JP6927917B2 - A processing system that has the function of removing processing waste - Google Patents

A processing system that has the function of removing processing waste Download PDF

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本発明は、ロボットおよび撮像装置を利用して、加工時に発生する加工屑を除去する除去システムおよび加工システムに関する。 The present invention relates to a removal system and a processing system that removes processing debris generated during processing by utilizing a robot and an imaging device.

特許文献1〜3には、ロボットに取付けられた高圧洗浄スプレーによって、ワークの加工中に発生する加工屑を除去する洗浄システムが記載されている。また、撮像装置を利用して、加工中のワークまたは加工工具の状態をモニタする技術が公知である(特許文献4および特許文献5参照)。 Patent Documents 1 to 3 describe a cleaning system that removes processing debris generated during processing of a workpiece by a high-pressure cleaning spray attached to a robot. Further, a technique for monitoring the state of a workpiece or a machining tool during machining by using an imaging device is known (see Patent Documents 4 and 5).

高圧洗浄スプレーを利用する洗浄システムは、加工屑が比較的小さく、加工屑の量も少ない鉄系材料を除去するのには有効である。しかしながら、アルミニウムまたはステンレス鋼などの高い靭性を有する材料、いわゆる粘り気のある材料の場合、加工屑が長尺化して鳥の巣状に絡み合うことがある。その結果として、加工屑がワークまたは加工工具に付着して、加工屑を容易に除去できなくなる。 A cleaning system using a high-pressure cleaning spray is effective in removing iron-based materials having a relatively small amount of processing waste and a small amount of processing waste. However, in the case of a material having high toughness such as aluminum or stainless steel, that is, a so-called sticky material, the processing waste may become long and entangled in a bird's nest shape. As a result, the work chips adhere to the work or the work tool, and the work chips cannot be easily removed.

加工屑を加工部位の周囲に放置すれば、加工精度が低下するのみならず、ワークまたは加工工具を損傷させたり、場合によっては、工作機械の破損の原因になり得る。そのため、粘り気のある材料を加工する際には、加工工程を定期的に中断して、加工部位の状態を確認したり、または人手を使って加工屑を確実に除去する必要がある。 Leaving machining debris around the machining site not only reduces machining accuracy, but can also damage the workpiece or machining tool and, in some cases, damage the machine tool. Therefore, when processing a sticky material, it is necessary to periodically interrupt the processing process, check the state of the processed portion, or manually remove the processing waste.

特開2003−019466号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-09466 特願2015−159198号Japanese Patent Application No. 2015-159198 特開平10−118884号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-118884 特開2002−096203号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-096203 特開平10−096616号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-096616

したがって、人手を介さずに、加工屑を確実に除去できるようにした加工システムが求められている。 Therefore, there is a demand for a processing system that can reliably remove processing waste without human intervention.

本願の1番目の発明によれば、加工工具を備えた工作機械と、前記工作機械によって加工されるべきワークを把持可能な把持部および加工屑を除去する除去ツールを選択的に使用可能なロボットと、前記ロボットの可動部に設けられた撮像装置と、を備える加工システムであって、加工開始前の前記ワークおよび前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第1の基準画像と、加工開始後の前記ワークおよび前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第1の対象画像とを比較して、前記ワークおよび前記加工工具に付着した加工屑の量および位置を画像処理に基づき検出する画像処理部と、前記画像処理部によって検出された前記加工屑の量に基づいて、前記加工屑を除去する必要があるか否かを判定する状態判定部と、前記状態判定部が前記加工屑を除去する必要があると判定したときに、前記画像処理部によって検出された前記加工屑の位置に基づいて、前記ロボットを動作させて、前記除去ツールによって前記加工屑を除去する除去工程を実行する除去実行部と、前記除去工程を実行する直前の前記ワークおよび前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第2の基準画像と、前記除去工程を実行した直後の前記ワークおよび前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第2の対象画像とを比較して、前記除去工程の成果を画像処理に基づき判定する成果判定部と、を備える、加工システムが提供される。
本願の2番目の発明によれば、1番目の発明に係る加工システムにおいて、前記除去実行部は、前記成果判定部によって前記除去工程の成果が不十分であると判定された場合に、前記除去工程を再度実行するように構成される。
本願の3番目の発明によれば、2番目の発明に係る加工システムにおいて、前記ロボットは、複数の異なるタイプの除去ツールを選択的に使用可能であるように構成されており、前記加工システムは、前記成果判定部によって前記除去工程の成果が不十分であると判定された場合に、前記除去工程の成果と、直前の前記除去工程において使用された除去ツールのタイプと、に基づいて、次回の前記除去工程において使用されるべき除去ツールを選択する除去ツール選択部をさらに備える。
本願の4番目の発明によれば、2番目または3番目の発明に係る加工システムにおいて、前記成果判定部によって前記除去工程の成果が不十分であると判定された場合に、前記除去工程の成果と、直前の前記除去工程における前記ロボットの動作と、に基づいて、次回の前記除去工程における前記ロボットの動作を変更する動作変更部をさらに備える。
本願の5番目の発明によれば、1番目から4番目のいずれかの発明に係る加工システムにおいて、前記除去実行部が、前記工作機械によって実行される加工工程と並行して前記除去工程を実行するように構成される。
本願の6番目の発明によれば、2番目から5番目のいずれかの発明に係る加工システムにおいて、前記成果判定部によって前記除去工程の成果が不十分であると連続して判定された回数が、予め定められた回数を超えた場合に、警告を通知する通知部をさらに備える。
本願の7番目の発明によれば、1番目から6番目のいずれかの発明に係る加工システムにおいて、使用者による入力操作に応答して、前記成果判定部による前記除去工程の成果の判定において適用される条件を変更する条件変更部をさらに備える。
本願の8番目の発明によれば、1番目から7番目のいずれかの発明に係る加工システムにおいて、前記成果判定部は、前記除去工程後に残った加工屑の量前記第2の対象画像に基づき判定する
本願の9番目の発明によれば、8番目の発明に係る加工システムにおいて、前記成果判定部はさらに、加工開始前の、加工屑が付着していない前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第3の基準画像と、前記除去工程の直後において前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第3の対象画像とを比較して、前記除去工程の成果を画像処理に基づき判定する、除去システムが提供される。
According to the first invention of the present application, a machine tool equipped with a machining tool and a robot capable of selectively using a grip portion capable of gripping a workpiece to be machined by the machine tool and a removal tool for removing machining debris. A processing system including an image pickup device provided on a movable portion of the robot, and a first reference image acquired by imaging the work and the processing tool before the start of processing by the image pickup device. , The work and the machining tool after the start of machining are compared with the first target image acquired by imaging with the imaging device, and the amount and position of the machining chips adhering to the work and the machining tool are imaged. An image processing unit that detects based on processing, a state determination unit that determines whether or not it is necessary to remove the processing waste based on the amount of the processing waste detected by the image processing unit, and the state determination. When the unit determines that it is necessary to remove the machine tool, the robot is operated based on the position of the machine tool detected by the image processing unit, and the machine tool is removed by the removal tool. A removal execution unit that executes the removal step, a second reference image acquired by imaging the work and the processing tool immediately before the removal step is executed by the imaging device, and immediately after the removal step is executed. The machine tool is compared with a second target image acquired by imaging the work and the processing tool, and a result determination unit for determining the result of the removal step based on image processing is provided. The system is provided.
According to the second invention of the present application, in the processing system according to the first invention, when the result determination unit determines that the result of the removal step is insufficient, the removal execution unit removes the removal. The process is configured to be executed again.
According to the third invention of the present application, in the machining system according to the second invention, the robot is configured to selectively use a plurality of different types of removal tools. When the result determination unit determines that the result of the removal step is insufficient, the next time based on the result of the removal step and the type of the removal tool used in the immediately preceding removal step. The removal tool selection unit for selecting the removal tool to be used in the removal step of the above is further provided.
According to the fourth invention of the present application, in the processing system according to the second or third invention, when the result determination unit determines that the result of the removal step is insufficient, the result of the removal step. Further, an operation changing unit for changing the operation of the robot in the next removal step is further provided based on the operation of the robot in the immediately preceding removal step.
According to the fifth invention of the present application, in the machining system according to any one of the first to fourth inventions, the removal execution unit executes the removal step in parallel with the machining step executed by the machine tool. It is configured to do.
According to the sixth invention of the present application, in the processing system according to any one of the second to fifth inventions, the number of times that the result determination unit continuously determines that the result of the removal step is insufficient is the number of times. , A notification unit for notifying a warning when the number of times exceeds a predetermined number is further provided.
According to the seventh invention of the present application, in the processing system according to any one of the first to sixth inventions, it is applied in the determination of the result of the removal step by the result determination unit in response to the input operation by the user. It further includes a condition change unit for changing the condition to be set.
According to the eighth invention of the present application, in the processing system according to any one of the first to seventh inventions, the result determination unit applies the amount of processing waste remaining after the removal step to the second target image . Judge based on .
According to the ninth invention of the present application, in the processing system according to the eighth invention, the result determination unit further images the processing tool to which no processing waste is attached before the start of processing by the imaging device. The third reference image to be acquired is compared with the third target image acquired by capturing the processing tool with the imaging device immediately after the removal step, and the result of the removal step is used for image processing. A removal system is provided that determines based on.

これら並びに他の本発明の目的、特徴および利点は、添付図面に示される本発明の例示的な実施形態に係る詳細な説明を参照することによって、より明らかになるであろう。 These as well as other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent with reference to the detailed description of exemplary embodiments of the invention shown in the accompanying drawings.

本願に係る加工システムおよび除去システムによれば、除去工程の前後において取得される画像を比較することによって、加工屑の除去工程の成果を判定する。人手を介して加工屑の状況を確認する必要がなくなり、工程の自動化が可能になる。また、除去工程の成果が不十分である場合に、必要な処置を自動的に実行するようにすれば、加工屑を確実に除去できるようになる。 According to the processing system and the removing system according to the present application, the result of the processing waste removing step is determined by comparing the images acquired before and after the removing step. It is not necessary to manually check the status of work chips, and the process can be automated. Further, if the necessary measures are automatically executed when the result of the removal process is insufficient, the work chips can be surely removed.

加工システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a processing system. 加工前後のワークを示す図である。It is a figure which shows the work before and after processing. ロボットの手首に取付けられるツールを示す図である。It is a figure which shows the tool attached to the wrist of a robot. 撮像装置によって撮像されるワークを示す図である。It is a figure which shows the work imaged by the image pickup apparatus. 撮像装置によって撮像されるワークを示す図である。It is a figure which shows the work imaged by the image pickup apparatus. 裁断ツールを使用した加工屑の除去工程を示す図である。It is a figure which shows the process of removing the processing waste using a cutting tool. 把持ツールを使用した加工屑の除去工程を示す図である。It is a figure which shows the process of removing the processing debris using a gripping tool. 第1の実施形態に係る加工システムによって実行される加工工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the machining process which is executed by the machining system which concerns on 1st Embodiment. 画像処理部の機能に関連する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing related to the function of the image processing unit. 状態判定部の機能に関連する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process related to the function of the state determination part. 除去実行部の機能に関連する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process related to the function of the removal execution part. 成果判定部の機能に関連する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process related to the function of the result determination part. 第2の実施形態において、画像処理部の機能に関連する処理を示すフローチャートである。In the second embodiment, it is a flowchart which shows the process related to the function of the image processing unit. 状態判定部の機能に関連する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process related to the function of the state determination part. 成果判定部の機能に関連する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process related to the function of the result determination part.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図示される実施形態の構成要素は、本発明の理解を助けるために縮尺が適宜変更されている。同一または対応する構成要素には、同一の参照符号が使用される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The components of the illustrated embodiment have been scaled appropriately to aid in the understanding of the present invention. The same reference code is used for the same or corresponding components.

図1〜図10を参照して、第1の実施形態に係る加工システムについて説明する。図1は、加工システム10の構成例を示している。加工システム10は、工作機械2と、ロボット3と、ツール用ストッカ4と、制御装置5と、を備えている。 The processing system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. 1 shows a configuration example of the processing system 10. The processing system 10 includes a machine tool 2, a robot 3, a stocker 4 for tools, and a control device 5.

工作機械2は、ワーク(workpiece)Wを加工するのに使用される加工工具21,22と、ワークWが載置されるテーブル23と、を備えている。加工工具21,22は、切削、穿孔、切断などの必要な用途に応じて用意された異なるタイプの加工工具である。加工工具21,22は、実行されるべき加工工程に応じて選択的に使用される。工作機械2は、3つ以上の加工工具を備えていてもよい。ワークWは、加工中に位置ずれしないように、チャック装置などの治具24によって工作機械2のテーブル23に固定されている。 The machine tool 2 includes machining tools 21 and 22 used for machining a work W, and a table 23 on which the work W is placed. The machining tools 21 and 22 are different types of machining tools prepared according to necessary applications such as cutting, drilling, and cutting. Machining tools 21 and 22 are selectively used according to the machining process to be performed. The machine tool 2 may include three or more machining tools. The work W is fixed to the table 23 of the machine tool 2 by a jig 24 such as a chuck device so that the work W does not shift in position during machining.

ワークWは、凹部が同心状に形成された円柱状の部材である。ワークWを上方から見た図2を参照すれば、加工前のワークWが実線で示されるとともに、加工後のワークW’が破線で示されている。すなわち、ワークWは、ワークWの外壁面および凹部を画定する周壁に沿って加工される。 The work W is a columnar member in which recesses are formed concentrically. With reference to FIG. 2 when the work W is viewed from above, the work W before machining is shown by a solid line, and the work W'after machining is shown by a broken line. That is, the work W is processed along the outer wall surface of the work W and the peripheral wall defining the recess.

ロボット3は、機構部の構成に応じて定まる動作範囲内において、アーム31の先端を任意の姿勢で任意の位置に位置決めできるように構成された多関節ロボットである。ロボット3は、例えば図示されるような6軸垂直多関節ロボットである。 The robot 3 is an articulated robot configured so that the tip of the arm 31 can be positioned at an arbitrary position in an arbitrary posture within an operating range determined according to the configuration of the mechanical unit. The robot 3 is, for example, a 6-axis vertical articulated robot as shown in the figure.

ロボット3は、アーム31の先端に設けられた手首32に対して、交換可能に取付けられたツールを備えている。ロボット3によって使用されるツールは、ツール用ストッカ4に設けられている。図3に示されるように、本実施形態においては、ワークWを把持するのに使用されるダブルハンド41に加えて、加工屑を除去する除去ツール、例えば高圧洗浄ノズル42、裁断ツール43および把持ツール44が用意されている。可搬質量が大きいロボットを使用する場合、選択的に使用可能なすべてのツールを手首に備えていてもよい。 The robot 3 is provided with a tool that is replaceably attached to the wrist 32 provided at the tip of the arm 31. The tool used by the robot 3 is provided in the tool stocker 4. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, in addition to the double hand 41 used for gripping the work W, a removal tool for removing machining debris, for example, a high-pressure washing nozzle 42, a cutting tool 43, and gripping. Tool 44 is available. When using a robot with a large payload, all selectively available tools may be on the wrist.

図4Aおよび図4Bは、ワークWを加工する際に発生する加工屑C(machining chips)を示している。図4Aは、ワークWの上面図であり、図4Bは、ワークWの側面図である。図示されるように、加工屑Cは、凹部の周壁の近傍において、互いに絡みあった状態でワークWに付着している。 4A and 4B show machining chips C (machining chips) generated when the work W is machined. FIG. 4A is a top view of the work W, and FIG. 4B is a side view of the work W. As shown in the figure, the work chips C are attached to the work W in a state of being entangled with each other in the vicinity of the peripheral wall of the recess.

図5Aは、裁断ツール43を使用した加工屑Cの除去工程を示している。ロボット3は、裁断ツール43をワークWの表面に沿って移動させることによって、加工屑CをワークWから切離す。 FIG. 5A shows a process of removing processing waste C using the cutting tool 43. The robot 3 separates the machining waste C from the work W by moving the cutting tool 43 along the surface of the work W.

図5Bは、把持ツール44を使用した加工屑Cの除去工程を示している。ロボット3は、把持ツール44で加工屑Cを把持した状態で把持ツール44をワークWから離間する方向に移動させることによって、加工屑CをワークWから除去する。 FIG. 5B shows a process of removing work chips C using the gripping tool 44. The robot 3 removes the machining waste C from the work W by moving the gripping tool 44 in a direction away from the work W while gripping the machining waste C with the gripping tool 44.

再び図1を参照すれば、ロボット3の手首32には、撮像装置33が取付けられている。撮像装置33は、例えばCMOSイメージセンサ、CCDイメージセンサなどを備えている。撮像装置33は、対象物を撮像して、該対象物の画像データを取得するのに使用される。撮像装置33は、ロボット3のアーム31に取付けられていてもよい。撮像装置33は、ロボット3に対して着脱可能に取付けられていてもよい。その場合、撮像装置33の、ロボット3に対する取付位置を正確に再現するために、位置決めピンなどの治具を、撮像装置33とロボット3との間の接続部分に設けてもよい。撮像装置33によって取得される画像データは、2次元画像データであってもよいし、または3次元画像データであってもよい。撮像装置33によって取得された画像データは、後述する制御装置5の画像処理部51に出力される。 Referring to FIG. 1 again, the image pickup device 33 is attached to the wrist 32 of the robot 3. The image pickup apparatus 33 includes, for example, a CMOS image sensor, a CCD image sensor, and the like. The image pickup apparatus 33 is used to take an image of an object and acquire image data of the object. The image pickup device 33 may be attached to the arm 31 of the robot 3. The image pickup device 33 may be detachably attached to the robot 3. In that case, in order to accurately reproduce the mounting position of the image pickup device 33 with respect to the robot 3, a jig such as a positioning pin may be provided at the connection portion between the image pickup device 33 and the robot 3. The image data acquired by the image pickup apparatus 33 may be two-dimensional image data or three-dimensional image data. The image data acquired by the image pickup device 33 is output to the image processing unit 51 of the control device 5 described later.

制御装置5は、CPU、RAM、ROM、不揮発性メモリ、および各種インタフェイスを備えたデジタルコンピュータである。制御装置5は、単一のコンピュータであってもよいし、複数のコンピュータが互いに協働して後述する機能を実現するように構成されていてもよい。例えば、画像処理部51の機能を実現する画像処理装置が、制御装置5とは別個に設けられていてもよい。 The control device 5 is a digital computer including a CPU, a RAM, a ROM, a non-volatile memory, and various interfaces. The control device 5 may be a single computer, or may be configured such that a plurality of computers cooperate with each other to realize the functions described later. For example, an image processing device that realizes the function of the image processing unit 51 may be provided separately from the control device 5.

図1に示されるように、制御装置5は、画像処理部51、状態判定部52、除去実行部53、成果判定部54、除去ツール選択部55、動作変更部56、条件変更部57、および通知部58を備えている。 As shown in FIG. 1, the control device 5 includes an image processing unit 51, a state determination unit 52, a removal execution unit 53, a result determination unit 54, a removal tool selection unit 55, an operation change unit 56, a condition change unit 57, and The notification unit 58 is provided.

画像処理部51は、撮像装置33によって撮像された対象物の画像データを処理する。画像処理に必要な技術は周知であるので、本明細書においては詳述しない。一実施形態において、画像処理部51は、加工開始前のワークWおよび加工工具21,22を撮像して取得される基準画像と、加工開始後のワークWおよび加工工具21,22を撮像して取得される対象画像とを比較して、ワークWおよび加工工具21,22に付着した加工屑の量および位置を検出する。一実施形態において、画像処理部51は、所定時間ごと、例えば30分ごとに取得される対象画像を用いて加工屑の量および位置を順次検出する。 The image processing unit 51 processes the image data of the object captured by the image pickup device 33. The techniques required for image processing are well known and will not be described in detail herein. In one embodiment, the image processing unit 51 captures a reference image acquired by imaging the work W and the machining tools 21 and 22 before the start of machining, and images the work W and the machining tools 21 and 22 after the start of machining. The amount and position of the machining debris adhering to the work W and the machining tools 21 and 22 are detected by comparing with the acquired target image. In one embodiment, the image processing unit 51 sequentially detects the amount and position of processing chips using a target image acquired every predetermined time, for example, every 30 minutes.

状態判定部52は、画像処理部51によって検出されたワークWおよび加工工具21,22に付着した加工屑の量に基づいて、加工屑を除去する必要があるか否かを判定する。状態判定部52の判定結果は、除去実行部53に入力される。一実施形態において、状態判定部52は、加工屑の量が100cm3を超えているときに、加工屑を除去する必要があると判定する。 The state determination unit 52 determines whether or not it is necessary to remove the processing chips based on the amount of the processing chips adhering to the work W and the processing tools 21 and 22 detected by the image processing unit 51. The determination result of the state determination unit 52 is input to the removal execution unit 53. In one embodiment, the state determination unit 52 determines that it is necessary to remove the work chips when the amount of the work chips exceeds 100 cm 3.

除去実行部53は、状態判定部52が加工屑を除去する必要があると判定したときに、画像処理部51によって検出された加工屑の位置に基づいて、ロボット3を動作させて、除去ツール、例えば把持ツール44によって加工屑を除去する除去工程を実行する。 When the state determination unit 52 determines that it is necessary to remove the work chips, the removal execution unit 53 operates the robot 3 based on the position of the work chips detected by the image processing unit 51 to operate the removal tool. For example, a removal step of removing work chips by a gripping tool 44 is performed.

一実施形態において、除去実行部53は、検出された加工屑の量に応じて、除去工程において使用される除去ツールを選択してもよい。例えば、加工屑の量が200cm3を超えている場合、除去実行部53は、裁断ツール43を使用して除去工程を実行するように構成されてもよい。 In one embodiment, the removal execution unit 53 may select a removal tool used in the removal step according to the amount of work chips detected. For example, when the amount of work chips exceeds 200 cm 3 , the removal execution unit 53 may be configured to execute the removal step using the cutting tool 43.

一実施形態において、除去実行部53は、検出された加工屑の量に応じて、除去工程におけるロボット3の動作を選択してもよい。例えば、加工屑の量が200cm3を超えている場合、除去実行部53は、ロボット3の加速度を増大させることによって、より大きな引張力で除去工程を実行するように構成されてもよい。 In one embodiment, the removal execution unit 53 may select the operation of the robot 3 in the removal step according to the detected amount of work chips. For example, when the amount of work chips exceeds 200 cm 3 , the removal execution unit 53 may be configured to execute the removal step with a larger tensile force by increasing the acceleration of the robot 3.

成果判定部54は、除去工程を実行する直前のワークWおよび加工工具21,22を撮像して取得される基準画像と、除去工程を実行した直後のワークWおよび加工工具21,22を撮像して取得される対象画像とを比較して、除去工程の成果を判定する。一実施形態において、成果判定部54は、除去工程後に残った加工屑の量が1cm3以内である場合には、十分に良好な成果が得られたと判定する。 The result determination unit 54 captures a reference image acquired by imaging the work W and the machining tools 21 and 22 immediately before the removal step is executed, and images the work W and the machining tools 21 and 22 immediately after the removal step is executed. The result of the removal process is judged by comparing with the target image acquired in the above. In one embodiment, the result determination unit 54 determines that sufficiently good results have been obtained when the amount of work chips remaining after the removal step is within 1 cm 3.

除去ツール選択部55は、成果判定部54によって除去工程の成果が不十分であると判定された場合に、除去工程の成果と、直前の除去工程において使用された除去ツールのタイプと、に基づいて、次回の除去工程において使用されるべき除去ツールを選択する。一実施形態において、除去ツール選択部55は、直前の除去工程において使用された除去ツールよりも除去能力が高い除去ツールを次回の除去工程のために選択する。除去工程の成果がある程度認められる場合、特に、次回の除去工程において加工屑を確実に除去できると認められる場合は、次回の除去工程において同一の除去ツールを連続して使用してもよい。 The removal tool selection unit 55 is based on the result of the removal step and the type of removal tool used in the immediately preceding removal step when the result determination unit 54 determines that the result of the removal step is insufficient. Then select the removal tool to be used in the next removal step. In one embodiment, the removal tool selection unit 55 selects a removal tool having a higher removal ability than the removal tool used in the immediately preceding removal step for the next removal step. The same removal tool may be continuously used in the next removal step when the results of the removal step are recognized to some extent, especially when it is recognized that the work chips can be reliably removed in the next removal step.

動作変更部56は、成果判定部54によって除去工程の成果が不十分であると判定された場合に、除去工程の成果と、直前の除去工程におけるロボット3の動作と、に基づいて、次回の除去工程におけるロボット3の動作を変更する。一実施形態において、動作変更部56は、直前の除去工程よりも大きい加速度でロボット3を動作させることによって、次回の除去工程を実行する。その場合、除去工程において加工屑を除去するために付与される力が増大されることになる。 When the result determination unit 54 determines that the result of the removal process is insufficient, the operation change unit 56 determines that the result of the removal process is insufficient, and the operation change unit 56 next time is based on the result of the removal process and the operation of the robot 3 in the immediately preceding removal process. The operation of the robot 3 in the removal process is changed. In one embodiment, the motion change unit 56 executes the next removal step by operating the robot 3 at a higher acceleration than the immediately preceding removal step. In that case, the force applied to remove the work chips in the removing step is increased.

条件変更部57は、使用者による入力操作に応答して、成果判定部54による除去工程の成果の判定において適用される条件を変更する。除去工程実行後の加工屑の量を閾値と比較することによって判定を実行する場合、条件変更部57は、使用者の操作に応じて判定に使用される閾値を変更する。それにより、使用者が期待する最低限の加工精度を維持しながら、総加工時間を最短化できるようになる。 The condition change unit 57 changes the conditions applied in the determination of the result of the removal process by the result determination unit 54 in response to the input operation by the user. When the determination is executed by comparing the amount of work chips after the removal step with the threshold value, the condition changing unit 57 changes the threshold value used for the determination according to the operation of the user. As a result, the total machining time can be minimized while maintaining the minimum machining accuracy expected by the user.

通知部58は、成果判定部54によって除去工程の成果が不十分であると連続して判定された回数が、予め定められた回数を超えた場合に、警告を通知する。警告は、使用者が知得可能な任意の態様で通知される。例えば、警告は、音、光、文字情報などの任意の態様で通知される。 The notification unit 58 notifies a warning when the number of times that the result determination unit 54 continuously determines that the result of the removal step is insufficient exceeds a predetermined number of times. The warning is given in any manner known to the user. For example, the warning is given in any form such as sound, light, textual information, and the like.

図6を参照して、本実施形態に係る加工システム10によって実行される加工工程について説明する。 The machining process executed by the machining system 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

ステップS101では、ロボット3のダブルハンド41の一方のチャックで把持された加工前のワークWを工作機械2の内部に搬入する。ワークWを順次加工する場合、ロボット3は、加工前のワークWを工作機械2に搬入する際に、加工済みのワークWを工作機械2から搬出するように動作する。具体的には、治具24上に固定されている加工済みワークWを、ダブルハンド41の、ワークWを把持していない方のチャックで把持して治具24から取出し、次いで加工前のワークWを治具24にセットする。 In step S101, the work W before machining held by one chuck of the double hand 41 of the robot 3 is carried into the machine tool 2. When the work W is sequentially machined, the robot 3 operates so as to carry out the machined work W from the machine tool 2 when the work W before machining is carried into the machine tool 2. Specifically, the processed work W fixed on the jig 24 is gripped by the chuck of the double hand 41 that does not grip the work W and is taken out from the jig 24, and then the work before machining. W is set on the jig 24.

ステップS102では、ロボット3の手首32に取付けられた撮像装置33によって、加工工具21,22およびワークWを撮像する。 In step S102, the machining tools 21 and 22 and the work W are imaged by the image pickup device 33 attached to the wrist 32 of the robot 3.

ステップS103では、工作機械2が、加工工具21,22を使用してワークWを加工する。 In step S103, the machine tool 2 processes the work W using the processing tools 21 and 22.

加工開始後は、撮像装置33によって、予め定められる時間間隔で加工工具21,22およびワークWが撮像される(ステップS104)。ステップS104で取得された画像は、画像処理部51によって、ステップS102で取得された画像と比較される。 After the start of machining, the imaging device 33 images the machining tools 21 and 22 and the work W at predetermined time intervals (step S104). The image acquired in step S104 is compared with the image acquired in step S102 by the image processing unit 51.

ステップS105では、状態判定部52によって、加工屑の除去が必要か否かを判定する。 In step S105, the state determination unit 52 determines whether or not it is necessary to remove the work chips.

ステップS105の判定結果が肯定であった場合、(加工屑の除去が必要であると判定された場合)、ステップS106に進む。ステップS106では、除去ツールを備えたロボット3を動作させて、加工屑の除去工程を実行する。 If the determination result in step S105 is affirmative (when it is determined that the removal of work chips is necessary), the process proceeds to step S106. In step S106, the robot 3 provided with the removal tool is operated to execute the process of removing work chips.

ステップS107では、成果判定部54によって、除去工程の成果が十分であるか、すなわち加工屑が十分に除去されたか否かを判定する。除去工程の成果が不十分であった場合、ステップS106に戻り、除去工程が再度実行される。ステップS106を再実行する際に、必要に応じて、除去ツールまたはロボット3の動作が変更されてもよい。 In step S107, the result determination unit 54 determines whether the result of the removal step is sufficient, that is, whether the work chips are sufficiently removed. If the result of the removal step is insufficient, the process returns to step S106, and the removal step is executed again. When the step S106 is re-executed, the operation of the removal tool or the robot 3 may be changed if necessary.

他方、除去工程の成果が十分であると判定された場合は、ステップS108に進み、加工工程が継続される。 On the other hand, if it is determined that the result of the removal step is sufficient, the process proceeds to step S108, and the processing step is continued.

前述したステップS105の判定において、加工屑の除去が不要であると判定された場合は、ステップS108に進み、加工工程が継続され、ステップS104に戻る。すなわち、所定の時間間隔で取得される画像データに基づいて、ステップS105の判定が繰返し実行される。 If it is determined in the determination of step S105 described above that the removal of machining chips is unnecessary, the process proceeds to step S108, the machining process is continued, and the process returns to step S104. That is, the determination in step S105 is repeatedly executed based on the image data acquired at predetermined time intervals.

一実施形態において、除去工程を実行する必要があるか否かを判定するために加工工具21,22およびワークWを撮像する際(ステップS104)、および除去ツールによって除去工程を実行する際(ステップS106)、工作機械2による加工工程が並行して実行されてもよい。例えば、工作機械2は、除去工程の実行中に、加工ツール21,22の変更、または工作機械内部の清掃などを並行して実行してもよい。 In one embodiment, when imaging the machining tools 21 and 22 and the work W to determine if the removal step needs to be performed (step S104), and when performing the removal step with the removal tool (step). S106), the machining process by the machine tool 2 may be executed in parallel. For example, the machine tool 2 may change the machining tools 21 and 22 or clean the inside of the machine tool in parallel during the execution of the removal process.

図7を参照して、画像処理部51の機能に関連する処理について説明する。ステップS201において、撮像装置33によって、ワークWを加工する前の加工工具21,22および加工前のワークWを撮像して基準画像を取得する。 The processing related to the function of the image processing unit 51 will be described with reference to FIG. 7. In step S201, the imaging device 33 images the machining tools 21 and 22 before machining the work W and the work W before machining to acquire a reference image.

ステップS202では、工作機械2によるワークWの加工を開始する。ステップS203では、予め定められた時間(例えば30分)が経過したか否かを判定する。予め定められた時間が経過したら、ステップS204に進む。 In step S202, machining of the work W by the machine tool 2 is started. In step S203, it is determined whether or not a predetermined time (for example, 30 minutes) has elapsed. After the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S204.

ステップS204では、撮像装置33によって、加工工具21,22およびワークWをステップS201と同じ条件で撮像し、対象画像を取得する。 In step S204, the imaging device 33 images the processing tools 21 and 22 and the work W under the same conditions as in step S201, and acquires the target image.

ステップS205では、画像処理部51によって、基準画像と対象画像とを比較して、加工工具21,22およびワークWに付着した加工屑の量および位置を検出する。撮像装置33によって取得される画像が3次元画像である場合、加工屑が占める体積が加工屑の量として検出されてもよい。撮像装置33によって取得される画像が2次元画像である場合、加工屑が広がる面積が加工屑の量として検出されてもよい。 In step S205, the image processing unit 51 compares the reference image with the target image and detects the amount and position of the machining debris adhering to the machining tools 21 and 22 and the work W. When the image acquired by the image pickup apparatus 33 is a three-dimensional image, the volume occupied by the work chips may be detected as the amount of the work chips. When the image acquired by the image pickup apparatus 33 is a two-dimensional image, the area where the processing chips spread may be detected as the amount of processing chips.

ステップS206では、検出された加工屑の量および位置に関するデータを状態判定部52に出力する。 In step S206, data regarding the amount and position of the detected work chips are output to the state determination unit 52.

図8を参照して、状態判定部52の機能に関連する処理について説明する。ステップS301では、加工屑の量が閾値を超えたか否かを判定する。加工屑の量は、前述したように、画像処理部51によって基準画像と対象画像とを比較して求められる。 A process related to the function of the state determination unit 52 will be described with reference to FIG. In step S301, it is determined whether or not the amount of work chips exceeds the threshold value. As described above, the amount of processing waste is determined by the image processing unit 51 by comparing the reference image and the target image.

加工屑の量が閾値(例えば100cm3)を超えている場合、ステップS302に進み、除去工程を実行するために、除去実行部53に信号を送出する。他方、加工屑の量が閾値の範囲内である場合は、除去工程を実行する必要はないとみなし、ワークWの加工を継続する(ステップS303)。 When the amount of work chips exceeds the threshold value (for example, 100 cm 3 ), the process proceeds to step S302, and a signal is sent to the removal execution unit 53 to execute the removal step. On the other hand, when the amount of work chips is within the threshold range, it is considered that it is not necessary to execute the removal step, and the work W is continued to be machined (step S303).

図9を参照して、除去実行部53の機能に関連する処理について説明する。ステップS401では、除去工程を実行すべきであることを表す信号が、状態判定部52から入力されたか否かを判定する。そのような信号を受信していない場合は、ステップS405に進み、加工工程を継続する。 A process related to the function of the removal execution unit 53 will be described with reference to FIG. In step S401, it is determined whether or not a signal indicating that the removal step should be executed has been input from the state determination unit 52. If no such signal has been received, the process proceeds to step S405 to continue the machining process.

状態判定部52からの信号を受信している場合(ステップS401での判定結果が工程である場合)、ステップS402に進み、ロボット3の手首32に取付けられた除去ツールを使用して加工屑の除去工程を実行する。 When the signal from the state determination unit 52 is received (when the determination result in step S401 is a process), the process proceeds to step S402, and the removal tool attached to the wrist 32 of the robot 3 is used to remove the machining waste. Perform the removal step.

ステップS403では、除去工程の成果を判定するために、成果判定部54に信号を送出する。ステップS404では、成果判定部54が、除去工程の成果が十分であったか否かを判定する。除去工程の成果が不十分であった場合は、ステップS402に戻り、除去工程を再度実行する。他方、除去工程の成果が十分であった場合は、ステップS405に進み、加工工程を継続する。 In step S403, a signal is sent to the result determination unit 54 in order to determine the result of the removal step. In step S404, the result determination unit 54 determines whether or not the result of the removal step is sufficient. If the result of the removal step is insufficient, the process returns to step S402 and the removal step is executed again. On the other hand, if the result of the removal step is sufficient, the process proceeds to step S405 and the processing step is continued.

図10を参照して、成果判定部54の機能に関連する処理について説明する。ステップS501では、画像処理部51による検出結果に基づいて、除去工程実行後の加工屑の量が閾値以内であるか否かを判定する。閾値は、使用者によって必要に応じて変更されてもよい。使用者は、例えば、ワークWの寸法、ワークWの材料に応じて、閾値を適宜設定する。 A process related to the function of the result determination unit 54 will be described with reference to FIG. In step S501, it is determined whether or not the amount of work chips after the removal step is executed is within the threshold value based on the detection result by the image processing unit 51. The threshold may be changed by the user as needed. The user appropriately sets the threshold value according to, for example, the dimensions of the work W and the material of the work W.

加工屑の量が閾値(例えば1cm3)以内であった場合は、ステップS503に進み、加工工程を継続する。他方、加工屑の量が閾値を超えている場合は、ステップS502に進み、除去工程を再度実行するために、除去実行部53に信号を送出する。 If the amount of work chips is within the threshold value (for example, 1 cm 3 ), the process proceeds to step S503 and the work process is continued. On the other hand, when the amount of work chips exceeds the threshold value, the process proceeds to step S502, and a signal is sent to the removal execution unit 53 in order to execute the removal step again.

成果判定部54によって、除去工程後の加工屑の量が閾値を超えていると予め定められる回数連続して判定された場合、通知部58は、使用者に警告を通知する。除去工程を繰返し実行しても加工屑を十分に除去できない場合、何らかの理由で除去工程が適切に実行されていない可能性がある。したがって、使用者に対して警告をすることによって、不具合の原因を解消するよう促すことができる。 When the result determination unit 54 continuously determines that the amount of work chips after the removal step exceeds the threshold value a predetermined number of times in succession, the notification unit 58 notifies the user of a warning. If the work chips cannot be sufficiently removed even if the removal process is repeatedly executed, it is possible that the removal process is not properly executed for some reason. Therefore, by giving a warning to the user, it is possible to urge the user to eliminate the cause of the problem.

本実施形態に係る加工システム10によれば、次のような効果を奏することができる。 According to the processing system 10 according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

(1)除去工程の前後の加工工具およびワークの画像を比較することによって、加工屑が適切に除去できたか否かが判定される。したがって、人手を介さずに加工工具およびワークの状態を確認できるようになり、工程の自動化が可能になる。例えば、アルミニウムまたはステンレス鋼などの高い靭性を有する材料から形成されるワークを加工する場合、除去工程を適切に実行するのが困難な傾向にある。しかしながら、本実施形態に係る加工システムは、除去工程の有効性を確認する機能を有しているので、ワークの材料または加工量などの条件とは無関係に、加工工程を確実に実行できる。 (1) By comparing the images of the machining tool and the work before and after the removal step, it is determined whether or not the machining chips can be properly removed. Therefore, the state of the machining tool and the work can be confirmed without human intervention, and the process can be automated. For example, when machining a workpiece formed from a highly tough material such as aluminum or stainless steel, it tends to be difficult to properly perform the removal step. However, since the processing system according to the present embodiment has a function of confirming the effectiveness of the removing process, the processing process can be reliably executed regardless of conditions such as the material of the work or the processing amount.

(2)除去工程を実行した後であっても加工屑が十分に除去されていない場合、除去工程が繰返し実行される。したがって、加工屑をより確実に除去できるようになる。 (2) If the work chips are not sufficiently removed even after the removal step is executed, the removal step is repeatedly executed. Therefore, the processing waste can be removed more reliably.

(3)加工屑の付着状況に応じて適切な除去ツールが選択される。したがって、加工屑の除去工程を効率的に実行できるようになる。 (3) An appropriate removal tool is selected according to the state of adhesion of work chips. Therefore, the process of removing work chips can be efficiently executed.

(4)加工屑の付着状況に応じて、除去工程を実行する際のロボットの動作が選択される。したがって、加工屑の除去工程を効率的に実行できるようになる。 (4) The operation of the robot when executing the removal step is selected according to the adhesion state of the work chips. Therefore, the process of removing work chips can be efficiently executed.

(5)加工工程を中断することなく加工屑の除去工程を実行できる。したがって、全体としての作業効率が向上する。 (5) The process of removing processing chips can be executed without interrupting the processing process. Therefore, the work efficiency as a whole is improved.

(6)除去工程を連続して所定回数実行しても、加工屑を除去できない場合、警告が通知される。したがって、何らかの不具合が生じている場合に、ロボットが加工屑の除去工程を繰返し実行するのを防止できる。 (6) If the work chips cannot be removed even after the removal steps are continuously executed a predetermined number of times, a warning is notified. Therefore, it is possible to prevent the robot from repeatedly executing the process of removing work chips when some kind of trouble occurs.

(7)加工屑の除去工程の成果基準が使用者によって任意に設定される。したがって、状況に応じて必要な除去工程が確実に実行されるようになり、加工工程の作業効率が向上する。 (7) The result standard of the processing waste removal process is arbitrarily set by the user. Therefore, the necessary removal process is surely executed according to the situation, and the work efficiency of the processing process is improved.

図11〜図13を参照して、第2の実施形態に係る加工システム10について説明する。第1の実施形態に関連して前述した事項については説明を適宜省略する。 The processing system 10 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 13. The above-mentioned matters related to the first embodiment will be omitted as appropriate.

加工工具は、加工精度に重大な影響を与える部位を有していることがある。そのような部位に加工屑が付着していれば、付着量が少量であっても、加工精度が低下する原因となり得る。したがって、本実施形態に係る加工システム10は、加工工具の特定の位置に加工屑が付着している場合に、除去工程を速やかに実行するように構成される。 Machining tools may have parts that have a significant impact on machining accuracy. If the processing waste adheres to such a portion, even a small amount of the processing waste may cause a decrease in processing accuracy. Therefore, the machining system 10 according to the present embodiment is configured to promptly execute the removal step when the machining chips are attached to a specific position of the machining tool.

本実施形態において、画像処理部51は、加工開始前の加工工具21,22を撮像装置33によって撮像して取得される基準画像と、加工開始後の加工工具21,22を撮像装置33によって撮像して取得される対象画像とを比較して、加工工具21,22に付着した加工屑の位置を検出するように構成される。 In the present embodiment, the image processing unit 51 captures the reference image acquired by imaging the machining tools 21 and 22 before the start of machining by the image pickup device 33 and the machining tools 21 and 22 after the start of machining by the image pickup device 33. It is configured to detect the position of the machining debris adhering to the machining tools 21 and 22 by comparing with the target image acquired in the above process.

成果判定部54は、加工開始前の、加工屑が付着していない加工工具21,22を撮像装置33によって撮像して取得される基準画像と、除去工程を実行した直後の加工工具21,22を撮像装置33によって撮像して取得される対象画像とを比較して、除去工程の成果を判定するように構成される。 The result determination unit 54 captures a reference image acquired by imaging the machining tools 21 and 22 to which no machining debris is attached by the imaging device 33 before the start of machining, and the machining tools 21 and 22 immediately after the removal step is executed. Is configured to be compared with the target image acquired by the image pickup device 33 to determine the result of the removal step.

図11を参照して、画像処理部51の機能に関連する処理について説明する。ステップS601において、撮像装置33によって、加工開始前の加工工具21,22を撮像して基準画像を取得する。 The processing related to the function of the image processing unit 51 will be described with reference to FIG. In step S601, the imaging device 33 images the machining tools 21 and 22 before the start of machining to acquire a reference image.

ステップS602では、工作機械2によるワークWの加工を開始する。ステップS603では、予め定められた時間が経過したか否かを判定する。予め定められた時間が経過したら、ステップS604に進む。 In step S602, machining of the work W by the machine tool 2 is started. In step S603, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed. After the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S604.

ステップS604では、撮像装置33によって、加工工具21,22をステップS601と同じ条件で撮像し、対象画像を取得する。 In step S604, the imaging device 33 images the processing tools 21 and 22 under the same conditions as in step S601 to acquire the target image.

ステップS605では、画像処理部51によって、基準画像と対象画像とを比較して、加工工具21,22に付着した加工屑の位置を検出する。 In step S605, the image processing unit 51 compares the reference image with the target image and detects the position of the machining debris adhering to the machining tools 21 and 22.

ステップS206では、検出された加工屑の位置に関するデータを状態判定部52に出力する。 In step S206, the data regarding the position of the detected work chips is output to the state determination unit 52.

図12を参照して、状態判定部52の機能に関連する処理について説明する。ステップS701では、加工屑が加工工具21,22の所定の位置に付着しているか否かを判定する。加工精度に影響を与える箇所に加工屑が付着している場合、状態判定部52は、当該加工屑を除去する必要があると判定する。 A process related to the function of the state determination unit 52 will be described with reference to FIG. In step S701, it is determined whether or not the machining chips are attached to the predetermined positions of the machining tools 21 and 22. When the processing waste adheres to a portion that affects the processing accuracy, the state determination unit 52 determines that the processing waste needs to be removed.

加工屑が所定の位置に付着していると判定された場合、ステップS702に進み、除去工程を実行するために、除去実行部53に信号を送出する。他方、加工屑が所定の位置に付着していないと判定された場合は、除去工程を実行する必要はないとみなし、ワークWの加工を継続する(ステップS703)。 When it is determined that the work chips are attached to a predetermined position, the process proceeds to step S702, and a signal is sent to the removal execution unit 53 in order to execute the removal step. On the other hand, when it is determined that the work chips are not attached to the predetermined positions, it is considered that it is not necessary to execute the removal step, and the work W is continued to be machined (step S703).

ステップS701の判定の対象になる加工工具21,22の「所定の位置」は、予め定められていてもよいし、或いは使用者によって指定されてもよい。 The "predetermined position" of the machining tools 21 and 22 to be determined in step S701 may be predetermined or may be specified by the user.

図13を参照して、成果判定部54の機能に関連する処理について説明する。ステップS801では、画像処理部51による検出結果に基づいて、加工屑の除去が完了したか否かを判定する。 A process related to the function of the result determination unit 54 will be described with reference to FIG. In step S801, it is determined whether or not the removal of work chips is completed based on the detection result by the image processing unit 51.

加工屑の除去が完了していて、加工工具21,22の所定の位置に加工屑が残っていない場合、ステップS803に進み、加工工程を継続する。他方、加工屑の除去が完了していない場合は、ステップS802に進み、除去工程を再度実行するために、除去実行部53に信号を送出する。 When the removal of the machining chips is completed and no machining chips remain at the predetermined positions of the machining tools 21 and 22, the process proceeds to step S803 to continue the machining process. On the other hand, if the removal of the work chips is not completed, the process proceeds to step S802, and a signal is sent to the removal execution unit 53 in order to execute the removal step again.

第2の実施形態によれば、加工精度に影響を与える箇所に加工屑が付着しているときに、当該加工屑を加工工具から除去する工程が自動的に実行される。それにより、加工工具に付着した加工屑に起因して加工精度が低下するのを防止できる。 According to the second embodiment, when the machining chips are attached to the portion affecting the machining accuracy, the step of removing the machining chips from the machining tool is automatically executed. As a result, it is possible to prevent the machining accuracy from being lowered due to the machining chips adhering to the machining tool.

また、加工屑の付着を回避すべき箇所が使用者によって指定されるようにした実施形態によれば、特殊な構成を有する加工工具においても、加工工具に付着した加工屑に起因して加工精度が低下するのを防止できるようになる。 Further, according to the embodiment in which the portion where the adhesion of the machining waste should be avoided is specified by the user, even in the machining tool having a special configuration, the machining accuracy is caused by the machining precision adhering to the machining tool. Can be prevented from decreasing.

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、当業者であれば、他の実施形態によっても本発明の意図する作用効果を実現できることを認識するであろう。特に、本発明の範囲を逸脱することなく、前述した実施形態の構成要素を削除または置換することができるし、或いは公知の手段をさらに付加することができる。また、本明細書において明示的または暗示的に開示される複数の実施形態の特徴を任意に組合せることによっても本発明を実施できることは当業者に自明である。 Although various embodiments of the present invention have been described above, those skilled in the art will recognize that other embodiments can also realize the intended effects of the present invention. In particular, the components of the above-described embodiments can be deleted or replaced without departing from the scope of the present invention, or known means can be further added. It will also be apparent to those skilled in the art that the present invention can also be practiced by optionally combining the features of a plurality of embodiments explicitly or implicitly disclosed herein.

10 加工システム
2 工作機械
21 加工工具
22 加工工具
23 テーブル
24 治具
3 ロボット
31 アーム
32 手首(可動部)
33 撮像装置
4 ツール用ストッカ
41 ダブルハンド(把持部)
42 高圧洗浄ノズル(除去ツール)
43 裁断ツール(除去ツール)
44 把持ツール(除去ツール)
5 制御装置
51 画像処理部
52 状態判定部
53 除去実行部
54 成果判定部
55 除去ツール選択部
56 動作変更部
57 条件変更部
58 通知部
W ワーク
10 Machining system 2 Machine tool 21 Machining tool 22 Machining tool 23 Table 24 Jig 3 Robot 31 Arm 32 Wrist (moving part)
33 Imaging device 4 Tool stocker 41 Double hand (grip part)
42 High pressure cleaning nozzle (removal tool)
43 Cutting tool (removal tool)
44 Gripping tool (removal tool)
5 Control device 51 Image processing unit 52 Status judgment unit 53 Removal execution unit 54 Result judgment unit 55 Removal tool selection unit 56 Operation change unit 57 Condition change unit 58 Notification unit W work

Claims (9)

加工工具を備えた工作機械と、前記工作機械によって加工されるべきワークを把持可能な把持部および加工屑を除去する除去ツールを選択的に使用可能なロボットと、前記ロボットの可動部に設けられた撮像装置と、を備える加工システムであって、
加工開始前の前記ワークおよび前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第1の基準画像と、加工開始後の前記ワークおよび前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第1の対象画像とを比較して、前記ワークおよび前記加工工具に付着した加工屑の量および位置を画像処理に基づき検出する画像処理部と、
前記画像処理部によって検出された前記加工屑の量に基づいて、前記加工屑を除去する必要があるか否かを判定する状態判定部と、
前記状態判定部が前記加工屑を除去する必要があると判定したときに、前記画像処理部によって検出された前記加工屑の位置に基づいて、前記ロボットを動作させて、前記除去ツールによって前記加工屑を除去する除去工程を実行する除去実行部と、
前記除去工程を実行する直前の前記ワークおよび前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第2の基準画像と、前記除去工程を実行した直後の前記ワークおよび前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第2の対象画像とを比較して、前記除去工程の成果を画像処理に基づき判定する成果判定部と、
を備える、加工システム。
A machine tool equipped with a machining tool, a robot capable of selectively using a grip portion capable of gripping a workpiece to be machined by the machine tool and a removal tool for removing machining debris, and a movable portion of the robot are provided. It is a processing system equipped with an imaging device.
The first reference image acquired by imaging the work and the processing tool before the start of processing by the image pickup device, and the first reference image acquired by imaging the work and the processing tool after the start of processing by the image pickup device. An image processing unit that compares the target image of 1 and detects the amount and position of processing debris adhering to the work and the processing tool based on image processing.
A state determination unit that determines whether or not it is necessary to remove the processing waste based on the amount of the processing waste detected by the image processing unit.
When the state determination unit determines that it is necessary to remove the processing waste, the robot is operated based on the position of the processing waste detected by the image processing unit, and the processing is performed by the removing tool. A removal execution unit that executes a removal process that removes debris,
The image pickup device captures a second reference image obtained by imaging the work and the processing tool immediately before the removal step is executed by the imaging device, and the work and the processing tool immediately after the removal step is executed. A result determination unit that determines the result of the removal step based on image processing by comparing with the second target image acquired by imaging by
A processing system equipped with.
前記除去実行部は、前記成果判定部によって前記除去工程の成果が不十分であると判定された場合に、前記除去工程を再度実行するように構成される、請求項1に記載の加工システム。 The processing system according to claim 1, wherein the removal execution unit is configured to execute the removal step again when the result determination unit determines that the result of the removal step is insufficient. 前記ロボットは、複数の異なるタイプの除去ツールを選択的に使用可能であるように構成されており、
前記加工システムは、
前記成果判定部によって前記除去工程の成果が不十分であると判定された場合に、前記除去工程の成果と、直前の前記除去工程において使用された除去ツールのタイプと、に基づいて、次回の前記除去工程において使用されるべき除去ツールを選択する除去ツール選択部をさらに備える、請求項2に記載の加工システム。
The robot is configured to selectively use a number of different types of removal tools.
The processing system
When the result determination unit determines that the result of the removal step is insufficient, the next time based on the result of the removal step and the type of the removal tool used in the immediately preceding removal step. The processing system according to claim 2, further comprising a removal tool selection unit that selects a removal tool to be used in the removal step.
前記成果判定部によって前記除去工程の成果が不十分であると判定された場合に、前記除去工程の成果と、直前の前記除去工程における前記ロボットの動作と、に基づいて、次回の前記除去工程における前記ロボットの動作を変更する動作変更部をさらに備える、請求項2または3に記載の加工システム。 When the result determination unit determines that the result of the removal step is insufficient, the next removal step is based on the result of the removal step and the operation of the robot in the immediately preceding removal step. The processing system according to claim 2 or 3, further comprising an operation changing unit for changing the operation of the robot in the above. 前記除去実行部が、前記工作機械によって実行される加工工程と並行して前記除去工程を実行するように構成される、請求項1から4のいずれか1項に記載の加工システム。 The machining system according to any one of claims 1 to 4, wherein the removal execution unit is configured to execute the removal step in parallel with the machining step executed by the machine tool. 前記成果判定部によって前記除去工程の成果が不十分であると連続して判定された回数が、予め定められた回数を超えた場合に、警告を通知する通知部をさらに備える、請求項2から5のいずれか1項に記載の加工システム。 2. The present invention further comprises a notification unit that notifies a warning when the number of times that the result determination unit continuously determines that the result of the removal step is insufficient exceeds a predetermined number of times. 5. The processing system according to any one of 5. 使用者による入力操作に応答して、前記成果判定部による前記除去工程の成果の判定において適用される条件を変更する条件変更部をさらに備える、請求項1から6のいずれか1項に記載の加工システム。 The invention according to any one of claims 1 to 6, further comprising a condition changing unit that changes the conditions applied in determining the result of the removal step by the result determining unit in response to an input operation by the user. Processing system. 前記成果判定部は、前記除去工程後に残った加工屑の量前記第2の対象画像に基づき判定する、請求項1から7のいずれか一項に記載の加工システム。 The processing system according to any one of claims 1 to 7, wherein the result determination unit determines the amount of processing waste remaining after the removal step based on the second target image. 前記成果判定部はさらに、加工開始前の、加工屑が付着していない前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第3の基準画像と、前記除去工程の直後において前記加工工具を前記撮像装置によって撮像して取得される第3の対象画像とを比較して、前記除去工程の成果を画像処理に基づき判定する、請求項8に記載の加工システム。 The result determination unit further obtains a third reference image obtained by imaging the machining tool to which no machining debris is attached before the start of machining by the imaging device, and the machining tool immediately after the removal step. The processing system according to claim 8, wherein the result of the removal step is determined based on image processing by comparing with a third target image captured and acquired by the imaging device.
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