能够去除因加工产生的切屑的加工机系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够去除因加工产生的切屑的加工机系统。该加工机系统具备：加工机，其具备加工台；机器人，其去除因工件的加工而产生的切屑；切屑回收手，其被安装于机器人的前端部，用于回收切屑；以及机器人控制部。机器人控制部获取堆积在加工台上的切屑的堆积量，根据该获取到的堆积量判定是否需要回收切屑。并且，在需要回收切屑的情况下，机器人控制部在加工完成之后使机器人动作并通过切屑回收手回收切屑。
【专利说明】
能够去除因加工产生的切屑的加工机系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种能够去除因加工产生的切肩的加工机系统，尤其涉及一种具备用于去除堆积在加工机内的切肩的机器人的加工机系统。【背景技术】
[0002]在通过车床、加工中心等加工机对工件进行加工的情况下，随着加工产生切肩，因此需要将切肩排出到加工机的外部。这是因为当切肩堆积在工件、固定夹具上时，产生加工精度下降、加工工具破损等问题。尤其，在进行干式加工或者半干式加工的情况下，无法使用冷却剂将切肩搬出到机外，因此在加工机内容易积存大量的切肩。
[0003]为了不产生这种问题，需要作业人员定期地停止加工机并去除加工机内的切肩的对策。但是，该对策导致生产效率下降，并且还妨碍无人化生产。
[0004]另外，在使用冷却剂的湿式加工中，需要进行在产生切肩的切肩产生位置使冷却剂倒流而将切肩搬出到机外的作业，并且还需要进行例如通过排泄装置分离冷却剂与切肩的作业。并且，在进行加工时切肩在大范围内飞散，因此还需要将大量的冷却剂普遍使用到切肩产生位置。但是，在冷却剂的量不足的情况下或在使用冷却剂的部位不适当的情况下， 有时切肩堆积在固定工件的固定夹具和除此以外的位置。因而，在进行湿式加工的情况下， 也需要进行作业人员定期地去除加工机内的切肩的作业。
[0005]因此，优选一种不使用人力而能够定期地去除加工机内的切肩的加工机。另外，在日本特开2005-231008号公报、日本特开2010-105065号公报、日本特开2001-322049号公报等中提出了实施了用于去除加工机内的切肩的对策的加工机。[00〇6] 在日本特开2005-231008号公报中公开了一种干式加工机:具备将从机械加工部排出的切肩压缩成块状的切肩加压装置，将切肩作为块而排出。
[0007]在日本特开2010-105065号公报中公开了设置有容易回收切肩的机构和罩的NC车床。
[0008]另外，在日本特开2001-322049号公报中公开了一种切肩清洁装置:在进行干式加工时将清洁机器人配置于加工机内，在加工过程中通过安装于清洁机器人的吸引喷嘴吸引切肩。
[0009]但是，在日本特开2005-231008号公报公开的干式加工机中，需要对加工机追加特殊的切肩加压装置。另外，无法使用切肩加压装置对飞散到特定的范围以外的切肩进行压缩。因此，在去除这种切肩时，需要作业人员停止加工机，将切肩搬出到机外。也就是说，在日本特开2005-231008号公报公开的加工机中，难以实现生产效率的提高和无人化生产。 [〇〇1〇]另外，在日本特开2010-105065号公报公开的NC车床中，将罩设置成作业人员容易回收切肩，但是并没有设置将切肩搬出到机外的装置。在这种NC车床中，无法实现生产效率的提尚和无人化生广。
[0011]另外，在日本特开2001-322049号公报公开的切肩清洁装置中，在加工工具附近配置吸引喷嘴，进行加工的同时实施切肩的吸引。但是，吸引喷嘴向一个方向产生吸引力，因此难以吸入从加工工具的前端向大范围飞散的全部切肩。因而，在同时实施切肩的吸引和加工的情况下，有可能在固定工件的固定夹具和其周边残留切肩。在该情况下，需要进行停止加工机停止并由作业人员去除切肩的作业。
[0012]并且，在日本特开2001-322049号公报公开的切肩清洁装置中，进行加工的同时实施切肩的吸引，因此需要复杂地控制清洁机器人以便在加工过程中吸引喷嘴不与加工工具产生干扰。并且，进行加工的同时还有时产生不能清洁的部位。也就是说，当同时实施加工和切肩的吸引时，产生未清洁的部位，清洁所需的时间增加而有可能导致生产效率下降。
【发明内容】
[0〇13]本发明提供一种能够实现长时间的无人化和生广效率的提尚的加工机系统。
[0014]根据本发明的第一方式，提供一种加工机系统，具备:加工机，其具备用于固定工件的加工台，并对该工件进行加工;机器人，其具备用于回收堆积在加工台上的切肩的切肩回收手；以及控制部，其对切肩回收手的移动和动作进行控制，控制部获取因工件的加工而堆积在加工台上的切肩的堆积量，根据该获取到的堆积量判定是否需要回收切肩，在需要回收切肩的情况下，在加工完成之后使机器人动作并通过切肩回收手回收切肩。
[0015]根据本发明的第二方式，提供一种加工机系统，在第一方式的加工机系统中，控制部根据使用于工件的加工的加工程序内的信息，获取堆积在加工台上的切肩的堆积量。
[0016]根据本发明的第三方式，提供一种加工机系统，在第一方式的加工机系统中，该加工机系统还具备视觉传感器，控制部通过使用上述视觉传感器获取堆积在加工台上的切肩的堆积量和堆积区域，在需要回收切肩的情况下，在加工完成之后使机器人动作，通过切肩回收手回收存在于获取到的堆积区域的切肩。
[0017]根据本发明的第四方式，提供一种加工机系统，在第三方式的加工机系统中，控制部在通过切肩回收手回收存在于获取到的堆积区域的切肩之后，通过使用视觉传感器获取堆积在加工台上的切肩的堆积量和堆积区域，根据该获取到的堆积量判定是否需要回收切肩，在需要回收切肩的情况下，再次通过切肩回收手回收存在于获取到的堆积区域的切肩。
[0018]根据本发明的第五方式，提供一种加工机系统，在第三或者第四方式的加工机系统中，视觉传感器被安装于机器人，并且机器人被配置在上述加工机的壳体的外部，控制部为了获取堆积在加工台上的切肩的堆积量和堆积区域，在加工完成之后使机器人动作并使视觉传感器从壳体的外部侵入到内部。
[0019]根据本发明的第六方式，提供一种加工机系统，在第一至第五方式中的任方式所述的加工机系统中，该加工机系统还具备:固定夹具，其被安装在加工台上，固定工件；以及清洁刷，其可移动地被设置于机器人的前端部，控制部在通过切肩回收手回收切肩之后，通过机器人从固定夹具取下工件，然后通过清洁刷对固定夹具进行清洁。
[0020]根据附图示出的本发明的典型实施方式的详细说明，使本发明的这些目的、特征和优点以及其它目的、特征和优点变得更加明确。【附图说明】[0021 ]图1是表示第一实施方式的加工机系统的主视图。[0〇22]图2A是表不第一实施方式的加工机系统的动作流程的一部分的流程图。
[0023]图2B是表示第一实施方式的加工机系统的动作流程的其余部分的流程图。
[0024]图3是表示第二实施方式的加工机系统的主视图。
[0025]图4A是表示第二实施方式的加工机系统的动作流程的一部分的流程图。
[0026]图4B是表示第二实施方式的加工机系统的动作流程的其余部分的流程图。
[0027]图5是表示第三实施方式的加工机系统所具备的机器人的动作流程的特征部的流程图。[0〇28]图6是表不第四实施方式的加工机系统的主视图。
[0029]图7是表示第四实施方式的加工机系统所具备的机器人的动作流程的特征部的流程图。【具体实施方式】
[0030]接着，参照【附图说明】本发明的实施方式。在以下的附图中，对相同的结构要素赋予相同的参照符号。为了易于理解，这些附图适当地变更比例尺。另外，附图示出的加工机系统的结构为一例，本发明并不限定于图示的结构。
[0031](第一实施方式)
[0032]图1示出了第一实施方式的加工机系统的主视图。
[0033]参照图1，第一实施方式的加工机系统具备:加工机1，其进行干式加工或者半干式加工;加工机控制部2，其控制加工机1;机器人4，其在机器人前端部安装有切肩回收手3;以及机器人控制部5,其控制机器人4。第一实施方式的加工机系统还具备用于进行加工机控制部2与机器人控制部5之间的通信的加工机通信部6和机器人通信部7。
[0034]加工机1在壳体10内具备进行转孔、切削等加工的加工工具8以及使要加工的工件 W移动的加工台9。在壳体10的一侧部设置有门11。工件W是由金属材料或者树脂材料构成的被加工物。在加工台9上设置有载置工件W的底座12以及对载置在底座12上的工件W进行定位和固定的固定夹具13。固定夹具13具备夹持机构。固定夹具13可装卸地被固定在加工台9 上。此外，为了易于理解壳体10内的结构，在图1中将壳体10的壁设为透明壁，用实线描绘加工工具8、工件W、加工台9、底座12以及固定夹具13等。
[0035]在加工机1外设置有机器人4。机器人4例如为垂直多关节机器人。在机器人4的前端部安装有切肩回收手3。在打开壳体10—侧部的门11时，使机器人4动作而使切肩回收手3 从壳体10外部向内部以及从壳体10内部向外部移动。切肩回收手3通过把持动作或者捞起动作回收存在于壳体10内的切肩X。在机器人4的基部附近设置有切肩箱14,该切肩箱14收容通过切肩回收手3回收的切肩。此外，在本实施方式中，将机器人4设置于壳体10外，但是也可以在加工机1的壳体4内设置机器人4。
[0036]加工机控制部2存储有使用于工件W的加工的信息、例如记述了加工路径、加工品种、加工工具等的多个加工程序以及按每个加工程序准备并记述了应通过切肩回收手3回收切肩的区域的多个切肩回收程序P1。
[0037]并且，加工机控制部2判定在按照加工程序对工件W进行加工之后是否需要回收切肩。然后，加工机控制部2在判定为需要回收切肩的情况下，按照与该加工程序对应的切肩回收程序P1使切肩回收手3动作，由此回收切肩。
[0038]另外，加工机控制部2在判定为需要回收切肩的情况下，在工件W的加工完成之后，打开壳体10的一侧部的门11。并且，加工机控制部2通过加工机通信部6和机器人通信部7将门11被打开的情况通知给机器人控制部5。
[0039]机器人控制部5按照切肩回收程序P1，使切肩回收手3从壳体10的一侧部侵入到壳体10内。并且，机器人控制部5使机器人4的切肩回收手3动作，回收壳体10内的固定夹具13 以及其周边的切肩。此时，切肩回收手3通过把持动作或者捞起动作回收切肩。之后，机器人控制部5在使切肩回收手3移动至壳体10外的切肩箱14之后，使切肩回收手3动作而将切肩回收手3上的切肩投放到切肩箱14内。另外，机器人控制部5通过使用机器人4,将壳体10内的已加工完的工件W更换为未加工的工件W。
[0040]并且，机器人控制部5通过机器人通信部7和加工机通信部6将壳体10内的切肩去除完成的情况通知给加工机控制部2。由此，加工机控制部2锁闭壳体10的一侧部的门11。并且，加工机控制部2按照加工程序使加工工具8和加工台9动作，由此对未加工的工件W进行加工。
[0041]接着，更详细地说明第一实施方式的加工机系统的动作。图2A和图2B是表示第一实施方式的加工机系统的动作流程的流程图。但是，将第一实施方式的加工机系统的动作流程分割为图2A和图2B并示出。而且，在两个图之间赋予了相同编号的连接符号表示图2A 和图2B示出的动作流程连接的位置。此外，在以下说明的动作流程的初始状态下切肩不存在于加工机1内，假定通过固定夹具13对未加工的工件W进行固定。
[0042]作业人员按下加工机系统的开始按钮(未图示)或者开始指令从外部被传递至加工机系统。于是，加工机控制部2对加工机1进行开始处理，加工工具8动作来开始工件W的加工(图2A的步骤S1)。并且，机器人控制部5进行机器人4的开始处理(图2B的步骤S21)。
[0043]并且，加工机控制部2初始化用于评价切肩的堆积量的分数SK(图2A的步骤S2)。也就是说，将分数SK设为零。此外，分数SK表示根据其程度对切肩的堆积量进行评价得到的分数。分数SK越大则切肩的堆积量越多。
[0044]然后，加工机控制部2启动与工件W的加工对应的加工程序(图2A的步骤S3)。在加工程序中包含加工状态、加工路径、加工速度以及其他信息。加工机控制部2根据加工程序计算并获取用于评价切肩的排出量的分数S(图2A的步骤S4)。此外，分数S表示根据其程度对切肩的排出量进行评价得到的分数，分数S越大则通过执行该加工程序从工件排出的切肩的排出量越多。
[0045]此外，在后文中例示根据加工程序计算出分数S的方法。
[0046]接着，加工机控制部2将计算出的分数S相加到分数SK，计算出其结果(图2A的步骤 S5)。然后，加工机控制部2将计算出的分数SK与设定值N1进行比较(图2A的步骤S6)。其结果，在计算出的分数SK大于设定值N1的情况下，加工机控制部2向机器人控制部5输出切肩回收启动信号(图2A的步骤S7)。此外，设定值N1是用于判定是否应回收堆积在加工台9上的切肩的阈值，以下称为堆积临界值。[〇〇47]在上述步骤S6中，在分数SK与堆积临界值N1相同或者小于堆积临界值N1的情况下，判断为不需要回收切肩。因而，步骤S6以后的动作成为步骤S12。[〇〇48]并且，在步骤S7以后，加工机控制部2根据加工程序和分数SK，决定切肩回收程序 P1 (图2A的步骤S8)。
[0049]具体地说，预先生成与多个加工程序对应的多个切肩回收程序P1并存储在机器人控制部5中。对加工程序和切肩回收程序P1分别赋予编号。另一方面，在加工机控制部2中存储有赋予了编号的多个加工程序以及与各加工程序对应的切肩回收程序P1的编号。并且， 加工机控制部2将在上述步骤S5中计算出的分数SK与使用于分数SK的计算的加工程序的编号对应起来进行存储。
[0050]因此，加工机控制部2通过输入分数SK，能够决定与使用于分数SK的计算的加工程序对应的切肩回收程序P1的编号。也就是说，选择机器人控制部5中的多个切肩回收程序P1 中的一个切肩回收程序。
[0051]此外，在切肩回收程序P1内记述了使切肩回收手3相对加工台9应移动的范围以及切肩回收手3的动作。在后文中说明切肩回收程序P1的生成方法。[〇〇52]并且，加工机控制部2将切肩回收程序P1的编号输出到机器人控制部5 (图2A的步骤S9)。然后，加工机控制部2等待来自机器人控制部5的表示切肩回收完成的切肩回收完成信号(图2A的步骤S10)。如果被输入切肩回收完成信号，则加工机控制部2对分数SK进行初始化(图2A的步骤SI 1)。之后，随着所启动的加工程序结束，工件W的加工完成(图2A的步骤512)〇[〇〇53] 在步骤S12之后，将已加工完的工件W更换为未加工的工件W。因此，加工机控制部2 驱动加工台9,将已加工完的工件W配置在加工机1内的工件更换位置(未图示)(图2A的步骤513)。在本实施方式中，在使已加工完的工件W移动至工件更换位置的期间，通过固定夹具 13的夹持机构固定已加工完的工件W。然后，在将已加工完的工件W移动至工件更换位置之后，加工机控制部2从固定夹具13的夹持机构释放已加工完的工件W。并且，加工机控制部2 打开加工机1的壳体10的门11。[〇〇54]并且，加工机控制部2将用于许可工件W的更换的更换许可信号输出到机器人控制部5(图2A的步骤S14)。然后，加工机控制部2等待来自机器人控制部5的表示工件W的更换完成的更换完成信号(图2A的步骤S15)。[〇〇55]另一方面，机器人4处于开始进行动作的状态(图2B的步骤S21)。如图2B所示，机器人控制部5确认在步骤S21之后是否被输入了更换许可信号(图2B的步骤S22)。然后，机器人控制部5在判断为有更换许可信号的输入时，确认是否被输入了切肩回收启动信号(图2B的步骤S23)。如果被输入了切肩回收启动信号，则机器人控制部5执行从图2A的步骤S9输出的切肩回收程序P1(图2B的步骤S24)。机器人控制部5按照切肩回收程序P1使切肩回收手3移动和动作，去除壳体10内的工件W和固定夹具13周边的切肩。
[0056]在步骤S24之后，机器人控制部5输出表示切肩的回收完成的切肩回收完成信号 (图2B的步骤S25)。之后，机器人控制部5执行工件更换程序(图2B的步骤S26)。另外，在上述步骤S23中没有切肩回收启动信号的输入的情况下，直接执行工件更换程序。
[0057]本实施方式的切肩回收手3具备能够实施工件更换的把持功能。因此，机器人控制部5通过切肩回收手3的把持机构，将位于工件更换位置的已加工完的工件W更换为未加工的工件W。
[0058]在切肩回收手3不具有这种把持功能的情况下，机器人控制部5通过手动更换器 (hand changer)(未图示)，将机器人4的前端部的切肩回收手3更换为工件更换用手。然后， 通过工件更换用手将位于工件更换位置的已加工完的工件W更换为未加工的工件W。在工件更换之后，将工件更换用手更换为切肩回收手3。
[0059]在工件W的更换完成之后，机器人控制部5将更换完成信号输出到加工机控制部2 (图2B的步骤S27)。另一方面，加工机控制部2确认是否被输入了更换完成信号(图2A的步骤 S15)。如果被输入了更换完成信号，则加工机控制部2锁闭加工机1的壳体10的门11，通过固定夹具13的夹持机构固定工件W。并且，加工机控制部2驱动加工台9,将工件W从工件更换位置配置到加工位置(图2A的步骤S16)。之后，加工机控制部2返回至步骤S3,启动与更换后的未加工的工件W对应的加工程序。
[0060]在以上说明的第一实施方式中，通过加工机控制部2实施是否需要切肩的回收的判断(步骤S4?步骤S6)以及用于使切肩回收手3移动和动作的切肩回收程序P1的选择(步骤S7?步骤S11)。但是，也可以通过机器人控制部5实施这些处理。
[0061]并且，根据第一实施方式，根据加工程序的内容获取切肩的堆积量，根据该获取到的堆积量，判定是否需要回收切肩。并且，在判断为需要回收切肩的情况下，在加工完成之后使机器人动作并通过切肩回收手回收切肩。因此，在加工完成之后仅在需要回收切肩时， 实施回收切肩，因此不加工的时间减少，从而生产效率提高。另外，能够消减使加工机停止后作业人员去除切肩的作业。也就是说，能够进行长时间的无人运转，因此还能够消减生产成本。另外，在第一实施方式中，不需要将用于检测切肩的堆积量的装置安装于机器人4的前端附近，因此能够廉价地制造加工机系统。[〇〇62]接着，说明分数S的计算方法。[〇〇63]在上述第一实施方式中，如图2A的步骤S4所示那样，参照加工程序，计算对切肩的排出量进行评价的分数S。另外，在反复进行加工的情况下，如图2A的步骤S5所示那样，在每次启动加工程序时累积分数S并计算出分数SK。
[0064]在加工程序中记述了加工状态、加工路径、加工品种、加工时间、加工速度以及加工工具等信息。因此，在通过加工程序计算分数S的情况下，参照加工状态、加工路径、加工品种、加工时间、加工速度以及加工工具等要素中的至少一个来计算出分数S。
[0065]例如，关于加工状态，在加工程序内记述了加工机的主轴转速、刀刃的切入量以及加工台的移动量。假设这种主轴转速、刀刃的切入量等越大则切肩量越多，针对所启动的加工程序计算出分数S。例如，将刀刃的切入量为1_?5_的范围的情况下的评价设为最小分数“1”。然后，根据在加工程序中记述的刀刃的切入量，改变对最小分数相乘的系数，由此计算出分数S。
[0066]另外，关于加工路径，假设加工工具加工的加工路径越长则切肩量越多，针对所启动的加工程序计算出分数S。例如，将针对某一长度的加工路径的评价设为最小分数“1”。然后，根据从加工程序获知的加工路径的长度，改变对最小分数相乘的系数，由此计算出分数So
[0067]另外，关于加工品种，根据工件W的形状和工件W的材质，例如铝、铸铁、锌合金等， 切肩的堆积位置、切肩的形状以及切肩的排出量发生变化。具体地说，准备形状或者材质不同的两个工件W，将与两个工件W有关的加工状态、加工路径以及加工工具设为相同，对各工件W进行加工。在进行这种加工之后，有时在两个工件W之间切肩的堆积位置、切肩的形状以及切肩的排出量不同。因此，关于多个加工品种，预先检查加工品种与切肩的排出量的相关关系。将针对某一加工品种的评价设为最小分数“1”，根据从加工程序获知的加工品种，改变对最小分数相乘的系数，由此计算出分数S。
[0068]另外，关于加工时间，假定与加工时间成正比地生成切肩，针对所启动的加工程序计算出分数S。例如，将针对某一加工时间的评价设为最小分数“1”。然后，根据从加工程序获知的加工时间，改变对最小分数相乘的系数，由此计算出分数S。
[0069]关于加工速度，能够根据主轴转速与刀刃的进给量的积来评价切肩的排出量。因此，将主轴转速与刀刃的进给量的积为预定值的情况下的评价设为最小分数“1”。然后，根据加工程序，读取主轴转速与刀刃的进给量，根据该主轴转速与刀刃的进给量的积，改变对最小分数相乘的系数，由此计算出分数S。
[0070]关于加工工具，根据加工工具的种类不同而切肩的排出量不同。例如，当比较铣刀加工与丝锥加工时，在铣刀加工中产生大量的切肩，但是在丝锥加工中切肩的产生量较少。 并且，关于切肩飞散的范围，在铣刀加工中切肩大范围飞散，但是在丝锥加工中切肩飞散范围窄。因此，将使用于丝锥加工的加工工具设为最小分数“1”。另外，关于多个加工工具，预先检查加工工具与切肩的排出量的相关关系。然后，根据加工程序读取加工工具的种类，根据该加工工具，改变对最小分数相乘的系数，由此计算出分数S。[0071 ]接着，说明切肩回收程序P1的生成方法。
[0072]与各加工程序对应的方式预先生成切肩回收程序P1，并存储在加工机控制部2或者机器人控制部5中。在第一实施方式中，将切肩回收程序P1的内容存储在机器人控制部5 中，但是并不限定切肩回收程序P1的存储位置。因而，回收切肩的指令主体可以是加工机控制部2和机器人控制部5中的任一个。
[0073]在切肩回收程序P1中需要记述使切肩回收手3相对于切肩堆积的加工台9移动的范围以及切肩回收手3的动作。根据启动的加工程序规定回收切肩时的切肩回收手3的移动范围。
[0074]如上所述，在加工程序中记述了加工状态、加工路径、加工品种、加工时间、加工速度以及加工工具等信息。另外，在工件W的加工过程中产生的切肩从加工工件W的加工路径飞散，堆积于加工台9上的工件W和固定夹具13周边。因此，对每个加工程序考虑从加工路径开始的切肩的飞散范围发生变化，根据加工程序内的信息对每个加工程序规定切肩的飞散范围。例如，将以加工路径为中心的预定幅度的区域设为切肩的飞散范围。
[0075]然后，对每个加工程序准备切肩回收程序P1，在各切肩回收程序P1内，将针对加工路径的切肩的飞散范围记述为切肩回收手3的移动范围。通过示教或者离线编程生成如上所述的切肩回收程序P1。
[0076]另外，在切肩回收程序P1中还根据选择为切肩回收手3的装置的构造和机构记述切肩回收手3的动作方法。在第一实施方式中，设为切肩回收手3进行把持切肩的动作或者捞起的动作，但是本发明并不限定于这些动作。在对磁性金属制的工件进行加工的情况下， 切肩回收手3也可以利用电磁铁来进行吸附切肩的动作。另外，也可以将吸引切肩的吸引喷嘴安装于切肩回收手3。
[0077](第二实施方式)
[0078]接着，示出第二实施方式。但是，在此，对与第一实施方式相同的构成要素使用相同的符号，主要说明与第一实施方式不同的点。
[0079]图3是表示第二实施方式的加工机系统的主视图。
[0080]如图3所示，第二实施方式的加工机系统相对于第一实施方式的加工机系统的结构，还具备视觉传感器15。视觉传感器15被安装于机器人4的前端附近。视觉传感器15拍摄加工台9上的、被加工的工件W以及其周边。在第二实施方式中，根据通过视觉传感器15拍摄的图像数据获取加工台9上的切肩的堆积区域和堆积量，根据获取到的堆积区域和堆积量进行切肩的回收。
[0081]接着，详细地说明第二实施方式的加工机系统的动作。[〇〇82]图4A和图4B是表示第二实施方式的加工机系统的动作流程的流程图。但是，将第二实施方式的加工机系统的动作流程分割为图4A和图4B而表示。然后，在两个图之间赋予了相同编号的连接符号表示图4A和图4B示出的两个动作流程连接的位置。此外，关于以下说明的动作流程，在初始状态下在加工机1内不存在切肩，通过固定夹具13固定未加工的工件I
[0083]作业人员按下加工机系统的开始按钮(未图示)或者开始指令从外部被传递至加工机系统。于是，加工机控制部2对加工机1进行开始处理，加工工具8动作来开始工件W的加工(图4A的步骤S31)。并且，机器人控制部5进行机器人4的开始处理(图4B的步骤S38)。 [〇〇84] 然后，加工机控制部2启动与工件W的加工对应的加工程序(图4A的步骤S32)。之后，随着所启动的加工程序结束，工件W的加工完成(图4A的步骤S33)。[〇〇85] 在步骤S33之后，将已加工完的工件W更换为未加工的工件W。因此，加工机控制部2 驱动加工台9,将已加工完的工件W配置到加工机1内的工件更换位置(未图示)(图4A的步骤 S34)。在本实施方式中，在将已加工完的工件W移动至工件更换位置的期间，通过固定夹具 13的夹持机构固定已加工完的工件W。然后，在已加工完的工件W移动至工件更换位置之后， 加工机控制部2从固定夹具13的夹持机构释放已加工完的工件W。并且，加工机控制部2打开加工机1的壳体10的门11。
[0086]并且，加工机控制部2将用于许可工件W的更换的更换许可信号输出到机器人控制部5(图4A的步骤S35)。然后，加工机控制部2等待来自机器人控制部5的表示工件W的更换完成的更换完成信号(图4A的步骤S36)。[〇〇87]另一方面，机器人4处于开始进行动作的状态(图4B的步骤S38)。如图4B所示，机器人控制部5确认在步骤S38之后是否被输入了更换许可信号(图4B的步骤S39)。然后，机器人控制部5在判断为有更换许可信号的输入时，启动视觉传感器15并且执行切肩堆积探测程序PS1 (图4B的步骤S40)。[〇〇88]也就是说，在步骤S40中，如果加工完成而打开了加工机1的壳体10的门11 (步骤 S33?步骤S35)，则使视觉传感器15侵入到加工机1内。然后，安装了视觉传感器15的机器人前端部沿着与固定夹具13的形状相应的路径进行移动，通过视觉传感器15拍摄堆积在工件 W上和固定夹具13周边的切肩的状态。此外，在切肩堆积探测程序PS1内，作为视觉传感器15 的移动路径，记述了与固定夹具13的形状相应的路径。
[0089]此外，在加工完成之后将视觉传感器15配置于加工机1内，因此在切肩没有飞散时能够拍摄工件W上和固定夹具13周边。也就是说，能够防止切肩挡住视觉传感器15的视野而视觉传感器15的拍摄精度下降。另外，也可以使视觉传感器15移动至能够拍摄加工台9整体的位置，在该位置进行拍摄。
[0090]并且，机器人控制部5使用由视觉传感器15拍摄的图像数据，分别计算并获取分数 SK和堆积区域数据SA(图4B的步骤S41)。然后，机器人控制部5将计算出的分数SK与堆积临界值N2进行比较(图4B的步骤S42)。其结果，在计算出的分数SK大于堆积临界值N2的情况下，机器人控制部5进行切肩回收动作。[〇〇91]另一方面，在上述步骤S42中，在分数SK与堆积临界值N2相同或者小于堆积临界值 N1的情况下，判断为不需要回收切肩。在该情况下，在步骤S42之后立即执行工件更换程序 (图4B的步骤S46)。
[0092]关于堆积区域数据SA，在执行切肩堆积探测程序PS1之前，通过视觉传感器15拍摄沿加工路径的区域，将该区域的图像数据存储到机器人控制部5中。然后，比较执行切肩堆积探测程序PS1之前与之后的图像数据之间，由此能够检测切肩堆积的区域。因而，生成并获取该检测到的区域作为堆积区域数据SA。
[0093]并且，使用视觉传感器15,从相对加工台9垂直的方向和水平的方向拍摄固定夹具 13,由此不仅能够检测堆积在加工台9上的切肩的区域，还能够检测所堆积的切肩的高度。 因而，关于分数SK，将针对某一切肩的高度的评价设为最小分数“1”，根据检测出的切肩的高度，改变对最小分数相乘的系数，由此计算并获取分数SK。
[0094]接着，为了实施切肩回收动作，机器人控制部5参照分数SK和堆积区域数据SA，决定切肩回收程序P2(图4B的步骤S43)。具体地说，预先生成分别与多个堆积区域数据SA对应的多个切肩回收程序P2并存储在机器人控制部5中。并且，机器人控制部5将在上述步骤S41 中计算出的分数SK和堆积区域数据SA对应起来进行存储。因此，在机器人控制部5中，通过输入分数SK，从多个切肩回收程序P1内选择与堆积区域数据SA对应的切肩回收程序P2。
[0095]此外，在切肩回收程序P2内记述了使切肩回收手3相对加工台9移动的范围以及切肩回收手3的动作。[〇〇96]然后，机器人控制部5执行切肩回收程序P2(图4B的步骤S44)。机器人控制部5按照切肩回收程序P2使机器人4和切肩回收手3动作，去除壳体10内的加工台9上的切肩。具体地说，机器人4的切肩回收手3把持或者捞起加工机1的壳体10内的切肩，扔进壳体10外的切肩箱14〇[〇〇97]在步骤S44之后，机器人控制部5对分数SK进行初始化(图4B的步骤S46)。接着，机器人控制部5执行工件更换程序(图4B的步骤S46)。本实施方式的切肩回收手3具备能够实施工件更换的把持功能。因此，机器人控制部5通过切肩回收手3的把持机构将位于工件更换位置的已加工完的工件W更换为未加工的工件W。
[0098]在切肩回收手3不具备这种把持功能的情况下，机器人控制部5通过手动更换器 (未图示)将机器人4的前端部的切肩回收手3更换为工件更换用手。然后，通过工件更换用手将位于工件更换位置的已加工完的工件W更换为未加工的工件W。在工件更换之后，将工件更换用手更换为切肩回收手3。
[0099]在工件W的更换完成之后，机器人控制部5将更换完成信号输出到加工机控制部2 (图4B的步骤S47)。另一方面，加工机控制部2确认是否被输入了更换完成信号(图4A的步骤 S36)。如果被输入了更换完成信号，则加工机控制部2锁闭加工机1的壳体10的门11，使用固定夹具13的夹持机构固定工件W。并且，加工机控制部2驱动加工台9,将工件W从工件更换位置配置到加工位置(图4A的步骤S37)。之后，加工机控制部2返回至步骤S32,驱动与未加工的工件W对应的加工程序。
[0100]根据上述说明的第二实施方式，使用视觉传感器获取切肩的堆积量和堆积区域，根据该获取到的堆积量，判断是否需要切肩的回收动作。并且，在实施切肩的回收动作的情况下，在加工完成之后，通过机器人的切肩回收手回收该获取的堆积区域的切肩。因此，在加工完成之后仅在需要回收切肩时，实施切肩的回收，因此不加工的时间减少，从而提高生产效率。另外，能够消减使加工机停止后作业人员去除切肩的作业。也就是说，能够进行长时间的无人运转，因此还能够消减生产成本。
[0101]尤其在第二实施方式中，从由视觉传感器拍摄的图像数据获取切肩的堆积区域， 通过机器人回收该获取到的堆积区域的切肩。由此，仅对需要回收切肩的部位进行清洁，因此不会产生无用的清洁时间，从而提高生产效率。
[0102](第三实施方式)
[0103]接着，示出第三实施方式。在此，对与第一或者第二实施方式相同的构成要素使用相同的符号，主要说明与第一或者第二实施方式不同的点。[〇1〇4]第三实施方式的加工机系统具备与图3不出的第二实施方式的加工机系统相同的构成要素。
[0105]但是，在第三实施方式中，在机器人控制部5执行切肩回收程序P2之后，再次一边使用视觉传感器15—边执行切肩堆积探测程序PS1来获取切肩的堆积量和堆积区域。其结果，在获取到的切肩的堆积量大于预定的设定值的情况下，再次执行切肩回收程序P2。另夕卜，在获取到的切肩的堆积量小于预定的设定值之前反复执行这种切肩回收程序P2。
[0106]并且，详细说明第三实施方式的加工机系统的动作。但是，第三实施方式的加工机系统的动作除了机器人的动作以外与第二实施方式的加工机系统的动作相同，因此，在此仅说明与第二实施方式不同的机器人的动作。
[0107]图5是表示第三实施方式的加工机系统所具备的机器人的动作流程的特征部的流程图。尤其，图5是表示代替图4B示出的步骤S40?步骤45的动作流程的图。另外，关于图5中的各步骤的符号，对与图4B相同的步骤使用相同的符号。
[0108]如图5所示，机器人控制部5在判断为被输入了更换许可信号时，启动视觉传感器 15并且执行切肩堆积探测程序PS1(图5的步骤S40)。在步骤S40中，安装了视觉传感器15的机器人前端部沿着与固定夹具13的形状相应的路径移动，通过视觉传感器15拍摄堆积在工件W上和固定夹具13周边的切肩的状态。也就是说，在切肩堆积探测程序PS1内，作为视觉传感器15的移动路径，记述有与固定夹具13的形状相应的路径。
[0109]此外，在加工完成之后将视觉传感器15配置在加工机1内，因此在切肩没有飞散时能够拍摄工件W上和固定夹具13周边。也就是说，能够防止切肩挡住视觉传感器15的视野而视觉传感器15的拍摄精度下降。另外，也可以使视觉传感器15移动到能够拍摄加工台9整体的位置，并在该位置进行拍摄。
[0110]并且，机器人控制部5使用由视觉传感器15拍摄的图像数据，分别计算并获取分数 SK和堆积区域数据SA(图5的步骤S41)。分数SK和堆积区域数据SA的计算方法与第二实施方式相同。在步骤S41之后，机器人控制部5将计算出的分数SK与堆积临界值N2进行比较(图5 的步骤S42)。其结果，在计算出的分数SK大于堆积临界值N2的情况下，机器人控制部5进行切肩回收动作。
[0111]接着，为了实施切肩回收动作，机器人控制部5参照分数SK和堆积区域数据SA，决定切肩回收程序P2(图5的步骤S43)。具体地说，预先生成分别与多个堆积区域数据SA对应的多个切肩回收程序P2并存储在机器人控制部5中。并且，机器人控制部5将在上述步骤S41 中计算出的分数SK和堆积区域数据SA对应起来进行存储。因此，在机器人控制部5中，通过输入分数SK，从多个切肩回收程序P1内选择与堆积区域数据SA对应的切肩回收程序P2。
[0112]此外，在切肩回收程序P2内记述了使切肩回收手3相对加工台9移动的范围以及切肩回收手3的动作。
[0113]接着，机器人控制部5执行切肩回收程序P2(图5的步骤S44)。机器人控制部5按照切肩回收程序P2使机器人4和切肩回收手3动作，去除壳体10内的加工台9上的切肩。具体地说，机器人4的切肩回收手3捞起加工机1的壳体10内的切肩，扔进壳体10外的切肩箱14。
[0114] 在步骤S44之后，机器人控制部5再次启动视觉传感器15并且执行切肩堆积探测程序PS1(图5的步骤S51)。然后，机器人控制部5使用由视觉传感器15拍摄的图像数据，分别计算并获取分数SK和堆积区域数据SA(图5的步骤S52)。分数SK和堆积区域数据SA的计算方法与第二实施方式相同。
[0115]并且，机器人控制部5将计算出的分数SK与堆积临界值N2进行比较(图5的步骤 S42)。其结果，在计算出的分数SK大于堆积临界值N2的情况下，机器人控制部5再次选择与堆积区域数据SA对应的切肩回收程序P2(图5的步骤S43)，执行该切肩回收程序P2(图5的步骤S44)。
[0116]在计算出的分数SK与堆积极限值N2相同或者小于堆积临界值N1之前，反复执行如上所述的步骤S42、步骤S43、步骤S44、步骤S51以及步骤S52。因此，根据第三实施方式，与第二实施方式相比，能够减少残留在加工机内的切肩。另外，第三实施方式尤其在切肩的堆积量多且通过一次回收动作无法充分回收切肩的情况下有利。
[0117]之后，机器人控制部5执行工件更换程序(图5的步骤S46)。此外，在上述步骤S42 中，在分数SK小于堆积临界值N2的情况下，判断为不需要回收切肩。在该情况下，在步骤S42 之后立即执行工件更换程序。
[0118]在工件W的更换完成之后，机器人控制部5将更换完成信号输出到加工机控制部2 (图5的步骤S47)。[〇119](第四实施方式)
[0120]接着，示出第四实施方式。但是，在此，对与第一至第三实施方式相同的构成要素使用相同的符号，主要说明与第一至第三实施方式不同的点。[〇121 ]图6是表示第四实施方式的加工机系统的主视图。
[0122]如图6所示，第四实施方式的加工机系统相对于第三实施方式的加工机系统的结构，还具备清洁刷16。清洁刷16也与视觉传感器15同样地被安装于机器人4的前端附近。通过使机器人4的前端移动，能够通过清洁刷16清洁加工台9上的底座12和固定夹具13。另外， 优选的是将清洁刷16收纳在机器人4的前端部内，在进行清洁时从机器人4的前端部的内部向外部进行驱动。在清洁刷16的驱动装置中能够使用气缸或电机等。
[0123]接着，说明第四实施方式的加工机系统的动作。但是，第四实施方式的加工机系统的动作除了机器人的动作以外与第三和第四实施方式的加工机系统的动作相同，因此，在此仅说明与第三和第四实施方式不同的机器人的动作。
[0124]图7是表示第四实施方式的加工机系统所具备的机器人的动作流程的特征部的流程图。尤其，图7仅示出代替图4B和图5示出的步骤S46。另外，图7中的步骤S47与图4B中的步骤S47相同。
[0125]代替图4B和图5中的步骤45，机器人控制部5按照图7示出的步骤S71?步骤S73使机器人4动作。具体地说，机器人控制部7执行已加工完工件取出程序(步骤S71)。由此，机器人控制部5通过切肩回收手3的把持机构，从固定夹具13取下位于工件更换位置的已加工完的工件W。之后，机器人控制部5通过机器人4将已加工完的工件W搬出到壳体10的外部。
[0126]接着，机器人控制部5执行对堆积在固定夹具13的底座12上的切肩进行清洁的夹具清洁程序PC1 (步骤S72)。将夹具清洁程序PC1预先存储在机器人控制部5中，以便根据包含底座12的固定夹具13的形状对清洁刷16的移动和动作进行控制。在本实施方式中，机器人4在机器人前端部的外部配置清洁刷16,通过清洁刷16清洁底座12上的切肩而从底座12 上去除切肩。
[0127]当在切肩残留在固定夹具13上的状态下从固定夹具13取下工件W时，有时切肩落在底座12的载置了工件W的面上。在该情况下，当将未加工的工件W配置在固定夹具13的底座12上并通过夹持机构固定未加工的工件W时，在底座12与未加工的工件W之间夹入切肩。 其结果，未加工的工件W不会紧贴于底座12而被固定于浮动的位置。当在该状态下对未加工的工件W进行加工时，生成与目的的形状不同的加工品。因此，优选的是对取下工件之后的固定夹具13进行清洁。在本实施方式中，通过机器人4对取下已加工完的工件W的固定夹具 13进行清洁，因此能够实现生产效率的提高和长时间的无人化。
[0128]在对固定夹具13进行清洁之后，机器人控制部5执行未加工工件安装程序(步骤 S73)。由此，机器人控制部5通过切肩回收手3的把持机构，将未加工的工件W载置在位于工件更换位置的固定夹具13的底座12上。通过固定夹具13的夹持机构固定未加工的工件W。
[0129]在工件W的更换完成之后，机器人控制部5将更换完成信号输出到加工机控制部2 (图7的步骤S47)。
[0130]发明的效果[〇131]根据本发明的第一方式，检测加工台上的切肩的堆积量，根据该检测出的堆积量， 能够判定是否需要回收切肩。并且，在需要回收切肩的情况下，在加工完成之后使机器人动作并能够通过切肩回收手回收切肩。因而，在加工完成之后仅在需要回收切肩时，实施切肩的回收，因此不加工的时间减少，从而提高生产效率。另外，能够消减使加工机停止后作业人员去除切肩的作业。也就是说，能够长时间进行无人运转，因此还能够消减生产成本。
[0132]根据本发明的第二方式，通过使用加工程序内的信息，能够获取堆积在加工台上的切肩的堆积量。因此，不需要将用于检测切肩的堆积量的构造物安装于机器人。由此，能够廉价地制造加工机系统。
[0133]根据本发明的第三方式，通过使用视觉传感器能够获取堆积在加工台上的切肩的堆积量和堆积区域。尤其，通过视觉传感器拍摄堆积在加工台上的切肩的状态，由此能够准确地获取加工台上的切肩的堆积量和堆积区域。并且，仅对需要回收切肩的部位进行清洁， 因此不会产生无用的清洁时间，从而提高生产效率。
[0134]根据本发明的第四方式，在回收切肩之后，再次使用视觉传感器检测切肩的堆积量和堆积区域，在需要回收切肩的情况下，再次回收存在于检测出的堆积区域的切肩。因此，能够可靠地去除堆积在加工台上的切肩。第四方式尤其利用于切肩的堆积量大且通过一次的机器人动作无法充分回收切肩的情况。
[0135]根据本发明的第五方式，将机器人配置于加工机的壳体外部，将视觉传感器安装于机器人。并且，在获取切肩的堆积量和堆积区域的情况下，在加工完成之后使机器人进行动作并使视觉传感器从壳体外部侵入到内部。当在加工过程中将视觉传感器配置于加工机的壳体内时，有可能切肩附着于视觉传感器而使视觉传感器的拍摄精度下降。因而，根据第五方式，能够良好地保持视觉传感器的拍摄精度，结果是，能够高精度地检测切肩的堆积量和堆积区域。
[0136]根据本发明的第六方式，在通过切肩回收手回收切肩之后，通过机器人从固定夹具取下工件，然后通过清洁刷清洁固定夹具。由此，在固定夹具上不存在切肩，因此能够以正确的姿势将未加工的工件固定于固定夹具。因而，加工品的形状不良减少，还提高生产效率。
[0137]以上，示出典型的实施方式，但是本发明并不限定于上述各实施方式，在不脱离本发明的思想的范围内能够将上述各实施方式变更为各种形状、构造、材料等。
【主权项】
1.一种加工机系统，其特征在于，具备:加工机，其具备用于固定工件的加工台，并对上述工件进行加工；机器人，其具备用于回收堆积在上述加工台上的切肩的切肩回收手；以及控制部，其对上述切肩回收手的移动和动作进行控制，上述控制部获取因上述工件的加工而堆积在上述加工台上的上述切肩的堆积量，根据 该获取到的堆积量判定是否需要回收上述切肩，在需要回收上述切肩的情况下，在上述加 工完成之后使上述机器人动作并通过上述切肩回收手回收上述切肩。2.根据权利要求1所述的加工机系统，其特征在于，上述控制部根据使用于上述工件的加工的加工程序内的信息，获取堆积在上述加工台 上的上述切肩的堆积量。3.根据权利要求1所述的加工机系统，其特征在于，该加工机系统还具备视觉传感器，上述控制部通过使用上述视觉传感器获取堆积在上述加工台上的上述切肩的堆积量 和堆积区域，在需要回收上述切肩的情况下，在上述加工完成之后使上述机器人动作，通过 上述切肩回收手回收存在于上述获取到的堆积区域的上述切肩。4.根据权利要求3所述的加工机系统，其特征在于，上述控制部在通过上述切肩回收手回收存在于上述获取到的堆积区域的上述切肩之 后，通过使用上述视觉传感器获取堆积在上述加工台上的上述切肩的堆积量和堆积区域， 根据该获取到的堆积量判定是否需要回收上述切肩，在需要回收上述切肩的情况下，再次 通过上述切肩回收手回收存在于上述获取到的堆积区域的上述切肩。5.根据权利要求3或4所述的加工机系统，其特征在于，上述视觉传感器被安装于上述机器人，并且上述机器人被配置在上述加工机的壳体的 外部，上述控制部为了获取堆积在上述加工台上的上述切肩的堆积量和堆积区域，在上述加 工完成之后使上述机器人动作并使上述视觉传感器从上述壳体的外部侵入到内部。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的加工机系统，其特征在于，该加工机系统还具备:固定夹具，其被安装在上述加工台上，固定上述工件；以及清洁刷，其可移动地被设置于上述机器人的前端部，上述控制部在通过上述切肩回收手回收上述切肩之后，通过上述机器人从上述固定夹 具取下上述工件，然后通过上述清洁刷对上述固定夹具进行清洁。
【文档编号】B23Q11/00GK105965313SQ201610141077
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】白幡透
【申请人】发那科株式会社