DE102019210444A1

DE102019210444A1 - Luft-Abblase-Verfahren sowie Bearbeitungssystem

Info

Publication number: DE102019210444A1
Application number: DE102019210444.4A
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Sugahara
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2020-01-23
Also published as: CN110732913B; US20200024088A1; JP6740292B2; CN110732913A; JP2020011355A; US10870547B2

Abstract

Die Menge an Schneidfluid, die auf einem Werkstück verbleibt, wird so weit wie möglich reduziert, indem das Werkstück für eine maximal zulässige Dauer mit Luft abgeblasen wird. Ein Luft-Abblase-Verfahren umfasst die Schritte des Abblasens eines Werkstücks, innerhalb einer Werkzeugmaschine, mit Luft nach einer Bearbeitung (S4), des Ausgebens eines Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals zur vorherigen Benachrichtigung über die Aufnahme des Werkstücks durch einen Roboter oder einen Arbeiter auf der Grundlage eines Aufgabenzustands des Roboters oder einer Tätigkeit des Arbeiters (S6), und des Berechnens der Zusatzzeit für ein Luft-Abblasen auf der Grundlage einer Zeit, die der Roboter oder der Arbeiter benötigt, um an einer Werkstückaufnahmeposition vor der Werkzeugmaschine anzukommen, nachdem das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgegeben worden ist (S7), wobei ein Luft-Abblasen lediglich um die Zusatzzeit im Schritt des Luft-Abblasens (S4) verlängert wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luft-Abblase-Verfahren sowie ein Bearbeitungssystem.
Stand der Technik
Nachdem ein Werkstück von einer Werkzeugmaschine bearbeitet wurde, wird Luft auf das Werkstück geblasen, um Späne oder ein am Werkstück anhaftendes Schneidfluid zu entfernen (siehe z.B. Patentdokumente PTL 1 bis 4).
Zitatliste

PTL 1: JP 2004057862
PTL 2: JP 2000135652
PTL 3: Ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer Hei 07-132463
PTL 4: Ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer Hei 08-267328

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Schneidfluid, das auf dem Werkstück verbleibt, verursacht in nachfolgenden Schritten unterschiedliche Unannehmlichkeiten. So kann beispielsweise auf dem Werkstück verbleibendes Schneidfluid den Betrieb einer Poliermaschine in einem Polierschritt beeinträchtigen, oder kann zu einer Erhöhung der Reinigungszeit und einer Verschmutzung eines Reinigungsfluides in einem Reinigungsschritt führen. Um die Menge von auf dem Werkstück verbleibenden Schneidfluid so weit wie möglich zu reduzieren, ist es daher wünschenswert, eine Dauer eines Luft-Abblasens an der Werkzeugmaschine innerhalb eines zulässigen Bereich zu erhöhen, die nicht zu einer Verzögerung der nachfolgenden Schritte führt. Die Patentdokumente PTL 1 bis 4 liefern jedoch keine Hinweise auf eine Anpassung der Dauer des Luft-Abblasens.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten Umstände gemacht, wobei es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein Luft-Abblase-Verfahren und ein Bearbeitungssystem bereitzustellen, die in der Lage sind, die Menge an Schneidfluid, die auf einem Werkstück verbleibt, so weit wie möglich zu reduzieren, indem das Werkstück für eine maximal zulässige Dauer mit Luft abgeblasen wird.
Lösung des Problems
Um den oben genannten Gegenstand zu erzielen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen bereit.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Luft-Abblase-Verfahren, umfassend die folgenden Schritte: Abblasen, innerhalb einer Werkzeugmaschine, eines Werkstücks mit Luft nach der Bearbeitung; Ausgeben eines Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals zur vorherigen Benachrichtigung über die Aufnahme des Werkstücks durch einen Roboter oder einen Arbeiter, auf Grundlage eines Aufgabenzustands des Roboters oder einer Tätigkeit des Arbeiters; und Berechnen einer Zusatzzeit für ein Luft-Abblasen auf Grundlage einer Zeit, die der Roboter oder der Arbeiter benötigt, um an einer Werkstückaufnahmeposition vor der Werkzeugmaschine anzukommen, nachdem das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgegeben worden ist, wobei ein Luft-Abblasen lediglich um die Zusatzzeit im Schritt des Luft-Abblasens verlängert wird.
Nachdem das Werkstück bearbeitet und das Werkstück innerhalb der Werkzeugmaschine mit Luft abgeblasen wurde, wird das Werkstück vom Roboter oder dem Arbeiter von der Werkzeugmaschine aufgenommen.
Vor der Aufnahme des Werkstücks wird das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgegeben, wobei die Zusatzzeit für ein Luft-Abblasen auf der Grundlage der Zeit berechnet wird, die der Roboter oder der Arbeiter benötigt, um nach der Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals vor der Werkzeugmaschine anzukommen. Dann wird das Luft-Abblasen lediglich um die Zusatzzeit verlängert.
Somit können eine zulässige Dauer bis zur Ankunft des Roboters oder des Arbeiters und die Menge des auf dem Werkstück verbleibenden Schneidfluides so weit wie möglich reduziert werden.
In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann weiterhin der Schritt, durchgeführt nach dem Schritt des Luft-Abblasens, des Bewegens des Werkstücks innerhalb der Werkzeugmaschine enthalten sein, von einer Luft-Abblase-Position zu einer Werkstück-Eintritts-/-Austrittsposition, wobei in dem Schritt des Berechnens der Zusatzzeit für ein Luft-Abblasen, die Zusatzzeit für das Luft-Abblasen auch auf Grundlage einer Bewegungszeit des Werkstücks von der Luft-Abblase-Position in die Werkstück-Eintritts-/-Austrittsposition berechnet werden kann.
Gemäß einer solchen Konfiguration kann die Zusatzzeit für ein Luft-Abblasen unter Berücksichtigung der Bewegungszeit des Werkstücks nach einem Luft-Abblasen berechnet werden.
In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann eine Luft-Abblase-Zeit von Anfang bis Ende des Luft-Abblasens berechnet werden durch: A = D + (B - C), wobei A die Luft-Abblase-Zeit ist, B die Zeit ist, die der Roboter oder der Arbeiter benötigt, um nach Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals vor der Werkzeugmaschine an der Werkstückaufnahmeposition anzukommen, C die Bewegungszeit des Werkstücks von der Luft-Abblase-Position in die Werkstück-Eintritts-/-Austrittsposition ist, und D eine Zeit vom Beginn des Signal ist.
Gemäß einer solchen Konfiguration wird die Zusatzzeit durch (B - C) berechnet. Die Zeit bis zur Ankunft des Roboters oder des Arbeiters kann dabei für ein Luft-Abblasen so weit wie möglich genutzt werden.
In dem vorstehend beschriebenen Aspekt, wenn eine vorgegebene minimale Luft-Abblase-Zeit als E angegeben ist, kann A = D + (B - C) in einem Fall von E > D wahr sein, wobei A = D in einem Fall von E < D wahr sein kann.
Gemäß einer solchen Konfiguration wird das Luft-Abblasen in dem Fall, wo die Luft-Abblase-Zeit zu einem Zeitpunkt der Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals die minimale Luft-Abblase-Zeit nicht erreicht hat, lediglich um die Zusatzzeit (B - C) verlängert. Andererseits, in dem Fall, wo die Luft-Abblase-Zeit zum Zeitpunkt der Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals bereits die minimale Luft-Abblase-Zeit erreicht, wird das Luft-Abblasen beendet, ohne verlängert zu werden. Dadurch kann verhindert werden, dass ein Luft-Abblasen länger als nötig fortgesetzt wird.
In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann, in dem Schritt der Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals, der Roboter oder eine Steuerungseinrichtung, die den Roboter steuert, das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal an die Werkzeugmaschine ausgeben.
Gemäß einer solchen Konfiguration kann das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal zu einem optimalen Zeitpunkt entsprechend dem Fortschrittszustand einer Aufgabe des Roboters ausgegeben werden.
In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann weiterhin der Schritt des Ausgebens, durch die Werkzeugmaschine, eines Aufgabe-Erledigungs-Vorankündigungssignals an den Roboter enthalten sein, nachdem ein Luft-Abblasen gestartet wurde, wobei im Schritt des Ausgebens des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals der Roboter das Werkstückaufnahme -Vorankündigungssignal an die Werkzeugmaschine als Reaktion auf das Aufgabe-Erledigungs-Vorankündigungssignal ausgeben kann.
Gemäß einer solchen Konfiguration wird der Roboter durch das Werkstückaufnahme - Vorankündigungssignal einer Aufgabe innerhalb der Werkzeugmaschine benachrichtigt, die kurz vor ihrer Fertigstellung steht. Der Roboter gibt das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal als Reaktion auf das Werkstückaufnahme -Vorankündigungssignal aus, und bewegt sich dann zur Werkzeugmaschine, um das Werkstück aufzunehmen. Auf diese Weise kann ein Zeitpunkt der Aufnahme des Werkstücks in Bezug auf den Fortschrittszustand einer Aufgabe der Werkzeugmaschine optimiert werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bearbeitungssystem, das Folgendes umfasst: eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück bearbeitet und dieses mit Luft abbläst; eine Aufnahme-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit, die ein Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgibt, um vorher eine Aufnahme des Werkstücks durch einen Roboter oder einen Arbeiter anzukündigen, auf Grundlage eines Aufgabenzustands des Roboters oder einer Tätigkeit des Arbeiters; und eine Zusatzzeit-Berechnungseinheit, die eine Zusatzzeit für ein Luft-Abblasen auf Grundlage einer Zeit berechnet, die der Roboter oder der Arbeiter benötigt, um an einer Werkstückaufnahmeposition vor der Werkzeugmaschine anzukommen, nachdem das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgegeben worden ist, wobei die Werkzeugmaschine das Luft-Abblasen lediglich um die Zusatzzeit verlängert.
Positive Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bewirkt, dass die Menge an Schneidfluid, das auf einem Werkstück verbleibt, so weit wie möglich reduziert werden kann, indem das Werkstück für eine maximal zulässige Dauer mit Luft abgeblasen wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische Draufsicht, die eine Gesamtkonfiguration eines Bearbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Werkzeugmaschine und eines Roboters im Bearbeitungssystem in 1 zeigt.
3 ist ein Sequenzdiagramm, das ein Luft-Abblase-Verfahren des Bearbeitungssystems in 1 zeigt.
4 ist ein Diagramm, das die Zeitpunkte der Schritte S2 bis S12 in dem Luft-Abblase-Verfahren in 3 zeigt.
5 ist eine Grafik, die die Zeitpunkte eines Luft-Abblase-Verfahrens gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt.
6 ist eine schematische Draufsicht, die eine Gesamtkonfiguration einer Modifikation des Bearbeitungssystems von 1 zeigt.
7 ist eine schematische Draufsicht, die eine Gesamtkonfiguration einer weiteren Modifikation des Bearbeitungssystems von 1 zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden wird ein Bearbeitungssystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst das Bearbeitungssystem 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Mehrzahl von Werkzeugmaschinen 1 und einen Roboter 2. Die Mehrzahl der Werkzeugmaschinen 1 ist entlang einer Schiene 3 angeordnet. Der Roboter 2 bewegt sich entlang der Schiene 3.
Der Roboter 2 ist ein Roboter mit einer Hand zum Greifen eines Werkstücks W, und ist beispielsweise ein 6-achsiger Knickarmroboter.
Wie in 2 dargestellt ist, umfasst der Roboter 2 zum Beispiel eine Antriebseinrichtung 2a zum Bewegen des Roboters 2 entlang der Schiene 3, einen Roboterarm 2b mit einer an einem Spitzenende befestigten Hand und eine Steuerungseinrichtung 2c zum Steuern der Antriebseinrichtung 2a und des Roboterarms 2b.
Der Roboter 2 ist in der Lage, mit jeder der Mehrzahl von Werkzeugmaschinen 1 zu kommunizieren. Als Reaktion auf ein von einer Werkzeugmaschine 1 ausgegebenes Werkstückanforderungssignal führt der Roboter 2 der Übertragungsquellen-Werkzeugmaschine 1 ein Werkstück W zu. Darüber hinaus, als Reaktion auf ein von einer Werkzeugmaschine 1 ausgegebenes Aufgabe-Erledigungs-Vorankündigungssignal, bewegt sich der Roboter 2 hin zur Übertragungsquellen-Werkzeugmaschine 1, und als Reaktion auf ein von einer Werkzeugmaschine 1 ausgegebenes Aufgabe-Erledigungs-Vorankündigungssignal, nimmt der Roboter 2 das Werkstück von der Übertragungsquellen-Werkzeugmaschine 1 auf.
Der Roboter 2 umfasst eine Aufnahme-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 4 zum Ausgeben eines Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals zum vorherigen Benachrichtigen über die Aufnahme eines Werkstücks W.
In einer Aufnahmeaufgabe für das Werkstück W gibt der Roboter 2 das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal von der Aufnahme-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 4 an die Übertragungsquellen-Werkzeugmaschine 1 aus, unmittelbar vor dem Bewegen hin zur Übertragungsquellen-Werkzeugmaschine 1. Das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal umfasst Informationen über eine Bewegungszeit, die der Roboter 2 benötigt, um nach Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals vor der Übertragungsquellen-Werkzeugmaschine 1 zu einer vorbestimmten Werkstückaufnahmeposition zu gelangen. Die Information über eine Bewegungszeit zeigt z.B. eine aktuelle Position des Roboters 2 an.
Wie in 2 dargestellt ist, umfasst jede Werkzeugmaschine 1 einen Tisch 5, wo das Werkstück W platziert ist, eine Bearbeitungseinrichtung 6 zur Bearbeitung des Werkstücks W, und eine Luft-Abblase-Einrichtung 7, um das Werkstück W mit Luft abzublasen.
Darüber hinaus umfasst die Werkzeugmaschine 1 beispielsweise wenigstens einen Motor 5a zum Antreiben des Tisches 5, wenigstens einen Motor 6a zum Antreiben der Bearbeitungseinrichtung 6 mit einer Hauptspindel und dergleichen, und eine Steuerungseinrichtung 1c zum Steuern der Luft-Abblase-Einrichtung 7 und der Motoren 5a, 6a.
Der Tisch 5 kann durch den Motor 5a zwischen einer Arbeitsaufgabenposition und einer Werkstück-Eintritts-/-Austrittsposition bewegt werden. Bezogen auf die Werkzeugmaschine 1 auf der linken Seite in 1 ist der Tisch 5 an der Werkstück-Eintritts-/-Austrittsposition durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnet, wobei der Tisch 5 an der Arbeitsaufgabenposition durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet ist. Die Werkstück-Eintritts-/-Austrittsposition ist eine Position, wo der Roboter 2 an der Werkstückaufnahmeposition in der Lage ist, das Werkstück W auf dem Tisch 5 zu platzieren und das Werkstück W vom Tisch 5 aufzunehmen.
Die Bearbeitungseinrichtung 6 umfasst ein oder mehrere Werkzeuge, wie beispielsweise einen Bohrer oder einen Schaftfräser. Die Bearbeitungseinrichtung 6 bearbeitet das Werkstück W an der Arbeitsaufgabenposition mit einem Werkzeug.
Während der Bearbeitung durch die Bearbeitungseinrichtung 6 wird dem Werkstück W ein Schneidfluid zugeführt.
Die Luft-Abblase-Einrichtung 7 bläst Luft in Richtung Werkstück W an der Arbeitsaufgabenposition (Luft-Abblase-Position), um das am Werkstück W anhaftende Schneidfluid wegzublasen.
Darüber hinaus umfasst die Steuerungseinrichtung 1c jeder Werkzeugmaschine 1 eine Erledigungs-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 8 zum Ausgeben, an den Roboter 2, eines Aufgabenerledigungs-Vorankündigungssignals zur vorherigen Benachrichtigung über eine Erledigung einer Aufgabe, und eine Luft-Abblase-Zeitberechnungseinheit (Zusatzzeit-Berechnungseinheit) 9 zur Berechnung einer Luft-Abblase-Zeit. Funktionen der später beschriebenen Erledigungs-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 8 und der Luft-Abblase-Zeit-Berechnungseinheit 9 sind durch einen in der Steuerungseinrichtung 1c der Werkzeugmaschine 1c vorgesehenen Prozessor realisiert, der Prozesse nach vorgegebenen Programmen durchführt.
Nachdem die Luft-Abblase-Einrichtung 7 mit dem Luft-Abblasen begonnen hat, gibt die Erledigungs-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 8 das Aufgabenerledigungs-Vorankündigungssignal an den Roboter 2 aus. Die Erledigungs-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 8 kann alternativ das Aufgabenerledigungs-Vorankündigungssignal vor dem Ende der Bearbeitung oder am Ende der Bearbeitung des Werkstücks W durch ein Werkzeug ausgeben, anstatt nach dem Start des Luft-Abblasens.
Wenn das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal vom Roboter 2 an die Werkzeugmaschine 1 als Reaktion auf das Aufgabenerledigungs-Vorankündigungssignal ausgegeben ist, berechnet die Luft-Abblase-Zeit-Berechnungseinheit 9 eine Zusatzzeit (B - C), und berechnet weiterhin eine Luft-Abblase-Zeit A wie durch die folgende Gleichung (1) dargestellt ist: $A = D + (B - C)$
Hierbei ist A die Luft-Abblase-Zeit vom Beginn bis zum Ende des Luft-Abblasens. B ist eine Zeit, die der Roboter 2 benötigt, um nach Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals an der Werkstückaufnahmeposition vor der Werkzeugmaschine 1 anzukommen.
So wird beispielsweise die Zeit B auf der Grundlage eines Abstands zwischen der aktuellen Position des Roboters 2, das im Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal enthalten ist, und der Werkzeugmaschine 1 berechnet. C ist eine Bewegungszeit des Tisches 5 von der Arbeitsaufgabenposition zur Werkstück-Eintritts- / -Austrittsposition. D ist eine Zeit vom Beginn des Luft-Abblasens bis zur Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals, d.h. eine Zeit vom Beginn des Luft-Abblasens bis zum Empfang des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals durch die Steuerungseinrichtung 1c.
Die Luft-Abblase-Zeit-Berechnungseinheit 9 benachrichtigt die Luft-Abblase-Einrichtung 7 über die berechnete Luft-Abblase-Zeit A. Die Luft-Abblase-Einrichtung 7 beendet das Luft-Abblasen, wenn lediglich die Zusatzzeit (B - C) ab Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals verstrichen ist.
Als Nächstes wird ein Betrieb des Bearbeitungssystems 100 mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.
Der Roboter 2 transportiert das Werkstück W zur Werkzeugmaschine 1 als Reaktion auf das Werkstückanforderungssignal der Werkzeugmaschine 1, und platziert das Werkstück W auf dem Tisch 5 an der Werkstück-Eintritts-/-Austrittsposition bei der Werkzeugmaschine 1 (Schritt S1).
Anschließend fährt die Werkzeugmaschine 1 den Tisch 5 von der Werkstück-Eintritts-/- Austrittsposition in die Arbeitsaufgabenposition und startet eine Bearbeitung des Werkstücks W auf dem Tisch 5 durch die Bearbeitungseinrichtung 6 (Schritt S2). Wenn die Bearbeitung abgeschlossen ist (Schritt S3), beginnt die Werkzeugmaschine 1, das Werkstück W durch die Luft-Abblase-Einrichtung 7 mit Luft abzublasen (Schritt S4). Dann gibt die Erledigungs-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 8 der Werkzeugmaschine 1 das Aufgabenerledigungs-Vorankündigungssignal an den Roboter 2 aus (Schritt S5).
Als Reaktion auf das Aufgabenerledigungs-Vorankündigungssignal von der Werkzeugmaschine 1 gibt der Roboter 2 das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal an die Werkzeugmaschine 1 aus, unmittelbar bevor Starten der Bewegung zur Übertragungsquellen-Werkzeugmaschine 1, um das Werkstück W aufzunehmen (Schritt S6), und bewegt sich dann vor die Werkzeugmaschine 1.
Wenn das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal vom Roboter 2 empfangen worden ist, berechnet die Luft-Abblase-Zeit-Berechnungseinheit 9 der Werkzeugmaschine 1 auf Basis des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals die Zusatzzeit (B - C), und berechnet dann die Luft-Abblase-Zeit A (Schritt S7). Anschließend verlängert die Werkzeugmaschine 1 das Luft-Abblasen durch die Luft-Abblase-Einrichtung 7 lediglich um die Zusatzzeit (B - C), von dem Zeitpunkt, wo das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgegeben wird (Schritt S8).
Nachdem das Luft-Abblasen beendet ist, bewegt die Werkzeugmaschine 1 den Tisch 5 und das Werkstück W von der Arbeitsaufgabenposition in die Werkstück-Eintritts-/- Austrittsposition (Schritt S9), und gibt das Aufgabenerledigungssignal an den Roboter 2 aus (Schritt S10).
Die in Schritt S7 berechnete Zusatzzeit (Zusatzzeit) für das Luft-Abblasen ist eine Differenz zwischen der Bewegungszeit B des Roboters 2 zur Werkstückaufnahmeposition vor der Werkzeugmaschine 1 und der Bewegungszeit C des Tisches 5 zur Werkstück-Eintritts-/- Austrittsposition. Dementsprechend erreicht der Roboter 2, wie in 4 dargestellt ist, die Werkstückaufnahmeposition vor der Werkzeugmaschine 1 (Schritt S11) gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig mit der Ankunft des Tisches 5 in der Werkstück-Eintritts-/- Austrittsposition (Schritt S9).
Anschließend nimmt der Roboter 2 das Werkstück W vom Tisch 5 in der Werkzeugmaschine 1 als Reaktion auf das Aufgabenerledigungssignal auf (Schritt S12).
Eine Bearbeitungszeit für das Werkstück W in der Werkzeugmaschine 1 variiert unter den mehreren Werkzeugmaschinen 1. Wenn beispielsweise die mehreren Werkzeugmaschinen 1 die gleiche Bearbeitung durchführen sollen, wird die Bearbeitungszeit durch die automatische Anpassung der Bearbeitungsbedingungen an optimale Bedingungen für jedes Werkstück W variiert. In dem Fall, wo die mehreren Werkzeugmaschinen 1 verschiedene Arten der Bearbeitung durchführen sollen, ist die Bearbeitungszeit je nach Inhalten der Bearbeitung unterschiedlich. Auf diese Weise wird, da die Bearbeitungszeit für das Werkstück W für jede Werkzeugmaschine 1 unterschiedlich ist, eine verstrichene Zeit vom Ende der Bearbeitung durch die Bearbeitungseinrichtung 6 in der Werkzeugmaschine 1 bis zur Aufnahme des Werkstücks W durch den Roboter 2 variiert.
5 zeigt ein Luft-Abblase-Verfahren gemäß einem Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 5 dargestellt ist, in dem Fall, wo die Luft-Abblase-Zeit A in der Werkzeugmaschine 1 festgelegt ist, tritt eine Zeit, wenn keine Aufgabe am Werkstück W ausgeführt wird, möglicherweise zwischen dem Ende eines Luft-Abblasens (Schritt S8) bis zu einer Ankunft des Roboters 2 auf (Schritt S11).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, nachdem ein Luft-Abblasen innerhalb der Werkzeugmaschine 1 gestartet worden ist, das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal vom Roboter 2 an die Werkzeugmaschine 1 ausgegeben, und zwar als Reaktion auf das Aufgabenerledigungs-Vorankündigungssignal von der Werkzeugmaschine 1 an den Roboter 2. Dann wird die Zusatzzeit (B - C) für ein Luft-Abblasen auf der Grundlage des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals berechnet, wobei ein Luft-Abblasen lediglich um die Zusatzzeit (B - C) verlängert wird, von dem Zeitpunkt, wo das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgegeben wird. Die Menge an Schneidfluid, das auf dem Werkstück W verbleibt, kann dabei so weit wie möglich reduziert werden, indem die Zeit bis zum Erreichen der Werkstückaufnahmeposition vor der Werkzeugmaschine 1 durch den Roboter 2 maximal ausgenutzt und indem das Werkstück W für eine maximal zulässige Dauer abgeblasen wird. Darüber hinaus kann dadurch der Einfluss des Schneidfluides auf eine Aufgabe in einem nächsten Schritt reduziert werden. So kann beispielsweise in einem nachfolgenden Reinigungsschritt eine Reinigungszeit des Werkstücks W verkürzt oder der Einsatz von Reinigungsfluid reduziert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Luft-Abblase-Zeit A wie folgt berechnet werden. E ist eine vorgegebene minimale Luft-Abblase-Zeit. $Wenn E > D, dann ist A = D + (B - C) .$
$Wenn E < D, dann ist A = D .$
Das heißt, in dem Fall, wo die Zeit D zu einem Zeitpunkt einer Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals die minimale Luft-Abblase-Zeit E nicht erreicht hat, wird das Luft-Abblasen wie oben beschrieben lediglich um die Zusatzzeit (B - C) verlängert. Erreicht dagegen die Zeit D zum Zeitpunkt der Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals bereits die minimale Luft-Abblase-Zeit E, wird das Luft-Abblasen beendet, ohne dass es verlängert wird.
Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das Luft-Abblasen länger als nötig fortgesetzt wird.
Alternativ kann eine Messung der Zeit D gleichzeitig mit dem Start eines Luft-Abblasens gestartet werden, wobei ein Luft-Abblasen beendet werden kann, wenn die gemessene Zeit D eine vorgegebene maximale Luft-Abblase-Zeit F erreicht, unabhängig davon, ob das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgegeben wird oder nicht.
In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Luft-Abblase-Zeit-Berechnungseinheit 9 der Steuerungseinrichtung 1c aus der aktuellen Position des Roboters 2 die Bewegungszeit B des Roboters 2, und berechnet dann weiter die Zusatzzeit (B - C), wobei jedoch stattdessen die Zusatzzeit auf der Grundlage einer im Voraus festgelegten Korrespondenztabelle berechnet werden kann, wenn das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals empfangen wird.
Die Korrespondenztabelle ordnet die aktuelle Position des Roboters 2 der Zusatzzeit für das Luft-Abblasen zu. Die Zusatzzeit wird umso länger eingestellt, je weiter entfernt sich die aktuelle Position des Roboters 2 von der Werkzeugmaschine 1 befindet. Die Luft-Abblase-Zeit-Berechnungseinheit 9 liest aus der Korrespondenztabelle die Zusatzzeit aus, die der aktuellen Position des Roboters 2 zugeordnet ist. Die Steuerungseinrichtung 1c empfängt Informationen über die aktuelle Position des Roboters 2 von der Steuerungseinrichtung 2c oder einer anderen Steuerungseinrichtung.
Die Luft-Abblase-Zeit-Berechnungseinheit 9 kann die Korrespondenztabelle erstellen, indem sie die Bewegungszeit B von der Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals bis zur Ankunft des Roboters 2 an der Werkstückaufnahmeposition misst, und indem sie die Zusatzzeit (B - C) in Verbindung mit der Position des Roboters 2 zum Zeitpunkt der Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals speichert.
In der vorliegenden Ausführungsform bewegt sich der Roboter 2 entlang der Schiene 3, allerdings kann stattdessen die Mehrzahl der Werkzeugmaschinen 1 um den Roboter 2 herum angeordnet sein, der in horizontaler Richtung schwenken kann, wie in 6 dargestellt ist.
Alternativ können, wie in 7 dargestellt ist, eine Werkzeugmaschine 1 und eine andere Einrichtung 20 um den Roboter 2 herum angeordnet sein. Die andere Einrichtung 20 ist eine Einrichtung zur Behandlung des Werkstücks W vor oder nach der Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 1, und ist beispielsweise eine Entgratungseinrichtung oder eine Reinigungseinrichtung. Der Roboter 2 transportiert das Werkstück W zwischen der Werkzeugmaschine 1 und der anderen Einrichtung 20.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal vom Roboter 2 an die Werkzeugmaschine 1 ausgegeben, allerdings kann stattdessen das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal an die Werkzeugmaschine 1 von einer anderen Einrichtung als dem Roboter 2 ausgegeben werden.
Ein Zeitpunkt, wenn sich der Roboter 2 in Richtung der Werkzeugmaschine 1 bewegt, um das Werkstück W aufzunehmen, wird von der Steuerungseinrichtung 2c erfasst, die den Roboter 2 steuert. Dementsprechend kann die in der Steuerungseinrichtung 2c des Roboters 2 vorgesehene Aufnahme-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 4 das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal basierend auf einem Aufgabenzustand des Roboters 2 ausgeben. So ist beispielsweise die Steuerungseinrichtung 2c eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder eine speicherprogrammierbare Maschinensteuerung (PMC). Die Aufnahme-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 4 kann in einer Zellensteuerungs-Einrichtung vorgesehen sein, die das gesamte Bearbeitungssystem 100 verwaltet und steuert. Die Zellensteuerungs-Einrichtung kann mit der Mehrzahl von Werkzeugmaschinen 1 und dem Roboter 2 über das Internet verbunden sein.
Alternativ können die mehreren Werkzeugmaschinen 1 jeweils die Aufnahme-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 4 umfassen, und können in der Lage sein, miteinander zu kommunizieren. In diesem Fall gibt beispielsweise eine Werkzeugmaschine 1, der das Werkstück W zugeführt wird oder von der das Werkstück W vom Roboter 2 aufgenommen wird, das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal an eine andere Werkzeugmaschine 1 aus, von der das Werkstück W unmittelbar danach vom Roboter 2 aufgenommen werden soll.
In der vorliegenden Ausführungsform berechnet jede Werkzeugmaschine 1 die Zusatzzeit für das Luft-Abblasen, allerdings kann stattdessen die Zusatzzeit für das Luft-Abblasen von einer anderen Einrichtung berechnet werden. So kann beispielsweise die Zusatzzeit für das Luft-Abblasen vom Roboter 2 oder einer der oben beschriebenen Steuerungseinrichtungen berechnet werden. In diesem Fall wird das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal an diejenige Einrichtung ausgegeben, die die Berechnung der Zusatzzeit für das Luft-Abblasen durchführen soll.
Die Steuerungseinrichtung kann sowohl die Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals als auch die Berechnung der Zusatzzeit für das Luft-Abblasen durchführen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Bewegungszeit B bis zum Eintreffen des Roboters 2 in der Werkstückaufnahmeposition vor der Werkzeugmaschine 1 auf der Grundlage der Position des Roboters 2 zum Zeitpunkt der Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals berechnet, wobei die Bewegungszeit B alternativ auf der Grundlage einer anderen Information berechnet werden kann.
So kann beispielsweise die Bewegungszeit B auf der Grundlage einer Bewegung des Roboters 2 zum Zeitpunkt der Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals berechnet werden. Die Steuerungseinrichtung 2c, die den Roboter 2 steuert, kann aus einer aktuellen Bewegung des Roboters 2, durch ein Steuerprogramm für den Roboter 2, eine Restzeit einer Aufgabe berechnen, die vom Roboter 2 ausgeführt wird, und kann weiterhin die Bewegungszeit B berechnen. In diesem Fall muss der Zeitpunkt der Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals nicht unmittelbar vor Beginn der Bewegung zu der Werkzeugmaschine 1 zur Aufnahme des Werkstücks liegen.
Wie in 5 oder 6 dargestellt ist, kann, in dem Fall, wo der Roboter 2 schwenkt, die Bewegungszeit B auf der Grundlage einer aktuellen Positur des Roboters um eine Schwenkachse berechnet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform nimmt der Roboter 2 das Werkstück W von der Werkzeugmaschine 1 auf, allerdings kann stattdessen ein Arbeiter das Werkstück W von der Werkzeugmaschine 1 aufnehmen.
In diesem Fall gibt die Aufnahme-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 4 das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal auf der Grundlage einer Bedienung durch den Arbeiter aus. So ist beispielsweise die Aufnahme-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 4 eine Taste, die in einer Umgebung der Werkzeugmaschine 1 installiert ist. Vor Beginn der Bewegung zur Werkzeugmaschine 1 zur Aufnahme des Werkstücks W bedient der Arbeiter die Aufnahme-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit 4, um das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal auszugeben.
Bezugszeichenliste

1: Werkzeugmaschine
2: Roboter
3: Schiene
4: Aufnahme-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit
5: Tisch
6: Bearbeitungseinrichtung
7: Luft-Abblase-Einrichtung
8: Erledigungs-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit
9: Luft-Abblase-Zeit-Berechnungseinheit (Zusatzzeit-Beitberechnungseinheit)
100: Bearbeitungssystem
W: Werkstück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004057862 [0002]
JP 2000135652 [0002]
JP 07132463 [0002]
JP 08267328 [0002]

Claims

Luft-Abblase-Verfahren, umfassend die folgenden Schritte: Abblasen, innerhalb einer Werkzeugmaschine, eines Werkstücks mit Luft nach der Bearbeitung; Ausgeben eines Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals zur vorherigen Benachrichtigung über eine Aufnahme des Werkstücks durch einen Roboter oder einen Arbeiter, auf Grundlage eines Aufgabenzustands des Roboters oder einer Tätigkeit des Arbeiters; und Berechnen einer Zusatzzeit für ein Luft-Abblasen auf Grundlage einer Zeit, die der Roboter oder der Arbeiter benötigt, um an einer Werkstückaufnahmeposition vor der Werkzeugmaschine anzukommen, nachdem das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgegeben worden ist, wobei ein Luft-Abblasen lediglich um die Zusatzzeit im Schritt des Luft-Abblasens verlängert wird.
Luft-Abblase-Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend den Schritt, der nach dem Schritt des Luft-Abblasens durchgeführt wird, des Bewegens des Werkstücks innerhalb der Werkzeugmaschine, von einer Luft-Abblase-Position zu einer Werkstück-Eintritts-/-Austrittsposition, wobei in dem Schritt des Berechnens der Zusatzzeit für ein Luft-Abblasen die Zusatzzeit für ein Luft-Abblasen auch auf Grundlage einer Bewegungszeit des Werkstücks von der Luft-Abblase-Position zu der Werkstück-Eintritts-/-Austrittsposition berechnet wird.
Luft-Abblase-Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Luft-Abblase-Zeit von Anfang bis Ende des Luft-Abblasens berechnet wird durch: $A = D + (B - C),$
wobei A die Luft-Abblase-Zeit ist, B die Zeit ist, die der Roboter oder der Arbeiter benötigt, um an einer Werkstückaufnahmeposition vor der Werkzeugmaschine anzukommen, nachdem das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgegeben worden ist, C die Bewegungszeit des Werkstücks von der Luft-Abblase-Position zu der Werkstück-Eintritts-/-Austrittsposition, ist und D eine Zeit vom Beginn des Luft-Abblasens bis zur Ausgabe des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals ist.
Luft-Abblase-Verfahren nach Anspruch 3, wobei, wenn eine vorbestimmte minimale Luft-Abblase-Zeit als E gegeben ist, $A = D + (B - C) wahr ist im falle von E > D,$
und $A = D wahr ist im falle von E < D .$
Luft-Abblase-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, im Schritt des Ausgebens des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals, der Roboter oder eine Steuerungseinrichtung, die den Roboter steuert, das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal an die Werkzeugmaschine aussenden.
Luft-Abblase-Verfahren nach Anspruch 5, weiterhin umfassend den Schritt des Ausgebens, durch die Werkzeugmaschine, eines Aufgabe-Erledigungs-Vorankündigungssignals an den Roboter, nachdem das Luft-Abblasen gestartet wurde, wobei im Schritt des Ausgebens des Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignals, der Roboter das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal an die Werkzeugmaschine als Reaktion auf das Aufgabe-Erledigungs-Vorankündigungssignal ausgibt.
Bearbeitungssystem, umfassend: eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück bearbeitet und dieses mit Luft abbläst; eine Aufnahme-Vorankündigungssignal-Ausgabeeinheit, die ein Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgibt, um vorher eine Aufnahme des Werkstücks durch einen Roboter oder einen Arbeiter anzukündigen, auf Grundlage eines Aufgabenzustands des Roboters oder einer Tätigkeit des Arbeiters; und eine Zusatzzeit-Berechnungseinheit, die eine Zusatzzeit für ein Luft-Abblasen auf Grundlage einer Zeit berechnet, die der Roboter oder der Arbeiter benötigt, um an einer Werkstückaufnahmeposition vor der Werkzeugmaschine anzukommen, nachdem das Werkstückaufnahme-Vorankündigungssignal ausgegeben worden ist, wobei die Werkzeugmaschine das Luft-Abblasen lediglich um die Zusatzzeit verlängert.