DE112022000313T5

DE112022000313T5 - Robotersystem und Werkstückzuführungsverfahren

Info

Publication number: DE112022000313T5
Application number: DE112022000313.8T
Authority: DE
Inventors: Mizuki Tago
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2021-02-12
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2023-10-12
Also published as: WO2022172873A1; CN116940451A; TW202231424A; JPWO2022172873A1

Abstract

Eine Aufgabe besteht darin, die Zykluszeit der Werkstückzuführung zu verkürzen, indem die Zeit reduziert wird, die zum Korrigieren der Position und Stellung des Werkstücks erforderlich ist. Ein Robotersystem umfasst eine Robotervorrichtung 1, um einer Werkzeugmaschine 5 ein Werkstück W zuzuführen, eine Hand 2, die an einem distalen Ende eines Arms der Robotervorrichtung angebracht ist, einen Kraftsensor 4 zum Erfassen einer auf die Hand ausgeübten äußeren Kraft und eine Robotersteuerung 6 zur Steuerung der Robotervorrichtung. Die Robotersteuerung umfasst eine Betriebssteuereinheit 61 zum Steuern der Robotervorrichtung, um die Position und Stellung der Hand in Bezug auf die Werkzeugmaschine basierend auf einer Ausgabe des Kraftsensors zu korrigieren, und eine Speichereinheit 65 zum Speichern von Daten in Bezug auf die korrigierte Position und Stellung der Hand.

Description

Technischer Bereich
Hierin beschriebene Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf ein Robotersystem und ein Werkstückzuführungsverfahren.
Hintergrund
Eine Robotervorrichtung wird häufig verwendet, um ein zu bearbeitendes Werkstück einem in einer Werkzeugmaschine installierten Spannfuttermechanismus zuzuführen. Wenn die Robotervorrichtung dem Spannfuttermechanismus ein Werkstück zuführt, bewegt sich die Robotervorrichtung zu einer zuvor gelernten Position in eine zuvor gelernte Stellung, lässt das Werkstück gegen die Spannfutteroberfläche anliegen und wartet auf den Abschluss des Einspannvorgangs.
Aufgrund der Toleranz der äußeren Form des Werkstücks wirkt jedoch bei großen Werkstücken eine übermäßige externe Kraft zwischen der Spannfutteroberfläche der Werkzeugmaschine und dem von der Hand gegriffenen Werkstück und bei kleinen Werkstücken wird ein Spalt zwischen der Spannfutteroberfläche und dem Werkstück erzeugt. Wenn außerdem die Mittellinie des von der Hand gegriffenen Werkstücks nicht mit der Mittellinie des Spannfutters übereinstimmt, wird die das Werkstück greifend Hand beim Schließen des Spannfutters gedrückt, und es wird eine übermäßige externe Kraft auf das Verbindungsstück und das Drehgelenk des Arms der Robotervorrichtung, die Hand und den Spannfuttermechanismus ausgeübt. Dadurch können das Verbindungsstück und das Drehgelenk der Robotervorrichtung, die Roboterhand und der Spannfuttermechanismus der Werkzeugmaschine beschädigt werden. Wenn außerdem ein Spalt zwischen der Spannfutteroberfläche und dem Werkstück vorhanden ist, vibriert das Werkstück während der Bearbeitung, was zu dem Problem führt, dass keine hochpräzise Bearbeitung durchgeführt werden kann.
Daher gibt es ein Verfahren zum Korrigieren der Stellung des Werkstücks in Bezug auf die Spannfutteroberfläche, indem das von der Hand des Roboters gegriffene Werkstück mit einer Kamera abgebildet wird. Allerdings stimmen bei dieser Korrekturmethode die Mittellinie des Spannfutters und die Mittellinie des Werkstücks nicht überein, wenn das erfasste Werkstück kein perfekter Kreis ist, weil es sich beispielsweise bei dem Werkstück um ein Gussstück handelt. Da außerdem der Abstand von der Greifposition des Werkstücks zur Anlagefläche des Spannfutters und die Neigung der Unterseite des Werkstücks von der Kamera nicht genau erfasst werden können, kann eine übermäßige externe Kraft oder ein Spalt zwischen der Spannfutteroberfläche und Werkstück erzeugt werden.
Es gibt auch ein Verfahren zum Überwachen des Stromwerts eines Motors eines Robotermechanismusteils und zum Korrigieren der Stellung des Roboters auf der Grundlage eines aus dem Stromwert erfassten Störwerts. Bei diesem Korrekturverfahren ist jedoch ein gewisser Fehler enthalten, wenn die externe Kraft des Werkstücks anhand des Stromwerts des Motors ermittelt wird; daher ist es schwierig, die Kraft zwischen der Hand und dem Spannfutter vollständig zu minimieren. Darüber hinaus besteht ein weiterer Nachteil darin, dass das Werkstück nur in einer fixierten Stellung gehalten werden kann, da die Einfachheit der Erfassung des Stromwerts des Motors je nach Stellung des Roboters variiert.
Im Allgemeinen wird das Werkstück, nachdem es in die gelernte Annäherungsposition und -Stellung gebracht wurde, in die Nähe des Spannfuttermechanismus der Werkzeugmaschine gebracht, zu diesem Zeitpunkt müssen jedoch die Position und die Stellung des Werkstücks in Bezug auf die Spannfutterfläche angepasst werden, so dass sich die Zykluszeit entsprechend der Anpassungszeit verlängert.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Es ist erwünscht, die Zykluszeit der Werkstückzuführung zu verkürzen, indem die Zeit reduziert wird, die zum Korrigieren der Position und Stellung des Werkstücks erforderlich ist.
Darüber hinaus ist es erwünscht, die auf eine Hand oder dergleichen einwirkende externe Kraft aufgrund einer Greiffehlausrichtung eines Werkstücks durch die Hand und der Toleranz der äußeren Form des Werkstücks zu reduzieren und den Spalt zwischen dem Werkstück und der Spannfutteroberfläche der Werkzeugmaschine zu reduzieren, um den engen Kontakt zwischen beiden zu verbessern.
Lösung des Problems
Ein Robotersystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Robotervorrichtung, um einer Werkzeugmaschine ein Werkstück zuzuführen, einen Werkstück-Greifmechanismus, der an einem distalen Ende eines Arms der Robotervorrichtung angebracht ist, einen Kraftsensor zum Erfassen einer auf den Werkstück-Greifmechanismus wirkenden externen Kraft und eine Steuerung zur Steuerung der Robotervorrichtung. Die Steuerung umfasst eine Steuereinheit zum Steuern der Robotervorrichtung, um die Position und Stellung des Werkstück-Greifmechanismus in Bezug auf die Werkzeugmaschine basierend auf einer Ausgabe des Kraftsensors zu korrigieren, und eine Speichereinheit zum Speichern von Daten in Bezug auf die korrigierte Position und Stellung des Werkstück-Greifmechanismus.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Da gemäß diesem Aspekt Daten in Bezug auf die korrigierte Position und Stellung des Werkstück-Greifmechanismus gespeichert werden, können die gespeicherte Position und Stellung reproduziert werden, wodurch die zum Korrigieren der Position und Stellung erforderliche Zeit reduziert und die Zykluszeit verkürzt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Robotervorrichtung eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine Ansicht, die die in der 1 gezeigte Hand zusammen mit einem Werkstück und einem Spannfuttermechanismus einer Werkzeugmaschine zeigt.
3 ist ein mechanisches Blockdiagramm des Robotersystems gemäß einer Ausführungsform.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Werkstückzuführvorgang unter der Steuerung der in der 1 gezeigten Betriebssteuereinheit zeigt.
5 ist ein ergänzendes erläuterndes Diagramm der in der 4 gezeigten Schritte S2 bis S4.
6 ist ein ergänzendes erläuterndes Diagramm der in der 4 gezeigten Schritte S6 bis S12.
7 ist ein ergänzendes erläuterndes Diagramm des in der 4 gezeigten Schrittes S13.
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Robotervorrichtung mit einem in einem Gelenk installierten Kraftsensor als Modifikation der vorliegenden Ausführungsform.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Robotervorrichtung mit einem auf einem Grundkörper installierten Kraftsensor als Modifikation der vorliegenden Ausführungsform.

Ausführliche Beschreibung
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hiernach unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung werden Bestandteile mit im Wesentlichen derselben Funktion und Konfiguration mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und wiederholte Beschreibungen werden nur dort gegeben, wo dies notwendig ist.
Wie in der 1 gezeigt, umfasst eine ein Robotersystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform bildende Robotervorrichtung 1 einen Gelenkarmmechanismus 10. Der Gelenkarmmechanismus 10 wird durch eine vertikal gelenkige Art mit beispielsweise sechs Freiheitsachsen bereitgestellt und ein Drehgelenk 12 zum Drehen ist auf einem Grundkörper 11 installiert. Nacheinander verbunden an dem Drehgelenk 12 sind ein Drehgelenk 14, ein Verbindungsglied 13, ein Drehgelenk 16, ein Verbindungsglied 15, ein Drehgelenk 17 und ein Handgelenkteil 18, das aus Drehgelenken 18-1,18-2 und 18-3 mit drei orthogonalen Achsen besteht. Der Gelenkarmmechanismus 10 ist nicht auf die vertikal gelenkige Art beschränkt, sondern kann ein Drehgelenkmechanismus einer anderen Art sein, beispielsweise nach einer Polarkoordinatenart oder einer Skalarart. Ein auf dem Grundkörper 11 basierendes Koordinatensystem wird als Roboterkoordinatensystem (X0, Y0, Z0) bezeichnet.
An dem Handgelenkteil 18 ist eine Halterung 20 befestigt. An der Halterung 20 ist über einen Kraftsensor 4 ein Werkstück-Greifmechanismus (im Folgenden als Hand bezeichnet) 2 als Endeffektor angebracht.
Die Hand 2 weist ein Fingerpaar 22 und 23 sowie einen Handkörper 21 auf, der das Fingerpaar 22 und 23 derart trägt, dass das Fingerpaar 22 und 23 in ineinandergreifender Weise geöffnet und geschlossen werden kann. Hier wird ein auf der Hand 2 basierend orthogonales Koordinatensystem als Handkoordinatensystem (X1, Y1, Z1) bezeichnet. Das Handkoordinatensystem (X1, Y1, Z1) hat beispielsweise den Greifmittelpunkt der Finger 22 und 23 als Ursprung, eine Z1-Achse, die parallel zur vorne-nach-hinten-Richtung der Hand 2 definiert ist, und eine X1-Achse und eine Y1-Achse, die als zwei Achsen orthogonal zur Z1-Achse definiert. Sind.
Eine später zu beschreibende Betriebssteuereinheit berechnet Verschiebungswinkel der Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18-3 und die Bewegungsbahn eines Handreferenzpunkts (z. B. den Ursprung des Handkoordinatensystems) gemäß einem Aufgabenprogramm, das beispielsweise im Roboterkoordinatensystem (X0, Y0, Z0) beschrieben ist, um die Drehungen der Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18- 2 und 18-3 zu steuern und das Öffnen und Schließen des Spannfutters des Spannfuttermechanismus 3 zu steuern und führt verschiedene Arten von Verarbeitungen aus, wie z. B. das Umwandeln der Position und Stellung in dem Handkoordinatensystem (X1, Y1, Z1) in Darstellungen im Roboterkoordinatensystem (X0, Y0, Z0). Das Aufgabenprogramm beschreibt einen Werkstückzuführvorgang und Vorgänge, beispielsweise das Aufnehmen eines Werkstücks W, das Bewegen des Werkstücks W in eine Annäherungsposition zu dem Spannfuttermechanismus 3 und das Einstellen der Stellung in eine Annäherungsstellung, bei der das Werkstück W gegen die Spannfutteroberfläche 34 des Spannfuttermechanismus 3 gedrückt wird, das Korrigieren der Stellung des Werkstücks W zusammen mit der Hand 2, das Schließen des Spannfutters des Spannfuttermechanismus 3, das Korrigieren der Position des Werkstücks W und das Lösen der Hand 2 von dem Spannfuttermechanismus 3 werden in dieser Reihenfolge ausgeführt.
Der Kraftsensor 4 erfasst die auf die Hand 2 wirkende externe Kraft, indem er die externe Kraft in eine parallel zur X1-Achse wirkende externe Kraftkomponente, eine parallel zur Y1-Achse wirkende externe Kraftkomponente und eine parallel zur Z1-Achse wirkende externe Kraftkomponente aufteilt. Der Kraftsensor 4 kann die Drehmomente um die jeweiligen X1-, Y1- und Z1-Achsen als auf die auf die Hand 2 wirkende externe Kraft erfassen.
Der Kraftsensor 4 muss nicht unbedingt zwischen der Halterung 20 und dem Werkstück-Greifmechanismus 2 angeordnet sein und kann in mindestens einem oder mehreren der Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1 und 18-3 des Gelenkarmmechanismus 10 installiert sein oder kann auf dem Grundkörper 11 montiert sein, solange die parallel zur X1-Achse wirkende externe Kraftkomponente, die parallel zur Y1-Achse wirkende externe Kraftkomponente und die parallel zur Z1-Achse wirkende externe Kraftkomponente des später zu beschreibende Handkoordinatensystems direkt oder indirekt durch die Koordinatentransformationsverarbeitung erhalten werden können. Wie zum Beispiel in der 8 dargestellt, ist der Kraftsensor 4 an einer oder mehreren Positionen in der Nähe der Drehmomentsensoren FS1 bis FS6 der Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1 und 18-3 des Gelenkarmmechanismus 10 installiert. Alternativ ist der Kraftsensor 4, wie in der 9 gezeigt, an einer Position in der Nähe eines Drehmomentsensors FS7 auf dem Grundkörper 11 montiert.
Wie in der 2(a), der 2(b) und der 2(c) gezeigt, kann das Werkstück W durch das Schließen der Finger 22 und 23 gegriffen werden. Das von den Fingern 22 und 23 gegriffene Werkstück W wird durch eine Betätigung des Gelenkarmmechanismus 10 bewegt und dem Spannfuttermechanismus 3 der Werkzeugmaschine 5 zugeführt. In dem Spannfuttermechanismus 3 sind drei Klauenteile 31, 32 und 33 auf dem Grundkörper 30 derart gelagert, dass sich die drei Klauenteile 31, 32 und 33 in ineinandergreifender Weise annähern und voneinander trennen können. Ein auf dem Spannfuttermechanismus 3 basierendes orthogonales Koordinatensystem wird als Spannfutterkoordinatensystem (X2, Y2, Z2) bezeichnet. Das Spannfutterkoordinatensystem (X2, Y2, Z2) hat seinen Ursprung in der Mitte, wo sich die Mittellinien der Bewegung der drei Klauenteile 31, 32 und 33 schneiden, eine Y2-Achse, die senkrecht zur Spannfutteroberfläche 34 definiert ist, und eine X2 Achse und eine Z2-Achse, die orthogonal zur Y2-Achse im Ursprung definiert sind. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird ein Werkstückkoordinatensystem (Xw, Yw, Zw) basierend auf dem Werkstück W definiert. Wenn das Werkstück W beispielsweise zylindrisch ist, wird die Mitte des Werkstücks W als Ursprung definiert, seine Mittellinie wird als Zw-Achse definiert und eine Xw-Achse und eine Yw-Achse werden als orthogonal zur Zw-Achse definiert. Der Einfachheit halber wird hier angenommen, dass das Werkstück W zylindrisch ist.
Wenn das Werkstück W dem Spannfuttermechanismus 3 der Werkzeugmaschine 5 zugeführt wird, wird das Werkstück W idealerweise zu einer Position (Annäherungsposition) bewegt, in der die Zw-Achse des Werkstücks W mit der Z2-Achse des Spannfuttermechanismus 3 in einer Stellung (Annäherungsstellung) übereinstimmt, in der die Xw-Yw-Ebene des Werkstücks W parallel zur X2-Y2-Ebene des Spannfuttermechanismus 3 ist, d. h. die Endoberfläche des Werkstücks W ist parallel zur Spannfutteroberfläche 34 des Spannfuttermechanismus 3 und wird unter Beibehaltung der Stellung parallel zur Z2-Achse des Spannfuttermechanismus 3 bewegt, um sich zusammen mit der Hand 2 der Spannfutteroberfläche 34 des Spannfuttermechanismus 3 zu nähern, und wird durch das Schließen der Klauenteile 31, 32 und 33 durch den Spannfuttermechanismus 3 gehalten, und wobei die Endoberfläche des Werkstücks W gegen die Spannfutteroberfläche 34 gedrückt wird, um in engen Kontakt mit der Spannfutteroberfläche 34 gebracht zu werden.
Wenn die Endoberfläche des Werkstücks W gegen die Spannfutterfläche 34 gedrückt wird und die Xw-Yw-Oberfläche des Werkstücks W nicht parallel zur X2-Y2-Oberfläche des Spannfuttermechanismus 3 ist, erfasst der Kraftsensor 4 eine parallel zur Z1-Achse senkrecht zur Spannfutteroberfläche 34 wirkende externe Kraftkomponente EF(Z1), eine parallel zur X1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(X1), und eine parallel zur Y1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(Y1). Durch das Drehen der Hand 2, basierend auf der externen Kraftkomponente EF(Y1), um die Y1-Achse orthogonal zur externen Kraftkomponente EF(X1) und das Drehen der Hand 2, basierend auf der externen Kraftkomponente EF(Y1), um die X1-Achse orthogonal zur externen Kraftkomponente EF(Y1) kann die externe Kraftkomponente EF(X1) reduziert werden und kann die externe Kraftkomponente EF(Y1) reduziert werden. Typischerweise wird die Stellung der Hand 2 so korrigiert, dass sowohl die externe Kraftkomponente EF(X1) als auch die externe Kraftkomponente EF(Y1) Null werden oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert werden.
Durch die Stellungskorrektur wird die Endoberfläche des Werkstücks W parallel zur Spannfutteroberfläche 34 ausgerichtet. In diesem Zustand wird die Endoberfläche des Werkstücks W gegen die Spannfutteroberfläche 34 gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Endoberfläche des Werkstücks W in engen Kontakt mit der Spannfutteroberfläche 34 gebracht. Wenn die Klauenteile 31, 32 und 33 des Spannfuttermechanismus 3 in ineinandergreifender Weise zur Mitte hin bewegt werden (Einspannvorgang), wenn die Mittellinie (Zw-Achse) des Werkstücks W zu der Z2-Achse senkrecht zur Spannfutteroberfläche 34 fehlausgerichtet ist, wird das Werkstück W durch die Klauenteile 31, 32 und 33 exzentrisch und nicht gleichmäßig gedrückt. Daher erfasst der Kraftsensor 4 die parallel zur X1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(X1), und die parallel zur Y1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(Y1). Die externe Kraftkomponente EF(X1) kann reduziert werden, indem die Hand 2 basierend auf der externen Kraftkomponente EF(X1) parallel zur X1-Achse bewegt wird, und die externe Kraftkomponente EF(Y1) kann reduziert werden, indem die Hand 2 basierend auf der externen Kraftkomponente EF(Y1) parallel zurY1-Achse bewegt wird. Typischerweise wird die Position der Hand 2 so korrigiert, dass sowohl die externe Kraftkomponente EF(X1) als auch die externe Kraftkomponente EF(Y1) Null werden oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert werden. In diesem Zustand ist der Einspannvorgang in der richtigen Position und Stellung abgeschlossen.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Annäherungsposition und die Annäherungsstellung der Hand 2 auf der Grundlage der Stellung berechnet, wenn der Einspannvorgang abgeschlossen ist (Einspannabschlussstellung) und der Position, wenn der Einspannvorgang abgeschlossen ist (Einspannabschlussposition) nachdem die Stellung und die Position wie oben beschrieben korrigiert wurden. In dem einfachen Fall, in dem sich das Werkstück W linear der Spannfutteroberfläche 34 nähern kann, stimmt die Annäherungstellung mit der Einspannabschlussstellung überein, und die Annäherungsposition wird als eine Position berechnet, die um einen vorbestimmten Abstand in einer Richtung weg von der Spannfutteroberfläche 34 parallel zur Z2-Achse in Bezug auf die Einspannabschlussposition verschoben ist.
Durch das Bewegen eines Werkstücks W, das neben dem Werkstück W und nachfolgenden Werkstücken W zuzuführen ist, in die auf der Grundlage der Einspannabschlussposition berechnete Annäherungsposition in die auf der Grundlage der Einspannabschlussstellung berechnete Annäherungsstellung, um das Werkstück W gegen die Spannfutteroberfläche zu drücken, wird eine Korrektur der Position und Stellung der Hand 2 unnötig, oder die für die Korrektur erforderliche Zeit kann zumindest im Vergleich zu dem Fall reduziert werden, in dem die Position und Stellung der Hand 2 korrigiert werden, nachdem das Werkstück W zu der gelernten Annäherungsposition in der gelernten Annäherungsstellung bewegt wurde. Daher ist es möglich, die Zykluszeit der Werkstückzuführung zu verkürzen. Darüber hinaus können die auf das Werkstück W, die Hand 2, den Gelenkarmmechanismus 10 und den Spannfuttermechanismus 3 wirkenden externe Kräfte reduziert werden, und der Spalt zwischen dem Werkstück W und der Spannfutteroberfläche 34 der Werkzeugmaschine 5 kann reduziert werden.
Wie in der 3 gezeigt, umfasst das Robotersystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform die oben beschriebene Robotervorrichtung 1 und eine Robotersteuerung 6 zur Steuerung der Robotervorrichtung 1. Zusätzlich zu dem Gelenkarmmechanismus 10, der Hand 2, und dem Kraftsensor 4 umfasst die Robotervorrichtung 1 einen Drehgeber 40. Der Drehgeber 40 erfasst einzeln die Drehwinkel der Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18-3 des Gelenkarmmechanismus 10. Die Ursprungsposition des Handkoordinatensystems in dem Roboterkoordinatensystem kann durch Vorwärtskinematik aus den von dem Drehgeber 40 erfassten Drehwinkeln der Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18-3 berechnet werden. Hier werden zur Vereinfachung der Beschreibung die von dem Drehgeber 40 erfassten Drehwinkel der Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18-3 oder ein Datensatz, der die Drehwinkel darstellt, einfach als Positionsdaten bezeichnet. Die Positionsdaten werden einer Betriebssteuereinheit 61 zur Steuerung des Betriebs des Gelenkarmmechanismus 10 zugeführt.
Die Betriebssteuereinheit 61 dreht die Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18-3 und öffnet und schließt den Spannfuttermechanismus 3 unter Rückkopplungsregelung unter Verwendung von Positionsdaten und Kraftdaten gemäß einem Aufgabenprogramm, das eine Reihe von Vorgängen beschreibt: das Bewegen der Hand 2 zu einem Werkstücklager (nicht gezeigt), das Ergreifen mit der Hand 2 und das Aufnehmen eines Werkstücks W von dem Werkstücklager, das Bewegen der Hand 2 in eine Annäherungsposition in einer Annäherungsstellung, das Bewegen der Hand 2, um das Werkstück W gegen die Spannfutteroberfläche 34 zu drücken, das Schließen der Klauenteile 31, 32 und 33 des Spannfuttermechanismus 3, das Freigeben des Werkstücks W aus der Hand 2, zusammen mit den Positionen, Stellungen und Bewegungsbahnen.
Die Positionsdaten werden auch einer Speichereinheit 65 zugeführt und mit einem Statuscode, wie z. B. Einspannvorgang abgeschlossen, gespeichert, der von der Betriebssteuereinheit 61 geliefert wird. Eine Annäherungspositions/Stellungsberechnungseinheit 64 berechnet die Annäherungsposition und Annäherungsstellung der Hand 2 basierend auf den in der Speichereinheit 65 gespeicherten Daten der Einspannendstellung und der Einspannendposition.
Der Kraftsensor 4 erfasst eine auf die Hand 2 wirkende externe Kraft für jede der drei orthogonalen Achsen (X1, Y1, Z1) und gibt Daten aus, die die externen Kraftkomponenten EF(X1), EF(Y1), EF(Z1) darstellen. (diese werden zusammenfassend als Kraftdaten bezeichnet). Die Kraftdaten werden der Betriebssteuereinheit 61, einer Stellungskorrektur-Berechnungseinheit 62 und einer Positionskorrektur-Berechnungseinheit 63 zugeführt.
Die Stellungskorrektur-Berechnungseinheit 62 bestimmt Stellungskorrekturdaten zum Drehen der Hand 2 um einen Minuteneinheitswinkel (ΔθY1) in eine Richtung, die der Polarität der externen Kraftkomponente EF(X1) um die Y1-Achse orthogonal zur X1-Achse entspricht, um die parallel zur X1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF (X1) zu reduzieren, und bestimmt in ähnlicher Weise Stellungskorrekturdaten zum Drehen der Hand 2 um einen Minuteneinheitswinkel (ΔθX1) in eine Richtung, die der Polarität der externen Kraftkomponente EF(Y1) um die X1-Achse orthogonal zur Y1-Achse entspricht, um so die parallel zur Y1-Achse wirkende Kraftkomponente EF(Y1) zu reduzieren, und liefert die Daten an die Betriebssteuereinheit 61. Die Betriebssteuereinheit 61 berechnet die Drehwinkel der Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18-3, um die Drehung der Hand 2 um ΔθY1 und die Drehung der Hand 2 um ΔθX1 unter Beibehaltung des Ursprungs des Handkoordinatensystems in dem Roboterkoordinatensystem zu erreichen und steuert die Aktoren der Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18-3 so, dass die Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18-3 sich um die berechneten Drehwinkel drehen. Die Drehung des Einheitswinkels (ΔθY1) und des Einheitswinkels (ΔθX1) wird wiederholt bis die externe Kraftkomponente EF(X1) und die externe Kraftkomponente EF(Y1) Null werden oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert werden.
Die Positionskorrektur-Berechnungseinheit 63 bestimmt Positionskorrekturdaten zum Bewegen der Hand 2 um eine Minuteneinheitsdistanz (ΔX1) in eine Richtung parallel zur X1-Achse und in der die externe Kraftkomponente EF (X1) wirkt, um die parallel zur X1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF (X1) zu reduzieren, und bestimmt in ähnlicher Weise Positionskorrekturdaten zum Bewegen der Hand 2 um eine Minuteneinheitsdistanz (ΔY1) in eine Richtung parallel zur Y1-Achse und in der die externe Kraftkomponente EF(Y1) wirkt, um die parallel zur Y1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(Y1) zu reduzieren, und liefert die Daten an die Betriebssteuereinheit 61. Die Betriebssteuereinheit 61 berechnet die Drehwinkel der Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18-3, um die Bewegung der Hand 2 um ΔY1 und die Bewegung der Hand 2 um ΔX1 zu erreichen, so dass das Handkoordinatensystem in dem Roboterkoordinatensystem übersetzt wird und steuert die Aktoren der Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18-3 so, dass die Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18- 3 sich um die berechneten Drehwinkel drehen. Die Bewegung der Einheitsdistanz (ΔX1) und der Einheitsdistanz (ΔY1) wird wiederholt bis die externe Kraftkomponente EF(X1) und die externe Kraftkomponente EF(Y1) Null werden oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert werden.
Die 4 zeigt einen Werkstückzuführungsvorgang durch die Betriebssteuereinheit 61. Die Betriebssteuereinheit 61 steuert die Drehgelenke 12, 14, 16, 17, 18-1, 18-2 und 18-3, um die Hand 2 zum Lagerhalter (nicht dargestellt) zu bewegen und greift ein Werkstück W mit der Hand 2 (S1). Wie in der 5(a) gezeigt, wird die Hand 2 zu einer vorgelernten Annäherungsstellung (X00, Y00, Z00) in einer vorgelernten Annäherungsstellung (0X00, θY00, θZ00) bewegt (S2). Wie in der 5(b) gezeigt, wird die Hand 2 parallel zur Z2-Achse in eine Richtung der Spannfutteroberfläche 34 bewegt und das Werkstück W wird gegen die Spannfutteroberfläche 34 gedrückt (S3). Um zu verhindern, dass das Werkstück W mit einer übermäßig starken Kraft gegen die Spannfutteroberfläche 34 gedrückt wird, wird zu diesem Zeitpunkt eine Kraftsteuerung durchgeführt, so dass die parallel zur Z1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(Z1) einen kritischen Schwellenwert nicht überschreitet.
Während dieses Drückens vergleicht die Betriebssteuereinheit 61 die Kraft (Drückkraft) parallel zur Z2-Achse aus den externen Kraftkomponenten EF(Z1), EF(X1), EF(Y1) mit einem geeigneten Schwellenwert, der niedriger eingestellt ist als der kritische Schwellenwert, um zu bestimmen, ob die Drückkraft gleich oder größer als der entsprechende Schwellenwert ist oder nicht. Darüber hinaus wird der Abstand (Anstoßabstand) D zwischen der Position der Hand 2, wenn das Werkstück W mit dem Spannfuttermechanismus 3 kollidiert und die Hand 2 stoppt, und der geplanten Position für den Abschluss des Drückens berechnet, um zu bestimmen, ob der Anstoßabstand D innerhalb eines vorgegebenen zulässigen Bereichs liegt oder nicht (S4). Wenn die Drückkraft den entsprechenden Schwellenwert nicht erreicht, wird eine Situation angenommen, in der der Greifwinkel des Werkstücks W durch die Hand 2 im Vergleich zum geplanten Winkel zu groß ist, eine Situation, in der die Toleranz der Form und Abmessungen des Werkstücks W zu groß ist oder Ähnliches. Wenn außerdem der Anstoßabstand D außerhalb des vorgegebenen zulässigen Bereichs DA liegt, wie in der 5(c) gezeigt, wird eine Situation angenommen, in der die Greifposition des Werkstücks W durch die Hand 2 im Vergleich zur geplanten Position oder dem geplanten Winkel zu groß ist, eine Situation, in der die Toleranz der Form und Abmessungen des Werkstücks W zu groß ist, oder Ähnliches. Wenn einer oder beide der folgenden Punkte festgestellt werden: die Drückkraft erreicht nicht den entsprechenden Schwellenwert und derAnstoßabstand D liegt außerhalb des zulässigen Bereichs DA (NEIN in S4), wird eine Fehlermeldung unter der Steuerung der Betriebssteuereinheit 61 (S5) auf einer Anzeige (nicht gezeigt) angezeigt, die darauf hinweist, dass das Werkstück W NG ist oder dergleichen, und der Vorgang wird vorübergehend beendet, um auf eine Neustartanweisung vom Benutzer zu warten. Wenn die Drückkraft gleich oder größer als der entsprechende Schwellenwert ist und derAnstoßabstand D innerhalb des zulässigen Bereichs DA liegt (JA in S4), geht die Verarbeitung zum nächsten Schritt S6 über.
Wenn in Schritt S6 die Endoberfläche des Werkstücks W nicht parallel zur Spannfutteroberfläche 34 ist, wie in der 5(b) gezeigt, erfasst der Kraftsensor 4 die parallel zur X1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(X1) und die parallel zurY1-Achse wirkend externe Kraftkomponente EF(Y1). Die Stellungskorrektur-Berechnungseinheit 62 erzeugt Stellungskorrekturdaten zum Drehen der Hand 2 um einen Minuteneinheitswinkel (ΔθY1) in eine Richtung, die der Polarität der externen Kraftkomponente EF(X1) um die Y1-Achse orthogonal zur X1-Achse entspricht, um die parallel zur A1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(X1) zu reduzieren, und liefert die erzeugten Stellungskorrekturdaten an die Betriebssteuereinheit 61. Die Betriebssteuereinheit 61 steuert den Gelenkarmmechanismus 10 entsprechend den erzeugten Stellungskorrekturdaten, um die Hand 2 um den Minuteneinheitswinkel (ΔθY1) um die Y1-Achse zu drehen. In ähnlicher Weise erzeugt die Stellungskorrektur-Berechnungseinheit 62 Stellungskorrekturdaten zum Drehen der Hand 2 um einen Minuteneinheitswinkel (ΔθX1) in eine Richtung, die der Polarität der externen Kraftkomponente EF(Y1) um die X1-Achse orthogonal zur Y1-Achse entspricht, um die parallel zur Y1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(Y1) zu reduzieren, und liefert die erzeugten Stellungskorrekturdaten an die Betriebssteuereinheit 61. Die Betriebssteuereinheit 61 steuert den Gelenkarmmechanismus 10 entsprechend den erzeugten Stellungskorrekturdaten, um die Hand 2 um den Minuteneinheitswinkel (ΔθX1) um die X1-Achse zu drehen. Diese Stellungskorrekturverarbeitung wird wiederholt bis die externe Kraftkomponente EF(X1) und die externe Kraftkomponente EF(Y1) Null werden oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert werden. Im Ergebnis gerät, wie in der 6(a) gezeigt, die Endoberfläche des Werkstücks W parallel zur Spannfutteroberfläche 34 und die Endoberfläche des Werkstücks W wird in engen Kontakt mit der Spannfutteroberfläche 34 gebracht.
Im nächsten Schritt S7 wird ein Spannfutterschließ-Steuersignal von der Betriebssteuereinheit 61 an den Spannfuttermechanismus 3 geliefert. Als Ergebnis bewegen sich die Klauenteile 31, 32 und 33 des Spannfuttermechanismus 3 in ineinandergreifender Weise in Richtung der Mitte. Wie in der 6(a) gezeigt, wird das Werkstück W zu diesem Zeitpunkt durch die Klauenteile 31, 32 und 33 nicht gleichmäßig gedrückt, sondern außermittig gedrückt, wenn das Werkstück W zu der Spannfutteroberfläche 34 fehlausgerichtet ist, das heißt, wenn die Mittellinie (Zw-Achse) des Werkstücks W zu der Z2-Achse des Spannfuttermechanismus 3 fehlausgerichtet ist. Daher erfasst der Kraftsensor 4 die parallel zur X1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(X1) und die parallel zur Y1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(Y1). Die Positionskorrektur-Berechnungseinheit 63 erzeugt Positionskorrekturdaten zum Bewegen der Hand 2 um eine Minuteneinheitsdistanz (ΔX1) in einer Richtung parallel zur X1-Achse, in der die externe Kraftkomponente EF(X1) wirkt, d. h. einer Richtung zum Ausgleich der Fehlausrichtung, um die parallel zur X1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(X1) zu reduzieren, und liefert die erzeugten Positionskorrekturdaten an die Betriebssteuereinheit 61. Wie in der 6(b) gezeigt, steuert die Betriebssteuereinheit 61 den Gelenkarmmechanismus 10 entsprechend den geleiferten Positionskorrekturdaten, um die Hand 2 um den Minuteneinheitsdistanz (ΔX1) parallel zu der X1-Achse zu bewegen. In ähnlicher Weise erzeugt die die Positionskorrektur-Berechnungseinheit 63 Positionskorrekturdaten zum Bewegen der Hand 2 um eine Minuteneinheitsdistanz (ΔY1) in einer Richtung parallel zur Y1-Achse, in der die externe Kraftkomponente EF(Y1) wirkt, d. h. einer Richtung zum Ausgleichen der Fehlausrichtung, um die parallel zur Y1-Achse wirkende externe Kraftkomponente EF(Y1) zu reduzieren, und liefert die erzeugten Positionskorrekturdaten an die Betriebssteuereinheit 61. Die Betriebssteuereinheit 61 steuert den Gelenkarmmechanismus 10 entsprechend den geleiferten Positionskorrekturdaten, um die Hand 2 um die Einheitsdistanz (ΔY1) parallel zu der Y1-Achse zu bewegen. Diese Positionskorrekturverarbeitung wird wiederholt bis die externe Kraftkomponente EF(X1) und die externe Kraftkomponente EF(Y1) Null werden oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert werden. Als Ergebnis ist, wie in der 6(b) gezeigt, stimmt die Mittellinie Zw des Werkstücks W mit der Z2-Achse des Spannfuttermechanismus 3 überein. Wenn die Fehlausrichtung auf diese Weise ausgeglichen wird und ein Signal zur Erkennung des geschlossenen Endes des Spannfutters von dem Spannfuttermechanismus 3 empfangen wird (S9), bestimmt die Betriebssteuereinheit 61 den Abschluss der Zuführung des Werkstücks W zum Spannfuttermechanismus 3 (S10).
Wenn die Zuführung des Werkstücks W zu dem Spannfuttermechanismus 3 abgeschlossen ist, wird ein Spannfutterstatuscode von der Betriebssteuereinheit 61 an die Speichereinheit 65 geliefert. Den Positionsdaten zu diesem Zeitpunkt ist ein Statuscode für den Abschluss des Einspannvorgangs beigefügt und wird in der Speichereinheit 65 gespeichert (S11).Wie in der 6(c) gezeigt, steuert die Betriebssteuereinheit 61 die Hand 2 zur Freigabe des Werkstücks W und steuert den Gelenkarmmechanismus 10 zum Lösen der Hand 2 von dem Werkstück W, das durch den Spannfuttermechanismus 3 festgehalten wird (S12).
Wie in der 7 gezeigt, berechnet als nächstes in Schritt S13 die Annäherungspositions/Stellungsberechnungseinheit 64 eine Einspannabschlussposition (X01, Y01, Z01) und eine Einspannabschlussstellung (θX01, θY01, θZ01) in dem Roboterkoordinatensystem auf der Grundlage der zum Zeitpunkt des Abschlusses des Einspannvorgangs in der Speichereinheit 65 gespeicherten Positionsdaten (Gelenkwinkeldatensatz), berechnet die Annäherungsposition und die Annäherungsstellung der Hand 2 aus der Einspannabschlussposition (X01, Y01, Z01) und der Einspannabschlussstellung (θX01, θY01, θZ01), und speichert diese in der Speichereinheit 65. Als Annäherungsstellung wird beispielsweise die Einspannabschlussstellung (θX01, θY01, θZ01) beibehalten, und als Annäherungsposition wird beispielsweise eine Position berechnet, die durch das Verschieben der Einspannabschlussposition (X01, Y01, Z01) um einen vorbestimmten Abstand in einer Richtung weg von der Spannfutteroberfläche parallel zur Z2-Achse senkrecht zur Spannfutteroberfläche 34 erhalten wird.
In Schritt S14 bestimmt die Betriebssteuereinheit 61, ob die Anzahl der zugeführten Werkstücke W die geplante Anzahl erreicht hat oder nicht, und wenn festgestellt wird, dass die Anzahl der zugeführten Werkstücke W die geplante Anzahl erreicht hat, gilt die Aufgabe als abgeschlossen (JA in S14) und die Verarbeitung wird beendet. Wenn die Anzahl der zugeführten Werkstücke W die geplante Anzahl nicht erreicht hat (NEIN in S14), wird das nächste Werkstück W von der Hand 2 ergriffen (S15). Beispielsweise wird die Chargennummer des Werkstücks Wgelesen und es wird bestimmt, ob das Werkstück W dieselbe Chargennummer wie das erste Werkstück W hat, das der Stellungskorrektur und der Positionskorrektur unterzogen wurde Die gleiche Chargennummer weist darauf hin, dass diese Werkstücke W unter denselben Bedingungen hergestellt wurden, und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Außenabmessungen, Materialien und dergleichen der Werkstücke W relativ einheitlich sind.
Wenn das nächste Werkstück W dieselbe Chargennummer wie das erste Werkstück W hat, das der Stellungskorrektur und der Positionskorrektur unterzogen wurde (JA in S16), werden die in Schritt S13 berechnete Annäherungsposition und die Annäherungsstellung basierend auf der Einspannabschlussposition und der Einspannabschlussstellung, nachdem die Positionskorrektur und die Stellungskorrektur durchgeführt wurden, anstelle der gelernten Annäherungsposition und der gelernten Annäherungsstellung angewendet. Die das Werkstück W greifende Hand 2 wird zu der berechneten Annäherungsposition in der berechneten Annäherungsstellung bewegt (S17). Dann kehrt die Verarbeitung zu Schritt S3 zurück und die Hand 2 nähert sich aus dieser Position und Stellung der Spannfutteroberfläche 34 und das Werkstück W wird gegen die Spannfutteroberfläche 34 gedrückt.
Da das nächste Werkstück W in derselben Charge hergestellt wurde wie das Werkstück W, das der Positionskorrektur und der Stellungskorrektur unterzogen wurde, sind die Toleranzen der Außenabmessungen relativ ähnlich, und da die Werkstücke W häufig in dem gleichen Zustand im Lager ordentlich aufgereiht sind und auch die Greiffehlausrichtungen häufig ähnlich sind, ist die Stellungskorrektur in Schritt S6 und die Positionskorrektur in Schritt S8 im Wesentlichen unnötig. Alternativ ist die für die Korrekturen erforderliche Zeit zumindest kürzer als in dem Fall, in dem die Position und Stellung der Hand 2 korrigiert werden, nachdem sich die Hand 2 in die gelernte Annäherungsstellung und die gelernte Annäherungsposition bewegt hat. Dadurch kann die Zykluszeit der Werkstückzuführung verkürzt werden. Weiterhin ist der Korrekturwert zumindest kürzer als in dem Fall, in dem die Position und Stellung der Hand 2 korrigiert werden nachdem sich die Hand 2 in die gelernte Annäherungsstellung und die gelernte Annäherungsposition bewegt hat, auch wenn die Positionskorrektur und sie Stellungskorrektur durchgeführt werden. Dadurch werden die auf das Werkstück W, die Hand 2, den Gelenkarmmechanismus 10 und den Spannfuttermechanismus 3 einwirkenden externen Kräfte reduziert und so deren Verschleiß unterdrückt. Darüber hinaus kann der Spalt zwischen dem Werkstück W und der Spannfutteroberfläche 34 des Spannfuttermechanismus 3 der Werkzeugmaschine 5 verringert werden, um die Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit zu verhindern.
Das heißt, die gelernte Annäherungsstellung und die gelernte Annäherungsposition werden im Voraus unter Verwendung eines Master-Werkstücks W eingestellt, und es gibt keine Garantie dafür, dass das Master-Werkstück W zum Lernen in der Mitte der Toleranzen von Werkstücken W liegt, die in der tatsächlichen Massenproduktion verwendet werden, und wenn das Master-Werkstück W nicht in der Mitte der Toleranzen von in der Massenproduktion verwendeten Werkstücken liegt, muss der Fehler jedes Mal während der Massenproduktion korrigiert werden, und die Zykluszeit wird um die Korrekturzeit erhöht. Nachdem jedoch die Positionskorrektur und die Stellungskorrektur an einem Werkstück W durchgeführt wurden, werden die aus der korrigierten Einspannabschlussposition und der Einspannabschlussstellung berechneten Annäherungsposition und die Annäherungsstellung als Annäherungsposition und Annäherungsstellung für die in derselben Charge hergestellten Werkstücke W angewendet, wodurch die Korrekturzeit verkürzt wird.
Wenn in Schritt S16 die Chargennummer eines Werkstücks W von der Chargennummer des der Positionskorrektur und der Stellungskorrektur unterzogenen Werkstücks W abweicht, das heißt, wenn das Werkstück W in einer anderen Charge hergestellt wurde, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S2 zurück unter der Annahme, dass sich die Toleranz und die Greiffehlausrichtung von denen des der Positionskorrektur und der Stellungskorrektur unterzogenen Werkstücks W unterscheiden, wird das Werkstück W zu der gelernten Annäherungsposition in der gelernten Annäherungsstellung bewegt und einer Positionskorrektur und Stellungskorrektur aus dieser Position und Stellung unterzogen.
Obwohl beschrieben wird, dass die gleiche Annäherungsstellung und Annäherungsposition auf die Werkstücke W in derselben Charge angewendet werden, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, und die Annäherungsstellung und Annäherungsposition können basierend auf der Einspannabschlussposition und der Einspannabschlussstellung des unmittelbar vorhergehenden Werkstücks W berechnet werden, die Annäherungsstellung und Annäherungsposition können auf das aktuelle Werkstück W angewendet werden, und die Annäherungsstellung und Annäherungsposition können auf diese Weise berechnet und wiederholt angewendet werden.
Obwohl einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, wurden diese Ausführungsformen als Beispiele präsentiert und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken. Diese Ausführungsformen können in verschiedenen anderen Formen implementiert werden, und verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Diese Ausführungsformen und ihre Modifikationen sind im Umfang und Geist der Erfindung enthalten und sind im Umfang der beanspruchten Erfindungen und ihrer Äquivalente enthalten.
Erläuterung der Bezugszeichen
1: Robotervorrichtung, 2: Hand, 3: Spannfuttermechanismus, 4: Kraftsensor, 5: Werkzeugmaschine, 6: Robotersteuerung, 10: Gelenkarmmechanismus, 12, 14, 16, 17, 18-1, 18- 2, 18-3: Drehgelenk, 18: Handgelenkteil, 61: Bewegungssteuereinheit, 62: Stellungskorrektur-Berechnungseinheit, 63: Positionskorrektur-Berechnungseinheit, 64: Annäherungspositions/Stellungsberechnungseinheit, 65: Speichereinheit

Claims

Ein Robotersystem, umfassend: eine Robotervorrichtung, um einer Werkzeugmaschine ein Werkstück zuzuführen; einen Werkstück-Greifmechanismus, der an einem distalen Ende eines Arms der Robotervorrichtung angebracht ist; einen Kraftsensor zum Erfassen einer auf den Werkstück-Greifmechanismus wirkenden externen Kraft; und eine Steuerung zur Steuerung der Robotervorrichtung, die Steuerung umfassend: eine Steuereinheit zum Steuern der Robotervorrichtung, um eine Position und Stellung des Werkstück-Greifmechanismus in Bezug auf die Werkzeugmaschine basierend auf einer Ausgabe des Kraftsensors zu korrigieren; und eine Speichereinheit zum Speichern von Daten in Bezug auf die korrigierte Position und Stellung des Werkstück-Greifmechanismus.
Das Robotersystem nach Anspruch 1, die Steuerung weiterhin umfassend eine Annäherungspositions/Stellungsberechnungseinheit zum Berechnen einer Annäherungsposition und Annäherungsstellung des Werkstück-Greifmechanismus in Bezug auf die Werkzeugmaschine basierend auf den gespeicherten Daten bezüglich der Position und Stellung des Werkstück-Greifmechanismus, und die Speichereinheit speichert Daten bezüglich der berechneten Annäherungsposition und Annäherungsstellung.
Das Robotersystem nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit die Robotervorrichtung steuert, um die gespeicherte Annäherungsposition und Annäherungsstellung auf ein anderes Werkstück anzuwenden, das dem Werkstück nachfolgt.
Das Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit die Robotervorrichtung basierend auf der Ausgabe des Kraftsensors steuert, um den Werkstück-Greifmechanismus parallel zu einer vertikalen Mittellinie einer Spannfutteroberfläche eines Spannfuttermechanismus der Werkzeugmaschine zu bewegen, die Stellung des Werkstück-Greifmechanismus zu korrigieren, um eine Kraft zu reduzieren, die in einer Richtung orthogonal zur vertikalen Mittellinie wirkt, während das Werkstück mit einer vorbestimmten Kraft gegen die Spannfutteroberfläche gedrückt wird, und die Position des Werkstück-Greifmechanismus entlang der Richtung orthogonal zur vertikalen Mittellinie zu korrigieren, um die beim Schließen des Spannfuttermechanismus in der Richtung orthogonal zur vertikalen Mittellinie wirkende Kraft zu reduzieren.
Ein Werkstückzuführungsverfahren, um einer Werkzeugmaschine ein Werkstück durch ein Robotersystem zuzuführen, umfassend eine Robotervorrichtung, einen Werkstück-Greifmechanismus, der an einem distalen Ende eines Arms der Robotervorrichtung angebracht ist, und einen Kraftsensor zum Erfassen einer auf den Werkstück-Greifmechanismus wirkende externe Kraft und eine Steuerung zum Steuern der Robotervorrichtung, das Werkstückzuführungsverfahren umfassend: das Steuern der Robotervorrichtung durch die Steuerung basierend auf einer Ausgabe des Kraftsensors, um den Werkstück-Greifmechanismus parallel zu einer vertikalen Mittellinie einer Spannfutteroberfläche eines Spannfuttermechanismus der Werkzeugmaschine zu bewegen und das Werkstück mit einer vorgegebenen Kraft gegen die Spannfutteroberfläche zu drücken; das Steuern der Robotervorrichtung durch die Steuerung basierend auf der Ausgabe des Kraftsensors, um eine Stellung des Werkstück-Greifmechanismus zu korrigieren, um eine Kraft zu reduzieren, die in einer Richtung orthogonal zur vertikalen Mittellinie wirkt, während das Werkstück gegen die Spannfutteroberfläche gedrückt wird; und das Steuern der Robotervorrichtung durch die Steuerung basierend auf der Ausgabe des Kraftsensors, um eine Position des Werkstück-Greifmechanismus entlang der Richtung orthogonal zur vertikalen Mittellinie zu korrigieren, um die beim Schließen des Spannfuttermechanismus in der Richtung orthogonal zur vertikalen Mittellinie wirkende Kraft zu reduzieren.
Das Werkstückzuführungsverfahren nach Anspruch 5, weiterhin umfassend: das Berechnen durch die Steuervorrichtung einer Annäherungsposition und Annäherungsstellung des Werkstück-Greifmechanismus in Bezug auf die Werkzeugmaschine basierend auf der korrigierten Position und Stellung des Werkstück-Greifmechanismus; und das Steuern der Robotervorrichtung durch die Steuerung, um die berechnete Annäherungsposition und Annäherungsstellung auf ein anderes Werkstück anzuwenden, das dem Werkstück nachfolgt.