加工系统的制作方法

本发明涉及一种加工系统。

背景技术：

关于以往的加工系统，例如在日本特开2014-205231号公报(专利文献1)中公开了如下一种加工系统，其具备：加工机，其具有在加工时关闭而在非加工时打开的门；机器人，其被设置为能够经由门相对于加工机的内部进入退出，来进行加工对象物和/或工具的更换；以及机器人控制装置，其控制机器人。

机器人控制装置能够进行门的开闭控制，根据机器人的位置和姿势以及门的位置来同步控制机器人和门。例如，在门到达打开位置之前开始使机器人进行向加工机进入的进入动作，或者在机器人的退避动作完成之前开始进行门的关闭动作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-205231号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

如上述的专利文献1所公开的那样，已知一种使用机器人针对具备自动地进行开闭动作的门的加工机搬出搬入工件等被搬送物的加工系统。在这样的加工系统中，为了使门自动开闭而需要驱动致动器，因此节能性差。

因此，本发明的目的在于解决上述课题，提供一种实现节能性的提高的加工系统。

用于解决问题的方案

本发明的加工系统具有：罩体，其具有开口部，罩体划分形成工件的加工区域；门部，其设置于开口部；致动器，其使门部在使开口部为关闭状态的第一位置与使开口部为打开状态的第二位置之间进行动作；控制装置，其控制致动器；以及搬送装置，其以通过开口部的方式进行动作，在加工区域与加工区域的外部区域之间搬送被搬送物。控制装置控制致动器，使得在通过搬送装置搬送被搬送物时将门部定位在第三位置。门部被定位在第三位置时的开口部的开口面积比门部被定位在第二位置时的开口部的开口面积小。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种实现节能性的提高的加工系统。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的加工系统的俯视图。

图2是示出图1中的搬送单元的立体图。

图3是示出门部被定位在第二位置时的加工系统的俯视图。

图4是示出门部被定位在第三位置时的加工系统的俯视图。

图5是示出伴随工件加工的加工系统的动作的一例的流程图。

图6是示出门部被定位在第四位置时的加工系统的俯视图。

图7是示出本发明的实施方式2的加工系统的俯视图。

图8是示出门部被定位在第二位置时的加工系统的俯视图。

图9是示出门部被定位在第三位置时的加工系统的俯视图。

图10是示出门部被定位在第四位置时的加工系统的俯视图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下所参照的附图中，对相同或与其相当的构件标注相同的附图标记。

(实施方式1)

图1是示出本发明的实施方式1的加工系统的俯视图。参照图1，本实施方式的加工系统10具备机床100和搬送单元200。

机床100对工件进行加工。机床100是通过由计算机进行的数值控制来将用于工件加工的各种动作自动化的nc(numericallycontrol：数字控制)机床。搬送单元200与机床100相邻地设置。搬送单元200是用于针对机床100搬送(搬入、搬出)作为被搬送物的工件的装置。

在本实施方式中，作为机床100，设置有立式加工中心100a。立式加工中心100a具有主轴121、工作台122、罩体131、门部136、致动器141、控制装置151以及操作盘123。

主轴121以能够移动的方式设置在工件的加工区域110的内部。主轴121被设置为能够沿着与铅垂方向平行的z轴方向移动。主轴121被设置为能够通过马达驱动而以与z轴平行的中心轴101为中心进行旋转。在主轴121上设置有用于可装卸地保持各种工具的夹紧机构。

工作台122以能够移动的方式设置在加工区域110的内部。工作台122被设置为能够在包括与水平方向平行的x轴方向(左右方向)以及与水平方向平行且与x轴方向正交的y轴方向(前后方向)的平面(x-y平面)内移动。在工作台122上设置有用于可装卸地保持工件的工件安装用治具(未图示)。

罩体131也被称为防溅罩，在形成立式加工中心100a的外观的同时划分形成加工区域110。罩体131具有开口部132。开口部132从罩体131的前表面向上表面开口，与加工区域110连通。

门部136设置于开口部132。门部136被设置为能够沿水平方向滑动。门部136被设置为能够沿x轴方向滑动。门部136进行开闭动作，由此开口部132成为打开状态或成为关闭状态。门部136在成为关闭状态时，与罩体131一起划分形成加工区域110。在门部136设置有用于供作业人员观察加工区域110内的透明窗(未图示)。

此外，将开口部132的开口面积增大时的门部136的动作称为“打开动作”。门部136向图1中的左侧滑动的动作与“打开动作”对应。另外，将开口部132的开口面积减少时的门部136的动作称为“关闭动作”。门部136向图1中的右侧滑动的动作与“关闭动作”对应。

致动器141设置于罩体131。致动器141与门部136连接。致动器141伴随其驱动使门部136进行开闭动作。致动器141的种类没有特别限定，作为一例，是直动型的伺服马达。致动器141能够使门部136在任意位置停止。

控制装置151控制立式加工中心100a。控制装置151安装于立式加工中心100a，是用于控制立式加工中心100a中的各种动作的控制盘。控制装置151控制致动器141。控制装置151还控制搬送单元200的机械臂212。

操作盘123是将立式加工中心100a的运转操作和调整所需的各种装置集合地配置而形成的。操作盘123设置在罩体131的前表面。操作盘123与开口部132相邻地设置。操作盘123与输入致动器141的控制程序的输入部对应。

图2是示出图1中的搬送单元的立体图。参照图1和图2，搬送单元200具有机械臂212、工件载置部211以及防护体221。

机械臂212在y轴方向上与立式加工中心100a相邻地设置。机械臂212与开口部132(处于关闭状态的门部136)相向地设置。机械臂212以通过开口部132的方式进行动作，在加工区域110与加工区域的外部区域之间搬送工件。机械臂212具有能够把持工件的工件把持部(未图示)。机械臂212是能够相互独立地控制多个轴(代表性的是6个轴)的多关节机器人。

工件载置部211与机械臂212相邻地设置。工件载置部211设置在机械臂212的动作区域。工件载置部211隔着机械臂212设置在开口部132(处于关闭状态的门部136)的相反侧。开口部132(处于关闭状态的门部136)、机械臂212以及工件载置部211按照列举的顺序沿y轴方向排列。

工件载置部211构成为能够载置多个工件。作为一例，工件载置部211由板材构成，在该板材上设置有能够插入工件的多个孔。

防护体221被设置为在外部区域包围机械臂212。防护体221被设置为还包围工件载置部211。防护体221被设置为在外部区域将机械臂212的动作区域与作业人员隔离。防护体221由从x轴方向的两侧和y轴方向的一侧包围机械臂212和工件载置部211的围栏构成。在y轴方向的另一侧开口的防护体221的开口部222与罩体131的开口部132相对。

开口部132具有相向区域133和非相向区域134。相向区域133与防护体221相向。相向区域133在y轴方向上与防护体221的开口部222相对。配置有机械臂212和工件载置部211的防护体221内的空间经由开口部132中的相向区域133与加工区域110连通。

非相向区域134没有与防护体221相向。非相向区域134在x轴方向上与相向区域133相邻地设置。外部区域中的防护体221的外侧的空间经由开口部132中的非相向区域134与加工区域110连通。

图3是示出门部被定位在第二位置时的加工系统的俯视图。图4是示出门部被定位在第三位置时的加工系统的俯视图。

参照图1和图3，门部136通过致动器141的驱动，在图1所示的使开口部132为关闭状态的第一位置与图3所示的使开口部132为打开状态的第二位置之间进行开闭动作。

门部136被定位在第一位置时的开口部132的开口面积为零。开口部132被门部136封闭，由此加工区域110与外部区域相隔绝。在加工区域110内进行工件的加工的情况下，门部136被定位在第一位置。第一位置是门部136的在x轴方向上的一个滑动端。

门部136被定位在第二位置时的开口部132的开口面积为sa。开口部132的开口面积sa是伴随开闭动作而变化的门部136的开口面积中的最大值。门部136被定位在第二位置时的开口部132为全开状态。第二位置是门部136的在x轴方向上的另一个滑动端。

参照图4，控制装置151(参照图1)控制致动器141，使得在通过机械臂212搬送工件时将门部136定位在第三位置。

参照图1、图3以及图4，门部136被定位在第三位置时的开口部132的开口面积为sb。门部136被定位在第三位置时的开口部132的开口面积sb比门部136被定位在第二位置时的开口部132的开口面积sa小(sb<sa)。

门部136被定位在第三位置时的开口部132为半开状态。门部136被定位在第三位置时的开口部132被设定为具有机械臂212能够进行工件的搬送作业的最小限度的开口面积(开度)。被定位在第三位置时的门部136在x轴方向上位于图1所示的被定位在第一位置时的门部136与图3所示的被定位在第二位置时的门部136之间。

如图1所示，被定位在第一位置时的门部136将开口部132的相向区域133和非相向区域134封闭。如图3所示，被定位在第二位置时的门部136使开口部132的相向区域133和非相向区域134开口。如图4所示，被定位在第三位置时的门部136使相向区域133开口而将非相向区域134封闭。

图5是示出伴随工件加工的加工系统的动作的一例的流程图。此外，只要没有特别地提及，就基于由作业人员预先通过操作盘123输入到控制装置151的控制程序来执行以下要说明的加工系统10的动作。

参照图1和图5，作为初始状态，将门部136定位在第一位置。由此，开口部132为关闭状态。

参照图4和图5，首先，控制装置151控制致动器141，以使门部136进行打开动作并被定位在第三位置(s101)。由此，开口部132为半开状态。

接着，控制装置151控制机械臂212，使得向加工区域110内搬入工件(s102)。在本步骤中，机械臂212把持被载置在工件载置部211上的未加工的工件。机械臂212以通过开口部132的方式进入加工区域110。进而，机械臂212将工件安装于工作台122上的工件固定治具(未图示)。机械臂212以通过开口部132的方式从加工区域110退避。

参照图1和图5，接着，控制装置151控制致动器141，以使门部136进行关闭动作并被定位在第一位置(s103)。由此，开口部132为关闭状态。接着，控制装置151控制立式加工中心100a，使得执行工件加工(粗加工)(s104)。

参照图3和图5，在工件加工(粗加工)完成后，控制装置151控制致动器141，以使门部136进行打开动作并被定位在第二位置(s105)。由此，开口部132为全开状态。在本步骤中，控制装置151也可以基于由作业人员通过操作盘123输入的指令来执行门部136的打开动作。

接着，作业人员进行工件的测定(s106)。作业人员通过在非相向区域134开口的开口部132来访问加工区域110内，由此进行工件的测定。作业人员也可以基于粗加工后的工件的测定结果来修正接着要执行的工件的精加工的参数。

参照图1和图5，在工件的测定完成后，控制装置151控制致动器141，以使门部136进行关闭动作并被定位在第一位置(s107)。由此，开口部132为关闭状态。在本步骤中，控制装置151也可以基于由作业人员通过操作盘123输入的指令来执行门部136的关闭动作。

接着，控制装置151控制立式加工中心100a，使得执行工件加工(精加工)(s108)。

参照图4和图5，在工件加工(精加工)完成后，控制装置151控制致动器141，以使门部136进行打开动作并被定位在第三位置(s109)。由此，开口部132为半开状态。

接着，控制装置151控制机械臂212，以从加工区域110搬出工件(s110)。在本步骤中，机械臂212以通过开口部132的方式进入加工区域110。机械臂212对被安装在工作台122上的工件固定治具(未图示)上的已加工的工件进行把持。机械臂212以通过开口部132的方式从加工区域110退避。机械臂212将工件载置在工件载置部211上。

如以上所说明的那样，在本实施方式中，在通过机械臂212搬送工件时(s102、s110)，门部136被定位在第三位置，在该第三位置，开口部132为比门部136被定位在第二位置时的开口面积sa小的开口面积sb。由此，能够抑制在工件搬送的前后使门部136进行开闭动作时由致动器141消耗的能量，因此能够提高加工系统10的节能性。

此外，由于门部136被定位成以使开口部132成为通过机械臂212搬送工件所需的最小限度的开度，因此能够缩短在工件搬送的前后门部136的开闭动作所需的时间。由此，还起到缩短加工系统10中的工件加工的周期时间这个效果。

另外，门部136在被定位在图4所示的第三位置时，使开口部132的相向区域133开口而将非相向区域134封闭。通过这样的结构，机械臂212能够以通过开口部132的相向区域133的方式来搬送工件。另外，机械臂212被防护体221包围，开口部132的非相向区域134被门部136封闭，因此能够防止作业人员进入机械臂212的动作区域。

图6是示出门部被定位在第四位置时的加工系统的俯视图。参照图6，控制装置151(参照图1)也可以控制致动器141，使得在机械臂212不搬送工件时且加工区域110内的工件加工停止时将门部136定位在第四位置。

门部136被定位在第四位置时的开口部132的开口面积为sc。门部136被定位在第四位置时的开口部132的开口面积sc比门部136被定位在第二位置时的开口部132的开口面积sa小(sc<sa)。

被定位在第四位置时的门部136在x轴方向上位于图4所示的被定位在第三位置时的门部136与图3所示的被定位在第二位置时的门部136之间。被定位在第四位置时的门部136使相向区域133和非相向区域134的一部分开口而将非相向区域134的剩余部分封闭。

根据这样的结构，在机械臂212不搬送工件时且加工区域110内的工件加工停止时，作业人员能够以通过在非相向区域134的一部分开口的开口部132的方式来进行各种作业。例如，作业人员也可以进行加工区域110内的清扫。作业人员也可以在门部136被定位在第四位置的状态下进行在图5中的s106中所说明的工件的测定。

在该情况下，门部136被定位在第四位置，在该第四位置，开口部132为比门部136被定位在第二位置时的开口面积小的开口面积，因此能够抑制在使门部136进行开闭动作时由致动器141消耗的能量。另外，在进行加工区域110内的清扫的情况下，还起到抑制冷却剂、切屑等伴随清扫时的空气吹送而向外部区域飞散这样的效果。

如果对以上所说明的本发明的实施方式1的加工系统10的结构进行总结，则本实施方式的加工系统10具备：罩体131，其具有开口部132，罩体划分形成工件的加工区域110；门部136，其设置于开口部132；致动器141，其使门部136在使开口部132为关闭状态的第一位置与使开口部132为打开状态的第二位置之间进行动作；控制装置151，其控制致动器141；以及作为搬送装置的机械臂212，其以通过开口部132的方式进行动作，在加工区域110与加工区域的外部区域之间搬送作为被搬送物的工件。控制装置151控制致动器141，使得在通过机械臂212搬送工件时将门部136定位在第三位置。门部136被定位在第三位置时的开口部132的开口面积sb比门部136被定位在第二位置时的开口部132的开口面积sa小。

根据像这样构成的本发明的实施方式1的加工系统10，能够抑制在工件搬送的前后使门部136进行开闭动作时由致动器141消耗的能量。由此，能够提高加工系统10的节能性。

此外，在本实施方式中，说明了搬送装置是多关节机器人的机械臂212的情况，但本发明不限于此。本发明的搬送装置例如也可以是沿直线方向搬送工件的直动型的工件搬送装置。另外，通过搬送装置搬送的被搬送物不限于工件，例如也可以是工具。

(实施方式2)

图7是示出本发明的实施方式2的加工系统的俯视图。本实施方式的加工系统与实施方式1的加工系统相比，基本上具备相同的构造。以下，对于重复的构造，不重复其说明。

参照图7，在本实施方式的加工系统20中，作为机床100，设置有车床100b。

车床100b具有主轴161(第一主轴161p、第二主轴161q)、刀架166、罩体131、门部136(第一门部136p、第二门部136q)、致动器141(第一致动器141p、第二致动器141q)、控制装置151以及操作盘123。

第一主轴161p和第二主轴161q在与水平方向平行的z轴方向(左右方向)上彼此相向地设置。第一主轴161p被设置为能够以与z轴平行的中心轴106为中心进行旋转。第二主轴161q被设置为能够以与z轴平行且在中心轴106的延长线上延伸的中心轴107为中心进行旋转。在第一主轴161p和第二主轴161q上设置有用于可装卸地保持工件的卡盘机构。

刀架166构成为能够安装多个工具。刀架166是所谓的转塔式，放射状地安装有多个工具来进行回转分度(日语：旋回割り出し)。更具体地说，刀架166被设置为能够以与z轴平行的中心轴108为中心进行回转。在以中心轴108为中心沿其周向隔开间隔的位置处安装有用于保持工具的工具保持件。刀架166以中心轴108为中心进行回转，由此被工具保持器保持的工具沿周向移动，来分度出用于加工的工具。

第二主轴161q被设置为能够沿z轴方向移动。刀架166被设置为能够沿着z轴方向以及与z轴正交且相对于铅垂方向倾斜的x轴方向移动。

门部136是具有第一门部136p和第二门部136q的双开式，该第二门部136q与第一门部136p一起使开口部132为关闭状态。第一门部136p和第二门部136q在z轴方向上排列地设置。第一门部136p和第二门部136q被设置为能够沿z轴方向滑动。

致动器141具有第一致动器141p和第二致动器141q。第一致动器141p使第一门部136p进行开闭动作。第二致动器141q使第二门部136q进行开闭动作。通过这样的结构，第一门部136p和第二门部136q构成为能够通过第一致动器141p和第二致动器141q的驱动而相互独立地进行开闭动作。

图8是示出门部被定位在第二位置时的加工系统的俯视图。参照图7和图8，门部136(第一门部136p、第二门部136q)通过致动器141(第一致动器141p、第二致动器141q)的驱动，在图7所示的使开口部132为关闭状态的第一位置与图8所示的使开口部132为打开状态的第二位置之间进行开闭动作。

门部136(第一门部136p、第二门部136q)被定位在第一位置时的开口部132的开口面积为零。门部136(第一门部136p、第二门部136q)被定位在第二位置时的开口部132的开口面积为sa。

开口部132具有相向区域133和非相向区域134。相向区域133与防护体221相向。通过被定位在第一位置的第一门部136p来封闭相向区域133。非相向区域134不与防护体221相向。通过被定位在第一位置的第二门部136q来封闭非相向区域134。

图9是示出门部被定位在第三位置时的加工系统的俯视图。参照图9，控制装置151(参照图7)控制致动器141(第一致动器141p、第二致动器141q)，使得在通过机械臂212搬送工件时将门部136(第一门部136p、第二门部136q)定位在第三位置。

门部136(第一门部136p、第二门部136q)被定位在第三位置时的开口部132的开口面积sb比门部136(第一门部136p、第二门部136q)被定位在第二位置时的开口部132的开口面积sa小(sb<sa)。

控制装置151控制第一致动器141p和第二致动器141q，使得在通过机械臂212搬送工件时仅使第一门部136p和第二门部136q中的第一门部136p进行打开动作。

根据这样的结构，由于只有第一门部136p和第二门部136q中的第一门部136p进行打开动作，因此能够抑制在使门部136进行开闭动作时由致动器141消耗的能量。由此，能够提高加工系统20的节能性。

图10是示出门部被定位在第四位置时的加工系统的俯视图。参照图10，控制装置151(参照图7)也可以控制致动器141(第一致动器141p、第二致动器141q)，使得在机械臂212不搬送工件时且在加工区域110内的工件加工停止时将门部136(第一门部136p、第二门部136q)定位在第四位置。

门部136(第一门部136p、第二门部136q)被定位在第四位置时的开口部132的开口面积为sc。

门部136(第一门部136p、第二门部136q)被定位在第四位置时的开口部132的开口面积sc比门部136(第一门部136p、第二门部136q)被定位在第二位置时的开口部132的开口面积sa小(sc<sa)。门部136(第一门部136p、第二门部136q)被定位在第四位置时的开口部132的开口面积sc比门部136(第一门部136p、第二门部136q)被定位在第三位置时的开口部132的开口面积sb更小(sc<sb)。

被定位于第四位置时的第一门部136p被定位在与被定位于第一位置时的第一门部136p相同的位置。被定位在第四位置时的第一门部136p将相向区域133封闭。被定位在第四位置时的第二门部136q在x轴方向上位于被定位在第一位置时的第二门部136q与被定位在第二位置时的第二门部136q之间。被定位在第四位置时的第二门部136q使非相向区域134的一部分开口而将非相向区域134的剩余部分封闭。

根据这样的结构，门部136被定位在第四位置，在该第四位置，开口部132为比门部136被定位在第二位置和第三位置时的各开口面积小的开口面积，因此能够抑制在使门部136进行开闭动作时由致动器141消耗的能量。

根据像这样构成的本发明的实施方式2的加工系统20，能够同样地起到实施方式1中记载的效果。

此外，应用本发明的加工系统的加工机械不限于立式加工中心和车床。例如，本发明也可以应用于卧式加工中心、具有使用了固定工具的车削功能和使用了旋转工具的铣削功能的复合加工机、或能够进行去除加工(subtractivemanufacture)和附加加工(additivemanufacture)的加工机械等。

下面，汇总地说明本发明的结构和作用效果。

本发明所涉及的加工系统具备：罩体，其具有开口部，罩体划分形成工件的加工区域；门部，其设置于开口部；致动器，其使门部在使开口部为关闭状态的第一位置与使开口部为打开状态的第二位置之间进行动作；控制装置，其控制致动器；以及搬送装置，其以通过开口部的方式进行动作，在加工区域与加工区域的外部区域之间搬送被搬送物。控制装置控制致动器，使得在通过搬送装置搬送被搬送物时将门部定位在第三位置。门部被定位在第三位置时的开口部的开口面积比门部被定位在第二位置时的开口部的开口面积小。

根据像这样构成的加工系统，在通过搬送装置搬送被搬送物时，门部被定位在第三位置，在该第三位置，开口部为比门部被定位在第二位置时的开口面积小的开口面积，因此能够抑制在使门部进行开闭动作时由致动器消耗的能量。由此，能够在具备自动地开闭的门部的加工系统中提高节能性。

另外，优选的是，加工系统还具备在外部区域包围搬送装置的防护体。开口部包括与防护体相向的相向区域以及不与防护体相向的非相向区域。门部在被定位在第三位置时，使相向区域开口，使将非相向区域封闭。门部在被定位在第二位置时，使相向区域和非相向区域开口。

根据像这样构成的加工系统，在门部被定位在第三位置时，搬送装置能够以通过开口部的相向区域的方式搬送被搬送物。另一方面，搬送装置被防护体包围，另外，开口部的非相向区域被门部封闭，因此能够防止作业人员进入搬送装置的动作区域。

另外，优选的是，控制装置控制致动器，使得在搬送装置不搬送被搬送物时且加工区域内的工件加工停止时将门部定位在第四位置。门部被定位在第四位置时的开口部的开口面积比门部被定位在第二位置时的开口面积小。

根据像这样构成的加工系统，在搬送装置不搬送被搬送物时且加工区域内的工件加工停止时，作业人员能够以通过开口部的方式在加工区域内进行各种作业。此时，门部被定位在第四位置时的开口部的开口面积比门部被定位在第二位置时的开口部的开口面积小，因此能够抑制在使门部进行开闭动作时由致动器消耗的能量。

另外，优选的是，门部被定位在第四位置时的开口部的开口面积比门部被定位在第三位置时的开口面积更小。

根据像这样构成的加工系统，能够进一步抑制在使门部进行开闭动作时由致动器消耗的能量。

另外，优选的是，加工系统还具备输入部，所述输入部用于向控制装置输入致动器的控制程序。控制装置基于从输入部输入的控制程序来控制致动器。

根据像这样构成的加工系统，在进行工件加工的期间，能够基于预先输入的控制程序使门部进行开闭动作。

另外，优选的是，门部包括第一门部以及与第一门部一起使开口部为关闭状态的第二门部。控制装置控制致动器，使得在通过搬送装置搬送被搬送物时，第一门部和第二门部中的任一方进行打开动作。

根据像这样构成的加工系统，在通过搬送装置搬送被搬送物时，仅使双开式的门的一方进行打开动作，由此能够提高节能性。

应该认为本次公开的实施方式在所有方面均是例示而非限制性的。本发明的范围不通过上述说明而通过权利要求书来示出，并包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。

产业上的可利用性

本发明主要应用于具备自动地进行开闭动作的门部的加工系统。

附图标记说明

10、20：加工系统；100：机床；100a：立式加工中心；100b：车床；101、106、107、108：中心轴；110：加工区域；121：主轴；122：工作台；123：控制盘；131：罩体；132、222：开口部；133：相向区域；134：非相向区域；136：门部；136p：第一门部；136q：第二门部；141：致动器；141p：第一致动器；141q：第二致动器；151：控制装置；161：主轴；161p：第一主轴；161q：第二主轴；166：刀架；200：搬送单元；211：工件载置部；212：机械臂；221：防护体。