DE102017109133A1

DE102017109133A1 - Nähsystem

Info

Publication number: DE102017109133A1
Application number: DE102017109133.5A
Authority: DE
Inventors: Jirou OBAMA; Motoki Hirayama
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2017-11-02
Also published as: US10450683B2; JP6854592B2; CN107338582A; US20170314175A1; CN107338582B; JP2017196207A

Abstract

Gemäß dem Nähsystem der vorliegenden Ausführungsform sind die Nähmaschine und der Roboterarm an den festen Positionen durch die Basis fest gehaltert. Daher wird, wenn eine Zielposition des Roboterarms für die Nähoperation einmal gesetzt ist, eine relative Positionsbeziehung zwischen dem Roboterarm und der Nähmaschine durch die Basis beibehalten, auch wenn das Nähsystem insgesamt bewegt wird. Es ist daher nicht notwendig, eine Operation des Setzens der Zielposition für die Nähoperation erneut durchzuführen, so dass die Belastungen der Teaching-Operation und der anderen Setzoperationen reduziert werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nähsystem, welches einen Roboterarm umfasst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Nähsystem, welches ausgebildet ist, ein Werkstück einer Nähmaschine zuzuführen und ein Nähgut zu bewegen, um eine Nadel an einer vorbestimmten Nadelabsenkposition abzusenken, während das Werkstück gehalten wird, ist bereits vorgeschlagen worden (siehe beispielsweise die japanische Patentveröffentlichung Nr. S61-265169A ). Das Nähsystem umfasst einen Roboterarm mit einer Saughand, welche ausgebildet ist, das Werkstück anzusaugen, und welche an einem Spitzenendbereich des Roboterarms montiert ist.
Bei dem Nähsystem mit dem Roboterarm ist es erforderlich, eine Operation durchzuführen, welche als sogenannte Teaching-Operation bezeichnet wird, zum Teachen einer Steuerung des Roboterarms bezüglich jeweiliger Positionen, beispielsweise bezüglich einer Empfangsposition für das Werkstück, einer Nähposition der Nähmaschine, einer Ablageposition für das Werkstück, an dem eine Nähoperation beendet worden ist, und dergleichen.
Gemäß dem Nähsystem ergibt es sich jedoch dadurch, dass die Nähmaschine und der Roboterarm unabhängig voneinander bereitgestellt sind, dass es zum Auftreten einer Positionsabweichung hierzwischen kommt, wenn das Nähsystem bewegt oder neu angeordnet wird, so dass die Teaching-Operation erneut durchgeführt werden sollte.
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung soll ein Nähsystem bereitstellen, welches dazu in der Lage ist, eine mühsame Teaching-Operation zu reduzieren, und weist irgendein Merkmal der folgenden Konfigurationen (1) bis (6) auf.

(1) Nähsystem, umfassend: eine Nähmaschine, welche ausgebildet ist, ein Werkstück zu nähen; einen Roboterarm, an welchem das Werkstück lösbar zu halten ist and welcher ausgebildet ist, das gehaltene Werkstück relativ zu der Nähmaschine zu positionieren und irgendeine Nähoperation zu ermöglichen, und eine Basis, an welcher die Nähmaschine und der Roboterarm an festen Positionen fest gehaltert sind.
(2) Nähsystem nach (1), wobei der Roboterarm ausgebildet ist, das Werkstück durch eine Klemmvorrichtung zu halten, und wobei zwischen dem Roboterarm und der Klemmvorrichtung eine Kopplungsstruktur bereitgestellt ist, welche ausgebildet ist, auf Seiten des Roboterarms an demselben lösbar montiert zu werden und die Klemmvorrichtung in einer vorbestimmten Haltung zu halten.
(3) Nähsystem nach (1) oder (2), ferner umfassend eine Transporteinrichtung, umfassend eine Montageeinheit, an welcher die Klemmvorrichtung in einer vorbestimmten Haltung zu montieren ist, und welche ausgebildet ist, die Montageeinheit zwischen einer Operationsposition, bei welcher eine Operation des Montierens der Klemmvorrichtung an die Montageeinheit durchzuführen ist, und einer Transferposition, bei welcher die an der Montageeinheit montierte Klemmvorrichtung zu dem Roboterarm zu überführen ist, zu transportieren, wobei die Transporteinrichtung an einer festen Position der Basis fest gehaltert ist.
(4) Nähsystem nach einem der Punkte (1) bis (3), ferner umfassend eine Anzeigeeinrichtung, welche an einer festen Position der Basis gehaltert ist und welche ausgebildet ist, einen beweglichen Bereich des Roboterarms anzuzeigen, wobei die Transporteinrichtung angeordnet ist, so dass die Operationsposition außerhalb des beweglichen Bereichs liegt und die Transferposition innerhalb des beweglichen Bereichs liegt.
(5) Nähsystem nach (3) oder (4), wobei die Transporteinrichtung ausgebildet ist, die Klemmvorrichtung in der Transferposition in der gleichen Haltung und Richtung zu dem Roboterarm zu überführen wie eine Haltung und eine Richtung der Klemmvorrichtung, welche in der Operationsposition an der Montageeinheit montiert ist.
(6) Nähsystem nach einem der Punkte (1) bis (5), wobei die Basis ein Rad zum Bewegen umfasst.

Mittel zum Lösen der Problematik
Gemäß dem Nähsystem der vorliegenden Erfindung sind die Nähmaschine und der Roboterarm an den festen Positionen durch die Basis fest gehaltert. Daher wird, wenn eine Zielposition des Roboterarms für die Nähoperation einmal gesetzt ist, eine relative Positionsbeziehung zwischen dem Roboterarm und der Nähmaschine durch die Basis beibehalten, auch wenn das Nähsystem insgesamt bewegt wird. Es ist daher nicht notwendig, eine Operation des Setzens der Zielposition für die Nähoperation erneut durchzuführen, so dass die Belastungen der Teaching-Operation und der anderen Setzoperationen reduziert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Gesamtkonfiguration eines Nähsystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Klemmvorrichtung.
3 ist eine Schnittansicht einer Transporteinrichtung.
4 ist eine Draufsicht auf einen Drehtisch der Transporteinrichtung.
5 ist ein Blockdiagramm, welches ein Steuersystem des Nähsystems zeigt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Operationssteuerung der Transporteinrichtung bei einer Nähoperation zeigt.
7 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Operationssteuerung eines Roboterarms und einer Nähmaschine bei der Nähoperation zeigt.
8 ist eine Unteransicht des Drehtischs und zeigt ein weiteres Beispiel für die Transporteinrichtung.
DETAILBESCHREIBUNG
[Gesamtkonfiguration eines Nähsystems]
Im Folgenden wird ein Nähsystem 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Gesamtkonfiguration des Nähsystems 100 zeigt.
Das Nähsystem 100 umfasst eine Nähmaschine 10, welche ausgebildet ist, ein Werkstück zu nähen, eine Klemmvorrichtung 20, welche ausgebildet ist, das Werkstück lösbar zu halten, einen Roboterarm 30, welcher ausgebildet ist, das durch die Klemmvorrichtung 20 gehaltene Werkstück relativ zu der Nähmaschine 10 zu positionieren und irgendeine Nähoperation zu ermöglichen, eine Transporteinrichtung 40, welche ausgebildet ist, die Klemmvorrichtung 20 zu dem Roboterarm 30 zu überführen durch Bewegen einer Montageeinheit 41, welche ausgebildet ist, die Klemmvorrichtung 20 in einer vorbestimmten Haltung an derselben zu montieren, eine Anzeigeeinrichtung 50, welche ausgebildet ist, einen beweglichen Bereich des Roboterarms 30 anzuzeigen, eine Steuereinrichtung 60, welche ausgebildet ist, Operationen der beteiligten Elemente zu steuern, und eine Basis 70, welche ausgebildet ist, alle beteiligten Elemente an individuellen, festen Positionen festzulegen und zu haltern.
[Nähmaschine]
Die Nähmaschine 10 umfasst eine Nadelstange, welche ausgebildet ist, an einem unteren Endbereich derselben eine Nähnadel zu halten, einen Nadelstangen-Vertikalbewegungsmechanismus, welcher ausgebildet ist, die Nadelstange vertikal zu bewegen, einen Schiffchenmechanismus, welcher ausgebildet ist, einen durch die Nähnadel hindurchgefädelten Nadelfaden zu fangen und einen Spulenfaden mit dem Nadelfaden zu verschlingen, einen Presserfußmechanismus, welcher ausgebildet ist, einen Presserfuß vertikal zu bewegen, einen Balance-Mechanismus, welcher ausgebildet ist, den Nadelfaden hochzuziehen, eine Fadenspannungseinrichtung, welche ausgebildet ist, dem Nadelfaden Spannung zu erteilen, und einen Nähmaschinenrahmen 11, welcher ausgebildet ist, die beteiligten Elemente darin aufzunehmen oder zu haltern.
Ferner: gemäß dem Nähsystem 100 ist aufgrund dessen, dass der Roboterarm 30 das Werkstück unter Nähen bewegt, kein Nähguttransportmechanismus bereitgestellt, welcher einen Transportzahn verwendet. Alternativ wird in dem Falle, dass der Nähguttransportmechanismus doch montiert ist, dieser in einem Ruhezustand gehalten, in dem der Transportzahn in eine Position, die tiefer liegt als eine Nadelplatte, abgesenkt und stillgesetzt ist.
Der Nähmaschinenrahmen 11 weist einen Nähmaschinenbettteil auf, welcher in einem unteren Teil positioniert ist, einen Vertikalkörperteil, welcher von dem Nähmaschinenbettteil nach oben steht, und einen Nähmaschinenarmteil, welcher sich von einem oberen Endbereich des Vertikalkörperteils parallel zu dem Nähmaschinenbettteil erstreckt.
Auf einer vorderen Oberflächenseite (1 zeigt eine hintere Oberflächenseite) des Nähmaschinenrahmens 11 sind eine Balance-Einrichtung des Balance-Mechanismus, eine Fadenführung, welche ausgebildet ist, einen Führungspfad für den Nadelfaden zu bilden, die Fadenspanneinrichtung und dergleichen bereitgestellt.
Der Nadelstangen-Vertikalbewegungsmechanismus weist eine wohlbekannte Konfiguration auf, umfassend eine Oberwelle, die ausgebildet ist, durch einen Nähmaschinenmotor 12 (eine Antriebsquelle) (siehe 5) in Rotation versetzt zu werden, und einen Kurbelmechanismus, welcher ausgebildet ist, eine Rotationskraft der Oberwelle in eine Antriebskraft für eine vertikale Bewegung umzuwandeln und diese auf die Nadelstange anzuwenden; auf die spezifische Beschreibung hiervon wird daher verzichtet.
Der Schiffchenmechanismus weist eine wohlbekannte Konfiguration auf, umfassend ein sogenanntes Horizontalschiffchen, eine Schiffchenwelle, welche ausgebildet ist, das Horizontalschiffchen zu haltern, eine Unterwelle, welche ausgebildet ist, durch den Nähmaschinenmotor 12 in Rotation versetzt zu werden, und einen Transmissionsmechanismus, welcher ausgebildet ist, die Rotationskraft von der Unterwelle auf die Schiffchenwelle zu übertragen; auf die spezifische Beschreibung hiervon wird daher verzichtet.
Ferner handelt es sich bei der Nähmaschine 10 um eine sogenannte Säulennähmaschine; diese ist in einem oberen Teil eines Säulenbetts eingebettet, wobei das Horizontalschiffchen montiert ist, an einer Position des Nähmaschinenbettteils unterhalb der Nadel aufrecht zu stehen.
Der Presserfußmechanismus weist eine wohlbekannte Konfiguration auf, umfassend eine Presserfußstange, die ausgebildet ist, an einem unteren Endbereich derselben einen Presserfuß zu halten, und einen Kurbelmechanismus, welcher ausgebildet ist, die Rotationskraft der Oberwelle in eine Antriebskraft für eine vertikale Bewegung umzuwandeln und diese auf die Presserfußstange anzuwenden; auf die spezifische Beschreibung hiervon wird daher verzichtet.
Der Presserfuß weist einen zylindrischen Bereich auf zum losen Einpassen einer Nähnadel in denselben und ist ausgebildet, so dass bei Hochgang der Nähnadel der zylindrische Teil das Werkstück von oben presst und so ein Flattern des Werkstücks unterdrückt wird.
Der Presserfußmechanismus ist ausgebildet, eine Operation zu übertragen, so dass es der Presserfuß der Nähnadel ermöglichen kann, die vertikale Bewegung spät auszuführen, und zwar mit der gleichen Periode wie die Nähnadel.
Dadurch wird das Werkstück, welches beim Hochgang der Nähnadel gespannt und angehoben wird, gepresst, so dass die Nähnadel auf vorteilhafte Weise aus dem Werkstück herausgezogen werden kann.
[Klemmvorrichtung]
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Klemmvorrichtung 20.
Die Klemmvorrichtung 20 umfasst ein Paar von Klemmgliedern, von denen das eine an dem anderen gehaltert ist, um miteinander in Kontakt bringbar und voneinander trennbar zu sein, eine Mehrzahl von Klemmeinheiten 21, jeweils bestehend aus einem Kniehebelmechanismus, welcher ausgebildet ist, die Operation des Inkontaktbringens und Trennens manuell durchzuführen, und einen Rahmen 22, welcher ausgebildet ist, jede Klemmeinheit 21 zu haltern.
Jede Klemmeinheit 21 weist eine Klemmoberfläche auf, welche ausgebildet ist, das Werkstück zu klemmen, und welche entlang einer Umfangsoberfläche oder gekrümmten Oberfläche angeordnet ist, so dass sie das Werkstück entlang der Umfangsoberfläche oder der gekrümmten Oberfläche halten kann.
Der Kniehebelmechanismus jeder Klemmeinheit weist einen Kniehebel auf. Wenn der Kniehebel in eine vorbestimmte Richtung rotiert wird, werden die Klemmglieder geöffnet, so dass das Werkstück zwischen das Paar von Klemmgliedern eingeführt werden kann, und wenn der Kniehebel in eine entgegengesetzte Richtung rotiert wird, werden die Klemmglieder geschlossen, so dass ein Klemmzustand gebildet wird.
Der Rahmen 22 weist an einer vorderen Oberflächenseite desselben die mehreren Klemmeinheiten und an einer hinteren Oberfläche desselben eine Werkzeugplatte 23 auf.
Eine Kopplungsstruktur, welche ausgebildet ist, auf Seiten des Roboterarms 30 an demselben lösbar montiert zu werden und die Klemmvorrichtung 20 in einer vorbestimmten Haltung zu halten, ist zwischen dem Roboterarm 30 und der Klemmvorrichtung 20 bereitgestellt. Die Kopplungsstruktur umfasst eine Hauptplatte 31 (siehe 5), welche an einem Spitzenendbereich des Roboterarms 30 montiert ist, und eine Werkzeugplatte 23, welche auf Seiten der Klemmvorrichtung 20 montiert ist. Die Werkzeugplatte 23 ist an der hinteren Oberflächenseite des Rahmens 22 der Klemmvorrichtung 20 fest montiert.
Die Werkzeugplatte 23 ist eine kreisförmige Platte und eine hintere Oberflächenseite derselben ist als eine Anbringungsoberfläche zum Anbringen an dem Rahmen 22 ausgebildet und eine vordere Oberflächenseite ist als eine der Hauptplatte 31 zugewandte Oberfläche ausgebildet. Ein mittiger Bereich der vorderen Oberfläche der Werkzeugplatte 23 ist mit einer kreisförmigen Öffnung ausgebildet, und eine innere periphere Oberfläche der Öffnung ist mit einer Haltenut ausgebildet.
Andererseits umfasst die Hauptplatte 31 einen zylindrischen Vorsprung, welcher an einer vorderen Oberfläche angeordnet ist, um der Werkzeugplatte 23 zugewandt zu sein, und welcher in die Öffnung eingeführt werden kann, und eine Mehrzahl von Verriegelungskugeln, welche dazu in der Lage sind, bezüglich einer äußeren peripheren Oberfläche des Vorsprungs hervor- und zurückzutreten, sind entlang einer Umfangsrichtung angeordnet. Wenn eine Luftdruckzuführöffnung, welche an der äußeren peripheren Oberfläche der Hauptplatte 31 bereitgestellt ist, mit einem Luftdruck beaufschlagt wird, treten die Verriegelungskugeln leicht aus der äußeren peripheren Oberfläche des Vorsprungs hervor. Das heißt, wenn der Vorsprung der Hauptplatte 31 in die Öffnung der Werkzeugplatte 23 eingeführt ist und der Luftdruck von der Luftdruckzuführöffnung zugeführt wird, treten die jeweiligen Kugeln hervor und passen mit der Haltenut in der Öffnung der Werkzeugplatte 23 zusammen, so dass ein Kopplungszustand hergestellt wird, in dem der Vorsprung nicht von der Öffnung zu trennen ist. Die Hauptplatte 31 weist ferner eine Abführöffnung auf, durch die hindurch die zugeführte verdichtete Luft abzuführen ist. Wenn Luft durch die Abführöffnung hindurch abgeleitet wird, wird der Kopplungszustand aufgehoben, so dass die Hauptplatte 31 und die Werkzeugplatte 23 voneinander getrennt werden können.
Ferner sind zwei Positionierungsstifte, welche in der gleichen Richtung vorstehen wie der Vorsprung, an zwei Stellen um den Vorsprung der Hauptplatte 31 herum bereitgestellt, und zwei Stellen um die Öffnung der Werkzeugplatte 23 herum sind mit Positionierungslöchern bereitgestellt, in welche die jeweiligen Positionierungsstifte beim Koppeln der Platten einzuführen sind. Durch die Positionierungsstifte und -löcher ist es möglich, eine Rotation der Werkzeugplatte 23 relativ zu der Hauptplatte 31 um den Vorsprung herum zu verhindern. Daher kann der Roboterarm 30 durch die Kopplungsstruktur, welche die Hauptplatte 31 und die Werkzeugplatte 23 aufweist, die Klemmvorrichtung 20 in einer vorbestimmten Haltung halten.
[Roboterarm]
Der Roboterarm 30 ist ein vertikaler Mehrgelenkroboter, umfassend eine Basis, eine Mehrzahl von Armen, welche durch Gelenke gekoppelt sind, einen Servomotor 32, welcher für jedes Gelenk bereitgestellt ist und als eine Antriebsquelle fungiert, und einen Encoder 33, welcher ausgebildet ist, einen Winkel eines Arms, welcher durch jeden Servomotor zu rotieren ist, zu detektieren, und die Hauptplatte 31 ist an einem Spitzenendbereich der Mehrzahl von Armen, welche durch die Gelenke gekoppelt sind, montiert.
An der Hauptplatte 31 kann die Klemmvorrichtung 20 in einer Haltung montiert werden, welche durch die Werkzeugplatte 23 relativ zu dem Roboterarm 30 bestimmt ist.
Jedes Gelenk ist ausgebildet durch irgendein Oszillationsgelenk, welches ausgebildet ist, den anderen Endbereich des Arms drehbar zu haltern, so dass ein Endbereich oszillieren kann, und durch ein Rotationsgelenk, welches ausgebildet ist, den Arm drehbar zu haltern, so dass der Arm um eine Längsrichtung desselben rotieren kann. Der Roboterarm 30 weist sechs Gelenke auf, ist ausgebildet, die Hauptplatte 31 seines Spitzenendbereichs durch sechs Wellen an irgendeiner Position zu positionieren, und kann irgendeine Haltung einnehmen.
Wenn also eine Zielposition bekannt ist, kann der Roboterarm 30 die Klemmvorrichtung 20, welche ausgebildet ist, das Werkstück zu halten und zu der Nähmaschine 10 zu transportieren, frei empfangen, so dass der Roboterarm eine Nadel in irgendeiner Nadelabsenkposition absenken kann zum Bilden eines beliebigen Nähmusters an dem an der Klemmvorrichtung 20 gehaltenen Werkstück mittels der Nähmaschine.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Roboterarm 30 mit den sechs Wellen begrenzt; es kann auch ein Roboterarm mit sieben Wellen und sieben Gelenken verwendet werden. In diesem Fall wird es dadurch, dass ein redundantes Gelenk entsteht, ermöglicht, das Gelenk auf dem Weg während der Positionierung der Hauptplatte 31 an irgendeiner Position und irgendeine Haltung einnehmend zu bewegen, so dass es möglich ist, irgendeine gegenseitige Beeinflussung mit anderen beteiligten Elementen um den Roboterarm 30 herum zu vermeiden. Es ist daher möglich, die Hauptplatte 31 innerhalb eines breiteren Bereichs an irgendeiner Position und irgendeine Haltung einnehmend zu positionieren.
[Basis]
Die Basis 70 ist ein quaderförmiges Gehäuse und die Nähmaschine 10, der Roboterarm 30 und die Transporteinrichtung 40 sind an einem oberen Teil der Basis angeordnet und gehaltert. In der Basis 70 ist ferner die Steuereinrichtung 60 untergebracht.
Es können vier Laufrollen, welche Räder zum Bewegen des gesamten Nähsystems 100 darstellen, individuell an vier Ecken einer Bodenoberfläche der Basis 70 montiert sein. Ferner können vier Erdfußteile in der Nähe der jeweiligen Laufrollen 71 bereitgestellt sein. Das Erdfußteil kann eine vertikal bewegliche Erdplatte aufweisen zum Halten des Nähsystems 100 an einer festen Position auf einer Bodenoberfläche und kann ausgebildet sein, eine Abwärtsbewegung auszuführen und die Erdplatte an einer Zielposition festzulegen, nachdem das Nähsystem 100 durch die Laufrollen 71 zu der Zielposition bewegt wurde.
An der Basis 70 sind die Nähmaschine 10, der Roboterarm 30 und die Transporteinrichtung 40 stark festgelegt, so dass eine Positionsbeziehung derselben nicht leicht zu verändern ist.
Da die relative Positionsbeziehung der Nähmaschine 10 und der Transporteinrichtung 40 relativ zu dem Roboterarm 30 konstant gehalten wird, kann somit, wenn die relative Positionsbeziehung derselben vorab eingegeben oder geteacht wird, der Roboterarm 30 die Klemmvorrichtung 20 von der Transporteinrichtung 40 auf vorteilhafte und stabile Art und Weise empfangen, die Klemmvorrichtung 20 und das Werkstück zu der Nähmaschine 10 transportieren und das Werkstück, an dem die Nähoperation beendet worden ist, sowie die Klemmvorrichtung 20 zu der Transporteinrichtung 40 zurückführen. Ferner ist es beim Nähvorgang der Nähmaschine 10 möglich, das Werkstück sequentiell zu positionieren, so dass die Nadel korrekt auf das Werkstück abgesenkt wird.
[Anzeigeeinrichtung]
Die Anzeigeeinrichtung 50 ist ein quaderförmiges Gehäuse, welches an dem oberen Teil der Basis 70 festgelegt ist, und umfasst ein rahmenförmiges Aggregat, welches entlang jeder Seite des Quaders montiert ist, sowie ein Wandoberflächenmaterial, welches das Aggregat bedeckt. Ferner ist in 1 nur das Aggregat gezeigt; das Wandoberflächenmaterial ist nicht gezeigt, um eine innenliegende Struktur zu zeigen.
Ein innerer Bereich, welcher von dem Aggregat und dem Wandoberflächenmaterial der Anzeigeeinrichtung 50 gebildet ist, definiert einen kompletten beweglichen Bereich des Roboterarms 30, einschließlich der an dem Spitzenendbereich gehaltenen Klemmvorrichtung 20. Das heißt, wenn der Roboterarm 30 betrieben wird, führt der Roboterarm die Operation aus, so dass alle Teile, einschließlich der Klemmvorrichtung 20, nicht aus dem inneren Bereich der Anzeigeeinrichtung 50 herausbewegt werden.
Ferner zeigt der durch den inneren Bereich der Anzeigeeinrichtung 50 definierte Bereich keine Operationsgrenze basierend auf einem physischen beweglichen Bereich des Roboterarms 30 an, sondern einen Bereich, in dem alle Teile des Roboterarms 30, einschließlich der Klemmvorrichtung 20, durch die Steuereinrichtung 60 gesteuert werden, um nicht aus dem Bereich herausbewegt zu werden.
In der Anzeigeeinrichtung 50 sind der Roboterarm 30 und die Nähmaschine 10 angeordnet. Ferner ist eine vordere Oberflächenseite der Anzeigeeinrichtung 50, welche der Nähmaschine 10 zugewandt ist, mit einer öffenbaren Tür bereitgestellt. Somit kann bei Durchführung einer Korrekturvorbereitungsoperation oder einer Wartungsoperation für die Nähmaschine 10 eine Bedienperson direkt auf die Nähmaschine 10 zugreifen.
Ferner ist eine weitere Seitenoberfläche der Anzeigeeinrichtung 50 an ihrem unteren Teil mit einer Öffnung 52 ausgebildet. Die Transporteinrichtung 40 ist über der Öffnung 52 angeordnet. Ein Teil der Transporteinrichtung 40 ist auf einer Innenseite des inneren Bereichs der Anzeigeeinrichtung 50 angeordnet, und der andere, verbleibende Teil ist außenseitig der Anzeigeeinrichtung 50 angeordnet.
Die Transporteinrichtung 40 weist eine Montageeinheit 41 auf, an welcher die Klemmvorrichtung 20 in einer vorbestimmten Haltung zu montieren ist, und ist ausgebildet, die Montageeinheit 41 zwischen einer Operationsposition, bei welcher die Klemmvorrichtung 20 an der Montageeinheit 41 zu montieren ist, und einer Transferposition, bei welcher die an der Montageeinheit 41 montierte Klemmvorrichtung 20 zu dem Roboterarm 30 zu überführen ist, zu transportieren. Die Transporteinrichtung 40 ist angeordnet, so dass die Operationsposition außerhalb der Anzeigeeinrichtung 50 und die Transferposition innerhalb der Anzeigeeinrichtung 50 liegt.
[Transporteinrichtung]
3 ist eine Schnittansicht der Transporteinrichtung 40 und 4 ist eine Draufsicht auf einen Drehtisch 43 der Transporteinrichtung 40.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Transporteinrichtung 40 eine Basis 42, einen Drehtisch 43, welcher rotierbar um eine vertikale Welle durch die Basis 42 gehaltert ist, zwei Haltebasen 44, welche an einer oberen Oberfläche des Drehtischs 43 um vertikale Wellen rotierbar gehaltert sind, Montageeinheiten 41, welche an oberen Oberflächen der jeweiligen Haltebasen 44 montiert sind und dazu ausgebildet sind, die Klemmvorrichtung 20 in einer vorbestimmten Haltung an denselben zu montieren, angetriebene Scheiben 45, welche konzentrisch mit den jeweiligen Haltebasen 44 fest montiert sind, eine antreibende Scheibe 46, welche an einer oberen Oberfläche der Basis 42 konzentrisch mit dem Drehtisch 43 fest montiert ist, einen Timing-Riemen 47, welcher zwischen der antreibenden Scheibe 46 und jeder der angetriebenen Scheiben 45 bereitgestellt ist, einen Transportmotor 48, der eine Rotationsantriebsquelle für den Drehtisch 43 darstellt, und einen Transmissionsmechanismus 49, welcher ausgebildet ist, eine Rotationskraft von dem Transportmotor 48 auf den Drehtisch 43 zu übertragen.
Der Drehtisch 43 weist die Form einer kreisförmigen Scheibe auf und eine vertikale Haltewelle 431 ist in einem Zentrum einer unteren Oberfläche des Drehtischs fest montiert. Ferner sind die beiden Haltebasen 44 individuell an beiden diametralen Endbereichen der oberen Oberfläche des Drehtischs 43 montiert. Der Drehtisch 43 ist ausgebildet, eine 180°-Drehung um die Haltewelle 431 zu vollziehen und dadurch jede Haltebasis 44 von der Operationsposition zu der Transferposition oder von der Transferposition zu der Operationsposition zu transportieren.
Die Haltewelle 431 des Drehtischs 43 ist durch ein Lager rotierbar gehaltert, welches an der Basis 42, eine Mitte der oberen Oberfläche der Basis 42 durchgreifend, montiert ist.
In der Basis 42 sind der Transportmotor 48 und der Transmissionsmechanismus 49 aufgenommen und montiert. Der Transmissionsmechanismus 49 umfasst ein Ritzel 491, welches an einer Ausgangswelle des Transportmotors 48 montiert ist, und ein Getrieberad 492, welches an der Haltewelle 431 des Drehtischs 43 fest montiert ist, und welches ausgebildet ist, eine Rotation des Transportmotors 48 auf den Drehtisch 43 zu reduzieren und zu übertragen.
Jede Haltebasis 44 ist eine kleine kreisförmige Scheibe und die Montageeinheit 41, welche ausgebildet ist, die Klemmvorrichtung 20 in einer vorbestimmten Richtung und in einer vorbestimmten Haltung zu montieren, ist an einer oberen Oberfläche der Haltebasis montiert. Die Montageeinheit 41 umfasst ein Paar von Streben 411 und ein oberer Endbereich jeder Strebe 411 ist mit einer Passnut ausgebildet, in welche ein vorbestimmter Teil des Rahmens 22 der Klemmvorrichtung 20 einzupassen ist. Daher wird die Klemmvorrichtung 20 montiert, so dass der Rahmen 22 in die Passnuten einzupassen ist. Dadurch wird die Klemmvorrichtung 20 in einer vorbestimmten Richtung und in einer vorbestimmten Haltung an den Montageeinheiten 41 gehalten.
Ferner ist die Transporteinrichtung 40 nächst dem Roboterarm 30 angeordnet und die Klemmvorrichtung 20 ist an der Montageeinheit 41 in einem Zustand montiert, in dem die an der hinteren Oberflächenseite des Rahmens 22 montierte Werkzeugplatte 23 dem Roboterarm 30 zugewandt ist. Daher ist es möglich, die Hauptplatte 31 des Roboterarms 30 mit der Werkzeugplatte 23 der Klemmvorrichtung 20 leicht zu verbinden und die Klemmvorrichtung 20 durch den Roboterarm 30 leicht zu halten.
Die Haltebasis 44 ist rotierbar um die vertikale Welle an der oberen Oberfläche des Drehtischs 43 über ein Drucklager 441 gehaltert. Ferner ist eine vertikale Haltewelle 442 in der Mitte der unteren Oberfläche der Haltebasis 44 fest montiert, wobei sie lose mit dem Drucklager 441 zusammengepasst ist. Die Haltewelle 442 ist ebenfalls lose mit einem in dem Drehtisch 43 ausgebildeten Durchgangsloch zusammengepasst und ein unterer Endbereich der Haltewelle 442 erstreckt sich zu einer unteren Seite des Drehtischs 43. An dem unteren Endbereich der vertikalen Haltewelle 442 ist die angetriebene Scheibe 45 fest montiert.
Die angetriebene Scheibe 45 wird von der antreibenden Scheibe 46 durch den Timing-Riemen 47 mit einer Rotationskraft beaufschlagt.
Die antreibende Scheibe 46 weist eine zylindrische Gestalt auf und die Haltewelle 431 des Drehtischs 43 ist lose mit derselben zusammengepasst. Ferner ist die antreibende Scheibe 46 an der oberen Oberfläche der Basis 42 festgelegt und ein Außendurchmesser derselben ist identisch mit dem der angetriebenen Scheibe 45.
Die jeweiligen Haltebasen 44 können gehalten werden, so dass bei Rotation des Drehtischs 43 durch die antreibende Scheibe 46 die Haltebasen keine Rotation der Basis 70 des Nähsystems 100 verursachen.
Wenn beispielsweise, wie in 4 gezeigt, der Drehtisch 43 in einem Gegenuhrzeigersinn um 90° rotiert wird, dann wird die Haltebasis 44, wie der Drehtisch 43, in dem Gegenuhrzeigersinn um 90° gedreht, wenn nicht eine externe Kraft angewendet wird. Da jedoch in Wirklichkeit die angetriebene Scheibe 45 durch den zwischen der angetriebenen Scheibe und der antreibenden Scheibe 46 bereitgestellten Timing-Riemen 47 mit Rotationen um 90° in einem Uhrzeigersinn beaufschlagt wird, wird die Rotation der Haltebasis 44 annulliert, so dass die Richtung der Haltebasis beibehalten wird, gesehen von der Basis 70. Dies gilt gleichermaßen auch für einen Fall, in dem eine Rotationsrichtung oder ein Rotationswinkel des Drehtischs 43 verändert wird. Demnach wird die Richtung der Haltebasis 44 beibehalten, auch wenn der Drehtisch 43 in irgendeiner Weise gedreht wird.
Ferner sind in 3 nur die Haltebasis 44 und die angetriebene Scheibe 45 einer Seite gezeigt; die andere Seite ist nicht gezeigt.
Die Transporteinrichtung 40 ist ausgebildet, so dass eine Position, bei welcher sich die Haltebasis 44 und die Montageeinheit 41 außerhalb der Anzeigeeinrichtung 50 befinden, die Operationsposition ist, bei welcher die Klemmvorrichtung 20 an die Montageeinheit 41 zu montieren ist, und so dass eine Position, welche durch Rotation des Drehtischs 43 um 180° ausgehend von der Operationsposition erhalten wird, die Transferposition ist, bei welcher die an der Montageeinheit 41 montierte Klemmvorrichtung 20 im Inneren der Anzeigeeinrichtung 50 zu dem Roboterarm 30 zu überführen ist.
Daher sind die zwei Haltebasen 44 und die Montageeinheiten 41 jeweils in einem Winkelabstand von 180° an dem Drehtisch 43 angeordnet, so dass, wenn die eine sich in der Operationsposition befindet, die andere sich in der Transferposition befindet.
Ferner kann die Transporteinrichtung 40 die Klemmvorrichtung 20 in die Operationsposition transportieren, während die Richtung, in der die Klemmvorrichtung 20 an der Montageeinheit 41 montiert wird, wenn sich die jeweilige Haltebasis 44 in der Operationsposition befindet, beibehalten wird.
[Steuersystem der Nähmaschine]
5 ist ein Blockdiagramm der Steuereinrichtung 60.
Die Steuereinrichtung 60 umfasst einen ROM 62, in welchem eine Vielfalt von Programmen, einschließlich eines Steuerprogramms zum Steuern von Verkopplungsoperationen der Nähmaschine 10, des Roboterarms 30 und der Transporteinrichtung 40, gespeichert ist, eine CPU 61, welche ausgebildet ist, die verschiedenen, in dem ROM 62 gespeicherten Programme auszuführen, einen RAM 63, welcher zu einem Arbeitsbereich wird, in dem verschiedene Daten durch eine Prozessierung der CPU 61 zu speichern sind, einen nicht-flüchtigen Speicher 64, in welchem eine Vielfalt von Steuerdaten, welche zum Prozessieren des Steuerprogramms erforderlich sind, so etwa eine Zielposition, ein beweglicher Bereich des Roboterarms 30 und dergleichen, gespeichert sind, eine Eingabeeinheit 65, beispielsweise eine Tastatur und eine Schnittstelle derselben, zum Eingeben eines Teaching-Punktes des Roboterarms 30 und diverser anderer Setzwerte, und einen Bus 66, welcher die jeweiligen beteiligten Elemente verbindet, so dass deren Signale zu übertragen und zu empfangen sind.
Die Steuereinrichtung 60 umfasst eine Servosteuerschaltung 321, welche ausgebildet ist, dem Servomotor 32 jedes Gelenks des Roboterarms 30 einen Antriebsstrom gemäß einem Drehmomentwert zuzuführen, einen Zähler 331, welcher ausgebildet ist, eine Ausgabe des Encoders 33 jedes Gelenks zu zählen, eine Antriebsschaltung 311 eines Aktuators, welcher ausgebildet ist, die Werkzeugplatte 23 durch die Hauptplatte 31 zu koppeln und zu entkoppeln, eine Servosteuerschaltung 121, welche ausgebildet ist, dem Nähmaschinenmotor 12, welcher von einem Servomotor gebildet ist, der ausgebildet ist, die Nähoperation der Nähmaschine 10 zu ermöglichen, einen Antriebsstrom gemäß einem Drehmomentwert zuzuführen, einen Zähler 131, welcher ausgebildet ist, eine Ausgabe eines Encoders 13, welcher parallel zu dem Nähmaschinenmotor 12 bereitgestellt ist, zu zählen, eine Motorsteuerschaltung 481, welche ausgebildet ist, den Transportmotor 48 anzutreiben, welcher ein Schrittmotor ist, der ausgebildet ist, eine Transportoperation der Klemmvorrichtung 20 durch die Transporteinrichtung 40 gemäß einem Zielwert durchzuführen, eine Eingangsschaltung 402, welche ausgebildet ist, eine Eingabe bezüglich eines Montageabschlusses eines Montageabschlussschalters 401, über den eine Bedienperson eingibt, dass die Montageoperation der Klemmvorrichtung 20 an der in der Operationsposition befindlichen Montageeinheit 41 beendet ist, zu detektieren und eine Leseschaltung 251, welche ausgebildet ist, Typdaten des Werkstücks aus einem Lesesignal von einem lichtempfangenden Element 25 in einer Leseeinrichtung 24, welche ausgebildet ist, einen Barcode zu lesen, welcher indikativ ist für einen Typ des Werkstücks, mit dem die Klemmvorrichtung 20 bestückt ist, zu generieren.
Ferner sind der Zähler 331 und die Servosteuerschaltung 321 individuell für jeden Servomotor 32 für jedes Gelenk des Roboterarms 30 bereitgestellt. In 5 ist jedoch jeweils nur eine dieser Komponenten gezeigt; die anderen Servomotoren 32 und Encoder 33 sind nicht dargestellt.
[Operationssteuerung der Transporteinrichtung beim Nähen]
Die Steuereinrichtung 60 ist ausgebildet, die Nähmaschine 10, den Roboterarm 30 und die Transporteinrichtung 40 miteinander verkoppelt zu steuern und eine Nähsteuerung des Werkstücks durch eine noch zu beschreibende Operationssteuerung auszuführen.
Zunächst wird die Operationssteuerung der Transporteinrichtung 40 auf Basis eines Ablaufdiagramms von 6 beschrieben.
Die CPU 61 der Steuereinrichtung 60 bestimmt zunächst, ob die Nähmaschine 10 die Nähoperation gerade ausführt (Schritt S1).
Wenn bestimmt wird, dass die Nähoperation gerade ausgeführt wird (Schritt S1: JA), bestimmt die CPU, ob die Klemmvorrichtung 20, welche das Werkstück hält, an dem die Nähoperation gerade ausgeführt wird, bei Abschluss der Nähoperation durch den Roboterarm 30 zu der leeren Montageeinheit 41 zurückgeführt ist, und zwar in einem Zustand, in dem es der leeren Montageeinheit 41 ermöglicht ist, in der Transferposition bereitzustehen (Schritt S3).
Die CPU führt die Bestimmung wiederholt aus, bis die Klemmvorrichtung 20 zu der leeren Montageeinheit 41 zurückgeführt ist. Wenn die Klemmvorrichtung 20 zu der leeren Montageeinheit 41 zurückgeführt ist, steuert die CPU den Transportmotor 48, um den Drehtisch 43 um 180° zu drehen, und transportiert die Klemmvorrichtung 20, welche das Werkstück hält, an dem die Nähoperation beendet worden ist, von der Transferposition zu der Operationsposition (Schritt S7).
Die Bedienperson kann dadurch Operationen des Lösens und Entnehmens der Klemmvorrichtung 20, welche das Werkstück hält, an dem die Nähoperation beendet worden ist, von der Montageeinheit 41 und des Montierens der Klemmvorrichtung 20, welche ein neues Werkstück hält, an dem die Nähoperation noch nicht ausgeführt worden ist, an die Montageeinheit 41 ausführen.
Weiter: wenn bestimmt wird, dass die Nähoperation gerade nicht ausgeführt wird (Schritt S1: NEIN), bestimmt die CPU, ob die Klemmvorrichtung 20, welche das Werkstück, an dem die Nähoperation noch nicht ausgeführt worden ist, an der in der Operationsposition befindlichen Montageeinheit 41 montiert ist, in Abhängigkeit davon, ob eine Eingabe durch den für die Transporteinrichtung 40 bereitgestellten Montageabschlussschalter 401 erfolgt (Schritt S5).
Wenn bestimmt wird, dass die Klemmvorrichtung noch nicht montiert ist (Schritt S5: NEIN), kehrt die CPU zur Prozessierung von Schritt S1 zurück und bestimmt, ob die Nähmaschine 10 die Nähoperation gerade ausführt (Schritt S1).
Weiter: wenn bestimmt wird, dass die Klemmvorrichtung 20 an der in der Operationsposition befindlichen Montageeinheit 41 montiert ist, steuert die CPU den Transportmotor 48, um den Drehtisch 43 um 180° zu rotieren, und transportiert die Klemmvorrichtung 20, welche das Werkstück hält, an dem die Nähoperation noch nicht ausgeführt worden ist, von der Operationsposition zu der Transferposition (Schritt S7).
Dadurch kann der Roboterarm 30 die Klemmvorrichtung 20 halten, welche das Werkstück hält, an dem die Nähoperation noch nicht ausgeführt worden ist, so dass die Möglichkeit gegeben ist, das Werkstück von der Transporteinrichtung 40 zu der Nähmaschine 10 zuzuführen und es zu nähen.
[Operationssteuerung des Roboterarms und der Nähmaschine beim Nähen]
Nachfolgend wird die Operationssteuerung des Roboterarms 30 und der Nähmaschine 10 beim Nähen auf Basis eines Ablaufdiagramms von 7 beschrieben.
Zunächst wird eine Operation des Teachens der Steuereinrichtung 60 bezüglich Hauptfahrpunkten durchgeführt, um einen Locus der Bewegungsoperation des Roboterarms 30 zu bestimmen (Schritt S21). Dadurch werden eine Position, bei welcher die Hauptplatte 31 an die Werkzeugplatte 23 der Klemmvorrichtung 20 der Montageeinheit 41, welche sich in der Transferposition der Transporteinrichtung 40 befindet, gekoppelt ist, ein Bewegungspfad zwischen der Transferposition und der Nähmaschine 10, eine Nähstartposition der Klemmvorrichtung 20 relativ zu der Nähmaschine 10 und dergleichen gesetzt.
Die Teaching-Operation wird durch die Eingabeeinheit 65 durchgeführt. Jedoch führt der Roboterarm 30 bei Eingabe jeder Position eine Nachfolge-Operation aus. Daher ist es möglich, jede Position zu setzen, während die tatsächliche Spitzenendposition des Roboterarms 30 zu sehen ist.
Ferner: in dem Schritt der Teaching-Operation liest die Leseeinrichtung 24 einen Barcode, welcher indikativ ist für einen Typ des Werkstücks, welches für die Klemmvorrichtung 20 bereitgestellt ist. Wenn das Lesen durchgeführt wird, wird eine ID spezifiziert, welche indikativ ist für einen Typ des Werkstücks, und es werden ein Nähmuster, Größendaten der Klemmvorrichtung und dergleichen Daten, welche zu der ID korrespondieren, aus einer Vielfalt von in dem Speicher 64 aufgezeichneten Daten ausgelesen.
Ferner: das Nähmuster, die Größendaten der Klemmvorrichtung und dergleichen, welche zu der ID korrespondieren, können durch Montage einer Kommunikationseinheit mit einem externen Netzwerk an die Steuereinrichtung 60 und Anbindung eines Servers, auf dem Informationen betreffend das Werkstück gespeichert sind, durch das Netzwerk erfasst werden.
Sodann bereitet die CPU 61 der Steuereinrichtung 60 ein Fertigungsprogramm vor (Schritt S23). Das heißt, es wird ein Operationsprogramm des Roboterarms 30 auf Basis der Positionssetzwerte und des akquirierten Nähmusters basierend auf der Teaching-Operation erzeugt und es werden ein Operations-Timing und eine Operationsbedingung zum Betreiben der Nähmaschine 10 und der Transporteinrichtung 40 im Zusammenwirken gesetzt.
Ferner: da die Größendaten der Klemmvorrichtung 20 in Schritt S21 akquiriert werden, wird das Operationsprogramm des Roboterarms 30 auf Basis der Größendaten erzeugt, so dass eine Operation innerhalb des durch die Anzeigeeinrichtung 50 definierten Operationsbereichs in einem Zustand, in dem der Roboterarm 30 die Klemmvorrichtung 20 hält, durchzuführen ist.
Ferner kann in der zweiten und in den folgenden Nähoperationen für den gleichen Typ von Werkstück die Prozessierung von Schritt S21 und Schritt S23 entfallen.
Sodann zählt die CPU 61 die Anzahl von komplettierten Nähoperationen bei Start der Nähoperation und bestimmt, ob diese die Anzahl der geplanten Nähoperationen erreicht (Schritt S25). Ferner: die korrespondierende Bestimmung wird jedes Mal durchgeführt, wenn die Nähoperation ausgeführt wird.
Wenn die Anzahl an komplettierten Nähoperationen die Anzahl der geplanten Nähoperationen erreicht (Schritt S25: JA), ist die gesamte Operationssteuerung beendet.
Ferner: wenn die Anzahl an komplettierten Nähoperationen die Anzahl der geplanten Nähoperationen nicht erreicht (Schritt S25: NEIN), bestimmt die CPU aus einer Operationshysterese der Transporteinrichtung 40, ob die Klemmvorrichtung 20, welche das Werkstück hält, an dem die Nähoperation noch nicht durchgeführt worden ist, in der Transferposition bereitsteht (Schritt S27).
Wenn bestimmt wird, dass die Klemmvorrichtung nicht bereitsteht (Schritt S27: NEIN), führt die CPU die Bestimmung wiederholt durch, und wenn bestimmt wird, dass die Klemmvorrichtung bereitsteht (Schritt S27: JA), erlaubt die CPU dem Roboterarm 30, die Operation des Koppelns der Hauptplatte 31 mit der Werkzeugplatte 23 der bereitstehenden Klemmvorrichtung 20 durchzuführen und transportiert die Klemmvorrichtung 20 unter Halten der Klemmvorrichtung zu einer Nähstartposition der Nähmaschine 10 (Schritt S29).
Sodann treibt die CPU 61 den Nähmaschinenmotor 12 der Nähmaschine 10 an und erlaubt dem Roboterarm 30, eine Operation des Positionierens der Klemmvorrichtung 20 durchzuführen, so dass die Nadeln sequentiell an den Nadelabsenkpositionen, welche in den Nähmusterdaten bestimmt sind, synchron mit der Rotationsgeschwindigkeit des Nähmaschinenmotors 12 abzusenken sind (Schritt S31).
Wenn die Nähoperation an allen Nadelabsenkpositionen, welche in den Nähmusterdaten bestimmt sind, ausgeführt ist, hält die CPU 61 den Nähmaschinenmotor 12 an, transportiert die Klemmvorrichtung 20 zu der in der Transferposition der Transporteinrichtung 40 befindlichen Montageeinheit 41 und gibt den gekoppelten Zustand zwischen der Werkzeugplatte 23 und der Hauptplatte 31 frei (Schritt S33).
Die Transporteinrichtung 40 transportiert die Klemmvorrichtung 20 der Montageeinheit 41 zu der Operationsposition gemäß der Operationssteuerung von 6.
Ferner zählt die CPU 61 jedes Mal die Anzahl der komplettierten Nähoperationen und addiert bei Abschluss der Nähoperation die Anzahl der Nähoperationen auf.
Die CPU 61 kehrt zur Prozessierung von Schritt S25 zurück und vergleicht die Anzahl der komplettierten Nähoperationen und die Anzahl der geplanten Nähoperationen. Wenn die Anzahl der komplettierten Nähoperationen die Anzahl der geplanten Nähoperationen erreicht (Schritt S25: JA), beendet die CPU die komplette Operationssteuerung; anderenfalls geht die CPU zur Prozessierung von Schritt S27 weiter und führt eine nächste Nähoperation durch.
[Wirkungen der beispielhaften Ausführungsform]
Wie im Vorstehenden beschrieben, sind gemäß dem Nähsystem 100 die Nähmaschine 10 und der Roboterarm 30 an den festen Positionen durch die Basis 70 fest gehaltert. Daher wird, wenn die Zielposition des Roboterarms 30 für die Nähoperation einmal gesetzt ist, die relative Positionsbeziehung zwischen dem Roboterarm 30 und der Nähmaschine 10 durch die Basis 70 beibehalten, auch wenn das Nähsystem 100 nachfolgend bewegt wird. Es ist also nicht notwendig, die Operation des Setzens der Zielposition für die Nähoperation erneut durchzuführen, so dass es möglich ist, die Belastungen der Teaching-Operation und der anderen Setzoperation zu reduzieren.
Ferner: gemäß dem Nähsystem 100 ist die Transporteinrichtung 40 ebenfalls an der festen Position der Basis 70 fest gehaltert. Daher kann die relative Positionsbeziehung zwischen dem Roboterarm 30 und der Transporteinrichtung 40 auch aufrechterhalten werden, nachdem das Nähsystem 100 bewegt wurde, und es ist nicht notwendig, die Operation des Neusetzens der Zielposition nach Bewegung des Nähsystems 100 durchzuführen, so dass es möglich ist, die Belastungen der Teaching-Operation und der anderen Setzoperation noch weiter zu reduzieren.
Ferner ist der Roboterarm 30 des Nähsystems 100 ausgebildet, das Werkstück durch die Klemmvorrichtung 20 zu halten, und die Hauptplatte 31 ist auf Seiten des Roboterarms 30 montiert und die Werkzeugplatte 23 ist auf Seiten der Klemmvorrichtung 20 zwischen dem Roboterarm 30 und der Klemmvorrichtung 20 montiert als die Kopplungsstruktur, welche ausgebildet ist, auf Seiten des Roboterarms 30 an demselben lösbar montiert zu werden und die Klemmvorrichtung 20 in der vorbestimmten Haltung zu halten. Es ist deshalb möglich, das Werkstück durch den Roboterarm 30 leicht zu halten und freizugeben.
Ferner kann die Klemmvorrichtung 20 Werkstücke in diversen Formen halten, beispielsweise mit einer Umfangsoberflächengestalt, einer gekrümmten Oberflächengestalt und dergleichen, ohne auf die planare Form begrenzt zu sein, und der Roboterarm 30 kann die Nadel an irgendeiner Position des in stereoskopischer Form gehaltenen Werkstücks von irgendeiner Richtung her absenken. Es ist daher möglich, die vorteilhafte Nähoperation für das Werkstück, welches eine stereoskopische Form aufweist und bei dem die Ausführung der Nähoperation durch die Nähmaschine nach dem Stand der Technik schwierig war, auszuführen.
Ferner umfasst das Nähsystem 100 die Anzeigeeinrichtung 50, welche an der festen Position der Basis 70 gehaltert ist und indikativ ist für den beweglichen Bereich des Roboterarms 30. Daher kann die Bedienperson den Kontakt mit dem Roboterarm 30 wirksam vermeiden.
Ferner ist die Transporteinrichtung 40 angeordnet, so dass die Operationsposition außerhalb des beweglichen Bereichs und die Transferposition innerhalb des beweglichen Bereichs liegt. Es ist daher möglich, die Klemmvorrichtung 20 außerhalb des beweglichen Bereichs zu montieren, so dass die Bedienperson den Kontakt mit dem Roboterarm 30 wirksamer vermeiden kann.
Ferner weist die Transporteinrichtung 40 die Konfiguration auf, bei welcher die Haltebasis 44 durch die angetriebene Scheibe 45 und den Timing-Riemen 47 mit der antreibenden Scheibe 46 gekoppelt ist. Es ist somit möglich, die Klemmvorrichtung 20 in der Transferposition in der gleichen Haltung und Richtung zu dem Roboterarm 30 zu überführen wie die Haltung und Richtung der Klemmvorrichtung 20, welche in der Operationsposition an der Montageeinheit 41 montiert ist.
Aus diesem Grund kann die Bedienperson die Montageoperation des Montierens der Klemmvorrichtung 20 an die Montageeinheit 41 mit der vorderen Oberfläche der Klemmvorrichtung 20 zur Bedienperson gewandt ausführen, so dass die Bedienperson die Montageoperation leicht durchführen kann. Weiter: da es möglich ist, die Klemmvorrichtung 20 an der Montageeinheit 41 in der gleichen Richtung zu montieren wie die Richtung, in welcher die Klemmvorrichtung 20 direkt zu dem Roboterarm 30 zu überführen ist, ist es möglich, einen Richtungsfehler bei der Montageoperation zu reduzieren.
Ferner: dadurch, dass die Basis 70 des Nähsystems 100 die Laufrollen 71 zum Bewegen aufweist, ist es möglich, das gesamte Nähsystem 100 leicht zu bewegen.
[Sonstiges]
Die Montageeinheit 41 an dem Drehtisch 43 der Transporteinrichtung 40 ist ausgebildet, die Richtung derselben bei Rotation des Drehtischs 43 durch die jeweiligen Scheiben 45, 46 und den Timing-Riemen 47 beizubehalten. Es können jedoch auch andere Mechanismen Verwendung finden, sofern die gleichen Wirkungen erzielt werden können.
Beispielsweise kann eine Konfiguration Anwendung finden, wie sie in 8 gezeigt ist, welche den Drehtisch 43 von unten zeigt. Das heißt, an dem unteren Endbereich der Haltewelle 442 jeder Haltebasis 44 sind angetriebene Getrieberäder 45A an Stelle der angetriebenen Scheiben 45 montiert, an der Mittenposition der oberen Oberfläche der Basis 42 ist ein antreibendes Getrieberad 46A an Stelle der antreibenden Scheibe 46 montiert und Transfergetrieberäder 47A, welche ausgebildet sind, sowohl mit dem antreibenden Getrieberad 46A als auch mit den angetriebenen Getrieberädern 45A zu kämmen, sind an der unteren Oberfläche des Drehtischs 43 rotierbar montiert. In diesem Fall sollten als das antreibende Getrieberad 46A und das angetriebene Getrieberad 45A Getrieberäder mit dem gleichen wirksamen Durchmesser und der gleichen Anzahl von Zähnen verwendet werden. Des Weiteren ist es nicht erforderlich, dass das Transfergetrieberad 47A den gleichen wirksamen Durchmesser und die gleiche Anzahl von Zähnen aufweist, und es kann ein Getrieberad verwendet werden, welches dazu in der Lage ist, mit den beiden Getrieberädern zu kämmen.
Ferner wird in der obigen Konfiguration bei Rotation des Drehtischs 43 der Haltebasis 44 eine diese Rotation annullierende Rotation erteilt, so dass es möglich ist, die Richtung der Montageeinheit 41 konstant zu halten.
Ferner ist es bei den Konfigurationen, welche die Scheiben 45, 46 und den Timing-Riemen 47 oder die Getrieberäder 45A, 46A, 47A verwenden, möglich, die Richtung der Montageeinheit 41 jederzeit, unabhängig vom Rotationswinkel des Drehtischs 43 konstant zu halten; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Wenn die Montageeinheiten 41 in der Operationsposition und in der Transferposition angeordnet sind, können sie während der Bewegung in irgendeiner Richtung rotiert werden, weil die Richtungen nur miteinander übereinstimmen müssen.
Beispielsweise kann bei der Konfiguration, bei welcher – wie bei der Transporteinrichtung 40 – der Drehtisch 43 um 180° rotiert, um sich zwischen der Operationsposition und der Transferposition hin- und herzubewegen, ein Mechanismus montiert sein, welcher bei der Rotation des Drehtischs 43 um 180° die Haltebasis 44 um 180° in der gleichen Richtung wie die Rotationsrichtung dreht und nicht in der Richtung, in der die Rotation annulliert wird. Insbesondere kann eine Konfiguration Anwendung finden, bei welcher ein angetriebenes Getrieberad an dem unteren Endbereich der Haltewelle 442 der Haltebasis 44 montiert ist, ein antreibendes Getrieberad, welches ausgebildet ist, mit dem angetriebenen Getrieberad direkt zu kämmen, an der oberen Oberfläche der Basis 42 konzentrisch mit dem Drehtisch 43 montiert ist, und bei welcher das antreibende Getrieberad und das angetriebene Getrieberad mit dem gleichen wirksamen Durchmesser und der gleichen Anzahl von Zähnen ausgebildet sind.
Ferner ist die Anzeigeeinrichtung 50 nicht auf die Struktur begrenzt, welche, wie oben beschrieben, den Kontakt nach innen durch das Aggregat und das Wandoberflächenteil physisch verhindert. Beispielsweise ist eine Konfiguration möglich, welche es der Bedienperson erlaubt, den beweglichen Bereich des Roboterarms zu erkennen, es kann nur das Aggregat verwendet werden und der bewegliche Bereich des Roboterarms kann durch Licht, z.B. einen Lichtvorhang, angezeigt werden.
Ferner kann eine Einheit verwendet werden, welche ausgebildet ist, einen beweglichen Bereich des Roboterarms 30, welcher nicht unbedingt von der Bedienperson erkannt werden muss, zu definieren und das Eindringen eines Teils oder der gesamten Bewegung der Bedienperson in den beweglichen Bereich zu detektieren. In diesem Fall wird, wenn das Eindringen eines Teils oder der gesamten Bewegung der Bedienperson in den beweglichen Bereich detektiert wird, vorzugsweise die Steuerung ausgeführt, um die Operation des Roboterarms 30 stillzusetzen.
Die Transporteinrichtung 40 ist mit dem Montageabschlussschalter 401 versehen und die Montage der Klemmvorrichtung 20 an die Montageeinheit 41 wird detektiert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Detektionselement wie ein Mikroschalter, welcher ausgebildet ist, die Montage der Klemmvorrichtung 20 an der Montageeinheit 41 zu detektieren, bereitgestellt sein und die Montage der Klemmvorrichtung 20 kann durch Erfühlen detektiert werden.
Ferner ist die Klemmvorrichtung 20 mit dem Barcode versehen und das Nähsystem 100 umfasst die Leseeinrichtung 24. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann an der Klemmvorrichtung 20 ein Nahfeld-Drahtlos-Informationsterminal, beispielsweise ein RFID-Gerät (Gerät zur Identifikation über Funkübertragung), montiert sein, ein Lesegerät hierfür kann nahe oder an der Montageeinheit 41 montiert sein und die Typinformation und dergleichen Informationen bezüglich des Werkstücks können automatisch bei der Montageoperation akquiriert werden.
In diesem Fall ist dadurch, dass das Lesegerät ausgebildet ist, das Nahfeld-Drahtlos-Informationsterminal automatisch zu detektieren und eine Kommunikation durchzuführen, die Möglichkeit gegeben, die Montage der Klemmvorrichtung 20 durch die Kommunikation zu detektieren, so dass es möglich ist, an Stelle des Montageabschlussschalters 401 das Lesegerät zu verwenden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 61-265169 A [0002]

Claims

Nähsystem, umfassend: eine Nähmaschine, welche ausgebildet ist, ein Werkstück zu nähen; einen Roboterarm, an welchem das Werkstück lösbar zu halten ist and welcher ausgebildet ist, das gehaltene Werkstück relativ zu der Nähmaschine zu positionieren und irgendeine Nähoperation zu ermöglichen, und eine Basis, an welcher die Nähmaschine und der Roboterarm an festen Positionen fest gehaltert sind.
Nähsystem nach Anspruch 1, wobei der Roboterarm ausgebildet ist, das Werkstück durch eine Klemmvorrichtung zu halten, und wobei zwischen dem Roboterarm und der Klemmvorrichtung eine Kopplungsstruktur bereitgestellt ist, welche ausgebildet ist, auf Seiten des Roboterarms an demselben lösbar montiert zu werden und die Klemmvorrichtung in einer vorbestimmten Haltung zu halten.
Nähsystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Transporteinrichtung, umfassend eine Montageeinheit, an welcher die Klemmvorrichtung in einer vorbestimmten Haltung zu montieren ist, und welche ausgebildet ist, die Montageeinheit zwischen einer Operationsposition, bei welcher eine Operation des Montierens der Klemmvorrichtung an die Montageeinheit durchzuführen ist, und einer Transferposition, bei welcher die an der Montageeinheit montierte Klemmvorrichtung zu dem Roboterarm zu überführen ist, zu transportieren, wobei die Transporteinrichtung an einer festen Position der Basis fest gehaltert ist.
Nähsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend eine Anzeigeeinrichtung, welche an einer festen Position der Basis gehaltert ist und welche ausgebildet ist, einen beweglichen Bereich des Roboterarms anzuzeigen, wobei die Transporteinrichtung angeordnet ist, so dass die Operationsposition außerhalb des beweglichen Bereichs liegt und die Transferposition innerhalb des beweglichen Bereichs liegt.
Nähsystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Transporteinrichtung ausgebildet ist, die Klemmvorrichtung in der Transferposition in der gleichen Haltung und Richtung zu dem Roboterarm zu überführen wie eine Haltung und eine Richtung der Klemmvorrichtung, welche in der Operationsposition an der Montageeinheit montiert ist.
Nähsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Basis ein Rad zum Bewegen umfasst.