机床

文档序号:53854 发布日期:2021-09-28 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 机床 (Machine tool ) 是由 太田章博 于 2019-02-26 设计创作,主要内容包括:本发明的机床具备:加工区域,在该加工区域加工工件;多关节机器人,具备把持工件的机器人夹头并向加工区域投入工件;及控制装置,对将加工区域分割为多个而成的分割加工区域中的存在机器人夹头的分割加工区域进行判断,并通过与判断出的分割加工区域对应的动作来进行多关节机器人的原点返回。(A machine tool of the present invention includes: a machining region in which a workpiece is machined; a multi-joint robot which is provided with a robot chuck for holding a workpiece and which feeds the workpiece to a processing area; and a control device for judging the divided processing area with the robot chuck in the divided processing area formed by dividing the processing area into a plurality of divided processing areas, and returning the origin of the multi-joint robot by the action corresponding to the judged divided processing area.)

机床

技术领域

本说明书涉及机床。

背景技术

通常,在机器人意外停止的情况下,机床进行使机器人从停止位置返回作业原点位置的原点返回。作为原点返回的一形式,专利文献1公开有:在包括与机器人的动作干涉的干涉区域和机器人动作的动作区域的矩阵状的区域地图中,按每个区块设定机器人的返回方向。并且,专利文献1公开如下方法:基于所设定的返回方向来设定从停止位置起的返回路径,并基于这样的返回路径使机器人移动至作业原点位置,并最终原点返回。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2009-090383号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述专利文献1记载的机床中,虽通过机器人自动地进行原点返回能够减少作业者的负担,但需要按每个区块设定返回方向而且基于该返回方向设定返回路径,因此,原点返回的工时比较多,存在原点返回结束耗费时间这样的问题。

鉴于这样的状况,本说明书公开能够在原点返回时实现作业者的负担减少并且减少工时、缩短时间的机床。

用于解决课题的技术方案

本说明书公开一种机床,具备:加工区域,在加工区域加工工件;多关节机器人,具备把持上述工件的机器人夹头并向上述加工区域投入上述工件;及控制装置,对将上述加工区域分割为多个而成的分割加工区域中的存在上述机器人夹头的上述分割加工区域进行判断,并通过与判断出的上述分割加工区域对应的动作来进行上述多关节机器人的原点返回。

发明效果

根据本公开,能够通过与存在机器人夹头的分割加工区域对应的动作实施多关节机器人的原点返回,因此,能够减少原点返回所耗费的工时,缩短时间。因此,机床能够在原点返回时实现作业者的负担减少并且减少工时,缩短时间。

附图说明

图1是表示应用了机床的加工系统10的主视图。

图2是表示图1所示的车床模块30A的侧视图。

图3是表示车床模块30A的分割加工区域Aa1-Aa3及原点返回动作的图。

图4是表示图1所示的钻铣模块30B的侧视图。

图5是表示钻铣模块30B的分割加工区域Ab1-Ab3及原点返回动作的图。

图6是表示图1所示的加工前储存模块30C的侧视图。

图7是表示加工前储存模块30C的分割储存区域Ac1、Ac21、Ac22及原点返回动作的图。

图8是表示多关节机器人70的侧视图。

图9是表示多关节机器人70的俯视图。

图10是表示多关节机器人70的框图。

图11是表示通过图10所示的控制装置90实施的程序的流程图。

图12是表示通过图10所示的控制装置90实施的程序(储存区域原点返回)的流程图。

图13是表示通过图10所示的控制装置90实施的程序(加工区域原点返回)的流程图。

图14是表示通过图10所示的控制装置90实施的程序(加工区域原点返回)的流程图。

具体实施方式

(加工系统)

以下,对应用了机床(作业机模块30)的加工系统的一个例子进行说明。如图1所示,加工系统10具备多个基座20、设置于该基座20的多个(在本实施方式中10个)作业机模块30、多关节机器人(以下,也有时称为机器人。)70(例如参照图2)。以下的说明中,将与加工系统10相关的“前后”、“左右”、“上下”作为加工系统10的从正面侧观察的情况下的前后、左右、上下来处理。

作业机模块30存在多个种类,存在车床模块30A、钻铣模块30B、加工前储存模块30C、加工后储存模块30D、检测模块30E、临时放置模块30F等。

(车床模块)

车床模块30A由车床模块化而成。车床是使作为加工对象物的工件W旋转并利用固定的切削工具43a进行加工的机床。如图2所示,车床模块30A具有可动床身41、主轴台42、工具台43、工具台移动装置44、加工室45、行驶室46及模块控制装置47。

可动床身41经由多个车轮41a而在设置于基座20的导轨(未图示)上沿着前后方向移动。主轴台42将工件W保持为能够旋转。主轴台42将沿着前后方向水平配置的主轴42a支承为能够旋转。在主轴42a的前端部设置有把持工件W的夹头42b。主轴42a经由旋转传递机构42c由伺服马达42d旋转驱动。

工具台43是对切削工具43a给予进给运动的装置。工具台43是所谓的转塔式工具台,并具有:工具保持部43b,装配有切削工件W的多个切削工具43a;和旋转驱动部43c,将工具保持部43b支承为能够旋转并且能够在预定的切削位置定位固定。

工具台移动装置44是使工具台43进而切削工具43a沿着上下方向(Y轴方向)及前后方向(Z轴方向)移动的装置。工具台移动装置44具有使工具台43沿着Y轴方向移动的Y轴驱动装置44a和使工具台43沿着Z轴方向移动的Z轴驱动装置44b。

Y轴驱动装置44a具有:Y轴滑动件44a1,相对于设置于可动床身41的立柱48以能够沿着上下方向滑动的方式安装;和伺服马达44a2,用于使Y轴滑动件44a1移动。Z轴驱动装置44b具有:Z轴滑动件44b1,相对于Y轴滑动件44a1以能够沿着前后方向滑动的方式安装;和伺服马达44b2,用于使Z轴滑动件44b1移动。

加工室45是用于加工工件W的房间(空间),加工室45内收容有夹头42b、工具台43(切削工具43a、工具保持部43b及旋转驱动部43c)。加工室45由前壁45a、顶壁45b、左右壁及后壁(均未图示)而划分出。在前壁45a形成有供工件W进出的进出口45a1。进出口45a1通过由未图示的马达驱动的闸门45c而开闭。

行驶室46是面临加工室45的进出口45a1而设置的房间(空间)。行驶室46由前壁45a及前面面板31而划分出。后述的机器人70能够在行驶室46内行驶。模块控制装置47是使旋转驱动部43c、工具台移动装置44等驱动的装置。

如图3所示,加工室45内构成加工工件W的加工区域Aa。加工区域Aa由分割为多个而成的分割加工区域Aa1、Aa2、Aa3构成。第1分割加工区域Aa1是加工区域Aa中的RZ轴坐标大于第1判定值的区域。第1判定值是机内近前位置P14的RZ轴坐标。机内近前位置P14是在工件W安装于夹头42b之前(或者取下之后)使机器人70的把持部85旋转的位置。优选机内近前位置P14设定于比工具台43靠后方且比夹头42b靠前方的位置。

第2分割加工区域Aa2是加工区域Aa中的RZ轴坐标比第1判定值小且比第2判定值大的区域。第2判定值是比第1判定值小的值。第2判定值是排出时旋转位置P17的RZ轴坐标。排出时旋转位置P17是在将工件W从加工室45排出(搬出)时使把持部85旋转的位置。优选排出时旋转位置P17设定于与加工室45的进出口45a1相同的位置(RZ轴坐标)。此时,RZ轴坐标设定为第1预定值。优选第1预定值设定为从原点P1至加工室45的进出口45a1为止的距离。原点P1是从加工区域Aa使机器人70的臂部74退避(搬出)时的把持部85的基准位置,且是通过正交坐标系(主要为RZ轴坐标和RY轴坐标)来表示的位置。

此外,原点P1是成为机器人70的臂部74在加工室45(或者55)及储存室66投入、排出工件W等作业的基准的原点位置。

第3分割加工区域Aa3是加工区域Aa中的RZ轴坐标比第2判定值小的区域。第3分割加工区域Aa3是RZ轴坐标比原点P1大且比排出时旋转位置P17小的区域。另外,第3分割加工区域Aa3可以设置于加工室45内,也可以设置于行驶室46内,也可以在加工室45与行驶室46之间作为其他空间而设置。

此外,第1分割加工区域Aa1及第2分割加工区域Aa2为处于加工区域Aa的里侧的区域。第3分割加工区域Aa3为处于加工区域Aa的前侧的区域。

(钻铣模块)

钻铣模块30B由进行基于钻头的开孔、铣磨加工等的加工中心模块化而成。加工中心是将旋转的工具(旋转工具)按压并抵接于固定的工件W来进行加工的机床。如图4所示,钻铣模块30B具有可动床身51、主轴头52、主轴头移动装置53、工件工作台54、加工室55、行驶室56及模块控制装置57。

可动床身51经由多个车轮51a而在设置于基座20的导轨(未图示)上沿着前后方向移动。主轴头52将主轴52a支承为能够旋转。主轴52a的前端(下端)部能够装配切削工件W的切削工具52b(例如钻头、端铣刀等)。主轴52a由伺服马达52c旋转驱动。

主轴头移动装置53是使主轴头52进而切削工具52b沿着上下方向(Z轴方向)及前后、左右方向(X-Y轴方向)移动的装置。主轴头移动装置53具有使主轴头52沿着Z轴方向移动的Z轴驱动装置53a和使主轴头52沿着X-Y轴方向移动的X-Y轴驱动装置53b。X-Y轴驱动装置53b相对于设置于可动床身51的主体58以能够沿着前后、左右方向滑动的方式安装。Z轴驱动装置53a相对于X-Y轴驱动装置53b以能够沿着上下方向滑动的方式安装。

工件工作台54对工件W进行固定保持。工件工作台54在设置于主体58的前面的工件工作台旋转装置54a固定。工件工作台旋转装置54a绕沿着前后方向延伸的轴线被旋转驱动。由此,能够在使工件W倾斜的状态下利用切削工具52b进行加工。此外,工件工作台54可以直接固定于主体58的前面。另外,工件工作台54设置有把持工件W的夹头54b。

加工室55是用于加工工件W的房间(空间),加工室55内收容有主轴52a、切削工具52b、工件工作台54、工件工作台旋转装置54a。加工室55由前壁55a、顶壁55b、左右壁及后壁(均未图示)划分出。前壁55a形成有供工件W进出的进出口55a1。进出口55a1通过由未图示的马达驱动的闸门55c而开闭。

行驶室56是面临加工室55的进出口55a1而设置的房间(空间)。行驶室56由前壁55a及前面面板31而划分出。后述的机器人70能够在行驶室56内行驶。此外,相邻的行驶室46(或者行驶室56)形成遍及加工系统10的并设方向全长而连续的空间。另外,模块控制装置57是使主轴52a(伺服马达52c)、主轴头移动装置53等驱动的装置。

如图5所示,加工室55内构成加工工件W的加工区域Ab。加工区域Ab由分割为多个而成的分割加工区域Ab1、Ab2、Ab3构成。第1分割加工区域Ab1是加工区域Ab中的RZ轴坐标比第1判定值大的区域。第1判定值是机内转接位置P15的RZ轴坐标。机内转接位置P15是在工件W安装于夹头54b之前(或者取下之后)使把持了工件W的状态的把持部85距工件工作台54成为预定高度H1并开始投入的位置。优选机内转接位置P15设定于比工件工作台54的前端靠前方且比加工室55的进出口55a1靠后方的位置。机内转接位置P15是在A轴82处于原点P1时以使把持部85成为预定高度H1的方式配置有B轴84的位置。基于第1臂81及第2臂83的回转径、工件W的高度及加工室55的室内高度,将预定高度H1设定为防止把持部85、被把持部85把持的工件W与钻铣模块30B干涉的高度。

第2分割加工区域Ab2是加工区域Ab中的RZ轴坐标比第1判定值小且比第2判定值大的区域。第2判定值是比第1判定值小的值。第2判定值是排出时旋转位置P17的RZ轴坐标。排出时旋转位置P17是在将工件W从加工室55排出(搬出)时使把持部85旋转的位置。优选排出时旋转位置P17设定为与加工室55的进出口55a1相同的位置(RZ轴坐标)。此时,RZ轴坐标设定为第1预定值。优选第1预定值设定为从原点P1至加工室55的进出口55a1为止的距离。

第3分割加工区域Ab3是加工区域Ab中的RZ轴坐标比第2判定值小的区域。第3分割加工区域Ab3是RZ轴坐标比原点P1大且比排出时旋转位置P17小的区域。另外,第3分割加工区域Ab3可以设置于加工室55内,也可以设置于行驶室56内,也可以在加工室55与行驶室56之间作为其他空间而设置。

此外,第1分割加工区域Ab1为处于加工区域Ab的里侧的区域。第2分割加工区域Ab2及第3分割加工区域Ab3为处于加工区域Ab的前侧的区域。

(储存模块)

加工前储存模块30C是向加工系统10投入工件W的模块(工件投入模块。另外,也有时仅称为投入模块。)。如图6所示,加工前储存模块30C具有外装面板61、工件池62、投入工作台63、升降机64及缸装置65。外装面板61是对加工前储存模块30C的前部进行覆盖的面板,且在内部设置有储存室66。储存室66内收容有投入工作台63。储存室66与经由在外装面板61的侧面设置的进出口61a而相邻的作业机模块30的行驶室46、56连通(开口)。

工件池62在前后方向(Z轴方向)上延设,并具有在上下方向上重叠的多个收纳层62a(例如在本实施方式中四层)。收纳层62a能够收容多个工件W。投入工作台63能够载置工件W,且设置于工件池62的前后方向上的前端的上方侧。投入工作台63配置于使机器人70接受工件W的位置(即投入位置)。

升降机64设置于工件池62的前方。升降机64从工件池62逐个接受工件W,并将工件W搬运至投入工作台63的高度。缸装置65设置于工件池62的前上方。缸装置65将升降机64上的工件W压出至投入工作台63上。

加工后储存模块30D是对针对通过加工系统10实施的工件W的一系列加工结束的完成品进行收纳并排出的模块(工件排出模块。而且也有时仅称为排出模块。)。与投入工作台63相同,加工后储存模块30D也具有用于载置并搬出工件W的搬出工作台或者搬出输送机(均未图示)。搬出工作台或者搬出输送机收容于与储存室66相同的储存室(未图示)。

如图7所示,储存室66内构成储存工件W的储存区域Ac。储存区域Ac由沿着RZ轴分割为多个的分割储存区域Ac1、Ac2构成。第1分割储存区域Ac1是储存区域Ac中的RZ轴坐标比第1判定值大且比相当于加工前储存模块30C的宽度的值小的区域,并且RY轴坐标比第2判定值大且为第1分割储存区域Ac1的上限以下的区域。此外,第1判定值是储存装置转接位置P3的RZ轴坐标。第2判定值是投入工作台63的上表面高度亦即P4的RY轴坐标。储存装置转接位置P3是在把持工件W之前(或者把持之后)使把持部85距投入工作台63的上表面成为预定高度H2并向加工前储存模块30C开始投入的位置。

优选储存装置转接位置P3设定为与储存室66的进出口61a相同的位置(RZ轴坐标)。此时,RZ轴坐标设定为第1预定值。优选第1预定值设定为从原点P1至储存室66的进出口61a为止的距离。优选储存装置转接位置P3设定为储存室66的进出口61a位置。储存装置转接位置P3是在A轴82处于原点P1时以使把持部85成为上述预定高度H2的方式配置有B轴84的位置。基于第1臂81及第2臂83的回转径、工件W的高度、投入工作台63的高度及储存室66的室内高度,将预定高度H2设定为防止把持部85、被把持部85把持的工件W与加工前储存模块30C干涉的高度。

第2分割储存区域Ac2是储存区域Ac中的RZ轴坐标比第1判定值小的区域。第2分割储存区域Ac2是RZ轴坐标比原点P1大且比储存装置转接位置P3(第1判定值)小的区域。另外,第2分割储存区域Ac2可以设置于储存室66内,也可以设置于行驶室46或者行驶室56内,也可以在储存室66与行驶室46或者行驶室56之间作为其他空间而设置。

此外,第1分割储存区域Ac1为处于储存区域Ac的里侧的区域。第2分割储存区域Ac2为处于储存区域Ac的前侧的区域。

并且,第2分割储存区域Ac2具有在上下方向上分割出的第21分割储存区域Ac21和第22分割储存区域Ac22。第21分割储存区域Ac21是RY轴坐标比第3判定值(例如RY轴坐标的0点)大且为第2分割储存区域Ac2的上限以下的区域。第22分割储存区域Ac22位于第21分割储存区域Ac21的下方,且为RY轴坐标比第3判定值小且为第2分割储存区域Ac2的下限以上的区域。此外,第3判定值例如设定得比投入工作台63的高度位置低且比原点P1低。

检测模块30E对工件W(例如加工后的工件W)进行检测。临时放置模块30F用于在基于加工系统10的一系列加工工序中,临时放置工件W。与车床模块30A及钻铣模块30B相同,检测模块30E及临时放置模块30F具有行驶室(未图示)。

(机器人)

如图8所示,机器人70能够行驶,并具有行驶部71及主体部72。

(行驶部)

行驶部71能够在行驶室46、56内沿着左右方向(作业机模块30的并设方向:X轴方向)行驶。主要如图8所示,行驶部71具有行驶驱动轴(以下,也有时称为X轴。)71c,上述行驶驱动轴71c用于通过行驶驱动装置71b使行驶部主体71a沿着左右方向进行直动。在行驶部主体71a的背部安装有行驶驱动轴71c的滑动件71c2。行驶驱动轴71c由设置于基座20的前侧面并沿着水平方向(左右方向)延伸的导轨71c1和以能够滑动的方式与导轨71c1卡合的多个滑动件71c2构成。

行驶部主体71a设置有行驶驱动装置71b。行驶驱动装置71b由伺服马达71b1、驱动力传递机构(未图示)、小齿轮71b2、齿条71b3等构成。通过伺服马达71b1的旋转输出使小齿轮71b2旋转。小齿轮71b2与齿条71b3啮合。齿条71b3设置于基座20的前侧面并沿着水平方向(左右方向)延伸。

伺服马达71b1与机器人控制装置90(参照图10。以下,也有时称为控制装置90。)连接。伺服马达71b1根据来自控制装置90的指示而旋转驱动,小齿轮71b2在齿条71b3上滚动。由此,行驶部主体71a能够在行驶室46、56内沿着左右方向行驶。另外,伺服马达71b1内置有对在伺服马达71b1流动的电流进行检测的电流传感器71b4(参照图10)。伺服马达71b1内置有对伺服马达71b1的位置(例如旋转角度)进行检测的位置传感器(例如旋转变压器、编码器)71b5(参照图10)。将电流传感器71b4及位置传感器71b5的检测结果向控制装置90发送。

(主体部)

主要如图8、图9所示,主体部72由回转工作台(工作台)73和设置于回转工作台73的臂部74构成。

(回转工作台)

如图9所示,回转工作台73具有设置于回转工作台73的工作台驱动轴(以下也有时称为D轴。)73a和对工作台驱动轴73a进行旋转驱动的工作台驱动装置73b。工作台驱动装置73b设置于行驶部主体71a。工作台驱动装置73b由设置于工作台驱动轴73a的齿轮(未图示)、与该齿轮啮合的小齿轮(未图示)、伺服马达73b1、将伺服马达73b1的输出向小齿轮传递的驱动力传递机构(未图示)等构成。

伺服马达73b1与控制装置90(参照图10)连接。伺服马达73b1根据来自控制装置90的指示而旋转驱动,小齿轮使工作台驱动轴73a旋转。由此,回转工作台73能够绕工作台驱动轴73a的旋转轴旋转。另外,伺服马达73b1内置有对在伺服马达73b1流动的电流进行检测的电流传感器73b2(参照图10)。与伺服马达71b1相同,伺服马达73b1内置有对伺服马达73b1的位置进行检测的位置传感器73b3(参照图10)。将电流传感器73b2及位置传感器73b3的检测结果向控制装置90发送。

回转工作台73设置有使工件W翻转的翻转装置76。翻转装置76能够将从把持部85接受到的工件W翻转,并将翻转后的工件W向把持部85交接。

(臂部)

臂部74是驱动轴(或者臂)串联排列的所谓的串联连接型的臂。如图8、图9所示,臂部74主要由第1臂81、第1臂驱动轴(以下也有时称为A轴。)82、第2臂83、第2臂驱动轴(以下也有时称为B轴。)84、把持部85及把持部驱动轴(以下,也有时称为C轴。)86构成。

主要如图8、图9所示,第1臂81以棒状形成,并经由第1臂驱动轴82以能够旋转的方式连结于回转工作台73。具体而言,第1臂驱动轴82被设置在回转工作台73上的支承部件73c支承为能够旋转。第1臂驱动轴82固定有第1臂81的基端部。第1臂驱动轴82由第1臂驱动装置81b旋转驱动。第1臂驱动装置81b由设置于支承部件73c的伺服马达81b1和将伺服马达81b1的输出向第1臂驱动轴82传递的驱动力传递机构(未图示)等构成。

伺服马达81b1与控制装置90连接。伺服马达81b1根据来自控制装置90的指示而旋转驱动,使第1臂驱动轴82旋转。由此,第1臂81能够绕第1臂驱动轴82的旋转轴旋转。另外,伺服马达81b1内置有对在伺服马达81b1流动的电流进行检测的电流传感器81b2(参照图10)。与伺服马达71b1相同,伺服马达81b1内置有对伺服马达81b1的位置进行检测的位置传感器81b3(参照图10)。将电流传感器81b2及位置传感器81b3的检测结果向控制装置90发送。

主要如图8、图9所示,第2臂83以棒状形成,并经由第2臂驱动轴84以能够旋转的方式连结于第1臂81。具体而言,第2臂驱动轴84被第1臂81的前端部支承为能够旋转。第2臂驱动轴84固定有第2臂83的基端部。第2臂驱动轴84由第2臂驱动装置83b旋转驱动。第2臂驱动装置83b由设置于第1臂81的伺服马达83b1和将伺服马达83b1的输出向第2臂驱动轴84传递的驱动力传递机构(未图示)等构成。

伺服马达83b1与控制装置90连接。伺服马达83b1根据来自控制装置90的指示而旋转驱动,使第2臂驱动轴84旋转。由此,第2臂83能够绕第2臂驱动轴84的旋转轴旋转。另外,伺服马达83b1内置有对在伺服马达83b1流动的电流进行检测的电流传感器83b2(参照图10)。与伺服马达71b1相同,伺服马达83b1内置有对伺服马达83b1的位置进行检测的位置传感器83b3(参照图10)。将电流传感器83b2及位置传感器83b3的检测结果向控制装置90发送。

主要如图8、图9所示,把持部85经由把持部驱动轴86而以能够旋转的方式连结于第2臂83。具体而言,把持部驱动轴86被第2臂83的前端部支承为能够旋转。把持部驱动轴86固定有把持部85的把持部主体85a。把持部驱动轴86由把持部驱动装置85b旋转驱动。把持部驱动装置85b由设置于第2臂83的伺服马达85b1和将伺服马达85b1的输出向把持部驱动轴86传递的驱动力传递机构85b2等构成。此外,把持部主体85a能够供把持工件W的夹头(机器人夹头)85c拆装。

伺服马达85b1与控制装置90连接。伺服马达85b1根据来自控制装置90的指示而旋转驱动,使把持部驱动轴86旋转。由此,把持部主体85a进而把持部85能够绕把持部驱动轴86的旋转轴旋转。另外,伺服马达85b1内置有对在伺服马达85b1流动的电流进行检测的电流传感器85b3(参照图10)。与伺服马达71b1相同,伺服马达85b1内置有对伺服马达85b1的位置进行检测的位置传感器85b4(参照图10)。将电流传感器85b3及位置传感器85b4的检测结果向控制装置90发送。

(输入装置、显示装置等)

另外,加工系统10还具有输入装置11、显示装置12及存储装置13。如图1所示,输入装置11设置于作业机模块30的前面,用于供作业者将各种设定、各种指示等输入到加工系统10。如图1所示,显示装置12设置于作业机模块30的前面,用于相对于作业者显示运转状况等加工系统10的信息。

存储装置13对上述的各区域Aa、Ab、Ac、各分割加工区域Aa1、Aa2、Aa3、各分割加工区域Ab1、Ab2、Ab3及各分割储存区域Ac1、Ac2进行存储。这些区域能够通过正交坐标系(例如,(RY轴坐标、RZ轴坐标))或/及轴坐标系(例如,A轴坐标、B轴坐标、C轴坐标)来表示。

(机器人控制装置)

控制装置90实施使投入(进入)到加工室45(或者55)、储存室66的机器人70的臂部74返回原点P1的原点返回处理。控制装置90可以设置专用的装置,但也可以通过作业机模块30的模块控制装置47、57来兼顾(代用)。

如图10所示,控制装置90与输入装置11、显示装置12、存储装置13、各伺服马达71b1、73b1、81b1、83b1、85b1、各电流传感器71b4、73b2、81b2、83b2、85b3及各位置传感器71b5、73b3、81b3、83b3、85b4连接。

控制装置90具有微型计算机(未图示),微型计算机具备经由总线而分别连接的输入输出接口、CPU、RAM及ROM(均未图示)。CPU实施各种程序,来获得各电流传感器71b4、73b2、81b2、83b2、85b3及各位置传感器71b5、73b3、81b3、83b3、85b4的检测结果、输入装置11的输入结果,或者控制显示装置12、各伺服马达71b1、73b1、81b1、83b1、85b1。RAM暂时存储该程序的实施所需要的变量,ROM存储上述程序。

(原点返回动作)

并且,根据图11所示的流程图对基于上述的控制装置90的各驱动装置的原点返回动作进行说明。

控制装置90实施图11所示的流程图。控制装置90在步骤S102中,判定是否开始原点返回动作。具体而言,例如在由作业者按压了开始原点返回动作的开始开关(未图示)的情况下即存在原点返回动作开始的指示的情况下,控制装置90判定为开始原点返回动作。在上述机器人70例如由于停电等异常状态而停止的情况下等,控制装置90需要使机器人70返回原点。

在没有由作业者指示原点返回动作开始的情况下(步骤S102中“否”),控制装置90反复实施步骤S102的处理。在由作业者指示了原点返回动作开始的情况下(步骤S102中“是”),控制装置90使程序向步骤S104以下推进而实施机器人70的原点返回动作。

控制装置90首先判定机器人70是否存在于加工区域Aa、Ab或者储存区域Ac,其后实施与判定结果对应的原点返回动作。首先,控制装置90基于X轴71c的轴坐标和D轴73a的轴坐标,判定机器人夹头85c是否存在于加工区域Aa、Ab和储存区域Ac中的某一个区域(步骤S104、106、112)。

控制装置90在步骤S104中,从位置传感器73b3获得D轴73a的轴坐标,并基于D轴73a的轴坐标判定回转工作台73的朝向。例如,控制装置90在D轴当前坐标处于-95度至-85度的范围的情况下,判定为回转工作台73朝向左,在D轴当前坐标处于85度至95度的范围的情况下,判定为回转工作台73朝向右,在D轴当前坐标处于-2度至2度的范围的情况下,判定为回转工作台73朝向正面。

并且,控制装置90从位置传感器71b5获得X轴71c的轴坐标,并基于X轴71c的轴坐标来判定机器人夹头85c是否存在于加工区域Aa、Ab和储存区域Ac中的某一个区域。具体而言,控制装置90在判定为回转工作台73朝向左或者朝向右的情况下,在步骤S106或者步骤S112中,基于X轴71c的轴坐标,判定回转工作台73是否位于投入模块30C或者排出模块30D的旁边。

控制装置90在判定为回转工作台73朝向左并且位于投入模块30C的旁边的情况下(步骤S104、106中判定为“左”、“是”),判定为机器人夹头85c存在于储存区域Ac,将程序向步骤S108推进,实施储存区域原点返回动作。在回转工作台73朝向左并且没有位于投入模块30C的旁边的情况下(步骤S104、106中判定为“左”、“否”),控制装置90判定为机器人夹头85c不存在于加工区域Aa、Ab和储存区域Ac中的任一个区域,报告位置错误(步骤S110)。

在回转工作台73朝向右并且位于排出模块30D的旁边的情况下(步骤S104、112中判定为“右”、“是”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于储存区域Ac,将程序向步骤S114推进,实施储存区域原点返回动作。在回转工作台73朝向右并且没有位于排出模块30D的旁边的情况下(步骤S104、112中判定为“右”、“否”),控制装置90判定为机器人夹头85c不存在于加工区域Aa、Ab和储存区域Ac中的任一个区域,报告位置错误(步骤S116)。

控制装置90在回转工作台73朝向正面的情况下(步骤S104中判定为“正面”),将程序向步骤S118推进,基于X轴71c的轴坐标确定出与回转工作台73相向的作业机模块30的种类,判定为机器人夹头85c存在于加工区域Aa、Ab。然后,控制装置90将程序向步骤S120推进,实施加工区域原点返回动作。

(储存区域原点返回)

控制装置90在步骤S108或者步骤S114中,实施储存区域原点返回动作。具体而言,控制装置90实施根据图12所示的子流程(储存区域原点返回程序)的处理。即,控制装置90获得当前的RZ轴坐标及RY轴坐标,并基于所获得的RZ轴坐标及RY轴坐标来判断(判定)分割储存区域。然后,控制装置90通过与判断出的分割储存区域对应的动作而进行机器人70的原点返回。此外,当前的RZ轴坐标及RY轴坐标可以根据从与机器人70的各轴对应的位置传感器获得到的位置(当前旋转角度:轴坐标)来计算,也可以使用通过RZ轴坐标及RY轴坐标表示的控制指示值。

具体而言,在RZ轴坐标为第1判定值以上并且RY轴坐标为第2判定值(作为投入工作台63的上表面高度的P4)以上的情况下(步骤S202、204中分别为“否”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于第1分割储存区域Ac1(步骤S206)。然后,控制装置90在步骤S208中,基于正交坐标系的坐标(RZ轴坐标及RY轴坐标)进行原点返回动作。具体而言,控制装置90使臂部74动作(进行控制),以使机器人夹头85c的RY轴坐标成为储存装置转接位置P3,并且RZ轴坐标为使A轴82成为原点P1。此时,机器人夹头85c朝向如图7的箭头所示那样的沿着前后方向的直线的路径移动至H2的高度,其后,沿着该直线的路径进行原点返回(直线的原点返回动作)。

在RZ轴坐标为第1判定值以上并且RY轴坐标比第2判定值小的情况下(步骤S202、204中“否”、“是”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于比第1分割储存区域Ac1(回转工作台73)靠下方的位置。然后,控制装置90在步骤S210中,报告位置错误。

另外,在RZ轴坐标比第1判定值小并且RY轴坐标比第3判定值(RY轴坐标为0点)大的情况下(步骤S202、214中分别为“是”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于第21分割储存区域Ac21(步骤S216)。然后,控制装置90在步骤S218中,基于轴坐标系的坐标(A轴坐标及B轴坐标)进行原点返回动作。具体而言,控制装置90使臂部74动作(进行控制),以使A轴坐标成为原点P1,并且B轴坐标成为原点P1。此时,机器人夹头85c沿着图7的箭头所示那样的曲线的路径进行原点返回(曲线的原点返回动作)。在A轴坐标为原点P1的情况下,曲线的路径设定为使第2臂83转动时的机器人夹头85c的圆弧状的轨迹。

另外,在RZ轴坐标比第1判定值小且RY轴坐标为第3判定值(RY轴坐标为0点)以下的情况下(步骤S202、214中“是”、“否”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于第22分割储存区域Ac22(步骤S220)。然后,控制装置90在步骤S222中,基于正交坐标系的坐标(RZ轴坐标及RY轴坐标)进行原点返回动作。具体而言,控制装置90使臂部74动作(进行控制),以使机器人夹头85c的RY轴坐标成为RY轴坐标的0点,并且维持RZ轴坐标。此时,机器人夹头85c沿着图7的箭头所示那样的朝向上方的直线的路径进行原点返回(直线的原点返回动作)。

(加工区域原点返回)

控制装置90在步骤S120中,实施加工区域原点返回动作。具体而言,控制装置90实施根据图13、图14所示的子流程(加工区域原点返回程序)的处理。即,控制装置90获得当前的RZ轴坐标及RY轴坐标,并基于所获得的RZ轴坐标及RY轴坐标来判断(判定)分割加工区域。然后,控制装置90通过与判断出的分割加工区域对应的动作进行机器人70的原点返回。此外,当前的RZ轴坐标及RY轴坐标可以根据从与机器人70的各轴对应的位置传感器获得的位置(当前旋转角度:轴坐标)来计算,也可以使用RZ轴坐标及RY轴坐标所表示的控制指示值。

(竖向放置或者横向放置的判定)

首先,控制装置90在步骤S302中,判定成为原点返回动作的对象的作业机模块30是竖向放置还是横向放置。竖向放置及横向放置是工件W在加工区域Aa、Ab中的载置方式。竖向放置例如为钻铣模块30B,如图4、图5所示,相对于夹头54b沿着铅垂方向拆装工件W。横向放置例如为车床模块30A,如图2、图3所示,相对于夹头42b沿着水平方向拆装工件W。

控制装置90例如能够基于机器人夹头85c的C轴坐标来判定载置方式的种类。在机器人夹头85c存在于第1分割加工区域Aa1的情况下,机器人夹头85c朝向前后方向。在机器人夹头85c存在于第1分割加工区域Ab1的情况下,机器人夹头85c朝向上下方向。此外,控制装置90能够基于上述的步骤S119中确定出的作业机模块30的种类来判定载置方式的种类。

(竖向放置型加工区域原点返回)

在判定为作业机模块30为竖向放置的情况下(步骤S302中“竖向放置”),控制装置90将程序向步骤S304以下推进,实施竖向放置型加工区域原点返回。具体而言,在RZ轴坐标为第1判定值(机内转接位置P15)以上并且RY轴坐标为第3判定值(作为工件工作台54的上表面高度的RY轴坐标)以上的情况下(步骤S304、306中分别为“否”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于第1分割加工区域Ab1(步骤S308)。而且,控制装置90在步骤S310中,基于正交坐标系的坐标(RZ轴坐标及RY轴坐标)进行原点返回动作。具体而言,控制装置90使臂部74动作(进行控制),以使机器人夹头85c的RY轴坐标成为机内转接位置P15,并且RZ轴坐标为使A轴82成为预定角度(例如-4.5度)。此时,机器人夹头85c朝向图5的箭头所示那样的沿着前后方向的直线的路径(比工件工作台54以预定高度H1向上方)移动,其后,沿着该直线的路径进行原点返回(直线的原点返回动作)。

在RZ轴坐标为第1判定值以上且RY轴坐标比第3判定值小的情况下(步骤S304、306中“否”、“是”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于比第1分割加工区域Ab1(工件工作台54)靠下方的位置。而且,控制装置90在步骤S312中,报告位置错误。

另外,在RZ轴坐标比第1判定值小且RZ轴坐标比第2判定值(排出时旋转位置P17)大的情况下(步骤S304、314中分别为“是”、“否”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于第2分割加工区域Ab2(步骤S316)。然后,控制装置90在步骤S318中,基于轴坐标系的坐标(A轴坐标及B轴坐标)进行原点返回动作。具体而言,控制装置90使臂部74动作(进行控制),以使B轴坐标成为排出时旋转位置P17。此时,机器人夹头85c朝向图5的箭头所示那样的曲线的路径移动,其后,沿着该曲线的路径进行原点返回(曲线的原点返回动作)。在A轴坐标为预定角度(例如-4.5度)的情况下,曲线的路径设定为使第2臂83转动时的机器人夹头85c的圆弧状的轨迹。

另外,在RZ轴坐标比第1判定值小且RZ轴坐标为第2判定值(排出时旋转位置P17)以下的情况下(步骤S304、314中分别为“是”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于第3分割加工区域Ab3(步骤S320)。而且,控制装置90在步骤S322中,基于轴坐标系的坐标(A轴坐标及B轴坐标)进行原点返回动作。具体而言,控制装置90使臂部74动作(进行控制),以使A轴坐标成为原点P1,并且B轴坐标成为原点P1。此时,机器人夹头85c朝向图5的箭头所示那样的曲线的路径移动,其后,沿着该曲线的路径进行原点返回(曲线的原点返回动作)。在A轴坐标为原点P1的情况下,曲线的路径设定为使第2臂83转动时的机器人夹头85c的圆弧状的轨迹。

(横向放置型加工区域原点返回)

在判定为作业机模块30为横向放置的情况下(步骤S302中“横向放置”),控制装置90将程序向步骤S404以下推进,实施横向放置型加工区域原点返回。具体而言,在RZ轴坐标为第1判定值(机内近前位置P14)以上且RY轴坐标比第3判定值(作为夹头42b的中心高度的RY轴坐标)小的情况下(步骤S404、406中分别为“否”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于第1分割加工区域Aa1(步骤S408)。而且,控制装置90在步骤S410中,基于正交坐标系的坐标(RZ轴坐标及RY轴坐标)进行原点返回动作。具体而言,控制装置90使臂部74动作(进行控制),以使机器人夹头85c的RY轴坐标成为机内近前位置P14。此时,机器人夹头85c朝向图3的箭头所示那样的沿着前后方向的直线的路径进行原点返回(直线的原点返回动作)。

在RZ轴坐标为第1判定值以上且RY轴坐标为第3判定值以上的情况下(步骤S404、406中“否”、“是”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于比第1分割加工区域Aa1(夹头42b的中心)靠上方的位置。然后,控制装置90在步骤S412中,报告位置错误。

另外,在RZ轴坐标比第1判定值小且RZ轴坐标比第2判定值(排出时旋转位置P17)大的情况下(步骤S404、414中分别为“是”、“否”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于第2分割加工区域Aa2(步骤S416)。而且,控制装置90在步骤S418中,基于正交坐标系的坐标(RZ轴坐标及RY轴坐标)进行原点返回动作。具体而言,控制装置90使臂部74动作(进行控制),以使机器人夹头85c的RY轴坐标成为机内近前位置P14,并且RZ轴坐标为使A轴82成为预定角度(例如-4.5度)。与此匹配地,控制装置90使臂部74动作(进行控制),以使B轴坐标成为排出时旋转位置P17。此时,机器人夹头85c朝向图3的箭头所示那样的沿着前后方向的直线的路径(沿着夹头42b的中心的路径)移动,其后,沿着该直线的路径进行原点返回(直线的原点返回动作)。

另外,在RZ轴坐标比第1判定值小且RZ轴坐标为第2判定值(排出时旋转位置P17)以下的情况下(步骤S404、414中分别为“是”),控制装置90判定为机器人夹头85c存在于第3分割加工区域Aa3(步骤S420)。然后,控制装置90在步骤S422中,基于轴坐标系的坐标(A轴坐标及B轴坐标)进行原点返回动作。具体而言,控制装置90使臂部74动作(进行控制),以使A轴坐标成为原点P1,并且B轴坐标成为原点P1。此时,机器人夹头85c朝向图3的箭头所示那样的曲线的路径移动,其后,沿着该曲线的路径进行原点返回(曲线的原点返回动作)。在A轴坐标为原点P1的情况下,曲线的路径设定为使第2臂83转动时的机器人夹头85c的圆弧状的轨迹。

上述实施方式的作业机模块30(机床)具备:加工区域Aa、Ab,工件W在加工区域Aa、Ab被加工;机器人70(多关节机器人),具备把持工件W的机器人夹头85c并向加工区域Aa、Ab投入工件W;及控制装置90,对将加工区域Aa、Ab分割为多个而成的分割加工区域Aa1-Aa3、Ab1-Ab3中的存在机器人夹头85c的分割加工区域Aa1-Aa3、Ab1-Ab3进行判断,通过与判断出的分割加工区域Aa1-Aa3、Ab1-Ab3对应的动作来进行机器人70的原点返回。

由此,通过与机器人夹头85c存在的分割加工区域Aa1-Aa3、Ab1-Ab3对应的动作能够实施机器人70的原点返回,因此,能够减少原点返回所耗费的工时,并缩短时间。因此,作业机模块30在进行原点返回时,能够减少作业者的负担减少,并且减少工时,缩短时间。

控制装置90基于机器人70的各坐标系的当前坐标来判断分割加工区域Aa1-Aa3、Ab1-Ab3。

由此,能够更正确且可靠地判断分割加工区域Aa1-Aa3、Ab1-Ab3。

分割加工区域Aa1-Aa3、Ab1-Ab3是基于加工区域Aa、Ab中的工件W的载置方式而被分割的。

由此,能够与工件W的载置方式无关地更正确且可靠地判断分割加工区域Aa1-Aa3、Ab1-Ab3。

控制装置90基于机器人夹头85c的轴坐标(C轴坐标)来判定工件W的载置方式的种类。

由此,能够更简便且可靠地判断分割加工区域Aa1-Aa3、Ab1-Ab3。

在存在机器人夹头85c的分割加工区域为处于加工区域Aa(或者Ab)的里侧的区域(分割加工区域Aa1及Aa2(或者Ab1))的情况下,控制装置90所实施的动作是基于正交坐标系的坐标进行的原点返回动作,或者,在存在机器人夹头85c的分割加工区域为处于加工区域Aa(或者Ab)的前侧的区域(分割加工区域Aa3(或者Ab2及Ab3))的情况下,控制装置90所实施的动作是基于轴坐标系的坐标进行的原点返回动作。

由此,通过使用与存在机器人夹头85c的位置对应的适当的坐标系,能够可靠地减少原点返回所耗费的工时,可靠地缩短时间。

在存在机器人夹头85c的分割加工区域为处于加工区域Aa(或者Ab)的里侧的区域(分割加工区域Aa1及Aa2(或者Ab1))的情况下,控制装置90所实施的动作是直线的原点返回动作,或者,在存在机器人夹头85c的分割加工区域Aa3为处于加工区域Aa(或者Ab)的前侧的区域(分割加工区域Aa3(或者Ab2及Ab3))的情况下,控制装置90所实施的动作为曲线的原点返回动作。

由此,通过实施与存在机器人夹头85c的位置对应的适当的返回动作,能够可靠地减少原点返回所耗费的工时,可靠地缩短时间。

作业机模块30还具备储存有工件W的储存区域Ac,机器人70具有行驶驱动轴71c和工作台驱动轴73a,控制装置90基于行驶驱动轴71c的轴坐标和工作台驱动轴73a的轴坐标,判定机器人夹头85c是否存在于加工区域Aa、Ab和储存区域Ac中的某一个区域。

由此,即便相对于具备加工区域Aa、Ab和储存区域Ac双方的作业机模块30(加工系统10),也能够可靠且正确地判定存在机器人夹头85c的区域。进而,能够与存在机器人夹头85c的区域的种类无关地可靠地实施机器人70的原点返回。

控制装置90对将储存区域Ac分割为多个而成的分割储存区域Ac1、Ac21、Ac22中的存在机器人夹头85c的分割储存区域进行判断,并通过与判断出的分割储存区域对应的动作来进行机器人70的原点返回。

由此,能够通过与存在机器人夹头85c的分割储存区域Ac1、Ac21、Ac22对应的动作实施机器人70的原点返回,因此,能够减少原点返回所耗费的工时,能够缩短时间。因此,作业机模块30能够在进行原点返回时,实现作业者的负担减少,并且能够减少工时,缩短时间。

在存在机器人夹头85c的分割储存区域为处于储存区域Ac的里侧的区域(分割储存区域Ac1)的情况下,控制装置90所实施的动作为基于正交坐标系的坐标进行的原点返回动作,或者,在存在机器人夹头85c的分割储存区域为处于储存区域Ac的前侧的区域(分割储存区域Ac2)的情况下,控制装置90所实施的动作是基于轴坐标系的坐标进行的原点返回动作。

由此,在机器人夹头85c存在于分割储存区域Ac1、Ac21、Ac22的情况下,通过使用与机器人夹头85c存在的位置对应的适当的坐标系,能够可靠地减少原点返回所耗费的工时,可靠地缩短时间。

在存在机器人夹头85c的分割储存区域为处于储存区域Ac的里侧的区域(分割储存区域Ac1)的情况下,控制装置90实施的动作为直线的原点返回动作,或者,在存在机器人夹头85c的分割储存区域Ac1、Ac21、Ac22为处于储存区域Ac的前侧的区域(分割储存区域Ac2)的情况下,控制装置90实施的动作为曲线的原点返回动作。

根据该情况,在机器人夹头85c存在于分割储存区域Ac1、Ac21、Ac22的情况下,通过实施与存在机器人夹头85c的位置对应的适当的返回动作,能够可靠地减少原点返回所耗费的工时,可靠地缩短时间。

附图标记说明

30…作业机模块(机床)70…机器人(多关节机器人)71c…行驶驱动轴73a…工作台驱动轴85c…机器人夹头90…控制装置Aa、Ab…加工区域Aa1-Aa3、Ab1-Ab3…分割加工区域Ac…储存区域Ac1、Ac21、Ac22…分割储存区域W…工件

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