DE112022000303T5

DE112022000303T5 - Robotersteuervorrichtung und numerisches Steuersystem

Info

Publication number: DE112022000303T5
Application number: DE112022000303.0T
Authority: DE
Inventors: Kazutaka IMANISHI
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2023-11-16
Also published as: WO2022163744A1; CN116745079A; TW202228953A; US20240053729A1; JPWO2022163744A1

Abstract

Ein numerisches Steuersystem 1 umfasst eine Robotersteuervorrichtung 6, die eine Tätigkeit eines Roboters 30 steuert, und eine numerische Steuervorrichtung 5, die mit der Robotersteuervorrichtung 6 kommunikationsverbunden ist und eine Tätigkeit einer Werkzeugmaschine 2 steuert. Die Robotersteuervorrichtung 6 umfasst: eine Speichereinheit 61, die eine Vielzahl von Roboterprogrammen speichert, die für jeden Betrieb in Bezug auf ein Manipulationsziel festgelegt sind, wobei das Manipulationsziel die Werkzeugmaschine 2 und die numerische Steuervorrichtung 5 ist; eine Datenübertragungs- und -empfangseinheit 69, die einen Zustand des Ziels des Vorgangs erfasst; eine Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63, die aus der Vielzahl von Programmen, die in der Speichereinheit 61 gespeichert sind, ein Programm gemäß einem Analyseergebnis auswählt und aktiviert: und eine Betriebssteuereinheit 64, die den Betrieb des Roboters 30 auf der Grundlage des aktivierten Roboterprogramms steuert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Robotersteuervorrichtung und ein numerisches Steuersystem.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde ein numerisches Steuersystem gewünscht, das den Betrieb einer Werkzeugmaschine, die ein Werkstück bearbeitet, und einen Manipulationsvorgang, der diese Werkzeugmaschine als Manipulationsziel festlegt und von einem Roboter an diesem Manipulationsziel ausgeführt wird (z. B. einen Anbringungs-/Abnahmevorgang eines Werkstücks an der Werkzeugmaschine und einen Öffnungs-/Schließvorgang einer Tür der Werkzeugmaschine), verknüpft und steuert (siehe z. B. die ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummern 2018- 195 055 und H5- 104 391 ).
Im Allgemeinen wird der Betrieb einer Werkzeugmaschine durch eine numerische Steuerung und der Betrieb eines Roboters durch eine Robotersteuerung gesteuert. Aus diesem Grund ist die Bedienung sowohl der numerischen Steuerung als auch der Robotersteuerung notwendig, um den Betrieb der Werkzeugmaschine und den Betrieb des Roboters zu verbinden und zu steuern. Im Gegensatz dazu wird bei dem in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2018- 195 055 , gezeigten numerischen Steuersystem die Einstellung durch einen Benutzer erleichtert, indem die Auswahl eines Betriebsprogramms des Roboters und die Einstellung eines Betriebsprogramms in Übereinstimmung mit einer Bestimmung durch den Benutzer von der Seite der numerischen Steuervorrichtung aus ermöglicht wird. Es sollte beachtet werden, dass die japanische Patentanmeldung Nr. H5- 104 391 eine Technologie zeigt, die eine Werkzeugmaschine als Manipulationsziel einrichtet und die Tür dieses Manipulationsziels mit Hilfe eines Roboters öffnet und schließt; es wird jedoch nicht konkret berücksichtigt, wie die Robotersteuervorrichtung und das Manipulationsziel konfiguriert sein müssen, um zusammenzuarbeiten.

Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2018-195 055
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. H5- 104 391

Erfindung der Erfindung
Problemstellung der Erfindung
Wenn jedoch eine vorhandene Werkzeugmaschine als Manipulationsziel festgelegt wird und in Verbindung damit der Betrieb dieses Manipulationsziels und ein Manipulationsvorgang auf dem Manipulationsziel mittels eines später installierten Roboters gesteuert wird, ist es notwendig, die numerische Steuervorrichtung, die den Betrieb des Manipulationsziels steuert, und die Robotersteuervorrichtung, die den Betrieb des Roboters steuert, zu verbinden. Darüber hinaus ist es bei dieser Gelegenheit notwendig, dieser numerischen Steuerung und der Robotersteuerung neue Befehle wie E/A-Signale und einen M-Code hinzuzufügen und neue Peripheriegeräte wie eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) zu installieren. Da das E/A-Signal über eine Kontaktplanschaltung der numerischen Steuerung an die Robotersteuerung gesendet werden muss, ist es außerdem erforderlich, eine bestehende Kontaktplanschaltung zu überarbeiten. Aus diesem Grund gibt es Fälle, in denen es nicht möglich ist, tatsächliche Bearbeitungsstandorte flexibel zu nutzen.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Situation konzipiert und stellt eine Robotersteuervorrichtung und ein numerisches Steuersystem zur Verfügung, die den Betrieb eines Manipulationsziels und den Betrieb eines Robotersystems auf dem Manipulationsziel leicht verbinden können.
Problemlösung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Robotersteuervorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Robotersystems einschließlich eines Roboters bereit, wobei die Robotersteuervorrichtung umfasst: eine Speichereinheit, die eine Vielzahl von Programmen speichert, die für jeden Betrieb des Robotersystems an einem Manipulationsziel vorgeschrieben sind, das innerhalb eines Betriebsbereichs des Robotersystems vorgesehen ist; eine Zustandserfassungseinheit, die einen Zustand des Manipulationsziels erfasst; eine Analyseeinheit, die den durch die Zustandserfassungseinheit erfassten Zustand analysiert; eine Programmauswahl-Aktivierungseinheit, die ein Programm gemäß einem Analyseergebnis durch die Analyseeinheit aus der Vielzahl von Programmen, die in der Speichereinheit gespeichert sind, auswählt und aktiviert; und eine Betriebssteuereinheit, die den Betrieb des Robotersystems auf der Grundlage des durch die Programmauswahl-Aktivierungseinheit aktivierten Programms steuert.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein numerisches Steuersystem bereit, das Folgendes umfasst: eine Robotersteuervorrichtung, die den Betrieb eines Robotersystems mit einem Roboter steuert; und eine numerische Steuervorrichtung, die kommunikativ mit der Robotersteuervorrichtung verbunden ist und den Betrieb einer Werkzeugmaschine, die innerhalb eines Betriebsbereichs des Robotersystems vorgesehen ist, basierend auf einem numerischen Steuerprogramm steuert, wobei die Robotersteuervorrichtung Folgendes umfasst: eine Speichereinheit, die eine Vielzahl von Programmen speichert, die die Werkzeugmaschine und die numerische Steuervorrichtung als ein Manipulationsziel festlegen und für jede Operation des Robotersystems an dem Manipulationsziel vorgeschrieben sind, eine Zustandserfassungseinheit, die einen Zustand des Manipulationsziels erfasst, eine Analyseeinheit, die einen von der Zustandserfassungseinheit erfassten Zustand analysiert, eine Programmauswahl-Aktivierungseinheit, die ein Programm gemäß einem Analyseergebnis durch die Analyseeinheit aus einer Vielzahl von in der Speichereinheit gespeicherten Programmen auswählt und aktiviert, und eine Betriebssteuereinheit, die den Betrieb des Robotersystems auf der Grundlage eines durch die Programmauswahl-Aktivierungseinheit aktivierten Programms steuert.
Auswirkungen der Erfindung
Gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung speichert die Speichereinheit eine Vielzahl von Programmen, die für jeden Betrieb eines Robotersystems auf dem Manipulationsziel vorgeschrieben sind, das innerhalb des Betriebsbereichs des Robotersystems vorgesehen ist, erfasst die Zustandserfassungseinheit einen Zustand des oben erwähnten Manipulationsziels, analysiert die Analyseeinheit den erfassten Zustand, wählt und aktiviert die Programmauswahl-Aktivierungseinheit ein Programm entsprechend dem Analyseergebnis aus der Vielzahl von Programmen, die für jeden Betrieb auf dem Manipulationsziel vorgeschrieben sind, und steuert die Betriebssteuereinheit den Betrieb des Robotersystems basierend auf dem aktivierten Programm. Da die Robotersteuervorrichtung dadurch das Robotersystem veranlassen kann, den entsprechenden Vorgang entsprechend dem Zustand des Manipulationsziels zu diesem Zeitpunkt auszuführen, ist es möglich, den Betrieb des Manipulationsziels und den Betrieb des Robotersystems auf dem Manipulationsziel einfach zu verbinden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine schematische Zeichnung einer Robotersteuervorrichtung und eines numerischen Steuersystems mit dieser Robotersteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm der numerischen Steuerung und der Robotersteuerung;
3 ist ein Flussdiagramm (1 von 1), das eine Sequenz der Auswahl und Aktivierung eines Roboterprogramms zur Steuerung des Betriebs eines Roboters in einer Programmauswahl-Aktivierungseinheit der Robotersteuervorrichtung zeigt;
4 ist ein Sequenzdiagramm, das den Ablauf von Operationen zeigt, die von einem Roboter an einem Manipulationsziel durchgeführt werden, und die Verarbeitung, die in dem Manipulationsziel ausgeführt wird, in einem Fall, in dem eine Robotersteuervorrichtung basierend auf dem in 3 dargestellten Flussdiagramm betrieben wird;
5 ist ein Funktionsblockdiagramm eines numerischen Steuersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
6 ist eine Ansicht, die die Konfiguration eines Robotersystems zeigt.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
<Erste Ausführungsform>
Nachfolgend werden eine numerische Steuervorrichtung 6 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein numerisches Steuersystem 1, das diese Robotersteuervorrichtung 6 enthält, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Ein numerisches Steuersystem 1 umfasst: eine Werkzeugmaschine 2, die ein Werkstück (nicht dargestellt) bearbeitet, eine numerische Steuervorrichtung (CNC) 5, die den Betrieb dieser Werkzeugmaschine 2 steuert, ein Robotersystem 3, das in der Nähe der Werkzeugmaschine 2 und der numerischen Steuervorrichtung 5 vorgesehen ist, und eine Robotersteuervorrichtung 6, die den Betrieb des Robotersystems 3 steuert. Das numerische Steuersystem 1 verbindet und steuert den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 und des Robotersystems 3, indem es die numerische Steuervorrichtung 5 und die Robotersteuervorrichtung 6 verwendet, die so verbunden sind, dass sie miteinander kommunizieren können.
Bei der Werkzeugmaschine 2 handelt es sich beispielsweise um eine Drehmaschine, eine Kugelmühle, eine Fräsmaschine, eine Schleifmaschine, eine Laserbearbeitungsmaschine, eine Spritzgießmaschine oder ähnliches; sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Werkzeugmaschine 2 führt verschiedene Operationen aus, wie z.B. eine Bearbeitung des Werkstücks (nicht dargestellt), eine Bewegungsoperation der Spindel, des Tisches usw., die dieses Werkstück bearbeiten, und eine Türverriegelungsoperation und eine Entriegelungsoperation zum Schutz des Werkstücks als Reaktion auf verschiedene Befehlssignale, die von der numerischen Steuervorrichtung 5 in Übereinstimmung mit der später erläuterten Sequenz gesendet werden.
Das Robotersystem 3 umfasst einen Roboter 30, der unter der Steuerung der Robotersteuervorrichtung 6 arbeitet, eine Basis 31, die diesen Roboter 30 stützt, und einen Bewegungssensor 39, der in der Nähe des Roboters 30 vorgesehen ist. Der Roboter 30 manipuliert ein Manipulationsziel unter der Steuerung durch die Robotersteuervorrichtung 6, wobei die Werkzeugmaschine 2 und die numerische Steuervorrichtung 5 innerhalb ihres Betriebsbereichs als Manipulationsziel vorgesehen sind. Der Roboter 30 ist beispielsweise ein Gelenkroboter und verfügt über ein Werkzeug 33 zum Greifen des Werkstücks oder der Tür der Werkzeugmaschine 2 und zur Durchführung eines Druckvorgangs auf einen Knopf oder eine Platte, der/die an seinem/ihrem Armende 32 vorgesehen ist. Der Bewegungssensor 39 erfasst die Anwesenheit einer Person innerhalb des Arbeitsbereichs des Roboters 30. Ein Erfassungssignal des Bewegungssensors 39 wird in die Robotersteuervorrichtung 6 eingegeben. Nachfolgend wird ein Fall erläutert, in dem der Roboter 30 ein kooperativer Gelenkroboter ist, der Arbeiten in Zusammenarbeit mit einem Bediener 9, der eine Person ist, durchführt; er ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die numerische Steuervorrichtung 5 und die Robotersteuervorrichtung 6 sind jeweils ein Computer, der durch Hardware konfiguriert ist, wie z. B. ein Betriebsverarbeitungsmittel wie eine CPU (Zentraleinheit), ein Hilfsspeichermittel wie HDD (Festplattenlaufwerk) oder SSD (Festkörperlaufwerk), das verschiedene Programme speichert, ein Hauptspeichermittel wie RAM (Arbeitsspeicher) zum Speichern von Daten, die vorübergehend benötigt werden, wenn das Betriebsverarbeitungsmittel Programme ausführt, ein Betriebsmittel wie eine Tastatur, auf der ein Bediener verschiedene Operationen durchführt, und ein Anzeigemittel wie ein Display, das dem Bediener verschiedene Informationen anzeigt. Diese Robotersteuervorrichtung 6 und die numerische Steuervorrichtung 5 sind in der Lage, verschiedene Signale miteinander zu übertragen, zum Beispiel über Ethernet (eingetragenes Warenzeichen).
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm der numerischen Steuervorrichtung 5 und der Robotersteuervorrichtung 6.
Zunächst wird eine detaillierte Konfiguration der numerischen Steuervorrichtung 5 beschrieben. Verschiedene Funktionen wie eine Speichereinheit 51, ein Bedienfeld 52, eine Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53, eine Betriebssteuereinheit 54 und eine Datenübertragungseinheit 59 werden durch die oben erwähnte Hardwarekonfiguration in der numerischen Steuervorrichtung 5 realisiert, wie in 2 gezeigt.
In der Speichereinheit 51 ist eine Vielzahl von numerischen Steuerprogrammen zur Steuerung des Betriebs der Werkzeugmaschine 2 gespeichert. Die in der Speichereinheit 51 gespeicherten numerischen Steuerprogramme werden im Voraus von einem Bediener erstellt, um den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 in Verbindung mit dem Betrieb des Roboters 30 zu steuern, der von der Robotersteuervorrichtung 6 gesteuert wird, und sind in einer Programmiersprache wie G-Code und M-Code geschrieben. Die Speichereinheit 51 speichert verschiedene numerische Steuerprogramme zur Steuerung des Betriebs der Werkzeugmaschine 2, wie z.B. ein Bearbeitungsprogramm zur Bearbeitung eines Werkstücks W durch Bewegen der Steuerachse und der Spindel der Werkzeugmaschine 2, ein Einfahrprogramm, das die Spindel, den Tisch usw. zur Bearbeitung des Werkstücks W in eine zurückgezogene Position bewegt, die den Roboter 30 nicht behindert, und ein Türentriegelungsprogramm, das eine Verriegelung der Tür 21 freigibt.
Das Bedienfeld 52 umfasst Tasten, ein Berührungsfeld oder ähnliches, die durch den Roboter 30 oder einen Bediener, der eine Person ist, betätigt werden können. Der Bediener und der Roboter 30 sind in der Lage, ein numerisches Steuerprogramm auszuwählen, das ausgewählte numerische Steuerprogramm zu aktivieren und das numerische Steuerprogramm in der Ausführung zu stoppen, indem sie das Bedienfeld 52 bedienen. Darüber hinaus ist das Bedienfeld 52 mit einer Türentriegelungstaste versehen, die von dem Bediener oder dem Roboter 30 gedrückt werden kann, um die Verriegelung der Tür 21 wieder zu entriegeln. Das Bedienfeld 52 akzeptiert Manipulationen durch den Bediener oder den Roboter 30 und sendet ein Signal entsprechend der akzeptierten Operation an die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53.
Die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 wählt im Falle der Annahme einer Programmauswahl durch das Bedienfeld 52 ein numerisches Steuerprogramm, das durch die Programmauswahl bestimmt wird, aus einer Vielzahl von numerischen Steuerprogrammen aus, die in der Speichereinheit 51 gespeichert sind. Die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 aktiviert im Fall der Annahme einer Programmaktivierung gemäß dem Bedienfeld 52 ein vorbestimmtes Programm oder ein Programm, das durch die zuvor angenommene Programmauswahl ausgewählt wurde, aus der Vielzahl der in der Speichereinheit 51 gespeicherten numerischen Steuerprogramme, basierend auf der durch das Bedienfeld 52 angenommenen Manipulation. Die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 stoppt im Falle der Annahme eines Programmstopps durch das Bedienfeld 52 das numerische Steuerprogramm in Ausführung. Darüber hinaus wählt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 im Falle des Drückens der Entriegelungstaste des Bedienfelds 52 das Türentriegelungsprogramm aus der Vielzahl der in der Speichereinheit 51 gespeicherten numerischen Steuerprogramme aus und aktiviert es.
Die Betriebssteuereinheit 54 steuert den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 auf der Grundlage des numerischen Steuerungsprogramms, das durch die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 aktiviert wurde.
Die Datenübertragungseinheit 59 sendet verschiedene Meldungen, einschließlich Informationen, die sich auf den Zustand des Manipulationsziels des Roboters 30 beziehen, insbesondere den Ausführungszustand des numerischen Steuerprogramms in der numerischen Steuervorrichtung 5, den Zustand der Werkzeugmaschine 2 usw., je nach Bedarf an die Robotersteuervorrichtung 6. Dabei umfassen die von der Datenübertragungseinheit 59 an die Robotersteuervorrichtung 6 gesendeten Meldungen beispielsweise eine Meldung über den Abschluss der Vorbereitung, die einen Zustand anzeigt, in dem die Vorbereitung der numerischen Steuervorrichtung 5 und der Werkzeugmaschine 2 zum Beginn der Bearbeitung des Werkstücks W abgeschlossen ist (d.h. (d.h. ein Zustand, in dem das unbearbeitete Werkstück W an einer vorbestimmten Position installiert ist, die Tür 21 geschlossen und weiter verriegelt ist), eine Programmende-Meldung, die anzeigt, dass die Ausführung des numerischen Steuerprogramms ordnungsgemäß beendet wurde, eine Anomalie-Meldung, die anzeigt, dass eine Art von Anomalie in der Werkzeugmaschine 2 während der Ausführung des numerischen Steuerprogramms aufgetreten ist, eine Türzustands-Meldung, die Informationen in Bezug auf den Öffnungs-/Schließzustand oder den Verriegelungszustand der Tür 21 enthält, usw.
Im Folgenden wird der Aufbau der Robotersteuervorrichtung 6 im Detail erläutert. Verschiedene Funktionen wie eine Speichereinheit 61, eine Analyseeinheit 62, eine Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63, eine Betriebssteuereinheit 64 und eine Datenübertragungseinheit 69 werden durch die oben erwähnte Hardwarekonfiguration in der Robotersteuervorrichtung 6 realisiert, wie in 2 gezeigt.
Mit der Werkzeugmaschine 2 und der numerischen Steuervorrichtung 5, die innerhalb des Arbeitsbereichs des Roboters 30 als Manipulationsziele vorgesehen sind, wird eine Vielzahl von Roboterprogrammen, die für jede Manipulationsoperation des Roboters 30 an diesem Manipulationsziel vorgeschrieben sind, in der Speichereinheit 61 gespeichert. Die Speichereinheit 61 speichert eine Vielzahl von Roboterprogrammen zur Steuerung des Betriebs des Roboters 30, wie z.B. ein Aktivierungsmanipulationsprogramm, das eine Programmaktivierungsmanipulation auf dem Bedienfeld 52 der Werkzeugmaschine 2 vorschreibt, ein Stoppmanipulationsprogramm, das die Programmstoppmanipulation auf dem Bedienfeld 52 vorschreibt, ein Auswahlmanipulationsprogramm, das die Programmauswahlmanipulation auf dem Bedienfeld 52 vorschreibt, ein Verriegelungsfreigabeprogramm, das eine Türentriegelung auf dem Bedienfeld 52 vorschreibt, ein Türschließmanipulationsprogramm, das eine Türschließmanipulation vorschreibt, die die Tür 21 der Werkzeugmaschine 2 schließt, ein Türöffnungsmanipulationsprogramm, das eine Türöffnungsmanipulation vorschreibt, die die Tür 21 öffnet, und ein Werkstückwechselprogramm, das einen Werkstückwechsel an dem auf der Werkzeugmaschine 2 installierten Werkstück W vorschreibt.
Dabei bezieht sich der Vorgang der Programmaktivierungsmanipulation darauf, das Werkzeug 33 des Roboters 30 an das Bedienfeld 52 heranzuführen und dann eine Programmaktivierungsmanipulation an dem Bedienfeld 52 durch dieses Werkzeug 33 durchzuführen. Der Programmstoppmanipulationsvorgang bezieht sich darauf, das Werkzeug 33 des Roboters 30 dazu zu bringen, sich dem Bedienfeld 52 zu nähern, und ferner eine Programmstoppmanipulation an dem Bedienfeld 52 durch dieses Werkzeug 33 durchzuführen.
Der Programmauswahlmanipulationsvorgang bezieht sich darauf, dass das Werkzeug 33 des Roboters 30 sich dem Bedienfeld 52 nähert, und ferner eine Programmauswahlmanipulation zur Auswahl eines Bearbeitungsprogramms oder eines Einfahrprogramms auf dem Bedienfeld 52 durch dieses Werkzeug 33 durchgeführt wird. Auf diese Weise kann der Bediener oder der Roboter 30 in der numerischen Steuervorrichtung 5 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Bearbeitungsprogramm oder ein Einfahrprogramm durch Betätigung des Bedienfelds 52 auswählen. Daher wird im Folgenden ein Auswahlmanipulationsprogramm, das den Programmauswahlvorgang zur Auswahl eines Bearbeitungsprogramms auf dem Bedienfeld 52 vorschreibt, als ein erstes Auswahlmanipulationsprogramm bezeichnet, und ein Auswahlmanipulationsprogramm, das den Programmauswahlvorgang zur Auswahl eines Einfahrprogramms auf dem Bedienfeld 52 vorschreibt, wird als ein zweites Auswahlmanipulationsprogramm bezeichnet.
Die Entriegelung der Tür bezieht sich darauf, das Werkzeug 33 des Roboters 30 an das Bedienfeld 52 heranzuführen und die Entriegelungstaste des Bedienfelds 52 durch dieses Werkzeug 33 zu drücken. Beim Schließen der Tür wird das Werkzeug 33 des Roboters 30 dazu gebracht, sich der Tür 21 zu nähern, die Tür 21 mit dem Werkzeug 33 zu greifen und diese Tür 21 in die geschlossene Richtung zu schieben, wodurch die Tür 21 geöffnet wird. Darüber hinaus bezieht sich der Manipulationsvorgang zum Öffnen der Tür darauf, dass sich das Werkzeug 33 des Roboters 30 der Tür 21 nähert, die Tür 21 mit dem Werkzeug 33 ergreift und diese Tür 21 in die geöffnete Richtung schiebt, wodurch die Tür 21 geschlossen wird. Darüber hinaus bezieht sich der Werkstückwechselvorgang auf das Anfahren des Werkzeugs 33 innerhalb der Werkzeugmaschine 2, das Ergreifen des in der Werkzeugmaschine 2 installierten Werkstücks W durch das Werkzeug 33, das Bewegen dieses Werkstücks W bis zu einer vorbestimmten Position außerhalb der Werkzeugmaschine 2, das anschließende Ergreifen eines neuen Werkstücks W und das Bewegen dieses neuen Werkstücks W zu einer vorbestimmten Position in der Werkzeugmaschine 2.
Die Datenübertragungseinheit 69 ist kommunikativ mit der Datenübertragungseinheit 59 der numerischen Steuervorrichtung 5 verbunden. Die Datenübertragungseinheit 69 empfängt Meldungen, die sich auf Informationen über ein Manipulationsziel des Roboters 30 beziehen, die von der Datenübertragungseinheit 59 über die zuvor erwähnte Kommunikation gesendet werden, und sendet die empfangene Meldung an die Analyseeinheit 62. Mit anderen Worten wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Zustandserfassungseinheit, die den Zustand eines Manipulationsziels des Roboters 30 erfasst, durch die Datenübertragungseinheit 69 gebildet.
Die Analyseeinheit 62 analysiert eine von der Datenübertragungseinheit 69 gesendete Meldung und sendet das Analyseergebnis an die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63.
Die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63 wählt und aktiviert ein Roboterprogramm entsprechend dem Analyseergebnis der Analyseeinheit 62 aus der Vielzahl der in der Speichereinheit 61 gespeicherten Roboterprogramme und teilt der Betriebssteuereinheit 64 nacheinander die in das aktivierte Roboterprogramm geschriebenen Anweisungen mit.
Die Betriebssteuereinheit 64 steuert den Betrieb des Roboters 30 und des Werkzeugs 33 auf der Grundlage des Erfassungssignals, das vom Bewegungssensor 39 eingegeben wird, und des Roboterprogramms, das von der Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63 aktiviert wird. Genauer gesagt, berechnet die Betriebssteuereinheit 64 Zeitreihendaten eines Steuerpunkts des Roboters 30 als Reaktion auf die Anweisungen, die von der Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63 mitgeteilt werden, und berechnet einen Sollwinkel jedes Gelenks des Roboters 30 auf der Grundlage dieser Zeitreihendaten, erzeugt dann ferner ein Robotersteuersignal für den Roboter 30 durch Rückkopplungssteuerung jedes Servomotors des Roboters 30 und gibt dieses in die Servomotoren des Roboters 30 ein, so dass dieser Sollwinkel realisiert wird. Darüber hinaus erzeugt die Betriebssteuereinheit 64 E/A-Signale für den Antrieb des Werkzeugs 33 des Roboters 30 gemäß den Anweisungen, die von der Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63 mitgeteilt wurden, und gibt diese an den Aktuator des Werkzeugs 33 weiter.
Darüber hinaus schaltet die Betriebssteuereinheit 64 den Betriebsmodus des Roboters 30 zwischen einem Kooperationsmodus und einem Hochgeschwindigkeitsmodus um, basierend auf dem Erfassungssignal, das vom Bewegungssensor 39 eingegeben wird. Genauer gesagt steuert die Betriebssteuereinheit 64 den Betrieb des Roboters 30 in einem Kooperationsmodus, wenn die Anwesenheit des Bedieners 9 innerhalb des Betriebsbereichs des Roboters 30 durch den Bewegungssensor 39 erfasst wird, und steuert den Betrieb des Roboters 30 in einem Hochgeschwindigkeitsmodus, wenn keine Anwesenheit des Bedieners 9 innerhalb des Betriebsbereichs des Roboters 30 durch den Bewegungssensor 39 erfasst wird.
Im Kooperationsmodus steuert die Betriebssteuereinheit 64 den Betrieb des Roboters 30 mit einer Betriebsgeschwindigkeit, bei der der Betrieb des Roboters 30 für einen Bediener 9 in der Umgebung sicher ist. Darüber hinaus stoppt die Betriebssteuereinheit 64 im Kooperationsmodus den Betrieb des Roboters 30, wenn eine äußere Kraft auf den Roboter 30 aufgrund eines Kontakts festgestellt wird. Darüber hinaus steuert die Betriebssteuereinheit 64 im Hochgeschwindigkeitsmodus den Betrieb des Roboters 30 mit einer Betriebsgeschwindigkeit, die höher ist als die des Kooperationsmodus.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Sequenz der Auswahl und Aktivierung eines Roboterprogramms zur Steuerung des Betriebs des Roboters 30 in der Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63 der Robotersteuervorrichtung 6 zeigt. Die in 3 gezeigte Verarbeitung beginnt als Reaktion auf die Aktivierung der Robotersteuervorrichtung 6 und der numerischen Steuervorrichtung 5 durch den Bediener und wird wiederholt ausgeführt, bis die Robotersteuervorrichtung 6 und die numerische Steuervorrichtung 5 durch den Bediener angehalten werden.
Zunächst stellt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST1 fest, ob sie eine Meldung über den Abschluss der Vorbereitung von der numerischen Steuervorrichtung 5 erhalten hat. Die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 bleibt in Bereitschaft, bis sie eine Meldung über den Abschluss der Vorbereitung von der numerischen Steuervorrichtung 5 erhält, und geht als Reaktion auf den Empfang der Meldung über den Abschluss der Vorbereitung zu Schritt ST2 über.
Als nächstes wählt und aktiviert die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST2 das erste Auswahl-Manipulationsprogramm und das Aktivierungs-Manipulationsprogramm aus der Vielzahl von Roboterprogrammen, die in der Speichereinheit 61 gespeichert sind, um die Bearbeitung des Werkstücks W durch die Werkzeugmaschine 2 zu starten, als Reaktion auf den Empfang der Meldung über den Abschluss der Vorbereitung von der numerischen Steuervorrichtung 5, und geht dann zu Schritt ST3 über. Der Roboter 30 führt dabei unter der Steuerung der Betriebssteuereinheit 64 eine Programmauswahlmanipulationsoperation zur Auswahl eines Bearbeitungsprogramms auf dem Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 durch und führt dann die Programmaktivierungsmanipulationsoperation zur Aktivierung des auf dem Bedienfeld 52 ausgewählten Bearbeitungsprogramms durch.
Als nächstes bestimmt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST3, ob sie die Programmende-Meldung von der numerischen Steuervorrichtung 5 erhalten hat. Die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 geht zu Schritt ST5 über, wenn das Ergebnis der Beendigung in Schritt ST3 JA ist, und geht zu Schritt ST4 über, wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt ST3 NEIN ist.
Als nächstes bestimmt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST4, ob sie eine Anomalie-Meldung von der numerischen Steuervorrichtung 5 erhalten hat. Die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 geht zu Schritt ST12 über, wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt ST4 JA ist, und kehrt zu Schritt ST3 zurück, wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt ST4 NEIN ist. Mit anderen Worten, die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 bleibt in Bereitschaft, bis sie eine Programmende-Meldung oder eine Anomalie-Meldung von der numerischen Steuervorrichtung 5 empfängt, und geht dann zu Schritt ST5 weiter, wenn sie die Programmende-Meldung empfangen hat, und geht zu Schritt ST12 weiter, wenn sie eine Anomalie-Meldung empfangen hat.
Als nächstes stellt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST5 fest, dass die Ausführung des Bearbeitungsprogramms in der numerischen Steuervorrichtung 5 als Reaktion auf den Empfang der Programmende-Meldung von der numerischen Steuervorrichtung 5 ordnungsgemäß beendet wurde, wählt das zweite Auswahlmanipulationsprogramm und das Aktivierungsmanipulationsprogramm aus der Vielzahl der in der Speichereinheit 61 gespeicherten Roboterprogramme aus und aktiviert es, um die Spindel, den Tisch oder ähnliches zur Bearbeitung des Werkstücks W in der Werkzeugmaschine 2 in die Einfahrposition zu bewegen, gefolgt vom Vorrücken zu Schritt ST6. Der Roboter 30 führt dabei einen Programmauswahlmanipulationsvorgang zur Auswahl eines Einfahrprogramms auf dem Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 unter der Steuerung der Betriebssteuereinheit 64 durch, gefolgt von der Durchführung des Programmaktivierungsmanipulationsvorgangs zur Aktivierung eines auf dem Bedienfeld 52 ausgewählten Einfahrprogramms.
Als nächstes bestimmt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST6, ob sie die Programmende-Meldung von der numerischen Steuervorrichtung 5 erhalten hat. Die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 geht zu Schritt ST8 über, wenn das Ergebnis der Beendigung in Schritt ST6 JA ist, und geht zu Schritt ST7 über, wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt ST6 NEIN ist.
Als nächstes bestimmt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST7, ob sie eine Anomalie-Meldung von der numerischen Steuervorrichtung 5 erhalten hat. Die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 geht zu Schritt ST12 über, wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt ST7 JA ist, und kehrt zu Schritt ST6 zurück, wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt ST7 NEIN ist. Mit anderen Worten bleibt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Bereitschaft, bis sie die Programmende-Meldung oder die Anomalie-Meldung von der numerischen Steuervorrichtung 5 empfängt, und geht zu Schritt ST8 weiter, wenn sie die Programmende-Meldung empfangen hat, und geht zu Schritt ST12 weiter, wenn sie eine Anomalie-Meldung empfangen hat.
Als nächstes stellt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST8 fest, dass die Ausführung des Einfahrprogramms in der numerischen Steuervorrichtung 5 als Reaktion auf den Empfang der Programmende-Meldung von der numerischen Steuervorrichtung 5 ordnungsgemäß beendet wurde, und wählt und aktiviert das Entriegelungsprogramm aus der Vielzahl von Roboterprogrammen, die in der Speichereinheit 61 gespeichert sind, um die Verriegelung der Tür 21 der Werkzeugmaschine 2 freizugeben, gefolgt vom Weitergehen zu Schritt ST9. Der Roboter 30 führt dabei einen Türentriegelungsvorgang durch, indem er unter der Steuerung der Betriebssteuereinheit 64 eine Entriegelungstaste drückt, die auf dem Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 vorgesehen ist.
Als nächstes wählt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST9 das Türöffnungsmanipulationsprogramm aus der Vielzahl der in der Speichereinheit 61 gespeicherten Roboterprogramme aus und aktiviert es, um die Tür 21 der Werkzeugmaschine 2 zu öffnen, für die die Verriegelung gelöst wurde, und geht dann zu Schritt ST10 über. Der Roboter 30 führt dadurch den Türöffnungsmanipulationsvorgang des Öffnens der Tür 21 der Werkzeugmaschine 2 unter der Steuerung der Betriebssteuereinheit 64 durch.
Als nächstes wählt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST10 ein Werkstückaustauschprogramm aus der Vielzahl der in der Speichereinheit 61 gespeicherten Roboterprogramme aus und aktiviert es, um das von der Werkzeugmaschine 2 zu bearbeitende Werkstück W durch ein neues Werkstück zu ersetzen, und geht dann zu Schritt ST11 weiter. Der Roboter 30 führt dabei einen Werkstückaustauschvorgang durch, bei dem das in der Werkzeugmaschine 2 installierte Werkstück W unter der Steuerung der Betriebssteuereinheit 64 durch ein neues Werkstück ersetzt wird.
Als nächstes wählt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST11 ein Türschließungsmanipulationsprogramm aus der Vielzahl der in der Speichereinheit 61 gespeicherten Roboterprogramme aus und aktiviert es, um die Tür 21 der Werkzeugmaschine 2 zu schließen, und kehrt dann zu Schritt ST1 zurück. Der Roboter 30 führt dadurch einen Türschließungsvorgang zum Schließen der Tür 21 der Werkzeugmaschine 2 unter der Steuerung der Betriebssteuereinheit 64 durch.
Darüber hinaus stellt die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 53 in Schritt ST12 fest, dass während der Ausführung des numerischen Steuerprogramms in der numerischen Steuervorrichtung 5 eine Anomalie aufgetreten ist, und zwar als Reaktion auf den Empfang der Anomalie-Meldung von der numerischen Steuervorrichtung 5, und wählt und aktiviert das Stoppmanipulationsprogramm aus der Vielzahl der in der Speichereinheit 61 gespeicherten Roboterprogramme, um die Ausführung des numerischen Steuerprogramms zwangsweise zu stoppen, gefolgt von der Beendigung der in 3 gezeigten Verarbeitung. Der Roboter 30 führt dadurch auf dem Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 unter der Steuerung der Betriebssteuereinheit 64 einen Programmstoppvorgang durch, um die Durchführung des numerischen Steuerprogramms zu stoppen.
4 ist ein Sequenzdiagramm, das den Ablauf von Manipulationen zeigt, die vom Roboter 30 am Manipulationsziel (d.h. Werkzeugmaschine 2 und numerische Steuervorrichtung 3) durchgeführt werden, und die Verarbeitung, die im Manipulationsziel ausgeführt wird, im Falle des Betriebs der Robotersteuervorrichtung 6 basierend auf dem in 3 gezeigten Flussdiagramm.
Zunächst sendet die numerische Steuervorrichtung 5 eine Meldung über den Abschluss der Vorbereitung an die Robotersteuerung 6, wenn die Vorbereitung für den Beginn der Bearbeitung des Werkstücks W in der Werkzeugmaschine 2 abgeschlossen ist.
Als nächstes wählt und aktiviert die Robotersteuervorrichtung 6 das erste Auswahlmanipulationsprogramm und das Aktivierungsmanipulationsprogramm (siehe Schritt ST2) als Reaktion auf den Empfang der Vorbereitungsabschlussmeldung von der numerischen Steuervorrichtung 5 (siehe Schritt ST1). Als Reaktion darauf führt der Roboter 30 den Programmauswahlvorgang zum Auswählen des Bearbeitungsprogramms auf dem Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 und den Programmaktivierungsvorgang zum Aktivieren des ausgewählten Bearbeitungsprogramms durch. Die numerische Steuervorrichtung 5 aktiviert das Bearbeitungsprogramm in Reaktion auf die Annahme der Programmauswahlmanipulation und der Programmaktivierungsmanipulation durch den Roboter 30 über das Bedienfeld 52. Dadurch beginnt die Bearbeitung des Werkstücks W in der Werkzeugmaschine 2.
Als Nächstes sendet die numerische Steuervorrichtung 5 eine Programmende-Meldung an die Robotersteuervorrichtung 6 als Reaktion auf das Ende der Bearbeitung des Werkstücks W in der Werkzeugmaschine 2. Darüber hinaus wählt und aktiviert die Robotersteuervorrichtung 6 das zweite Auswahlmanipulationsprogramm und das Aktivierungsmanipulationsprogramm (siehe Schritt ST5) als Reaktion auf den Empfang der Programmende-Meldung von der numerischen Steuervorrichtung 5 (siehe Schritt ST3). Als Reaktion darauf führt der Roboter 30 einen Programmauswahlmanipulationsvorgang zur Auswahl eines Einfahrprogramms auf dem Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 und einen Programmaktivierungsmanipulationsvorgang zur Aktivierung des ausgewählten Einfahrprogramms durch. Die numerische Steuervorrichtung 5 aktiviert das Einfahrprogramm als Reaktion auf die Annahme der Programmauswahl und Programmaktivierung durch den Roboter 30 über das Bedienfeld 52. In der Werkzeugmaschine 2 beginnt dadurch die Bewegung der Spindel, des Tisches usw. zurück in die eingefahrene Position.
Als Nächstes sendet die numerische Steuervorrichtung 5 die Programmende- Meldung an die Robotersteuervorrichtung 6 als Reaktion auf das Ende der Bewegung in die eingefahrene Position der Spindel, des Tisches usw. der Werkzeugmaschine 2. Darüber hinaus wählt und aktiviert die Robotersteuervorrichtung 6 das Programm zur Entriegelung (siehe Schritt ST8) als Reaktion auf den Empfang der Programmende-Meldung von der numerischen Steuervorrichtung 5 (siehe Schritt ST6). Im Gegensatz dazu drückt der Roboter 30 die Entriegelungstaste, die auf dem Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 vorgesehen ist. Die numerische Steuervorrichtung 5 löst die Verriegelung der Tür 21 der Werkzeugmaschine 2 als Reaktion auf das Drücken der Entriegelungstaste des Bedienfelds 52.
Anschließend wählt die Robotersteuerung 6 das Türöffnungsprogramm aus und aktiviert es (siehe Schritt ST9). Daraufhin öffnet der Roboter 30 die Tür 21 der Werkzeugmaschine 2.
Anschließend wählt die Robotersteuerung 6 das Werkstückwechselprogramm aus und aktiviert es (siehe Schritt ST10). Daraufhin tauscht der Roboter 30 das in der Werkzeugmaschine 2 installierte Werkstück W aus.
Anschließend wählt die Robotersteuerung 6 das Türöffnungsprogramm aus und aktiviert es (siehe Schritt ST11). Daraufhin schließt der Roboter 30 die Tür 21 der Werkzeugmaschine 2. Darüber hinaus verriegelt die Werkzeugmaschine 2 in dem Zustand, in dem die Tür 21 geschlossen ist, als Reaktion auf das Schließen der Tür 21 durch den Roboter 30.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die folgenden Effekte erzielt. In der Robotersteuervorrichtung 6 speichert die Speichereinheit 61 eine Vielzahl von Roboterprogrammen, die für jeden Manipulationsvorgang an dem Manipulationsziel vorgeschrieben sind, das innerhalb des Betriebsbereichs des Roboters 30 vorgesehen ist, die Datenübertragungseinheit 69 erfasst den Zustand des oben erwähnten Manipulationsziels, die Analyseeinheit 62 analysiert den erfassten Zustand, die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63 wählt und aktiviert das Roboterprogramm gemäß dem Analyseergebnis aus der Vielzahl von Roboterprogrammen, die für jeden Manipulationsvorgang an dem Manipulationsziel vorgeschrieben sind, und die Betriebssteuereinheit 64 steuert den Betrieb des Roboters 30 auf der Grundlage des aktivierten Roboterprogramms. Die Robotersteuervorrichtung 6 kann dadurch den Roboter 30 veranlassen, den entsprechenden Manipulationsvorgang entsprechend dem Zustand des Manipulationsziels zu diesem Zeitpunkt durchzuführen; daher ist es möglich, den Betrieb des Manipulationsziels und den Manipulationsvorgang an dem Manipulationsziel durch den Roboter 30 leicht zu verknüpfen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die numerische Steuervorrichtung 5, die den Betrieb der Werkzeugmaschine 2 steuert, auf der Grundlage der von der Werkzeugmaschine 2 bei der Bearbeitung des Werkstücks W und des Bedienfelds 52 akzeptierten Manipulation und des numerischen Steuerprogramms als Manipulationsziel des Roboters 30 festgelegt, und die Datenübertragungseinheit 69 der Robotersteuervorrichtung 6 erfasst den Ausführungszustand des numerischen Steuerprogramms der numerischen Steuervorrichtung 5 mittels Kommunikation. Die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63 der Robotersteuervorrichtung 6 kann dadurch die geeignete Manipulation entsprechend dem Ausführungszustand des numerischen Steuerungsprogramms in der numerischen Steuervorrichtung 5 an der Werkzeugmaschine 2 und der numerischen Steuervorrichtung 5 durchführen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform speichert die Speichereinheit 61 der Robotersteuervorrichtung 6 eine Vielzahl von Roboterprogrammen, die für jeden Manipulationsvorgang auf dem Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 vorgeschrieben sind. Die Robotersteuervorrichtung 6 kann dadurch verschiedene Manipulationen auf dem Bedienfeld 52 durch den Roboter 30 durchführen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform speichert die Speichereinheit 61 der Robotersteuervorrichtung 6 das Aktivierungsmanipulationsprogramm, das die Programmaktivierungsmanipulationsoperation auf dem Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 vorschreibt, und die numerische Steuervorrichtung 5 aktiviert ein vorbestimmtes numerisches Steuerprogramm in Reaktion auf die Annahme einer Programmaktivierungsmanipulation durch das Bedienfeld 52. Die Robotersteuervorrichtung 6 kann dadurch ein vorbestimmtes numerisches Steuerprogramm in der numerischen Steuervorrichtung 5 aktivieren, indem sie eine Programmaktivierungsmanipulation auf dem Bedienfeld 52 durch den Roboter 30 durchführt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform speichert die Speichereinheit 61 der Robotersteuervorrichtung 6 ein Stoppmanipulationsprogramm, das einen Programmstoppvorgang auf dem Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 vorschreibt, und die numerische Steuervorrichtung 5 stoppt das numerische Steuerungsprogramm an der Durchführung als Reaktion auf die Annahme einer Programmstoppmanipulation durch das Bedienfeld 52. Die Robotersteuervorrichtung 6 kann dadurch das Durchführen des numerischen Steuerprogramms in der numerischen Steuervorrichtung 5 stoppen, indem der Roboter 30 die Roboterstoppmanipulation an der Bedientafel 52 durchführt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform speichert die Speichereinheit 61 der Robotersteuervorrichtung 6 das Auswahlmanipulationsprogramm, das die Programmauswahlmanipulationsoperation auf dem Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 vorschreibt, und die numerische Steuervorrichtung 5 wählt das numerische Steuerprogramm, das durch die Programmauswahlmanipulation bezeichnet wird, aus der Vielzahl der numerischen Steuerprogramme in Reaktion auf die Annahme einer Programmauswahlmanipulation durch das Bedienfeld 52 aus. Die Robotersteuervorrichtung 6 kann dadurch ein vorbestimmtes numerisches Steuerprogramm in der numerischen Steuervorrichtung 5 auswählen, indem sie eine Programmauswahlmanipulation auf dem Bedienfeld 52 durch den Roboter 30 durchführt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Datenübertragungseinheit 69 der Robotersteuervorrichtung 6 eine Meldung mit dem Öffnungs-/Schließzustand der Tür 21 der Werkzeugmaschine 2. Die Robotersteuervorrichtung 6 kann dadurch die entsprechende Manipulation entsprechend dem Öffnungs-/Schließzustand der Tür 21 der Werkzeugmaschine 2 mittels des Roboters 30 an der numerischen Steuervorrichtung 5 und/oder der Werkzeugmaschine 2 durchführen.
In der vorliegenden Ausführungsform speichert die Speichereinheit 61 der Robotersteuervorrichtung 6 zumindest ein Türschließungsmanipulationsprogramm, das einen Türschließungsvorgang zum Schließen der Tür 21 durch den Roboter 30 vorschreibt, und ein Türöffnungsmanipulationsprogramm, das einen Türöffnungsvorgang zum Öffnen der Tür 21 durch den Roboter 30 vorschreibt. Die Robotersteuervorrichtung 6 kann dadurch die Tür 21 der Werkzeugmaschine 2 durch den Roboter 30 öffnen oder schließen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform schaltet die Betriebssteuereinheit 64 der Robotersteuervorrichtung 6 die Betriebsmodi des Roboters 30 zwischen einem Fall, in dem die Anwesenheit eines Bedieners 9 innerhalb des Betriebsbereichs des Roboters 30 durch den Bewegungssensor 39 erkannt wird, und einem Fall, in dem die Anwesenheit eines Bedieners 9 innerhalb des Betriebsbereichs des Roboters 30 nicht durch den Bewegungssensor 39 erkannt wird. Genauer gesagt steuert die Betriebssteuereinheit 64 den Betrieb des Roboters 30 in einem Kooperationsmodus, in dem die Betriebsgeschwindigkeit langsam ist, wenn die Anwesenheit des Bedieners 9 innerhalb des Betriebsbereichs des Roboters 30 durch den Bewegungssensor 39 erkannt wird, und steuert den Betrieb des Roboters 30 in einem Hochgeschwindigkeitsmodus, in dem die Betriebsgeschwindigkeit schneller ist als im Kooperationsmodus, wenn die Anwesenheit des Bedieners 9 innerhalb des Betriebsbereichs des Roboters 30 nicht durch den Bewegungssensor 39 erkannt wird. Die Robotersteuervorrichtung 6 kann dadurch den geeigneten Manipulationsvorgang entsprechend dem Zustand des Manipulationsziels zu diesem Zeitpunkt und der Anwesenheit/Abwesenheit des Bedieners 9 in der Umgebung mit dem Roboter 30 durchführen.
<Zweite Ausführungsform>
Als nächstes wird ein numerisches Steuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es sollte beachtet werden, dass in der folgenden Beschreibung die Konfigurationen, die mit dem numerischen Steuersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform identisch sind, die gleichen Bezugszeichen aufweisen und detaillierte Erklärungen dazu entfallen.
5 ist ein Funktionsbockdiagramm eines numerischen Steuersystems 1A, das die numerische Steuervorrichtung 5 und eine Robotersteuervorrichtung 6A gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält. 6 ist eine Ansicht, die die Konfiguration eines Robotersystems 3A zeigt, das ein Steuerungsziel der Robotersteuervorrichtung 6A gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist.
Wie in 6 gezeigt, umfasst das Robotersystem 3A gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Roboter 30, der unter der Steuerung durch die Robotersteuervorrichtung 6A arbeitet, und ein fahrerloses Fahrzeug 31A, das diesen Roboter 30 trägt und unter der Steuerung durch die Robotersteuervorrichtung 6A arbeitet. Das Robotersystem 3A gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von dem Robotersystem 3 gemäß der ersten Ausführungsform in dem Punkt der Ausstattung des Roboters 30 mit dem fahrerlosen Fahrzeug 31A, das ein mobiler Körper ist.
Das fahrerlose Fahrzeug 31A bewegt sich auf der Bodenoberfläche entsprechend einem von der Robotersteuervorrichtung 6A gesendeten Steuersignal. Durch das Bewegen des Roboters 30 mittels eines solchen fahrerlosen Fahrzeugs 31A ist es möglich, den Arbeitsbereich des Roboters 30 zu bewegen. Mit anderen Worten ist, da bei dem Robotersystem 3 gemäß der ersten Ausführungsform die Position des Roboters 30 festgelegt ist, auch der Arbeitsbereich des Roboters 30 festgelegt. Im Gegensatz dazu, da das Robotersystem 3A gemäß der voreingestellten Ausführungsform den Roboter 30 durch das fahrerlose Fahrzeug 31A bewegen kann, ist der Betriebsbereich des Robotersystems 3A insgesamt, d.h. des Roboters 30 und des fahrerlosen Fahrzeug 31A zusammen, weiter als das Robotersystem 3 gemäß der ersten Ausführungsform.
Im Folgenden wird der Aufbau der Robotersteuervorrichtung 6A unter Bezugnahme auf 5 im Detail erläutert. Verschiedene Funktionen wie eine Speichereinheit 61A, eine Analyseeinheit 62, eine Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63A, eine Betriebssteuereinheit 64A und eine Datenübertragungseinheit 69 sind in der Robotersteuervorrichtung 6A wie in 5 gezeigt realisiert.
Die Speichereinheit 61A speichert eine Vielzahl von Roboterprogrammen, die die im Betriebsbereich des Robotersystems 3A vorgesehene Werkzeugmaschine 2, die numerische Steuervorrichtung 5 und einen Werkstückspeicher 25, der eine Vielzahl von Werkstücken hält, als Manipulationsziel festlegen und für jede Manipulationsoperation durch den Roboter 30 für diese Manipulationsziele vorgeschrieben sind; und eine Vielzahl von Bewegungsprogrammen, die für jede Bewegungsoperation des fahrerlosen Fahrzeugs 31A für diese Manipulationsziele vorgeschrieben sind. Die Speichereinheit 61A speichert zusätzlich zu der in der ersten Ausführungsform erläuterten Vielzahl von Roboterprogrammen (Aktivierungsmanipulationsprogramm, Stoppmanipulationsprogramm, Auswahlmanipulationsprogramm, Entriegelungsprogramm, Türschließmanipulationsprogramm, Türöffnungsmanipulationsprogramm, Werkstückaustauschprogramm usw.) eine Vielzahl von Roboterprogrammen zur Steuerung des Betriebs des Roboters 30, wie z.B. ein Werkstückrückholbetriebsprogramm, das einen Werkstückrückholbetrieb zum Zurückholen des im Werkstücklager 25 gehaltenen Werkstücks W vorschreibt. Darüber hinaus speichert die Speichereinheit 61A zusätzlich zu den oben genannten Roboterprogrammen eine Vielzahl von Bewegungsprogrammen zur Steuerung des Betriebs des fahrerlosen Fahrzeugs 31A, wie z.B. ein Werkzeugmaschinen-Anfahrprogramm, das einen Vorgang des Annäherns an die Werkzeugmaschine zum Bewegen des fahrerlosen Fahrzeugs 31A zur Werkzeugmaschine 2 vorschreibt; ein Programm für die Annäherung an die numerische Steuervorrichtung, das eine Operation zur Annäherung an die numerische Steuervorrichtung vorschreibt, bei der das fahrerlose Fahrzeug 31A zur numerischen Steuervorrichtung 5 bewegt wird; und ein Programm für die Annäherung an das Werkstücklager, das eine Annäherungsoperation an das Werkstücklager vorschreibt, bei der das fahrerlose Fahrzeug 31A zum Werkstücklager 25 bewegt wird.
In diesem Zusammenhang bezieht sich der Vorgang der Werkstückentnahme darauf, das Werkzeug 33 des Roboters 30 an das Werkstücklager 25 heranzuführen und eines von mehreren Werkstücken W, die im Werkstücklager 25 durch das Werkzeug 33 gehalten werden, zu greifen.
Hierin bezieht sich das Heranführen an die Werkzeugmaschine auf das Bewegen des fahrerlosen Fahrzeugs 31A in Richtung der Werkzeugmaschinen-Manipulationsposition, die in der Nähe der Werkzeugmaschine 2 vorgeschrieben ist. Darüber hinaus bezieht sich die Position für die Handhabung der Werkzeugmaschine auf eine Position einschließlich der Werkzeugmaschine 2 innerhalb des Betriebsbereichs des Roboters 30, der mit dem fahrerlosen Fahrzeug 31A ausgestattet ist, und auf eine Position, in der der Roboter 30 den Türschließungsvorgang, den Türöffnungsvorgang und den Werkstückwechselvorgang an der Werkzeugmaschine 2 durchführen kann.
Der Vorgang der Annäherung an die numerische Steuerung bezieht sich auf das Bewegen des fahrerlosen Fahrzeugs 31A in Richtung der Position für die Manipulation der numerischen Steuerung, die in der Nähe der numerischen Steuervorrichtung 5 vorgegeben ist. Darüber hinaus ist die Manipulationsposition der numerischen Steuerung eine Position, die das Bedienfeld 52 der numerischen Steuervorrichtung 5 innerhalb des Betriebsbereichs des Roboters 30, der mit dem fahrerlosen Fahrzeug 31A ausgestattet ist, einschließt, und eine Position, an der der Roboter 30 einen Manipulationsvorgang zur Programmaktivierung, einen Manipulationsvorgang zum Anhalten des Programms, einen Manipulationsvorgang zur Programmauswahl und einen Türentriegelungsvorgang am Bedienfeld 52 durchführen kann.
Der Vorgang der Annäherung an das Werkstücklager bezieht sich auf das Bewegen des fahrerlosen Fahrzeugs 31A in Richtung der in der Nähe des Werkstücklagers 25 vorgeschriebenen Manipulationsposition des Werkstücklagers. Darüber hinaus bezieht sich die Manipulationsposition des Werkstücklagers auf eine Position einschließlich des Werkstücklagers 25 innerhalb des Betriebsbereichs des Roboters 30, der mit dem fahrerlosen Fahrzeug 31A ausgestattet ist, und auf eine Position, an der der Roboter 30 einen Werkstückentnahmevorgang im Werkstücklager durchführen kann.
Die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63A wählt und aktiviert ein Programm entsprechend dem Analyseergebnis der Analyseeinheit 62 aus der Vielzahl der in der Speichereinheit 61A gespeicherten Programme und gibt die in das aktivierte Programm geschriebenen Anweisungen nacheinander an die Betriebssteuereinheit 64A weiter.
Die Betriebssteuereinheit 64A steuert den Betrieb des Roboters 30, des Werkzeugs 33 und des fahrerlosen Fahrzeugs 31A auf der Grundlage des durch die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63A aktivierten Programms. Genauer gesagt, steuert die Betriebssteuereinheit 64A im Falle der Aktivierung des Roboterprogramms durch die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63A den Betrieb des Roboters 30 und des Werkzeugs 33 in Übereinstimmung mit der gleichen Reihenfolge wie die Betriebssteuereinheit 64 gemäß der ersten Ausführungsform. Darüber hinaus berechnet die Betriebssteuereinheit 64A im Falle der Aktivierung des Bewegungsprogramms durch die Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63A einen Zielbewegungspfad des fahrerlosen Fahrzeugs 31A als Reaktion auf eine von der Programmauswahl-Aktivierungseinheit 63A mitgeteilte Anweisung und erzeugt ein Steuersignal für das fahrerlose Fahrzeug 31A, so dass sich das fahrerlose Fahrzeug 31A entlang dieses Zielbewegungspfads bewegt, und gibt dies in das fahrerlose Fahrzeug 31A ein.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die folgenden Wirkungen erzielt. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Robotersystem 3A, das das Steuerziel der Robotersteuervorrichtung 6A ist, den Roboter 30 und das fahrerlose Fahrzeug 31A, mit dem dieser Roboter 30 ausgestattet ist. Darüber hinaus speichert die Speichereinheit 61A der Robotersteuervorrichtung 6A eine Vielzahl von Bewegungsprogrammen, die für jeden Bewegungsvorgang zum Bewegen des fahrerlosen Fahrzeugs 31A zu einem Manipulationsziel wie der Werkzeugmaschine 2, der numerischen Steuervorrichtung 5 und dem Werkstückspeicher 25 vorgeschrieben sind. Die Robotersteuervorrichtung 6A kann dadurch das fahrerlose Fahrzeug 31A entsprechend dem Zustand des Manipulationsziels in die entsprechende Position bewegen und das Manipulationsziel durch den mit diesem fahrerlosen Fahrzeug 31A ausgestatteten Roboter 30 manipulieren.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor erwähnte Ausführungsform beschränkt, und es sind verschiedene Änderungen und Modifikationen derselben möglich.
Bezugszeichenliste

1, 1A: Numerisches Steuersystem
2: Werkzeugmaschine (Manipulationsziel)
W: Werkstück
21: Tür
25: Werkstückspeicher (Manipulationsziel)
3, 3A: Robotersystem
30: Roboter
31A: Automatisch gelenktes Fahrzeug (mobiler Aufbau)
33: Werkzeug
5: Numerische Steuervorrichtung
51: Speichereinheit
52: Bedienfeld (Manipulationsannahmevorrichtung)
53: Programmauswahl-Aktivierungseinheit
54: Betriebssteuervorrichtung
59: Datenübertragungseinheit
6, 6A: Robotersteuervorrichtung
61, 61A: Speichereinheit
62: Analyseeinheit
63, 63A: Programmwahl-Aktivierungseinheit
64, 64A: Betriebssteuervorrichtung
69: Datenübertragungseinheit (Zustandserfassungseinheit)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018195055 [0002, 0003]
JP H5104391 [0002, 0003]

Claims

Robotersteuervorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Robotersystems, das einen Roboter enthält, wobei die Robotersteuervorrichtung umfasst: eine Speichereinheit, die eine Vielzahl von Programmen speichert, die für jeden Betrieb des Robotersystems an einem in einem Betriebsbereich des Robotersystems vorgesehenen Manipulationsziel vorgeschrieben sind; eine Zustandserfassungseinheit, die einen Zustand des Manipulationsziels erfasst; eine Analyseeinheit, die den von der Zustandserfassungseinheit erfassten Zustand analysiert; eine Programmauswahl-Aktivierungseinheit, die ein Programm entsprechend einem Analyseergebnis durch die Analyseeinheit aus der Vielzahl der in der Speichereinheit gespeicherten Programme auswählt und aktiviert; und eine Betriebssteuereinheit, die den Betrieb des Robotersystems auf der Grundlage des von der Programmauswahl-Aktivierungseinheit aktivierten Programms steuert.
Robotersteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Manipulationsziel eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück bearbeitet, und eine numerische Steuervorrichtung umfasst, die den Betrieb der Werkzeugmaschine auf der Grundlage einer von einer Manipulationsempfangseinheit akzeptierten Manipulation und eines numerischen Steuerprogramms steuert, und wobei die Zustandserfassungseinheit einen Ausführungszustand des numerischen Steuerprogramms in der numerischen Steuervorrichtung mittels Kommunikation erfasst.
Robotersteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Speichereinheit eine Vielzahl von Programmen speichert, die für jeden Manipulationsvorgang des Roboters an der Manipulationsempfangseinheit vorgeschrieben sind.
Robotersteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Speichereinheit ein Programm speichert, das einen Aktivierungsmanipulationsvorgang durch den Roboter auf der Manipulationsempfangseinheit vorschreibt, und wobei die numerische Steuervorrichtung ein vorbestimmtes numerisches Steuerprogramm in Reaktion auf die Annahme der Aktivierungsmanipulation durch die Manipulationsempfangseinheit aktiviert.
Robotersteuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Speichereinheit ein Programm speichert, das einen Manipulationsstopp durch den Roboter auf der Manipulationsempfangseinheit vorschreibt, und wobei die numerische Steuervorrichtung ein in Ausführung befindliches numerisches Steuerprogramm in Reaktion auf die Annahme des Manipulationsstopps durch die Manipulationsempfangseinheit anhält.
Robotersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Speichereinheit ein Programm speichert, das einen Auswahlmanipulationsvorgang durch den Roboter auf der Manipulationsempfangseinheit vorschreibt, und wobei die numerische Steuervorrichtung ein numerisches Steuerprogramm als Reaktion auf die Annahme des Auswahlmanipulationsvorgangs durch die Manipulationsempfangseinheit auswählt.
Robotersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Zustandserfassungseinheit einen Öffnungs-/Schließzustand einer Tür der Werkzeugmaschine erfasst.
Robotersteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Speichereinheit ein Programm, das einen Türschließvorgang zum Schließen der Tür durch den Roboter vorschreibt, und/oder ein Programm, das einen Türöffnungsvorgang zum Öffnen der Tür durch den Roboter vorschreibt, speichert.
Robotersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Betriebssteuerungseinheit einen Betriebsmodus des Roboters zwischen einem Fall, in dem die Anwesenheit einer Person innerhalb des Betriebsbereichs von einem Bewegungssensor erfasst wird, und einem Fall, in dem die Anwesenheit einer Person innerhalb des Betriebsbereichs nicht von dem Bewegungssensor erfasst wird, umschaltet.
Robotersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das Robotersystem den Roboter und einen mobilen Körper umfasst, an dem der Roboter angebracht ist, und wobei die Speichereinheit eine Vielzahl von Programmen speichert, die für jeden Bewegungsvorgang zum Bewegen des mobilen Körpers in Richtung des Manipulationsziels vorgeschrieben sind.
Numerisches Steuersystem, umfassend: eine Robotersteuervorrichtung, die den Betrieb eines Robotersystems einschließlich eines Roboters steuert; und eine numerische Steuervorrichtung, die mit der Robotersteuervorrichtung kommunikationsverbunden ist und den Betrieb einer Werkzeugmaschine, die innerhalb eines Betriebsbereichs des Robotersystems vorgesehen ist, auf der Grundlage eines numerischen Steuerprogramms steuert, wobei die Robotersteuervorrichtung umfasst: eine Speichereinheit, die eine Vielzahl von Programmen speichert, die die Werkzeugmaschine und die numerische Steuervorrichtung als Manipulationsziel festlegen und für jede Operation des Robotersystems an dem Manipulationsziel vorgeschrieben sind, eine Zustandserfassungseinheit, die einen Zustand des Manipulationsziels erfasst, eine Analyseeinheit, die einen von der Zustandserfassungseinheit erfassten Zustand analysiert, eine Programmauswahl-Aktivierungseinheit, die ein Programm entsprechend einem Analyseergebnis durch die Analyseeinheit aus einer Vielzahl von in der Speichereinheit gespeicherten Programmen auswählt und aktiviert, und eine Betriebssteuereinheit, die den Betrieb des Robotersystems auf der Grundlage eines von der Programmauswahl-Aktivierungseinheit aktivierten Programms steuert.