DE102019129041A1

DE102019129041A1 - Werkzeugmaschinensystem

Info

Publication number: DE102019129041A1
Application number: DE102019129041.4A
Authority: DE
Inventors: Kenji Suzuki
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2020-04-30
Also published as: TW202024824A; US20200130184A1; KR102586646B1; JP7184595B2; KR20200049600A; CN111103850A; JP2020071533A; US11648670B2

Abstract

Es wird ein Werkzeugmaschinensystem offenbart, das die Zeit, die zum Erzeugen eines Roboterprogramms erforderlich ist, selbst für einen Werkzeugmaschinenanwender, der keine Erfahrung in der Verwendung eines Roboters hat, verkürzen kann. Eine Werkzeugmaschinensteuereinheit umfasst ein Bedienfeld und einen interaktiven Programmgenerator und legt einen Betriebsparameter des Roboters unter Verwendung eines Vorlagenbildschirms fest, der für jeden stilisierten Betrieb des Roboters vorbereitet wird. Der interaktive Programmgenerator erzeugt ein Robotervorprogramm unter Verwendung des festgelegten Betriebsparameters, liest das Robotervorprogramm während der Ausführung eines Werkzeugmaschinenprogramms und überträgt das Programm zu einem Robotervorprozessor. Der Robotervorprozessor interpretiert das Robotervorprogramm und gibt einen Steuerbefehl an eine Robotersteuereinheit aus.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität von JP Nr. 2018-203203 , eingereicht am 29. Okt. 2018.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Werkzeugmaschinensystem und insbesondere auf ein Werkzeugmaschinensystem mit einer Roboterlehrfunktion.
HINTERGRUND
In den letzten Jahren wurde aufgrund des Arbeitskräftemangels in der Fertigungsindustrie, insbesondere in Firmen mit mittlerer Größe und kleiner Größe und in Fabriken mit kleiner Größe wie z. B. Kleinstadtfabriken, die Einführung von Industrierobotern für die Automatisierung und Verringerung der Anzahl von Arbeitern erforderlich.
Um einen Industrieroboter zu betreiben, ist es erforderlich, einen Bewegungspfad durch Lehren von Bewegungspunkten zu programmieren, aber für einen Werkzeugmaschinenanwender, der keine Erfahrung in der Verwendung des Roboters hat, ist es erforderlich, ein Betriebsverfahren des Roboters und eine Programmierung neu zu lernen, was eine Barriere für die Einführung von Robotern bildet.
JP 2001-154717 A offenbart eine Technik, die den Betrieb eines Roboters einer Maschine, die mit dem Roboter ausgestattet ist, durch eine Maschinensteuereinheit ermöglicht. Eine Steuereinheit einer Spritzgießmaschine, die mit einem Roboter ausgestattet ist, und eine Robotersteuereinheit sind durch eine Kommunikationsleitung verbunden und ein Mittel zum Erzeugen eines Betriebsprogramms des Roboters und ein Kalibrierungsmittel zum Korrelieren von Koordinatensystemen des Roboters und der Spritzgießmaschine sind an der Steuereinheit der Spritzgießmaschine, einer Anzeigevorrichtung, einem Eingabemittel und einem Bedienfeld vorgesehen. Das durch die Steuereinheit der Spritzgießmaschine erzeugte Roboterbetriebsprogramm wird über die Kommunikationsleitung zur Robotersteuereinheit gesendet und der Roboter arbeitet auf der Basis des Programms.
Wenn ein Werkzeugmaschinenanwender, der keine Erfahrung in der Verwendung des Roboters hat, einen Roboter einführt und eine Bearbeitungszelle verwendet, entstehen die folgenden Probleme.

(1) Da der Anwender das Betriebsverfahren, das Lehrverfahren und die Programmierung des Roboters von Grund auf lernen muss und die Roboter Betriebssysteme aufweisen, die von jenen der Werkzeugmaschine verschieden sind, ist eine lange Zeit erforderlich, damit der Anwender geübt wird.
(2) Für die Werkzeugmaschine und den Roboter werden die Operationen durch jeweilige Steuereinheiten ausgeführt und folglich ist eine Funktion zum Prüfen auf eine Störung, wenn das Steuerziel betrieben wird, normalerweise an jeder Steuereinheit vorgesehen. Wenn jedoch die Werkzeugmaschine und der Roboter in Bezug aufeinander arbeiten, ändert sich die Umgebung zum Prüfen der Störung jederzeit und die Störungsprüfung kann nicht ausgeführt werden. Obwohl eine Funktion verwirklicht ist, die das Programm durch Ausführen einer Simulation einer Bearbeitungszelle mit der Werkzeugmaschine und dem Roboter in Offline-Arbeit an einem PC (Personalcomputer) mit einer überlegenen Verarbeitungsfähigkeit erzeugen kann, prüft die Simulation lediglich den Betrieb in einer bestimmten Sequenz und folglich kann die Simulation eine plötzliche Änderung des Zustandes nicht handhaben.
(3) Die Programme für die Werkzeugmaschine und den Roboter müssen durch die jeweiligen Steuereinheiten gemanagt werden, was zu Komplexität führt. Um ein Roboterprogramm auszuführen, wird im Allgemeinen eine Konfiguration verwendet, in der das Programm im Voraus in einen Speicherbereich einer Robotersteuereinheit gelesen wird, und ein Befehl wird hinsichtlich dessen durchgeführt, welches Programm in welchem Speicherbereich ausgeführt werden soll. Da in einem Bandproduktionssystem eine Häufigkeit des Austauschs von Stufen gering ist, wird dies gewöhnlich nicht problematisch, aber für Werkzeugmaschinenanwender, die eine Produktion in kleiner Menge mit breiter Vielfalt erfordern, wird die Anzahl von Programmen unvermeidlich erhöht und menschliche Fehler treten gewöhnlich auf, wenn das Programm in den Speicherbereich gelesen wird. Hinsichtlich dieses Punkts wird, obwohl die automatische Auswahl durch Vorsehen einer überlegenen Vorrichtung wie z. B. eines FMS (flexiblen Fertigungssystems) und einer FMC (flexiblen Fertigungszelle) verwirklicht werden kann, da eine solche Konfiguration die Robotereinführungskosten erhöhen würde, eine solche Konfiguration zu einer Barriere für die Einführung der Roboter.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Technik zu schaffen, die die Zeit, die zum Erzeugen eines Roboterprogramms erforderlich ist, selbst für einen Anwender einer Werkzeugmaschine, der keine Erfahrung in der Verwendung eines Roboters hat oder der im Roboterbetrieb nicht notwendigerweise geübt ist, verkürzen kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Werkzeugmaschinensystem geschaffen, das Folgendes umfasst: eine Werkzeugmaschinensteuereinheit, die eine Werkzeugmaschine steuert; und einen Robotervorprozessor, der mit der Werkzeugmaschinensteuereinheit in einer Weise verbunden ist, um die Übertragung und den Empfang von Daten zu ermöglichen, wobei die Werkzeugmaschinensteuereinheit umfasst: ein Bedienfeld, das einen Betriebsparameter eines Roboters festlegt und das einen manuellen Betrieb des Roboters ermöglicht; einen Robotervorprogrammgenerator, der ein Robotervorprogramm unter Verwendung des festgelegten Betriebsparameters und des manuellen Betriebs erzeugt; eine Steuereinheit, die die Werkzeugmaschine durch Ausführen eines Werkzeugmaschinenprogramms steuert und die das Robotervorprogramm zum Robotervorprozessor überträgt; und eine Benachrichtigungseinrichtung, die Informationen des manuellen Betriebs an den Roboter meldet, und der Robotervorprozessor umfasst: eine Robotervorprogrammausführungseinrichtung, die das von der Werkzeugmaschinensteuereinheit übertragene Robotervorprogramm empfängt und einen Steuerbefehl an eine Robotersteuereinheit ausgibt, die den Roboter gemäß dem Robotervorprogramm steuert; und eine Steuerbefehlsausgabeeinrichtung, die einen Robotersteuerbefehl auf der Basis der Informationen des manuellen Betriebs ausgibt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst im Werkzeugmaschinensystem die Werkzeugmaschinensteuereinheit ferner eine Störungsprüfeinrichtung, die die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Störung zwischen der Werkzeugmaschine und dem Roboter auf der Basis von 3D-Modellen der Werkzeugmaschine und des Roboters prüft.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst im Werkzeugmaschinensystem der Robotervorprozessor ferner eine Kommunikationseinrichtung, die einen Gelenkwinkel des Roboters zur Werkzeugmaschinensteuereinheit überträgt, und die Störungsprüfeinrichtung prüft die Anwesenheit oder Abwesenheit der Störung zwischen der Werkzeugmaschine und dem Roboter unter Verwendung des Gelenkwinkels des Roboters.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst im Werkzeugmaschinensystem die Werkzeugmaschinensteuereinheit ferner eine Kommunikationseinrichtung, die das 3D-Modell der Werkzeugmaschine zum Robotervorprozessor überträgt, und die Robotervorprogrammausführungseinrichtung erzeugt einen Pfad des Roboters, der eine Störung der Werkzeugmaschine vermeidet, auf der Basis des 3D-Modells und gibt den Steuerbefehl aus.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung führt im Werkzeugmaschinensystem die Steuereinheit der Werkzeugmaschinensteuereinheit ein Werkzeugmaschinenprogramm aus und überträgt das Robotervorprogramm zum Robotervorprozessor auf der Basis eines Namens des Robotervorprogramms, der im Werkzeugmaschinenprogramm beschrieben ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung erzeugt im Werkzeugmaschinensystem der Robotervorprogrammgenerator der Werkzeugmaschinensteuereinheit einen Vorlagebildschirm für jeden stilisierten Betrieb des Roboters und zeigt den Vorlagenbildschirm auf einer Anzeige des Bedienfeldes an und der Betriebsparameter wird auf dem Vorlagenbildschirm festgelegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung indiziert im Werkzeugmaschinensystem der Robotervorprogrammgenerator der Werkzeugmaschinensteuereinheit den Roboter unter Verwendung des festgelegten Betriebsparameters und erzeugt, wenn die indizierte Position des Roboters durch den manuellen Betrieb fein eingestellt wird, das Robotervorprogramm, während eine Position nach der Feineinstellung im Betriebsparameter widergespiegelt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst im Werkzeugmaschinensystem die Werkzeugmaschinensteuereinheit ferner eine erste Speichereinheit, die das Robotervorprogramm und das 3D-Modell speichert, und der Robotervorprozessor umfasst ferner eine zweite Speichereinheit, die das Robotervorprogramm und das 3D-Modell speichert, die von der Werkzeugmaschinensteuereinheit übertragen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung werden im Werkzeugmaschinensystem das Robotervorprogramm und das 3D-Modell aus der ersten Speichereinheit der Werkzeugmaschinensteuereinheit gelesen, werden zum Robotervorprozessor übertragen und werden in der zweiten Speichereinheit gespeichert, jedes Mal, wenn eine Anforderung für die Ausführung des Robotervorprogramms während der Ausführung des Werkzeugmaschinenprogramms durchgeführt wird.
Die Werkzeugmaschinensteuereinheit und der Robotervorprozessor der vorliegenden Offenbarung können separat ausgebildet sein, der Robotervorprozessor kann an der Werkzeugmaschinensteuereinheit eingerichtet sein oder der Robotervorprozessor kann an der Robotersteuereinheit eingerichtet sein. Der Robotervorprogrammgenerator, die Steuereinheit, die Benachrichtigungseinrichtung und dergleichen können so ausgebildet sein, dass sie einen ersten Prozessor wie z. B. eine CPU und einen ersten Arbeitsspeicher, der ein Programm und einen Steuerparameter speichert, umfassen. Der erste Prozessor ist dazu konfiguriert, ein im ersten Arbeitsspeicher gespeichertes Programm auszuführen, um verschiedene Prozesse auszuführen. Die Robotervorprogrammausführungseinrichtung, die Steuerbefehlsausgabeeinrichtung und dergleichen können so ausgebildet sein, dass sie einen zweiten Prozessor wie z. B. eine CPU und einen zweiten Arbeitsspeicher umfassen, der ein Programm und einen Steuerparameter speichert. Der zweite Prozessor ist dazu konfiguriert, ein im zweiten Arbeitsspeicher gespeichertes Programm auszuführen, um verschiedene Prozesse auszuführen.
Gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann ein Anwender einer Werkzeugmaschine den Roboter unter Verwendung des Bedienfeldes der Werkzeugmaschinensteuereinheit manuell betreiben und kann das Robotervorprogramm durch Festlegen eines Betriebsparameters des Roboters unter Verwendung des Bedienfeldes erzeugen. Ferner kann der Roboter unter Verwendung des Betriebsparameters des Roboters auf einen Lehrpunkt indiziert werden, der eine Störung vermeidet, und eine Feineinstellung der Position kann leicht erreicht werden.
Gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist es ferner, da das Robotervorprogramm von der Werkzeugmaschinensteuereinheit zum Robotervorprozessor übertragen wird, wenn das Werkzeugmaschinenprogramm ausgeführt wird, möglich, beispielsweise Programmauswahlfehler während eines Stufenaustauschs zu verhindern.
Figurenliste
(Eine) Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung wird (werden) auf der Basis der folgenden Figuren beschrieben; es zeigen:

1 ein Strukturblockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 einen Prozessablaufplan (Teil 1) einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3 einen Prozessablaufplan (Teil 2) einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
4 einen Prozessablaufplan (Teil 3) einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
5 einen Prozessablaufplan (Teil 4) einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
6 ein erläuterndes Diagramm einer interaktiven Programmerzeugung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird mit Bezug auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
1 ist ein Systemstrukturdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das vorliegende System ist ein System, das einen leichten Betrieb eines Roboters anstrebt, und ist auf das Anfordern der Ausführung einer Aufgabe von einer Werkzeugmaschine an den Roboter spezialisiert.
Das vorliegende System umfasst eine Werkzeugmaschinensteuereinheit 1, einen Robotervorprozessor 20 und eine Robotersteuereinheit 30. Die Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 und der Robotervorprozessor 20 sind über eine Kommunikationsleitung miteinander verbunden, um die Übertragung und den Empfang von Daten zu ermöglichen, und der Robotervorprozessor 20 und die Robotersteuereinheit 30 sind über eine Kommunikationsleitung miteinander verbunden, um die Übertragung und den Empfang von Daten zu ermöglichen. Die Kommunikationsleitung ist beispielsweise Ethernet (eingetragene Handelsmarke), ist jedoch nicht darauf begrenzt.
Zuerst wird die Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 beschrieben.
Die Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 ist eine Steuereinheit (numerische Steuereinheit), die einen Betrieb einer Werkzeugmaschine steuert, und umfasst ein Bedienfeld 2, einen Roboterbetriebsbefehlsgenerator 3, eine Robotervorprogrammausführungsanforderungseinrichtung 4, einen Werkzeugmaschinebetriebsbefehlsempfänger 5, eine Störungsprüfeinrichtung 6, eine Übertragungseinrichtung 7 für ein Werkzeugmaschinen-3D-Modell (dreidimensionales Werkzeugmaschinenmodell), eine Kommunikationseinrichtung 8, einen interaktiven Programmgenerator 9, eine Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10, eine Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 und eine Speichereinheit 12.
Das Bedienfeld 2 ist aus einer Anzeige, einer Werkzeugmaschinen-Betriebs-UI (Anwenderschnittstelle) und einer Roboterbetriebs-UI gebildet. Ein Werkzeugmaschinenanwender verwendet die Roboterbetriebs-UI, um einen Schritt (Bewegungsvorgang) des Roboters und eines Endeffektors zu betätigen. Die Roboterbetriebs-UI erzeugt ein Robotervorprogramm durch eine Zusammenwirkung mit der Werkzeugmaschinenbetriebs-UI und dem interaktiven Programmgenerator 9. Die Roboterbetriebs-UI gibt Betriebsinformationen an die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 aus.
Der Roboterbetriebsbefehlsgenerator 3 wandelt die Betriebsinformationen oder dergleichen der Roboterbetriebs-UI, die aus der Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 ausgegeben werden, in einen Befehl für den Robotervorprozessor 20 um, der zwischen der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 und der Robotersteuereinheit 30 vorgesehen ist. Der Roboterbetriebsbefehlsgenerator 3 überträgt beispielsweise einen Übersteuerungswert der Werkzeugmaschinenbetriebs-UI zum Robotervorprozessor 20, so dass eine Änderung einer Betriebsgeschwindigkeit durch eine Übersteuerungsoperation zwischen der Werkzeugmaschine und dem Roboter geteilt wird. Außerdem wird ein Roboterbetriebsbefehl aus einer Eingabe eines Impulshandrades erzeugt, das an der Werkzeugmaschinenbetriebs-UI vorgesehen ist, und wird zum Robotervorprozessor 20 übertragen, um den Betrieb des Roboters zu ermöglichen. Mit dieser Konfiguration wird, selbst wenn kein Lehrgegenstück des Roboters vorhanden ist, ein manueller Betrieb des Roboters durch nur das Bedienfeld, das an der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 vorgesehen ist, ermöglicht, und selbst ein Werkzeugmaschinenanwender, der nicht an den Betrieb eines Roboters gewöhnt ist, kann den Roboter intuitiv betreiben. Der Roboterbetriebsbefehlsgenerator 3 überträgt auch eine Achsenposition der Werkzeugmaschine, die im Robotervorprozessor 20 verwendet wird, an den Robotervorprozessor 20.
In Reaktion auf einen Ausführungsbefehl von der Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 überträgt die Robotervorprogrammausführungsanforderungseinrichtung 4 eine Ausführungsanforderung zum Robotervorprozessor 20. Wenn die Ausführung angefordert wird, überträgt die Robotervorprogrammausführungsanforderungseinrichtung 4 ein festgelegtes Robotervorprogramm, das in der Speichereinheit 12 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 gespeichert ist, zum Robotervorprozessor 20. Die Festlegung des Robotervorprogramms wird durch Beschreiben eines Namens in einem Werkzeugmaschinenprogramm (Bearbeitungsprogramm) durchgeführt. Mit dieser Konfiguration kann die Aufgabe des Roboters von der Werkzeugmaschine ausgeführt werden, während eine Betriebsfähigkeit ähnlich zur Ausführung eines Makros im Werkzeugmaschinenprogramm aufrechterhalten wird.
Der Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsempfänger 5 empfängt den vom Robotervorprozessor 20 übertragenen Werkzeugmaschinenbetriebsbefehl. Der Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsempfänger 5 überträgt den vom Robotervorprozessor 20 empfangenen Befehl zur Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 und die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 führt den Befehl aus. Der Werkzeugmaschinenbetriebsbefehl umfasst Gelenkwinkelinformationen des Roboters.
Die Störungsprüfeinrichtung 6 prüft auf eine Störung in Echtzeit während eines Betriebs der Werkzeugmaschine unter Verwendung eines 3D-Modells. Das 3D-Modell ist aus 3D-Modelldaten der Werkzeugmaschine und des Roboters, einschließlich Peripherievorrichtungen wie z. B. einer Werkstücklagereinrichtung, gebildet. Die 3D-Modelldaten der Werkzeugmaschine umfassen 3D-Modelldaten des Werkstücks. Die Störungsprüfeinrichtung 6 berücksichtigt den Gelenkwinkel des Roboters, der aus der Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 ausgegeben wird, um auf die Störung zu prüfen, selbst in einer Situation, in der die Werkzeugmaschine und der Roboter in Bezug aufeinander arbeiten.
Die Werkzeugmaschinen-3D-Modell-Übertragungseinrichtung 7 liest aus der Speichereinheit 12 das 3D-Modell, das in der Speichereinheit 12 gespeichert ist und das durch die Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 verwendet wird, und überträgt das gelesene 3D-Modell zum Robotervorprozessor 20. Das 3D-Modell wird zum Anpassen einer Simulationsumgebung des Robotervorprozessors 20 verwendet, wenn die Simulationsumgebung der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 geändert wird, wie z. B. wenn das Werkzeug geändert wird. Das 3D-Modell wird auch verwendet, wenn eine für den Eintritt verbotene Zone des Roboters festgelegt werden soll, wenn die Werkzeugmaschine und der Roboter gleichzeitig betrieben werden. Eine Form eines rechteckigen Parallelepipeds oder dergleichen, das einen Bereich enthält, in dem die Werkzeugmaschine arbeitet, wird beispielsweise zum Robotervorprozessor 20 übertragen, so dass der Robotervorprozessor 20 einen Roboterpfad erzeugen kann, um eine Störung der für den Eintritt verbotenen Zone des Roboters zu vermeiden. Alternativ kann die Werkzeugmaschinen-3D-Modell-Übertragungseinrichtung 7 Informationen der Achsenposition der Werkzeugmaschine zum 3D-Modell hinzufügen und dann das 3D-Modell übertragen.
Die Kommunikationseinrichtung 8 führt einen Kommunikationsprozess zwischen der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 und dem Robotervorprozessor 20 aus. Wie vorstehend beschrieben, ist ein Beispiel der Kommunikationseinrichtung 8 Ethernet (eingetragene Handelsmarke), aber wenn eine Echtzeiteigenschaft und Zeitsynchronisation oder dergleichen der Kommunikation erforderlich sind, kann ein diesen entsprechendes Kommunikationsmittel verwendet werden.
Der interaktive Programmgenerator 9 erzeugt das Robotervorprogramm durch Zusammenwirkung mit der Werkzeugmaschinenbetriebs-UI und der Roboterbetriebs-UI. Der interaktive Programmgenerator 9 stilisiert die Aufgaben des Roboters im Voraus und erzeugt automatisch das Robotervorprogramm mit Parametern, die durch den Anwender der Werkzeugmaschine eingegeben werden. Mit dieser Konfiguration kann der Anwender der Werkzeugmaschine leicht das Robotervorprogramm durch lediglich Eingeben der Parameter erzeugen und kann den Roboter betreiben. Alternativ kann der interaktive Programmgenerator eine UI zum Ausführen der Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 umfassen und kann einen Lehrpunkt aus einer aktuellen Position des Roboters bestimmen. Der interaktive Programmgenerator 9 speichert das erzeugte Robotervorprogramm in der Speichereinheit 12.
Die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 unterstützt die Indizierung des Roboters auf einen festgelegten Punkt. Insbesondere wenn eine Feineinstellung der Position im interaktiven Programmgenerator 9 erforderlich ist, falls der Anwender der Werkzeugmaschine den Schrittbetrieb auf den Lehrpunkt wie im Stand der Technik ausführen soll, wird die Schwierigkeit der Arbeit erhöht. Folglich verwendet die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 den Parameter, der in den interaktiven Programmgenerator 9 eingegeben wird, um automatisch ein Indizierungsrobotervorprogramm zu erzeugen. Die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 führt einen Unterstützungsprozess aus, wenn ein Indizierungsausführungsbetrieb von der UI ausgeführt wird, die am interaktiven Programmgenerator 9 vorgesehen ist, um das Indizierungsrobotervorprogramm automatisch zu erzeugen, und erzeugt automatisch ein Werkzeugmaschinenprogramm zum Anfordern der Ausführung des Indizierungsrobotervorprogramms. Wenn der Anwender eine Starttaste drückt, wird dann der Roboter automatisch auf den festgelegten Punkt indiziert. Nachdem das Indizieren vollendet ist, wird die Roboterposition durch eine manuelle Bedienung des Bedienfeldes 2 fein eingestellt und der Lehrpunkt wird aus der aktuellen Position des Roboters im interaktiven Programmgenerator 9 bestimmt. Die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 speichert das Indizierungsrobotervorprogramm und das Werkzeugmaschinenprogramm zum Anfordern der Ausführung des Indizierungsrobotervorprogramms, die automatisch erzeugt werden, in der Speichereinheit 12.
Die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 steuert Vorgänge von verschiedenen Teilen der Werkzeugmaschine. In der vorliegenden Ausführungsform gibt die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 insbesondere die Betriebsinformationen oder dergleichen der Roboterbetriebs-UI an den Roboterbetriebsbefehlsgenerator 3 aus, liest das in der Speichereinheit 12 gespeicherte Robotervorprogramm und gibt das gelesene Robotervorprogramm an die Robotervorprogrammausführungsanforderungseinrichtung 4 aus.
Die Speichereinheit 12 speichert das Robotervorprogramm, das Werkzeugmaschinenprogramm und das 3D-Modell. Das Robotervorprogramm wird durch den interaktiven Programmgenerator 9 und die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 in Reaktion auf die Bedienung durch den Anwender erzeugt. Das 3D-Modell wird im Voraus erzeugt und gespeichert.
Der Roboterbetriebsbefehlsgenerator 3, die Robotervorprogrammausführungsanforderungseinrichtung 4, der Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsempfänger 5, die Störungsprüfeinrichtung 6, die Werkzeugmaschinen-3D-Modell-Übertragungseinrichtung 7, der interaktive Programmgenerator 9, die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 und die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 können durch eine oder mehrere CPUs gebildet sein. Die eine oder die mehreren CPUs verwirklichen diese Funktionen durch Lesen und Ausführen eines Prozessprogramms, das in einem Programmarbeitsspeicher wie z. B. einem ROM gespeichert ist. Alternativ kann ein Teil dieser Funktionen nicht durch einen Software-Prozess durch Ausführung eines Programms, sondern durch einen Hardware-Prozess verwirklicht werden. Der Hardware-Prozess kann beispielsweise unter Verwendung von Schaltungen wie z. B. einer ASIC, eines FPGA (anwenderprogrammieren Verknüpfungsfeldes) oder dergleichen ausgeführt werden.
Als nächstes wird der Robotervorprozessor 20 beschrieben.
Der Robotervorprozessor 20 ist ein Prozessor zum Erreichen einer Verriegelung zwischen der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 und der Robotersteuereinheit 30. Der Robotervorprozessor 20 kann als einzelne Entität existieren, kann an der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 eingerichtet sein oder kann an der Robotersteuereinheit 30 eingerichtet sein. Wenn der Prozessor als einzelne Entität existiert oder an der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 eingerichtet ist, ist es erwünscht, dass der Roboter unabhängig von dem Typ der Robotersteuereinheit 30 (insbesondere einem Hersteller der Robotersteuereinheit 30) betrieben werden kann. Wenn der Prozessor als einzelne Entität existiert oder in der Robotersteuereinheit 30 eingerichtet ist, ist es außerdem erwünscht, dass der Prozessor nicht von dem Typ der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 (insbesondere einem Hersteller der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1) abhängt.
Der Robotervorprozessor 20 umfasst einen Robotervorprogramminterpreter 21, einen Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22, einen Roboterbetriebsbefehlsempfänger 23, einen Robotervorprogrammempfänger 24, einen Werkzeugmaschinen-3D-Modell-Empfänger 25, einen Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsgenerator 26, Kommunikationseinrichtungen 27 und 28 und eine Speichereinheit 29.
Gemäß einem Steuerbefehl vom Roboterbetriebsbefehlsempfänger 23 liest der Robotervorprogramminterpreter 21 das vom Robotervorprozessor 20 vorbereitete Robotervorprogramm aus der Speichereinheit 29, interpretiert das gelesene Robotervorprogramm und gibt das interpretierte Ergebnis an den Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22 aus. Wenn es erforderlich ist, einen Betriebsbefehl für die Werkzeugmaschine infolge der Interpretation des Robotervorprogramms zu erzeugen, gibt außerdem der Robotervorprogramminterpreter 21 das interpretierte Ergebnis an den Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsgenerator 26 aus.
Gemäß einem Robotervorprogrammbefehl, der durch den Robotervorprogramminterpreter 21 interpretiert wird, verwendet der Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22 das 3D-Modell, das aus der Speichereinheit 29 gelesen wird, und erzeugt einen Steuerbefehl zum Betreiben der Robotersteuereinheit 30 wie z. B. einen Roboterbefehlswert zum Vermeiden einer Störung, einen Steuerbefehl eines E/A-Verbindungspunkts, der an der Robotersteuereinheit 30 vorgesehen ist, oder dergleichen. Der Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22 überträgt den erzeugten Steuerbefehl über die Kommunikationseinrichtung 28 zur Robotersteuereinheit 30. Der Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22 steuert auch einen Betrieb, der einem Befehl entspricht, der vom Roboterbetriebsbefehlsempfänger 23 empfangen wird. Der Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22 spiegelt beispielsweise den Übersteuerungswert der Werkzeugmaschine, der vom Roboterbetriebsbefehlsempfänger 23 empfangen wird, im Roboterbefehlswert in Echtzeit wider.
Der Roboterbetriebsbefehlsempfänger 23 empfängt einen Roboterbetriebsbefehl, der durch den Roboterbetriebsbefehlsgenerator 3 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 erzeugt wird und über die Kommunikationseinrichtungen 8 und 27 übertragen wird. Der Roboterbetriebsbefehlsempfänger 23 gibt den empfangenen Roboterbetriebsbefehl an den Robotervorprogramminterpreter 21 und den Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22 aus. Der Roboterbetriebsbefehlsempfänger 23 empfängt auch eine Achsenpositionsbenachrichtigung der Werkzeugmaschine und spiegelt dieselbe im 3D-Modell der Werkzeugmaschine wider, das in der Speichereinheit 29 gespeichert ist. In einer Konfiguration, in der das 3D-Modell, zu dem die Achsenposition hinzugefügt wird, durch die Werkzeugmaschinen-3D-Modell-Übertragungseinrichtung 7 übertragen wird, ist dieser Prozess nicht erforderlich.
Der Robotervorprogrammempfänger 24 empfängt das Robotervorprogramm, das von der Robotervorprogrammausführungsanforderungseinrichtung 4 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 übertragen wird, über die Kommunikationseinrichtungen 8 und 27. Der Robotervorprogrammempfänger 24 speichert das empfangene Robotervorprogramm in der Speichereinheit 29. Das in der Speichereinheit 29 gespeicherte Robotervorprogramm wird durch den Robotervorprogramminterpreter 21 interpretiert, wie vorstehend beschrieben.
Der Werkzeugmaschinen-3D-Modell-Empfänger 25 empfängt das 3D-Modell, das von der Werkzeugmaschinen-3D-Modell-Übertragungseinrichtung 7 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 übertragen wird, über die Kommunikationseinrichtungen 8 und 27. Der Werkzeugmaschinen-3D-Modell-Empfänger 25 speichert das empfangene 3D-Modell in der Speichereinheit 29. Das in der Speichereinheit 29 gespeicherte 3D-Modell wird für die Erzeugung des Roboterbefehlswerts zum Vermeiden einer Störung durch den Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22 verwendet, wie vorstehend beschrieben. Ein Format des 3D-Modells ist nicht besonders begrenzt.
Der Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsgenerator 26 überträgt die Betriebsanforderung für die Werkzeugmaschine zum Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsempfänger 5 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 über die Kommunikationseinrichtungen 27 und 8. Die Betriebsanforderung für die Werkzeugmaschine wird übertragen, wenn es erforderlich ist, den Betriebsbefehl für die Werkzeugmaschine infolge der Interpretation des Robotervorprogramms durch den Robotervorprogramminterpreter 21 zu erzeugen. Der Betrieb ist beispielsweise ein Öffnungs/Schließ-Vorgang einer Werkzeugmaschinensicherheitstür während eines Betriebs des Roboters oder dergleichen. Der Betriebsbefehl umfasst einen Gelenkwinkel des Roboters.
Die Kommunikationseinrichtung 27 führt einen Kommunikationsprozess mit der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 aus. Durch Festlegen eines Kommunikationsalgorithmus kann die Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 Roboter von verschiedenen Herstellern durch den festgelegten Kommunikationsalgorithmus betreiben.
Die Kommunikationseinrichtung 28 führt einen Kommunikationsprozess mit der Robotersteuereinheit 30 aus. Wenn eine Konfiguration verwendet werden soll, in der der Robotervorprozessor 20 nicht von dem Typ der Robotersteuereinheit 30 abhängt, kann ein Unterschied im Kommunikationsalgorithmus durch die Kommunikationseinrichtung 28 geglättet werden.
Die Speichereinheit 29 speichert das Werkzeugmaschinen-3D-Modell und das von der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 übertragene Robotervorprogramm.
Der Robotervorprogramminterpreter 21, der Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22, der Roboterbetriebsbefehlsempfänger 23, der Robotervorprogrammempfänger 24, der Werkzeugmaschinen-3D-Modell-Empfänger 25 und der Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsgenerator 26 können durch eine oder mehrere CPUs gebildet sein. Die eine oder die mehreren CPUs verwirklichen diese Funktionen durch Lesen eines Prozessprogramms, das in einem Programmarbeitsspeicher wie z. B. einem ROM gespeichert ist, und Ausführen des Prozessprogramms. Alternativ kann ein Teil dieser Funktionen nicht durch einen Software-Prozess durch Ausführung eines Programms, sondern durch einen Hardware-Prozess verwirklicht werden. Der Hardware-Prozess kann beispielsweise unter Verwendung von Schaltungen wie z. B. einer ASIC und eines FPGA (anwenderprogrammierbaren Verknüpfungsfeldes) ausgeführt werden.
Die Robotersteuereinheit 30 steuert den Roboter gemäß dem vom Robotervorprozessor 20 übertragenen Steuerbefehl. Eine Form des Roboters ist beliebig und der Roboter kann beispielsweise ein Roboter in der Maschine sein, der in der Werkzeugmaschine angeordnet ist und der die Befestigung und das Lösen des Werkstücks (Werkstückladen/Werkstückentladen) ausführt.
2 zeigt einen Gesamtprozessablaufplan der vorliegenden Ausführungsform.
Der Anwender der Werkzeugmaschine bedient das Bedienfeld 2 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1, um das Robotervorprogramm durch den interaktiven Programmgenerator 9 zu erzeugen (S101). Der interaktive Programmgenerator 9 erzeugt automatisch das Robotervorprogramm mit den Parametern, die durch den Anwender der Werkzeugmaschine eingegeben werden, gemäß einer Richtlinie unter Verwendung der Werkzeugmaschinenbetriebs-UI und der Roboterbetriebs-Ur. Der Anwender der Werkzeugmaschine kann leicht das Robotervorprogramm durch lediglich Eingeben der Parameter erzeugen. Der interaktive Programmgenerator 9 weist eine UI zum Ausführen der Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 auf und bestimmt einen Lehrpunkt aus der aktuellen Position des Roboters. Der interaktive Programmgenerator 9 speichert das erzeugte Robotervorprogramm in der Speichereinheit 12.
Die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 wird bearbeitet, wenn der Anwender der Werkzeugmaschine beurteilt, dass eine Feineinstellung der Position erforderlich ist und einen Indizierungsausführungsvorgang von der UI ausführt, die am interaktiven Programmgenerator 9 vorgesehen ist. Die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 verwendet die Parameter, die in den interaktiven Programmgenerator 9 eingegeben werden, um das Indizierungsrobotervorprogramm automatisch zu erzeugen, und erzeugt auch automatisch ein Werkzeugmaschinenprogramm zum Anfordern der Ausführung des Indizierungsrobotervorprogramms. Wenn der Anwender der Werkzeugmaschine eine Starttaste drückt, wird die Indizierung des Roboters automatisch ausgeführt. Nachdem die Indizierung vollendet ist, wird die Roboterposition durch eine manuelle Bedienung des Bedienfeldes 2 fein eingestellt und der Lehrpunkt wird im interaktiven Programmgenerator 9 aus der aktuellen Position des Roboters festgelegt. Die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 speichert das automatisch erzeugte Indizierungsrobotervorprogramm und das automatisch erzeugte Werkzeugmaschinenprogramm zum Anfordern der Ausführung des Indizierungsrobotervorprogramms in der Speichereinheit 12.
Als nächstes beschreibt der Anwender der Werkzeugmaschine einen Robotervorprogrammausführungsanforderungsbefehl im Werkzeugmaschinenprogramm und führt das Programm aus. Die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 liest das Robotervorprogramm aus der Speichereinheit 12 und gibt das gelesene Vorprogramm an die Robotervorprogrammausführungsanforderungseinrichtung 4 aus und die Robotervorprogrammausführungsanforderungseinrichtung 4 überträgt das Robotervorprogramm zum Robotervorprozessor 20 und gibt eine Ausführungsanforderung aus (S102).
Der Robotervorprozessor 20 interpretiert das übertragene Robotervorprogramm durch den Robotervorprogramminterpreter 21. Das interpretierte Robotervorprogramm wird an den Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22 ausgegeben und der Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22 erzeugt den Roboterbefehlswert gemäß dem Robotervorprogramm und gibt den erzeugten Roboterbefehlswert an die Robotersteuereinheit 30 aus, um dadurch den Roboter anzutreiben. Der Anwender der Werkzeugmaschine prüft den Betrieb und beurteilt, ob es erforderlich ist, das Robotervorprogramm zu korrigieren, oder nicht (S103). Die Werkzeugmaschine wird beispielsweise durch das Bedienfeld 2 in einen Simulationsmodus gesetzt, eine Simulationsmodusanforderung wird auch durch den Roboterbetriebsbefehlsgenerator 2 an den Robotervorprozessor 20 gemeldet und wird geteilt und ein Verriegelungsvorgang zwischen der Werkzeugmaschine und dem Roboter wird an der Simulation geprüft, ohne die Werkzeugmaschine und den Roboter tatsächlich zu betreiben. Infolge der Prüfung, wenn es erforderlich ist, das Robotervorprogramm zu korrigieren (JA in S103), bearbeitet der Anwender der Werkzeugmaschine den durch den interaktiven Programmgenerator 9 erzeugten Betrieb. Wenn es nicht erforderlich ist, das Robotervorprogramm zu korrigieren (NEIN in S103), wird die Lehrarbeit vollendet.
3 ist ein detaillierter Ablaufplan des Prozesses von S101 von 2; das heißt des Robotervorprogrammerzeugungsprozesses am interaktiven Programmgenerator 9.
Zuerst bedient der Anwender der Werkzeugmaschine das Bedienfeld 2, um einen oder mehrere Betriebsparameter festzulegen, die für den Betrieb des Roboters erforderlich sind (S201). Der (die) Betriebsparameter wird (werden) gemäß dem Betrieb des Roboters bestimmt. Wenn beispielsweise der Betrieb des Roboters ein Werkstückentladen ist, kann der Parameter umfassen:

- einen Luftausstoß während des Greifens (ob der Prozess ausgeführt werden soll oder nicht);
- einen Schieber (ob der Schieber verwendet werden soll oder nicht);
- ein Werkstückrückzugsausmaß;
- ein Greifannäherungsausmaß; und
- einen Greifversatz.

Diese Betriebsparameter werden durch den Anwender der Werkzeugmaschine durch Bedienen eines Formbildschirms (Vorlagenbildschirms) festgelegt, der durch den interaktiven Programmgenerator 9 erzeugt wird und auf dem Bedienfeld 2 angezeigt wird. Ein spezielles Beispiel des Vorlagenbildschirms wird später im Einzelnen beschrieben.
Als nächstes beurteilt der Anwender der Werkzeugmaschine, ob die Feineinstellung der Position ausgeführt werden soll oder nicht (S202). Die Beurteilung wird auf der Basis des (der) festzulegenden Betriebsparameter(s) durchgeführt. Während die Parameter wie z. B. der Luftausstoß während des Greifens, das Werkstückrückzugsausmaß und dergleichen die Feineinstellung der Position nicht erfordern, kann beispielsweise der Greifversatz die Feineinstellung der Position erfordern.
Wenn die Position fein eingestellt werden soll (JA in S202), drückt der Anwender der Werkzeugmaschine eine Taste „vorläufige Positionsindizierung“ am Bedienfeld, um zu bewirken, dass die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 ausgeführt wird. Die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 erzeugt automatisch das Indizierungsrobotervorprogramm unter Verwendung des Betriebsparameters, der in S201 festgelegt wird (S203). Die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 erzeugt auch automatisch das Werkzeugmaschinenprogramm zum Anfordern der Ausführung des Indizierungsrobotervorprogramms. Wenn der Anwender der Werkzeugmaschine die Starttaste vom Bedienfeld 2 drückt, wird das Indizierungsrobotervorprogramm in Reaktion auf diesen Prozess ausgeführt (S204) und der Roboter wird automatisch auf einen festgelegten Punkt auf einem Pfad, der eine Störung vermeidet, indiziert.
Nachdem der Roboter auf den festgelegten Punkt indiziert ist, wird die Roboterposition durch die manuelle Bedienung des Bedienfeldes fein eingestellt (S205). Nach der Feineinstellung, wenn der Anwender der Werkzeugmaschine eine Taste „aktuelle Position lesen“ auf dem Bedienfeld 2 drückt, spiegelt der interaktive Programmgenerator 9 die aktuelle Position des Roboters in den Parametern in Reaktion auf diesen Prozess wider (S206).
Die Feineinstellung der Position wird in einer Weise, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt und am Ende wird das Robotervorprogramm erzeugt und in der Speichereinheit 12 gespeichert (S207).
Wenn die Position nicht fein eingestellt werden soll (NEIN in S202), müssen die Prozesse von S203 - S207 nicht ausgeführt werden.
4 und 5 zeigen detaillierte Ablaufpläne des Prozesses von S102 von 2; das heißt des Ausführungsprozesses des Robotervorprogramms.
Zuerst beschreibt in 4 der Anwender der Werkzeugmaschine im Werkzeugmaschinenprogramm eine Anforderung zum Ausführen des Robotervorprogramms, das in dem in 3 gezeigten Prozess erzeugt wird und in der Speichereinheit 12 gespeichert wird, und führt das Werkzeugmaschinenprogramm durch die Betätigung der Starttaste aus (S301).
Die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 interpretiert das Werkzeugmaschinenprogramm (S302) und beurteilt, ob das Programm eine Anforderung für die Ausführung des Robotervorprogramms ist oder nicht (S303). Wenn das Programm nicht die Ausführungsanforderung des Robotervorprogramms ist (NEIN in S303), führt die Störungsprüfeinrichtung 6 eine Betriebsstörungsprüfung der Werkzeugmaschine aus (S304). Die Störungsprüfeinrichtung 6 prüft die Anwesenheit oder Abwesenheit der Störung der Werkzeugmaschine und des Roboters während des Betriebs der Werkzeugmaschine unter Verwendung des in der Speichereinheit 12 gespeicherten 3D-Modells. In diesem Prozess wird die Störungsprüfung unter Verwendung der Informationen des Gelenkwinkels des Roboters ausgeführt, die vom Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsgenerator 26 des Robotervorprozessors 20 übertragen werden. Die Werkzeugmaschine wird dann gemäß dem Werkzeugmaschinenprogramm betrieben (S305). Diese Prozesse werden wiederholt ausgeführt, bis das Ende des Werkzeugmaschinenprogramms erreicht wird (S306).
Wenn andererseits das Programm die Ausführungsanforderung für das Robotervorprogramm ist (JA in S303), wird das 3D-Modell der Werkzeugmaschine von der Werkzeugmaschinen-3D-Modell-Übertragungseinrichtung 7 zum Robotervorprozessor 20 übertragen (S307).
Der Werkzeugmaschinen-3D-Modell-Empfänger 25 des Robotervorprozessors 20 empfängt das von der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 übertragene 3D-Modell und speichert das 3D-Modell in der Speichereinheit 29 (S308).
Ferner übertragen die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 und die Robotervorprogrammausführungsanforderungseinrichtung 4 das Robotervorprogramm, das festgelegt wird, indem es im Werkzeugmaschinenprogramm beschrieben ist, zum Robotervorprozessor 20 und geben eine Ausführungsanforderung aus (S309).
Der Robotervorprogrammempfänger 24 des Robotervorprozessors 20 empfängt das Robotervorprogramm, das von der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 übertragen wird, und speichert das Vorprogramm in der Speichereinheit 29 (S310). Außerdem empfängt der Roboterbetriebsbefehlsempfänger 23 die Ausführungsanforderung, die von der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 übertragen wird (S311). Der Prozess geht dann zum Prozess von 5 weiter.
Wenn die Ausführungsanforderung durch den Roboterbetriebsbefehlsempfänger 23 empfangen wird, liest in 5 der Robotervorprogramminterpreter 21 das Robotervorprogramm aus der Speichereinheit 29 in Reaktion auf diesen Prozess und interpretiert das Robotervorprogramm (S312). Der Robotervorprogramminterpreter 21 gibt das Interpretationsergebnis an den Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22 aus.
Der Robotervorprogramminterpreter 21 beurteilt auch, ob eine Betriebsanforderung für die Werkzeugmaschine besteht oder nicht, infolge der Interpretation des Robotervorprogramms (S313). Wenn infolge der Interpretation des Robotervorprogramms festgestellt wird, dass ein Öffnungs/Schließ-Vorgang der Werkzeugmaschinensicherheitstür während des Betriebs des Roboters besteht, wird beispielsweise beurteilt, dass eine Betriebsanforderung für die Werkzeugmaschine besteht.
Wenn keine Betriebsanforderung für die Werkzeugmaschine besteht (NEIN in S313), erzeugt der Robotersteuereinheitssteuerbefehlsgenerator 22 eine Trajektorie des Roboters, die die Störung vermeidet, unter Verwendung des 3D-Modells gemäß dem durch den Robotervorprogramminterpreter 21 interpretierten Robotervorprogramm (S314) und gibt die Trajektorie an die Robotersteuereinheit 30 aus, so dass der Roboter betrieben wird (S315). Für die Erzeugung der Trajektorie, die die Störung vermeidet, kann beispielsweise ein RRT-Verfahren (Verfahren mit schnell erkundenden Zufallsbäumen) verwendet werden. Dies ist ein Verfahren, in dem ein Punkt in einem Konfigurationsraum (C-Raum) zufällig gesucht wird, um einen freien Raum in einer Suchbaumform zu konstruieren, und anfängliche Konfigurationspunkte im Raum und Zielkonfigurationspunkte am Suchbaum verbunden werden, um dadurch einen Pfad zu erhalten. Die Erzeugung der Vermeidungstrajektorie ist nicht auf dieses Verfahren begrenzt und irgendein anderer beliebiger Algorithmus kann verwendet werden.
Wenn andererseits eine Betriebsanforderung für die Werkzeugmaschine besteht (JA in S313), überträgt der Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsgenerator 26 die Betriebsanforderung zur Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 (S316). Der Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsempfänger 5 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 empfängt die Betriebsanforderung, die vom Robotervorprozessor 20 übertragen wird, und gibt die Betriebsanforderung an die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 aus. Die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 führt die Betriebsstörungsprüfung der Werkzeugmaschine ähnlich zu S304 von 4 gemäß der empfangenen Betriebsanforderung aus (S317) und betreibt die Werkzeugmaschine im Verriegelungsvorgang (S318).
Die Prozesse von S312 - S318 werden wiederholt ausgeführt, bis das Robotervorprogramm vollendet ist (NEIN in S319).
Wenn das Robotervorprogramm vollendet ist (JA in S319), gibt der Robotervorprogramminterpreter 21 eine Ausführungsvollendungsbenachrichtigung des Robotervorprogramms an den Werkzeugmaschinenbetriebsbefehlsgenerator 26 aus (S320) und führt die Prozesse von S306 von 4 aus.
Das heißt, es wird beurteilt, ob das Ende des Werkzeugmaschinenprogramms erreicht ist oder nicht (S306), und wenn das Ende erreicht ist, wird der Prozess vollendet. Wenn andererseits das Ende nicht erreicht ist, werden die Prozesse von S302 wiederholt.
Wie vorstehend, werden in der vorliegenden Ausführungsform die Ausführungsanforderung des Robotervorprogramms und der Robotervorprogrammname im Werkzeugmaschinenprogramm beschrieben, und wenn das Werkzeugmaschinenprogramm ausgeführt wird, überträgt die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 das in der Speichereinheit 12 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 gespeicherte Robotervorprogramm zum Robotervorprozessor 20. Die Übertragung des Robotervorprogramms zum Robotervorprozessor 20 wird für jede Ausführungsanforderung des Robotervorprogramms ausgeführt. Das in der Speichereinheit 12 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 gespeicherte Robotervorprogramm wird als Masterdaten behandelt und das in der Speichereinheit 29 des Robotervorprozessors 20 gespeicherte Robotervorprogramm wird als temporäre Daten behandelt. Alternativ kann eine Konfiguration verwendet werden, in der das Robotervorprogramm, das als temporäre Daten dient, die in der Speichereinheit 29 des Robotervorprozessors 20 gespeichert sind, selbst nach der Ausführung nicht gelöscht wird, und das Robotervorprogramm mit den Masterdaten des in der Speichereinheit 12 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 gespeicherten Robotervorprogramm jedes Mal überprüft werden kann, wenn das Programm verwendet wird.
Außerdem überträgt in der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Werkzeugmaschinenprogramm ausgeführt wird, die Werkzeugmaschinensteuerungseinheit 11 das 3D-Modell, das in der Speichereinheit 12 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 gespeichert ist, zum Robotervorprozessor 20. Die Übertragung des 3D-Modells zum Robotervorprozessor 20 wird für jede Ausführungsanforderung des Robotervorprogramms ähnlich zur Übertragung des Robotervorprogramms ausgeführt. Das in der Speichereinheit 12 der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 gespeicherte 3D-Modell wird als Masterdaten behandelt und das in der Speichereinheit 29 des Robotervorprozessors 20 gespeicherte 3D-Modell wird als temporäre Daten behandelt. Mit dieser Konfiguration kann, selbst wenn die Simulationsumgebung der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 geändert wird, wie z. B. im Fall einer Werkzeugänderung oder dergleichen, die Simulationsumgebung des Robotervorprozessors 20 an die Umgebung der Werkzeugmaschinensteuereinheit 1 nach der Änderung angepasst werden.
6 zeigt ein Beispiel eines Parameterfestlegungsbildschirms, der auf dem Bedienfeld der Werkzeugmaschine angezeigt wird. Der Bildschirm ist ein Bildschirm, der durch den interaktiven Programmgenerator 9 erzeugt wird, und ist ein Bildschirm, der als Vorlage für jeden Betrieb durch Stilisieren von Aufgaben des Roboters im Voraus erzeugt wird.
In diesem Fall ist der Betrieb des Roboters das „Werkstückentladen“ und jeder der festzulegenden Parameter ist als [Betriebsparameter] 100 gezeigt. Hier werden die folgenden Parameter angezeigt:

1. Ein Luftausstoß während des Greifens (ob der Luftausstoß ausgeführt werden soll oder nicht)
2. ein Schieber (ob der Schieber verwendet werden soll oder nicht);
3. ein Werkstückrückzugsausmaß;
4. ein Greifannäherungsausmaß; und
5. einen Greifversatz.

Außerdem wird rechts von den [Betriebsparametern] 100 eine Anleitungszeichnung 200, die schematisch eine Einspannvorrichtung, das Werkstück, den Roboter oder dergleichen in Bezug auf den zu erzeugenden Betrieb zeigt, angezeigt und Elemente der [Betriebsparameter] 100 werden in dieser Zeichnung beispielsweise durch die Nummer gezeigt. Mit Bezug auf die Anleitungszeichnung 200 kann der Anwender der Werkzeugmaschine leicht verstehen, welchem Teil des zu erzeugenden Betriebs die jeweiligen Elemente des [Betriebsparameters] 100 entsprechen. Der Anwender der Werkzeugmaschine legt diese Elemente durch Auswählen aus einem Menü oder durch Eingeben eines Zahlenwerts fest.
Wenn die Feineinstellung der Position erforderlich ist, beispielsweise wenn der Greifversatz fein eingestellt werden soll, drückt der Anwender der Werkzeugmaschine nach dem Festlegen des Betriebsparameters eine Taste 300 „vorläufige Positionsindizierung“. Mit diesem Prozess werden die in S203 ~ S207 von 3 gezeigten Prozesse ausgeführt. Insbesondere erzeugt die Roboterindizierungsunterstützungseinrichtung 10 automatisch das Indizierungsrobotervorprogramm unter Verwendung des festgelegten Betriebsparameters (S203) und erzeugt auch automatisch das Werkzeugmaschinenprogramm zum Anfordern der Ausführung des Indizierungsrobotervorprogramms. Das Indizierungsrobotervorprogramm wird ausgeführt (S204) und der Roboter wird automatisch auf den festgelegten Punkt indiziert.
Nachdem der Roboter auf den festgelegten Punkt indiziert ist, stellt der Anwender der Werkzeugmaschine die Roboterposition durch die manuelle Bedienung des Bedienfeldes 2 fein ein (hauptsächlich durch einen Schrittschalter und ein Impulshandrad). Nach der Feineinstellung drückt der Anwender der Werkzeugmaschine eine Taste 400 „aktuelle Position lesen“ auf dem Bedienfeld 2 und die aktuelle Position des Roboters wird im Betriebsparameter in Reaktion auf diesen Prozess widergespiegelt (S206).
Das „Robotervorprogramm“ in der vorliegenden Ausführungsform wird so genannt, da das Programm durch den Robotervorprozessor 20 interpretiert wird, und der Steuerbefehl des Roboters wird auf der Basis der Interpretation erzeugt und wird an die Robotersteuereinheit 30 ausgegeben. Wenn der Robotervorprozessor 20 in der Robotersteuereinheit 30 eingerichtet ist, kann das „Robotervorprogramm“ auch als „Roboterprogramm“ selbst betrachtet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018203203 [0001]
JP 2001154717 A [0005]

Claims

Werkzeugmaschinensystem, das Folgendes umfasst: eine Werkzeugmaschinensteuereinheit, die eine Werkzeugmaschine steuert; und einen Robotervorprozessor, der mit der Werkzeugmaschinensteuereinheit in einer Weise verbunden ist, um die Übertragung und den Empfang von Daten zu ermöglichen, wobei die Werkzeugmaschinensteuereinheit Folgendes umfasst: ein Bedienfeld, das einen Betriebsparameter eines Roboters festlegt und das einen manuellen Betrieb des Roboters ermöglicht; einen Robotervorprogrammgenerator, der ein Robotervorprogramm unter Verwendung des festgelegten Betriebsparameters und des manuellen Betriebs erzeugt; eine Steuereinheit, die die Werkzeugmaschine durch Ausführen eines Werkzeugmaschinenprogramms steuert und die das Robotervorprogramm zum Robotervorprozessor überträgt; und eine Benachrichtigungseinrichtung, die Informationen des manuellen Betriebs an den Roboter meldet, und der Robotervorprozessor Folgendes umfasst: eine Robotervorprogrammausführungseinrichtung, die das von der Werkzeugmaschinensteuereinheit übertragene Robotervorprogramm empfängt und einen Steuerbefehl an eine Robotersteuereinheit ausgibt, die den Roboter gemäß dem Robotervorprogramm steuert; und eine Steuerbefehlsausgabeeinrichtung, die einen Robotersteuerbefehl auf der Basis der Informationen des manuellen Betriebs ausgibt.
Werkzeugmaschinensystem nach Anspruch 1, wobei die Werkzeugmaschinensteuereinheit ferner eine Störungsprüfeinrichtung umfasst, die die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Störung zwischen der Werkzeugmaschine und dem Roboter auf der Basis von 3D-Modellen der Werkzeugmaschine und des Roboters prüft.
Werkzeugmaschinensystem nach Anspruch 2, wobei der Robotervorprozessor ferner eine Kommunikationseinrichtung umfasst, die einen Gelenkwinkel des Roboters zur Werkzeugmaschinensteuereinheit überträgt, und die Störungsprüfeinrichtung die Anwesenheit oder Abwesenheit der Störung zwischen der Werkzeugmaschine und dem Roboter unter Verwendung des Gelenkwinkels des Roboters prüft.
Werkzeugmaschinensystem nach Anspruch 2, wobei die Werkzeugmaschinensteuereinheit ferner eine Kommunikationseinrichtung umfasst, die das 3D-Modell der Werkzeugmaschine zum Robotervorprozessor überträgt, und die Robotervorprogrammausführungseinrichtung einen Pfad des Roboters, der eine Störung mit der Werkzeugmaschine vermeidet, auf der Basis des 3D-Modells erzeugt und den Steuerbefehl ausgibt.
Werkzeugmaschinensystem nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Steuereinheit der Werkzeugmaschinensteuereinheit ein Werkzeugmaschinenprogramm ausführt und das Robotervorprogramm zum Robotervorprozessor auf der Basis eines Namens des Robotervorprogramms überträgt, der im Werkzeugmaschinenprogramm beschrieben ist.
Werkzeugmaschinensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Robotervorprogrammgenerator der Werkzeugmaschinensteuereinheit einen Vorlagenbildschirm für jeden stilisierten Betrieb des Roboters erzeugt und den Vorlagenbildschirm auf einer Anzeige des Bedienfeldes angezeigt; und der Betriebsparameter auf dem Vorlagenbildschirm festgelegt wird.
Werkzeugmaschinensystem nach Anspruch 6, wobei der Robotervorprogrammgenerator der Werkzeugmaschinensteuereinheit den Roboter unter Verwendung des festgelegten Betriebsparameters indiziert, und wenn die indizierte Position des Roboters durch den manuellen Betrieb fein eingestellt wird, das Robotervorprogramm erzeugt, während eine Position nach der Feineinstellung im Betriebsparameter widergespiegelt wird.
Werkzeugmaschinensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Werkzeugmaschinensteuereinheit ferner eine erste Speichereinheit umfasst, die das Robotervorprogramm und das 3D-Modell speichert, und der Robotervorprozessor ferner eine zweite Speichereinheit umfasst, die das Robotervorprogramm und das 3D-Modell speichert, die von der Werkzeugmaschinensteuereinheit übertragen werden.
Werkzeugmaschinensystem nach Anspruch 8, wobei das Robotervorprogramm und das 3D-Modell aus der ersten Speichereinheit der Werkzeugmaschinensteuereinheit gelesen werden, zum Robotervorprozessor übertragen werden und in der zweiten Speichereinheit gespeichert werden, jedes Mal, wenn eine Anforderung für die Ausführung des Robotervorprogramms während der Ausführung des Werkzeugmaschinenprogramms besteht.
Werkzeugmaschinensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Robotervorprozessor an der Werkzeugmaschinensteuereinheit eingerichtet ist.
Werkzeugmaschinensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Robotervorprozessor an der Robotersteuereinheit eingerichtet ist.