加工系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有預(yù)測(cè)機(jī)床的加工結(jié)束時(shí)刻的功能的機(jī)器人控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一般在使用機(jī)器人將工件搬運(yùn)到機(jī)床的情況下，在工件加工完成后從機(jī)床向機(jī)器人控制裝置輸出工件更換請(qǐng)求信號(hào)，機(jī)器人接收該工件更換請(qǐng)求信號(hào)后開始工件的更換準(zhǔn)備動(dòng)作。但是，在接收工件更換請(qǐng)求信號(hào)后開始工件的更換準(zhǔn)備動(dòng)作的情況下，在工件的更換準(zhǔn)備動(dòng)作中，機(jī)床不進(jìn)行加工而成為待機(jī)的狀態(tài)，機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)率下降。對(duì)此，已知一種裝置(例如參照日本特開2005-149216號(hào)公報(bào))，即在工件的加工開始前開始通過機(jī)器人進(jìn)行工件的更換準(zhǔn)備動(dòng)作，在更換準(zhǔn)備動(dòng)作結(jié)束后，直到結(jié)束工件的加工后輸出更換請(qǐng)求信號(hào)為止，使機(jī)器人進(jìn)行待機(jī)。但是，如日本特開2005-149216號(hào)公報(bào)所述的裝置那樣，直到輸出更換請(qǐng)求信號(hào)為止使機(jī)器人待機(jī)，會(huì)降低機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)方式是一種具備控制機(jī)床的機(jī)床控制裝置和控制機(jī)器人的機(jī)器人控制裝置的加工系統(tǒng)，機(jī)床控制裝置具有在工件的加工開始時(shí)輸出加工開始信號(hào)的信號(hào)輸出部，機(jī)器人控制裝置具有:動(dòng)作指令部，其輸出機(jī)器人的動(dòng)作指令，以便進(jìn)行將工件從初始位置搬運(yùn)到與機(jī)床相鄰的第一位置的第一動(dòng)作和將搬運(yùn)到第一位置的工件搬運(yùn)到機(jī)床的加工區(qū)域內(nèi)的第二位置的第二動(dòng)作；時(shí)刻預(yù)測(cè)部，其根據(jù)從信號(hào)輸出部輸出的加工開始信號(hào)來預(yù)測(cè)機(jī)床中的工件加工結(jié)束時(shí)刻；時(shí)間預(yù)測(cè)部，其預(yù)測(cè)機(jī)器人的第一動(dòng)作所需要的時(shí)間；時(shí)刻決定部，其根據(jù)由時(shí)刻預(yù)測(cè)部所預(yù)測(cè)的加工結(jié)束時(shí)刻和由時(shí)間預(yù)測(cè)部所預(yù)測(cè)的時(shí)間，決定使第一動(dòng)作在加工結(jié)束時(shí)刻結(jié)束的第一動(dòng)作的開始時(shí)刻。
【附圖說明】
[0004]通過與附圖關(guān)聯(lián)的以下的實(shí)施方式的說明，能夠更加明確本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。
[0005]圖1是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0006]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的加工系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)的框圖。
[0007]圖3是表示存儲(chǔ)在圖2的存儲(chǔ)部中的加工數(shù)據(jù)的一例的圖。
[0008]圖4是表示通過圖2的機(jī)床控制裝置以及機(jī)器人控制裝置所執(zhí)行的處理的一例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下，參照?qǐng)D1?圖4對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的加工系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的圖。加工系統(tǒng)100具有加工工件W的機(jī)床1、將工件W搬運(yùn)到機(jī)床I的機(jī)器人2、控制機(jī)床I的機(jī)床控制裝置3以及控制機(jī)器人2的機(jī)器人控制裝置4。加工系統(tǒng)100使用機(jī)器人2將工件W自動(dòng)搬運(yùn)給機(jī)床1，在機(jī)床I進(jìn)行工件W的加工。另外，雖省略了圖示，但加工系統(tǒng)100包括多臺(tái)(例如2臺(tái))機(jī)床I (第一機(jī)床X、第二機(jī)床Y)，在多個(gè)機(jī)床I進(jìn)行相互相同或不同的加工。
[0010]機(jī)器人2例如是垂直多關(guān)節(jié)型的工業(yè)用機(jī)器人。機(jī)器人2具有基部2a、由基部2a可旋轉(zhuǎn)地支持的臂2b、設(shè)置在臂2b的前端部的把持裝置2c，通過把持裝置2c來把持工件W。機(jī)器人2通過伺服電動(dòng)機(jī)20 (圖2)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠移動(dòng)工件W。
[0011]機(jī)床I例如是加工中心等數(shù)值控制機(jī)床，配置在機(jī)器人2的側(cè)方。在機(jī)床I的內(nèi)部的加工區(qū)域Ia中，機(jī)器人2的前端部經(jīng)由可開閉的門Ib可以進(jìn)退。機(jī)床I根據(jù)來自機(jī)床控制裝置3的指令，將被供給到加工區(qū)域Ia內(nèi)的工件W保持在機(jī)床I的加工臺(tái)上，對(duì)工件W進(jìn)行加工(例如切削加工)。另外，也可以不經(jīng)由加工臺(tái)來加工工件W。
[0012]在機(jī)器人2的側(cè)方的工件載置站中設(shè)置有工件載置臺(tái)5，在工件載置臺(tái)5載置有加工前的工件W。另外，將載置在工件載置臺(tái)5上的工件W的位置稱為初始位置PO。機(jī)器人2根據(jù)來自機(jī)器人控制裝置4的指令來把持工件載置臺(tái)5上的工件W，并將工件W從初始位置PO搬運(yùn)到與機(jī)床I相鄰的第一位置Pl。將從該初始位置PO到第一位置Pl的工件W的搬運(yùn)動(dòng)作稱為準(zhǔn)備動(dòng)作。
[0013]進(jìn)而，機(jī)器人2將工件W從第一位置Pl搬運(yùn)到機(jī)床I的加工區(qū)域Ia內(nèi)的第二位置P2，與機(jī)床I聯(lián)動(dòng)地更換工件W。即，將加工前的工件W交給機(jī)床1，從機(jī)床I取得加工完畢的工件W。將從該第一位置Pl到第二位置P2的工件W的搬運(yùn)動(dòng)作稱為工件更換動(dòng)作。
[0014]在以上那樣構(gòu)成的加工系統(tǒng)100中，根據(jù)來自機(jī)床控制裝置3的指令，機(jī)床I的門Ib在工件加工時(shí)關(guān)閉，在工件W的加工結(jié)束后打開。因此，能夠在工件W的加工結(jié)束后，由機(jī)器人2進(jìn)行經(jīng)由門Ib的工件更換動(dòng)作。這時(shí)候，機(jī)器人2在工件W的加工結(jié)束后開始了準(zhǔn)備動(dòng)作，機(jī)床I不進(jìn)行加工而待機(jī)的時(shí)間變長(zhǎng)，機(jī)床I的運(yùn)轉(zhuǎn)效率下降。
[0015]另一方面，在工件W加工開始的同時(shí)，機(jī)器人2開始了準(zhǔn)備動(dòng)作，準(zhǔn)備動(dòng)作結(jié)束后到進(jìn)行更換動(dòng)作為止的待機(jī)時(shí)間變長(zhǎng)，機(jī)器人2的運(yùn)轉(zhuǎn)效率下降。S卩，機(jī)器人2不僅進(jìn)行準(zhǔn)備動(dòng)作和工件更換動(dòng)作，也進(jìn)行與其它作業(yè)相關(guān)的動(dòng)作(其它的作業(yè)動(dòng)作)。其它的作業(yè)例如是加工后的工件W的尺寸測(cè)量、去飛邊、清洗或者向載置加工后的工件W的工件載置站的搬運(yùn)等。因此，為了構(gòu)筑效率高的加工系統(tǒng)100，最好使待機(jī)時(shí)間變短而使機(jī)器人2進(jìn)行其它的作業(yè)。因此，在本實(shí)施方式中，如以下那樣構(gòu)成加工系統(tǒng)100。
[0016]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的加工系統(tǒng)100的控制結(jié)構(gòu)的框圖。如圖2所示，第一機(jī)床I以及第二機(jī)床I的機(jī)床控制裝置3分別具有將動(dòng)作指令輸出給機(jī)床I的致動(dòng)器的動(dòng)作指令部11和信號(hào)輸出部12。信號(hào)輸出部12在工件W的加工開始時(shí)輸出加工開始信號(hào)，并且在工件W的加工結(jié)束時(shí)輸出加工結(jié)束信號(hào)。進(jìn)而也輸出與工件W的種類(品種)對(duì)應(yīng)的工件識(shí)別信號(hào)。動(dòng)作指令部11在輸出加工結(jié)束信號(hào)時(shí)，將打開信號(hào)輸出給門驅(qū)動(dòng)用致動(dòng)器，打開門lb。由此，機(jī)器人2進(jìn)行的工件更換動(dòng)作成為可能。
[0017]機(jī)器人控制裝置4具有輸入部21、存儲(chǔ)部22、加工結(jié)束時(shí)刻預(yù)測(cè)部23、準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間預(yù)測(cè)部24、準(zhǔn)備開始時(shí)刻決定部25以及動(dòng)作指令部26。將從信號(hào)輸出部12輸出的加工開始信號(hào)、加工結(jié)束信號(hào)以及工件識(shí)別信號(hào)輸入給輸入部21。輸入了加工開始信號(hào)的時(shí)刻以及輸入了加工結(jié)束信號(hào)的時(shí)刻分別相當(dāng)于加工開始時(shí)刻以及加工結(jié)束時(shí)刻。
[0018]存儲(chǔ)部22根據(jù)經(jīng)由輸入部21而輸入的信號(hào)，按照每個(gè)工件W的種類來存儲(chǔ)加工開始時(shí)刻和加工結(jié)束時(shí)刻。進(jìn)而，存儲(chǔ)部22存儲(chǔ)由機(jī)器人2開始了準(zhǔn)備動(dòng)作的時(shí)刻(準(zhǔn)備開始時(shí)刻)和結(jié)束了準(zhǔn)備動(dòng)作的時(shí)刻(準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)刻)。
[0019]圖3是表示存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部22中的加工數(shù)據(jù)、即通過工件加工而得到的數(shù)據(jù)的一例的圖。如圖3所示，在存儲(chǔ)部22中，與加工完畢的多個(gè)工件W對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)多組(圖中是7組)加工數(shù)據(jù)Dl?D7。各組加工數(shù)據(jù)Dl?D7包括加工開始時(shí)刻、加工結(jié)束時(shí)刻、準(zhǔn)備開始時(shí)刻和準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)刻，這些加工數(shù)據(jù)和工件W的品種(A，B)和加工了工件W的機(jī)床I的類別(第一機(jī)床X，第二機(jī)床Y) —起被存儲(chǔ)。
[0020]從信號(hào)輸出部12向輸入部21輸入加工開始信號(hào)時(shí)，加工結(jié)束時(shí)刻預(yù)測(cè)部23根據(jù)加工開始信號(hào)確定加工中的工件W的品種和加工工件W的機(jī)床I。并且，從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部22中的數(shù)據(jù)中檢索通過相同的機(jī)床I而得到的相同品種的工件W的加工數(shù)據(jù)的租，計(jì)算該加工數(shù)據(jù)的組中所包括的加工結(jié)束時(shí)刻和加工開始時(shí)刻之間的差即加工時(shí)間。
[0021]在圖3的例子中，當(dāng)工件W的品種為A、機(jī)床I為X時(shí)，檢索多組加工數(shù)據(jù)Dl，D3，D5，D7，根據(jù)多組加工數(shù)據(jù)DI，D3，D5，D7分別計(jì)算出加工時(shí)間(T12-T11，T32-T31，T52-T51，T72-T71)。這種情況下，加工結(jié)束時(shí)刻預(yù)測(cè)部23計(jì)算出4個(gè)加工時(shí)間的平均值作為加工時(shí)間。然后，在輸入了加工開始時(shí)刻的當(dāng)前時(shí)刻上加上該加工時(shí)間(平均值)，將其預(yù)測(cè)為加工結(jié)束時(shí)刻。
[0022]準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間預(yù)測(cè)部24從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部22中的加工數(shù)據(jù)中檢索將相同品種的工件W搬運(yùn)到相同種類的機(jī)床I時(shí)的加工數(shù)據(jù)的組，計(jì)算該加工數(shù)據(jù)的組中所包括的準(zhǔn)備開始時(shí)刻和準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)刻之間的差即準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間。在檢索出多組加工數(shù)據(jù)，并計(jì)算出多個(gè)準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間的情況下，準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間預(yù)測(cè)部24預(yù)測(cè)它們的平均值為準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間。另夕卜，當(dāng)例如在機(jī)床I加工中的工件W的品種為A，搬運(yùn)到該機(jī)床I的工件W的品種為B時(shí)，根據(jù)品種為B的加工數(shù)據(jù)來計(jì)算準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間。S卩，當(dāng)加工中的工件W的品種和搬運(yùn)到機(jī)床I中的工件W的品種不同時(shí)，準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間預(yù)測(cè)部24根據(jù)與加工結(jié)束時(shí)刻預(yù)測(cè)部23所使用的加工數(shù)據(jù)的組不同的加工數(shù)據(jù)的組來預(yù)測(cè)準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間。
[0023]準(zhǔn)備開始時(shí)刻決定部25從由加工結(jié)束時(shí)刻預(yù)測(cè)部23預(yù)測(cè)的加工結(jié)束時(shí)刻減去由準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間預(yù)測(cè)部24預(yù)測(cè)的準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間，由此計(jì)算準(zhǔn)備動(dòng)作的開始時(shí)刻。并且，通過比較部250比較該準(zhǔn)備動(dòng)作開始時(shí)刻和當(dāng)前時(shí)刻，在當(dāng)前時(shí)刻到達(dá)準(zhǔn)備動(dòng)作開始時(shí)刻時(shí)，準(zhǔn)備開始時(shí)刻決定部25將準(zhǔn)備動(dòng)作開始指令輸出到動(dòng)作指令部26。
[0024]動(dòng)作指令部26具有輸出工件更換動(dòng)作的指令的工件更換動(dòng)作部261、輸出準(zhǔn)備動(dòng)作的指令的準(zhǔn)備動(dòng)作部262、輸出其他作業(yè)動(dòng)作的指令的作業(yè)動(dòng)作部263。準(zhǔn)備動(dòng)作部262在從準(zhǔn)備開始時(shí)刻決定部25輸出準(zhǔn)備動(dòng)作開始指令時(shí)，將控制信號(hào)輸出給伺服電動(dòng)機(jī)20來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人2，將工件W從初始位置PO搬運(yùn)到第一位置Pl。即，使機(jī)器人2進(jìn)行準(zhǔn)備動(dòng)作。這時(shí)候，將開始了準(zhǔn)備動(dòng)作的時(shí)刻以及結(jié)束了準(zhǔn)備動(dòng)作的時(shí)刻分別作為準(zhǔn)備開始時(shí)刻以及準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)刻存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部22中(參照?qǐng)D3)。
[0025]工件更換動(dòng)作部261在準(zhǔn)備動(dòng)作結(jié)束且從機(jī)床I的信號(hào)輸出部12輸出加工結(jié)束信號(hào)時(shí)，將控制信號(hào)輸出到伺服電動(dòng)機(jī)20來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人2，將工件W從第一位置Pl搬運(yùn)到第二位置P2。即，使機(jī)器人2進(jìn)行工件更換動(dòng)作。工件更換動(dòng)作結(jié)束時(shí)，工件更換動(dòng)作部261將更換結(jié)束信號(hào)輸出到機(jī)床控制裝置3。由此，機(jī)床I封閉門lb，開始工件W的加工。作業(yè)動(dòng)作部263在準(zhǔn)備動(dòng)作開始前，向伺服電動(dòng)機(jī)20輸出控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人2，執(zhí)行其他的作業(yè)。
[0026]圖4是表示由機(jī)床控制裝置3所執(zhí)行的處理(機(jī)床控制處理)以及由機(jī)器人控制裝置4所執(zhí)行的處理(機(jī)器人控制處理)的一例的流程圖。首先說明機(jī)床控制處理。
[0027]在步驟SI，通過信號(hào)輸出部12的處理，向機(jī)器人控制裝置4的輸入部21發(fā)送加工開始信號(hào)。這時(shí)候，封閉門lb。在步驟S2，通過動(dòng)作指令部11的處理，按照預(yù)先決定的加工程序來控制機(jī)床1，執(zhí)行工件W的加工。工件W的加工結(jié)束時(shí)，在步驟S3通過信