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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen oder Verwalten eines Werkzeugs und insbesondere eine Steuervorrichtung mit einer Werkzeugeinstellverwaltungsfunktion, ein Maschinensystem und ein Werkzeug.
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STAND DER TECHNIK
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Einige Arten von Werkzeugen, die an einer Maschine, z. B. einem Roboter oder einer Werkzeugmaschine, angebracht sind, werden von Motoren angetrieben, und die Werkzeuge können auch von einer Steuervorrichtung der Maschine gesteuert werden. In einem solchen Fall ist es notwendig, zuvor verschiedene Informationen des Werkzeugs in der Steuervorrichtung einzustellen, um das Werkzeug korrekt über die Steuervorrichtung zu bedienen. Zum Beispiel werden bei einer Punktschweißzange, die von einem Servomotor angetrieben wird, werkzeugbezogene Parameter sowie motorbezogene Parameter wie ein Untersetzungsverhältnis, eine Anpresskraft und ein maximaler Öffnungsbetrag zwischen den Elektrodenspitzen vorher eingestellt. Nach dem Stand der Technik ist es erforderlich, solche Werkzeugeinstellinformationen von einem Werkzeughersteller zu erhalten und in der Steuervorrichtung einzustellen. Die folgenden Dokumente sind als Beschreibungen von Techniken bekannt, die eine solche Einstellung oder Verwaltung der Maschine betreffen.
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In der Patentliteratur 1 wird beschrieben, dass ein Speicher in einer mechanischen Einheit, wie einer mechanischen Robotereinheit oder einem Handgelenk, das die mechanische Robotereinheit bildet, vorgesehen ist, wobei der Speicher gespeicherte Informationen einschließlich eines Parameters, der für jede mechanische Robotereinheit oder mechanische Einheit einzigartig ist und für die Bahnsteuerung in der Robotersteuervorrichtung verwendet wird, und/oder Informationen, die sich in dem Parameter widerspiegeln, vorab speichert, und es werden Vorgänge zum Ändern verschiedener Daten nach dem Austausch der mechanischen Robotereinheit oder der mechanischen Einheit durch Lesen der gespeicherten Informationen in die Robotersteuervorrichtung automatisiert. Es wird auch beschrieben, dass der Speicher ein nichtflüchtiger Speicher ist, der an einen Messgeber angefügt ist.
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In der Patentliteratur 2 wird eine Vorrichtung zur Verwaltung von Werkzeugdaten beschrieben, die umfasst: eine Datenspeichervorrichtung, die in einem Werkzeugschaft angeordnet ist, an dem ein Werkzeug befestigt ist, und die konfiguriert ist, um Werkzeugdaten zu speichern und die Daten auszugeben; und eine Dateneingabe-/Ausgabeeinrichtung, die an einer Werkzeugmaschine befestigt ist und konfiguriert ist, um die Daten von der Datenspeichervorrichtung zu empfangen und die Daten einer Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine zur Verfügung zu stellen, und die konfiguriert ist, um vorbestimmte Werkzeugdaten unter Steuerung der Werkzeugmaschine an die Datenspeichervorrichtung zu übertragen.
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In der Patentliteratur 3 wird ein Robotersystem beschrieben, das aus einem Roboterkörper und einer Steuervorrichtung zum Steuern des Roboterkörpers unter Verwendung eindeutiger Daten besteht, bei denen es sich um anfängliche Einstellinformationen des Roboterkörpers handelt, wobei sowohl der Roboterkörper als auch die Steuervorrichtung eindeutige Daten speichern, die Steuervorrichtung die im Roboterkörper gespeicherten eindeutigen Daten ausliest und sie mit den in der Steuervorrichtung gespeicherten eindeutigen Daten abgleicht, so dass das Robotersystem von der Steuervorrichtung gesteuert werden kann, selbst wenn eine eingebaute Platine des Roboterkörpers ausgetauscht wird. Ferner wird beschrieben, dass ebenso eine Betriebshistorie und Wartungsinformationen in den Speichern des Roboterkörpers und der Steuervorrichtung gespeichert werden.
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[ZITIERLISTE]
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[PATENTLITERATUR]
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- [Patentliteratur 1] JP 2004-148433 A
- [Patentliteratur 2] JP 1987(S62)-63050 A
- [Patentliteratur 3] JP 2001-242922 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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[TECHNISCHES PROBLEM]
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Als Einrichtung zur Vereinfachung der Werkzeugeinstellung kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem zuvor eine Datei vorbereitet wird, in der die Werkzeugeinstellinformationen gespeichert sind, und die Datei von der Steuervorrichtung gelesen wird. Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass die Datei, in der die Werkzeugeinstellinformationen gespeichert sind, zuvor erstellt werden muss und dass die Werkzeugeinstellinformationen verwaltet werden müssen.
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Da sich der Zustand des Werkzeugs im Laufe der Produktion ändert, kann es außerdem wünschenswert sein, die zuvor gespeicherten Werkzeugzustandsinformationen auf irgendeine Weise kontinuierlich zu verwalten, wenn das Werkzeug wieder an einer anderen Maschine angebracht wird. Wenn beispielsweise ein Werkzeug ausgetauscht werden muss, nachdem die Betriebszeit des Werkzeugs seit einer gewissen Zeit abgelaufen ist, kann es wünschenswert sein, die Betriebszeit zu sammeln und zu verwalten, auch wenn das Werkzeug wieder an einer anderen Maschine angebracht wird. Um die Verwaltung des Werkzeugs zu vereinfachen, kann eine Datei mit den Werkzeugzustandsinformationen von einer anderen Steuervorrichtung gelesen werden, was jedoch den Nachteil hat, dass die Datei im Voraus ausgegeben werden muss.
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Daher besteht ein Bedarf an einer Technik, die die Einstellung oder Verwaltung des Werkzeugs vereinfacht.
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[LÖSUNG DES PROBLEMS]
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Steuervorrichtung bereit, die konfiguriert ist, um ein Werkzeug zu steuern, das einen Speicher aufweist und das abnehmbar an einer Maschine angebracht ist, wobei die Steuervorrichtung umfasst: einen Werkzeuginformationsleseabschnitt, der konfiguriert ist, um zumindest eine von Werkzeugeinstellinformationen und von Werkzeugzustandsinformationen zu lesen, die in den Speicher des Werkzeugs geschrieben sind; und einen Werkzeugeinstellabschnitt, der konfiguriert ist, um das Werkzeug auf der Grundlage der zumindest einen der gelesenen Werkzeugeinstellinformationen und der gelesenen Werkzeugzustandsinformationen einzustellen, wobei das Werkzeug von einem Motor mit einem Messgeber angetrieben wird und der Speicher an dem Messgeber angebracht ist.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Steuersystem bereit, das umfasst: eine erste Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Werkzeug mit einem Speicher zu steuern, das abnehmbar an einer ersten Maschine angebracht ist; und eine zweite Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, um das abnehmbar an einer zweiten Maschine angebrachte Werkzeug zu steuern, wobei die erste Steuervorrichtung zumindest eine von Werkzeugeinstellinformationen und von Werkzeugzustandsinformationen in den Speicher des Werkzeugs schreibt und die zweite Steuervorrichtung die zumindest eine der gelesenen Werkzeugeinstellinformationen und der gelesenen Werkzeugzustandsinformationen liest.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Werkzeug bereit, das abnehmbar an einer Maschine angebracht ist und von einer Steuervorrichtung gesteuert wird, wobei das Werkzeug einen Speicher umfasst, in den zumindest eine von Werkzeugeinstellinformationen und von Werkzeugzustandsinformationen von der Steuervorrichtung geschrieben wird und aus dem zumindest eine der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen von der Steuervorrichtung gelesen wird.
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[VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG]
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Gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Einstellung des Werkzeugs vereinfacht werden, da das Werkzeug automatisch in der Steuervorrichtung auf der Grundlage von zumindest einer der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen, die in den Speicher des Werkzeugs geschrieben wurden, eingestellt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung schreibt die erste Steuervorrichtung zumindest eine von Werkzeugeinstellinformationen und von Werkzeugzustandsinformationen in den Speicher des Werkzeugs, und liest die zweite Steuervorrichtung zumindest eine der geschriebenen Werkzeugeinstellinformationen und der geschriebenen Werkzeugzustandsinformationen. Daher kann das Werkzeug kontinuierlich verwaltet werden, auch wenn das Werkzeug von der ersten Maschine auf die zweite Maschine ummontiert wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Werkzeug einen Speicher, in den zumindest eine von Werkzeugeinstellinformationen und von Werkzeugzustandsinformationen von der Steuervorrichtung geschrieben wird oder werden, und aus dem zumindest eine der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen von der Steuervorrichtung gelesen wird oder werden. Daher kann die Einstellung oder Verwaltung des Werkzeugs vereinfacht werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für eine Maschine, ein Werkzeug und eine Steuervorrichtung;
- 2 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels für eine Konfiguration der Maschine, des Werkzeugs und der Steuervorrichtung;
- 3 ist ein Konzeptdiagramm eines Beispiels für das Lesen von Werkzeugeinstellinformationen und Werkzeugzustandsinformationen;
- 4 ist ein Konzeptdiagramm eines Beispiels für das Schreiben von Werkzeugeinstellinformationen und Werkzeugzustandsinformationen; und
- 5 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels für die Konfiguration eines Steuersystems.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Bestandteile mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Darüber hinaus schränken die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele den Schutzumfang der in den Ansprüchen beschriebenen Erfindung oder die Definitionen der Begriffe nicht ein.
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1 zeigt ein Beispiel für eine Maschine 10, ein Werkzeug 20 und eine Steuerung (Steuervorrichtung) 30. Die Maschine 1 ist zum Beispiel ein Roboter, kann aber auch eine andere Maschine wie eine Werkzeugmaschine oder eine Baumaschine sein. Bei dem Werkzeug 20 kann es sich um ein Werkzeug mit einem Speicher handeln, das abnehmbar an der Maschine 10 angebracht ist, und kann z. B. ein Schweißwerkzeug (Punktschweißzange) sein. Das Werkzeug 20 kann jedoch ein anderes Werkzeug sein, z. B. ein Siegelwerkzeug, ein Hebewerkzeug oder eine Hand. Die Maschine 10 und das Werkzeug 20 sind über Kabel oder drahtlos mit einer Steuervorrichtung 30 verbunden. Bei der Steuervorrichtung 30 kann es sich beispielsweise um eine Computervorrichtung mit einem Prozessor und/oder einer integrierten Schaltung wie einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einer ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) und einem FPGA (feldprogrammierbarer Gate-Array) handeln. Die Steuervorrichtung 30 steuert die Maschine 10 und das Werkzeug 20, kann aber auch eine Steuervorrichtung sein, die nur das Werkzeug 20 steuert.
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2 zeigt ein Beispiel für eine Konfiguration der Maschine 10, des Werkzeugs 20 und der Steuervorrichtung 30. Das Werkzeug 20 weist einen Speicher 21 auf, der konfiguriert ist, um zumindest eine der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen zu speichern. Bei dem Speicher 21 kann es sich beispielsweise um einen nichtflüchtigen Speicher oder um einen vorhandenen Speicher handeln, der mit einem Messgeber 22 verbunden ist, wenn das Werkzeug 20 von einem Motor 23 mit einem Messgeber, z. B. einem Servomotor, angetrieben wird. Der Messgeber 22 kann zum Beispiel ein optischer Messgeber sein, aber auch ein mechanischer, optischer, magnetischer oder elektromagnetischer Induktionsmessgeber. Im Allgemeinen speichert der Speicher 21 des Messgebers 22 eine Drehposition, eine Drehgeschwindigkeit, einen Drehbetrag, eine Drehrichtung usw. Der Speicher 21 kann auch Werkzeugeinstellinformationen und Werkzeugzustandsinformationen speichern. Durch die Verwendung des Speichers 21 des Messgebers 22 ist es nicht erforderlich, eine Werkzeug-Kommunikationseinrichtung für das Werkzeug 20 getrennt von einer Verbindungsleitung des Motors 23 mit dem Messgeber bereitzustellen. Daher kann das Werkzeug 20 eingestellt oder verwaltet werden, indem einfach der Motor 23 mit Messgeber an die Steuervorrichtung 30 angeschlossen wird. Mit anderen Worten, die Einstellung oder Verwaltung des Werkzeugs 20 kann zu den gleichen Kosten wie beim Stand der Technik vereinfacht werden, ohne dass zusätzliche Vorrichtungen oder Arbeitsgänge erforderlich sind.
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3 zeigt ein Beispiel für das Lesen der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen. Die Werkzeugeinstellinformationen umfassen beispielsweise ein Geschwindigkeitsuntersetzungsverhältnis, eine Druckkraft, eine maximale Geschwindigkeit, einen maximalen Öffnungsbetrag usw., und die Werkzeugzustandsinformationen umfassen beispielsweise eine Anzahl von Druckbeaufschlagungen, eine Gesamtbewegungsstrecke, einen Spitzenabriebbetrag, eine Gesamtbetriebszeit usw. Die Steuervorrichtung 30 kann einen Werkzeuginformationsleseabschnitt 31 aufweisen, der konfiguriert ist, um zumindest eine der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen zu lesen, die in den Speicher 21 des Werkzeugs 20 geschrieben sind, und einen Werkzeugeinstellabschnitt 33, der konfiguriert ist, um das Werkzeug 20 auf der Grundlage zumindest einer der gelesenen Werkzeugeinstellinformationen und der gelesenen Werkzeugzustandsinformationen einzustellen (vgl. 2). Da das Werkzeug 20 selbst über die Werkzeugeinstellinformationen verfügt, besteht keine Notwendigkeit, die Werkzeugeinstellinformationen separat vom Hersteller des Werkzeugs 20 zu beziehen, Einstelldaten im Voraus vorzubereiten oder die Einstelldaten separat zu verwalten. Mit anderen Worten, da das Werkzeug 20 automatisch in der Steuervorrichtung 30 eingestellt werden kann, kann die Einstellung des Werkzeugs 20 vereinfacht werden. Der Zeitpunkt des Lesens der Werkzeugeinstellinformationen und/oder der Werkzeugzustandsinformationen kann erfolgen, wenn das Werkzeug 20 mit der Steuervorrichtung 30 verbunden ist, oder wenn das Werkzeug 20 tatsächlich benutzt wird. Durch das Lesen der Informationen, wenn das Werkzeug verbunden ist, wird ein Plug-and-Play-Betrieb des Werkzeugs 20 möglich.
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Die Steuervorrichtung 30 weist einen Bewegungssteuerabschnitt 34 auf, der konfiguriert ist, um die Bewegung des Werkzeugs 20 auf der Grundlage der gelesenen Werkzeugeinstellinformationen zu steuern. Beispielsweise steuert der Bewegungssteuerabschnitt 34 die Geschwindigkeit des Werkzeugs auf der Grundlage des Geschwindigkeitsuntersetzungsverhältnisses und der Höchstgeschwindigkeit usw. und steuert die Position des Werkzeugs auf der Grundlage der Druckkraft und des maximalen Öffnungsbetrags usw. Ferner kann die Steuervorrichtung 30 einen Werkzeuginformationsaktualisierungsabschnitt 35 aufweisen, der konfiguriert ist, um die Werkzeugzustandsinformationen zu aktualisieren. Beispielsweise kann der Werkzeuginformationsaktualisierungsabschnitt 35 die Anzahl der Druckbeaufschlagungen, die Gesamtbewegungsstrecke und die Gesamtbetriebszeit usw. aktualisieren, die der Bewegung des Werkzeugs 20 entsprechen. Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung 30 einen Werkzeugwechselzeitpunktbestimmungsabschnitt 32 aufweisen, der konfiguriert ist, um auf der Grundlage der gelesenen oder aktualisierten Werkzeugzustandsinformationen zu bestimmen, wann das Werkzeug ausgetauscht werden soll. Der Werkzeugwechselzeitpunktbestimmungsabschnitt 32 kann den Werkzeugwechselzeitpunkt auf der Grundlage von Schwellenwerten für die Anzahl der Druckbeaufschlagungen, die Gesamtbewegungsstrecke und die Gesamtbetriebszeit usw. bestimmen und den Benutzer oder eine externe Vorrichtung über das Bestimmungsergebnis informieren.
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4 zeigt ein Beispiel für das Schreiben der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen. Die Steuervorrichtung 30 kann einen Werkzeuginformationsschreibabschnitt 36 aufweisen, der konfiguriert ist, um zumindest eine der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen in den Speicher 21 des Werkzeugs 20 zu schreiben. Zum Beispiel kann der Werkzeuginformationsschreibabschnitt 36 die aktualisierten Werkzeugzustandsinformationen in den Speicher 21 des Werkzeugs 20 schreiben. Da das Werkzeug 20 selbst über die Werkzeugzustandsinformationen verfügt, besteht keine Notwendigkeit, die Werkzeugzustandsinformationen separat zu verwalten, und die Verwaltung des Werkzeugs 20 kann vereinfacht werden. Der Zeitpunkt des Schreibens der Werkzeugzustandsinformationen kann beispielsweise während der Herstellung des Werkstücks W (z. B. während das Werkzeug in Betrieb ist) oder bei gestopptem Betrieb des Werkzeugs 20 liegen. Darüber hinaus können die Werkzeugeinstellinformationen zuvor geschrieben werden, wenn das Werkzeug 20 hergestellt oder ausgeliefert wird. Wenn jedoch das Werkzeug 20 in der Steuervorrichtung 30 beispielsweise über ein Bedienfeld initialisiert wird, können die Werkzeugeinstellinformationen zum Zeitpunkt der Werkzeuginitialisierung in den Speicher 21 des Werkzeugs 20 geschrieben werden.
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5 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels für eine Konfiguration eines Steuersystems. Das Steuersystem umfasst beispielsweise eine erste Steuervorrichtung 30, die konfiguriert ist, um das Werkzeug 20 mit dem Speicher zu steuern, das abnehmbar an der ersten Maschine 10 angebracht ist; und die zweite Steuervorrichtung 30, die konfiguriert ist, um das Werkzeug 20 zu steuern, das abnehmbar an der zweiten Maschine 10 angebracht ist. Die erste Steuervorrichtung 30 schreibt zumindest eine der Werkzeugeinstellinformationen und die Werkzeugzustandsinformationen in den Speicher 21 des Werkzeugs 20. Nachdem das Werkzeug 20 von der ersten Maschine 10 wieder an der zweiten Maschine 10 angebracht wurde, liest die zweite Steuervorrichtung zumindest eine der geschriebenen Werkzeugeinstellinformationen und der geschriebenen Werkzeugzustandsinformationen. Die zweite Steuervorrichtung 30 kann das Werkzeug auf der Grundlage der gelesenen Werkzeugeinstellinformationen einstellen oder die Werkzeugzustandsinformationen entsprechend der Bewegung des Werkzeugs 20 aktualisieren oder den Austauschzeitpunkt des Werkzeugs 20 auf der Grundlage der gelesenen oder aktualisierten Werkzeugzustandsinformationen bestimmen. Darüber hinaus schreibt die zweite Steuervorrichtung 30 zumindest eine der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen in den Speicher 21 des Werkzeugs 20. Dadurch kann das Werkzeug 20 auch dann kontinuierlich verwaltet werden, wenn es von der ersten Maschine 10 an die zweite Maschine 10 ummontiert wird. Die erste Maschine 10 und die zweite Maschine 10 sind zum Beispiel Roboter, wie vorstehend beschrieben, können aber auch andere Maschinen sein, wie Werkzeugmaschinen.
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Wie vorstehend beschrieben, umfasst das Werkzeug 20 den Speicher 21, in den zumindest eine der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen von der Steuervorrichtung 30 geschrieben wird, und aus dem zumindest eine der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen von der Steuervorrichtung 30 gelesen wird. Da das Werkzeug 20 selbst zumindest eine der Werkzeugeinstellinformationen und der Werkzeugzustandsinformationen aufweist, kann die Einstellung oder Verwaltung des Werkzeugs 20 vereinfacht werden. Darüber hinaus kann durch die Verwendung des Speichers 21 des Messgebers 22 die Einstellung oder Verwaltung des Werkzeugs 20 durch einfaches Verbinden des Motors 23 mit Messgeber mit der Steuervorrichtung 30 durchgeführt werden (d.h. ohne zusätzliche Vorrichtungen oder Vorgänge zu benötigen, zu den gleichen Kosten wie im Stand der Technik).
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Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann die Einstellung oder Verwaltung des Werkzeugs vereinfacht werden. Die von dem vorstehend beschriebenen Prozessor ausgeführten Programme können auf einem computerlesbaren, nicht-flüchtigen Aufzeichnungsmedium, wie z. B. einer CD-ROM, aufgezeichnet und bereitgestellt werden, oder sie können über ein WAN (Wide Area Network) oder LAN (Local Area Network) verteilt und drahtgebunden oder drahtlos von einer Servervorrichtung bereitgestellt werden.
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Obwohl die verschiedenen Ausführungsbeispiele hier beschrieben sind, erschließt sich dem Fachmann, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt ist und verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche durchgeführt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Maschine
- 20
- Werkzeug
- 21
- Speicher
- 22
- Messgeber
- 30
- Steuervorrichtung
- 31
- Werkzeuginformationsleseabschnitt
- 32
- Werkzeugwechselzeitpunktbestimmungsabschnitt
- 33
- Werkzeugeinstellabschnitt
- 34
- Bewegungssteuerabschnitt
- 35
- Werkzeuginformationsaktualisierungsabschnitt
- 36
- Werkzeuginformationsschreibabschnitt
- W
- Werkstück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2004148433 A [0005]
- JP 2001242922 A [0005]
