DE102018004584B4

DE102018004584B4 - Bearbeitungssystem

Info

Publication number: DE102018004584B4
Application number: DE102018004584.7A
Authority: DE
Inventors: Taiki ENDOU; Masanori Itou
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2038-06-09
Also published as: CN109277880B; US20190022809A1; JP2019021092A; DE102018004584A1; JP6613269B2; CN109277880A; US10596669B2

Abstract

Bearbeitungssystem (1), das umfasst: eine Werkzeugmaschine (2), eine Werkzeugmaschinensteuereinheit (21), die die Werkzeugmaschine (2) steuert, eine Hilfsvorrichtung (3), die die Werkzeugmaschine (2) unterstützt, und eine Hilfsvorrichtungssteuereinheit(31), die die Hilfsvorrichtung (3) steuert, wobei die Werkzeugmaschine (2) und die Hilfsvorrichtung (3) bei der Bearbeitung zusammenwirken und das Bearbeitungssystem umfasst:eine Signalverwaltungseinheit (4), die ein erstes Signal und ein zweites Signal empfängt, wobei das erste Signal Informationen (S2a, S2b) über einen Zugang zum Innenbereich eines Gehäuses (101) der Werkzeugmaschine (2) als Kriterium angibt, das zur Bestimmung verwendet wird, ob die Werkzeugmaschine (2) und die Hilfsvorrichtung (3) betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind, das zweite Signal Informationen (S3) über einen Zugang zu einer Umgebung der Hilfsvorrichtung (3) als Kriterium angibt, das zur Bestimmung verwendet wird, ob die Werkzeugmaschine (2) und die Hilfsvorrichtung (3) betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind, wobeidie Signalverwaltungseinheit (4) auf der Grundlage des ersten Signals und des zweiten Signals ein drittes Signal an die Werkzeugmaschinensteuereinheit (21) und die Hilfsvorrichtungssteuereinheit(31) ausgibt, wobei das dritte Signal eigenständig auf der Grundlage des ersten Signals einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand der Werkzeugmaschine (2) und auf der Grundlage des zweiten Signals einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand der Hilfsvorrichtung (3) angibt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bearbeitungssystem, bei dem eine Werkzeugmaschine und eine Hilfsvorrichtung bei der Bearbeitung zusammenwirken.
Verwandte Technik
Herkömmlicherweise ist ein Bearbeitungssystem bekannt, bei dem eine Werkzeugmaschine und eine Hilfsvorrichtung, die die Werkzeugmaschine unterstützt, eine Bearbeitungszelle bilden und die Werkzeugmaschine und die Hilfsvorrichtung bei der Bearbeitung zusammenwirken (siehe beispielsweise Patentschrift 1).
20 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel des herkömmlichen Bearbeitungssystems zeigt. 21 ist ein Blockdiagramm, das eine Beziehung zwischen der Werkzeugmaschine und der Hilfsvorrichtung zeigt. Bei diesem Beispiel sind jeweils ein Bearbeitungszentrum und ein Roboter als Beispiele der Werkzeugmaschine und der Hilfsvorrichtung dargestellt.
Ein Bearbeitungszentrum 100 weist für einen Zugang zum Innenbereich eines Gehäuses 101 als öffenbare/schließbare Türen eine vordere Tür 102 und eine seitliche Tür 103 auf. Die vordere Tür 102 ist eine Tür für einen Zugang für einen Mitarbeiter. Die seitliche Tür 103 ist eine Tür für einen Zugang (die Arbeit) eines Roboters 200. Der Roboter 200 weist eine um den Roboter 200 vorgesehene Sicherheitsabsperrung 201 zur Sicherheit des Mitarbeiters auf. Die Sicherheitsabsperrung 201 ist eine zur Trennung eines Zugangswegs zu dem Roboter 200 für den Mitarbeiter von der Umgebung des Roboters 200 vorgesehene Absperrung.
Wie in 21 gezeigt, werden von einer Steuereinheit 104 des Bearbeitungszentrums 100 Öffnungs-/Schließinformationen zur vorderen Tür 102 (Vordertürinformationen S100a) und Öffnungs-/Schließinformationen zur seitlichen Tür 103 (Seitentürinformationen S100b) des Bearbeitungszentrums 100 abgerufen. Öffnungs-/Schließinformationen zur Sicherheitsabsperrung 201 (Sicherheitsabsperrungsinformationen S200) bei dem Roboter 200 werden von einer Steuereinheit 202 des Roboters 200 abgerufen.
Wie in 21 gezeigt, stehen bei einem derartigen Bearbeitungssystem die Steuereinheit 104 des Bearbeitungszentrums 100 und die Steuereinheit 202 des Roboters 200 in Kommunikationsverbindung. Bei dem Bearbeitungssystem werden zusätzlich zu allgemeinen Signalen die Vordertürinformationen S100a und die Seitentürinformationen S100b zu dem Bearbeitungszentrum 100 und die Sicherheitsabsperrungsinformationen S200 zu dem Roboter 200 direkt zwischen den Steuereinheiten 104 und 202 ausgetauscht, wodurch eine Zusammenarbeit des Bearbeitungszentrums 100 und des Roboters 200 realisiert wird.
DE 10 2010 020 750 A1 offenbart eine Steuereinrichtung und ein Verfahren zur Sicherheitsüberwachung von Manipulatoren, wobei zur individuellen Sicherheitsüberwachung eines Manipulators mittels einer Steuereinrichtung ein Teil der Steuereinrichtung vom Hersteller konfiguriert wird und ein Teil der Steuereinrichtung durch einen Anwender konfiguriert wird, wobei der herstellerkonfigurierte Teil anwenderkonfigurierungsunabhängig eine Grundsicherheitsfunktionalität des Manipulators sicherstellt und/oder eine Sicherheitseinrichtung einer Steuereinrichtung zur individuellen Sicherheitsüberwachung eines Manipulators kommuniziert mit einer Steuereinrichtung zur individuellen Sicherheitsüberwachung eines wieteren Manipulators einer Manipulatorenanordnung zur übergeordneten Sicherheitsüberwachung der Manipulatorenanordnung.
Weitere Sicherheitseinrichtungen für Arbeitsmaschinen sind offenbart in CH 682 351 A5 , US 2005 / 0 063 114 A1 , US 7 076 311 B2 , DE 10 2015 105 799 A1 , JP 2010-208 002 A und WO 2016/ 194 017 A1 .
Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung JP 2010- 64 158 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Öffnungs-/Schließinformationen zu den Türen an der Werkzeugmaschine und die Öffnungs-/Schließinformationen zur Sicherheitsabsperrung an der Hilfsvorrichtung sind ein Typ von Informationen, der hauptsächlich die Betriebssicherheit der Bearbeitungszelle betrifft. Das Bearbeitungssystem nutzt diese Informationsbausteine zur Bestimmung, ob sich die Werkzeugmaschine und die Hilfsvorrichtung in einem betriebsbereiten Zustand (dieser Zustand kann auch als sicherer Zustand bezeichnet werden) oder in einem nicht betriebsbereiten Zustand befinden (dieser Zustand kann auch als nicht sicherer Zustand bezeichnet werden).
Wenn, wie in 22A gezeigt, beispielsweise nur die seitliche Tür 103 des Bearbeitungszentrums 100 geöffnet ist, wird ein Zugang eines Mitarbeiters sowohl zu dem Bearbeitungszentrum 100 als auch zu dem Roboter 200 verhindert. Somit bestimmt das Bearbeitungssystem, dass nicht das Risiko besteht, dass der Mitarbeiter einer Gefahr ausgesetzt wird, und das Bearbeitungszentrum 100 und der Roboter 200 sich in einem betriebsbereiten Zustand befinden, in dem das Bearbeitungszentrum 100 und der Roboter 200 problemlos betrieben werden können.
Wenn dagegen sowohl die seitliche Tür 103 des Bearbeitungszentrums 100 als auch die Sicherheitsabsperrung 201 bei dem Roboter 200 geöffnet sind, während die vordere Tür 102 an dem Bearbeitungszentrum 100 geschlossen ist, wie in 22B gezeigt, kann der Mitarbeiter mit dem Roboter 200 in Konflikt geraten, wodurch das Risiko besteht, dass er einer Gefahr ausgesetzt wird. Wenn sowohl die vordere Tür 102 als auch die seitliche Tür 103 des Bearbeitungszentrums 100 geöffnet sind, während die Sicherheitsabsperrung 201 bei dem Roboter 200 geschlossen ist, wie in 22C gezeigt, besteht das Risiko, dass der Mitarbeiter einer Gefahr ausgesetzt wird, wenn der Mitarbeiter mit einem gefährlichen Objekt im Innenbereich des Bearbeitungszentrums 100 in Berührung kommt oder wenn Späne oder Schneidflüssigkeit nach außen spritzen. Daher bestimmt das Bearbeitungssystem, dass all diese Zustände hinsichtlich der Sicherheit des Mitarbeiters ein Problem darstellen.
In derartigen Fällen kommunizieren die Steuereinheiten 104 und 202 zur Übermittlung von Informationen zu den Steuereinheiten 104 und 202 selbst direkt miteinander. Dadurch bestimmt die Steuereinheit 104, dass das Bearbeitungszentrum 100 nicht betriebsbereit ist, und führt eine Steuerung zum Anhalten des Bearbeitungszentrums 100 aus. Die Steuereinheit 202 bestimmt, dass der Roboter 200 nicht betriebsbereit ist, und führt eine Steuerung zum Anhalten des Roboters 200 aus.
Das vorstehende herkömmliche Bearbeitungssystem ist lediglich so konfiguriert, dass die Steuereinheiten direkt miteinander kommunizieren, um einzeln zu bestimmen, ob eine Vorrichtung, zu der die Steuereinheit jeweils gehört, betriebsbereit oder nicht betriebsbereit ist. Daher fehlt bei dem herkömmlichen Bearbeitungssystem eine einheitliche Überwachung, ob die Werkzeugmaschine und die Hilfsvorrichtung betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind. Daher fällt es schwer, zu sagen, das herkömmliche Bearbeitungssystem sei geeignet, schnell und effektiv zu bestimmen, ob die Werkzeugmaschine und die Hilfsvorrichtung betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind.
Durch die vorliegende Erfindung soll ein Bearbeitungssystem bereitgestellt werden, das geeignet ist, schnell und effizient zu bestimmen, ob eine Werkzeugmaschine und eine Hilfsvorrichtung betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind. Diese Aufgabe wird gelöst mittels des Bearbeitungssystems gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

(1) Ein Bearbeitungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Bearbeitungssystem (beispielsweise ein später beschriebenes Bearbeitungssystem 1), das umfasst: eine Werkzeugmaschine (beispielsweise ein später beschriebenes Bearbeitungszentrum 2), eine Werkzeugmaschinensteuereinheit (beispielsweise eine später beschriebene numerische Steuereinheit 21), die die Werkzeugmaschine steuert, eine Hilfsvorrichtung (beispielsweise einen später beschriebenen Roboter 3), die die Werkzeugmaschine unterstützt, und eine Hilfsvorrichtungssteuereinheit (beispielsweise eine später beschriebene Robotersteuereinheit 31), die die Hilfsvorrichtung steuert. Die Werkzeugmaschine und die Hilfsvorrichtung wirken bei der Bearbeitung zusammen. Das Bearbeitungssystem umfasst eine Signalverwaltungseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Signalverwaltungseinheit 4), die ein erstes Signal und ein zweites Signal empfängt. Das erste Signal gibt Informationen (beispielsweise später beschriebene Vordertürinformationen S2a und Seitentürinformationen S2b) zu der Werkzeugmaschine als Kriterium an, das zur Bestimmung verwendet wird, ob die Werkzeugmaschine und die Hilfsvorrichtung betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind. Das zweite Signal gibt Informationen (beispielsweise später beschriebene Sicherheitsabsperrungsinformationen S3) zu der Hilfsvorrichtung als Kriterium an, das zur Bestimmung verwendet wird, ob die Werkzeugmaschine und die Hilfsvorrichtung betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind. Die Signalverwaltungseinheit gibt auf der Grundlage des ersten Signals und des zweiten Signals ein drittes Signal, das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand der Werkzeugmaschine und der Hilfsvorrichtung angibt, an die Werkzeugmaschinensteuereinheit und die Hilfsvorrichtungssteuereinheit aus.
(2) Bei dem unter (1) beschriebenen Bearbeitungssystem kann die Werkzeugmaschine eine öffenbare/schließbare Tür aufweisen, die Hilfsvorrichtung kann eine öffenbare/schließbare Sicherheitsabsperrung und/oder einen Bereichssensor aufweisen, die Informationen zu der Werkzeugmaschine können Informationen zu einem geöffneten/geschlossenen Zustand der Tür sein, und die Informationen zu der Hilfsvorrichtung können Informationen zu einem geöffneten/geschlossenen Zustand der Sicherheitsabsperrung und/oder Informationen zur Erfassung oder Nichterfassung durch den Bereichssensor sein.
(3) Bei dem unter (1) oder (2) beschriebenen Bearbeitungssystem kann die Signalverwaltungseinheit in einen ersten Bereich (beispielsweise einen später beschriebenen ersten Bereich 41), an dem das erste Signal empfangen wird, und einen zweiten Bereich (beispielsweise einen später beschriebenen zweiten Bereich 42) unterteilt sein, an dem das zweite Signal empfangen wird, der erste Bereich der Signalverwaltungseinheit kann eine Stromversorgung von der Werkzeugmaschine erhalten, und der zweite Bereich der Signalverwaltungseinheit kann eine Stromversorgung von der Hilfsvorrichtung erhalten.
(4) Bei dem unter (1) oder (2) beschriebenen Bearbeitungssystem kann die Signalverwaltungseinheit durch eine Stromversorgung (beispielsweise eine später beschriebene Stromversorgung 22) von der Werkzeugmaschine, durch eine Stromversorgung (beispielsweise eine später beschriebene Stromversorgung 32) von der Hilfsvorrichtung oder durch eine von der Werkzeugmaschine und der Hilfsvorrichtung unabhängige Stromversorgung (beispielsweise eine später beschriebene Stromversorgung 5) betrieben werden.
(5) Bei dem unter einem der Punkte (1) bis (4) beschriebenen Bearbeitungssystem kann die Signalverwaltungseinheit an der Werkzeugmaschine oder der Hilfsvorrichtung oder unabhängig von der Werkzeugmaschine und der Hilfsvorrichtung vorgesehen sein.

Ein durch die vorliegende Erfindung bereitgestelltes Bearbeitungssystem ist zum schnellen und effizienten Bestimmen geeignet, ob eine Werkzeugmaschine und eine Hilfsvorrichtung betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2A zeigt eine beispielhafte spezifische Konfiguration einer Signalverwaltungseinheit;
2B zeigt eine beispielhafte spezifische Konfiguration der Signalverwaltungseinheit;
3 zeigt eine beispielhafte Beziehung zwischen einer Kombination aus einem geöffneten Zustand oder einem geschlossenen Zustand, der jeweils von den Vordertürinformationen, den Seitentürinformationen und den Sicherheitsabsperrungsinformationen angegeben wird, und der Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft eines Bearbeitungszentrums und eines Roboters, die der Kombination entspricht;
4 ist eine Konzeptansicht, die ein erstes Beispiel der Konfiguration der Signalverwaltungseinheit zeigt, die sowohl eine Stromversorgung von dem Bearbeitungszentrum als auch eine Stromversorgung von dem Roboter erhält;
5 ist ein Blockdiagramm des Bearbeitungssystems, das ein zweites Beispiel der Konfiguration der Signalverwaltungseinheit zeigt, die eine Stromversorgung zum Betreiben des Bearbeitungszentrums erhält;
6 ist ein Blockdiagramm des Bearbeitungssystems, das ein drittes Beispiel der Konfiguration der Signalverwaltungseinheit zeigt, die eine Stromversorgung zum Betreiben des Roboters erhält;
7 ist ein Blockdiagramm des Bearbeitungssystems, das ein viertes Beispiel der Konfiguration der Signalverwaltungseinheit zeigt, die eine unabhängige Stromversorgung erhält, die sich sowohl von der Stromversorgung für das Bearbeitungszentrum als auch von der Stromversorgung für den Roboter unterscheidet;
8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des in 10 gezeigten Bearbeitungssystems zeigt;
12 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des in 12 gezeigten Bearbeitungssystems zeigt;
14 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des in 14 gezeigten Bearbeitungssystems zeigt;
16 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
20 ist eine schematische Ansicht, die eine beispielhafte Konfiguration eines herkömmlichen Bearbeitungssystems zeigt; 21 ist ein Blockdiagramm, das eine herkömmliche Beziehung zwischen einer Werkzeugmaschine und einer Hilfsvorrichtung zeigt;
22A erläutert eine Beziehung zwischen der Werkzeugmaschine, einem Roboter und der Sicherheit eines Mitarbeiters;
22B erläutert eine Beziehung zwischen der Werkzeugmaschine, dem Roboter und der Sicherheit des Mitarbeiters; und
22C erläutert eine Beziehung zwischen der Werkzeugmaschine, dem Roboter und der Sicherheit des Mitarbeiters.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Bearbeitungssystem 1 umfasst ein Bearbeitungszentrum 2 und einen Roboter 3. Das Bearbeitungszentrum 2 und der Roboter 3 bilden eine Bearbeitungszelle.
Das Bearbeitungszentrum 2 ist eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, die verschiedene Typen von Bearbeitungen oder Arbeiten an einem Bearbeitungsziel ausführt. Das Bearbeitungszentrum 2 ist ein Beispiel einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Bearbeitungszentrum 2 umfasst eine numerische Steuereinheit 21 (eine Werkzeugmaschinensteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung), die den Betrieb, etc. des Bearbeitungszentrums 2 steuert. Das Bearbeitungszentrum 2 weist den in 20 gezeigten Türen (der vorderen Tür 102 und der seitlichen Tür 103) ähnliche öffenbare/schließbare Türen (eine vordere Tür und eine seitliche Tür, die in 1 nicht gezeigt sind) auf. Die vordere Tür ist eine Tür für einen Zugang eines Mitarbeiters zu dem (nachstehend einfach als Innenbereich bezeichneten) Innenbereich eines Gehäuses des Bearbeitungszentrums 2. Die seitliche Tür ist eine Arbeitstür für einen Zugang des Roboters 3 zum Innenbereich des Bearbeitungszentrums 2.
Die vorstehende vordere Tür und die seitliche Tür weisen jeweils einen Vordertürsensor und einen Seitentürsensor (die in den Zeichnungen beide nicht gezeigt sind) zur Erfassung eines geöffneten/geschlossenen Zustands auf. Der Vordertürsensor und der Seitentürsensor geben jeweils ein Signal (ein erstes Signal gemäß der vorliegenden Erfindung), das Informationen zu einem geöffneten/geschlossenen Zustand der vorderen Tür (Vordertürinformationen S2a) angibt, und ein Signal (ein erstes Signal gemäß der vorliegenden Erfindung) aus, das Informationen zu einem geöffneten/geschlossenen Zustand der seitlichen Tür (Seitentürinformationen S2b) angibt. Diese Signale können Signale sein, wie sie von den entsprechenden Sensoren ausgegeben werden, oder sie können Signale sein, die beispielsweise durch ein elektromagnetisches Relais geleitet wurden. Die Vordertürinformationen S2a und die Seitentürinformationen S2b sind Informationen, die als Kriterien zur Bestimmung verwendet werden, ob das Bearbeitungszentrum 2 und der Roboter 3 betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind, und Informationen zu dem Bearbeitungszentrum 2.
Der Roboter 3 umfasst beispielsweise einen Knickarmroboter mit einer Roboterhand. Der Roboter 3 ist eine Transportvorrichtung, die zum Transport eines Bearbeitungsziels in das Bearbeitungszentrum 2 und zum Transport des von dem Bearbeitungszentrum 2 bearbeiteten oder hergestellten Bearbeitungsziels aus dem Bearbeitungszentrum 2 mit dem Betrieb des Bearbeitungszentrums 2 zusammenwirkt. Der Roboter 3 ist ein Beispiel einer Hilfsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Roboter 3 umfasst eine Robotersteuereinheit 31 (eine Hilfsvorrichtungssteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung), die den Betrieb des Roboters 3, etc. steuert. Der Roboter 3 weist eine (in den Zeichnungen nicht gezeigte) um den Roboter 3 vorgesehene und der in 20 gezeigten offenbaren/schließbaren Sicherheitsabsperrung 201 ähnliche Sicherheitsabsperrung auf. Die Sicherheitsabsperrung ist eine zur Trennung eines Zugangswegs zu dem Roboter 3 für einen Mitarbeiter von der Umgebung des Roboters 3 vorgesehene Absperrung.
Die Sicherheitsabsperrung weist einen (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Sicherheitsabsperrungssensor zur Erfassung eines geöffneten/geschlossenen Zustands auf. Der Sicherheitsabsperrungssensor gibt ein Signal (gemäß der vorliegenden Erfindung ein zweites Signal) aus, das Informationen zu einem geöffneten/geschlossenen Zustand (Sicherheitsabsperrungsinformationen S3) angibt. Die Sicherheitsabsperrungsinformationen S3 sind Informationen, die als Kriterium zur Bestimmung verwendet werden, ob das Bearbeitungszentrum 2 und der Roboter 3 betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind, und Informationen zu dem Roboter 3.
Bei dieser Ausführungsform ist eine Signalverwaltungseinheit 4 an dem Bearbeitungszentrum 2 angeordnet. Die Signalverwaltungseinheit 4 fungiert als dritte Steuereinheit, die eine Schnittstelle zum Empfangen eines Signals, das sowohl die Vordertürinformationen S2a als auch die Seitentürinformationen S2b angibt, und eines Signals umfasst, das die zwischen dem Bearbeitungszentrum 2 und dem Roboter 3 übermittelten Sicherheitsabsperrungsinformationen S3 angibt.
Die Signalverwaltungseinheit 4 verbindet ein Signal, das sowohl die Vordertürinformationen S2a als auch die Seitentürinformationen S2b angibt, und ein Signal, das die Sicherheitsabsperrungsinformationen S3 angibt, und überwacht die verbundenen Signale einheitlich. Auf der Grundlage dieser Signale die gibt Signalverwaltungseinheit 4 ein Signal (ein drittes Signal gemäß der vorliegenden Erfindung), das einen durch eine Kombination dieser Signale bestimmten betriebsbereiten Zustand oder nicht betriebsbereiten Zustand des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3 angibt, an die numerische Steuereinheit 21 und die Robotersteuereinheit 31 aus.
Die 2A und 2B zeigen jeweils eine beispielhafte spezifische Konfiguration der Signalverwaltungseinheit 4. Gemäß diesen Beispielen wird die Signalverwaltungseinheit 4 unter Verwendung einer Folgeschaltung mit mehreren Relais gebildet. 2A zeigt ein Beispiel, bei dem ein Signal, das sowohl die Vordertürinformationen S2a als auch die Seitentürinformationen S2b zu dem Bearbeitungszentrum 2 angibt, mit den Sicherheitsabsperrungsinformationen S3 zu dem Roboter 3 kombiniert wird und ein Signal, das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand angibt, als drittes Signal an die Robotersteuereinheit 31 ausgegeben wird. Wenn die Signale, die die Vordertürinformationen S2a, die Seitentürinformationen S2b und die Sicherheitsabsperrungsinformationen S3 angeben, in die Relais eingegeben werden, die jeweils die Signalverwaltungseinheit 4 bilden, gibt die Signalverwaltungseinheit 4 als Reaktion auf eine jeweils von den Vordertürinformationen S2a, den Seitentürinformationen S2b und den Sicherheitsabsperrungsinformationen S3 angegebene Kombination aus einem geöffneten Zustand oder einem geschlossenen Zustand sowohl an die numerische Steuereinheit 21 und als auch an die Robotersteuereinheit 31 ein Signal aus, das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3 angibt.
2B zeigt ein Beispiel, bei dem ein Signal, das die Sicherheitsabsperrungsinformationen S3 zu dem Roboter 3 angibt, mit den Seitentürinformationen S2b zu dem Bearbeitungszentrum 2 kombiniert wird, und ein Signal, das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand angibt, als drittes Signal an die numerische Steuereinheit 21 ausgegeben wird. Wenn die Signale, die die Sicherheitsabsperrungsinformationen S3 und die Seitentürinformationen S2b angeben, in die Relais eingegeben werden, die die Signalverwaltungseinheit 4 bilden, gibt die Signalverwaltungseinheit 4 als Reaktion auf eine Kombination aus einem geöffneten Zustand oder einem geschlossenen Zustand, die jeweils von den Sicherheitsabsperrungsinformationen S3 und den Seitentürinformationen S2bangegeben werden, ein Signal, das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3 angibt, an die numerische Steuereinheit 21 aus.
Zur Gewährleistung der Sicherheit verdoppelt die in den 2A und 2B gezeigte Signalverwaltungseinheit 4 ein Signal, um ein Signal 1 und ein Signal 2 zu erzeugen, und verarbeitet die Signale 1 und 2. Ein von der Signalverwaltungseinheit 4 ausgegebenes Signal wie das in 2A und 2B gezeigte ist ein AN-Signal (mit Signal) oder ein AUS-Signal (ohne Signal). Damit kann beispielsweise ein betriebsbereiter Zustand durch die Ausgabe eines AN-Signals angegeben werden, und ein nicht betriebsbereiter Zustand kann durch die Ausgabe eines AUS-Signals angegeben werden.
3 zeigt eine beispielhafte Beziehung zwischen einer Kombination aus einem von den Vordertürinformationen S2a, den Seitentürinformationen S2b und den Sicherheitsabsperrungsinformationen S3 jeweils angegebenen geöffneten Zustand oder geschlossenen Zustand und einer der Kombination entsprechenden Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3. Wie in 3 gezeigt, wird beispielsweise bestimmt, dass kein Risiko besteht, dass ein Mitarbeiter einer Gefahr ausgesetzt wird, und dass sich sowohl das Bearbeitungszentrum 2 als auch der Roboter 3 in einem betriebsbereiten Zustand befinden, wenn sowohl die vordere Tür und die seitliche Tür an dem Bearbeitungszentrum 2 als auch die Sicherheitsabsperrung bei dem Roboter 3 geschlossen sind und wenn nur die seitliche Tür an dem Bearbeitungszentrum 2 geöffnet ist.
Dann gibt die Signalverwaltungseinheit 4 ein Signal, das angibt, dass sich das Bearbeitungszentrum 2 und der Roboter 3 in einem betriebsbereiten Zustand befinden, an die numerische Steuereinheit 21 und die Robotersteuereinheit 31 aus. Nach dem Empfang dieses Signals führen die numerische Steuereinheit 21 und die Robotersteuereinheit 31 eine Steuerung zum Einleiten oder zur Fortsetzung des Betriebs des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3 aus. Die numerische Steuereinheit 21 und die Robotersteuereinheit 31 können abwechselnd eine Steuerung zur Ausgabe einer Meldung (beispielsweise einer Meldung auf dem Bildschirm eines Monitors oder das Einschalten einer Lampe) ausführen, die angibt, dass sich das Bearbeitungszentrum 2 und der Roboter 3 in einem betriebsbereiten Zustand befinden, und eine Anweisung eines Mitarbeiters zur Aufnahme des Betriebs abwarten.
Wenn nur die Sicherheitsabsperrung bei dem Roboter 3 geöffnet ist, besteht das Risiko, dass der Mitarbeiter durch den Betrieb des Roboters 3 einer Gefahr ausgesetzt wird. In diesem Fall wird nur bestimmt, dass der Roboter 3 nicht betriebsbereit ist. Dann gibt die Signalverwaltungseinheit 4 ein Signal, das angibt, dass sich der Roboter 3 in einem nicht betriebsbereiten Zustand befindet, an die Robotersteuereinheit 31 aus. Nach dem Empfang dieses Signals führt die Robotersteuereinheit 31 eine Steuerung zum Verhindern eines Beginns des Betriebs des Roboters 3 oder zum Beenden des Betriebs des Roboters 3 aus. Gleichzeitig kann eine Warnung (beispielsweise eine Anzeige einer Warnung auf dem Bildschirm eines Monitors, das Einschalten einer Warnleuchte oder die Ausgabe eines Warntons) ausgegeben werden, die angibt, dass sich der Roboter 3 in einem nicht betriebsbereiten Zustand befindet.
Wenn nur die vordere Tür an dem Bearbeitungszentrum 2 geöffnet ist, besteht das Risiko, dass der Mitarbeiter durch den Betrieb des Bearbeitungszentrums 2 einer Gefahr ausgesetzt wird. In diesem Fall wird nur bestimmt, dass das Bearbeitungszentrum 2 nicht betriebsbereit ist. Dann gibt die Signalverwaltungseinheit 4 ein Signal, das angibt, dass sich das Bearbeitungszentrum 2 in einem nicht betriebsbereiten Zustand befindet, an die numerische Steuereinheit 21 aus. Nach dem Empfang dieses Signals führt die numerische Steuereinheit 21 eine Steuerung zum Verhindern eines Beginns des Betriebs des Bearbeitungszentrums 2 oder zum Beenden des Betriebs des Bearbeitungszentrums 2 aus. Gleichzeitig kann eine Warnung (beispielsweise eine Anzeige einer Warnung auf dem Bildschirm eines Monitors, das Einschalten einer Warnleuchte oder die Ausgabe eines Warntons) ausgegeben werden, die angibt, dass sich das Bearbeitungszentrum 2 in einem nicht betriebsbereiten Zustand befindet.
In den anderen Fällen wird bestimmt, dass weder das Bearbeitungszentrum 2 noch der Roboter 3 betriebsbereit sind. Dann gibt die Signalverwaltungseinheit 4 ein Signal, das angibt, dass sich sowohl das Bearbeitungszentrum 2 und als auch der Roboter 3 in einem nicht betriebsbereiten Zustand befinden, an die numerische Steuereinheit 21 und die Robotersteuereinheit 31 aus. Nach dem Empfang dieses Signals führen die numerische Steuereinheit 21 und die Robotersteuereinheit 31 jeweils eine Steuerung zum Verhindern eines Beginns des Betriebs des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3 oder zum Beenden des Betriebs des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3 aus. Gleichzeitig kann eine Warnung (beispielsweise die Anzeige einer Warnung auf dem Bildschirm eines Monitors, das Einschalten einer Warnleuchte oder die Ausgabe eines Warntons) ausgegeben werden, die angibt, dass sich das Bearbeitungszentrum 2 und der Roboter 3 in einem nicht betriebsbereiten Zustand befinden.
Wie vorstehend beschrieben, verbindet bei dem Bearbeitungssystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung die als dritte Steuereinheit fungierende Signalverwaltungseinheit 4 Informationen als Kriterien, die zur Bestimmung verwendet werden, ob das Bearbeitungszentrum 2 und der Roboter 3 betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind, und überwacht die verbundenen Informationen einheitlich. Auf der Grundlage der verbundenen Informationen gibt das Bearbeitungssystem 1 ein Signal, das angibt, dass sich entweder das Bearbeitungszentrum 2 oder der Roboter 3 oder beide in einem betriebsbereiten Zustand befinden, oder ein Signal, das angibt, dass sich entweder das Bearbeitungszentren 2 oder der Roboter 3 oder beide in einem nicht betriebsbereiten Zustand befinden, an die numerische Steuereinheit 21 und die Robotersteuereinheit 31 aus. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eines direkten Austauschs von Informationen zur Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft unter den Steuereinheiten 21 und 31. Dadurch entfällt ferner die Notwendigkeit der Vornahme einer Bestimmung der Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft durch jede der Steuereinheiten 21 und 31. Dadurch wird das Bearbeitungssystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zu einer schnelleren und effizienteren Bestimmung der Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3 als das herkömmliche Bearbeitungssystem geeignet.
Solange die Signalverwaltungseinheit 4 eine mit der vorstehenden Funktion vergleichbare Funktion aufweist, ist die Signalverwaltungseinheit 4 nicht auf eine Folgeschaltung mit mehreren Relais beschränkt, sondern kann unterschiedlich konfiguriert sein. Die Signalverwaltungseinheit 4 kann beispielsweise unter Verwendung einer programmierbaren logischen Steuereinheit (PLC), eines Mikroprozessors, eines Personal Computers (PC) gestaltet werden. Wenn die Signalverwaltungseinheit 4 mit derartigen Konfigurationen eingesetzt wird, ist es zulässig, dass die Signalverwaltungseinheit 4 vorab eine Datentabelle wie die in 3 gezeigte hält, die eine Beziehung zwischen Informationen zu einem geöffneten/geschlossenen Zustand und einer Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft definiert. In diesem Fall kann die Signalverwaltungseinheit 4 jeweils durch Bezugnahme auf die von der Signalverwaltungseinheit 4 verbundenen Informationen und die Datentabelle die Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3 bestimmen und ein Signal ausgeben, das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand angibt. Die von der Signalverwaltungseinheit 4 verbundenen Signale können einige der Signale zur Bestimmung eines Betriebszustands sein. Erforderlichenfalls können weitere Signale zwischen den jeweiligen Steuereinheiten 21 und 31 des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3 ausgetauscht werden.
Die Signalverwaltungseinheit 4 kann so konfiguriert sein, dass sie sowohl durch die Stromversorgung des Bearbeitungszentrums 2 als auch durch die Stromversorgung des Roboters 3 betrieben wird. 4 ist eine Konzeptansicht, die ein erstes Beispiel der Konfiguration der Signalverwaltungseinheit 4 zeigt, die sowohl eine Stromversorgung von dem Bearbeitungszentrum 2 als auch eine Stromversorgung von dem Roboter 3 erhält. Bei dem ersten Beispiel ist die Signalverwaltungseinheit 4 in einen ersten Bereich 41, an dem Signale empfangen werden, die die Vordertürinformationen S2a und die Seitentürinformationen S2b zu dem Bearbeitungszentrum 2 angeben, und einen zweiten Bereich 42 unterteilt, an dem ein Signal empfangen wird, das die Sicherheitsabsperrungsinformationen S3 zu dem Roboter 3 angibt. Der erste Bereich 41 ist ein Bereich, der durch eine Stromversorgung (V_M) von dem Bearbeitungszentrum 2 betrieben wird. Der zweite Bereich 42 ist ein Bereich, der durch eine Stromversorgung (V_R) von dem Roboter 3 betrieben wird. In diesem Fall kann die Signalverwaltungseinheit 4 im Vergleich zu einem Fall, in dem nur entweder das Bearbeitungszentrum 2 oder der Roboter 3 der Signalverwaltungseinheit 4 Strom zuführt, die Stromversorgunglast des Bearbeitungszentrums 2 oder des Roboters 3 verringern.
Die vorstehende, in den ersten Bereich 41 und den zweiten Bereich 42 unterteilte Signalverwaltungseinheit 4 kann eine Umschalteinrichtung aufweisen. Im Falle des Auftretens einer Anomalie wie eines Ausfalls der Stromversorgung des Bearbeitungszentrums 2 oder des Roboters 3 nimmt die Umschalteinrichtung eine derartige Umschaltung vor, dass sowohl dem ersten Bereich 41 als auch dem zweiten Bereich 42 Strom von der anderen Einheit unter dem Bearbeitungszentrum 2 und dem Roboter 3 zugeführt wird. Dadurch kann zur Gewährleistung der Sicherheit eines Mitarbeiters selbst beim Auftreten einer Anomalie bei der Stromversorgung des Bearbeitungszentrums 2 oder des Roboters 3 die Signalverwaltungseinheit 4 weiterhin zuverlässig betrieben werden. Hinsichtlich der Einzelheiten der Umschalteinrichtung bestehen keine besonderen Einschränkungen. Allgemein bekannte Umschalteinrichtungen können eingesetzt werden. Ein Umschalten kann beispielsweise unter Verwendung eines Kurzschlusskabels automatisch oder manuell durch den Mitarbeiter erfolgen.
Die Stromversorgung zum Betreiben der Signalverwaltungseinheit 4 kann sich von der Stromversorgung zumindest entweder des Bearbeitungszentrums 2 oder des Roboters 3 unterscheiden. In diesem Fall weist das Bearbeitungssystem Konfigurationen gemäß einem zweiten Beispiel, einem dritten Beispiel und einem vierten Beispiel auf, die jeweils in den Blockdiagrammen in den 5 bis 7 gezeigt sind. 5 ist ein Blockdiagramm des Bearbeitungssystems 1, das das zweite Beispiel der Konfiguration der Signalverwaltungseinheit 4 zeigt, die eine Stromversorgung zum Betreiben des Bearbeitungszentrums 2 erhält. Ein Bezugszeichen 22 in 5 bezeichnet die Stromversorgung zum Betreiben des Bearbeitungszentrums 2. Ein Bezugszeichen 23 in 5 bezeichnet eine Stromversorgungseinheit zum Verteilen der Stromversorgung an jede Einheit des Bearbeitungszentrums 2. Selbst wenn bei der Stromversorgung des Roboters 3 eine Anomalie auftritt, kann das in 5 gezeigte Bearbeitungssystem 1 die Signalverwaltungseinheit 4 weiter betreiben. Daher ist dieses Bearbeitungssystem 1 beispielsweise auf einen Fall anwendbar, in dem der Gewährleistung der Sicherheit eines Mitarbeiters Vorrang gegenüber dem Bearbeitungszentrum 2 eingeräumt werden soll.
6 ist ein Blockdiagramm des Bearbeitungssystems 1, das das dritte Beispiel der Konfiguration der Signalverwaltungseinheit 4 zeigt, die eine Stromversorgung zum Betreiben des Roboters 3 erhält. Ein Bezugszeichen 32 in 6 bezeichnet eine Stromversorgung zum Betreiben des Roboters 3. Ein Bezugszeichen 33 in 6 bezeichnet eine Stromversorgungseinheit zum Verteilen der Stromversorgung auf jede Einheit des Roboters 3. Selbst wenn bei der Stromversorgung des Bearbeitungszentrums 2 eine Anomalie auftritt, kann das in 6 gezeigte Bearbeitungssystem 1 die Signalverwaltungseinheit 4 weiter betreiben. Daher ist das Bearbeitungssystem 1 beispielsweise auf einen Fall anwendbar, in dem der Gewährleistung der Sicherheit eines Mitarbeiters Vorrang gegenüber dem Roboter 3 eingeräumt werden soll.
7 ist ein Blockdiagramm des Bearbeitungssystems 1, das das vierte Beispiel der Konfiguration der Signalverwaltungseinheit 4 zeigt, die eine unabhängige Stromversorgung erhält, die sich sowohl von der Stromversorgung des Bearbeitungszentrums 2 als auch von der Stromversorgung des Roboters 3 unterscheidet. Ein Bezugszeichen 5 in 7 bezeichnet eine von dem Bearbeitungszentrum 2 und dem Roboter 3 unabhängige Stromversorgung. Ein Bezugszeichen 6 in 7 bezeichnet eine von dem Bearbeitungszentrum 2 und von dem Roboter 3 unabhängige Stromversorgungseinheit. Selbst wenn sowohl bei der Stromversorgung des Bearbeitungszentrums 2 als auch bei der Stromversorgung des Roboters 3 eine Anomalie auftritt, kann das in 7 gezeigte Bearbeitungssystem 1 die Signalverwaltungseinheit 4 weiter betreiben. Daher kann durch dieses Bearbeitungssystem 1 die Sicherheit eines Mitarbeiters zuverlässiger gewährleistet werden.
Die in 1 und den 5 bis 7 gezeigte Signalverwaltungseinheit 4 gemäß der ersten Ausführungsform ist bei dem Bearbeitungszentrum 2 angeordnet. Dies ist jedoch nicht der einzige Fall. Die Signalverwaltungseinheit 4 kann an einer anderen Stelle als das Bearbeitungszentrum 2 angeordnet sein, wie in den 8 und 9 gezeigt. 8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Signalverwaltungseinheit 4 gemäß der zweiten Ausführungsform ist bei dem Roboter 3 angeordnet. 9 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Signalverwaltungseinheit 4 gemäß der dritten Ausführungsform ist unabhängig sowohl von dem Bearbeitungszentrum 2 und als auch von dem Roboter 3 angeordnet.
Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, kann die Signalverwaltungseinheit 4 sowohl gemäß der zweiten Ausführungsform als auch gemäß der dritten Ausführungsform, die in den 8 und 9 gezeigt sind, so konfiguriert sein, dass sie sowohl von der Stromversorgung des Bearbeitungszentrums 2 als auch von der Stromversorgung des Roboters 3 betrieben wird. Alternativ kann, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben, die Signalverwaltungseinheit 4 sowohl gemäß der zweiten Ausführungsform als auch gemäß der dritten Ausführungsform so konfiguriert sein, dass sie durch eine Stromversorgung entweder des Bearbeitungszentrums 2 oder des Roboters 3 betrieben wird. Weiterhin kann alternativ, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben, die Signalverwaltungseinheit 4 sowohl gemäß der zweiten Ausführungsform als auch gemäß der dritten Ausführungsform so konfiguriert sein, dass sie von einer unabhängigen Stromversorgung betrieben wird, die sich sowohl von der Stromversorgung des Bearbeitungszentrums 2 als auch von der Stromversorgung des Roboters 3 unterscheidet.
Die Anzahl der Bearbeitungszentren 2 und die der Roboter 3 eines Bearbeitungssystems 1 ist nicht auf eines bzw. einen beschränkt. Wie beispielsweise in den 10 bis 14 gezeigt, können zumindest ein Bearbeitungszentrum 2 und zumindest ein Roboter 3 vorgesehen sein. In diesem Fall wird eine Signalverwaltungseinheit 4 zum Verbinden von Signalen zu mehreren Bearbeitungszentren 2 und Signalen zu mehreren Robotern 3 und zur kollektiven Überwachung der verbundenen Signale geeignet.
10 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Bearbeitungssystems 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 11 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des in 10 gezeigten Bearbeitungssystems 1 zeigt. Das Bearbeitungssystem 1 gemäß der vierten Ausführungsform umfasst ein Bearbeitungszentrum 2 und zwei Roboter 3, 3. Die beiden Roboter 3, 3 und das Bearbeitungszentrum 2 sind so angeordnet, dass das Bearbeitungszentrum 2 an den gegenüberliegenden Seiten des Bearbeitungszentrums 2 zwischen den Robotern 3, 3 eingeschlossen ist. Das Bearbeitungszentrum 2 weist ein Gehäuse 20 und eine vordere Tür 24 und zwei seitliche Türen 25, 25 für die entsprechenden, an dem Gehäuse 20 angeordneten Roboter 3, 3 auf. Die beiden Roboter 3, 3 weisen entsprechende um die Roboter 3, 3 vorgesehene Sicherheitsabsperrungen 34, 34 auf.
Wie in 11 gezeigt, kann bei dem Bearbeitungssystem 1 gemäß der vierten Ausführungsform eine Signalverwaltungseinheit 4 Signale, die Vordertürinformationen S2a und Seitentürinformationen S2b, S2b zu einem Bearbeitungszentrum 2 angeben, und Signale, die Sicherheitsabsperrungsinformationen S3, S3 zu den beiden Robotern 3 angeben, kollektiv empfangen und jeweils ein Signal, das das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand des Bearbeitungszentrums 2 und der Roboter 3, 3 angibt, an die Steuereinheiten 21 und 31, 31 des Bearbeitungszentrums 2 und der Roboter 3, 3 ausgeben. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eines direkten Austauschs von Informationen zur Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft unter den Steuereinheiten 21 und 31, 31. Dadurch entfällt ferner die Notwendigkeit der Vornahme einer Bestimmung der Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft durch jede der Steuereinheiten 21 und 31, 31. Auf diese Weise wird bei einer Erhöhung der Anzahl der Bearbeitungszentren 2 und der der Roboter 3 das Ergebnis einer schnellen und effizienten Bestimmung der Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft noch augenscheinlicher erzielt.
12 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Bearbeitungssystems 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 13 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des in 12 gezeigten Bearbeitungssystems 1 zeigt. Das Bearbeitungssystem 1 gemäß der fünften Ausführungsform umfasst zwei Bearbeitungszentren 2, 2 und einen Roboter 3. Die Gehäuse 20, 20 der beiden entsprechenden Bearbeitungszentren 2, 2 sind verbunden. Jedes der Gehäuse 20, 20 der entsprechenden Bearbeitungszentren 2, 2 weist eine vordere Tür 24 auf. Ein Roboter 3 ist im Inneren des Gehäuses 20 eines der Bearbeitungszentren 2 angeordnet. Bei diesem Bearbeitungssystem 1 müssen nicht immer seitliche Türen an dem Bearbeitungszentren 2, 2 und eine Sicherheitsabsperrung bei dem Roboter 3 vorgesehen sein.
Bei dem Bearbeitungssystem 1 gemäß der fünften Ausführungsform kann eine Signalverwaltungseinheit 4 Signale, die Vordertürinformationen S2a, S2a zu den beiden Bearbeitungszentren 2, 2 angeben, kollektiv empfangen und jeweils ein Signal, das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand der Bearbeitungszentren 2, 2 und des Roboters 3 angibt, an die Steuereinheiten 21, 21 und 31 der Bearbeitungszentren 2, 2 und des Roboters 3 ausgeben.
14 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Bearbeitungssystems 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 15 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des in 14 gezeigten Bearbeitungssystems 1 zeigt. Das Bearbeitungssystem 1 gemäß der sechsten Ausführungsform umfasst zwei Bearbeitungszentren 2, 2 und einen Roboter 3. Die beiden Bearbeitungszentren 2, 2 und der eine Roboter 3 sind so angeordnet, dass der Roboter 3 an den gegenüberliegenden Seiten des Roboters 3 zwischen den Bearbeitungszentren 2, 2 eingeschlossen ist. Jedes der Gehäuse 20, 20 der entsprechenden Bearbeitungszentren 2, 2 weist eine vordere Tür 24 auf. Ein Roboter 3 weist um den Roboter 3 vorgesehene Sicherheitsabsperrungen 34, 34 auf. Bei diesem Bearbeitungssystem 1 müssen nicht immer seitliche Türen an den Bearbeitungszentren 2, 2 vorgesehen sein.
Bei dem Bearbeitungssystem 1 gemäß der sechsten Ausführungsform kann eine Signalverwaltungseinheit 4 Signale, die Vordertürinformationen S2a, S2a zu den beiden Bearbeitungszentren 2, 2 angeben, und Signale, die Sicherheitsabsperrungsinformationen S3, S3 zu dem Roboter 3 angeben, kollektiv empfangen und ein Signal, das das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand der Bearbeitungszentren 2, 2 und des Roboters 3 angibt, an die jeweiligen Steuereinheiten der Bearbeitungszentren 2, 2 und des Roboters 3 ausgeben.
Wie vorstehend beschrieben, kann, selbst wenn mehrere Bearbeitungszentren 2 und/oder mehrere Roboter 3 in einem Bearbeitungssystem 1 vorgesehen sind, eine Signalverwaltungseinheit 4 nach wie vor sämtliche Informationsbausteine verbinden und ein Signal, das das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3 angibt, an jede der Steuereinheiten 21 und 31 ausgeben. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eines direkten Austauschs von Informationen zur Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft unter den Steuereinheiten 21 und 31. Dadurch entfällt ferner die Notwendigkeit der Vornahme einer Bestimmung der Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft durch jede der Steuereinheiten 21 und 31. Auf diese Weise wird bei einer Erhöhung der Anzahl der Bearbeitungszentren 2 und der der Roboter 3 das Ergebnis einer schnellen und effizienten Bestimmung der Betriebsbereitschaft oder Nichtbetriebsbereitschaft des Bearbeitungszentrums 2 und des Roboters 3 noch augenscheinlicher erzielt.
Die in jeder der 11, 13 und 15 gezeigte Signalverwaltungseinheit 4 ist unabhängig von sowohl dem Bearbeitungszentrum 2 als auch dem Roboter 3 angeordnet. Alternativ kann die Signalverwaltungseinheit 4 bei dem Bearbeitungszentrum 2 oder bei dem Roboter 3 angeordnet sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der Signalverwaltungseinheiten 4 eines Bearbeitungssystems nicht auf eine beschränkt. Wie in den 16 bis 19 gezeigt, kann die Signalverwaltungseinheit 4 als mehrere verteilte Signalverwaltungseinheiten 4 in einem Bearbeitungssystem 1 angeordnet sein. Durch Aufteilen der Signalverwaltungseinheit 4 auf mehrere Signalverwaltungseinheiten 4 kann die Last einer Signalverwaltungseinheit in Folge einer großen Menge an zu verbindenden Informationen verringert werden.
16 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems 1 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei diesem Beispiel ist die Signalverwaltungseinheit 4 als mehrere verteilte Signalverwaltungseinheiten 4 in dem in 10 gezeigten Bearbeitungssystem 1 gemäß der vierten Ausführungsform angeordnet. Die Signalverwaltungseinheit 4 gemäß der siebten Ausführungsform ist in eine Signalverwaltungseinheit 4A für ein Bearbeitungszentrum 2 und zwei Signalverwaltungseinheiten 4B, 4B für entsprechende zwei Roboter 3, 3 unterteilt. Die Signalverwaltungseinheit 4A ist so konfiguriert, dass sie Signale empfängt, die Vordertürinformationen S2a und Seitentürinformationen S2b, S2b zu dem entsprechenden Bearbeitungszentrum 2 angeben. Die Signalverwaltungseinheiten 4B, 4B sind so konfiguriert, dass sie Signale empfangen, die Sicherheitsabsperrungsinformationen S3, S3 zu den entsprechenden Robotern 3, 3 angeben.
Die Signalverwaltungseinheiten 4A und 4B, 4B sind so verbunden, dass ein empfangenes Signal unter den Signalverwaltungseinheiten 4A und 4B, 4B übermittelt und von den Signalverwaltungseinheiten 4A und 4B, 4B geteilt werden kann. Dadurch fungieren die Signalverwaltungseinheiten 4A und 4B, 4B in dem Bearbeitungssystem 1 im Wesentlichen als eine Signalverwaltungseinheit 4. Daher kann jede der drei Signalverwaltungseinheiten 4A und 4B, 4B auf der Grundlage einer Kombination der empfangenen Vordertürinformationen S2a, Seitentürinformationen S2b, S2b und Sicherheitsabsperrungsinformationen S3, S3 jeweils ein Signal, das das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand des Bearbeitungszentrums 2 und der Roboter 3, 3 angibt, an eine entsprechende der Steuereinheiten 21 und 31, 31 des Bearbeitungszentrum 2 und der Roboter 3, 3 ausgeben.
17 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems 1 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei diesem Beispiel ist die Signalverwaltungseinheit 4 als mehrere verteilte Signalverwaltungseinheiten 4 in dem in 14 gezeigten Bearbeitungssystem 1 gemäß der sechsten Ausführungsform angeordnet. Die Signalverwaltungseinheit 4 gemäß der achten Ausführungsform ist in zwei Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A für entsprechende zwei Bearbeitungszentren 2, 2 und eine Signalverwaltungseinheit 4B für einen Roboter 3 unterteilt. Die Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A sind so konfiguriert, dass sie Signale empfangen, die Vordertürinformationen S2a, S2a zu den entsprechenden Bearbeitungszentren 2, 2 angeben. Die Signalverwaltungseinheit 4B ist so konfiguriert, dass sie Signale empfängt, die Sicherheitsabsperrungsinformationen S3, S3 zu dem entsprechenden Roboter 3 angeben.
Die Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A und 4B sind so verbunden, dass ein empfangenes Signal unter den Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A und 4B übermittelt und von den Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A und 4B geteilt werden kann. Dadurch fungieren die drei Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A und 4B in dem Bearbeitungssystem 1 im Wesentlichen als eine Signalverwaltungseinheit 4. Daher kann jede der drei Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A und 4B auf der Grundlage einer Kombination der empfangenen Vordertürinformationen S2a, S2a und Sicherheitsabsperrungsinformationen S3, S3 jeweils ein Signal, das das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand der Bearbeitungszentren 2, 2 und des Roboters 3 angibt, an eine entsprechende der Steuereinheiten 21, 21 und 31 der Bearbeitungszentren 2, 2 und des Roboters 3 ausgeben.
Wenn mehrere Signalverwaltungseinheiten 4 in dem Bearbeitungssystem 1 vorgesehen sind, wie in den vorstehenden Fällen, müssen die Signalverwaltungseinheiten 4 nicht immer beispielsweise in einer Eins-zu-Eins-Beziehung zu dem Bearbeitungszentrum 2 und dem Roboter 3 angeordnet sein, wie in den 18 und 19 gezeigt.
18 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems 1 gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei diesem Beispiel ist die Signalverwaltungseinheit 4 als mehrere verteilte Signalverwaltungseinheiten 4 in dem in 10 gezeigten Bearbeitungssystem 1 gemäß der vierten Ausführungsform angeordnet. Die Signalverwaltungseinheit 4 gemäß der neunten Ausführungsform umfasst eine Signalverwaltungseinheit 4A, die von einem Bearbeitungszentrum 2 und einem Roboter 3 geteilt wird, und eine Signalverwaltungseinheit 4B für den einen verbleibenden Roboter 3. Diese beiden Signalverwaltungseinheiten 4A und 4B sind ebenfalls so verbunden, dass ein empfangenes Signal unter den Signalverwaltungseinheiten 4A und 4B übermittelt und von den Signalverwaltungseinheiten 4A und 4B geteilt werden kann. Dadurch fungieren, wie in den vorstehenden Fällen, die beiden Signalverwaltungseinheiten 4A und 4B in dem Bearbeitungssystem 1 im Wesentlichen als eine Signalverwaltungseinheit 4. Daher können die beiden Signalverwaltungseinheiten 4A und 4B auf der Grundlage einer Kombination der empfangenen Vordertürinformationen S2a, Seitentürinformationen S2b, S2b und Sicherheitsabsperrungsinformationen S3, S3 jeweils ein Signal, das das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand des Bearbeitungszentrums 2 und der Roboter 3, 3 angibt, an die entsprechenden Steuereinheiten 21 und 31, 31 des Bearbeitungszentrums 2 und der Roboter 3, 3 ausgeben.
19 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bearbeitungssystems 1 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei diesem Beispiel ist die Signalverwaltungseinheit 4 als mehrere verteilte Signalverwaltungseinheiten 4 in dem in 14 gezeigten Bearbeitungssystem 1 gemäß der sechsten Ausführungsform angeordnet. Die Signalverwaltungseinheit 4 gemäß der zehnten Ausführungsform umfasst zwei für zwei entsprechende Bearbeitungszentren 2, 2 angeordnete Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A. Eine dieser Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A ist so konfiguriert, dass sie von dem Roboter 3 geteilt wird. Diese beiden Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A sind ebenfalls so verbunden, dass ein empfangenes Signal unter den Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A übermittelt und von den Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A geteilt werden kann. Dadurch fungieren, wie inden vorstehenden Fällen, die Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A in dem Bearbeitungssystem 1 im Wesentlichen als eine Signalverwaltungseinheit 4. Daher können die beiden Signalverwaltungseinheiten 4A, 4A auf der Grundlage einer Kombination der empfangenen Vordertürinformationen S2a, S2a und Sicherheitsabsperrungsinformationen S3, S3 jeweils ein Signal, das einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand der Bearbeitungszentren 2, 2 und des Roboters 3 angibt, an die entsprechenden Steuereinheiten 21, 21 und 31 der Bearbeitungszentren 2, 2 und des Roboters 3 ausgeben.
Bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann der Roboter 3 anstelle oder zusätzlich zu einer Sicherheitsabsperrung einen Bereichssensor zur kontaktfreien Erfassung einer Annäherung eines Mitarbeiters aufweisen. In diesem Fall kann die Signalverwaltungseinheit 4 anstelle oder zusätzlich zu Informationen zu einem geöffneten/geschlossenen Zustand der Sicherheitsabsperrung ein Signal empfangen, das Informationen zur Erfassung oder Nichterfassung durch den Bereichssensor als Kriterium angibt, das zur Bestimmung verwendet wird, ob der Roboter 3 betriebsbereit oder nicht betriebsbereit ist.
Das vorstehend beschriebene Bearbeitungssystem 1 umfasst als Beispiel einer Werkzeugmaschine das Bearbeitungszentrum 2 und als Beispiel.einer Hilfsvorrichtung den Roboter 3. Dies ist jedoch nicht der einzige Fall. Die Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann jede Maschine sein, die durch Zusammenarbeit mit der Hilfsvorrichtung ein Bearbeitungsziel bearbeitet oder herstellt. Eine derartige Werkzeugmaschine ist nicht auf eine Maschine wie ein Bearbeitungszentrum oder eine Drahtfunkenerosionsmaschine beschränkt, sondern kann beispielsweise auch eine Spritzgießmaschine oder ein 3D-Drucker sein.
Die Hilfsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung muss eine Vorrichtung sein, die die Arbeit der Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine unterstützt. Genauer kann die Hilfsvorrichtung beispielsweise eine andere Transportvorrichtung zum Transportieren eines Bearbeitungsziels, eines Werkzeugs, etc. in eine und aus einer Werkzeugmaschine als ein Roboter, eine Bildaufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines Bilds des Innenbereichs einer Werkzeugmaschine, eine Messvorrichtung zur Vornahme verschiedener Messungen an einem von einer Werkzeugmaschine bearbeiteten oder gefertigten Bearbeitungsziel oder eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen des Innenbereichs einer Werkzeugmaschine sein. Damit ist eine von der Hilfsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführende Hilfsarbeit nicht auf die Arbeit des Wechselns oder der Entnahme eines Bearbeitungsziels beschränkt. Die Hilfsarbeit kann beispielsweise die Arbeit des Wechselns eines Bearbeitungswerkzeugs oder einer anderen Komponente einer Werkzeugmaschine, die Arbeit der Überprüfung des Innenbereichs einer Werkzeugmaschine, die Arbeit der Vornahme von Messungen an einem Bearbeitungsziel oder die Arbeit der Reinigung des Innenbereichs einer Werkzeugmaschine sein.
Ein betriebsbereiter Zustand oder ein nicht betriebsbereiter Zustand der Werkzeugmaschine und der Hilfsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den vorstehenden Zustand der Werkzeugmaschine und der Hilfsvorrichtung beschränkt, der die Sicherheit eines Mitarbeiters betrifft. Ein betriebsbereiter Zustand oder ein nicht betriebsbereiter Zustand der Werkzeugmaschine und der Hilfsvorrichtung kann beispielsweise ein normaler Zustand oder ein anormaler Zustand der Werkzeugmaschine und der Hilfsvorrichtung sein. Genauer kann der anomale Zustand der Werkzeugmaschine und der Hilfsvorrichtung beispielsweise ein Fehlschlagen des Greifens eines Werkstücks mit einer Aufspannvorrichtung oder einer Roboterhand, ein Fehlschlagen eines Einspannens eines Werkzeugs in eine Spindel der Werkzeugmaschine, eine übermäßige Ansammlung von Spänen oder ein Defekt eines Bearbeitungsziels sein.
Bezugszeichenliste

1: Bearbeitungssystem
2: Bearbeitungszentrum (Werkzeugmaschine)
21: Numerische Steuereinheit (Werkzeugmaschinensteuereinheit)
22: Stromversorgung
3: Roboter (Hilfsvorrichtung)
31: Robotersteuereinheit (Hilfsvorrichtungssteuereinheit)
32: Stromversorgung
4, 4A, 4B: Signalverwaltungseinheit
5: Stromversorgung
S2a: Vordertürinformationen (Informationen zu der Werkzeugmaschine als Kriterium, das zur Bestimmung verwendet wird, ob die Werkzeugmaschine und die Hilfsvorrichtung betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind)
S2b: Seitentürinformationen (Informationen zu der Werkzeugmaschine als Kriterium, das zur Bestimmung verwendet wird, ob die Werkzeugmaschine und die Hilfsvorrichtung betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind)
S3: Sicherheitsabsperrungsinformationen (Informationen zu der Hilfsvorrichtung als Kriterium, das zur Bestimmung verwendet wird, ob die Werkzeugmaschine und die Hilfsvorrichtung betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind)

Claims

Bearbeitungssystem (1), das umfasst: eine Werkzeugmaschine (2), eine Werkzeugmaschinensteuereinheit (21), die die Werkzeugmaschine (2) steuert, eine Hilfsvorrichtung (3), die die Werkzeugmaschine (2) unterstützt, und eine Hilfsvorrichtungssteuereinheit(31), die die Hilfsvorrichtung (3) steuert, wobei die Werkzeugmaschine (2) und die Hilfsvorrichtung (3) bei der Bearbeitung zusammenwirken und das Bearbeitungssystem umfasst: eine Signalverwaltungseinheit (4), die ein erstes Signal und ein zweites Signal empfängt, wobei das erste Signal Informationen (S2a, S2b) über einen Zugang zum Innenbereich eines Gehäuses (101) der Werkzeugmaschine (2) als Kriterium angibt, das zur Bestimmung verwendet wird, ob die Werkzeugmaschine (2) und die Hilfsvorrichtung (3) betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind, das zweite Signal Informationen (S3) über einen Zugang zu einer Umgebung der Hilfsvorrichtung (3) als Kriterium angibt, das zur Bestimmung verwendet wird, ob die Werkzeugmaschine (2) und die Hilfsvorrichtung (3) betriebsbereit oder nicht betriebsbereit sind, wobei die Signalverwaltungseinheit (4) auf der Grundlage des ersten Signals und des zweiten Signals ein drittes Signal an die Werkzeugmaschinensteuereinheit (21) und die Hilfsvorrichtungssteuereinheit(31) ausgibt, wobei das dritte Signal eigenständig auf der Grundlage des ersten Signals einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand der Werkzeugmaschine (2) und auf der Grundlage des zweiten Signals einen betriebsbereiten Zustand oder einen nicht betriebsbereiten Zustand der Hilfsvorrichtung (3) angibt.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Werkzeugmaschine (2) eine öffenbare/schließbare Tür aufweist, die Hilfsvorrichtung (3) eine öffenbare/schließbare Sicherheitsabsperrung und/oder einen Bereichssensor aufweist, die Informationen (S2a, S2b) zu der Werkzeugmaschine (2) Informationen zu einem geöffneten/geschlossenen Zustand der Tür sind, und die Informationen (S3) zu der Hilfsvorrichtung (3) Informationen zu einem geöffneten/geschlossenen Zustand der Sicherheitsabsperrung und/oder Informationen zur Erfassung oder Nichterfassung durch den Bereichssensor sind.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Signalverwaltungseinheit (4) in einen ersten Bereich (41), an dem das erste Signal empfangen wird, und einen zweiten Bereich (42) unterteilt ist, an dem das zweite Signal empfangen wird, der erste Bereich (41) der Signalverwaltungseinheit (4) eine Stromversorgung von der Werkzeugmaschine (2) erhält und der zweite Bereich (42) der Signalverwaltungseinheit (4) eine Stromversorgung von der Hilfsvorrichtung (3) erhält.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Signalverwaltungseinheit (4) durch eine Stromversorgung (22) von der Werkzeugmaschine (2), durch eine Stromversorgung (32) von der Hilfsvorrichtung (3) oder durch eine von der Werkzeugmaschine (2) und der Hilfsvorrichtung (3) unabhängige Stromversorgung (5) betrieben wird.
Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Signalverwaltungseinheit (4) an der Werkzeugmaschine (2) oder der Hilfsvorrichtung (3) oder unabhängig von der Werkzeugmaschine (2) und der Hilfsvorrichtung (3) vorgesehen ist.