本發(fā)明涉及使用了機(jī)器人以及檢測(cè)裝置的機(jī)床的工具清掃裝置。

背景技術(shù)：

在機(jī)床中，通常在加工中從外部向工具刀尖供給切削液，除去加工時(shí)產(chǎn)生的切屑。但是，根據(jù)加工時(shí)產(chǎn)生的切屑的形狀不同，有時(shí)會(huì)纏繞附著于工具刀尖上。另外，有時(shí)該切屑的量會(huì)與加工次數(shù)相應(yīng)地逐漸增加而堆積起來。

另外，也存在這樣的情況：加工時(shí)產(chǎn)生的切屑在機(jī)床的內(nèi)部飛散，向在刀庫(kù)中把持的待機(jī)工具的刀尖飛來，由于切削液的粘性而附著于刀尖。在該情況下，附著于待機(jī)工具的刀尖的切屑量有時(shí)也會(huì)與加工次數(shù)相應(yīng)地逐漸增加而堆積起來。在工具的刀尖附著有切屑的狀態(tài)下開始加工時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致加工性能惡化、或者切屑在加工時(shí)與刀刃一起旋轉(zhuǎn)而損傷加工工件等各種不良狀況。這樣的附著于工具刀尖的切屑，以往需要通過人工進(jìn)行除去作業(yè)。

對(duì)此，提出了在機(jī)器人等安裝清洗裝置并控制清洗裝置的姿勢(shì)以及位置的系統(tǒng)。這些現(xiàn)有技術(shù)能夠通過使清洗裝置在設(shè)備內(nèi)移動(dòng)而在設(shè)備內(nèi)的大范圍內(nèi)進(jìn)行切屑除去。

日本特開2009－113182號(hào)公報(bào)公開了一種機(jī)床的自動(dòng)清洗裝置，利用鼓風(fēng)將工件加工時(shí)飛散的切屑、切削油排除到設(shè)備外的空氣噴嘴能夠相對(duì)于主軸頭的移動(dòng)獨(dú)立地且相對(duì)于工件能夠沿正交3軸方向相對(duì)移動(dòng)。另外，日本特開2001－322049號(hào)公報(bào)公開了一種裝置，將在手臂的前端設(shè)有切屑抽吸嘴的清掃機(jī)器人設(shè)于機(jī)床的橫導(dǎo)軌、主軸頭等移動(dòng)體，設(shè)計(jì)在由工具加工工件時(shí)的加工程序設(shè)定的時(shí)間內(nèi)抽吸嘴能夠區(qū)域移動(dòng)并抽吸切屑的移動(dòng)路徑，僅輸出除了與加工中的工具相干涉的區(qū)域之外的干涉區(qū)域的路徑數(shù)據(jù)，來對(duì)清掃機(jī)器人進(jìn)行控制，抽吸切屑并排出。另外，日本特開2001－038588號(hào)公報(bào)提出了一種將工具配置于刀庫(kù)附帶的排刀順序部、從噴嘴噴出清洗介質(zhì)來自動(dòng)清洗工具的方案。

在背景技術(shù)說明的這些清掃機(jī)器人按照預(yù)先設(shè)定的程序來進(jìn)行動(dòng)作，沒有考慮實(shí)際切屑的堆積狀況。因此，有可能進(jìn)行了必要以上的清洗或者在還剩有切屑的狀態(tài)下移向下一加工。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種通過使用檢測(cè)切屑在工具的堆積狀態(tài)的檢測(cè)裝置，從而能夠根據(jù)切屑的堆積狀況來判斷需要清掃部位，進(jìn)行工具清掃的使用了機(jī)器人以及檢測(cè)裝置的機(jī)床的工具清掃裝置。

本發(fā)明的機(jī)床的工具清掃裝置用于除去附著于機(jī)床的工具的切屑，其特征在于，所述機(jī)床的工具清掃裝置包括：切屑除去裝置，其將所述切屑除去；移動(dòng)裝置，其能夠安裝所述切屑除去裝置；檢測(cè)裝置，其檢測(cè)切屑在所述機(jī)床的工具上的堆積狀況；信息處理裝置，其處理由所述檢測(cè)裝置得到的所述切屑的堆積狀況相關(guān)的信息，并判斷需要除去切屑的部位；以及所述移動(dòng)裝置的控制裝置，其使切屑除去裝置移動(dòng)到由所述信息處理裝置判斷為需要除去切屑的部位。

在所述機(jī)床的工具清掃裝置中，也可以是，在由所述切屑除去裝置除去切屑后，利用所述檢測(cè)裝置檢測(cè)工具的切屑堆積狀況，直到由所述信息處理裝置判斷為切屑被除去為止反復(fù)執(zhí)行切屑的除去。另外，也可以是，在反復(fù)執(zhí)行所述切屑的除去的過程中，使所述切屑除去裝置的動(dòng)作為與上次不同的動(dòng)作。

也可以是，所述切屑除去裝置噴出流體來除去切屑?；蛘?，也可以是，所述切屑除去裝置將切屑與流體一起抽吸來除去切屑。或者，也可以是，所述切屑除去裝置在主軸旋轉(zhuǎn)過程中噴出流體來除去切屑。或者，也可以是，所述切屑除去裝置在主軸旋轉(zhuǎn)過程中將切屑與流體一起抽吸來除去切屑。

所述移動(dòng)裝置也可以是機(jī)器人。

所述檢測(cè)裝置也可以是視覺傳感器?；蛘?，所述檢測(cè)裝置也可以是距離傳感器。另外，所述檢測(cè)裝置也可以安裝于所述移動(dòng)裝置。

也可以是，所述信息處理裝置內(nèi)置于所述移動(dòng)裝置的控制裝置。

也可以是，所述工具設(shè)有標(biāo)識(shí)或者圖案，所述信息處理裝置將加工后無法識(shí)別所述標(biāo)識(shí)或者所述圖案的部位判斷為需要清掃部位。

另外，也可以是，本發(fā)明的所述機(jī)床的工具清掃裝置還包括通知需要人工進(jìn)行切屑除去的通知單元，所述信息處理裝置判定由所述切屑除去裝置進(jìn)行切屑除去還是由人工進(jìn)行切屑除去，在判定為需要人工進(jìn)行切屑除去的情況下，由所述通知單元通知需要除去切屑這一情況。

采用本發(fā)明，能夠提供一種通過使用檢測(cè)切屑在位于機(jī)床內(nèi)部的工具的堆積狀態(tài)的檢測(cè)裝置，從而能夠根據(jù)切屑的堆積狀況來判斷需要清掃部位，進(jìn)行工具清掃的使用了機(jī)器人以及檢測(cè)裝置的機(jī)床的工具清掃裝置。

附圖說明

從參照附圖進(jìn)行的以下實(shí)施例的說明能夠了解本發(fā)明的上述說明及其他目的、特征。這些附圖中：

圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的機(jī)床的工具清掃裝置的圖。

圖2是表示本發(fā)明的在外周部配置有圖案的工具的例子的圖。

圖3是表示在本發(fā)明的機(jī)床的工具清掃裝置中與主軸旋轉(zhuǎn)一起實(shí)施工具清掃的情況的概要圖。

圖4是本發(fā)明的一實(shí)施方式的機(jī)床的工具清掃裝置執(zhí)行的處理的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下，與附圖一起說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

圖1是表示使用了機(jī)器人以及檢測(cè)裝置的機(jī)床的工具清掃裝置的圖。機(jī)床的工具清掃裝置由以下部分構(gòu)成：機(jī)床1、在機(jī)床1之外設(shè)置的機(jī)器人2、安裝于機(jī)器人2的冷卻液槍等切屑除去裝置4、安裝于作為移動(dòng)裝置的機(jī)器人2的視覺傳感器等檢測(cè)裝置3、以及搭載于機(jī)器人的控制裝置20的信息處理裝置21。

機(jī)床1在底座5上設(shè)有將作為加工空間的設(shè)備內(nèi)部與外部隔開的擋板7，防止了加工液、由工件的加工產(chǎn)生的切屑從設(shè)備內(nèi)部向外部飛散。在擋板7設(shè)有開口部9a、9b，在開口部9a、9b分別安裝有開閉自如的開閉門8a、8b。在設(shè)備內(nèi)部設(shè)有用于載置工件(未圖示)的工作臺(tái)6、更換工具(未圖示)的工具更換裝置10。機(jī)床1由機(jī)床的控制裝置(未圖示)來控制，進(jìn)行工件的加工。

機(jī)器人2是具有由機(jī)器人的控制裝置20來控制的多關(guān)節(jié)手臂的機(jī)器人，在手臂的前端安裝有冷卻液槍等切屑除去裝置4。

機(jī)器人的控制裝置20具有信息處理裝置21。

機(jī)器人2在機(jī)床1不進(jìn)行工件加工的期間使手臂的前端從開口部9b進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，利用安裝于機(jī)器人2的視覺傳感器等檢測(cè)裝置3確認(rèn)切屑在各工具的堆積狀況，利用安裝于手臂的前端的切屑除去裝置4除去堆積的切屑。另外，也可以是，切屑除去裝置由安裝于機(jī)器人2的前端的把持件把持。對(duì)于切屑除去方法，例如，在切屑除去裝置4是冷卻液槍的情況下，從該冷卻液槍噴射工件加工所使用的切削液即冷卻液，來清洗堆積于工具的切屑，將切屑排出到設(shè)備外，從而除去切屑。另外，除去切屑并非僅是噴射切削液，還可以是將切屑與空氣、切削液等流體一起抽吸的形態(tài)。信息處理裝置21處理由視覺傳感器等檢測(cè)裝置3檢測(cè)出的切屑堆積狀況的信息，進(jìn)行判定需要除去切屑部位的處理。另外，信息處理裝置21可以構(gòu)成為內(nèi)置于機(jī)器人的控制裝置20，還可以構(gòu)成為相對(duì)于機(jī)器人的控制裝置20獨(dú)立。

以下，對(duì)使用了檢測(cè)切屑在工具的堆積狀況的檢測(cè)裝置的判定需要清掃部位的方法的例子進(jìn)行說明。

(1)使用樣板圖像的方法

檢測(cè)裝置3使用視覺傳感器。利用視覺傳感器拍攝工具的外觀。信息處理裝置21將預(yù)先作為樣板存儲(chǔ)的在沒有切屑堆積的狀態(tài)下拍攝的圖像與工件加工后拍攝的圖像進(jìn)行比較。切屑堆積部位的圖像亮度與樣板圖像不同，因此，信息處理裝置21能夠?qū)烧叩牧炼炔钤陬A(yù)先設(shè)定的閾值以上的部位判斷為需要清掃部位。

(2)在工具設(shè)置標(biāo)識(shí)的方法

檢測(cè)裝置3使用視覺傳感器。圖2是表示工具上的圖案配置例的圖。在被工具更換裝置10或主軸12把持的工具13設(shè)置有特定的圖案14、標(biāo)識(shí)(未圖示)，信息處理裝置21控制機(jī)器人2來利用視覺傳感器拍攝加工后的工具13的外觀，將變得無法識(shí)別圖案14、標(biāo)識(shí)的部位判斷為需要清掃部位。在圖2中，圖案14設(shè)于工具13的外周面。

(3)使用到工具的距離信息的方法

檢測(cè)裝置3使用距離傳感器。距離傳感器是測(cè)量到對(duì)象的距離的裝置，作為常見的方式，向?qū)ο笸渡浼t外線、激光，根據(jù)光在對(duì)象之間的往復(fù)的時(shí)間來計(jì)算距離。信息處理裝置21將預(yù)先由距離傳感器測(cè)量并存儲(chǔ)的在沒有切屑堆積的狀態(tài)下從預(yù)定位置到工具的距離信息與加工后從預(yù)定位置到工具的距離信息進(jìn)行比較。信息處理裝置21將距離發(fā)生預(yù)先設(shè)定的閾值以上的變化的部位判斷為需要清掃部位。

在上述(1)、(2)、(3)的任一方法中，都是針對(duì)設(shè)置于機(jī)床1的每一工具13，從一個(gè)或者多個(gè)角度對(duì)該工具13進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠提高檢測(cè)精度。

在進(jìn)行切屑清掃時(shí)，機(jī)器人的控制裝置20對(duì)機(jī)器人2進(jìn)行控制，使安裝于該機(jī)器人2的切屑除去裝置4移動(dòng)至需要清掃部位，進(jìn)而，控制切屑除去裝置4，進(jìn)行切屑的除去。之后，機(jī)器人的控制裝置20對(duì)機(jī)器人2和檢測(cè)裝置3進(jìn)行控制，再次取得工具13的狀態(tài)，進(jìn)行需要清掃部位的判斷，確認(rèn)是否準(zhǔn)確除去切屑。在上述清掃后，仍判斷為有切屑堆積的情況下，判斷為清掃不充分，再次進(jìn)行清掃。反復(fù)進(jìn)行這樣的操作，直到判斷為切屑被除去為止。

在反復(fù)執(zhí)行切屑的除去時(shí)，也可以使切屑除去裝置4的動(dòng)作在每次反復(fù)執(zhí)行時(shí)該切屑除去動(dòng)作不同。例如，機(jī)器人的控制裝置20在每次反復(fù)進(jìn)行切屑的除去控制時(shí)，也可以控制機(jī)器人2以及作為切屑除去裝置4的冷卻液槍改變噴射的流體的噴射壓、或者使噴射的流體的噴射壓變動(dòng)、或者改變流體向切屑堆積部位的噴射方向。另外，在將切屑與流體一起抽吸的情況下，機(jī)器人的控制裝置20在每次反復(fù)進(jìn)行切屑的除去控制時(shí)，也可以控制機(jī)器人2以及作為切屑除去裝置4的抽吸嘴改變抽吸流體的抽吸壓、或者使抽吸流體的抽吸壓變動(dòng)、或者改變向切屑堆積部位的流體抽吸方向。另外，作為切屑除去裝置4的冷卻液槍噴射的流體，除了清洗液之外，還能夠使用切削液、壓縮空氣或者它們的混合體等。另外，作為切屑除去裝置4的抽吸嘴所抽吸的流體，除了空氣之外，也包括切削液等。

另外，在清掃被主軸12把持的工具13的情況下，如圖3所示，在使用上面所述的清掃方法的同時(shí)，向機(jī)床1的控制裝置輸出信號(hào)而使主軸12正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、或者進(jìn)行這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，從而能夠得到更好的清掃效果。

根據(jù)切屑堆積部位的不同，有時(shí)也會(huì)人工進(jìn)行切屑除去作業(yè)比使用切屑除去裝置4快。因此，也可以是，在切屑除去裝置4進(jìn)行的切屑除去動(dòng)作反復(fù)進(jìn)行預(yù)先設(shè)定的規(guī)定次數(shù)、規(guī)定時(shí)間以上的情況下，機(jī)器人的控制裝置20判斷為應(yīng)該人工進(jìn)行切屑除去，將切屑的堆積通知操作者。

另外，也可以是，將以通知過操作者人工進(jìn)行切屑除去作業(yè)的工具、預(yù)先登記為操作者通過人工進(jìn)行清掃的工具存儲(chǔ)起來，在判斷為該存儲(chǔ)的工具有切屑堆積的情況下，對(duì)操作者進(jìn)行通知，以節(jié)省使用切屑除去裝置4的清掃時(shí)間。

任一情況都是機(jī)床1在由操作者除去了切屑后移向下一工序。另外，也可以是，白天由操作者進(jìn)行切屑除去，在沒有操作者的深夜等切換為由切屑除去裝置4進(jìn)行清掃。作為用于向操作者通知切屑堆積的通知單元，能夠采用使用了パトライト(注冊(cè)商標(biāo))等的僅通知堆積的單元、進(jìn)行該部位的工具位置或者工具的分配編號(hào)的顯示等通知到堆積部位的單元等單元。

另外，對(duì)于作為檢測(cè)裝置3的視覺傳感器對(duì)工具13的拍攝、工具清掃，并非一定要在每次加工后進(jìn)行，也可以在進(jìn)行了事先設(shè)定好的次數(shù)的加工后來進(jìn)行。這樣的目的在于，在預(yù)先知道切屑的堆積較少而不需要清掃的情況下，不使工具清掃裝置動(dòng)作，消減清掃時(shí)間。

圖4是表示使用了機(jī)器人以及檢測(cè)工具的切屑堆積狀態(tài)的檢測(cè)裝置的機(jī)床的工具清掃裝置所執(zhí)行的處理的一例的流程圖。圖4的流程圖示出了這樣的處理：自動(dòng)檢測(cè)堆積于工具的切屑，使用切屑除去裝置4除去，并且在切屑除去裝置4進(jìn)行的切屑除去動(dòng)作反復(fù)進(jìn)行預(yù)先設(shè)定的規(guī)定次數(shù)、規(guī)定時(shí)間以上的情況下，判斷為應(yīng)該人工進(jìn)行切屑除去，將切屑的堆積通知操作者。另外，在圖4的流程圖所示的處理開始時(shí)的初始設(shè)定中，對(duì)工具清掃的實(shí)施次數(shù)以及工具清掃的實(shí)施時(shí)間進(jìn)行重置。

以下，按照各步驟進(jìn)行說明。

[步驟SA01]機(jī)器人的控制裝置20基于從機(jī)床的控制裝置接收的信號(hào)來判斷既定次數(shù)的加工是否結(jié)束，在結(jié)束的情況下(是)移向步驟SA02，在沒有結(jié)束的情況下(否)視為不需要清掃而結(jié)束工具清掃。

[步驟SA02]機(jī)器人的控制裝置20控制機(jī)器人2使其進(jìn)入機(jī)床1的設(shè)備內(nèi)部，對(duì)被主軸12把持的工具13以及被工具更換裝置10把持的工具13進(jìn)行拍攝。

[步驟SA03]信息處理裝置21判定在步驟SA02拍攝的各工具13是否有切屑堆積，在有堆積的情況下(是)移向步驟SA04，在沒有堆積的情況下(否)視為不需要清掃而結(jié)束工具清掃。

[步驟SA04]機(jī)器人的控制裝置20判斷工具清掃的實(shí)施次數(shù)是否在預(yù)先設(shè)定的規(guī)定次數(shù)以下，在規(guī)定次數(shù)以下的情況下(是)移向步驟SA05，在超過規(guī)定次數(shù)的情況下(否)移向步驟SA09。

[步驟SA05]機(jī)器人的控制裝置20判斷工具清掃的實(shí)施時(shí)間是否在預(yù)先設(shè)定的規(guī)定時(shí)間以下，在規(guī)定時(shí)間以下的情況下(是)移向步驟SA06，在超過規(guī)定時(shí)間的情況下(否)移向步驟SA09。

[步驟SA06]機(jī)器人的控制裝置20為了除去堆積于工具的切屑而控制機(jī)器人2以及切屑除去裝置4，清掃工具。

[步驟SA07]對(duì)工具清掃的實(shí)施次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(+1)。

[步驟SA08]對(duì)工具清掃的實(shí)施時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(+本次的清掃時(shí)間)，移向步驟SA02。

[步驟SA09]對(duì)工具清掃的實(shí)施次數(shù)進(jìn)行重置(＝0)。

[步驟SA10]對(duì)工具清掃的實(shí)施時(shí)間進(jìn)行重置(＝0)。

[步驟SA11]機(jī)器人的控制裝置20控制通知單元，對(duì)操作者通知切屑堆積狀況，視為需要清掃，結(jié)束工具清掃。

以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不僅局限于上述實(shí)施方式的例子，能夠通過施加適當(dāng)?shù)淖兏愿鞣N形態(tài)來實(shí)施本發(fā)明。

例如，在圖1中示出了設(shè)有擋板的機(jī)床，但是本發(fā)明也能夠應(yīng)用于不使用擋板的機(jī)床。另外，在圖1中示出了機(jī)器人作為移動(dòng)裝置的例子，該機(jī)器人設(shè)置在具有擋板的機(jī)床的外部，但是該移動(dòng)裝置的設(shè)置位置也可以在具有擋板的機(jī)床1的內(nèi)部。另外，切屑除去裝置并非僅噴射流體的冷卻液槍、抽吸流體的抽吸嘴，也可以采用刷子、刮片、或者使用移動(dòng)裝置的殼體的一部分等與流體無關(guān)的手段。

以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式的例子，能夠通過施加適當(dāng)?shù)淖兏云渌螒B(tài)來實(shí)施本發(fā)明。