referenzbilder eingestellt werden. Danach bestimmt die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit, ob das Verhältnis oder die Anzahl an Gittern mit einer Dichte, die höher ist als der Dichteschwellenwert, einen Bestimmungsschwellenwert in dem in Schritt S14 erlangten Bild überschreitet oder nicht. Hier kann jedes Verhältnis oder jede Zahl als der Bestimmungsschwellenwert festgelegt werden. Wenn der Bestimmungsschwellenwert überschritten wird, bestimmt die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit, dass eine Wartung für die betroffene Komponente erforderlich ist. Der Grund dafür ist, dass von der betroffenen Komponente angenommen werden kann, dass sie um mehr als ein vorbestimmtes Referenzniveau verunreinigt ist.
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Des Weiteren kann der Grad an Verschleiß der Komponente durch die Kontur des Bildes der Komponente bestimmt werden. Je stärker der Verschleiß der Fläche der Komponente ist, desto zurückgezogener ist die Konturlinie des Bildes der Komponente.
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Dementsprechend vergleicht die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit die Konturform des in Schritt S14 erlangten Bildes und die der in den Referenzbildern beinhalteten Komponente. Wenn beispielsweise die linken und rechten Figuren von 2 das Referenzbild sind und das in Schritt S14 erlangte Bild, dann wird eine Differenz am Abschnitt der rechten Figur erzeugt, die von der gestrichelten Linie oder dergleichen umschlossen ist, wenn die entsprechenden Konturen der zwei Bilder verglichen werden.
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Daher kann die durch Verschleiß bewirkte Verformung der Komponente als die Differenz detektiert werden. Wenn diese Differenz einen vorbestimmten Bestimmungsschwellenwert überschreitet, bestimmt die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit, dass eine Wartung für die betroffene Komponente erforderlich ist. Der Grund dafür ist, dass von der Form der betroffenen Komponente angenommen werden kann, dass sie durch den Verschleiß in die Nähe ihrer Betriebsbrauchbarkeitsgrenze gebracht wurde. Hier kann jede Größe, wie z. B. 1 mm, als der Bestimmungsschwellenwert festgelegt werden.
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Die vorstehend beschriebenen verschiedenen Schwellenwerte können im Voraus eingestellt werden oder die Drahterosionsmaschinensteuerung 11 oder die Robotersteuerung 10 kann mit einem Mittel ausgestattet werden, um eine Eingabe zum Einstellen dieser Schwellenwerte zu akzeptieren.
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Wenn bestimmt wurde, dass eine Wartung erforderlich ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S16 fort. Wenn eine Wartung im Gegensatz dazu unnötig ist, schreitet das Verarbeiten zu Schritt S17 fort.
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Schritt S16:
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Die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit weist die Robotersteuerung 10 an, ein Reinigen oder ein Austausch von denjenigen. Komponenten auszuführen, von denen bestimmt wurde, dass sie Wartung erfordern. Die Robotersteuerung 10 veranlasst den Roboter, die Komponenten der elektrischen Drahterosionsmaschine zu reinigen oder auszutauschen.
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Wenn die Reinigung oder der Austausch durch den Roboter abgeschlossen ist, führt die Bildverarbeitungseinheit bevorzugt die Bildaufnahme für jede Komponente mittels der Bildaufnahmevorrichtung 22 erneut aus. Dann bestimmt die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit erneut die Notwendigkeit einer Wartung der betroffenen Komponente. Wenn bestimmt wurde, dass eine Wartung unnötig ist, fährt die elektrische Drahterosionsmaschine mit der Bearbeitung fort. Bevorzugt schreitet das Verarbeiten zu Schritt S13 fort, woraufhin die Wartungsnotwendigkeit nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit erneut bestimmt werden kann.
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Des Weiteren kann die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit konfiguriert sein, das Ergebnis der Bestimmung der Wartungsnotwendigkeit an ein Ausgabemittel der Drahterosionsmaschinensteuerung 11 oder der Robotersteuerung 10 auszugeben.
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Schritt S17:
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Die elektrische Drahterosionsmaschine setzt die Bearbeitung fort. Bevorzugt schreitet das Verarbeiten zu Schritt S13 fort, woraufhin die Wartungsnotwendigkeit nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit erneut bestimmt werden kann.
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<Beispiel 2>
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Der Betrieb des Prüfsystems 100 gemäß Beispiel 2 wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 4 beschrieben.
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Schritt S21:
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Die Speichereinheit erlangt im Voraus Referenzbilder der Komponenten. Die Referenzbilder in diesem Beispiel sind speziell Bilder der Komponenten, welche die Rolle 2 und den Draht 5 umfassen, die derart verunreinigt oder verschlissen sind, dass sie eine Reinigung oder Austausch erfordern. Gewöhnlich sind sie Bilder der Komponenten in einem Zustand kurz vor dem Erreichen der Betriebsbrauchbarkeitsgrenze. Die elektrische Drahterosionsmaschine kann beispielsweise konfiguriert sein, zuerst eine Bearbeitung auszuführen, bis die Komponenten die Betriebsbrauchbarkeitsgrenze erreichen, da die Bildverarbeitungseinheit die Bilder der Komponenten mittels der Bildaufnahmevorrichtung 22 erlangt und sie als die Referenzbilder in die Speichereinheit lädt. Alternativ kann die Speichereinheit konfiguriert sein, zuvor die Bilder der Komponenten im Zustand kurz vor dem Erreichen der Betriebsbrauchbarkeitsgrenze als die Referenzbilder zu beinhalten.
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Schritte S22 bis S24:
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Der Vorgang wird in der gleichen Weise wie in den Schritten S12 bis S14 von Beispiel 1 ausgeführt.
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Schritt S25:
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Die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit bestimmt die Wartungsnotwendigkeit durch Vergleichen der Referenzbilder, die in Schritt S21 in die Speichereinheit geladen wurden, und einem in Schritt S24 erlangten Bild.
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Die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit bestimmt beispielsweise den Verschmutzungsgrad der Komponente durch Vergleichen der Farbintensität des Bildes, das in Schritt S24 erlangt wurde, und derjenigen der in den Referenzbildern beinhalteten Komponente. Insbesondere teilt die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit jede von den Komponenten, die in den Referenzbildern und dem Bild, das in Schritt S24 erlangt wurde, beinhaltet sind in mehrere Gitter auf. Dann wird bestimmt, ob die Differenz in der Farbdichte innerhalb eines vorbestimmten Dichtedifferenzschwellenwertes für jedes Netz des in Schritt S24 erlangten Bildes fällt oder nicht. Hier kann der Dichtedifferenzschwellenwert auf jedes Niveau für die entsprechenden Gitter der Referenzbilder festgelegt werden. Danach bestimmt die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit, ob das Verhältnis oder die Anzahl an Gittern mit einer Dichtedifferenz innerhalb des Dichtedifferenzschwellenwertes einen Bestimmungsschwellenwert in dem in Schritt S24 erlangten Bild überschreitet oder nicht. Hier kann jedes Verhältnis oder jede Zahl als der Bestimmungsschwellenwert festgelegt werden. Wenn der Bestimmungsschwellenwert überschritten wird, bestimmt die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit, dass eine Wartung für die betroffene Komponente erforderlich ist. Der Grund dafür ist, dass von der betroffenen Komponente angenommen werden kann, dass sie um mehr als ein vorbestimmtes Referenzniveau verunreinigt ist.
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Des Weiteren kann die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit den Grad an Verschleiß der Komponente durch Vergleichen der Konturform des in Schritt S24 erlangten Bildes und derjenigen der in den Referenzbildern beinhalteten Komponente bestimmen. Wenn die Differenz zwischen der Konturform des in Schritt S24 erlangten Bildes und derjenigen der in den Referenzbildern beinhalteten Komponente nicht größer ist als ein vorbestimmter Bestimmungsschwellenwert, bestimmt die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit, dass eine Wartung für die betroffene Komponente erforderlich ist. Der Grund dafür ist, dass von der Form der betroffenen Komponente angenommen werden kann, dass sie durch den Verschleiß in die Nähe ihrer Betriebsbrauchbarkeitsgrenze gebracht wurde. Hier kann jede Größe, wie z. B. 0,2 mm, als der Bestimmungsdifferenzschwellenwert festgelegt werden.
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Wenn bestimmt wurde, dass eine Wartung erforderlich ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S26 fort. Wenn eine Wartung im Gegensatz dazu unnötig ist, schreitet das Verarbeiten zu Schritt S27 fort.
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Schritte S26 und S27:
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Der Vorgang wird in der gleichen Weise wie in den Schritten S16 bis S17 von Beispiel 1 ausgeführt.
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<Beispiel 3>
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Der Betrieb des Prüfsystems 100 gemäß Beispiel 3 wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 5 beschrieben.
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Schritte S32 bis S34:
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Der Vorgang wird in der gleichen Weise wie in den Schritten S12 bis S14 von Beispiel 1 ausgeführt.
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Schritt S35:
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Die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit bestimmt die Wartungsnotwendigkeit basierend auf einem in Schritt S34 erlangten Bild. Die Wartungsnotwendigkeit kann beispielsweise durch das Auftreten oder Nichtauftreten von einer Drahtverwirrung bestimmt werden.
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Die Drahtverwirrung kann durch den Zustand des Drahtes auf der Spule als eine Komponente bestimmt werden. Wie in 6A gezeigt ist der Draht normalerweise im Wesentlichen parallel zur Umfangsrichtung der Spule gewickelt. 6B ist eine Seitenansicht, die 6A entspricht. Wenn der Draht in solch einem Zustand hinterlassen wird, dass er plötzlich an einem bestimmten Punkt gebogen ist, während ein zylindrischer Abschnitt der Spule seitlich betrachtet wird, d. h., der Draht ist nicht parallel zu einem anderen Draht (oder erstreckt sich darüber) wie gezeigt in 6C und 6D (Seitenansicht entspricht 6C), dann können die Drähte jedoch ineinander verwickelt sein. Dieser Zustand, in dem sich der Draht unter einen anderen Draht bewegt und plötzlich gebogen ist, sodass er an einem bestimmten Punkt unparallel wird, wird Drahtverwirrung genannt. Die Drahtverwirrung kann durch Detektieren von Kanten der Drähte von einem erfassten Bild in einem vorbestimmten Bereich, wie betrachtet von der Seitenfläche des zylindrischen Abschnitts der Spule, und Überprüfen, ob solche Abschnitte, in denen die Drähte plötzlich gebogen sind, sodass sie an einem bestimmten Punkt unparallel werden, in einem vorbestimmten Bereich existieren (gezeigt durch gestrichelte Linien in den 6B und 6D) oder nicht, bestimmt werden. Daraufhin extrahiert die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit die Kanten der Drähte von dem erfassten Bild der Spule.
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Dann wird bestimmt, ob der Winkel zwischen Vektoren oder geraden Linien, der auf die Richtungen von mehreren Kanten hinweist, nicht größer als ein vorbestimmter Bestimmungsschwellenwert ist oder nicht. Hier kann jeder Winkel als der Bestimmungsschwellenwert festgelegt werden. Wenn ein Startpunkt, an dem der Bestimmungsschwellenwert überschritten und ein Winkel erzeugt wird, in dem vorstehend beschriebenen vorbestimmten Bereich existiert, bestimmt die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit, dass die betroffene Komponente oder Spule Wartung erfordert. Denn, wenn die Spule, die einer Drahtverwirrung unterworfen ist, belassen wird, wie sie ist, ist es voraussehbar, dass die Drähte sehr wahrscheinlich bald verwirrt und vollständig ineinander verkrallt sind.
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Außerdem kann ein Durchhang des Drahtes auf der Spule (siehe 7A) basierend auf einem durch Abbilden erlangten Bild der Seitenfläche des zylindrischen Abschnitts bestimmt werden. Wenn kein Drahtbild außerhalb des vorbestimmten Bereichs existiert (gezeigt durch die gestrichelte Linie), wie es in 7B gezeigt ist, bestimmt die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit, dass der Draht keinen Durchhang aufweist.
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Wenn ein Drahtbild außerhalb des vorbestimmten Bereichs existiert (gezeigt durch die gestrichelte Linie), wie es in 7C gezeigt ist, dann wird im Gegensatz dazu bestimmt, dass der Draht Durchhang aufweist. Während der Durchhang des Drahtes die Bearbeitungsgenauigkeit verringert, kann die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch frühzeitiges Detektieren dessen zu einer Reduzierung bei der Bearbeitungsfehlerrate beitragen.
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Wie gezeigt in den 6B, 6D, 7B und 7C, sollte der vorstehend beschriebene vorbestimmte Bereich gewöhnlich als eine Form definiert sein, die der Konturform des Rumpfes einer Spule ähnlich ist, d. h., ein Wellenabschnitt, um den Draht gewickelt ist, auf dem Bild der Seitenfläche des zylindrischen Abschnitts der Spule. Insbesondere kann bei der Detektion von einer Drahtverwirrung, wie es in den 6B und 6D gezeigt ist, ein rechteckiger vorbestimmter Bereich nur ein wenig innerhalb der Konturform des Rumpfes einer Spule eingestellt werden, d. h., eine Spule, um die kein Draht gewickelt ist.
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Bei der Detektion von Drahtdurchhang, wie gezeigt in den 7B und 7C, kann ein rechteckiger vorbestimmter Bereich nur ein wenig außerhalb der Konturform des Rumpfes einer Spule eingestellt werden, d. h. eine brandneue Spule mit einem unbenutzten Draht.
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Das heißt, um den Einfluss des Drahtverbrauchs zu vermeiden, da die Konturform des Spulenrumpfes abhängig vom Drahtverbrauch variiert.
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Wenn bestimmt wurde, dass Wartung erforderlich ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S36 fort. Wenn eine Wartung im Gegensatz dazu unnötig ist, schreitet das Verarbeiten zu Schritt S37 fort.
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Schritte S36 und S37:
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Der Vorgang wird in der gleichen Weise wie in den Schritten S16 bis S17 von Beispiel 1 ausgeführt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erlangt die Bildverarbeitungseinheit des Prüfsystems 100 periodisch die Bilder der Komponenten mittels der Bildaufnahmevorrichtung 22, die am Handgelenk des Roboters 21 befestigt ist, und die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit bestimmt die Wartungsnotwendigkeit basierend auf dem Grad an Verschmutzung, Verschleiß oder dergleichen. Auf diese Weise kann ein langer Stopp (ausgedehnter Stopp) aufgrund von Schwierigkeiten mit den Komponenten verhindert werden.
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Des Weiteren veranlasst gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Wartungsnotwendigkeitsbestimmungseinheit den Roboter, die Komponenten zu reinigen oder auszutauschen. Da die Verfügbarkeit der elektrischen Drahterosionsmaschine während des unbeaufsichtigten Betriebs verbessert werden kann, indem dies gemacht wird, kann die elektrische Drahterosionsmaschine eine automatische Bearbeitung erreichen, die konventionell als schwierig angesehen wurde.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform begrenzt und ist auch auf verschiedene Überprüfungsobjekte anwendbar, ohne vom Sinn der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung auch auf die Überprüfung des Grades an Verschmutzung oder Verschleiß einer Zuführungsdüse, auf die Überprüfung der Verunreinigung eines Strom führenden Teils einer automatischen Verbindungsfunktion und dergleichen sowie auf die vorstehend beschriebenen drei Beispiele anwendbar.
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Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf die verschiedenen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt und Modifikationen wie Austausch, Auslassung, Hinzufügung und Änderung der Komponenten kann bewirkt werden, ohne vom Sinn der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016-107381 [0003, 0005]
- JP 2015-164519 [0004, 0005]
