JP2021006359A - 工作機械のための処理支援装置および処理支援方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[数1]
H>B+S
ここで、Hは、前記工作機械による前記被加工物の機械加工に必要な機械加工時間であり、Bは、前記被加工物の機械加工を補助または支援するために必要な補助加工時間APおよび前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するために必要な移動時間Tのうちのいずれか長い方の時間(BはAPまたはTのいずれか長い方の時間)であり、Sは、前記補助処理部が前記工作機械に前記被加工物を着脱するために必要な配置時間である。
[数1]
MP>B+S
ここで、MPは、前記工作機械による前記被加工物の機械加工に必要な機械加工時間であり、Bは、前記被加工物の機械加工を補助または支援するために必要な補助加工時間APおよび前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するために必要な移動時間Tのうちのいずれか長い方の時間(BはAPまたはTのいずれか長い方の時間)であり、Sは、前記補助処理部が前記工作機械に前記被加工物を着脱するために必要な配置時間である。
本実施形態に係る工作機械のための処理支援装置1は、工作機械2によるワークWの機械加工を補助または支援するように構成されたものである。図1は、本実施形態に係る処理支援装置1の概略的に示す斜視図である。
エンドエフェクタ50のコラム52には、コラム受電コイル57(図3(a))、コラムLC共振回路、AC/DCコンバータ(ともに図示せず)、およびサブ電池59(図3(b))が内蔵されている。コラム受電コイル57、コラムLC共振回路、およびAC/DCコンバータを併せてコラム受電部ともいう。
図4は、処理支援装置1を示す図1と同様の斜視図であり、とりわけ筐体12上のワークトレイ14およびワークホルダ16を拡大して示す。ワークホルダ16は、例えば中空部18(図5(b))を有する直方体容器である。ワークホルダ16の中空部18は、円柱状のワークWの外形に相似する形状を有し、中空部18の内径は、ワークWの外径より僅かに(例えば0.5mmだけ)大きい。
図5(a)〜(c)は、補助制御部30がワークWを反転させる一連の工程を示す斜視図である。図5(a)は、中空部18に挿入されたワークWを示し、ここでは上面をA面といい、下面をB面という。図5(b)は、ロボットアーム40およびチャック56を駆動して中空部18から持ち上げられたワークWを示し、その後ワークWは双方向矢印で示すように反転させられる。図5(c)は、上下反転し、再び中空部18に挿入されたワークWを示す。
処理支援装置1は、補助制御部30がAGV10を駆動して、材料ワークWが保管された材料ワークストッカ70に移動する。材料ワークストッカ70は、複数のワークトレイ14を保管し、各ワークトレイ14には複数の材料ワークWが載置されている。処理支援装置1は、1つのワークトレイ14をチャック56で把持し、ロボットアーム40を用いて筐体12上に移動させる。
処理支援装置1は、洗浄液またはエア(または気相流体)を切削加工されたワークWに吹き付けることにより、切削屑および/またはクーラントを除去する洗浄装置100を備えていてもよい。洗浄装置100は、概略、洗浄保持部110、昇降シャフト120、洗浄流体の噴出孔122、および開閉可能な天板124を有する(図12(a)および(b))。
図13は、レーザ刻印デバイス130を下から見た底面斜視図である。レーザ刻印デバイス130は、任意の金属からなるワークWの表面にレーザビームを照射することによりマーキングできるものであれば、任意の構成を有するものであってもよい。この具体例では、レーザ刻印デバイス130は、工作機械による機械加工が完了した後に、例えば部品品番および/または製造シリアル番号をワークWの表面にレーザで刻印するものである。
詳細を図示しないが、ロボットアーム40およびチャック56を用いて複数のワークWの組み立てジョブを実行することができる。例えば、雄ネジを有する第1のワークWを筐体12上に保持した後、ロボットアーム40を用いて、雌ネジを有する第2のワークWを第1のワークWに位置合わせして、第2のワークWを第1のワークWに対して回転させることにより、雌ネジと雄ネジとを互いに螺合させて、第1のワークWおよび第2のワークWを組み立てることができる。複数のワークWの組み立てジョブも、AGV10を用いて第1の工作機械2から第2の工作機械2まで移動する間に行われるので、組み立て装置およびその占有スペースを省略するとともに、組み立てジョブに要するジョブ時間を省略または削減することにより、生産効率を実質的に改善することができる。
上記説明したように、処理支援装置1は、例えば、補助制御部30がAGV10を駆動して材料ワークストッカ70から工作機械2aに移動する間に、ワークトレイ14に格納された各ワークWの形状等を測定してもよい。工作機械2aの本体制御部3aは、補助処理部20を介して各ワークWの形状等のデータを収集し、例えば切削加工を支援するために利用してもよい。また処理支援装置1は、バリ取りツール80を用いてワークWのバリを取り除き、洗浄装置100を用いてワークWに付着したバリを除去してもよい。さらに処理支援装置1は、レーザ刻印デバイス130を用いてワークWにシリアル番号をレーザ刻印して、さらにロボットアーム40およびチャック56を用いてワークトレイ14を完成品ワークストッカ72に移動させてもよい。処理支援装置1が行うジョブは、上記説明したもの以外のものであってもよい。
[数1]
MP>B(APまたはT)+S
10…走行台車部(AGV)、12…筐体、14…ワークトレイ、16…ワークホルダ、20…補助処理部、30…補助制御部、
40…ロボットアーム、43…第1アーム、44…第2アーム、45…リスト、
50…エンドエフェクタ、52…コラム(筒状体)、54…ビジョンセンサ(2次元または3次元の撮像デバイス)、56…チャック(把持部)、57…コラム受電コイル、58…電動ハンド(把持部)、59…コラム電池、62…給電ロッド、64…給電アーム、65…給電ステーション、66…アーム送電コイル、
70…材料ワークストッカ、72…完成品ワークストッカ、
80…バリ取りツール(バリ除去デバイス)、81…ツール本体、82…フランジ、83…モータ、84…出力シャフト、85…バリ取りブレード、86…ツールLC共振回路、87…ツール受電コイル、90…ツールホルダ、92…ホルダ送電コイル、93…ホルダLC共振回路、
100…洗浄装置、110…洗浄保持部、112…台座部、114…支柱部、116…爪部、120…昇降シャフト、122…噴出孔、124…天板、130…レーザ刻印デバイス、132…レーザ発振部、134…レーザ偏向部、136…レーザ支持部、138…ハンドル、W…ワーク
Claims (12)
- 被加工物を機械加工する工作機械が設置された工場内で移動可能な走行台車部と、
前記走行台車部に設けられ、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を補助または支援する補助処理部と、
前記走行台車部および前記補助処理部を制御する補助制御部と、を備え、
前記補助制御部は、前記工場内で移動するように前記走行台車部を制御するとともに、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を制御する本体制御部と通信して、前記被加工物の機械加工の進捗に応じて、前記走行台車部が移動している間に、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を補助または支援するように前記補助処理部を制御する、工作機械のための処理支援装置。 - 前記補助処理部は、
前記走行台車部に固定された多関節ロボットアームと、
前記多関節ロボットアームの先端部に取り付けられた2次元または3次元の撮像デバイスおよび前記被加工物を把持する把持部と、を有する請求項1に記載の工作機械のための処理支援装置。 - 前記多関節ロボットアーム、前記2次元または3次元の撮像デバイスおよび前記把持部が協働して、前記被加工物の向きを反転させること、複数の前記被加工物を組み立てること、前記被加工物を位置決めすること、前記被加工物を識別すること、および前記被加工物の外形寸法を計測することからなる群より選択される少なくとも1つを行う、請求項2に記載の工作機械のための処理支援装置。
- 前記補助処理部は、前記多関節ロボットアームの前記先端部または前記把持部に着脱可能に取り付けられた、前記被加工物のバリを除去するバリ除去デバイス、前記被加工物の表面に刻印する刻印デバイス、前記被加工物にエアを吹きつけるエアブローデバイス、および/または前記被加工物を洗浄液で洗浄する洗浄デバイスを含む、請求項2に記載の工作機械のための処理支援装置。
- 前記走行台車部、前記多関節ロボットアーム、前記バリ除去デバイス、前記刻印デバイス、前記エアブローデバイス、および/または前記洗浄デバイスに給電する充電可能な第1の電池をさらに備え、
前記多関節ロボットアームの前記先端部は、前記2次元または3次元の撮像デバイスおよび前記把持部に給電する充電可能な第2の電池を内蔵する、請求項4に記載の工作機械のための処理支援装置。 - 前記第2の電池は、前記第1の電池から非接触給電によって充電される、請求項5に記載の工作機械のための処理支援装置。
- 前記補助制御部は、前記処理支援装置が異なる工場間で輸送される輸送体に乗降するように前記走行台車部を制御する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の工作機械のための処理支援装置。
- 前記補助制御部は、
i)次の式[数1]を満たすとき、前記補助処理部が単一の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、単一の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と所定位置との間を往復移動し、
ii)次の式[数1]を満たさないとき、前記補助処理部が複数の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、複数の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するように、
前記走行台車部を制御する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の工作機械のための処理支援装置。
[数1]
MP>B+S
ここで、MPは、前記工作機械による前記被加工物の機械加工に必要な機械加工時間であり、Bは、前記被加工物の機械加工を補助または支援するために必要な補助加工時間APおよび前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するために必要な移動時間Tのうちのいずれか長い方の時間(BはAPまたはTのいずれか長い方の時間)であり、Sは、前記補助処理部が前記工作機械に前記被加工物を着脱するために必要な配置時間である。 - 被加工物を機械加工する工作機械が設置された工場内で走行台車部を移動させる移動工程と、
前記走行台車部および前記補助処理部を制御する補助制御部が、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を制御する本体制御部と前記機械加工の進捗について通信する通信工程と、
前記走行台車部に設けられた補助処理部を用いて、前記工作機械による前記被加工物の機械加工を補助または支援する補助処理工程と、を備え、
前記補助処理工程は、前記工作機械による前記被加工物の機械加工の進捗に応じて前記移動工程中に行われる、工作機械のための処理支援方法。 - 前記補助処理工程は、前記被加工物の向きを反転させること、前記被加工物のバリを除去すること、複数の前記被加工物を組み立てること、前記被加工物を識別すること、前記被加工物の外形寸法を計測すること、前記被加工物の表面に刻印を付すこと、前記被加工物を洗浄すること、前記被加工物にエアを吹きつけること、および前記被加工物を位置決めすることからなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項9に記載の工作機械のための処理支援方法。
- 異なる工場間で輸送される輸送体に前記走行台車部を乗降させる輸送工程をさらに備え、
前記補助処理工程は前記輸送工程中に行う、請求項9または10に記載の工作機械のための処理支援方法。 - 前記補助処理工程は、
i)次の式[数1]を満たすとき、前記補助処理部が単一の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、単一の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と所定位置との間を往復移動し、
ii)次の式[数1]を満たさないとき、前記補助処理部が複数の前記被加工物の機械加工を補助または支援した後、複数の前記被加工物を載置した前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するように、
前記走行台車部を制御することを含む、請求項9〜11のいずれか1項に記載の工作機械のための処理支援方法。
[数1]
MP>B+S
ここで、MPは、前記工作機械による前記被加工物の機械加工に必要な機械加工時間であり、Bは、前記被加工物の機械加工を補助または支援するために必要な補助加工時間APおよび前記走行台車部が前記工作機械と前記所定位置との間を往復移動するために必要な移動時間Tのうちのいずれか長い方の時間(BはAPまたはTのいずれか長い方の時間)であり、Sは、前記補助処理部が前記工作機械に前記被加工物を着脱するために必要な配置時間である。
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