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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bearbeitungssystem und ein Robotersystem.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Ein Bearbeitungssystem, das eine Werkzeugmaschine aufweist, die eine Bearbeitung durchführt, indem mehrere Werkstücke auf einem stillstehenden Bearbeitungstisch fixiert sind und eine Schneidwerkzeugwelle zu den Werkstücken bewegt wird, wobei das Bearbeitungssystem gestattet, dass ein bearbeitetes Werkstück gewaschen wird, während die Bearbeitung mit einem Schneidwerkzeug durchgeführt wird, und ein bearbeitetes Werkstück durch Aufnehmen mittels eines Roboters gegen ein unbearbeitetes Werkstück ausgetauscht wird, ist herkömmlich bekannt (siehe z.B. PTL 1).
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Literaturliste
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Patentliteratur
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- PTL 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-297861
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Doch das in PTL 1 beschriebene Bearbeitungssystem muss typischerweise eine Schneidwerkzeugwelle mit einem hohen Gewicht bewegen, weshalb die Unannehmlichkeit besteht, dass die Bearbeitungsgenauigkeit und die Bearbeitungsvorschubrate nicht verbessert werden können. Bei einer Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitung vornimmt, indem eine Schneidwerkzeugwelle nur in eine Richtung bewegt wird, die zu einer Bewegungsrichtung eines Bearbeitungstischs orthogonal verläuft, während der Tisch, auf dem ein Werkstück fixiert ist, in eine waagerechte Richtung bewegt wird, ist das Gewicht eines zu bewegenden Objekts indessen verglichen mit einer Werkzeugmaschine, die die Bearbeitung durch Bewegen der Schneidwerkzeugwelle vornimmt, gering, so dass die Bearbeitungsgenauigkeit und die Bearbeitungsvorschubrate verbessert werden können. Andererseits muss die Werkzeugmaschine angehalten werden, wenn ein bearbeitetes Werkstück zum Beispiel gewaschen oder ausgetauscht wird, und muss auch ein Roboter, der an einem Werkstück eine Behandlung vornimmt, während der Bearbeitung des Werkstücks angehalten werden, weshalb die Unannehmlichkeit besteht, dass die Bearbeitungsleistungsfähigkeit nicht verbessert werden kann.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts der oben genannten Umstände, und eine Aufgabe ist die Bereitstellung eines Bearbeitungssystems und eines Robotersystems, die zu einer Bearbeitung mit einer hohen Genauigkeit und einer hohen Geschwindigkeit in der Lage sind, während die Bearbeitungsleistungsfähigkeit verbessert wird, da die Anhaltezeit einer Werkzeugmaschine und eines Roboters verkürzt wird.
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Lösung des Problems
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Zur Erfüllung der oben beschriebenen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung das nachstehende Mittel bereit.
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Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung stellt ein Bearbeitungssystem bereit, das eine Werkzeugmaschine, die einen Tisch, auf dem mehrere Werkstücke fixiert sind, auf eine zweidimensionale Weise bewegt, um eines der Werkstücke zu bearbeiten, indem eine Schneidwerkzeugwelle in eine orthogonal zu einer Bewegungsrichtung des Tischs verlaufende Richtung angetrieben wird; einen Roboter, der an einer Position angeordnet ist, an der er den Tisch der Werkzeugmaschine erreichen kann, um an dem anderen der Werkstücke, die an dem Tisch fixiert sind, eine Behandlung vorzunehmen; und eine Robotersteuereinheit, die den Roboter auf Basis einer Positionsinformation hinsichtlich des Tischs so steuert, dass er der Bewegung des Tischs folgt, aufweist.
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Während mehrere Werkstücke an dem Tisch der Werkzeugmaschine fixiert sind und so auf eine zweidimensionale Weise bewegt werden, dass eines der Werkstücke auf dem Tisch bearbeitet wird, indem die Schneidwerkzeugwelle in eine orthogonal zu einer Bewegungsrichtung des Tischs verlaufende Richtung angetrieben wird, steuert gemäß dem vorliegenden Gesichtspunkt die Robotersteuereinheit den Roboter, der an einer für den Tisch zugänglichen Position angeordnet ist, so, dass er der Bewegung des Tischs folgt, wodurch an dem anderen der Werkstücke auf dem Tisch eine Behandlung vorgenommen wird. Dies ermöglicht, dass während der Bearbeitung eines der Werkstücke ein anderes Werkstück behandelt wird, ohne auf den Abschluss der Bearbeitung des einen der Werkstücke durch die Werkzeugmaschine zu warten, während durch das Verwenden eines Bearbeitungsverfahrens, bei dem das Werkstück bewegt wird, die Bearbeitungsgenauigkeit und eine Bearbeitungsvorschubrate verbessert werden. Dadurch kann die Wartezeit für jedes aus dem Roboter und der Werkzeugmaschine, um ein Werkstück zu behandeln, verkürzt werden, wodurch die Bearbeitungsleistungsfähigkeit verbessert wird.
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Bei dem obigen Gesichtspunkt kann die Robotersteuereinheit den Roboter so steuern, dass er eine Bewegung vornimmt, die durch das Kombinieren der Bewegung des Roboters zur Vornahme der Behandlung an dem anderen der Werkstücke während des Stillstands des Tischs mit der Bewegung des Tischs erlangt wird.
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Dies gestattet dem Roboter, der Bewegung des Tischs zu folgen, während der Tisch, auf dem die Werkstücke fixiert sind, im Verlauf der Bearbeitung eines der Werkstücke auf dem Tisch bewegt wird, so dass der Roboter so bewegt werden kann, dass er die Behandlung auf eine solche Weise vornimmt, als ob er das andere, unbearbeitete, der Werkstücke auf einem stillstehenden Tisch behandeln würde.
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Bei dem obigen Gesichtspunkt kann der Roboter eine Hand aufweisen, die in der Lage ist, das Werkstück zu ergreifen, und kann die Behandlung des anderen der Werkstücke durch den Roboter das Aufnehmen des Werkstücks von dem Tisch und das Anbringen des Werkstücks an dem Tisch unter Verwendung der Hand sein.
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Dies ermöglicht, dass die an dem Roboter bereitgestellte Hand im Verlauf der Bearbeitung eines der Werkstücke auf dem Tisch, während der Tisch, auf dem die Werkstücke fixiert sind, bewegt wird, das andere der Werkstücke auf dem sich bewegenden Tisch von dem Tisch entfernt oder das andere der Werkstücke auf dem sich bewegenden Tisch anbringt. Somit ist es auch bei einer Werkzeugmaschine, die das Verfahren verwendet, bei dem ein Tisch während der Bearbeitung bewegt wird, möglich, im Verlauf der Bearbeitung eines der Werkstücke ein bearbeitetes Werkstück aufzunehmen und ein unbearbeitetes Werkstück an dem Tisch anzubringen.
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Bei dem obigen Gesichtspunkt kann die Werkzeugmaschine einen Motor, der den Tisch antreibt, einen Codierer, der die Positionsinformation hinsichtlich des Tischs durch Detektieren eines Drehwinkels des Motors erlangt, und eine Maschinensteuereinheit, die den Motor auf Basis eines durch den Codierer detektierten Drehwinkels steuert, aufweisen, und kann die Maschinensteuereinheit die durch den Codierer erlangte Positionsinformation hinsichtlich des Tischs an die Robotersteuereinheit senden.
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Dies ermöglicht, dass die Robotersteuereinheit die Positionsinformation hinsichtlich des Tischs der Werkzeugmaschine erlangt, um den Roboter so zu steuern, dass er der Bewegung des Tischs folgt, indem ein Drehwinkel des Motors, der durch den Codierer detektiert wird, um den Motor, der den Tisch bei der Bearbeitung eines Werkstücks antreibt, zu steuern, an die Robotersteuereinheit in der Werkzeugmaschine gesendet wird.
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Bei dem obigen Gesichtspunkt kann die Positionsinformation durch Verwenden einer Linearskale, die in dem Tisch bereitgestellt ist, erlangt werden.
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Zudem kann die Positionsinformation durch Verwenden eines Entfernungssensors wie etwa einer Laserentfernungsmessvorrichtung anstelle der Linearskale erlangt werden.
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Bei dem obigen Gesichtspunkt kann die Positionsinformation durch einen Codierer, der von dem Codierer, welcher zur Steuerung des den Tisch antreibenden Motors ausgebildet ist, gesondert an einem Tischantriebsteil wie etwa einem Kugelgewindetrieb angebracht ist, erlangt werden.
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Dies ermöglicht, dass die Positionsinformation hinsichtlich des Tischs durch Verwenden einer Linearskale oder einer anderen Vorrichtung zur Detektion der Position des Tischs direkt detektiert wird, und die Positionsinformation zur Steuerung des Roboters durch die Robotersteuereinheit verwendet werden kann.
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Zusätzlich stellt ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein Robotersystem bereit, das einen Roboter, der an einer Position angeordnet ist, an der er einen Tisch einer Werkzeugmaschine, die den Tisch, auf dem mehrere Werkstücke fixiert sind, auf eine zweidimensionale Weise bewegt, um eines der Werkstücke zu bearbeiten, indem eine Schneidwerkzeugwelle in eine zu einer Bewegungsrichtung des Tischs orthogonal verlaufende Richtung angetrieben wird, erreichen kann, wobei der Roboter eine Behandlung an dem anderen der Werkstücke, die an dem Tisch fixiert sind, vornimmt; einen Positionsinformationsdetektor, der eine Positionsinformation hinsichtlich des Tischs detektiert; und eine Robotersteuereinheit, die den Roboter auf Basis der durch den Positionsinformationsdetektor detektierten Information so steuert, dass er der Bewegung des Tischs folgt, aufweist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung erzielt die Wirkung, dass eine Bearbeitung mit einer hohen Genauigkeit und einer hohen Geschwindigkeit ermöglicht wird und die Bearbeitungsleistungsfähigkeit durch Verkürzen der Anhaltezeit der Werkzeugmaschine und des Roboters verbessert wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Draufsicht, die einen allgemeinen Aufbau eines Bearbeitungssystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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2 ist eine Vorderansicht, die das Bearbeitungssystem von 1 veranschaulicht.
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3 ist ein Ablaufdiagramm, das die Bewegung eines Roboters in dem Bearbeitungssystem von 1 veranschaulicht.
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4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zur Abgabe eines bearbeiteten Werkstücks in dem Ablaufdiagramm von 3 veranschaulicht.
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5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zur Anbringung eines unbearbeiteten Werkstücks in dem Ablaufdiagramm von 3 veranschaulicht.
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6 veranschaulicht Zustände eines Roboters, der der Bewegung eines Tischs in dem Bearbeitungssystem von 1 folgt, wobei die Zustände einen Zustand (a), in dem eine Hand über einem Werkstück angeordnet ist, einen Zustand (b), in dem die Hand nach unten sinkt, einen Zustand (c), in dem das Werkstück ergriffen wird, und einen Zustand (d), in dem das Werkstück aufgenommen wird, umfassen.
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7 veranschaulicht ein Zeitdiagramm der Bearbeitung eines Werkstücks durch ein herkömmliches Bearbeitungssystem als Referenzbeispiel.
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8 ist ein Zeitdiagramm, das die Bearbeitung eines Werkstücks durch das Bearbeitungssystem von 1 veranschaulicht.
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9 ist eine Draufsicht, die eine erste Abwandlung des Bearbeitungssystems von 1 veranschaulicht.
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10 ist eine Draufsicht, die eine zweite Abwandlung des Bearbeitungssystems von 1 veranschaulicht.
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11 ist eine Draufsicht, die eine dritte Abwandlung des Bearbeitungssystems von 1 veranschaulicht.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nachstehend ein Bearbeitungssystem 1 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
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Wie in 1 veranschaulicht weist ein Bearbeitungssystem 1 nach der vorliegenden Ausführungsform eine Werkzeugmaschine 2, einen Roboter 3, eine Robotersteuerung (Robotersteuereinheit) 4, die den Roboter 3 steuert, eine Zufuhrfördereinrichtung 5, die ein unbearbeitetes Werkstück W1 zuführt, und eine Abgabefördereinrichtung 6, die ein bearbeitetes Werkstück W2 abgibt, auf.
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Wie in 1 und 2 veranschaulicht weist die Werkzeugmaschine 2 einen Tisch 7, der eine obere Fläche aufweist, auf der ein Werkstück W1 fixiert wird, und der in zwei waagerechte Achsenrichtungen bewegt wird, eine Schneidwerkzeugwelle 8, die ein Werkzeug wie etwa einen Bohrer senkrecht bewegt und den Bohrer um die senkrechte Achse dreht, Motoren 9, die den Tisch 7 und die Schneidwerkzeugwelle 8 antreiben, Codierer 10, die einen Drehwinkel eines jeden der Motoren 9 detektieren, und eine Maschinensteuerung (Maschinensteuereinheit) 11, die die Motoren 9 auf Basis der durch die Codierer 10 detektierten Drehwinkel steuert, auf. Die Maschinensteuerung 11 ist an die Robotersteuerung 4 angeschlossen, um eine Information hinsichtlich des Drehwinkels des Motors 9, der durch den Codierer 10 für die Positionssteuerung des Tischs 7 detektiert wurde, an die Robotersteuerung 4 zu senden.
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Wie in 1 veranschaulicht können an dem Tisch 7 zwei Werkstücke A und B fixiert werden. Jedes der Werkstücke A und B wird unter Verwendung eines beliebigen Fixiermittels (nicht veranschaulicht) einschließlich einer durch einen hydraulischen Zylinder, einen pneumatischen Zylinder oder einen Aktuator wie etwa einen Motor und einen Magnet angetriebenen Klammer an dem Tisch fixiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwei auf dem Tisch 7 fixierte Werkstücke unabhängig davon, ob sie unbearbeitet oder bearbeitet sind, als Werkstücke A und B angegeben.
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Zum Beispiel ist der Roboter 3 ein sechsachsiger Knickarmroboter, und weist er eine Hand 12, die an einer Anbringungsfläche eines Handgelenks des Roboters 3 bereitgestellt ist, um ein Werkstück W1 oder W2 zu ergreifen, auf. Für den Roboter 3 steht jede beliebige Art von Roboter mit einem transportfähigen Gewicht und einem Bewegungsbereich, der eine Handhabung der Werkstücke W1 und W2 ermöglicht, zur Verfügung.
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Die Robotersteuerung 4 erlangt auf Basis von Informationen hinsichtlich eines Drehwinkels, die von der Maschinensteuerung 11 der Werkzeugmaschine 2 erlangt werden, eine Positionsinformation hinsichtlich des Tischs 7 der Werkzeugmaschine 2. Die Robotersteuerung 4 bewirkt, dass der folgende Betrieb wiederholt wird: jede Achse des Roboters 3 wird so angetrieben, dass ein bearbeitetes Werkstück W2 auf dem Tisch 7 durch die an dem Handgelenk des Roboters 3 bereitgestellte Hand 12 ergriffen wird; das ergriffene bearbeitete Werkstück W2 wird von dem Tisch 7 aufgenommen und zu der Abgabefördereinrichtung 6 bewegt, damit das bearbeitete Werkstück W2 abgegeben wird; dann wird die Hand 12 zu der Zufuhrfördereinrichtung 5 bewegt, um ein zugeführtes unbearbeitetes Werkstück W1 zu ergreifen; und das ergriffene unbearbeitete Werkstück W1 wird an eine vorherbestimmte Position auf dem Tisch 7 bewegt und freigegeben.
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In diesem Fall steuert die Robotersteuerung 4 den Roboter 3 bei der Aufnahme eines bearbeiteten Werkstücks W2 von dem Tisch 7 durch den Roboter 3 so (führt sie diesen so nach), dass dieser eine Bewegung ausführt, die durch Kombinieren der Bewegung zum Aufnehmen eines bearbeiteten Werkstücks W2 auf dem stillstehenden Tisch 7 mit der Bewegung des Tischs 7 erlangt wird. Zudem steuert die Robotersteuerung 4 den Roboter 3 bei der Zufuhr eines unbearbeiteten Werkstücks W1 auf den Tisch 7 so (führt sie diesen so nach), dass der Roboter 3 eine Bewegung ausführt, die durch Kombinieren der Bewegung zur Zufuhr eines Werkstücks W1 auf den stillstehenden Tisch 7 mit der Bewegung des Tischs 7 erlangt wird.
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Nachstehend wird der Betrieb des wie oben beschrieben aufgebauten Bearbeitungssystems 1 nach der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.
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Wenn ein Werkstück W1 unter Verwendung des Bearbeitungssystems 1 nach der vorliegenden Ausführungsform bearbeitet wird, werden zwei Werkstücke A und B auf dem Tisch 7 der Werkzeugmaschine 2 fixiert. Dann wird eine Entsprechungsbeziehung zwischen einem Koordinatensystem der Werkzeugmaschine 2 und einem Koordinatensystem des Roboters 3 erlangt. Für das Verfahren zur Erlangung einer Entsprechungsbeziehung zwischen den Koordinatensystemen steht jedes beliebige allgemein bekannte Verfahren zur Verfügung.
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Wenn die Werkzeugmaschine die Bearbeitung des einen Werkstücks A beginnt, veranlasst die Maschinensteuerung 11, dass der Motor 9 des Tischs 7 und der Motor 9 der Schneidwerkzeugwelle 8 gemäß einem Programm angetrieben werden. Dabei wird durch den in dem Motor 9 bereitgestellten Codierer 10 ein Drehwinkel eines jeden der Motoren 9 detektiert und auf Basis des detektierten Drehwinkels eine Rückkopplungssteuerung auf den Motor 9 angewendet.
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Die Information hinsichtlich des detektierten Drehwinkels des Motors 9 wird anschließend an die Robotersteuerung 4, die an die Maschinensteuerung 11 angeschlossen ist, gesendet. Wenn die Bearbeitung der auf dem Tisch 7 fixierten Werkstücke A und B abgeschlossen ist, sendet die Maschinensteuerung 11 ein Signal, das den Abschluss der Bearbeitung angibt, an die Robotersteuerung 4.
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Wie in 3 veranschaulicht bestimmt die Robotersteuerung 4, ob ein Signal, das den Abschluss der Bearbeitung des Werkstücks A angibt, erhalten wurde (Schritt S1). Wenn das Signal erhalten wurde, werden ein Programm zur Abgabe eines bearbeiteten Werkstücks S2 und ein Programm zur Anbringung eines unbearbeiteten Werkstücks S3 durchgeführt.
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Bei dem Programm zur Abgabe eines bearbeiteten Werkstücks S2 wird der Roboter 3 so bewegt, dass er das bearbeitete Werkstück A von dem Tisch 7 aufnimmt. Dabei nimmt die Werkzeugmaschine 2 eine Bearbeitung des anderen Werkstücks B vor. Das heißt, der Tisch 7 wird in eine waagerechte Richtung bewegt, um das Werkstück B zu bearbeiten, und gleichzeitig mit dem Werkstück B wird auch das bearbeitete Werkstück A bewegt.
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Bei der Tätigkeit zur Aufnahme des bearbeiteten Werkstücks A von dem Tisch 7 unter Verwendung des Roboters 3 bringt zuerst die Robotersteuerung 4 den Roboter 3 wie in 4 veranschaulicht dazu, das Nachführen (Schritt S21) zu beginnen. Wenn das Nachführen begonnen wird, steuert die Robotersteuerung 4 den Roboter 3 wie in 6(a) bis 6(d) veranschaulicht so, dass dieser eine Bewegung ausführt, die durch Kombinieren der Bewegung des Roboters 3 zum Aufnahmen eines Werkstücks A auf dem stillstehenden Tisch 7 mit der Bewegung des Tischs 7 erlangt wird.
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Insbesondere wird die Hand 12 so bewegt, dass sie der Bewegung des Werkstücks A infolge der Bewegung des Tischs 7 folgt, um das Werkstück A zu ergreifen (Schritt S22), und wird gleichzeitig eine Klammer, die das Werkstück A auf dem Tisch 7 fixiert, gelöst (Schritt S23). Dann wird die Hand 12 angehoben, um das Werkstück A von dem Tisch 7 aufzunehmen (Schritt S24). Zu diesem Zeitpunkt wird das Nachführen beendet (Schritt S25).
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Es wird bestimmt, ob eine Abgabestelle der Abgabefördereinrichtung 6 verfügbar ist (Schritt S26). Wenn keine Abgabestelle verfügbar ist, wird die Hand 12 in Bereitschaft behalten, bis eine Abgabestelle verfügbar wird. Wenn eine Abgabestelle verfügbar wird, wird die Hand 12 so bewegt, dass sie das ergriffene Werkstück A zu der Abgabefördereinrichtung 6 überträgt, und wird die Hand 12 dann über der Abgabestelle geöffnet, um das Werkstück A freizugeben (Schritt S27).
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Anschließend prüft der Roboter 3 bei dem Programm zur Anbringung eines unbearbeiteten Werkstücks S3 wie in 5 veranschaulicht, ob ein unbearbeitetes Werkstück W1 an eine Zufuhrstelle der Zufuhrfördereinrichtung 5, die ein unbearbeitetes Werkstück W1 zuführt, zugeführt wurde (Schritt S31). Wenn kein unbearbeitetes Werkstück W1 zugeführt wurde, wird der Roboter 3 in Bereitschaft behalten, bis ein unbearbeitetes Werkstück W1 zugeführt wird. Wenn ein unbearbeitetes Werkstück W1 zuführt wurde, wird die Hand an die Zufuhrstelle bewegt, um das unbearbeitete Werkstück W1 zu ergreifen und aufzunehmen (Schritt S32).
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Dann bringt die Robotersteuerung 4 den Roboter 3 dazu, das Nachführen zu beginnen (Schritt S33). Entsprechend wird die Hand 12 so bewegt, dass sie der Bewegung des Tischs 7, auf dem ein Werkstück B bearbeitet wird, folgt. Während der Roboter 3 so bewegt wird, dass er das unbearbeitete Werkstück W1 an einer Position behält, die einer Fixierstelle auf dem Tisch 7 entspricht, werden des Fixieren des Werkstücks W1 unter Verwendung der Klammer (Schritt S34) wie auch das Freigeben des Werkstücks W1 von der Hand 12 (Schritt S35) vorgenommen. Wenn die Hand 12 an eine Position zurückgezogen wurde, an der die Hand nicht mit dem Werkstück W1 in Kontakt steht (Schritt S36), wird das Nachführen beendet (Schritt S37). Dann wird ein Signal, dass das unbearbeitete Werkstück W1, das auf dem Tisch 7 angebracht wurde, zur Bearbeitung bereit ist, an die Werkzeugmaschine 2 gesendet (Schritt S38).
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Zu diesem Zeitpunkt wird geprüft, ob ein Bearbeitungsendbefehl erhalten wurde (Schritt S4). Wenn kein Endbefehl erhalten wurde, wird bestimmt, ob ein Signal, das den Abschluss der Bearbeitung des Werkstücks B angibt, erhalten wurde (Schritt S5). Wenn das Signal erhalten wurde, werden das Programm zur Abgabe eines bearbeiteten Werkstücks S2 und das Programm zur Anbringung eines unbearbeiteten Werkstücks S3 durchgeführt. Dann wird geprüft, ob ein Bearbeitungsendbefehl erhalten wurde (Schritt S6). Wenn kein Endbefehl erhalten wurde, werden die Schritte ab Schritt S1 wiederholt.
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Wie oben beschrieben ermöglicht das Bearbeitungssystem 1 nach der vorliegenden Ausführungsform bei der Werkzeugmaschine 2, die auf dem Tisch 7 fixierte Werkstücke A und B durch Kombinieren der Bearbeitung durch die Schneidwerkzeugwelle 8 in einer senkrechten Richtung mit einem Vorschub durch den Tisch 7 auf eine dreidimensionale Weise bearbeitet, dem Roboter 3 während der Bearbeitung des einen Werkstücks A, das andere Werkstück B, das bearbeitet wurde, aufzunehmen und ein unbearbeitetes Werkstück W1 anzubringen. Das heißt, es besteht der Vorteil, dass bei der Werkzeugmaschine 2, die eine hohe Bearbeitungsvorschubrate und eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erreichen kann, da keine waagerechte Bewegung der schweren Schneidwerkzeugwelle 8 vorgenommen wird, die Bearbeitungsleistungsfähigkeit aufgrund der Verkürzung der Wartezeit des Roboters 3 und der Werkzeugmaschine 2 stark verbessert werden kann.
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Genauer ist herkömmlich wie in 7 gezeigt ein Roboter 30 bei der Bearbeitung eines Werkstücks A angehalten und tauscht der Roboter 30 das Werkstück A erst aus, nachdem die Bearbeitung des Werkstücks A abgeschlossen wurde und die Werkzeugmaschine 20 angehalten wurde. Im Gegensatz dazu ermöglicht die vorliegende Ausführungsform wie in 8 veranschaulicht das Abnehmen und Abgeben eines bearbeiteten Werkstücks B und das Aufnehmen und Anbringen eines unbearbeiteten Werkstücks B, während ein Werkstück A bearbeitet wird, so dass die Anhaltezeit des Roboters 3 beseitigt werden kann. Je nach der Bearbeitungszeit wird die Anhaltezeit der Werkzeugmaschine 2 beseitigt und kann der Roboter 3 lediglich für eine kurze Zeit anhalten.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind auf dem Tisch 7 zwei Werkstücke A und B angeordnet und behandelt der Roboter 3 während der Bearbeitung des einen Werkstücks A das andere Werkstück B. Statt dessen können auf dem Tisch 7 wie in 9 veranschaulicht drei oder mehr Werkstücke (in 9 vier Werkstücke) wie etwa die Werkstücke A, B, C und D angeordnet sein, und können während der Bearbeitung des einen Werkstücks A eines oder mehrere der Werkstücke B, C und D durch den Roboter 3 behandelt werden.
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Wie in 10 veranschaulicht ist auch eine Anwendung auf eine Werkzeugmaschine 2 möglich, die durch Bereitstellen einer um eine senkrechte Achse drehbaren Drehscheibe 13 auf dem Tisch 7 in der Lage ist, ein bearbeitetes Werkstück W2 an eine Position zu bewegen, die die Aufnahme des bearbeiteten Werkstücks W2 erleichtert. Der Roboter 3 behandelt die Werkstücke W1 und W2 auch in Synchronisation mit der Drehung der Drehscheibe 13, wodurch die Produktivität weiter verbessert werden kann.
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Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform ein Fall beschrieben wurde, in dem der Roboter 3 einen Prozess des Austauschs eines bearbeiteten Werkstücks W2 gegen ein unbearbeitetes Werkstück W1 durchführt, ist der durch den Roboter 3 durchgeführte Prozess nicht auf den Austausch der Werkstücke W1 und W2 beschränkt, sondern kann der Roboter einen beliebigen anderen Prozess wie etwa ein Waschen der Werkstücke W1 und W2 durchführen.
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Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform bei der Bearbeitung eines Werkstücks W1 durch die Werkzeugmaschine 2 ein Drehwinkel, der durch den Codierer 10 des den Tisch 7 antreibenden Motors 9 detektiert wurde, als Positionsinformation hinsichtlich des Tischs 7 an den Roboter 3 gesendet wird, kann anstelle des Codierers 10 eine Linearskale (nicht dargestellt) an dem Tisch 7 angebracht sein. Das heißt, die Positionsinformation hinsichtlich des Tischs 7 kann unter Verwendung der Linearskale direkt erlangt werden und der Roboter 3 auf Basis der erlangten Positionsinformation gesteuert werden.
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Die Positionsinformation hinsichtlich des Tischs 7 kann statt durch die Linearskale durch Verwenden eines Entfernungssensors wie etwa einer Laserentfernungsmessvorrichtung erlangt werden. Zudem kann die Positionsinformation hinsichtlich des Tischs 7 durch einen Codierer (nicht veranschaulicht), der von dem Codierer 10, welcher zur Steuerung des Motors 9, der den Tisch antreibt, ausgebildet ist, gesondert an einem Tischantriebsteil (nicht veranschaulicht) wie etwa einem Kugelgewindetrieb angebracht ist, erlangt werden. Ferner können die Information hinsichtlich eines Drehwinkels, die durch den Codierer 10 detektierte wurde, und die Information, die durch eine Linearskale oder eine andere Vorrichtung, die die Position des Tischs 7 feststellt, detektiert wurde, miteinander kombiniert verwendet werden.
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Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem der Roboter 3 außerhalb der Werkzeugmaschine 3 angeordnet ist, kann der Roboter 3 statt dessen wie in 11 veranschaulicht auf einer Basis 2a innerhalb der Werkzeugmaschine 2 bereitgestellt sein.
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Obwohl bei der vorliegenden Erfindung ein Bearbeitungssystem 1, das den Roboter 3 und die Werkzeugmaschine 2 aufweist, beschrieben wurde, ist auch ein Robotersystem verfügbar, das einen Roboter 3, einen Sensor (Positionsinformationsdetektor), der an einem Tisch 7 einer Werkzeugmaschine 2 angebracht ist, um eine Positionsinformation hinsichtlich des Tischs 7 zu detektieren, und eine Robotersteuereinheit 4, die den Roboter auf Basis der durch den Sensor detektierten Positionsinformation steuert, aufweist. Ein Verfahren zur Steuerung des Roboters 3 unter Verwendung der Robotersteuerung 4 ist dem oben beschriebenen ähnlich. Nach der vorliegenden Ausführungsform ist es durch Bereitstellen eines Sensors in einem Tisch einer bestehenden Werkzeugmaschine 2, um eine Positionsinformation hinsichtlich des Tischs 7 zu detektieren, möglich, die gleiche Wirkung wie durch das oben beschriebene Bearbeitungssystem 1 zu erzielen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bearbeitungssystem
- 2
- Werkzeugmaschine
- 3
- Roboter
- 4
- Robotersteuerung (Robotersteuereinheit)
- 7
- Tisch
- 8
- Schneidwerkzeugwelle
- 9
- Motor
- 10
- Codierer
- 11
- Maschinensteuerung (Maschinensteuereinheit)
- 12
- Hand
- 13
- Drehscheibe
- A, B, C, D, W1, W2
- Werkstück
