加工系统 |
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| 申请号 | CN201611011609.4 | 申请日 | 2016-11-17 | 公开(公告)号 | CN106944871B | 公开(公告)日 | 2019-06-11 |
| 申请人 | 发那科株式会社; | 发明人 | 铃木胜好; | ||||
| 摘要 | 提供一种能够防止雾从包围结构漏出到外部的加工系统。该加工系统具备：第一包围结构，其具有开口部，划定对 工件 进行加工的第一空间；第二包围结构，其与第一包围结构相邻地设置，划定经过开口部而与第一空间连通的第二空间，在该第二空间内设置能够经过开口部而进出第一空间的 机器人 ；以及气压调整装置，其使第二空间的气压高于第一空间的气压。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种加工系统，具备： |
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| 说明书全文 | 加工系统技术领域背景技术[0003] 以往，谋求一种可靠地防止雾从包围结构漏出到外部的技术。 发明内容[0004] 加工系统具备：第一包围结构，其具有开口部，划定对工件进行加工的第一空间；以及第二包围结构，其与第一包围结构相邻地设置，划定经过开口部而与第一空间连通的第二空间。 [0006] 也可以，气压调整装置具有供气装置，该供气装置向第二空间供气使得第二空间的气压上升。也可以，加工系统还具备温度调整装置，该温度调整装置对通过供气装置向第二空间供给的气体的温度进行调整。 [0008] 也可以，气压调整装置具有排气装置，该排气装置从第一空间排气使得第一空间的气压下降。也可以第二包围结构具有第二开口部。也可以，加工系统还具备支承部，该支承部以能够出入第二空间的方式设置于第二开口部，能够支承工件。 [0009] 也可以支承部构成为在被推入到第二空间时将第二开口部密闭。也可以，加工系统还具备：门，其用于将开口部打开和关闭；门驱动部，其用于对门进行驱动；以及控制部，其用于对气压调整装置和门驱动部进行控制。 [0010] 也可以，在门关闭时，控制部使气压调整装置进行动作，使得第二空间的气压高于第一空间的气压。也可以，在第二空间的气压高于第一空间的气压时，控制部使门驱动部进行动作来将门打开。也可以，在门打开的期间，控制部使气压调整装置进行动作。附图说明 [0011] 通过参照附图并说明下面的优选的实施方式，本发明的上述或其它目的、特征以及优点会更加明确。 [0012] 图1是本发明的一个实施方式所涉及的加工系统的图。 [0013] 图2是在图1所示的加工系统中由虚线示出第二包围结构的图。 [0014] 图3是沿水平面切开图1所示的加工系统后从上方观察到的截面图。 [0015] 图4是图1所示的加工系统的框图。 [0016] 图5是示出图1所示的加工系统的动作流程的一例的流程图。 [0017] 图6是本发明的其它实施方式所涉及的加工系统的图。 [0018] 图7是沿水平面切开图6所示的加工系统后从上方观察到的截面图。 [0019] 图8是图6所示的加工系统的框图。 [0020] 图9是示出图6所示的加工系统的动作流程的一例的流程图。 具体实施方式[0021] 下面，基于附图来详细地说明本发明的实施方式。首先，参照图1～图3来说明本发明的一个实施方式所涉及的加工系统10。加工系统10具备加工机12和机器人14。 [0022] 加工机12具有加工头15(图3)、工作台16(图3)、第一包围结构18、门20以及门驱动部22。加工机12能够执行铣削、镗削以及穿孔等多种加工处理。加工头15具有根据要执行的加工处理而被自动更换的工具，该加工头15用于对设置于工作台16的工件W进行加工。 [0023] 第一包围结构18划定第一空间24(图3)。加工头15和工作台16设置于第一空间24，在该第一空间24内通过加工头15对工件W进行加工。在第一包围结构18的面向机器人14的壁26形成有开口部28。 [0024] 门20以能够沿着壁26滑动的方式设置于壁26。门20在将开口部28开放的开放位置与将开口部28封闭的封闭位置之间滑动。 [0025] 门驱动部22具有伺服电动机30和开闭机构32。伺服电动机30包括输出轴，该伺服电动机30用于对该输出轴进行旋转驱动。开闭机构32例如包括滚珠丝杠机构，该开闭机构32用于将输出轴的旋转运动转换为沿着壁26的往复运动。门20连结于开闭机构32，伺服电动机30通过该开闭机构32以与输出轴的转速相应的速度将门20打开和关闭。 [0026] 机器人14例如是垂直多关节机器人，与壁26相邻地设置。机器人14具有：基座34，其固定于地面；旋转主体35，其以能够绕铅垂轴旋转的方式连结于该基座34；机械臂36，其以能够转动的方式连结于该旋转主体35；以及机械手38，其设置于该机械臂36的前端部。 [0027] 机械手38具有能够开闭的多个指部，用于把持工件或释放工件。机械手38通过机械臂36的动作而经过开口部28进出第一空间24。 [0028] 加工系统10还具备第二包围结构40、供气装置41(图1)以及支承部44和48。第二包围结构40与第一包围结构18相邻地设置，划定出第二空间42(图3)。在门20打开期间，该第二空间42通过开口部28而与第一空间24连通。机器人14设置于第二空间42。 [0029] 供气装置41设置于第二包围结构40的上壁46。供气装置41例如具有电动风扇，通过形成于上壁46的开口部(未图示)而向第二空间42导入外部空气。由此，供气装置41使第二空间42的气压上升。 [0030] 支承部44设置于开口部(第二开口部)52，该开口部(第二开口部)52形成于第二包围结构40的侧壁50。支承部44具有底板54和从该底板54的前缘向上方立起的前板56。前板具有与开口部52的外形一致的形状。 [0031] 支承部44以能够出入第二空间42的方式设置于开口部52。在将要被加工机12加工的工件W设置于工作台16时，使用者如图1所示将支承部44向第二空间42的外部拉出，将要被加工的工件W载置在底板54上。 [0032] 然后，使用者如图3所示将支承部44推入到第二空间42内。此时，前板56将开口部52气密地封闭。通过这样，工件W被支承部44支承并由使用者导入到第二空间42内。 [0033] 机器人14利用机械手38把持被支承部44支承着的工件W，在门20打开时将工件W经过开口部28搬入到第一空间24，设置在工作台16上。 [0034] 支承部48具有与支承部44相同的结构。具体地说，支承部48以能够出入第二空间42的方式设置于开口部(第二开口部)58，该开口部58形成于侧壁50。 [0035] 支承部48具有用于载置工件W的底板60和从底板60的前缘向上方立起的前板62。前板62具有与开口部58的外形一致的形状。在如图1和图3所示那样将支承部48推入到第二空间42时，前板62将开口部58气密地封闭。 [0036] 在本实施方式中，加工完成的工件W被载置于支承部48。具体地说，当将加工完成的工件W从加工机12搬出时，在门20打开时机器人14利用机械手38把持设置于工作台16的加工完成的工件W，将该加工完成的工件W经过开口部28从第一空间24搬出到第二空间42。 [0037] 此时，支承部48如图1和图3所示那样被推入到第二空间42。机器人14将从第一空间24搬出的工件W载置在支承部48的底板60上。然后，使用者将支承部48向第二空间42的外部拉出，取出加工完成的工件W。 [0038] 在支承部44和48被推入到第二空间42且门20打开期间，第一包围结构18和第二包围结构40以相对于外部气密地封闭的方式来划定第一空间24和第二空间42。 [0039] 图4是示出加工系统10的框图。加工系统10还具备加工机控制部64和机器人控制部66。加工机控制部64与机器人控制部66以能够相互通信的方式连接。 [0040] 加工机控制部64具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)和存储部等，用于对门驱动部22和供气装置41的动作进行控制。具体地说，加工机控制部64向门驱动部22的伺服电动机30发送指令来将门20打开和关闭。另外，加工机控制部64向内置于供气装置41的电动机(未图示)发送指令来使供气装置41进行动作，从而向第二空间42导入外部空气。 [0041] 机器人控制部66具有CPU和存储部等，用于向内置于机器人14的伺服电动机(未图示)发送指令来使机器人14进行动作。加工机控制部64和机器人控制部66相互通信并且执行更换工件W的工件更换处理。 [0042] 接着，参照图5来说明加工系统10的动作。图5所示的流程在加工机控制部64或机器人控制部66从使用者、上级控制器或加工程序接收到用于更换加工完成的工件W的工件更换指令时开始进行。 [0043] 在图5所示的流程开始时，门20配置在封闭位置处。另外，支承部44和48被推入到第二空间42，开口部52和58分别被前板56和62封闭。 [0044] 在步骤S1中，加工机控制部64使供气装置41启动。具体地说，加工机控制部64向内置于供气装置41的电动机发送指令来使供气装置41进行动作，从而向第二空间42供给外部空气。 [0045] 如上所述，在该步骤S1开始时，门20配置在封闭位置处。因而，当通过供气装置41将外部空气供给到第二空间42时，第二空间42的气压P2上升。 [0046] 在此，供气装置41将外部空气导入到第二空间42，使得第二空间42的气压P2高于第一空间24的气压P1(即，P2＞P1)。这样，在本实施方式中，供气装置41构成使第二空间42的气压P2高于第一空间24的气压P1的气压调整装置68(图4)。 [0047] 在步骤S2中，加工机控制部64使门20打开。具体地说，加工机控制部64向门驱动部22的伺服电动机30发送指令，来将门20从封闭位置移动到打开位置。 [0048] 在此，在上述步骤S1中，利用供气装置41使第二空间42的气压P2高于第一空间24的气压P1。因而，在该步骤S2中将门20打开时，产生从第二空间42经过开口部28向第一空间24流入的气流。 [0049] 在步骤S3中，机器人控制部66更换工件W。具体地说，机器人控制部66使机器人14进行动作来把持设置于工作台16的加工完成的工件W，将该工件W经过开口部28从第一空间24搬出并载置在支承部48的底板60上。 [0050] 接着，机器人控制部66使机器人14进行动作来把持载置在支承部44的底板54上的工件W，将该工件W经过开口部28搬入到第一空间24并设置在工作台16上。然后，机器人控制部66使机器人14从第一空间24退避到第二空间42。 [0051] 在步骤S4中，加工机控制部64将门20关闭。具体地说，加工机控制部64向门驱动部22的伺服电动机30发送指令，来将门20从打开位置移动到封闭位置。 [0052] 在步骤S5中，加工机控制部64使供气装置41停止。具体地说，加工机控制部64向内置于供气装置41的电动机发送指令来使供气装置41停止。由此，停止向第二空间42导入外部空气。 [0053] 如上所述，在本实施方式中，在步骤S2中将门20打开时，产生从第二空间42经过开口部28向第一空间24流入的气流。根据该结构，能够防止利用加工头15对工件W进行加工时在第一空间24内产生的包含切削液等的雾经过开口部28从第一空间24漏出到外部。 [0054] 另外，在本实施方式中，在步骤S2～S4中门20打开的整个期间内，加工机控制部64使供气装置41持续地动作，从而维持为第二空间42的气压P2高于第一空间24的气压P1。 [0055] 根据该结构，能够在门20打开的整个期间内持续地产生从第二空间42经过开口部28向第一空间24流入的气流，因此能够可靠地防止从第一空间24经过开口部28向外部的漏出。 [0056] 另外，仅在需要产生从第二空间42向第一空间24流入的气流时使供气装置41运转，由此还能够抑制加工系统10的消耗电力。 [0057] 另外，在本实施方式中，能够通过能够将第二空间42气密地封闭的支承部44和48来执行要被加工的工件W的供给和加工完成的工件W的取出。 [0058] 根据该结构，在执行步骤S3时维持第二空间42的密闭状态，由此能够有效地产生从第二空间42经过开口部28向第一空间24流入的气流。另一方面，使用者能够通过支承部44和48容易地进行要被加工的工件W的供给和加工完成的工件W的取出。 [0059] 接着，参照图6和图7来说明其它实施方式所涉及的加工系统70。此外，在以下所说明的各种实施方式中，对与已记述的实施方式相同的要素附加相同的附图标记，并省略详细的说明。 [0060] 加工系统70与上述加工系统10不同之处在于以下这点。即，加工系统70还具备排气装置72、温度调整装置74、温度传感器76、第一气压传感器78以及第二气压传感器80。 [0061] 排气装置72设置于第一包围结构18的上壁19。排气装置72例如具有电动风扇，经过形成于上壁19的开口部(未图示)从第一空间24排气。由此，排气装置72使第一空间24的气压下降。 [0062] 温度调整装置74例如是空气调节装置，用于调整第一包围结构18和第二包围结构40的外部的环境的温度。在本实施方式中，温度调整装置74被配置为将调整温度后的气体供给到供气装置41。 [0063] 温度传感器76设置于第二空间42，用于测量该第二空间42的温度。第一气压传感器78设置于第一空间24，用于测量该第一空间24的气压P1。另一方面，第二气压传感器80设置于第二空间42，用于测量该第二空间42的气压P2。 [0064] 图8是示出加工系统70的框图。加工系统70具备加工机控制部82和机器人控制部66。加工机控制部82与机器人控制部66以能够相互通信的方式连接。 [0065] 加工机控制部82具有CPU和存储部等，用于对门驱动部22、供气装置41、排气装置72、温度调整装置74、温度传感器76、第一气压传感器78以及第二气压传感器80的动作进行控制。 [0066] 具体地说，加工机控制部82向门驱动部22的伺服电动机30发送指令来将门20打开和关闭。另外，加工机控制部82向内置于供气装置41的电动机(未图示)发送指令来使供气装置41进行动作，从而向第二空间42导入外部空气。 [0067] 另外，加工机控制部82向内置于排气装置72的电动机(未图示)发送指令来使排气装置72进行动作，来从第一空间24排气。另外，加工机控制部82向温度调整装置74发送指令来使温度调整装置74进行动作，从而对第一包围结构18和第二包围结构40的外部的环境的温度进行调整。 [0068] 另外，加工机控制部82向温度传感器76发送指令来测量第二空间42的温度，从温度传感器76获取与测量出的温度有关的数据。另外，加工机控制部82向第一气压传感器78和第二气压传感器80发送指令来分别测量第一空间24和第二空间42的气压，从第一气压传感器78和第二气压传感器80获取与测量出的气压有关的数据。 [0069] 接着，参照图9来说明加工系统70的动作。此外，在图9所示的流程中，对与图5所示的流程相同的处理附加相同的步骤序号，并省略详细的说明。 [0070] 图9所示的流程在加工机控制部82或机器人控制部66从使用者、上级控制器或加工程序接收到更换加工完成的工件W的工件更换指令时开始进行。 [0071] 在图9所示的流程开始时，门20配置在封闭位置。另外，支承部44和48被推入第二空间42，开口部52和58分别被前板56和62封闭。 [0072] 在步骤S11中，加工机控制部82使气压调整装置启动。具体地说，加工机控制部82向内置于供气装置41的电动机发送指令来使供气装置41进行动作，从而向第二空间42供给外部空气。与此同时，加工机控制部82向内置于排气装置72的电动机(未图示)发送指令来使排气装置72进行动作，来从第一空间24排气。 [0073] 如上所述，在该步骤S11开始时，门20配置在封闭位置。因而，当通过供气装置41将外部空气供给到第二空间42并且通过排气装置72从第一空间24排气时，第二空间42的气压P2相对于第一空间24的气压P1上升。 [0074] 供气装置41向第二空间42供气和排气装置72从第一空间24排气使得第二空间42的气压P2高于第一空间24的气压P1。 [0075] 这样，在本实施方式中，供气装置41和排气装置72构成使第二空间42的气压P2高于第一空间24的气压P1的气压调整装置84(图8)。 [0076] 在步骤S12中，加工机控制部82测量第二空间42的温度。具体地说，加工机控制部82向温度传感器76发送指令来测量第二空间42的温度T，从温度传感器76获取与测量出的温度T有关的数据。 [0077] 在步骤S13中，加工机控制部82判定步骤S12中获取到的第二空间42的温度T是否在预先决定的容许范围[T1，T2]内。该容许范围由使用者根据第一空间24内执行的加工处理预先设定，并存储于存储部。 [0078] 在温度T在容许范围内(即，T1≤T≤T2)的情况下，加工机控制部82判定为“是”，进入步骤S15。另一方面，在温度T在容许范围外(即，T＜T1或T2＜T)的情况下，加工机控制部82判定为“否”，进入步骤S14。 [0079] 在步骤S14中，加工机控制部82向温度调整装置74发送指令来使温度调整装置74进行动作。作为一例，在步骤S13中温度T小于阈值T1的情况下(即，T＜T1)，温度调整装置74对第一包围结构18和第二包围结构40的外部的环境进行加热。 [0080] 另一方面，在步骤S13中温度T大于阈值T2的情况下(即，T2＜T)，温度调整装置74对第一包围结构18和第二包围结构40的外部的环境进行冷却。 [0081] 通过像这样对外部的空气进行加热或冷却，来使供气装置41向第二空间42导入的外部空气的温度上升或下降，其结果是，能够使第二空间42的温度上升或下降。通过这样，温度调整装置74对通过供气装置41向第二空间42供给的气体的温度进行调整。 [0082] 在步骤S15中，加工机控制部82测量第一空间24的气压P1和第二空间42的气压P2。具体地说，加工机控制部82向第一气压传感器78和第二气压传感器80发送指令来分别测量气压P1和气压P2，获取与测量出的气压有关的数据。 [0083] 在步骤S16中，加工机控制部82判定在第一空间24与第二空间42之间是否形成了预先决定的气压差δP。具体地说，加工机控制部82计算步骤S15中获取到的气压P1与气压P2之差δP＝P2-P1。 [0084] 然后，加工机控制部82判定计算出的差δP是否超过预先决定的阈值α(即，δP≥α)。该阈值α设为在打开了门20的情况下能够产生从第二空间42经过开口部28向第一空间24流入充足的气流的值，该阈值α由使用者预先决定，并存储于存储部。 [0085] 在差δP超过阈值α的情况下，加工机控制部82判定为“是”，前进到步骤S2。另一方面，在差δP没有超过阈值α(即，δP＜α)的情况下，加工机控制部82判定为“否”，循环进行步骤S16。 [0086] 在步骤S16中判定为“是”之后，加工机控制部82或机器人控制部66执行与图5所示的流程相同的步骤S2～S4。 [0087] 在步骤S4之后，在步骤S17中，加工机控制部82使气压调整装置84停止。具体来说，加工机控制部82向供气装置41和排气装置72发送指令，来使供气装置41和排气装置72停止。 [0088] 在本实施方式中，在步骤S11中，利用气压调整装置84维持为第二空间42的气压P2高于第一空间24的气压P1。因而，在步骤S2中将门20打开时，产生从第二空间42经过开口部28向第一空间24流入的气流。 [0089] 根据该结构，能够防止在通过加工头15对工件W进行加工时在第一空间24中产生的包含切削液等的雾经过开口部28从第一空间24漏出到外部。 [0090] 另外，在本实施方式中，由供气装置41和排气装置72构成气压调整装置84。根据该结构，能够迅速地使气压P2相对于气压P1变化，使得气压P2高于气压P1。 [0091] 另外，在本实施方式中，在第二空间42的温度T在容许范围外(即，在步骤S13中判定为“否”)的情况下，由温度调整装置74根据第一空间24中执行的加工处理来调整向第二空间42供给的气体的温度(即，第二空间42的温度T)。 [0092] 根据该结构，即使在步骤S2中设为已将门20打开，也能够根据加工处理适当地调整第一空间24的温度，因此能够维持加工处理的精度。 [0093] 另外，在本实施方式中，在第一空间24与第二空间42之间形成了规定的气压差δP(即，在步骤S16中判定为“是”)的情况下，将门20打开(步骤S2)。 [0094] 根据该结构，当在步骤S2中将门20打开时，能够产生从第二空间42经过开口部28向第一空间24流入的充足的气流，因此能够更有效地防止包含切削液等的雾从第一空间24漏出到外部。 [0095] 此外，在图9所示的步骤S16中，加工机控制部82也可以基于从开始步骤S11的时间点起的经过时间来判定在第一空间24与第二空间42之间是否形成了气压差δP。 [0096] 作为一例，加工机控制部82具有对从预先决定的时间点起的经过时间进行计时的计时部，对从步骤S11中向供气装置41或排气装置72发送了指令的时间点起的经过时间t进行计时。 [0097] 然后，在步骤S16中，加工机控制部82判定由计时部计时得到的经过时间t是否达到预先决定的时间t1。该预先决定的时间t1设为在使气压调整装置84启动之后足以形成气压差δP的值，该预先决定的时间t1由使用者预先设定，存储于存储部。 [0098] 在经过时间t达到预先决定的时间t1的情况下，加工机控制部82判定为“是”，进入步骤S2。另一方面，在经过时间t没有达到预先决定的时间t1的情况下，加工机控制部82判定为“否”，循环进行步骤S16。 [0099] 另外，在上述实施方式中，对供气装置41向第二空间42供给外部空气的情况进行了说明。然而，供气装置也可以向第二空间42供给某种气体。 [0100] 在该情况下，供气装置也可以具有：贮藏部，其用于贮藏某种气体；泵，其用于从贮藏部排出气体；以及通气管道，其用于将从该泵排出的气体导入到第二空间42。该通气管道可以在第二空间42的任何位置处开口。 [0101] 另外，也可以在图1所示的加工系统10中省略供气装置41，另一方面，将上述排气装置72设置于第一包围结构18。在该情况下，在图5中的步骤S1和S5中，加工机控制部64使排气装置72启动和停止。 [0102] 以上，通过发明的实施方式说明了本发明，但是上述的实施方式并非对权利要求书所涉及的发明进行限定。另外，将本发明的实施方式中说明的特征进行组合所得的方式也能够包含在本发明的技术范围中，但是这些特征的组合的全部未必是发明的技术方案所必需的。并且，能够对上述的实施方式施以各种变更或改进，这对本领域技术人员是显而易见的。 [0103] 另外，应该注意的是权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序以及方法中的动作、过程、步骤、工序以及阶段等各处理的执行顺序没有特别注明“比…之前”、“…之前”等，而且，只要不是将之前的处理的输出用在之后的处理中，就能够以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，虽然为了便于说明而使用“首先，”、“接着，”、“接下来”等来进行了说明，但是并不意味着必须以此顺序来实施。 |
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