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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung für eine Roboterhand, die ein Werkstück mit einem Spannfutter spannt.
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Stand der Technik
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Eine Werkzeugmaschine ist mit einer automatischen Werkstücktransportmaschine versehen, die ein Werkstück automatisch transportiert und eine Konfiguration aufweist, bei der das Werkstück von einem Transportroboter gegriffen wird und das Werkstück an ein Spindelfutter oder dergleichen geliefert und von diesem aufgenommen werden kann. Bei dem Transportroboter wird das Werkstück von einer Roboterhand mit einem Spannmechanismus eingespannt und freigegeben. Bei der automatisch gesteuerten Zuführung des Werkstücks muss bestätigt werden, dass die Roboterhand das Werkstück entsprechend einem Steuerbefehl ergreift. Eine solche automatische Bearbeitungsmaschine erfordert eine Bestimmung in einer Spannvorrichtung, und in der Patentliteratur 1 wird ein Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückspannung offenbart, der in einem Spannfutter-Hauptkörper angeordnet ist, wie er im Stand der Technik bekannt ist.
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Wenn ein Werkstück von einem Transportroboter an ein Spannfutter auf einem Tisch übergeben wird, wird das von Spannklauen gehaltene Werkstück in Kontakt mit einem Einstellbolzen gebracht, und eine Ventilstange wird gegen die Vorspannkraft einer Feder eingedrückt. Wenn von einer Luftpumpe zugeführte Luft durch einen Strömungspfad strömt, wird ein Druckschalter betätigt, und ein Bestätigungssignal für den Sitz und das Einspannen wird ausgegeben. Wenn das Werkstück am Ende der Bearbeitung an den Transportroboter übergeben wird und das Spannfutter geöffnet und das Werkstück vom Transportroboter entnommen wird, fährt die Ventilstange aufgrund der Vorspannkraft der Feder aus, und die Luft wird in die Atmosphäre abgelassen, wodurch ein Druckschalter ausgeschaltet wird.
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
JP-U-H7-24536 -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Eine Erkennungsvorrichtung, die auf ein zu spannendes Werkstück einwirkt, ist jedoch nicht in der Lage, eine genaue Bestimmung in Abhängigkeit vom Spannzustand eines Spannfutters durchzuführen. Beim herkömmlichen Stand der Technik wird das Werkstück mit dem Einstellbolzen in Kontakt gebracht, und die Ventilstange wird gegen die Vorspannkraft der Feder eingedrückt, wodurch das Einspannen bestätigt wird. Dies liegt daran, dass ein Schieber wie die Ventilstange je nach Haltung des geneigten Werkstücks nicht geschoben werden kann. Darüber hinaus ist die Roboterhand, die an einem distalen Endabschnitt des Förderroboters angeordnet ist, vorzugsweise klein und leicht, da sich die Roboterhand beim Greifen des Werkstücks bewegt und eine genaue Positionierung durchführt. Daher steht die Bereitstellung eines komplizierten Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung zusätzlich zu einem Spannfuttermechanismus zum Einspannen des Werkstücks im Widerspruch zu der Forderung nach Größen- und Gewichtsreduzierung.
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Um dieses Problem zu lösen, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung für eine Roboterhand bereitzustellen, der das Vorhandensein oder Fehlen eines Werkstücks bestimmt.
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Lösung des Problems
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Mechanismus zur Bestimmung des Einspannens eines Werkstücks für eine Roboterhand bereitgestellt, der Folgendes umfasst: mehrere Hauptbacken, an denen Spannklauen, die zum Einspannen eines Werkstücks konfiguriert sind, angebracht sind und die in einer radialen Richtung gleiten; eine Erfassungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Position eines außendurchmesserseitigen Gleitendes oder eines innendurchmesserseitigen Gleitendes durch Bewegung der Hauptbacke erfasst; und eine Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines von den Spannklauen eingespannten Werkstücks auf der Grundlage eines Erfassungssignals der Erfassungsvorrichtung zu bestimmen.
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Vorteilhafter Effekt der Erfindung
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Gemäß der obigen Konfiguration erkennt die Erkennungsvorrichtung, ob die Hauptbacke, die sich beim Einspannen oder Freigeben des Werkstücks bewegt, am außendurchmesserseitigen Gleitende oder an einem innendurchmesserseitigen Gleitende positioniert ist, und die Steuervorrichtung, die das Erkennungssignal empfängt, kann das Vorhandensein oder Fehlen des eingespannten Werkstücks in der Roboterhand bestimmen. Folglich ist es mit dem Mechanismus zur Bestimmung des Einspannens eines Werkstücks der vorliegenden Erfindung möglich, eine einfache Konfiguration bereitzustellen, um zu bestätigen, dass die Hauptbacke am Gleitende positioniert ist, ohne einen herkömmlichen Schieber für die Roboterhand zu verwenden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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- 1 ist eine vereinfachte Vorderansicht einer Werkzeugmaschine.
- 2 ist eine perspektivische Außenansicht, die eine Roboterhand zeigt.
- 3 ist eine Ansicht, die den Mechanismus zur Bestimmung des Werkstückeinspannens einer ersten Ausführungsform zeigt.
- 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Konfiguration in einem Luftströmungspfadabschnitt auf einer ersten Spannfutterseite zeigt.
- 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die die Konfiguration in dem Luftströmungspfadabschnitt auf der ersten Spannfutterseite zeigt.
- 6 ist ein konzeptionelles Diagramm, das einen Teil eines Mechanismus zur Bestimmung des Werkstückeinspannens gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform eines Mechanismus zur Bestimmung des Werkstückeinspannens für eine Roboterhand gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Eine Roboterhand der vorliegenden Ausführungsform bildet einen Teil einer automatischen Werkstücktransportvorrichtung, die in eine Werkzeugmaschine eingebaut ist, und 1 ist eine Vorderansicht, die die Werkzeugmaschine in vereinfachter Weise zeigt. Die Werkzeugmaschine 1 hat einen Werkstückbearbeitungsabschnitt 3 in ihrer Mitte, einen Werkstückzuführungsabschnitt 4 an einer Einlassseite auf der rechten Seite der Zeichnung und einen Werkstückauslassabschnitt 5 an einer Auslassseite auf der linken Seite der Zeichnung. Der Werkstückbearbeitungsabschnitt 3, der Werkstückzuführungsabschnitt 4 und der Werkstückauslassabschnitt 5 sind jeweils mit einer äußeren Abdeckung versehen, eine Tür zum Öffnen/Schließen und ein Fenster sind an der Vorderseite der Abdeckung ausgebildet, und ein Bedienfeld und dergleichen sind vorhanden. 1 zeigt einen inneren Aufbau, bei dem die Frontfläche der Abdeckung weggelassen wurde.
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Der Werkstückbearbeitungsabschnitt 3 ist mit einer Spindelvorrichtung mit einem Spindelfutter 11 und einer automatischen Werkstücktransportvorrichtung 12 zum Zuführen eines Werkstücks zum Spindelfutter 11 ausgestattet. Obwohl in 1 nicht dargestellt, umfasst der Werkstückbearbeitungsabschnitt 3 einen Werkzeugtisch, der mit einem Werkzeug zur Bearbeitung eines Werkstücks, einer Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Werkzeugtisches und dergleichen versehen ist. Dementsprechend wird im Werkstückbearbeitungsabschnitt 3 das Werkstück durch die automatische Werkstücktransportvorrichtung 12 dem Spindelfutter 11 zugeführt, und eine vorbestimmte Bearbeitung wird an dem rotierenden Werkstück durchgeführt, indem beispielsweise ein Schneidwerkzeug mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird.
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In dem Werkstückbearbeitungsabschnitt 3 ist ein horizontales Trägerelement 13 mit einer Führungsschiene in einem oberen Bereich an einer Vorderseite in der Maschine installiert, und eine Verfahrvorrichtung 14 ist daran montiert. Die Verfahrvorrichtung 14 ist so konfiguriert, dass ein Verfahrtisch so angebracht ist, dass er auf einer Führungsschiene gleiten kann, und von einem Antriebsmotor über einen Kugelumlaufmechanismus linear bewegt wird. In der automatischen Werkstücktransportvorrichtung 12 ist der Roboterarm 15 an der Verfahrvorrichtung 14 montiert. Der Roboterarm 15 erstreckt sich nach unten und ist über einen Drehtisch an der Verfahrvorrichtung 14 befestigt. Im Roboterarm 15 kann ein unterer Unterarmteil 17 durch einen Gelenkmechanismus 16 gebogen werden, und die Roboterhand 18 mit einem Spannfutter ist über einen Rotationsmechanismus 19 an einem distalen Endteil des Unterarmteils 17 angebracht.
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Der Werkstückzuführungsabschnitt 4 ist mit einer Rollenbahn 21 ausgestattet und so konfiguriert, dass das Werkstück W von einem Eingang einer Seitenfläche des Maschinenkörpers geladen wird und sich durch Neigung in Richtung des Werkstückbearbeitungsabschnitts 3 bewegt. Eine Werkstückhebe- und -absenkvorrichtung 22 zum Anheben des Werkstücks W ist stromabwärts der Rollenbahn 21 angeordnet. Dementsprechend werden mehrere Werkstücke W in einer Reihe auf der Rollenbahn 21 angeordnet, und das führende Werkstück W wird durch die Werkstückhebe- und -senkvorrichtung 22 nach oben angehoben. An der angehobenen Abgabeposition ist eine Klemmvorrichtung 23 angeordnet, und das Werkstück W wird an die automatische Werkstückfördervorrichtung 12 abgegeben, um in den Werkstückbearbeitungsabschnitt 3 befördert zu werden. In der Zwischenzeit ist der Werkstückabgabeabschnitt 5 so konfiguriert, dass er das bearbeitete Werkstück W, das aus dem Werkstückbearbeitungsabschnitt 3 zugeführt wird, abgibt. Der Werkstückabgabeabschnitt 5 hat eine symmetrische Konfiguration in Bezug auf den Werkstückzuführungsabschnitt 4 und ist so konfiguriert, dass die Werkstückhebe- und -senkvorrichtung 26 das an die Klemmvorrichtung 25 gelieferte Werkstück W absenkt und das Werkstück W der Rollenbahn 27 zugeführt wird.
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Als nächstes ist 2 eine perspektivische Außenansicht der Roboterhand 18. Die Roboterhand 18 hat ein erstes Spannfutter 18A auf der Vorderseite der Zeichnung und ein zweites Spannfutter 18B auf der Rückseite davon auf dem Basisblock 31 der Roboterhand 18, und ist in der Lage, das Werkstück W mit beiden zu greifen. Die ersten und zweiten Spannfutter 18A und 18B, die die gleiche Struktur aufweisen, sind so konfiguriert, dass drei Hauptbacken 32, die radial angeordnet sind, in einer radialen Richtung gleiten, und Spannklauen, die dem Werkstück W entsprechen, können an der Hauptbacke 32 befestigt und von ihr gelöst werden. Dementsprechend wird das Werkstück W im Falle des Außendurchmesser-Spannfutters für das Werkstück W von den Spannklauen eingespannt, indem drei Hauptbacken 32 in Richtung des Innendurchmessers bewegt werden, und das Werkstück W wird freigegeben, indem drei Hauptbacken 32 in Richtung des Außendurchmessers bewegt werden. Umgekehrt wird bei einem Futter mit Innendurchmesser die Hauptbacke 32 in Richtung des Außendurchmessers bewegt, um das Werkstück W einzuspannen, und das Werkstück W wird freigegeben, indem die Hauptbacke 32 in Richtung des Innendurchmessers bewegt wird.
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Die Roboterhand 18 übernimmt das Spannen, bei dem das erste Spannfutter 18A und das zweite Spannfutter 18B das Werkstück einspannen, und das Lösen, bei dem das erste Spannfutter 18A und das zweite Spannfutter 18B das Werkstück freigeben. Das erste und das zweite Spannfutter 18A und 18B haben jeweils drei Hauptbacken 32 zum Einspannen des Werkstücks, die radial in gleichen Abständen von 120° angeordnet sind, und jede Hauptbacke 32 ist am Basisblock 31 so montiert, dass sie in radialer Richtung gleitet. Ein Öffnungs-/Schließmechanismus, bei dem ein Zahnstangenkolben mit einem Spannzahnrad in Eingriff steht, ist im Inneren des Grundblocks 31 angeordnet. Der Zahnstangenkolben wird durch den Hydraulikdruck des zugeführten und abgelassenen Arbeitsöls in einer Druckbeaufschlagungsrichtung verschoben, und ein Spannzahnrad wird entsprechend der Verschiebung um einen vorbestimmten Betrag gedreht, wodurch eine synchronisierte lineare Bewegung in der radialen Richtung auf drei Hauptbacken 32 ausgeübt wird.
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Zusätzlich zum Arbeitsöl ist die Roboterhand 18 mit einem Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung ausgestattet, um festzustellen, ob das Werkstück von den Spannklauen eingespannt oder gelöst ist. Wie oben beschrieben, umfasst der herkömmliche Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung einen Stößel oder ähnliches, der auf den Spannzustand des Werkstücks einwirkt. Der Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung bei der vorliegenden Ausführungsform prüft die Hauptbacke 32, die beim Einspannen und Loslassen des Werkstücks arbeitet, anstelle des Mechanismus, der direkt das Vorhandensein oder Fehlen des Werkstücks bestimmt. Daher wird der Roboterhand 18 neben dem Arbeitsöl auch Luft zugeführt.
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3 ist ein Diagramm, das den Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung zeigt. Der Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung ist für das erste und das zweite Spannfutter 18A und 18B auf die gleiche Weise konfiguriert. Ein Luftzufuhrströmungspfad 33 für die Luftzufuhr ist im Basisblock 31 ausgebildet. Der Luftzufuhrströmungspfad 33 ist in Richtung einer der drei Hauptbacken 32 ausgebildet, die sich mit demselben Hub und zum selben Zeitpunkt bewegen. Die außen installierte Luftpumpe 36 ist über die Luftleitung 35 mit dem Luftzufuhrströmungspfad 33 verbunden, und es wird Luft mit einem vorgegebenen Druck zugeführt. Im Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung ist ein Druckschalter 37 zur Erfassung des Luftdrucks in der Luftleitung 35 vorgesehen, und der Druckschalter 37 ist über ein Signalkabel mit der Steuereinrichtung 8 verbunden.
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In der Hauptbacke 32 ist ein Bestimmungsströmungspfad 34 zum Abführen von Luft ausgebildet, an den der Luftzufuhrströmungspfad 33 angrenzt. Das erste Spannfutter 18A und das zweite Spannfutter 18B, die in 3 dargestellt sind, befinden sich in einem Endabschnitt des Hubbereichs S (siehe 5), in dem jede Hauptbacke 32 beweglich ist. Die Hauptbacke 32 des ersten Spannfutters 18A hat sich zu einem außendurchmesserseitigen Gleitende des Hubbereichs S bewegt, und die Hauptbacke 32 des zweiten Spannfutters 18B hat sich zu einem am innendurchmesserseitigen Gleitende des Hubbereichs S bewegt. Der Bestimmungsströmungspfad 34 ist so konfiguriert, dass er mit dem Luftzufuhrströmungspfad 33 verbunden ist, wenn die Hauptbacke 32 an beiden Gleitenden positioniert ist.
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4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Konfiguration in einem Luftströmungspfadabschnitt auf der Seite des ersten Futters 18A zeigt. Die Hauptbacke 32 hat einen Gleitabschnitt 41, der so montiert ist, dass er in der durch den Pfeil R angezeigten radialen Richtung gleitet, und einen Befestigungsabschnitt 42, an dem die Futterklaue befestigt ist, und ein Bestimmungsströmungspfad 34 ist im Gleitabschnitt 41 ausgebildet. In dem Bestimmungsströmungspfad 34 ist ein Öffnungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er Luft an die Atmosphäre abgibt, an einer Endfläche des Gleitabschnitts 41 in der Gleitrichtung (R-Richtung) ausgebildet, und ein erster Verbindungsabschnitt 45 und ein zweiter Verbindungsabschnitt 46 sind an der Seite des Basisblocks 31 ausgebildet. Zwischen der Hauptbacke 32 und dem Basisblock 31 ist eine Platte 38 angeordnet, und ein Verbindungsloch 43, das einen Teil des Bestimmungsströmungspfads 34 bildet, ist ausgebildet.
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Der erste Verbindungsabschnitt 45 ist so geformt, dass er das Verbindungsloch 43 überlappt, wenn die Hauptbacke 32 an dem am außendurchmesserseitigen Gleitende positioniert ist. Der zweite Verbindungsabschnitt 46 ist so geformt, dass er das Verbindungsloch 43 überlappt, wenn die Hauptbacke 32 am innendurchmesserseitigen Gleitende positioniert ist. Dementsprechend wird, wenn die Hauptbacke 32 an einem der Gleitenden positioniert ist, die in den Luftzufuhrströmungspfad 33 eingespeiste Luft aus dem Bestimmungsströmungspfad 34 in die Atmosphäre abgeleitet. Die Durchmesser des ersten Verbindungsabschnitts 45 und des zweiten Verbindungsabschnitts 46 sind kleiner als der Durchmesser des Verbindungslochs 43, um sie kleiner als das Spiel (Klemmspiel) beim Einspannen des Werkstücks zu machen.
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5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Konfiguration im Luftströmungspfadabschnitt auf der Seite des ersten Futters 18A wie in 4 zeigt. Insbesondere ist die Position der Hauptbacke 32 dargestellt, wenn das Werkstück von den Spannklauen eingespannt wird. Die Position der Hauptbacke 32, die das Werkstück einspannt, variiert nicht nur in Abhängigkeit von der Größe des Werkstücks, sondern auch vom Außendurchmesser des Spannfutters oder vom Innendurchmesser des Spannfutters, aber die Hauptbacke 32 befindet sich in der Mitte des Hubbereichs S. Daher ist das Verbindungsloch 43, das mit dem Luftzufuhrströmungspfad 33 in Verbindung steht, auf einer Gleitkontaktseitenfläche der gleitenden Hauptbacke 32 positioniert, und der Öffnungsabschnitt davon ist geschlossen. Das heißt, der Luftzufuhrströmungspfad 33 ist so konfiguriert, dass er ein geschlossener Strömungsweg ist, mit der Ausnahme, dass das Verbindungsloch 43 den ersten und zweiten Verbindungsabschnitt 45 und 46 überlappt und mit ihnen in Verbindung steht.
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Anschließend wird in der Werkzeugmaschine 1, in der der Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung der Roboterhand konfiguriert ist, ein Schneidwerkzeug in Kontakt mit dem rotierenden Werkstück im Werkstückbearbeitungsabschnitt 3 gebracht, und eine vorbestimmte Bearbeitung wird durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt liefert die automatische Werkstücktransportvorrichtung 12 das Werkstück vor der Bearbeitung an das Spindelfutter 11 und entnimmt das bearbeitete Werkstück nach dem Bearbeitungsprozess aus dem Spindelfutter 11. In der Roboterhand 18 zum Zuführen des Werkstücks wird die Hauptbacke 32 durch einen hydraulischen Vorgang betätigt, und das Werkstück wird durch Öffnen und Schließen der Spannklauen eingespannt und freigegeben.
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Zum Beispiel wird in der Roboterhand 18 vor dem Außendurchmesser des Werkstücks die Hauptbacke 32 an dem außendurchmesserseitigen Gleitende positioniert, wie in dem in den 4 und 3 dargestellten ersten Spannfutter 18A, und der erste Verbindungsabschnitt 45 des Bestimmungsströmungspfads 34 überlappt die Verbindungsöffnung 43 des Luftzufuhrströmungspfads 33. Zu diesem Zeitpunkt strömt die von der Luftpumpe 36 zugeführte Luft vom Luftzufuhrströmungspfad 33 zum Bestimmungsströmungspfad 34 durch den ersten Verbindungsabschnitt 45 und wird an die Atmosphäre abgegeben. Dementsprechend ist der Luftdruck im Luftzufuhrströmungspfad 33 und in der Luftleitung 35 niedriger als ein vorgegebener Schwellenwert.
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Als Nächstes bewegt sich die Hauptbacke 32 in der Roboterhand 18, die gemäß dem Werkstückeinspannbefehl arbeitet, in Richtung des Innendurchmessers, und die Spannklauen werden in Kontakt mit dem Werkstück gebracht. Dabei wird die Hauptbacke 32 in der in 5 dargestellten Position angehalten, und die Verbindungsöffnung 43 des Luftzufuhrströmungspfads 33 wird durch die Seitenfläche der Hauptbacke 32 blockiert. Da der Luftstrom, der von der Luftpumpe 36 in den Luftzufuhrströmungspfad 33 geleitet wird, gestoppt ist, wird der Luftdruck im Luftzufuhrströmungspfad 33 hoch, und ein Erfassungssignal wird vom Druckschalter 37 an die Steuereinrichtung 8 übertragen, wenn der Luftdruck den Schwellenwert überschreitet. Dann stellt die Steuervorrichtung 8, die das Erkennungssignal empfangen hat, fest, dass das Werkstück eingespannt wurde, und gibt den nächsten Fahrsteuerbefehl aus.
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Es kann jedoch vorkommen, dass das Werkstück nicht von der Roboterhand 18 gegriffen wird und herunterfällt. In diesem Fall wird die Hauptbacke 32, die sich in Richtung des Innendurchmessers bewegt hat, am innendurchmesserseitigen Gleitende des in 3 dargestellten zweiten Spannfutters 18B positioniert. Dann überschneidet sich der zweite Verbindungsabschnitt 46 des Bestimmungsströmungspfads 34 mit der Verbindungsöffnung 43 des Luftzufuhrströmungspfads 33. Da zu diesem Zeitpunkt die von der Luftpumpe 36 zugeführte Luft vom Luftzufuhrströmungspfad 33 zum Bestimmungsströmungspfad 34 durch den zweiten Verbindungsabschnitt 46 strömt und in die Atmosphäre abgelassen wird, bleibt der Luftdruck im Luftzufuhrströmungspfad 33 unter einem vorgegebenen Schwellenwert. Da das Erkennungssignal, das normalerweise vom Druckschalter 37 übertragen würde, nicht übertragen wird, führt die Steuereinrichtung 8 die Fehlerbestimmung durch. Obwohl das Futter mit dem Außendurchmesser beschrieben wurde, werden die Bestimmung der Werkstückeinspannung und die Fehlerbestimmung durch denselben Vorgang durchgeführt, selbst wenn das Futter mit dem Innendurchmesser, das das Werkstück von innen einspannt, verwendet wird.
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Infolgedessen ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, einen Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung mit einer einfachen Konfiguration bereitzustellen, in der ein Strömungsweg für eine Hauptbacke 32 gebildet wird, ohne einen herkömmlichen Schieber für die Roboterhand 18 zu verwenden. Daher ist die Roboterhand 18 der vorliegenden Ausführungsform ein Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung, bei dem die Anzahl der Komponenten reduziert ist und die Anzahl der Verbesserungen im Vergleich zur herkömmlichen Roboterhand reduziert ist. Darüber hinaus ist es mit dem Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung auch möglich, das Gewicht der am distalen Endteil des Roboterarms 15 angebrachten Roboterhand 18 zu reduzieren. Des Weiteren überlappen bei der vorliegenden Ausführungsform der erste Verbindungsabschnitt 45 und der zweite Verbindungsabschnitt 46 des Bestimmungsströmungspfads 34 die Verbindungsöffnung 43 des Luftzufuhrströmungspfads 33, und somit kann bestätigt werden, dass die Hauptbacke 32 am außendurchmesserseitigen Gleitende oder am innendurchmesserseitigen Gleitende positioniert ist, indem Luft an die Atmosphäre abgegeben wird. Das heißt, es ist auch möglich zu bestätigen, ob der Öffnungs- und Schließvorgang des Futters im Hubbereich S normal ist.
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Darüber hinaus kann der Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung der vorliegenden Ausführungsform das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Werkstücks zuverlässig bestimmen, indem er den Zustand bestätigt, in dem die Hauptbacke 32 am außendurchmesserseitigen Gleitende oder am innendurchmesserseitigen Gleitende positioniert ist. Zum Beispiel kann in der Konfiguration, in der die Bestimmung durch Schieben des Schiebers durch das Werkstück wie in der herkömmlichen Technik erfolgt, das Werkstück geneigt sein und der Schieber kann nicht geschoben werden, obwohl das Werkstück gegriffen wird. In einem solchen Fall wird die folgende Steuerung auf der Grundlage der Feststellung durchgeführt, dass das Werkstück nicht eingespannt wird. Da die Durchmesser des ersten Verbindungsabschnitts 45 und des zweiten Verbindungsabschnitts 46 kleiner sind als die Klemmtoleranz, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, unabhängig von der Haltung des eingespannten Werkstücks festzustellen, dass ein Werkstück vorhanden ist.
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Als Nächstes wird ein Mechanismus zur Bestimmung des Einspannens von Werkstücken durch eine Roboterhand gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. 6 ist ein konzeptionelles Diagramm, das einen Teil des Mechanismus zur Bestimmung des Werkstückeinspannens zeigt. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist der Mechanismus zur Bestimmung des Werkstückeinspannens auch in der Roboterhand 18 der automatischen Werkstücktransportvorrichtung 12 konfiguriert und erfasst einen Zustand, in dem die Hauptbacke 32 am Gleitende positioniert ist. In der vorliegenden Ausführungsform werden jedoch ein erster und ein zweiter Näherungsschalter 51 und 52 zur direkten Erfassung des Vorhandenseins der Hauptbacke 32 anstelle des Luftdrucks verwendet.
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Der erste und der zweite Näherungsschalter 51 und 52 sind in den Basisblock 31 eingebaut und über Signalkabel mit der Steuereinrichtung 8 verbunden. Der erste Näherungsschalter 51 erfasst das außendurchmesserseitige distale Endteil, wenn die Hauptbacke 32 am außendurchmesserseitigen Gleitende positioniert ist. Der zweite Näherungsschalter 52 erfasst das innendurchmesserseitige distale Endteil, wenn die Hauptbacke 32 am innendurchmesserseitigen Gleitende positioniert ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform können der erste und der zweite Näherungsschalter 51 und 52 separat in zwei der drei zu synchronisierenden Hauptbacken 32 installiert werden.
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In der Roboterhand 18, der das Werkstück zugeführt wird, wird die Hauptbacke 32 durch einen hydraulischen Vorgang betätigt, und das Werkstück wird durch Öffnen und Schließen der Spannklauen eingespannt und freigegeben. Zum Beispiel wird in der Roboterhand 18 vor dem Außendurchmesserfutter des Werkstücks die Hauptbacke 32 am außendurchmesserseitigen Gleitende positioniert, wie in dem in 3 dargestellten ersten Futter 18A. Daher wird ein Erfassungssignal, das vom ersten Näherungsschalter 51 erfasst wird, an die Steuereinrichtung 8 übertragen, und es wird festgestellt, dass der Zustand ein uneingespannter Zustand ist.
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Als Nächstes bewegt sich die Hauptbacke 32 in der Roboterhand 18, die gemäß dem Befehl zum Einspannen des Werkstücks arbeitet, in Richtung des Innendurchmessers, und die Spannklauen werden in Kontakt mit dem Werkstück gebracht. Infolgedessen wird die Hauptbacke 32 an der in 5 dargestellten Position angehalten, aber zu diesem Zeitpunkt kann das Vorhandensein der Hauptbacke 32 nicht durch den ersten und zweiten Näherungsschalter 51 und 52 bestätigt werden. Dementsprechend wird in der Steuereinrichtung 8 festgestellt, dass das Werkstück von der Roboterhand 18 eingespannt wird, und die folgende Antriebssteuerung wird durchgeführt.
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Es kann jedoch sein, dass das Werkstück nicht von der Roboterhand 18 eingespannt wird, die durch den Werkstückgreifbefehl betätigt wird, und die Hauptbacke 32 kann an dem am innendurchmesserseitigen Gleitende positioniert werden, wie bei dem in 3 dargestellten zweiten Spannfutter 18B. Die Hauptbacke 32 wird durch den zweiten Näherungsschalter 52 erfasst, und die Fehlerbestimmung erfolgt in der Steuereinrichtung 8, an die das Erfassungssignal übertragen wird. Obwohl hier das Futter mit Außendurchmesser beschrieben wurde, werden die Bestimmung der Werkstückeinspannung und die Fehlerbestimmung durch denselben Vorgang durchgeführt, selbst wenn das Futter mit Innendurchmesser zum Greifen des Werkstücks von innen ausgeführt wird.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, eine einfache Konfiguration zu erreichen, bei der die ersten und zweiten Näherungsschalter 51 und 52 in den Basisblock 31 integriert sind, ohne einen herkömmlichen Schieber für die Roboterhand 18 zu verwenden. Daher ist es möglich, die Anzahl der Komponenten der Roboterhand 18 zu reduzieren, einen Mechanismus zur Bestimmung der Werkstückeinspannung mit weniger Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik bereitzustellen und das Gewicht der Roboterhand 18, die am distalen Endabschnitt des Roboterarms 15 befestigt ist, zu reduzieren. Dann ist es, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, möglich zu bestimmen, dass ein Werkstück in einem Zustand ist, in dem es eingespannt wird, unabhängig von der Haltung des Werkstücks, und es ist auch möglich zu bestätigen, ob der Öffnungs- und Schließvorgang des Futters im Hubbereich S normal ist.
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Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, und es können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
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Zum Beispiel ist die Roboterhand nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. Ferner kann der in der Roboterhand angeordnete Detektionsschalter ein Kontaktdetektionstyp sein, wie z.B. ein Endschalter, der nicht der Näherungssensor ist.
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Referenzzeichenliste
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1: Werkzeugmaschine, 3: Werkstückbearbeitungsabschnitt, 8: Steuervorrichtung, 12: automatische Werkstücktransporteinrichtung, 18: Roboterhand, 18A: erstes Spannfutter, 18B: zweites Spannfutter, 31: Basisblock, 32: Hauptbacke, 33: Luftzufuhrströmungspfad, 34: Bestimmungspfad, 35: Luftleitung, 36: Luftpumpe, 37: Druckschalter, 43: Anschlussbohrung, 45: erster Anschlussabschnitt, 46: zweiter Anschlussabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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