DE102020005743A1 - Maschinensystem zum Durchführen einer Werkstücktransportsteuerung - Google Patents

Maschinensystem zum Durchführen einer Werkstücktransportsteuerung Download PDF

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Abstract

Maschinensystem mit einem Transportsteuerabschnitt, der den Transport eines Werkstücks basierend auf einer Transportverzögerungslinie, die stromaufwärts einer Bearbeitungsgrenzlinie einer Maschine in einer Bewegungsrichtung des Werkstücks vorgesehen ist, und einer Transportbeschleunigungslinie, die stromaufwärts der Transportverzögerungslinie vorgesehen ist, steuert, wobei der Transportsteuerabschnitt eine Transportgeschwindigkeit des Werkstücks reduziert, wenn das Werkstück die Transportverzögerungslinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschreitet, und die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks erhöht, nachdem die Bearbeitung des Werkstücks, das sich zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie und der Transportbeschleunigungslinie befindet, abgeschlossen ist.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Maschinensystem, das Bearbeitungen an sich bewegenden Werkstücken durchführt, und betrifft insbesondere ein Maschinensystem, das eine Werkstücktransportsteuerung durchführt.
  • Beschreibung des Stands der Technik:
  • Wenn eine Bearbeitung an einem sich bewegenden Werkstück mit einer Maschine wie einem Industrieroboter durchgeführt wird, da die Bearbeitung am Werkstück innerhalb des Arbeitsbereichs der Maschine erfolgt, wird in einigen Fällen die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks in Übereinstimmung mit der Bearbeitungsleistung der Maschine gesteuert. In Bezug auf ein solches Maschinensystem ist zum Beispiel die nachfolgend beschriebene Literatur gut bekannt.
  • Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 11-090871 offenbart, dass dann, wenn die Bearbeitung eines Roboters nicht mithalten kann und ein Werkstück versäumt wird, wird die Geschwindigkeit eines Förderers so gesteuert, dass die Anzahl der versäumten Werkstücke reduziert wird, und dann, wenn die Anzahl der pro Zeiteinheit transportierten Werkstücke geringer als ein Standardwert ist, was dazu führt, dass der Roboter wartet, wird die Geschwindigkeit des Förderers so gesteuert, dass die Wartezeit reduziert wird.
  • Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2005-111607 offenbart, dass es notwendig ist, die Transportgeschwindigkeit eines Transportförderers in Übereinstimmung mit der Bearbeitungsgeschwindigkeit eines Roboters anzupassen, die Spielzeit des Roboters zu reduzieren und die optimale Transportgeschwindigkeit ohne oder mit wenigen Auslassungen von Werkstücken zu erreichen.
  • Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2007-015055 offenbart, dass ein Transportband mit konstanter Geschwindigkeit bewegt werden kann, so dass ein Abbildungszeitintervall konstant ist, oder dass die Geschwindigkeit des Bandes basierend auf der Dichte der Werkstücke auf dem Band oder der Bearbeitungsgeschwindigkeit des Roboters geändert werden kann, und dass das Abbildungszeitintervall in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Bandes geändert werden kann.
  • Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2012-184102 offenbart, dass Sensoren auf der in Transportrichtung der Werkstücke vorgelagerten Seite eines Roboters und auf der in Transportrichtung von Tabletts vorgelagerten Seite des Roboters vorgesehen sind, und dass durch die Erfassung der Positionen, Formen und Anzahl der Werkstücke sowie der Anzahl und Leerstand der Tabletts, wenn die Transportmenge eines Werkstücks auf einem Aufnahmeförderer plötzlich zunimmt, dann wird die Transportgeschwindigkeit eines Bestückungsförderers in Übereinstimmung mit den Informationen von den Sensoren erhöht und der optimale Betrieb des Roboters für eine solche Transportgeschwindigkeit bestimmt.
  • Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2019-150911 offenbart, dass eine Transportmaschine auf der Grundlage optimaler Steuerungsparameter der Transportmaschine für eine bestimmte Zielbearbeitung gesteuert wird, dass ein Roboter-Bearbeitungsplan auf der Grundlage der bestimmten Bearbeitungszielposition und der optimalen Steuerungsparameter der Transportmaschine für das Bearbeitungsziel erstellt wird und dass der Roboter in Übereinstimmung mit dem erstellten Steuerungsplan gesteuert wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Passiert ein Werkstück eine nachgeschaltete Transportstopplinie im Arbeitsbereich der Maschine in einem unvollständigen Bearbeitungszustand, wird der Transport des Werkstücks angehalten, und sobald die Bearbeitung des Werkstücks nach der Transportstopplinie abgeschlossen ist, wird der Werkstücktransport wieder aufgenommen. In diesem Fall, wenn Werkstücke in der Nähe der stromaufwärts gelegenen Seite der Transportstopplinie dicht gedrängt sind, kann wiederholend der Transport angehalten und wieder gestartet werden.
  • Eine Technologie, die unnötige Transportsteuerung in einem Maschinensystem, das Bearbeitungen an bewegten Werkstücken durchführt, unterdrücken kann, ist wünschenswert.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenlegung stellt ein Maschinensystem bereit, das eine Maschine umfasst, die eine Bearbeitung an einem Werkstück durchführt, das einen Arbeitsbereich durchläuft, und einen Transportsteuerabschnitt, der den Transport des Werkstücks basierend auf einer Transportverzögerungslinie, die in einer Bewegungsrichtung des Werkstücks stromaufwärts einer Bearbeitungsgrenzlinie der Maschine vorgesehen ist, und einer Transportbeschleunigungslinie steuert, die stromaufwärts der Transportverzögerungslinie vorgesehen ist, wobei der Transportsteuerabschnitt eine Transportgeschwindigkeit des Werkstücks reduziert, wenn das Werkstück die Transportverzögerungslinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand durchläuft, und die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks erhöht, nachdem die Bearbeitung des Werkstücks, die zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie und der Transportbeschleunigungslinie angeordnet, abgeschlossen ist.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die den schematischen Aufbau eines Maschinensystems nach einer Ausführungsform zeigt.
    • 2 ist eine Draufsicht, die eine Transportsteuerlinie entsprechend der Ausführungsform zeigt.
    • 3 ist ein Blockschaltbild des Maschinensystems entsprechend der Ausführungsform.
    • 4 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel für eine Werkstücktransportgeschwindigkeitssteuerung zeigt.
    • 5 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel für eine Werkstücktransportgeschwindigkeitssteuerung zeigt.
    • 6 ist ein Blockschaltbild eines Maschinensystems nach einer anderen Ausführungsform.
    • 7 ist ein Flussdiagramm, das den schematischen Betrieb des Maschinensystems zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen werden identische oder ähnliche Elemente mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Darüber hinaus schränken die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen weder den technischen Umfang der Erfindung noch die Definitionen der in den Ansprüchen beschriebenen Begriffe ein.
  • 1 zeigt den schematischen Aufbau eines Maschinensystems 1 nach der vorliegenden Ausführungsform. Das Maschinensystem 1 umfasst eine oder mehrere Maschinen 11, die eine vorbestimmte Bearbeitung an einem Werkstück 10 durchführen, ein Werkzeug 12, das an der Spitze der Maschine 11 angebracht ist, und eine Steuerung 13, die die Maschine 11 und das Werkzeug 12 steuert. Das Werkstück 10 umfasst einen Gegenstand 10a oder ein Tablett 10b, auf das der Gegenstand 10a gelegt werden kann, und wird von einer Transporteinheit 14, wie zum Beispiel einem Förderer oder einem fahrerlosen Transportfahrzeug (automated guided vehicle, AGV), derart transportiert, dass es in einen Arbeitsbereich 15 der Maschine 11 gelangt. Die Maschine 11 ist ein Parallelarmroboter, kann aber auch ein anderer Industrieroboter wie zum Beispiel ein Knickarmroboter oder eine andere Industriemaschine wie zum Beispiel eine Werkzeug- oder Baumaschine sein. Das Werkzeug 12 ist eine Saughand, die zum Positionieren von beispielsweise vier Gegenständen 10a auf einem Tablett 10b verwendet wird. Das Werkzeug 12 kann jedoch eine Hand mit mehreren Fingern oder ein anderes Werkzeug sein, zum Beispiel ein Versiegelungswerkzeug, ein Schweißwerkzeug, ein Schraubenbefestigungswerkzeug, ein Lötwerkzeug oder ein Laserbearbeitungswerkzeug, je nach Inhalt der Bearbeitung des Werkstücks 10. Bei der Steuerung 13 kann es sich um eine bekannte Steuerung handeln, die einen Prozessor wie zum Beispiel eine CPU (Central Processing Unit) umfasst.
  • 2 zeigt eine Transportsteuerlinie entsprechend der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst das Maschinensystem 1 drei Transportsteuerlinien zum Steuern der Transportgeschwindigkeit eines Werkstücks in Abhängigkeit von der Bearbeitungsleistung der Maschine 11. Die erste Transportsteuerlinie ist eine Bearbeitungsgrenzlinie 16a, die auf der stromabwärtigen Seite innerhalb des Arbeitsbereichs 15 der Maschine 11 in Bewegungsrichtung X des Werkstücks vorgesehen ist, die zweite Transportsteuerlinie ist eine Transportverzögerungslinie 16b, die in Bewegungsrichtung X des Werkstücks stromaufwärts der Bearbeitungsgrenzlinie 16a vorgesehen ist, und die dritte Transportsteuerlinie ist eine Transportbeschleunigungslinie 16c, die in Bewegungsrichtung X des Werkstücks stromaufwärts der Transportverzögerungslinie 16b vorgesehen ist. Diese Transportsteuerlinien können für jede Maschine 11 vorgesehen sein oder unter der Vielzahl der Maschinen 11 nur für die am weitesten stromabwärts angeordnete Maschine 11 vorgesehen sein. Darüber hinaus kann die Bearbeitungsgrenzlinie 16a weiter stromabwärts als der Arbeitsbereich 15 der am weitesten stromabwärts angeordneten Maschine 11 vorgesehen sein (siehe das am weitesten rechts angeordnete Bezugszeichen 16a in 1).
  • Bezugnehmend auf 2, das Maschinensystem 1 reduziert die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks, wenn zum Beispiel ein Werkstück A die Transportverzögerungslinie 16b in einem unvollständigen Bearbeitungszustand durchlaufen hat, und erhöht sofort die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks, nachdem die Bearbeitungen an den Werkstücken A und B abgeschlossen sind, die zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie 16a und der Transportbeschleunigungslinie 16c vorhanden sind. Infolgedessen kann selbst bei dicht gedrängten Werkstücken in der Nähe der stromaufwärtigen Seite der Transportverzögerungslinie 16b eine unnötige Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerung unterdrückt werden, da der Transport der Werkstücke beschleunigt wird, nachdem die Bearbeitungen an den dicht gedrängten Werkstücken durchgeführt worden sind. Es gilt zu beachten, dass die Transportgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Verzögerung 0 sein kann (Transportstillstand). Alternativ kann, wie unten beschrieben, die Transportgeschwindigkeit auf der Grundlage einer Vorhersage darüber bestimmt werden, ob ein Werkstück die Bearbeitungsgrenzlinie 16a durchläuft oder nicht.
  • Nochmals zu 1 bezugnehmend: Das Maschinensystem 1 kann einen ersten Sensor 17 umfassen, der die Transportsteuerlinie überwacht, um die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10 zu steuern. Der erste Sensor 17 kann eine zweidimensionale Kamera oder eine dreidimensionale Kamera sein, die dazu eingerichtet ist, das Werkstück 10 zu erfassen. Mit Hilfe des ersten Sensors 17 kann das Maschinensystem 1 feststellen, ob das Werkstück 10 die Transportverzögerungslinie 16b in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat oder nicht, oder es kann feststellen, ob die Bearbeitung des Werkstücks 10 zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie 16a und der Transportbeschleunigungslinie 16c abgeschlossen ist oder nicht.
  • Alternativ dazu kann das Maschinensystem 1 einen zweiten Sensor 18 umfassen, der die Ankunft des Werkstücks 10 erfasst. Der zweite Sensor 18 kann eine zweidimensionale Kamera oder eine dreidimensionale Kamera sein, die dazu eingerichtet ist, die Position, die Lage und den Bewegungsbetrag des Werkstücks 10 usw. zu erfassen, oder er kann ein photoelektrischer Sensor oder ein Kontaktsensor sein, der nur die Position des Werkstücks 10 erfassen kann. Wenn der letztgenannte Sensor verwendet wird, kann das Maschinensystem 1 zusätzlich zum zweiten Sensor 18 einen dritten Sensor 19 umfassen, der dazu eingerichtet ist, den Bewegungsbetrag des Werkstücks 10 zu erfassen. Bei dem dritten Sensor 19 kann es sich um einen Drehgeber oder ähnlichem handeln, der an einer Drehwelle der Transporteinheit 14 angeordnet ist. Das Maschinensystem 1 verwaltet mindestens die aktuelle Position des Werkstücks 10 auf der Grundlage der Informationen des zweiten Sensors 18 und der Informationen des dritten Sensors 19, kann je nach Bedarf und ohne Verwendung des ersten Sensors 17, basierend auf mindestens der aktuellen Position des Werkstücks 10, eine Bestimmung durchführen, ob das Werkstück 10 die Transportverzögerungslinie 16b in einem unvollständigen Bearbeitungszustand durchlaufen hat oder nicht, oder kann eine Bestimmung durchführen, ob die Bearbeitung des Werkstücks 10 zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie 16a und der Transportbeschleunigungslinie 16c abgeschlossen ist oder nicht.
  • Wenn die Referenzposition des Werkstücks 10 bekannt ist, kann das Maschinensystem 1 alternativ die aktuelle Position des Werkstücks 10 auf der Grundlage des durch den dritten Sensor 19 erfassten Bewegungsbetrags des Werkstücks 10 verwalten, ohne den ersten Sensor 17 oder den zweiten Sensor 18 zu verwenden, und kann zumindest auf der Grundlage der aktuellen Position des Werkstücks 10 eine Bestimmung durchführen, ob das Werkstück 10 die Transportverzögerungslinie 16b in einem unvollständigen Bearbeitungszustand durchlaufen hat oder nicht, oder es kann eine Bestimmung durchführen, ob die Bearbeitung des Werkstücks 10, das sich zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie 16a und der Transportbeschleunigungslinie 16c befindet, abgeschlossen ist oder nicht.
  • 3 zeigt die Konfiguration des Maschinensystems 1 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform. Die Steuerung 13 umfasst einen Speicherabschnitt 22, der zumindest ein Bearbeitungsprogramm 21 speichert, einen Bearbeitungssteuerabschnitt 23, der die Bearbeitung der Maschine 11 auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms 21 steuert, einen Maschinenantriebsabschnitt 25, der einen Maschinenantriebsmotor 24 antreibt, und einen Werkzeugantriebsabschnitt 27, der einen Werkzeugantriebsmotor 26 antreibt. Das Bearbeitungsprogramm 21 ist ein Programm, in dem grundlegende Bearbeitungsbefehle der Maschine 11 in Übereinstimmung mit dem Inhalt der Bearbeitung beschrieben werden, und der Bearbeitungssteuerabschnitt 23 gibt auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms 21 Bearbeitungsbefehle an den Maschinenantriebsabschnitt 25 oder den Werkzeugantriebsabschnitt 27 aus. Der Maschinenantriebsabschnitt 25 oder der Werkzeugantriebsabschnitt 27 versorgt den Maschinenantriebsmotor 24 oder den Werkzeugantriebsmotor 26 auf der Grundlage der Bearbeitungsbefehle mit Strom.
  • Die Steuerung 13 umfasst ferner einen Werkstückverwaltungsabschnitt 28, der Informationen (aktuelle Position, Lage, Bewegungsbetrag, Bearbeitungszustand usw.) des Werkstücks verwaltet, und einen Konverter 29, der die Informationen (aktuelle Position, Lage, Bewegungsbetrag usw.) des Werkstücks von einem Sensor-Koordinatensystem in ein Maschinen-Koordinatensystem umwandelt. Der Werkstückverwaltungsabschnitt 28 kann zumindest die aktuelle Position des Werkstücks verwalten, indem er nur den zweiten Sensor 18, den zweiten Sensor 18 und den dritten Sensor 19 oder nur den dritten Sensor 19 verwendet, wenn die Referenzposition des Werkstücks im Voraus bekannt ist. Ferner, wenn das Maschinensystem 1 eine Mehrzahl von Maschinen 11 umfasst, kann der Werkstückverwaltungsabschnitt 28 die Bearbeitungszuteilung des Werkstücks auf die Mehrzahl von Maschinen 11 verwalten. Der Werkstückverwaltungsabschnitt 28 kann ein verpasstes Werkstück auf eine stromabwärts angeordnete Maschine 11 zuteilen, wenn das Werkstück zum Beispiel die Bearbeitungsgrenzlinie der Maschine 11 in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat. Der Werkstückverwaltungsabschnitt 28 kann die Informationen des Werkstücks unter Verwendung einer Werkstückdatenbank verwalten, wie zum Beispiel in der folgenden Tabelle dargestellt. Die Werkstückdatenbank ist synchronisiert oder wird von mehreren Steuerungen 13 gemeinsam genutzt. [Tabelle 1]
    Gegenstand-Nr. Aktuelle Position Bearbeitungszuteilung Bearbeitungszustand
    1 X490, Y12 Maschinen-Nr. 2 Unvollständig
    2 X460, Y15 Maschinen-Nr. 2 Unvollständig
    3 X440, Y13 Maschinen-Nr. 2 Unvollständig
    4 X380, Y14 Maschinen-Nr. 2 Unvollständig
    Tablett-Nr. Aktuelle Position Platzierungsort 1 Platzierungsort 2 Platzierungsort 3 Platzierungsort 4 Bearbeitungszustand
    1 X495, Y14 N/A N/A N/A N/A Unvollständig
    2 X381, Y15 N/A N/A N/A N/A Unvollständig
    Werkstückbewegungsbetrag
    20 cm/s
    Maschinen-Nr. Arbeitsbereich Transportbeschleunigungslinie Transportverzögerungslinie Bearbeitungsgrenzlinie
    1 X200 - X300 X250 X270 X300
    2 X400 - X500 X450 X470 X500
  • Wenn ein Werkstück in den Arbeitsbereich eintrifft, überträgt der Werkstückverwaltungsabschnitt 28 kontinuierlich die Informationen (aktuelle Position, Lage, Bewegungsbetrag usw.) des Werkstücks an den Konverter 29, und der Konverter wandelt die Informationen (aktuelle Position, Lage, Bewegungsbetrag usw.) des Werkstücks kontinuierlich von dem Sensor-Koordinatensystem in das Maschinen-Koordinatensystem um. Der Bearbeitungssteuerabschnitt 23 überträgt kontinuierlich an den Maschinenantriebsabschnitt 25 und den Werkzeugantriebsabschnitt 27 Bearbeitungsbefehle einschließlich einer Zielbearbeitung (Zielposition, Zielgeschwindigkeit, Ziellage usw.) der Maschine in Übereinstimmung mit den Informationen (aktuelle Position, Lage, Bewegungsbetrag usw.) des Werkstücks. Dadurch kann die Maschine 11 die Bearbeitung ausführen, während sie das Werkstück verfolgt. Wenn die Bearbeitung des spezifischen Werkstücks abgeschlossen ist, überträgt der Werkstückverwaltungsabschnitt 28 kontinuierlich die Informationen (aktuelle Position, Lage, Bewegungsbetrag usw.) eines nachfolgenden Werkstücks an den Konverter 29, und der oben beschriebene Prozess wird wiederholt. Wenn der Werkstückverwaltungsabschnitt 28 die Informationen (aktuelle Position, Lage, Bewegungsbetrag usw.) des Werkstücks im Maschinenkoordinatensystem verwaltet, kann der Konverter 29 zwischen jedem Sensor und dem Werkstückverwaltungsabschnitt 28 vorgesehen sein.
  • Die Steuerung 13 umfasst ferner einen Transportsteuerabschnitt 35, die den Transport des Werkstücks auf der Grundlage der oben genannten Transportsteuerlinien steuert. Unter ausschließlicher Verwendung des ersten Sensors 17 oder unter Verwendung der Informationen des Werkstückverwaltungsabschnitts 28 kann der Transportsteuerabschnitt 35 eine Bestimmung durchführen, ob das Werkstück die Transportverzögerungslinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat oder nicht, oder eine Bestimmung durchführen, ob das zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie und der Transportbeschleunigungslinie befindliche Werkstück vollständig bearbeitet wurde oder nicht. Wenn der erste Sensor 17 verwendet wird, kann der Transportsteuerabschnitt 35 diese Bestimmungen durchführen, indem er das Werkstück erkennt, indem er zum Beispiel einen Mustervergleich oder eine Kleckserkennung auf die Informationen des ersten Sensors 17 anwendet.
  • Wenn die Information des Werkstückverwaltungsabschnitts 28 verwendet wird, kann der Transportsteuerabschnitt 35 feststellen, ob Gegenstand-Nr. 1 die Transportverzögerungslinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat oder nicht, indem er zum Beispiel die oben beschriebene Werkstückdatenbank referenziert und die aktuelle Position (X490) von Gegenstand-Nr. 1 mit der Position (X470) der Transportverzögerungslinie von Maschinen-Nr. 2 vergleicht. Darüber hinaus referenziert der Transportsteuerabschnitt 35 beispielsweise auf die oben beschriebene Werkstückdatenbank und kann ausgehend von dem Bearbeitungszustand (unvollständig) feststellen, ob die Bearbeitungen an Gegenstand-Nr. 1 (X490) und Gegenstand-Nr. 2 (X460), die zwischen der Position (X500) der Bearbeitungsgrenzlinie und der Position (X450) der Transportbeschleunigungslinie angeordnet sind, abgeschlossen sind.
  • Darüber hinaus kann der Transportsteuerabschnitt 35 feststellen, ob das Tablett-Nr. 1 die Transportverzögerungslinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat oder nicht, indem sie zum Beispiel die oben beschriebene Werkstückdatenbank referenziert und die aktuelle Position (X410) des Tablett-Nr. 1 mit der Position (X470) der Transportverzögerungslinie der Maschinen-Nr. 2 vergleicht und das Vorhandensein oder Fehlen von Gegenständen an den Platzierungsorten 1 bis 4 feststellt. Darüber hinaus referenziert der Transportsteuerabschnitt 35 zum Beispiel auf die oben beschriebene Werkstückdatenbank und kann ausgehend von dem Bearbeitungszustand (unvollständig) feststellen, ob die Bearbeitung auf dem Tablett-Nr. 1 (X495), das zwischen der Position (X500) der Bearbeitungsgrenzlinie und der Position (X450) der Transportbeschleunigungslinie liegt, abgeschlossen ist oder nicht.
  • Der Transportsteuerabschnitt 35 führt die gleiche Transportsteuerung sogar auch in Ausführungsformen durch, in denen eine andere Bearbeitung, wie zum Beispiel Versiegeln oder Schweißen, durchgeführt wird. Der Transportsteuerabschnitt 35 referenziert zum Beispiel auf die oben beschriebene Werkstückdatenbank und kann aus dem Bearbeitungszustand feststellen, ob die Bearbeitung an der Versiegelungs- oder Schweißstelle des Werkstücks abgeschlossen ist, indem sie die aktuelle Position des Werkstücks mit der Position der Transportverzögerungslinie vergleicht. Darüber hinaus referenziert der Transportsteuerabschnitt 35 zum Beispiel auf die oben beschriebene Werkstückdatenbank und kann aus dem Bearbeitungszustand feststellen, ob die Bearbeitung des Werkstücks, das zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie und der Transportbeschleunigungslinie angeordnet ist, abgeschlossen ist oder nicht.
  • Alternativ kann der Transportsteuerabschnitt 35 von der Werkstückverwaltungsabschnitt 28 eine Benachrichtigung erhalten, dass das Werkstück die Transportverzögerungslinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat, oder sie kann von dem Werkstückverwaltungsabschnitt 28 eine Benachrichtigung erhalten, dass die Bearbeitung des Werkstücks, das sich zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie und der Transportbeschleunigungslinie befindet, abgeschlossen ist. Der Transportsteuerabschnitt 35 reduziert die Geschwindigkeit des Transportantriebsmotors 36, wenn das Werkstück die Transportverzögerungslinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat, und erhöht die Geschwindigkeit des Transportantriebsmotors 36, wenn die Bearbeitung des Werkstücks zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie und der Transportbeschleunigungslinie abgeschlossen ist.
  • Die Steuerung 13 kann einen Vorhersageabschnitt 34 umfassen, der auf der Grundlage der Informationen des Werkstückverwaltungsabschnitts 28 und der Zykluszeit der Maschine 11 vorhersagt, ob das Werkstück die Bearbeitungsgrenzlinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschreiten wird oder nicht, und die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks auf der Grundlage der Vorhersageergebnisse bestimmt. Der Vorhersageabschnitt 34 sagt vorher, ob der Gegenstand-Nr. 2 die Bearbeitungsgrenzlinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschreiten wird oder nicht, indem er zum Beispiel auf die oben beschriebene Werkstückdatenbank referenziert, die Ankunftszeit (t2 = d2 / v) berechnet, zu der Gegenstand-Nr. 2 an der Bearbeitungsgrenzlinie ankommt, basierend auf dem Bewegungsbetrag (v = 20 cm/s) des Werkstücks und dem Abstand (d2 = X500 - X460) von dem Gegenstand-Nr. 2 zur Bearbeitungsgrenzlinie, und die Ankunftszeit (t2) mit der Zykluszeit (c) vergleicht (t2 - c > 0). Darüber hinaus führt der Vorhersageabschnitt 34 die gleiche Vorhersage für den nächsten ankommenden Gegenstand-Nr. 3 durch (t3 - 2c > 0). Wenn vorhergesagt wird, dass der Gegenstand-Nr. 3 die Bearbeitungsgrenzlinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand (t3 - 2c ≤ 0) überschreiten wird, kann der Transportsteuerabschnitt 35 die Transportgeschwindigkeit (v' < d3 / 2c) derart bestimmen, dass der Gegenstand-Nr. 3 die Bearbeitungsgrenzlinie nicht in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschreitet, und auf die bestimmte Transportgeschwindigkeit abbremsen oder beschleunigen.
  • Alternativ kann die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks unabhängig von der Vorhersage des Überschreitens über die oben beschriebene Bearbeitungsgrenzlinie wie unten beschrieben gesteuert werden. 4 zeigt ein weiteres Beispiel für die Steuerung der Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10. Der Transportsteuerabschnitt 35 kann die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10 auf der Grundlage der aktuellen Position 30 der Maschine 10 in Bezug auf den Arbeitsbereich 15 steuern. Konkret kann der Transportsteuerabschnitt 35 die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10 in Abhängigkeit davon steuern, ob die Maschine 11 derzeit stromaufwärts oder stromabwärts des Arbeitsbereichs 15 bearbeitet. Wenn zum Beispiel die am weitesten stromaufwärts des Arbeitsbereichs 15 der Maschine 11 gelegene Stelle als 0 % und die am weitesten stromabwärts gelegene Stelle als 100 % definiert wird, kann die Steuerung so durchgeführt werden, dass die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10 erhöht wird, wenn die aktuelle relative Position 30 der Maschine 11 weniger als 50 % beträgt, und verringert wird, wenn sie größer als 50 % beträgt. Es gilt zu beachten, dass bei einer solchen Transportsteuerung für Werkstück 10 die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10 weiter verringert werden kann, wenn das Werkstück 10 die Transportverzögerungslinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschreitet, und die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10 erhöht werden kann, wenn die Bearbeitung des Werkstücks 10 bis zur Transportbeschleunigungslinie stromaufwärts der Transportverzögerungslinie abgeschlossen ist.
  • 5 zeigt ein weiteres Beispiel für die Regelung der Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10. Der Transportsteuerabschnitt 35 kann eine erwartete Bearbeitungsrate der Maschine 11 berechnen und die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10 auf der Grundlage der erwarteten Bearbeitungsrate steuern. Bei der Berechnung der erwarteten Bearbeitungsrate der Maschine 11 kann die Anzahl der in einem bestimmten Bereich 31 vorhandenen Werkstücke verwendet werden. Wenn beispielsweise der Bereich 150 mm auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Arbeitsbereichs 15 der Maschine 11 als der bestimmte Bereich 31 festgelegt wird, zwei Werkstücke 10 in dem bestimmten Bereich 31 vorhanden sind, die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10 auf 300 mm/s festgelegt ist und die Bearbeitungen des Werkstücks 10 gleichmäßig auf zwei Maschinen 11 verteilt ist, da die stromaufwärts gelegene Maschine 11 die Bearbeitung eines Werkstücks 10 durchführt, kann die erwartete Bearbeitungsrate der Maschine 11 wie folgt berechnet werden: 1 [Werkstück] x 300 [mm/s] / 150 [mm] = 2 [Werkstücke/s] = 120 [Werkstücke/min]. Wenn die Bearbeitungskapazität der Maschine 11 150 [Werkstücke/min] beträgt, kann die erwartete Bearbeitungsrate der Maschine 11 durch Ändern der Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10 auf 375 [mm/s] durch Ausführen einer Multiplikation mit einem Multiplikationsfaktor von 1,25 - fol = 150 [Werkstücke/min] / 120 [Werkstück/min] auf 1 [Werkstück] x 375 [mm/s] / 150 [mm] = 2,5 [Werkstücke/s] = 150 [Werkstücke/min] erhöht werden. Insbesondere kann die ursprüngliche Bearbeitungskapazität der Maschine 11 maximiert werden. Es gilt zu beachten, dass bei einer solchen Transportsteuerung für Werkstück 10 die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10 weiter reduziert werden kann, wenn das Werkstück 10 die Transportverzögerungslinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschreitet, und die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks 10 kann erhöht werden, wenn die Bearbeitung des Werkstücks 10 bis zur Transportbeschleunigungslinie stromaufwärts der Transportverzögerungslinie abgeschlossen ist.
  • 6 zeigt die Konfiguration eines Maschinensystems 1 nach einer anderen Ausführungsform. In dieser Konfiguration umfasst das Maschinensystem 1 eine Hostrechnervorrichtung 32, und die Hostrechnervorrichtung 32 ist mit jeder Steuerung 13 derart verbunden, dass eine Kommunikation möglich ist. Die Hostrechnervorrichtung 32 ist so konfiguriert, dass sie die Informationen von jedem Sensor, wie dem ersten Sensor 17, dem zweiten Sensor 18 und dem dritten Sensor 19, mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet und auf der Grundlage der Bearbeitungsergebnisse verschiedene Befehle an jede Steuerung 13 ausgibt. Der Werkstückverwaltungsabschnitt 28, der Konverter 29, der Transportsteuerabschnitt 35 und der Vorhersageabschnitt 34 sind nicht einzeln in jeder Steuerung vorgesehen, sondern sind in die Hostrechnervorrichtung 32 integriert. Dadurch können verschiedene Programme und verschiedene Daten von den mehreren Steuerungen 13 gemeinsam genutzt werden, wodurch die Wartungsfreundlichkeit des Maschinensystems 1 erhöht werden kann.
  • 7 zeigt den schematischen Betrieb des Maschinensystems 1. Das Maschinensystem kann die Maschinensteuerung und die Transportsteuerung in unterschiedlichen Abläufen durchführen. Bei der Maschinensteuerung wird zuerst im Schritt S10 mit dem zweiten Sensor zumindest die Position des Werkstücks detektiert und im Schritt S11 wird mit dem dritten Sensor der Bewegungsbetrag des Werkstücks detektiert. Wenn jedoch der zweite Sensor auch den Bewegungsbetrag des Werkstücks detektieren kann, da die aktuelle Position des Werkstücks allein durch den zweiten Sensor gemanagt werden kann, ist der Prozess von Schritt S11 unnötig. Wenn außerdem die Referenzposition des Werkstücks im Voraus bekannt ist, da die aktuelle Position des Werkstücks vom dritten Sensor allein gemanagt werden kann, ist der Prozess von Schritt S10 unnötig.
  • In Schritt S12 wird zumindest die aktuelle Position des Werkstücks verwaltet. Wenn mehrere Maschinen vorgesehen sind, kann die Bearbeitung der Werkstücke auf die mehreren Maschinen verteilt werden. In Schritt S13 wird zumindest die aktuelle Position des Werkstücks vom Sensor-Koordinatensystem in das Maschinen-Koordinatensystem koordinatentransformiert. Wenn jedoch die Informationen (aktuelle Position, Lage, Bewegungsbetrag usw.) des Werkstücks im Maschinenkoordinatensystem verwaltet werden, kann die Bearbeitung von Schritt S13 zwischen Schritt S11 und Schritt S12 durchgeführt werden.
  • In Schritt S14 verfolgt die Maschine das Werkstück auf der Grundlage der Informationen (aktuelle Position, Lage, Bewegungsbetrag usw.) des Werkstücks. Im Schritt S15 wird die Bearbeitung des Werkstücks mit dem Werkzeug durchgeführt. In Schritt S16 wird die An- oder Abwesenheit des Werkstücks innerhalb des Arbeitsbereichs festgestellt. Wenn festgestellt wird, dass es keine Werkstücke gibt, die innerhalb des Arbeitsbereichs bearbeitet werden sollen (JA in Schritt S16), endet der Prozess, und wenn festgestellt wird, dass es ein Werkstück gibt, das innerhalb des Arbeitsbereichs bearbeitet werden soll (NEIN in Schritt S16), kehrt der Prozess zu Schritt S13 zurück, und die Bearbeitung wird für das nachfolgende Werkstück wiederholt.
  • In der Transportsteuerung wird zuerst in Schritt S20 festgestellt, ob das Werkstück die Transportverzögerungslinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat oder nicht, basierend auf zumindest der aktuellen Position des Werkstücks. In Schritt S20 kann die Bestimmung jedoch mittels des ersten Sensors durchgeführt werden. Wenn festgestellt wird, dass das Werkstück die Transportverzögerungslinie nicht in einem unvollständigen Bearbeitungszustand (NEIN in Schritt S20) überschritten hat, wird der Vorgang von Schritt S20 wiederholt. Wenn festgestellt wird, dass das Werkstück die Transportverzögerungslinie in einem unvollständigen Bearbeitungszustand (JA in Schritt S20) überschritten hat, wird in Schritt S21 die Transportgeschwindigkeit reduziert. In der Maschinensteuerung wird die Bearbeitung des Werkstücks, das sich zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie und der Transportbeschleunigungslinie befindet, während der Abbremsung durchgeführt.
  • In Schritt S22 wird festgestellt, ob die Bearbeitung des Werkstücks, das sich zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie und der Transportbeschleunigungslinie befindet, abgeschlossen ist oder nicht, basierend auf zumindest der aktuellen Position des Werkstücks. Der Schritt S22 kann jedoch auch seitens der Maschinensteuerung durchgeführt werden und kann auch ein Schritt sein, bei dem eine Meldung empfangen wird, dass die Bearbeitung des Werkstücks, das sich zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie und der Transportbeschleunigungslinie befindet, abgeschlossen ist. Wenn die Bearbeitung des Werkstücks, das sich zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie und der Transportbeschleunigungslinie befindet, nicht abgeschlossen ist (NEIN in Schritt S22), wird der Vorgang von Schritt S22 wiederholt. Wenn die Bearbeitung des Werkstücks, das sich zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie und der Transportbeschleunigungslinie befindet, abgeschlossen ist (JA in Schritt S22), wird im Schritt S23 die Transportgeschwindigkeit erhöht.
  • Nach den obigen Ausführungsformen kann selbst bei dicht gedrängten Werkstücken in der Nähe der stromaufwärts gelegenen Seite der Transportverzögerungslinie eine unnötige Transportsteuerung der Werkstücke unterdrückt werden, da der Transport der Werkstücke nach Beendigung der Bearbeitung der dicht gedrängten Werkstücke beschleunigt wird.
  • Die oben beschriebenen „Abschnitte“ können aus integrierten Halbleiterschaltungen gebildet sein oder können aus Programmen gebildet sein, die von einem Prozessor ausgeführt werden. Ferner kann das Programm zum Ausführen der oben beschriebenen Flussdiagramme auf einem computerlesbaren, nichtflüchtigen Speichermedium, zum Beispiel einer CD-ROM, gespeichert und bereitgestellt werden.
  • Obwohl in der vorliegenden Beschreibung verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Änderungen innerhalb des in den Ansprüchen unten beschriebenen Geltungsbereichs vorgenommen werden.

Claims (15)

  1. Maschinensystem (1), umfassend: eine Maschine (11), die eine Bearbeitung an einem Werkstück (10) durchführt, das einen Arbeitsbereich (15) durchläuft, und einen Transportsteuerabschnitt (35), der den Transport des Werkstücks (10) basierend auf einer Transportverzögerungslinie (16b), die stromaufwärts von einer Bearbeitungsgrenzlinie (16a) der Maschine (11) in einer Bewegungsrichtung des Werkstücks (10) vorgesehen ist, und einer Transportbeschleunigungslinie (16c) steuert, die stromaufwärts von der Transportverzögerungslinie (16b) vorgesehen ist, wobei der Transportsteuerabschnitt (35) eine Transportgeschwindigkeit des Werkstücks (10) reduziert, wenn das Werkstück (10) die Transportverzögerungslinie (16b) in einem unvollständigen Bearbeitungszustand durchläuft, und die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks (10) erhöht, nachdem die Bearbeitung des Werkstücks (10), das sich zwischen der Bearbeitungsgrenzlinie (16a) und der Transportbeschleunigungslinie (16c) befindet, abgeschlossen ist.
  2. Maschinensystem (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend einen ersten Sensor (17), der die Transportverzögerungslinie (16b) und die Transportbeschleunigungslinie (16c) überwacht, wobei der Transportsteuerabschnitt (35) basierend auf Informationen des ersten Sensors (17) feststellt, ob das Werkstück (10) die Transportverzögerungslinie (16b) in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat oder nicht.
  3. Maschinensystem (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend einen zweiten Sensor (18), der das in dem Arbeitsbereich (15) ankommende Werkstück (10) detektiert, und einen Werkstückverwaltungsabschnitt (28), der zumindest eine aktuelle Position des Werkstücks (10) basierend auf zumindest Informationen des zweiten Sensors (18) verwaltet, wobei der Transportsteuerabschnitt (35) basierend auf Informationen des Werkstückverwaltungsabschnitts (28) feststellt, ob das Werkstück (10) die Transportverzögerungslinie (16b) in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat oder nicht.
  4. Maschinensystem (1) nach Anspruch 3, ferner umfassend einen dritten Sensor (19), der einen Bewegungsbetrag des Werkstücks (10) detektiert.
  5. Maschinensystem (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend einen dritten Sensor (19), der einen Bewegungsbetrag des Werkstücks (10) detektiert, und einen Werkstückverwaltungsabschnitt (28), der zumindest eine aktuelle Position des Werkstücks (10) basierend auf zumindest Informationen des dritten Sensors (19) verwaltet, wobei der Transportsteuerabschnitt (35) basierend auf Informationen des Werkstückverwaltungsabschnitts (28) bestimmt, ob das Werkstück (10) die Transportverzögerungslinie (16b) in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat oder nicht.
  6. Maschinensystem (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, umfassend eine Mehrzahl von den Maschinen (11), wobei der Werkstückverwaltungsabschnitt (28) ferner eine Bearbeitungszuteilung des Werkstücks (10) auf die Mehrzahl der Maschinen (11) verwaltet.
  7. Maschinensystem (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, umfassend eine Mehrzahl von den Maschinen (11), wobei jede der Maschinen (11) mit der Bearbeitungsgrenzlinie (16a) versehen ist, und wenn das Werkstück (10) die Bearbeitungsgrenzlinie (16a) in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschritten hat, teilt der Werkstückverwaltungsabschnitt (28) das Werkstück (10), das überschritten hat, an eine stromabwärts angeordnete Maschine (11) zu.
  8. Maschinensystem (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, ferner umfassend einen Vorhersageabschnitt (34), der basierend auf Informationen des Werkstückverwaltungsabschnitts (28) und einer Zykluszeit der Maschine (11) vorhersagt, ob das Werkstück (10) die Bearbeitungsgrenzlinie (16a) in einem unvollständigen Bearbeitungszustand überschreiten wird oder nicht, wobei der Transportsteuerabschnitt (35) eine Transportgeschwindigkeit des Werkstücks (10) basierend auf der Vorhersage bestimmt.
  9. Maschinensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Transportsteuerabschnitt (35) die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks (10) basierend auf einer relativen aktuellen Position (30) der Maschine (11) relativ zum Arbeitsbereich (15) steuert.
  10. Maschinensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Transportsteuerabschnitt (35) die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks (10) basierend auf einer erwarteten Bearbeitungsrate der Maschine (11) steuert.
  11. Maschinensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend eine Vielzahl von Maschinen (11), wobei nur die Maschine (11), die unter der Vielzahl der Maschinen (11) am stromabwärtigsten angeordnet ist, mit der Transportverzögerungslinie (16b) und der Transportbeschleunigungslinie (16c) versehen ist.
  12. Maschinensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Bearbeitungsgrenzlinie (16a) stromabwärts innerhalb des Arbeitsbereichs (15) in Bewegungsrichtung des Werkstücks (10) vorgesehen ist.
  13. Maschinensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Maschine (11) die Bearbeitung durchführt, während sie das Werkstück (10) basierend auf zumindest einer aktuellen Position des Werkstücks (10) verfolgt.
  14. Maschinensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Werkstück (10) einen Gegenstand oder ein Tablett umfasst, auf dem der Gegenstand platziert werden kann.
  15. Maschinensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Maschine (11) einen Roboter oder eine Industriemaschine umfasst.
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