DE102018218298A1

DE102018218298A1 - Bearbeitungssystem

Info

Publication number: DE102018218298A1
Application number: DE102018218298.1A
Authority: DE
Inventors: Kazutaka IMANISHI
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-11-01
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2019-05-02
Anticipated expiration: 2038-10-26
Also published as: JP6640816B2; JP2019086823A; US10625420B2; DE102018218298B4; CN109746911A; US20190126480A1; CN109746911B

Abstract

Dieses Bearbeitungssystem weist eine Werkzeugmaschine (10), eine numerische Steuerung (20), die einen Bearbeitungstisch (11) der Werkzeugmaschine (10) gemäß einem Bearbeitungsprogramm bewegt, einen Roboter (30), der einen Arbeitsvorgang an einem Werkstück (W) auf dem Bearbeitungstisch (11) durchführt, und eine Robotersteuereinheit (40) auf, wobei die numerische Steuerung (20) ausgebildet ist, um eine aktuelle Positionskoordinate des Bearbeitungstisches (11) zu senden, eine vorabgerufene Positionskoordinate des Bearbeitungstisches (11), die berechnet wird, indem das Bearbeitungsprogramm vorabgerufen wird und eine Beschleunigungs- und Verzögerungsinterpolation durchgeführt wird, und Zeitinformationen, die der aktuellen Positionskoordinate und der vorabgerufenen Positionskoordinate entsprechen, an die Robotersteuerung (40), wobei die Robotersteuerung (40) den Roboter (30) derart steuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters (30) der Bewegung des Bearbeitungstisches (11) unter Verwendung der aktuellen Positionskoordinate, der vorabgerufenen Positionskoordinate und der von der numerischen Steuerung (20) empfangenen Zeitinformationen folgt.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft ein Bearbeitungssystem, insbesondere ein Bearbeitungssystem mit einer Werkzeugmaschine und einem Roboter.
Stand der Technik
Bekannt ist ein Bearbeitungssystem, welches derart ausgebildet ist, dass vorabgerufene Bewegungsdaten einer Werkzeugmaschine, die durch Vorabruf eines Bearbeitungsprogramms einer numerischen Steuerung und Durchführung einer Interpolationsberechnung auf dem Bearbeitungsprogramm erhalten werden, und Zustandsdaten eines von einer Robotersteuerung erkannten Roboters an eine Interferenzprüfvorrichtung gesendet werden, wobei die Interferenz (d.h. „Störung“ bzw. „Beeinträchtigung“) zwischen der Werkzeugmaschine und dem Roboter durch die Interferenzprüfvorrichtung überprüft wird (siehe z.B. PTL 1).
Auch ein Bearbeitungssystem, das eine numerische Steuerung mit einer internen Uhr, eine Robotersteuerung mit einer internen Uhr und eine Referenzuhr umfasst und die die Werkzeugmaschine mit dem Roboter synchronisiert, ist ebenfalls bekannt (siehe z.B. PTL 2). Bei diesem Bearbeitungssystem sind die numerische Steuerung und die Robotersteuerung derart ausgebildet, dass sie so arbeiten, dass die Zeit ihrer internen Uhren jeweils derjenigen der Referenzuhr entspricht, wobei die numerische Steuerung und die Robotersteuerung andererseits so ausgebildet sind, dass sie die Zeit der Referenzuhr so einstellen, dass sie der Zeit ihrer internen Uhren entspricht, wenn die Zeit der internen Uhren nicht derjenigen der Referenzuhr entspricht.
Zitatliste
Patentliteratur

PTL 1: ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2017-16228
PTL 2: ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2009-279608

Zusammenfassung der Erfindung
Lösung des Problems
Bei dem herkömmlichen Bearbeitungssystem ist eine spezielle Vorrichtung, wie die Interferenzprüfvorrichtung und dergleichen, notwendig, um die Interferenz zwischen der Werkzeugmaschine und dem Roboter zu überprüfen. Denn die Werkzeugmaschine und der Roboter arbeiten nicht synchron, und eine Abweichung, die durch die Nicht-Synchronisation von Werkzeugmaschine und Roboter verursacht wird, muss jederzeit überwacht werden.
Bei diesem Bearbeitungssystem können die Werkzeugmaschine und der Roboter nur synchronisiert werden, wenn die Zeit der internen Uhren der numerischen Steuerung und der Robotersteuerung mit der der Referenzuhr übereinstimmt. Daher ist immer eine Verarbeitung erforderlich, um die Zeit der internen Uhren mit der der Referenzuhr zu vergleichen. Außerdem müssen die Operationen des Bearbeitungssystems unterbrochen werden, wenn die Zeit der internen Uhren und die der Referenzuhr nicht übereinstimmen.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorgenannten Umstände gemacht, wobei es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein Bearbeitungssystem bereitzustellen, das es dem Roboter ermöglicht, der Werkzeugmaschine mit hoher Präzision zu folgen, was nicht unbedingt erfordert, dass die Zeit der internen Uhren der Werkzeugmaschine und des Roboters derjenigen der Referenzuhr entspricht, ohne dabei eine spezielle Synchronisationsvorrichtung, wie eine Interferenzprüfvorrichtung und dergleichen, zu verwenden.
Lösung des Problems
Um das oben genannte Problem zu lösen, verwendet die vorliegende Erfindung die folgenden Mittel.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bearbeitungssystem, umfassend: eine Werkzeugmaschine, die ein auf einem Bearbeitungstisch positioniertes Werkstück bearbeitet; eine numerische Steuerung, die ein Bearbeitungsprogramm speichert und den Bearbeitungstisch entsprechend dem Bearbeitungsprogramm bewegt; einen Roboter, der einen vorbestimmten Arbeitsvorgang an dem Werkstück durchführt, die von der Werkzeugmaschine bearbeitet wird; und eine Robotersteuereinheit, die den Roboter steuert, wobei die numerische Steuerung ausgebildet ist, um aktuelle Positionskoordinaten des Bearbeitungstisches zu erhalten, und vorabgerufene Positionskoordinaten des Bearbeitungstisches zu einem Vorabrufzeitpunkt durch Vorabruf des Bearbeitungsprogramms und Ausführen einer Beschleunigungs- und Verzögerungsinterpolation während der Bewegung des Bearbeitungstisches berechnet, und die an die Robotersteuerung die aktuellen Positionskoordinaten, die vorabgerufenen Positionskoordinaten und Informationen über Zeiten sendet, die jeweils den aktuellen Positionskoordinaten und den vorabgerufenen Positionskoordinaten entsprechen, und wobei die Robotersteuerung den Roboter so steuert, dass ein distaler Endabschnitt des Roboters der Bewegung des Bearbeitungstisches folgt, indem sie die aktuellen Positionskoordinaten, die vorabgerufenen Positionskoordinaten und die Informationen über die Zeiten verwendet, die die Robotersteuerung von der numerischen Steuerung erhält.
In dieser Ausführungsform sendet die numerische Steuerung die aktuellen Positionskoordinaten und die vorabgerufenen Positionskoordinaten des Bearbeitungstisches an die Robotersteuerung, und die Robotersteuerung steuert den Roboter so, dass der distale Endabschnitt des Roboters der Bewegung des Bearbeitungstisches unter Verwendung der empfangenen aktuellen Positionskoordinaten und der vorabgerufenen Positionskoordinaten des Bearbeitungstisches folgt. Die aktuellen Positionskoordinaten des Bearbeitungstisches werden im Allgemeinen von vielen der numerischen Steuerungen erhalten, und die vorabgerufenen Positionskoordinaten des Bearbeitungstisches werden im Allgemeinen von vielen der numerischen Steuerungen berechnet, um die Bearbeitung durchzuführen. Dementsprechend ist es in der Lage, eine Zunahme von Arbeitsvorgängen auf der Seite der numerischen Steuerung zu begrenzen. Als aktuelle Positionskoordinate des Bearbeitungstisches kann entweder eine von einer Sollposition oder eine von einem Sensor gemessene Position verwendet werden.
Während die Robotersteuerung eine Operationstrajektorie des distalen Endabschnitts des Roboters berechnet und kinematische Berechnungen auf einer Operationstrajektorie des distalen Endabschnitts des Roboters in Abhängigkeit von den aktuellen Positionskoordinaten und den vorabgerufenen Positionskoordinaten durchführt, die zur Steuerung der Bewegung des Bearbeitungstisches verwendet werden, um Drehwinkel der Motoren der Gelenke zur Erreichung der Operationstrajektorie zu berechnen. Dadurch ist es möglich, die hochpräzise Nachführsteuerung des Roboters zu erreichen. Zusätzlich zu den Positionskoordinaten werden auch die Zeitinformationen von der numerischen Steuerung gesendet, so dass zeitliche Änderungen der Positionskoordinaten auf der Seite der Robotersteuerung berücksichtigt werden können, so dass die Nachführsteuerung des Roboters auch dann durchgeführt werden kann, wenn die Steuerungszyklen der numerischen Steuerung und der Robotersteuerung unterschiedlich sind.
Mit dem obigen Aspekt wird bevorzugt, dass der Bearbeitungstisch ausgebildet ist, um eine Vielzahl von Werkstücken auf dem Bearbeitungstisch zu positionieren, wobei die Robotersteuerung den Roboter so steuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters der Bewegung des Bearbeitungstisches folgt, indem sie relative Positionsinformationen der Werkstücke verwendet, wobei die relative Positionsinformation eine Positionsbeziehung der Vielzahl von Werkstücken auf dem Bearbeitungstisch zeigt.
Wenn hierbei derselbe Bearbeitungsvorgang an jedem der Werkstücke auf dem Bearbeitungstisch durchgeführt wird, kann die Vielzahl der Werkstücke mit einem Bearbeitungsprogramm bearbeitet werden, ohne das Bearbeitungsprogramm auf jedes der Werkstücke in der numerischen Steuerung einzustellen. Zu diesem Zeitpunkt liest die numerische Steuerung das gleiche Bearbeitungsprogramm für die Bearbeitung der Werkstücke und verschiebt die Position des Bearbeitungstisches in Abhängigkeit von der Position des Werkstücks.
Mit der obigen Konfiguration wird der Roboter so gesteuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters der Bewegung des Bearbeitungstisches folgt, indem er die relative Positionsinformation der Werkstücke entsprechend der verschobenen Menge verwendet, was für die Steuerung der Zunahme der Arbeitsvorgänge auf der Seite der numerischen Steuerung vorteilhaft ist.
Mit dem obigen Aspekt führt der Roboter, vorzugsweise, einen vorbestimmten Arbeitsvorgang am Werkstück durch, das von der Werkzeugmaschine bearbeitet wird, während der Roboter der Bewegung des Bearbeitungstisches folgt, indem er ein Werkzeug verwendet, das am distalen Endabschnitt des Roboters montiert ist.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, dass der Roboter den vorgegebenen Arbeitsvorgang gleichzeitig mit der Bewegung des Bearbeitungstisches durchführt, ohne die Bewegung des Bearbeitungstisches auszusetzen, was eine Verkürzung der Zykluszeit ermöglicht und für die Verbesserung der Produktionseffizienz von Vorteil ist.
Mit dem obigen Aspekt steuert die Robotersteuerung den Roboter vorzugsweise so, dass der distale Endabschnitt des Roboters der Bewegung des Bearbeitungstisches in einem Zustand folgt, in dem sich der Bearbeitungstisch nach Abschluss der Arbeitsvorgänge am Werkstück mit der Werkzeugmaschine bewegt.
Mit dieser Konfiguration kann beispielsweise nach dem Positionieren eines Werkstücks auf dem Bearbeitungstisch und nach Abschluss der Bearbeitung des Werkstücks durch die Werkzeugmaschine sowie in einem Zustand, in dem sich der Bearbeitungstisch bewegt, der Aufnahmevorgang des Werkstücks durch den Roboter unter Beibehaltung der Bewegung des Bearbeitungstisches und ohne Unterbrechung der Bewegung des Bearbeitungstisches durchgeführt werden, was für die Verkürzung der Zykluszeit vorteilhaft ist.
Mit dem obigen Aspekt steuert die Robotersteuerung den Roboter vorzugsweise so, dass der distale Endabschnitt des Roboters der Bewegung des Bearbeitungstisches folgt, indem sie die aktuellen Positionskoordinaten, die von der numerischen Steuerung empfangenen vorabgerufenen Positionskoordinaten und die Informationen der Zeiten, die jeweils den aktuellen Positionskoordinaten und den vorabgerufenen Positionskoordinaten entsprechen, verwendet und weiterhin die zuvor empfangenen Positionskoordinaten und deren Zeitinformationen verwendet.
Bei dieser Konfiguration verwendet die Robotersteuerung die aktuellen Positionskoordinaten, die vorabgerufenen Positionskoordinaten, deren Zeitinformationen und verwendet weiterhin die zuvor empfangenen Positionskoordinaten und deren Zeitinformationen. Daher ist es möglich, die Berechnungseffizienz für die Berechnung der Operationstrajektorie des distalen Endabschnitts des Roboters zu verbessern, um dem Bearbeitungstisch zu folgen, was für die Erreichung der hochpräzisen Nachführsteuerung des Roboters von Vorteil ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Nach der vorliegenden Erfindung ist es nicht unbedingt erforderlich, interne Uhren einer Werkzeugmaschine und eines Roboters korrespondierend zu einer Referenzuhr zu machen, wobei der Roboter der Werkzeugmaschine mit hoher Präzision folgen kann, ohne eine spezielle Synchronisationsvorrichtung wie eine Interferenzprüfvorrichtung und dergleichen zu verwenden, und außerdem kann der Roboter den vorbestimmten Arbeitsvorgang auf einem Bearbeitungstisch durchführen, während der Bearbeitungstisch in Bewegung gehalten wird, ohne die Bewegung des Bearbeitungstisches auszusetzen, was für die Verkürzung der Zykluszeit von Vorteil ist.
Figurenliste

1 ist eine schematische Vorderansicht eines Bearbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils einer Werkzeugmaschine des Bearbeitungssystems der Ausführungsform.
3 ist ein Blockdiagramm einer numerischen Steuerung des Bearbeitungssystems der Ausführungsform.
4 ist ein Beispiel für Interpolationsdaten, die von der numerischen Steuerung der Ausführungsform berechnet wurden.
5 ist ein Beispiel für die von der numerischen Steuerung der Ausführungsform berechneten Interpolationsdaten.
6 ist ein Blockdiagramm einer Robotersteuerung des Bearbeitungssystems der Ausführungsform.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Steuerung der Ausführungsform durch die Robotersteuerung zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Steuerung der Ausführungsform durch die Robotersteuerung zeigt.
9 zeigt ein Beispiel für Interpolationsdaten, die von der Robotersteuerung der Ausführungsform berechnet wurden.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ein Bearbeitungssystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Dieses Bearbeitungssystem umfasst eine Werkzeugmaschine 10, wie z.B. eine NC-Werkzeugmaschine, und dergleichen, für die Bearbeitung von Werkstücken W, die auf einem Bearbeitungstisch 11 gehalten werden, eine numerische Steuerung 20, die ein Bearbeitungsprogramm 23b speichert (siehe 3), und die den Bearbeitungstisch 11 gemäß dem Bearbeitungsprogramm 23b bewegt, einen Roboter 30, der einen vorbestimmten Arbeitsvorgang an den Werkstücken W durchführt, die von der Werkzeugmaschine 10 bearbeitet werden, und eine Robotersteuereinheit 40, die den Roboter 30 steuert.
Die Werkzeugmaschine 10 weist einen Bearbeitungstisch 11, eine Tischbewegungseinrichtung 12, die den Bearbeitungstisch 11 entlang einer X-Richtung (eine horizontale Richtung) und einer Y-Richtung (eine horizontale Richtung) bewegt, die senkrecht zur X-Richtung ist, und eine Werkzeugantriebseinrichtung 13 auf, die an einer Oberseite des Bearbeitungstisches 11 angeordnet ist und ein Schneidwerkzeug T, wie einen Fräser, einen Bohrer und dergleichen, zum Zwecke der Bearbeitung hält und antreibt. Der Bearbeitungstisch 11 hat eine bekannte Struktur, wobei die Werkstücke W direkt oder mittels einer Einrichtung oder dergleichen auf dem Bearbeitungstisch 11 positioniert oder fixiert werden. In dieser Ausführungsform sind die Werkstücke W an jeweils zwei Positionen positioniert, die auf dem Bearbeitungstisch 11 in X-Richtung ausgerichtet sind.
Die Tischbewegungseinrichtung 12 weist eine Schiene 12a auf, die an einem Hauptkörper 10a der Werkzeugmaschine 10 befestigt ist und sich entlang der X-Richtung erstreckt, einen Bewegungstisch 12b, der von der Schiene 12a in X-Richtung beweglich getragen wird, und eine Schiene 12c, die auf dem Bewegungstisch 12b vorgesehen ist, um sich entlang der Y-Richtung zu erstrecken, wobei der Bearbeitungstisch 11 auf der Schiene 12c gelagert ist, um in Y-Richtung beweglich zu sein. Die Tischbewegungseinrichtung 12 umfasst weiterhin eine X-Richtungs-Antriebseinrichtung 12d mit einem Motor, einem Winkelgeber, einer Kugelumlaufspindel und dergleichen zum Bewegen des Bewegungstisches 12b entlang der X-Richtung und eine Y-Richtungs-Antriebseinrichtung 12e mit einem Motor, einem Winkelgeber, einer Kugelumlaufspindel und dergleichen zum Bewegen des Bearbeitungstisches 11 entlang der Y-Richtung in Bezug auf den Bewegungstisch 12b. Außerdem kann die Tischbewegungseinrichtung 12 dazu ausgebildet sein, den Bearbeitungstisch 11 ebenfalls in eine Z-Richtung (vertikale Richtung) zu bewegen.
Die X-Richtungs-Antriebseinrichtung 12d, die Y-Richtungs-Antriebseinrichtung 12e und die Werkzeugantriebseinrichtung 13 sind mit der numerischen Steuerung 20 verbunden und werden von der numerischen Steuerung 20 gesteuert.
Wie in 3 dargestellt, umfasst die numerische Steuerung 20 eine Steuerung 21 mit beispielsweise einer CPU, einem RAM und dergleichen, eine Anzeige 22, eine Speichereinheit 23 mit einem nichtflüchtigen Speicher, einem ROM und dergleichen und eine Eingabeeinrichtung 24 mit einem Touchscreen, einer Eingabetaste und dergleichen. Die Eingabeeinrichtung 24 kann so ausgebildet sein, dass sie eine drahtlose Kommunikation mit der numerischen Steuerung 20 durchführen kann.
In der Speichereinheit 23 ist ein Systemprogramm 23a gespeichert, wobei das Systemprogramm 23a eine Grundfunktion der numerischen Steuerung 20 bietet. Außerdem ist in der Speichereinheit 23 mindestens ein Bearbeitungsprogramm 23b zum Steuern der X-Richtungs-Antriebseinrichtung 12d, der Y-Richtungs-Antriebseinrichtung 12e und der Werkzeugantriebseinrichtung 13 der Werkzeugmaschine 10 zur Durchführung der Bearbeitung gespeichert.
Das Bearbeitungsprogramm 23b ist beispielsweise ein Befehlssatz, der ein von der Werkzeugantriebseinrichtung 13 gehaltenes Schneidwerkzeug T und das auf dem Bearbeitungstisch 11 gehaltene Werkstück W relativ entlang einer Bearbeitungstrajektorie basierend auf CAD-Daten und dergleichen bewegt, während eine Drehung oder dergleichen des Schneidwerkzeugs T gesteuert wird. Gemäß dieser Ausführungsform bewegt sich der Bearbeitungstisch 11, wenn das Werkstück W entlang einer Bearbeitungstrajektorie L1 bearbeitet wird, wie in 2 dargestellt, in X-Richtung und in Y-Richtung in Bezug auf das Schneidwerkzeug T entlang einer Trajektorie L2.
Ein Bearbeitungssteuerungsprogramm 23c ist ebenfalls im Speicher 23 gespeichert. Die Steuerung 21 wird durch das Bearbeitungssteuerungsprogramm 23c betrieben, um zunächst die aktuelle Positionsinformation (aktuelle Positionskoordinateninformation) des Bearbeitungstisches 11 und dessen Zeit zu erhalten. Die Position des Bearbeitungstisches 11 wird auf der Grundlage von erfassten Daten und dergleichen des Winkelgebers der X-Richtungs-Antriebseinrichtung 12d und der Y-Richtungs-Antriebseinrichtung 12e ermittelt.
Außerdem wird die Steuerung 21 durch das Bearbeitungssteuerungsprogramm 23c betrieben, wobei die Steuerung 21 Befehle des Bearbeitungsprogramms 23b vorabruft, die dem aktuellen Befehl mehrere Sätze voraus sind, und erhält Informationen über einen Schnittstartpunkt, einen Schnittendpunkt, ein Schneidverfahren (gerade Linie, gekrümmte Linie und dergleichen), Schnitttiefe und dergleichen der jeweiligen Bearbeitungstrajektorien, die in der Vielzahl der Befehle enthalten sind, wobei die Steuerung 21 Bearbeitungsdetailinformationen zwischen dem Schnittstartpunkt und dem Schnittendpunkt gemäß diesen Informationen berechnet. Die Bearbeitungsdetailinformationen beinhalten Informationen, die für jede der Bearbeitungstrajektorien berechnet wurden, d.h. Informationen über eine bewegliche Position (eine Zielposition) des Bearbeitungstisches 11 (vorabgerufene Positionskoordinateninformationen), die sich zwischen dem Schnittstartpunkt und dem Schnittendpunkt jeweils für die vorbestimmten vorabgerufenen Zeiten bewegt (Interpolationsbearbeitung).
Die Vielzahl der vorgegebenen vorabgerufenen Zeiten sind beispielsweise vorabgerufene Zeiten T_k+1 , T_k+2 ,..., die alle paar Millisekunden ab der aktuellen Zeit T_k eingestellt werden. So werden beispielsweise, wie in den 4 und 5 dargestellt, die Bewegungspositionen in X-Richtung und in Y-Richtung jeweils zu jeder vorgegebenen Zeit berechnet.
Wenn die Bewegungsposition pro jeder vorbestimmten Vorabrufzeit zwischen dem Schnittstartpunkt und dem Schnittendpunkt auf jeder der Bearbeitungstrajektorien berechnet wird, wird eine Relativgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs T und des Werkstücks W in Abhängigkeit von der Bearbeitungsbahn, der Frästiefe und dergleichen berechnet, was bedeutet, dass die Relativgeschwindigkeit (Beschleunigungs- und Verzögerungsinterpolation) zu jeder vorbestimmten Vorabrufzeit auf die Bewegungsposition abgebildet wird. Das heißt, wenn die Relativgeschwindigkeit klein ist, wird ein Bewegungsbetrag zwischen den benachbarten Bewegungspositionen kleiner.
Ein Interpolationsdatenübertragungsprogramm 23d wird ebenfalls in der Speichereinheit 23 gespeichert. Es ist dazu ausgebildet, dass die Steuerung 21 durch das Interpolationsdatenübertragungsprogramm 23d betrieben wird, wobei die Steuerung 21 die vorabgerufenen Positionskoordinateninformationen unter den berechneten Bearbeitungsdetailinformationen sendet, Zeitinformationen (entsprechende Vorabrufzeitinformationen), die jeder der Vielzahl der vorabgerufenen Positionskoordinaten (Bewegungspositionen des Bearbeitungstisches 11) entsprechen, die in den vorabgerufenen Positionskoordinateninformationen enthalten sind, die aktuellen Positionskoordinateninformationen, die die aktuelle Position des Bearbeitungstisches 11 sind, und dessen Bezugszeitinformationen an die Robotersteuereinheit 40 zu jeder vordefinierten Zeit.
Gemäß dieser Ausführungsform wird zusätzlich zu den neuesten aktuellen Positions-Koordinateninformationen die Vielzahl der vorherigen aktuellen Positions-Koordinateninformationen zusammen mit dessen Bezugszeit an die Robotersteuerung 41 gesendet. Außerdem erfolgt eine solche Übertragung pro Zyklus, bei dem die numerische Steuerung 20 die Bearbeitungsdetailinformationen berechnet (ein Interpolationszyklus). Es ist zu beachten, dass die Übertragung der Informationen der aktuellen Zeit entfallen kann.
Der Roboter 30 führt vorbestimmte Operationen bzw. Arbeitsvorgänge durch, wie z.B. einen Aufnahmevorgang der auf dem Bearbeitungstisch 11 der Werkzeugmaschine 10 platzierten Werkstücke W, einen Installationsvorgang der Werkstücke W, eine Bearbeitung der Werkstücke W, einen Entgratungsvorgang, eine Inspektion auf bearbeiteten Oberflächen, einen Reinigungsvorgang der Werkzeugmaschine 10 und dergleichen unter Verwendung eines an einem distalen Endabschnitt des Roboters 30 montierten Werkzeugs. Der Roboter 30 weist eine Vielzahl von Armgliedern und Gelenken auf, wobei der Roboter 30 auch eine Vielzahl von Servomotoren 31 aufweist, die jeweils die Vielzahl von Gelenken antreiben (siehe 6). Als Servomotoren 31 können alle Arten von Servomotoren, wie z.B. Drehmotoren, Linearmotoren und dergleichen verwendet werden. Jeder der Servomotoren 31 verfügt über eine eingebaute Betriebslagenerkennungseinrichtung, wie beispielsweise einen Winkelgeber zum Erkennen einer Betriebslage des Servomotors 31, wobei erfasste Werte der Betriebslagenerkennungseinrichtung an die Robotersteuereinheit 40 gesendet werden.
Ein Werkzeug 32 ist am distalen Endabschnitt des Roboters 30 montiert, wobei die vorbestimmten Operationen von dem Werkzeug 32 durchgeführt werden. In dieser Ausführungsform ist der Roboter 30 ausgebildet, um den Aufnahmevorgang der Werkstücke W vom Bearbeitungstisch 11 aus durchzuführen, wobei als Werkzeug 32 am distalen Endabschnitt des Roboters 30 ein Spannfutter, das eine Halteeinrichtung zum Halten des Werkstücks W, eine Saugeinrichtung oder dergleichen ist, montiert ist.
Wie in 6 dargestellt, weist die Robotersteuereinheit 40 eine Robotersteuerung 41 mit beispielsweise CPU, RAM und dergleichen, eine Anzeige 42, eine Speichereinheit 43 mit einem nichtflüchtigen Speicher, ROM und dergleichen, eine Vielzahl von Servosteuerungen 44, die jeweils den Servomotoren 31 des Roboters 30 entsprechen, und ein mit der Robotersteuereinheit 40 verbundenes und von einem Bediener tragbares Programmierhandgerät 45 auf. Es ist möglich, das Programmierhandgerät 45 so zu konfigurieren, dass es eine drahtlose Kommunikation mit der Robotersteuereinheit 40 durchführen kann.
Ein Systemprogramm 43a ist in der Speichereinheit 43 gespeichert, wobei das Systemprogramm 43a eine Grundfunktion der Robotersteuereinheit 40 bereitstellt. Außerdem ist mindestens ein Betriebsprogramm 43b in der Speichereinheit 43 gespeichert.
Die Robotersteuerung 41 wird vom Systemprogramm 43a betrieben, liest das Betriebsprogramm 43b und ein Tracking-(„Nachführ“-) Programm 43c, die in der Speichereinheit 43 gespeichert sind, um sie zeitweilig in einem RAM zu speichern, und sendet Steuersignale an die Servosteuerungen 44 gemäß dem eingelesenen Betriebsprogramm 43b und dem Tracking-Programm 43c, die die Servoverstärker der Servomotoren 31 des Roboters 30 steuern und auch Steuersignale an eine Antriebseinrichtung 32a des Werkzeugs 32, wie beispielsweise einen Luftzylinder und dergleichen senden (siehe 6) .
Die Robotersteuereinheit 40 erkennt ein Roboterkoordinatensystem, das auf den Roboter 30 eingestellt ist. Außerdem erkennt die Robotersteuereinheit 40 auch ein auf die Werkzeugmaschine 10 eingestelltes Werkzeugmaschinenkoordinatensystem und eine Koordinatenkorrespondenzbeziehung zwischen dem Roboterkoordinatensystem und dem Werkzeugmaschinenkoordinatensystem. So wird beispielsweise ein Kalibrierwerkzeug am distalen Endabschnitt des Roboters 30 montiert, wobei das Kalibrierwerkzeug in eine erste Bohrung eingeführt wird, die an einer Ursprungsposition auf dem Bearbeitungstisch 11 vorgesehen ist, wobei das Kalibrierwerkzeug auch in eine zweite Bohrung eingeführt wird, die sich an einer Position befindet, die in X-Richtung von der ersten Bohrung in dem Bearbeitungstisch 11 verschoben ist, so dass die Robotersteuereinheit 40 das Koordinatensystem der Werkzeugmaschine und die Koordinatenkorrespondenzbeziehung erkennen kann.
Die beiden Werkstücke W befinden sich auf dem Bearbeitungstisch 11, die Robotersteuereinheit 40 steuert den Roboter 30, um den Aufnahmevorgang für eines der Werkstücke W durchzuführen, während das Schneidwerkzeug T das andere Werkstück W schneidet. Mit anderen Worten, die Robotersteuereinheit 40 steuert den Roboter 30, um den Aufnahmevorgang für eines der Werkstücke W in einem Zustand durchzuführen, in dem sich der Bearbeitungstisch 11 in X-Richtung und Y-Richtung bewegt, um den Bearbeitungsvorgang am anderen Werkstück W durchzuführen.
Ein Beispiel für die Arbeitsvorgänge gemäß dem Betriebsprogramm 43b und dem Tracking-Programm 43c der Robotersteuerung 41 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Hier wird auf dem Bearbeitungstisch 11 eines der Werkstücke W (im Folgenden als erstes Werkstück W bezeichnet) an der Ursprungsposition positioniert, und ein anderes der Werkstücke W (im Folgenden als zweites Werkstück W bezeichnet) an einer Position, die um einen vorgegebenen Abstand in Richtung einer X-Achsenrichtung von der Ursprungsposition entfernt ist, z.B. wird das zweite Werkstück W an einer Position positioniert, die 200 mm von der Ursprungsposition entfernt ist. Eine Relativposition des ersten Werkstückes W und des zweiten Werkstückes W, die sich auf dem Bearbeitungstisch 11 befinden (Relativ-Positionsinformation der Werkstücke), wird von der numerischen Steuerung 20 an die Robotersteuereinheit 40 gesendet und im Speicher 43 der Robotersteuereinheit 40 gespeichert.
Nachdem der Bearbeitungsvorgang am zweiten Werkstück W abgeschlossen ist und der Bearbeitungsvorgang am ersten Werkstück W gestartet ist, und wenn die Robotersteuerung 41 ein Informationssignal, das Informationen über die Bearbeitung des Werkstücks W liefert, und ein Austauschanforderungssignal, das den Austausch des zweiten Werkstücks W anfordert, von der Steuerung 21 empfängt (S1-1), bewegt die Robotersteuerung 41 den distalen Endabschnitt des Roboters 30 gemäß dem Betriebsprogramm 43b zur Seite des zweiten Werkstücks W (S1-2).
Wenn ein Abstand zwischen dem distalen Endabschnitt des Roboters 30 und dem Bearbeitungstisch 11 kürzer als ein vorgegebener Wert wird (S1-3), beginnt die Robotersteuerung 41, Tracking-Daten (siehe unten) zu erzeugen, um den distalen Endabschnitt des Roboters 30 der Bewegung des Bearbeitungstisches 11 gemäß dem Tracking-Programm 43c folgen zu lassen (S1-4). Dabei verwendet die Robotersteuerung 41 die erzeugten Tracking-Daten und das Betriebsprogramm 43b und beginnt, die Steuersignale an die Servosteuerungen 44 zu senden, so dass das am distalen Endabschnitt des Roboters 30 angebrachte Werkzeug 32 an einer Position platziert wird, die in der Lage ist, das zweite Werkstück W in einem Zustand zu halten, in dem der distale Endabschnitt des Roboters 30 der Bewegung des Bearbeitungstisches 11 folgt (S1-5).
Wenn dabei das Werkzeug 32 an einer Position platziert wird, die in der Lage ist, das zweite Werkstück W aufzunehmen, d.h. wenn ein Absolutwert einer Differenz zwischen der Position des Werkzeugs 32 und der Zielposition kleiner als ein vorgegebener Wert wird (S1-6), dann sendet die Robotersteuerung 41 Steuersignale an die Antriebseinrichtung 32a, so dass das zweite Werkstück W vom Werkzeug 32 in einem Zustand gehalten wird, in dem der distale Endabschnitt des Roboters 30 der Bewegung des Bearbeitungstisches 11 folgt (S1-7). Anschließend sendet die Robotersteuerung 41 die Steuersignale an die Servosteuerungen 44, so dass das gehaltene zweite Werkstück W vom Roboter 30 in einem Zustand aufgenommen wird, in dem der distale Endabschnitt des Roboters 30 der Bewegung des Bearbeitungstisches 11 folgt (S1-8).
So werden beispielsweise in den Schritten S1-5 bis S1-8 die Bewegungen des distalen Endabschnitts des Roboters 30 in X- und Y-Richtung gemäß den Tracking-Daten gesteuert, und die Bewegung des distalen Endabschnitts des Roboters 30 in Z-Richtung und die Bewegung des Werkzeugs 32 werden gemäß dem Betriebsprogramm 43 gesteuert. Wenn der Abstand zwischen dem distalen Endabschnitt des Roboters 30 und dem Bearbeitungstisch 11 einen vorbestimmten Wert überschreitet (S1-9), werden die Bewegungen des distalen Endabschnitts des Roboters 30 und die Bewegung des Werkzeugs 32 nur unter Verwendung des Betriebsprogramms 43b gesteuert (S1-10). Dadurch wird das gehaltene zweite Werkstück W an einem vorgegebenen Werkstückspeicherplatz platziert.
Nachdem die Bearbeitung des ersten Werkstücks W abgeschlossen und die Bearbeitung des zweiten Werkstücks W begonnen wurde, wird auch das erste Werkstück W vom Roboter 30 aufgenommen, wie dies bei dem zweiten Werkstück W der Fall ist, der vom Roboter 30 aufgenommen wird.
So wird beispielsweise das Bearbeitungsprogramm 43b so erstellt, dass der distale Endabschnitt des Roboters 30 auf die Seite des Bearbeitungstisches 11 bewegt wird, das Werkstück W auf dem Bearbeitungstisch 11 vom Werkzeug 32 gehalten wird und das gehaltene Werkstück W von der Werkzeugmaschine 10 in einem Zustand aufgenommen wird, in dem die Bewegung des Bearbeitungstisches 11 ausgesetzt ist. Daher wird, wie vorstehend beschrieben, unter Verwendung des Betriebsprogramms 43b und der Tracking-Daten, wenn sich der distale Endabschnitt des Roboters 30 dem Werkstück W nähert, das Werkstück W von dem am distalen Endabschnitt des Roboters 30 angebrachten Werkzeug 32 gehalten, und das gehaltene Werkstück W wird von der Werkzeugmaschine 10 aufgenommen, während der distale Endabschnitt des Roboters 30 der Bewegung des Bearbeitungstisches 11 folgt.
Ein Beispiel für die Arbeitsvorgänge der Robotersteuerung 41 gemäß dem Tracking-Programm 43c beim Erstellen der Tracking-Daten wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Zunächst berechnet, wenn JA in Schritt S1-3 bestimmt wird (S2-1), die Robotersteuerung 41 die Position der Tabelle zum aktuellen Zeitpunkt t_k bei jedem Interpolationszyklus (S2-2), und berechnet auch Interpolationsdaten der Positionen der Tabelle zu den vorabgerufenen Zeiten t_k+1 ,t_k+2 ... bei jedem Interpolationszyklus (S2-3) entsprechend den aktuellen Positions-Koordinateninformationen, Informationen über deren Bezugszeit, vorababgerufene Positions-Koordinateninformationen, und entsprechende Vorabrufzeitinformationen, die von der numerischen Steuerung 20 gesendet werden. In dieser Ausführungsform ist der Interpolationszyklus der Robotersteuerung 41 länger als der der Steuerung 21 der numerischen Steuerung 20, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Ein Berechnungsbeispiel für die Position des Bearbeitungstisches 11 in X-Richtung ist in 9 dargestellt. In 9 wird die Position des Bearbeitungstisches 11 in X-Richtung zu einer Bezugszeit T_k gemäß den letzten aktuellen Positions-Koordinateninformationen und deren Bezugszeit, die von der numerischen Steuerung 20 gesendet werden, dargestellt. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass es Zeit benötigt, um den Sendeprozess, den Empfangsprozess und dergleichen auszuführen, ist die Bezugszeit T_k eine Zeit in der Vergangenheit im Vergleich zur aktuellen Zeit t_k in der Robotersteuerung 41. So kann beispielsweise ein Verzögerungsbetrag der Bezugszeit T_k gegenüber der aktuellen Zeit t_k als eine bestimmte Zeitspanne eingestellt sein.
In 9 sind auch eine Position zur unmittelbar vorhergehenden Bezugszeit T_k-1 und eine Position zur zweiten vorhergehenden Bezugszeit T_k-2 dargestellt.
Gemäß den vorabgerufenen Positions-Koordinateninformationen werden die Positionen des Bearbeitungstisches in X-Richtung zu den Vorabrufzeiten T_k+1 , T_k+2 , T_k+3 ebenfalls in 9 dargestellt.
Es ist möglich, die Position des Bearbeitungstisches in X-Richtung zum aktuellen Zeitpunkt t_k zu berechnen, indem man die Positionsinformationen des Bearbeitungstisches 11 zu den Bezugszeiten T_k , T_k-1 , T_k-2 und die Positionsinformationen des Bearbeitungstisches 11 zu den vorabgerufenen Zeiten T_k+1 , T_k+2 , T_k+3 verwendet, um beispielsweise eine ungefähre Kurve und dergleichen zu erzeugen. Ebenso ist es möglich, die Position in X-Richtung zu früheren Zeiten t_k-1 , t_k-2 zu berechnen.
Dabei können die Positionen der ungefähren Kurven und dergleichen der vorabgerufenen Zeiten t_k+1 , t_k+2 relativ zur aktuellen Zeit t_k als Interpolationsdaten der vorabgerufenen Zeiten t_k+1 , t_k+2 zur Steuerung des Roboters verwendet werden. Es ist möglich, hochpräzise Tracking-Daten zu erstellen, indem die Interpolationsdaten aus den Positionsinformationen einschließlich der Zeiten in der Vergangenheit und der zukünftigen Zeiten berechnet werden.
Der oben beschriebene Arbeitsvorgang wird auf dem Bearbeitungstisch 11 in X-Richtung durchgeführt, wobei der Arbeitsvorgang jedoch auch auf dem Bearbeitungstisch 11 in Y-Richtung durchgeführt werden kann.
Anschließend ändert die Robotersteuerung 41 die Position des Bearbeitungstisches 11 zum aktuellen Zeitpunkt t_k und die Interpolationsdaten der vorabgerufenen Zeiten t_k+1 , t_k+2 derart, dass sie mit dem Roboterkoordinatensystem übereinstimmen können (S2-4). So ändert die Robotersteuerung 41 beispielsweise die Position des Bearbeitungstisches 11 zum aktuellen Zeitpunkt t_k und die Interpolationsdaten der Vorabrufzeiten t_k+1 , t_k+2 um einen Betrag, der von der Koordinatenkorrespondenzbeziehung des Roboterkoordinatensystems und des Werkzeugmaschinenkoordinatensystems abhängt. Außerdem ändert die Robotersteuerung 41 die Position des Bearbeitungstisches 11 zum aktuellen Zeitpunkt t_k und die Interpolationsdaten der vorabgerufenen Zeiten T_k+1 , T_k+2 um einen Betrag, der davon abhängt, dass der aufzunehmende Gegenstand das zweite Werkstück W ist, indem sie die relative Position des Werkstücks verwendet. In dieser Ausführungsform ist das zweite Werkstück W an einer Position positioniert, die 200 mm von dem ersten Werkstück W auf dem Bearbeitungstisch 11 in X-Richtung entfernt ist, so dass die Änderung um den Betrag in Abhängigkeit davon, dass der aufzunehmende Gegenstand das zweite Werkstück W ist, bedeutet, dass die Änderung durch Hinzufügen von 200 mm in X-Richtung erfolgt.
Dadurch steuert die Robotersteuerung 41 in den Schritten S1-5 bis S1-8 die Positionen des distalen Endabschnitts des Roboters 30 in X- und Y-Richtung unter Verwendung eines bekannten Robotersteuerungsverfahrens. Zu diesem Zeitpunkt wird der Roboter 30 so gesteuert, dass sein distaler Endabschnitt dem zweiten Werkstück W auf dem Bearbeitungstisch 11 folgt, indem er die Position des Bearbeitungstisches 11 zum aktuellen Zeitpunkt t_k und die Interpolationsdaten der Vorabrufzeiten t_k+1 , t_k+2 verwendet, die modifiziert sind, um mit dem Roboterkoordinatensystem in Schritt 2-4 übereinzustimmen.
Anschließend wird, wenn JA in Schritt S1-9 bestimmt wird (S2-5), die Erstellung der Tracking-Daten ausgesetzt (S2-6).
Auf diese Weise sendet die numerische Steuerung 20 gemäß dieser Ausführungsform die aktuelle Positionskoordinate und die vorabgerufene Positionskoordinate des Bearbeitungstisches 11 an die Robotersteuereinheit 40, und unter Verwendung der empfangenen aktuellen Positionskoordinate und der vorabgerufenen Positionskoordinate des Bearbeitungstisches 11 steuert die Robotersteuereinheit 40 den Roboter 30 so, dass der distale Endabschnitt des Roboters 30 der Bewegung des Bearbeitungstisches 11 folgt. Die aktuelle Positionskoordinate und die vorabgerufene Positionskoordinate des Bearbeitungstisches 11 werden im Allgemeinen von vielen der numerischen Steuerungen 20 erhalten, wobei die vorabgerufene Positionskoordinate des Bearbeitungstisches 11 im Allgemeinen von vielen der numerischen Steuerungen 20 berechnet wird, um die Bearbeitung durchzuführen. Daher ist es möglich, eine Zunahme der Arbeitsvorgänge auf der Seite der numerischen Steuerung 20 zu steuern.
Dabei berechnet die Robotersteuereinheit 40 die Operationstrajektorie des distalen Endabschnitts des Roboters 30 und führt kinematische Neuberechnungen auf der Operationstrajektorie des distalen Endabschnitts des Roboters 30 in Abhängigkeit von der aktuellen Positionskoordinate und der vorgegebenen Positionskoordinate zum Steuern der Bewegung des Bearbeitungstisches 11 durch, um einen Solldrehwinkel der Servomotoren 31 der jeweiligen Gelenke zu berechnen, um die Operationstrajektorie zu erreichen. Somit ist es möglich, die hochpräzise Nachführsteuerung des Roboters 30 durchzuführen. Auch wenn sich der Steuerungszyklus der numerischen Steuerung 20 und der der Robotersteuereinheit 40 voneinander unterscheiden, ist es möglich, die hochpräzise Nachführsteuerung des Roboters 30 durchzuführen.
Weiterhin ist in dieser Ausführungsform der Bearbeitungstisch 11 so ausgebildet, dass die Vielzahl von Werkstücken W darauf positioniert ist, wobei die Robotersteuereinheit 40 den Roboter 30 derart steuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters 30 der Bewegung des Bearbeitungstisches 11 folgt, indem sie die relative Positionsinformation der Vielzahl der Werkstücke verwendet, die die Positionsbeziehung der Vielzahl der Werkstücke auf dem Bearbeitungstisch 11 darstellt.
Wenn hierbei die gleiche Bearbeitung zu jedem von der Vielzahl von Werkstücken W auf dem Bearbeitungstisch 11 durchgeführt wird, kann die numerische Steuerung 20 die Vielzahl von Werkstücken W mit einem Bearbeitungsprogramm 23b bearbeiten, ohne das Bearbeitungsprogramm 23b in einigen Fällen auf jedes der Werkstücke W einzustellen. Zu diesem Zeitpunkt liest die numerische Steuerung 20 das gleiche Bearbeitungsprogramm 23b für die Bearbeitung des Werkstücks W und verschiebt die Position des Bearbeitungstisches 11 in Abhängigkeit von der Position des Werkstücks W.
In dieser Konfiguration wird der Roboter 30 derart gesteuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters 30 der Bewegung des Bearbeitungstisches 11 folgt, indem er die relative Positionsbeziehung der Werkstücke verwendet, die dem verschobenen Betrag des Bearbeitungstisches 11 entspricht, was für die Steuerung der Zunahme der Arbeitsvorgänge auf der Seite der numerischen Steuerung 20 vorteilhaft ist.
Diese Ausführungsform zeigt das Bearbeitungssystem mit der Vielzahl der auf dem Bearbeitungstisch 11 positionierten Werkstücke W. Andererseits kann das Bearbeitungssystem möglicherweise so ausgebildet sein, dass nur ein Werkstück W auf einem Bearbeitungstisch 11 positioniert ist. In diesem Fall ist es beispielsweise möglich, zu konfigurieren, dass der Roboter 30 einen vorbestimmten Arbeitsvorgang an den Werkstücken W, die von der Werkzeugmaschine bearbeitet werden, durchführt, indem er das am distalen Endabschnitt des Roboters 30 montierte Werkzeug 32 verwendet, während er der Bewegung des Bearbeitungstisches 11 folgt. Mit einer solchen Konfiguration kann der Roboter 30 den bestimmten Arbeitsvorgang ausführen, während sich der Bearbeitungstisch bewegt, und zwar ohne die Bewegung des Bearbeitungstisches 11 auszusetzen, was die Zykluszeit verkürzt und was vorteilhaft für die Verbesserung der Produktionseffizienz ist.
Es ist auch möglich, dass die Robotersteuereinheit 40 den Roboter 30 so steuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters 30 der Bewegung des Bearbeitungstisches 11 in einem Zustand folgt, in dem sich der Bearbeitungstisch 11 nach Abschluss der Bearbeitung des Werkstücks W durch die Werkzeugmaschine 10 bewegt.
Mit dieser Konfiguration kann der Roboter 30 beispielsweise den Aufnahmevorgang der Werkstücke W in einem Zustand durchführen, in dem sich der Bearbeitungstisch 11 bewegt, nachdem ein Werkstück W auf einem Bearbeitungstisch 11 positioniert wurde und nachdem die Bearbeitung der Werkstücke W durch die Werkzeugmaschine 10 abgeschlossen ist. Somit kann der Roboter 30 den Aufnahmevorgang der Werkstücke W durchführen, während der Bearbeitungstisch in Bewegung gehalten wird, ohne die Bewegung des Bearbeitungstisches 11 auszusetzen, was für die Verkürzung der Zykluszeit von Vorteil ist.
In dieser Ausführungsform kann auch als die Zeit für die Steuerung 21, wie z.B. die Bezugszeit, und dergleichen, ein Zählerwert der Steuerung 21 verwendet werden, der jeweils zu den Interpolationszyklen der numerischen Steuerung 20 gezählt wird, und als die Zeit für die Robotersteuerung 41 kann ein Zählerwert der Robotersteuerung 41 verwendet werden, der jeweils zu dem Interpolationszyklus der Robotersteuerung gezählt wird.
Es ist auch möglich, zu konfigurieren, dass die Tischbewegungseinrichtung 12 den Bearbeitungstisch 11 steuert, um sich um eine X-Achse und um eine Y-Achse zu drehen. In diesem Fall sendet die numerische Steuerung 20, wie bei den Positionen des Bearbeitungstisches 11 in X- und Y-Richtung, die aktuelle Positions-Koordinateninformation und die vorabgerufene Positions-Koordinateninformation der Drehpositionen des Bearbeitungstisches 11, der sich um die X-Achse und um die Y-Achse dreht, an die Robotersteuereinheit 40, wobei die Robotersteuereinheit 40 den distalen Endabschnitt des Roboters 30 steuert, um dem Bearbeitungstisch 11 ebenfalls unter Verwendung der Informationen zu folgen.
Weiterhin kann es möglich sein, zu konfigurieren, dass die Tischbewegungseinrichtung 12 den Bearbeitungstisch 11 in Z-Richtung bewegt. In diesem Fall sendet die numerische Steuerung 20, wie bei den Positionen des Bearbeitungstisches 11 in X- und Y-Richtung, auch die aktuelle Positions-Koordinateninformation und die vorabgerufene Positions-Koordinateninformation der Position des Bearbeitungstisches 11, der sich in Z-Richtung zur Robotersteuereinheit 40 bewegt, wobei die Robotersteuereinheit 40 den distalen Endabschnitt des Roboters 30 so steuert, dass er dem Bearbeitungstisch 11 unter Verwendung der Informationen folgt.
Darüber hinaus ist die Werkzeugmaschine 10 nicht auf die NC-Werkzeugmaschine beschränkt, solange die Werkzeugmaschine 10 den Bearbeitungstisch 11 aufweist, dessen Bewegung von der numerischen Steuerung 20 gesteuert wird.
Bezugszeichenliste

10: Werkzeugmaschinen
11: Bearbeitungstisch
12: Tischbewegungseinrichtung
13: Werkzeugantriebseinrichtung
20: numerische Steuerung
21: Steuerung
23: Speichereinheit
23a: Systemprogramm
23b: Bearbeitungsprogramm
23c: Bearbeitungssteuerungsprogramm
23d: Interpolationsdatenübertragungsprogramm
30: Roboter
31: Servomotor
32: Werkzeug
32a: Antriebseinrichtung
40: Robotersteuereinheit
41: Robotersteuerung
43: Speichereinheit
43a: Systemprogramm
43b: Betriebsprogramm
43c: Tracking-Programm
44: Servosteuerung
T: Schneidwerkzeug
W: Werkstück
L1: Bearbeitungstrajektorie
L2: Trajektorie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201716228 [0003]
JP 2009279608 [0003]

Claims

Bearbeitungssystem, umfassend: eine Werkzeugmaschine, die ein auf einem Bearbeitungstisch positioniertes Werkstück bearbeitet; eine numerische Steuerung, die ein Bearbeitungsprogramm speichert und den Bearbeitungstisch entsprechend dem Bearbeitungsprogramm bewegt; einen Roboter, der einen vorbestimmten Arbeitsvorgang am Werkstück durchführt, das von der Werkzeugmaschine bearbeitet wird; und eine Robotersteuereinheit, die den Roboter steuert, wobei die numerische Steuerung ausgebildet ist, um aktuelle Positionskoordinaten des Bearbeitungstisches zu erhalten, und vorabgerufene Positionskoordinaten des Bearbeitungstisches zu einem Vorabrufzeitpunkt durch Vorabruf des Bearbeitungsprogramms und Ausführen einer Beschleunigungs- und Verzögerungsinterpolation während der Bewegung des Bearbeitungstisches berechnet, und die an die Robotersteuerung die aktuellen Positionskoordinaten, die vorabgerufenen Positionskoordinaten und Informationen über Zeiten sendet, die jeweils den aktuellen Positionskoordinaten und den vorabgerufenen Positionskoordinaten entsprechen, und wobei die Robotersteuerung den Roboter so steuert, dass ein distaler Endabschnitt des Roboters der Bewegung des Bearbeitungstisches folgt, indem sie die aktuellen Positionskoordinaten, die vorabgerufenen Positionskoordinaten und die Informationen über die Zeiten verwendet, die die Robotersteuerung von der numerischen Steuerung erhält.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei der Bearbeitungstisch ausgebildet ist, um eine Vielzahl der Werkstücke auf dem Bearbeitungstisch zu positionieren, und die Robotersteuerung den Roboter so steuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters der Bewegung des Bearbeitungstisches folgt, indem sie relative Positionsinformationen der Werkstücke verwendet, die relative Positionsinformationen zeigen eine Positionsbeziehung der Vielzahl der Werkstücke auf dem Bearbeitungstisch.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei der Roboter einen vorbestimmten Arbeitsvorgang an dem Werkstück durchführt, das von der Werkzeugmaschine bearbeitet wird, während der Roboter der Bewegung des Bearbeitungstisches folgt, unter Verwendung eines Werkzeugs, das am distalen Endabschnitt des Roboters montiert ist.
Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Robotersteuereinheit den Roboter so steuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters der Bewegung des Bearbeitungstisches in einem Zustand folgt, in dem sich der Bearbeitungstisch bewegt, nachdem die Arbeitsvorgänge für das Werkstück durch die Werkzeugmaschine abgeschlossen sind.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Robotersteuerung den Roboter so steuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters der Bewegung des Bearbeitungstisches folgt, indem sie die aktuellen Positionskoordinaten, die von der numerischen Steuerung empfangenen vorabgerufenen Positionskoordinaten und die Informationen der Zeiten, die jeweils den aktuellen Positionskoordinaten und den vorabgerufenen Positionskoordinaten entsprechen, verwendet und weiterhin zuvor empfangene Positionskoordinaten und deren Zeitinformationen verwendet.