工件把持判定系统的制作方法

文档序号:25998713发布日期:2021-07-23 21:14阅读:60来源:国知局
工件把持判定系统的制作方法

本发明涉及一种工件把持判定系统,在加工机与工件自动搬运机之间确认工件的交接,且使用激光测定器。



背景技术:

在机床中进行工件的加工的情况下,为了得到所要求的高加工精度,需要在主轴夹头等工件保持部正确地把持工件。因此,在机床设置有检测工件就位时的空气压并判定工件的把持状态等的检测装置。除此之外,下述专利文献1公开一种工件安装判定机构,其通过触摸传感器和激光测定器的计测来判定主轴夹头所把持的工件的状态。具体而言,计测工件的旋转轴方向端部的触摸传感器在与主轴夹头的旋转轴平行的方向上以可自由移动的方式组装,激光测定器以使激光从与旋转轴垂直的方向在工件外周投射的方式设置于离开主轴夹头的位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-135656号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

然而,上述专利文献1的以往例虽对被机床的主轴夹头把持的工件进行确认,但针对由工件自动搬运机搬运时的工件也需要把持判定。这是因为需要确认是否适当地进行与主轴夹头之间的换抓,换句话说加工后的工件是否没有与工件自动搬运机侧交接且是否没有留在机床内。而且,至此为止工件自动搬运机的工件的把持判定在加工室外进行。但是,若这样,则检测位置远离主轴夹头,因此,在没有抓住工件的情况下,导致从判定结果出来起至转移至接下来的动作为止的时间损耗变大。另一方面,与上述专利文献1相同也考虑在加工室内设置传感器那样的结构,但该加工室内在冷却液飞溅的环境下,因此,存在传感器容易发生故障等问题。

因此,本发明为了解决这样的课题,目的在于提供在加工室外安装激光测定器的工件把持判定系统。

用于解决课题的技术方案

本发明的一方式的工件把持判定系统具有:加工机,在加工室内对把持装置所把持的工件进行加工;工件自动搬运机,对上述加工机进行工件的交接;激光测定器,安装于上述加工室外,并对上述工件自动搬运机从上述把持装置抓取到的上述加工室内的工件投射激光;及工件把持判定装置,基于上述激光测定器的测定信息,判定上述工件自动搬运机是否抓取了工件。

发明效果

根据上述结构,安装于加工室外的激光测定器在加工室内对由工件自动搬运机从把持装置抓取到的工件投射激光,由此基于该激光测定器的测定信息,判定工件自动搬运机是否抓取了工件,因此,能够以短时间进行从把持装置抓取到的工件的把持确认。

附图说明

图1是表示机床的内部构造的侧视图。

图2是表示工件自动搬运机移动时的状态的侧视图。

图3是表示工件自动搬运机的工件交接的状态的侧视图。

图4是将工件自动搬运机的工件取出时的状态简化示出的侧视图。

图5是将相对于工件自动搬运机的工件把持检测时的状态简化示出的侧视图。

图6是将清扫装置的结构简化示出的图。

具体实施方式

接下来,以下参照附图对本发明所涉及的工件把持判定系统的一实施方式进行说明。在本实施方式中,将在机床与工件自动搬运机之间进行工件的交接的情况下的工件把持判定系统列举为例子进行说明。图1是表示机床的内部构造的侧视图。该机床1组装在具备车轮的可动床18上,并能够沿着铺设于基体2的上表面的导轨201在前后方向上移动。在本实施方式中,将与主轴装置11的水平的主轴平行的方向且机体前后方向作为z轴方向、将与z轴正交的铅垂的机体上下方向作为x轴方向、而且将与z轴及x轴正交的机体宽度方向作为y轴方向进行说明。

机床1在可动床18上搭载有主轴装置11,并具有能够使把持工件w的主轴夹头12旋转的结构。机床1具有具备立铣刀、钻头等旋转工具或者刀具等切削工具的工具台16,并设置有能够使该工具台16进行旋转转位的转塔装置15。另外,机床1是具有使转塔装置15在z轴方向上移动的z轴驱动装置13和使转塔装置15在x轴方向上移动的x轴驱动装置14的2轴车床。z轴驱动装置13及x轴驱动装置14具有能够滑动的z轴滑动件131或者x轴滑动件141,并构成为通过滚珠丝杠机构使伺服马达的旋转输出转换为直行运动而移动。而且,在机床1搭载有用于对主轴装置11、z轴驱动装置13、x轴驱动装置14及转塔装置15等的各驱动部进行控制的控制装置5。

机床1针对工件w的加工的润滑、针对切屑的冲洗,使用冷却液。在基体2内的存积槽21,与工件w的切屑等一起存留有用完的冷却液。存积槽21内的冷却液以穿过过滤器而向冷却液罐22输送的方式循环,从此处通过泵23向加工室10内送出。除了和泵23连接的冷却液管24与用于将切屑向存积槽21内冲洗的清扫用喷嘴连接之外,分支的配管也与转塔装置15连接,也从工具台16向工件w的加工点喷射冷却液。

机床1除了构成加工室10的机体罩3之外,还在机体前表面部设置有能够开闭的前罩4。前罩4是在相同的罩形状的加工机等沿宽度方向排列的情况下形成搬运空间20的部件,其中如图2及图3所示,装入有进行工件w的交接的工件自动搬运机8。图2及图3是表示工件自动搬运机8相对于机床1的关系的侧视图,特别是,图2示出移动时的状态,图3示出工件交接的状态。

机床1成为宽度窄且在前后方向上较长的形状,在图2及图3所示的机体前部构成加工室10。而且,以使多关节机器人26在机床1的前侧移动的方式构成工件自动搬运机8。机床1在形成于机体罩3的开口部设置有自动的滑动门301,工件自动搬运机8通过该滑动门301打开,由此多关节机器人26从开口部进入加工室10内,进行工件w相对于主轴夹头12的交接。

该工件自动搬运机8在以使行驶台36沿y轴方向移动的方式构成的行驶装置25上组装有多关节机器人26。多关节机器人26构成为,上臂部件31和前臂部件32通过第1关节机构33及第2关节机构34的驱动而改变形态。具体而言,能够变形为图2所示那样的上臂部件31和前臂部件32折叠并直立的移动姿势和图3所示那样的前倾并伸展的作业姿势。而且,在多关节机器人26的前端部组装有具备夹头机构的机器人手27,能够进行工件w的把持及释放。

工件搬运装置8相对于与其他加工机等一起构成加工线的机床1,通过行驶装置25的驱动使多关节机器人26移动,如图5所示进行工件w的交接。而且,对于接受到工件w的机床1而言,通过转塔装置15的旋转转位选择工具台16的工具,通过z轴驱动装置13及x轴驱动装置14的驱动,针对该工具进行向z轴方向及x轴方向的预定位置的移动。在主轴装置11中,对主轴夹头12给予旋转,并通过使工具与旋转的工件w抵接而进行切削加工等。其后,将加工后的工件w由工件自动搬运机8从主轴夹头12取下,并向接下来的加工机等搬运。

在这样的机床1及工件自动搬运机8中,为了适当地进行工件w的自动加工,进行主轴夹头12、机器人手27的工件w的把持判定。在机床1装入有对主轴夹头12的就位进行判定的就位判定装置。虽未详细图示,但该就位判定装置构成为,经由空气流路对形成于主轴夹头12的检测孔送入压缩空气,检测孔被工件w堵塞的状态换句话说工件w的就位状态基于空气流路内的背压来判定。通过该就位判定装置,能够确认主轴夹头12正确地把持工件w,能够进行对于工件w的精密加工。

另一方面,工件自动搬运机8进行从主轴夹头12切实地接受到加工后的工件w的确认。这是由于存在机器人手27没有夹住工件w、还保持工件w留在主轴夹头12的状态的情况。至此为止,在搬运空间20安装有传感器,在设定于加工室10外的检测点处进行机器人手27的工件把持判定。但是,机器人手27从加工室10出来而达到搬运空间20为止的距离长,因此,在产生了机器人手27的把持错误的情况下,导致直至向工件交接的重试动作、机床1的驱动停止等接下来的动作转移为止的时间变长。

此处,在本实施方式中,构成能够在加工室10内确认机器人手27所把持的工件w的有无的工件把持判定系统。此时,为了执行加工室10内的检测,认为例如将检测传感器设置于加工室10内即可。但是,由于冷却液在加工时的加工室10内飞溅,所以恐怕使检测传感器受到其影响而产生故障等。在本实施方式中,考虑到这一点,在图3所示的位置即加工室10的外侧的搬运空间20内,特别是在设置有自动的滑动门301的机体罩3的开口部上,经由托架而安装有激光传感器6。

此处,图4及图5是将工件自动搬运机8简化而示出的侧视图,图4示出工件取出时的状态,图5示出工件把持检测时的状态。激光传感器6例如使用时间计测式传感器,测定直至接受到反映出工件w的激光601为止的时间,并通过该检测时间判定工件w的有无。对于该激光传感器6而言,以使激光601倾斜地从设置位置的搬运空间20侧向加工室10内投射的方式决定安装角度,并设定有对被机器人手27把持的工件w进行检测的检测点p。该检测点p越接近主轴夹头12越优选,但为了避免错误检测,设定于距主轴夹头12离开了预定距离l的位置。

这是由于,若在过于接近主轴夹头12的位置,则恐怕无法区分激光601反射出机器人手27所把持的工件w的正常的检测和没有把持工件w而激光601反射出主轴夹头12等的情况下的检测的差异。另一方面,若检测点p远离主轴夹头12,则违背要缩短直至确认工件w的把持错误为止的时间的目的。此处,将至少比供工件w相对于加工室10出入的滑动门301的位置(图5所示的边界线30的位置)接近主轴夹头12的位置设定为检测点p。从这一点出发,在本实施方式中,机床1中优选的检测点p处于距主轴夹头12离开了100mm左右的位置。

对加工中的加工室10内供给冷却液,特别是在接近加工点的检测点p的附近,对旋转的工件w喷射冷却液而剧烈地飞溅。因此,导致在加工后的工件w,冷却液成为水滴而附着于表面,存在工件表面的水滴对激光601的反射带来影响的可能性。另外,工件加工时飞溅的冷却液在加工后成为水雾状而在加工室10内漂浮。若在这样的环境中投射激光601,则存在被水雾状的冷却液反射而仍然受到影响的可能性。因此,本实施方式的机床1采取消除工件把持检测时给予影响的冷却液的水滴、水雾的结构。

具体而言,使用装入转塔装置15的清扫装置17。图6是将该清扫装置17的结构简化示出的图。对于转塔装置15而言,多个工具49装配于工具台16,通过旋转转位能够选择执行加工的工具49。转塔装置15在z轴滑动件131固定有装置主体151,工具台16经由转位机构组装于该装置主体151。而且,在该转塔装置15形成有从装置主体151至工具台16连通的空气流路41。

工具台16成为多边形形状,且在各边能够拆装与工具49一体的工具块48。在工具台16,除了工具块48之外,还能够拆装具备空气喷嘴44的喷嘴块42,在此处形成有与装置主体151侧的空气流路41连通的空气流路43。在空气流路41、43连接有从压缩机45延伸的空气配管46,在该空气配管46设置有开闭电磁阀47。因此,清扫装置17构成吹气机,上述吹气机使来自空气压缩机45的压缩空气穿过空气流路41、43,且使空气从空气喷嘴44喷出。

工件自动搬运机8具有对行驶装置25、多关节机器人26及机器人手27的驱动进行控制的控制装置28,在该存储器内储存有用于将工件w与机床1等进行交接的搬运程序。特别是,在本实施方式中,在该搬运程序内装入工件把持判定程序。另一方面,机床1与其他加工机等一起构成加工线,各个控制装置与工件自动搬运机8的控制装置28连接,并在加工线内构建lan。而且,在机床1的控制装置5储存有根据工件自动搬运机8的工件把持判定处理使清扫装置17工作的支持程序。

此处,对于将加工后的工件w向接下来的工序搬运的工件自动搬运机8而言,如图4所示,从滑动门301打开的开口部进入加工室10内。多关节机器人26一边改变姿势一边从搬运空间20向加工室10的深处延伸,通过前端的机器人手27在与主轴夹头12之间进行工件w的换抓。其后,多关节机器人26折叠,在工件w向加工室10外运送的中途的检测点p处进行工件把持确认。

抓住工件w的机器人手27以使工件w向上直至移动到检测点p为止的方式进行90度的旋转。而且,在工件w移动至检测点p时,多关节机器人26停止约1秒左右,在此处从激光传感器6投射激光601,判定有无被机器人手27把持的工件w。在机器人手27把持工件w的情况下,通过反射了该工件w的激光601的受光进行存在工件的判定。另一方面,在机器人手27没有把持工件w的情况下,导致激光601穿过机器人手27。在该情况下被其他物体反射而接受激光601,因此,检测时间不同,由此进行工件把持错误的判定。

在这样的检测时,在加工后的工件w从主轴夹头12移动至检测点p的期间,通过清扫装置17等的驱动,进行吹走附着于工件w的水滴、周围的水雾的支持作业。在支持作业中,针对清扫装置17的空气喷嘴44,通过转塔装置15的旋转转位调节喷出空气的朝向,通过z轴驱动装置13、x轴驱动装置14的驱动来调节向加工室10喷出空气的位置。因此,在工件把持检测时,如图5所示,从空气喷嘴44喷出空气,通过该空气而吹走工件w的水滴、周围的水雾,从而进行消除了冷却液的影响的激光601的投射及受光。

根据这样的工件把持判定,在出现机器人手27没有抓住工件w这样的错误判定的情况下,需要作业者通过手动作业从主轴夹头12取下工件w。因此,多关节机器人26避让至搬运空间20内的预定位置,与机床1一起进行驱动停止控制。此外,也可以是,在出现了错误判定的情况下,通过重试动作再次进行相对于主轴夹头12的工件w的换抓和机器人手27所抓取的工件w的把持检测。另一方面,在能够确认出机器人手27抓住工件w的情况下,将该工件w向接下来的加工机等搬运。

因此,在本实施方式中,由于将接近主轴夹头12的位置作为检测点p,所以能够以短时间获得检测结果,能够比以往缩短直至转移到接下来的动作为止的时间损耗。另外,激光传感器6安装于加工室10外,因此,不会受到因冷却液引起的负面影响。特别是,激光传感器6的安装位置为设置有滑动门301的机体罩3的开口上部,因此,也不会妨碍多关节机器人26的动作。而且,通过执行使用了吹气机的支持作业,提高使用了激光传感器6的工件把持检测的精度。

然而,在本实施方式中,构成为,使检测点p恒定来进行工件把持检测。因此,需要使工件w停止1秒左右。因此,也认为作为激光传感器6的安装器具,加入激光601的投射角度可调节的驱动结构,使投射位置与预先知道的工件w的移动位置匹配地变化。相对于从主轴夹头12向机器人手27换抓而移动的工件w,遍及恒定的移动范围投射激光601,对直至伴随着移动而变化的受光为止的时间进行运算处理来判定。由此,能够不停止而进行工件w的把持判定。

以上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明不限定于这些,能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

例如,在上述实施方式中,将从主轴夹头12移动了100mm左右的位置作为检测点p,使工件w停止1秒左右而进行传感检测,但也可以通过所使用的传感器等适当地变更检测点p的位置、停止时间。

另外,将激光测定器测定直至激光601的受光为止的时间的激光传感器6列举为例子,但也可以是测定激光在检测元件上聚光的位置的变化的结构等。

另外,使装入转塔装置15的清扫装置17执行支持作业,但也可以构成在加工室10内对检测点p的工件w喷出空气的清扫装置。此外,也可以对机床1装入对加工室10内的冷却液的水雾进行回收的水雾收集器。

附图标记说明

1…机床5…控制装置6…激光传感器8…工件自动搬运机

10…加工室11…主轴装置12…主轴夹头15…转塔装置17…清

扫装置20…搬运空间26…多关节机器人27…机器人手28…控

制装置601…激光

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