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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
Japanischen Patentanmeldung Nr. 2018 -
189699 , eingereicht am 5. Oktober 2018, die hier einschließlich der Beschreibung, der Ansprüche, der Zeichnungen und der Zusammenfassung durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine und insbesondere auf eine Technik zum Überwachen eines Bearbeitungsabschnitts.
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Hintergrund
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Bei einer Werkzeugmaschine sind eine Verbesserung einer Bearbeitungsoberfläche und eine Verringerung des Fehlerprozentsatzes erwünscht. Zu diesem Zweck ist eine Überwachung der Zustände eines Werkstücks, eines Werkzeugs oder dergleichen während der Bearbeitung erwünscht. Jedoch können bei der Werkzeugmaschine Fälle auftreten, bei denen die Orte zum Befestigen von Sensoren begrenzt sind, und wenn eine große Anzahl von Sensoren vorgesehen ist, kann eine Kostenerhöhung problematisch werden.
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JP 2017-159407 A offenbart eine Werkzeugmaschine mit einem Abdeckelement, das kein durchsichtiges Fenster aufweist, durch das ein Bearbeitungsbereich von außen betrachtet werden kann.
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JP 5893719 B offenbart eine Werkzeugmaschine mit einem visuellen Sensor zum Prüfen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von Fremdkörpern. Bei dieser Werkzeugmaschine wird ein Werkstückträger durch den visuellen Sensor außerhalb einer Bearbeitungskammer der Werkzeugmaschine abgebildet, um die Fremdkörper zu detektieren.
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JP H1-127255 A offenbart eine Überwachungsvorrichtung eines Bearbeitungsabschnitts, die eine Kamera, die auf einem Spindelkopf einer NC-Werkzeugmaschine oder einer Komponente, die der Bewegung des Spindelkopfs folgt, auf eine Weise befestigt ist, die eine Positionseinstellung ermöglicht, und eine CRT, die ein Bild, das durch die Kamera aufgenommen wird, und Informationen in der NC-Werkzeugmaschine auf eine unterteilte Weise auf einem Bildschirm anzeigt, umfasst.
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In den letzten Jahren wird bei den NC-Werkzeugmaschinen die Bedeckung einer gesamten Oberfläche durch eine Abdeckung gefordert. Deswegen kann der Bearbeitungszustand lediglich in einem begrenzten Bereich betrachtet werden, der durch das Fenster erzeugt wird.
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Um dieses Problem zu lösen, kann die Befestigung eines visuellen Sensors wie etwa einer Kamera in der Werkzeugmaschine in Betracht gezogen werden. Wenn sich jedoch Hindernisse wie etwa Späne und Schneidfluid zwischen einer zu überwachenden Komponente wie etwa dem Bearbeitungsabschnitt und der Werkstückoberfläche und dem visuellen Sensor befinden, kann die Überwachung nicht durchgeführt werden.
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Weil der visuelle Sensor üblicherweise an einem feststehenden Abschnitt wie etwa der Abdeckung befestigt ist, ist es nicht möglich, das Hindernis zu umgehen und den Bearbeitungsabschnitt zu sehen. Außerdem kann der Sensor während der Bearbeitung nicht frei bewegt werden, wenn der visuelle Sensor an einem Tisch, einer Spindel, einem Werkzeugständer oder dergleichen befestigt ist, und somit ist es nicht möglich, das Hindernis zu umgehen und den Bearbeitungsabschnitt zu sehen.
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Ein Vorteil der vorliegenden Offenbarung liegt in der Bereitstellung einer Werkzeugmaschine, die ein Hindernis wie etwa die Späne und das Schneidfluid selbst dann vermeiden kann, wenn das Hindernis während der Bearbeitung des Werkstücks bewirkt wird, und die den Bearbeitungsabschnitt überwachen kann.
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Zusammenfassung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Werkzeugmaschine geschaffen, die Folgendes umfasst: einen visuellen Sensor, der einen Bearbeitungsabschnitt eines Werkstücks während eines Schneidprozesses überwacht; und eine Steuereinrichtung, die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Einflusses einer gestreuten Substanz, die während des Schneidprozesses ausgestoßen wird, beurteilt und den visuellen Sensor derart antreibt und steuert, dass der visuelle Sensor an einer Position positioniert wird, an der kein Einfluss der gestreuten Substanz vorliegt. Die Steuereinrichtung kann derart konstruiert sein, dass sie einen oder mehrere Prozessoren wie etwa eine CPU und einen Speicher, in dem ein Steuerprogramm und ein Steuerparameter gespeichert sind, enthält. Der eine oder die mehreren Prozessoren sind konfiguriert, den visuellen Sensor durch Ausführen eines Steuerprogramms, das in dem Speicher gespeichert ist, anzutreiben.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beurteilt die Steuereinrichtung in der Werkzeugmaschine den Einfluss der gestreuten Substanz unter Verwendung eines Bildes, das durch den visuellen Sensor erfasst wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beurteilt die Steuereinrichtung in der Werkzeugmaschine den Einfluss der gestreuten Substanz unter Verwendung einer Änderung eines elektrischen Widerstands von mehreren Elektroden, die auf dem visuellen Sensor vorgesehen sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beurteilt die Steuereinrichtung in der Werkzeugmaschine den Einfluss der gestreuten Substanz unter Verwendung eines Kraftsensors, der auf dem visuellen Sensor vorgesehen ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt die Steuereinrichtung in der Werkzeugmaschine gemäß einer Positionsbeziehung zwischen dem Werkstück und einem Schneidwerkzeug einen Suchbereich ein, in dem der Bearbeitungsabschnitt überwacht werden kann, und treibt den visuellen Sensor an und steuert diesen an eine andere Position im Suchbereich, wenn ein Einfluss der gestreuten Substanz vorliegt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung treibt die Steuereinrichtung in der Werkzeugmaschine den visuellen Sensor an und steuert diesen, derart, dass ein vorgegebener, charakteristischer Punkt detektiert wird, der den Bearbeitungsabschnitt angibt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der visuelle Sensor in der Werkzeugmaschine auf einem maschineninternen Roboter vorgesehen, der in der Werkzeugmaschine beweglich ist, und die Steuereinrichtung treibt den visuellen Sensor an und steuert diesen, indem der maschineninterne Roboter angetrieben und gesteuert wird.
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Gemäß diversen Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann ein Zustand des Bearbeitungsabschnitts wie etwa ein Schneidpunkt überwacht werden, ohne dass die Sicht durch das Schneidfluid und die Späne versperrt wird. Außerdem kann gemäß diversen Aspekten der vorliegenden Offenbarung der Bearbeitungsabschnitt jederzeit gemäß einer Änderung des Zustands der Bearbeitung überwacht werden. Ferner muss der visuelle Sensor nicht jedes Mal manuell eingestellt werden.
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Figurenliste
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Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden Figuren beschrieben; es zeigen:
- 1 ein Strukturdiagramm einer Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ein Strukturdiagramm einer Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer anderen Ausrichtung;
- 3 ein erläuterndes Diagramm eines Bildes eines Bearbeitungsabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 4 ein erläuterndes Diagramm eines Bildes eines Bearbeitungsabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einem Fall, bei dem ein Schneidfluid auf einen visuellen Sensor gespritzt ist;
- 5 ein erläuterndes Diagramm eines Ausrichtungsbereichs, in dem ein Hindernis vermieden werden kann, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 6 einen Prozessablaufplan einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 7A ein schematisches, erläuterndes Diagramm eines Prozesses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 7B ein schematisches, erläuterndes Diagramm eines Prozesses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
- 7C ein schematisches, erläuterndes Diagramm eines Prozesses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Eine Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Mehrzweckmaschine, die eine Drehmaschinen-Drehfunktion, bei der ein Meißel (Drehmaschinen-Drehwerkzeug) 5 mit einem Werkstück 3 in Kontakt gebracht wird, während das Werkstück 3 gedreht wird, um dadurch das Werkstück 3 zu schneiden, und eine Drehschneidefunktion, um das Werkstück 3 mit einem Drehwerkzeug zu schneiden, aufweist. Ein Umfang eines Hauptkörperabschnitts der Werkzeugmaschine ist durch eine Abdeckung (nicht gezeigt) abgedeckt. Ein Raum, der durch die Abdeckung abgeteilt wird, ist eine Bearbeitungskammer, in der das Werkstück 3 bearbeitet wird. Auf der Abdeckung sind mindestens eine Öffnung und eine Tür, die die Öffnung öffnet und verschließt (keines von beiden ist gezeigt), vorgesehen. Eine Bedienperson greift auf den Hauptkörper der Werkzeugmaschine, das Werkstück 3 oder dergleichen durch die Öffnung zu. Während der Bearbeitung ist die Tür, die auf der Öffnung vorgesehen ist, geschlossen. Dies dient der Sicherheit und der umgebenden Umwelt.
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Der Hauptkörperabschnitt umfasst eine Werkstückspindelvorrichtung, die das Werkstück 3 in der Weise hält, dass eine Eigendrehung ermöglicht wird, eine Werkzeugspindelvorrichtung, die das Drehwerkzeug auf eine Weise hält, dass eine eigenständige Drehung ermöglicht wird, und einen Werkzeugständer 4, der den Meißel 5 hält. Die Werkstückspindelvorrichtung weist einen Spindelkasten, der auf einem Sockel angeordnet ist, und eine Werkstückspindel, die am Spindelkasten befestigt ist, auf. Die Werkstückspindel weist einen Spannkopf 6 oder eine Spannzange auf, der bzw. die das Werkstück 3 auf abnehmbare Weise hält, und das zu haltende Werkstück 3 kann geeignet ausgetauscht werden. Die Werkstückspindel dreht sich um eine Werkstückdrehachse.
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Die Werkzeugspindelvorrichtung hält ein Werkzeug zum Drehschneiden (Drehwerkzeug), wie z. B. ein Werkzeug, das ein Fräser oder eine Stirnfräse genannt wird, auf eine Weise, dass eine eigenständige Drehung ermöglicht wird, und weist einen Spindelkopf, in dessen Inneren ein Antriebsmotor oder dergleichen eingebaut ist, und eine Werkzeugspindel, die am Spindelkopf befestigt ist, auf. Die Werkzeugspindel weist eine Klemmeinrichtung auf, die das Drehwerkzeug auf abnehmbare Weise hält, und das zu haltende Drehwerkzeug kann nach Bedarf ausgetauscht werden.
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Außerdem ist ein maschineninterner Roboter 2 über einen Verbindungsmechanismus am Spindelkopf befestigt. Der maschineninterne Roboter 2 wird zum Unterstützen der Bearbeitung, diverser Erfassungsvorgänge und diverser unterstützender Aufgaben verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform dient der maschineninterne Roboter 2 insbesondere zum Erfassen (Überwachen) des Bearbeitungsabschnitts. Der Spindelkopf kann um eine Schwenkachse schwenken, die durch den Spindelkopf verläuft. Mit dem Schwenken des Spindelkopfs um die Schwenkachse wird eine Ausrichtung des maschineninternen Roboters 2 geändert.
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Eine Steuereinrichtung 10 steuert das Antreiben diverser Komponenten gemäß einem Befehl von einer Bedienperson. Die Steuereinrichtung 10 ist z. B. aus einer CPU, die diverse Berechnungen ausführt, und einem Speicher, in dem diverse Steuerprogramme und Steuerparameter gespeichert sind, gebildet. Außerdem weist die Steuereinrichtung 10 eine Kommunikationsfunktion auf und kann diverse Daten, wie z. B. NC-Programmdaten oder dergleichen, mit anderen Einrichtungen austauschen. Die Steuereinrichtung 10 kann eine nummerische Steuereinrichtung enthalten, die die Positionen des Meißels 5 und des Werkstücks 3 und eine Position des maschineninternen Roboters 2 auf ununterbrochene Weise berechnet. Die Steuereinrichtung 10 kann eine einzige Einrichtung sein oder kann durch Kombinieren von mehreren Berechnungseinrichtungen gebildet sein.
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Der maschineninterne Roboter 2 ist z. B. ein Gelenkarmroboter, der mehrere Arme und mehrere Gelenke aufweist, und ein Endeffektor ist an einer Spitze davon vorgesehen. Wie bereits beschrieben ist, ist der maschineninterne Roboter 2 über den Verbindungsmechanismus am Spindelkopf befestigt. Der Verbindungsmechanismus ist über ein Lager am Spindelkopf befestigt und ist in Bezug auf den Spindelkopf drehbar. Ein Aktor wie etwa ein Motor ist am Verbindungsmechanismus befestigt, und das Antreiben des Aktors wird durch die Steuereinrichtung 10 gesteuert.
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Ein Aktor wie etwa ein Motor ist an den mehreren Gelenken des maschineninternen Roboters 2 befestigt, und das Antreiben des Aktors wird durch die Steuereinrichtung 10 gesteuert. Die Steuereinrichtung 10 berechnet eine Position des Endeffektors aus den Beträgen des Antreibens der Aktoren, die auf dem Verbindungsmechanismus und den Gelenken vorgesehen sind. Der Endeffektor ist ein Element, das einen Vorgang in Bezug auf ein Ziel anwendet, und ist in der vorliegenden Ausführungsform ein visueller Sensor 1 wie etwa eine Kamera.
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Ein Detektionsergebnis des visuellen Sensors 1, das heißt, ein Bild, das durch den visuellen Sensor 1 aufgenommen wird, wird in Korrelation zu Positionsinformationen des visuellen Sensors 1 gespeichert, die aus den Beträgen des Antreibens des Verbindungsmechanismus und der Gelenke berechnet werden, und wird durch die Steuereinrichtung 10 analysiert. Ein Ergebnis der Analyse wird auf einer Anzeige geeignet angezeigt.
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Es ist ausreichend, dass der visuelle Sensor 1, der als der Endeffektor dient, auf dem maschineninternen Roboter 2 vorgesehen ist, und eine Anordnungsposition ist nicht auf die Spitze des Gelenkarms eingeschränkt und kann alternativ eine Zwischenposition auf dem Gelenkarm sein.
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Die Steuereinrichtung 10 positioniert den visuellen Sensor 1, indem die Position des maschineninternen Roboters 2 angetrieben und gesteuert wird, und überwacht den Bearbeitungsabschnitt des Werkstücks 3 durch den Meißel 5. Wenn während der Bearbeitung des Werkstücks 3 Späne 7 oder ein Schneidfluid 8 aus einer Düse (nicht gezeigt) erzeugt werden und zwischen dem visuellen Sensor 1 und dem Bearbeitungsabschnitt vorhanden sind, werden die Späne 7 oder das Schneidfluid 8 zu einem Hindernis, und es wird unmöglich, das Bild des Bearbeitungsabschnitts mit dem visuellen Sensor 1 aufzunehmen. Zum Beispiel können die Späne 7 abhängig von der Position des visuellen Sensors 1 mit dem visuellen Sensor 1 kollidieren und können ein Blickfeld des visuellen Sensors 1 versperren. In anderen Fällen kann das Schneidfluid abhängig von der Position des visuellen Sensors 1 auf den visuellen Sensor 1 spritzen und kann das Blickfeld des visuellen Sensors 1 versperren.
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Somit sucht die Steuereinrichtung 10 nach einer Position, an der die Späne 7 und das Schneidfluid 8 den visuellen Sensor 1 nicht nachteilig beeinflussen, und treibt den maschineninternen Roboter 2 an und steuert diesen, derart, dass der visuelle Sensor 1 an der gesuchten Position positioniert wird.
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2 zeigt ein Beispiel, bei dem der maschineninterne Roboter 2 derart aus dem Zustand aus 1 angetrieben und gesteuert wird, dass seine Ausrichtung geändert wird und die Position des visuellen Sensors 1 geändert wird. Der visuelle Sensor 1 wird an einer Position positioniert, die von einem Existenzbereich der Späne 7 und des Schneidfluids 8 abgeleitet wird, und somit kann das Bild des Bearbeitungsabschnitts erfasst werden, ohne dass die Sicht durch die Späne 7 oder das Schneidfluid 8 versperrt wird, und die Überwachung kann ausgeführt werden.
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3 zeigt ein Beispiel für ein Bild des Bearbeitungsabschnitts, das durch Aufnehmen durch den visuellen Sensor 1 erfasst worden ist. Das Bild ist ein Bild, in dem der Meißel 5 mit dem Werkstück 3 in Kontakt gebracht wird, während das Werkstück 3, das durch den Spannkopf 6 gegriffen ist, gedreht wird, und das Werkstück 3 geschnitten wird, und zeigt das Streuen des Schneidfluids 8 während des Schneidens. Wenn der visuelle Sensor 1 außerhalb des Bereichs des Streuens des Schneidfluids 8 positioniert ist, wird der durch den Meißel 5 schneidbearbeitete Abschnitt des Werkstücks 3 angezeigt, und die Bearbeitung kann überwacht werden.
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Andererseits zeigt 4 ein Beispiel für ein Bild eines Falles, bei dem der visuelle Sensor 1 innerhalb des Bereichs des Streuens des Schneidfluids 8 positioniert ist. Weil das Schneidfluid 8 auf den visuellen Sensor 1 gespritzt wird, ist der Bearbeitungsabschnitt aufgrund des Einflusses des Schneidfluids 8 verschmiert, und es wird schwierig, den Bearbeitungsabschnitt zu überwachen. Die Steuereinrichtung 10 treibt den maschineninternen Roboter 2 an und steuert diesen, derart, dass der visuelle Sensor 1 an einer Position positioniert wird, an der kein Einfluss der gestreuten Substanzen, die während der Schneidbearbeitung ausgestoßen werden, wie etwa der Späne 7 und des Schneidfluids 8 vorliegt, um das Bild, das in 4 gezeigt ist, zu vermeiden, und das Bild, das in 3 gezeigt ist, aufrechtzuerhalten.
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5 zeigt ein Beispiel für einen Bereich, in dem kein Einfluss der gestreuten Substanzen wie etwa der Späne 7 und des Schneidfluids 8 vorliegt. Auf der Grundlage der Position des Meißels 5 in Bezug auf das Werkstück 3 und der Position der Düse 12, die das Schneidfluid 8 ausstößt, werden eine Position und ein Abstand, an der bzw. in dem der Bearbeitungsabschnitt beobachtet werden kann, bestimmt. Außerdem wird auf der Grundlage eines Streubereichs der Späne, die während des Schneidens ausgeworfen werden, und eines Streubereichs des Schneidfluids, das von der Düse 12 ausgestoßen wird, ein Bereich bestimmt, in dem kein Einfluss der Späne 7 und des Schneidfluids 8 vorliegt. In den Figuren wird ein Suchbereich 100 des visuellen Sensors 1 als eine Position und ein Abstand, an der bzw. in dem der Bearbeitungsabschnitt abgebildet werden kann, und als ein Bereich, in dem kein Einfluss der Späne 7 und des Schneidfluids 8 vorliegt, bestimmt. Der visuelle Sensor 1 wird an einem Ort im Suchbereich 100 positioniert.
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Insbesondere steuert die Steuereinrichtung 10 die Ausrichtung des maschineninternen Roboters 2, derart, dass der visuelle Sensor 1 in eine Richtung eines Schneidpunktes gewandt ist, der der Bearbeitungsabschnitt ist, und sucht nach einer Position, an der kein Einfluss der gestreuten Substanzen wie etwa der Späne 7 und des Schneidfluids 8 vorliegt. Für die Bestimmung, ob ein Einfluss der gestreuten Substanzen wie etwa der Späne 7 und des Schneidfluids 8 vorliegt oder nicht, können die folgenden Verfahren verwendet werden.
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Analyse eines erfassten Bildes
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Wenn die Späne 7 oder das Schneidfluid 8 auf den visuellen Sensor 1 gespritzt werden, ist das Bild verschmiert, wie in 4 gezeigt ist. Daher kann ein Bild, das durch den visuellen Sensor 1 erfasst wird, analysiert werden (Raum-Frequenz-Analyse), es kann beurteilt werden, ob die scharfe Abbildung defokussiert ist, und es kann beurteilt werden, dass ein Einfluss der Späne 7 oder des Schneidfluids 8 vorliegt, wenn das Bild unscharf ist, obwohl der visuelle Sensor in einem Abstand positioniert ist, in dem das Bild scharf sein sollte.
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Elektrischer Widerstand
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Mehrere Elektroden können an einem Umfang des visuellen Sensors 1 befestigt sein, und ein elektrischer Widerstand kann gemessen werden, um zu beurteilen, ob das Schneidfluid 8 verspritzt ist oder nicht. Wenn das Schneidfluid 8 verspritzt ist, wäre der elektrische Widerstand deutlich verringert. Somit kann beurteilt werden, dass ein Einfluss des Schneidfluids 8 vorliegt, indem die Verringerung des elektrischen Widerstands detektiert wird. Außerdem wäre der elektrische Widerstand auf ähnliche Weise deutlich verringert, wenn die Späne 7 ein Leiter wie etwa ein Metall sind, und die Beurteilung kann vorgenommen werden. Ein Luftstrom kann in einem vorgegebenen Intervall auf die Elektroden aufgebracht werden, um eine fehlerhafte Detektion aufgrund des Vorhandenseins von Wassertröpfchen oder dergleichen zu verhindern.
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Kraftsensor
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Ein Kraftsensor kann am visuellen Sensor 1 befestigt sein, und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kollision der Späne 7 oder des Schneidfluids 8 kann beurteilt werden. Als der Kraftsensor können ein Dehnungsmesser oder ein druckempfindlicher Sensor eingesetzt werden. Der Dehnungsmesser kann an einer Wurzel des visuellen Sensors 1 befestigt sein, und der druckempfindliche Sensor kann an einer Oberfläche des visuellen Sensors 1 befestigt sein.
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Jedes dieser Verfahren kann alleinstehend oder als Teil einer Kombination verwendet werden. Da außerdem erwünscht ist, ein Anhaften der Späne 7 und des Schneidfluids 8 auf dem visuellen Sensor 1 zu verhindern, ist erwünscht, das Blickfeld durch eine wasserabstoßende Behandlung oder durch einen Luftstrom, einen Wischer oder dergleichen aufrechtzuerhalten.
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Ferner kann die Beurteilung, ob der Bearbeitungsabschnitt betrachtet werden kann oder nicht, vorgenommen werden, indem beurteilt wird, ob ein vorgegebener, charakteristischer Punkt betrachtet werden kann oder nicht, wenn die Steuereinrichtung 10 den visuellen Sensor 1 an einer Position positioniert, an der der Bearbeitungsabschnitt betrachtet werden kann. Als der charakteristische Punkt können eine Form des Meißels 5 oder die Form des Werkstücks 3 verwendet werden. Alternativ kann eine Markierung an einer Spitze des Meißels 5 befestigt sein und als der charakteristische Punkt verwendet werden.
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6 zeigt einen Prozessablaufplan der vorliegenden Ausführungsform.
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Als erstes stellt die Steuereinrichtung 10 einen Suchbereich ein (S101). Der Suchbereich wird auf der Grundlage der Positionsbeziehung zwischen dem Werkstück 3, dem Meißel 5 und der Düse 12 und als ein Bereich, der nicht mit anderen Ausrüstungsgegenständen in der Werkzeugmaschine (einschließlich feststehender Ausrüstung und beweglicher Ausrüstung) in störende Beeinflussung gelangt, eingestellt. Der Suchbereich 100, der in 5 gezeigt ist, ist ein Beispiel für einen derartigen Suchbereich.
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Der Suchbereich ist ein Bereich, der breit und größer oder gleich einem bestimmten Bereich, der sich in einem Abstand befindet, in dem ein Bereich um den Bearbeitungsabschnitt überwacht werden kann, ist, der die Bearbeitung nicht behindert, und der nicht mit den anderen Ausrüstungsgegenständen in störende Beeinflussung gelangt.
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Nachdem der Suchbereich eingestellt worden ist, wird der Suchbereich in vorgegebene Einheitsbereiche unterteilt (S102), und für jeden Einheitsbereich wird eine Suchausrichtung, das heißt, eine Ausrichtung des maschineninternen Roboters 2, in der der visuelle Sensor 1 in die Richtung des Bearbeitungsabschnitts gewandt ist, eingestellt (S103).
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Nachdem die Suchausrichtung eingestellt worden ist, werden der maschineninterne Roboter 2 und der visuelle Sensor 1 in die Suchausrichtung bewegt (S104), der Bearbeitungsabschnitt wird abgebildet, um ein Bild davon zu erfassen, und die Überwachung wird begonnen (S105).
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Nachdem die Überwachung begonnen worden ist, beurteilt die Steuereinrichtung 10, ob der Bearbeitungsabschnitt betrachtet werden kann oder nicht (S106). Alternativ ist es anstelle dieser Beurteilung ebenso möglich zu beurteilen, ob das Bild unscharf ist oder nicht, ob der elektrische Widerstand deutlich verringert ist oder nicht oder ob eine Kollision der gestreuten Substanzen durch den Kraftsensor detektiert wird oder nicht.
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Wenn der Bearbeitungsabschnitt betrachtet werden kann (Ja in S106), wird die Überwachung fortgesetzt (S107), und es wird beurteilt, ob die Bearbeitung des Werkstücks 3 abgeschlossen ist oder nicht (S108). Wenn die Bearbeitung nicht abgeschlossen ist (Nein in S108) werden die Prozesse von S106 an wiederholt.
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Wenn andererseits der Bearbeitungsabschnitt nicht betrachtet werden kann (Nein in S106) oder wenn das Bild unscharf ist, der elektrische Widerstand deutlich verringert ist oder die Kollision der gestreuten Substanzen detektiert wird, werden die Ausrichtungen des maschineninternen Roboters 2 und des visuellen Sensors 1 geändert (S109). Das heißt, der visuelle Sensor 1 wird in einen anderen Einheitsbereich bewegt, der in S102 unterteilt wurde. Die Prozesse von S106 an werden daraufhin wiederholt (S110). Wenn der Bearbeitungsabschnitt betrachtet werden kann, nachdem der visuelle Sensor in einen anderen Einheitsbereich bewegt worden ist (Ja in S106), wird die Ausrichtung aufrechterhalten, und die Überwachung wird fortgesetzt (S107). Wenn der Bearbeitungsabschnitt nicht betrachtet werden kann, selbst nachdem alle Suchausrichtungen durchsucht worden sind (Ja in S110), wird ein Fehler auf der Anzeige angezeigt, und es wird beurteilt, dass die Überwachung unmöglich ist (S111).
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7A-7C zeigen auf schematische Weise die Prozesse von S101-S104, die in 6 gezeigt sind. 7A zeigt den Suchbereich-Einstellprozess aus S101. Auf der Grundlage der Positionen des Werkstücks 3 und des Meißels 5 wird ein Bereich, in dem der Bearbeitungsabschnitt oder der charakteristische Punkt, der den Bearbeitungsabschnitt darstellt, betrachtet werden können, als der Suchbereich 100 eingestellt. 7B zeigt den Suchbereich-Unterteilungsprozess aus S102. Wenn der Suchbereich 100 ein Bogenbereich ist, wird der Bogenbereich mit gleichen Winkeln unterteilt. 7C zeigt den Suchausrichtungs-Bestimmungsprozess aus S103 und den Bewegungsprozess in die Suchausrichtung aus S104. Wenn die Suchausrichtung bestimmt ist, treibt die Steuereinrichtung 10 den maschineninternen Roboter 2 an die Position dieser Suchausrichtung an, um dadurch den visuellen Sensor 1 in der vorgegebenen Suchausrichtung zu positionieren.
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Der Bearbeitungsabschnitt wird in der Ausrichtung aus 7C überwacht, und die Ausrichtung wird aufrechterhalten, und die Überwachung wird fortgesetzt, solange der Bearbeitungsabschnitt betrachtet werden kann. Wenn es aufgrund der Einflüsse der Späne 7 und des Schneidfluids 8 unmöglich wird, den Bearbeitungsabschnitt zu betrachten, ändert die Steuereinrichtung 10 die Position des visuellen Sensors 1 auf eine andere Position im Suchbereich 100 und setzt die Überwachung des Bearbeitungsabschnitts fort.
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Wie beschrieben ist, kann der Bearbeitungsabschnitt gemäß der vorliegenden Ausführungsform überwacht werden, ohne dass die Sicht durch die gestreuten Substanzen wie etwa die Späne 7 und das Schneidfluid 8 behindert wird. Außerdem detektiert die Steuereinrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform selbst dann, wenn es durch die gestreuten Substanzen unmöglich wird, den Bearbeitungsabschnitt durch den visuellen Sensor 1 zu überwachen, einen derartigen Umstand und ändert die Ausrichtung des visuellen Sensors 1 automatisch und stellt sie ein. Somit ist es nicht notwendig, die Ausrichtung des visuellen Sensors 1 jedes Mal manuell einzustellen. Insbesondere können bei einer üblichen Bearbeitung selbst an einer Position, an der kein Einfluss der gestreuten Substanzen wie etwa der Späne 7 und des Schneidfluids 8 vorliegt, die gestreuten Substanzen während einer Abweichung, wie z. B. Abnutzung oder Beschädigung des Werkzeugs, Änderung des Werkstücks 3 oder dergleichen, die Überwachung beeinflussen. In der vorliegenden Ausführungsform kann ebenfalls im Fall einer derartigen Abweichung fortgefahren werden, den Bearbeitungsabschnitt zu überwachen. Das bedeutet, dass die Bearbeitungsumstände im Fall einer Abweichung zuverlässig aufgezeichnet werden können, was ein Fall ist, bei dem das Aufzeichnen der Abweichung in einem Protokoll von hoher Bedeutung ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2018 [0001]
- JP 189699 [0001]
- JP 2017159407 A [0004]
- JP 5893719 B [0005]
- JP H1127255 A [0006]
