(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードバーの所定方向への移動を多軸サーボ駆動で行うサーボフィーダにおける自動モーション復帰装置であって、
（ａ）各軸のモーションカーブを設定するモーションカーブ設定手段、
（ｂ）前記モーションカーブからの各軸のずれ量の許容値を、各軸に応じて異なる任意の値に設定可能な許容値設定手段、
（ｃ）非常停止時における各軸のモーションカーブからのずれ量を検出するずれ量検出手段および
（ｄ）このずれ量検出手段により検出される各軸のずれ量が前記許容値設定手段により設定される許容値以下にあるときに、前記モーションカーブ設定手段により設定されるモーションカーブ上へ前記各軸を移動させるように制御する制御手段
を備えることを特徴とする自動モーション復帰装置。
【請求項２】
フィードバーの所定方向への移動を多軸サーボ駆動で行うサーボフィーダにおける自動モーション復帰装置であって、
（ａ）各軸のモーションカーブを設定するモーションカーブ設定手段、
（ｂ）前記モーションカーブからの各軸のずれ量の許容値を、前記モーションカーブ上の各点に応じて異なる任意の値に設定可能な許容値設定手段、
（ｃ）非常停止時における各軸のモーションカーブからのずれ量を検出するずれ量検出手段および
（ｄ）このずれ量検出手段により検出される各軸のずれ量が前記許容値設定手段により設定される許容値以下にあるときに、前記モーションカーブ設定手段により設定されるモーションカーブ上へ前記各軸を移動させるように制御する制御手段
を備えることを特徴とする自動モーション復帰装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィードバーの所定方向への移動を多軸サーボ駆動で行うサーボフィーダにおける自動モーション復帰装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トランスファプレスにおいては、連続して行われる多工程のプレス加工に連動して加工すべきワークを加工位置に対して搬入，搬出するためのフィーダ装置が備えられている。従来、このフィーダ装置としては、ワーク搬送方向に沿って並設される一対のフィードバーと、これらフィードバー間に横架されるクロスバーとを備えて、このクロスバーに取り付けられるバキュームカップによってワークを真空吸着して搬送する方式のもの、あるいはフィードバーに取り付けられるフィンガーによりワークを両側から把持して搬送する方式のものなどが知られている。この場合、一対のフィードバーが二次元運動もしくは三次元運動を行うことによって互いに隣接するプレス装置の金型間をワークが移送されるようになっている。
【０００３】
ところで、このフィードバーの駆動方式としては、このフィードバーをカムおよびリンク機構によってプレス装置と連結して駆動する機械的駆動方式が最も一般的であるが、この方式によれば金型交換時における調整作業が極めて困難であることから、最近では、このフィードバーをプレス装置とは別個のモータ（サーボモータ）によって駆動する単独駆動方式のものが用いられてきている（例えば特開平６−２１８４５８号公報）。この単独駆動方式のフィーダ装置を備えるトランスファプレスによれば、フィーダ装置のモーションが自由に変更でき、かつ構造がシンプルになるといった長所を有している。
【０００４】
この種トランスファプレスでは、通常、フィーダ装置はプレススライドの動きに連動して運転され、このフィーダ装置のクロスバー等は金型と干渉しないようなモーション軌跡を描いて運動するように構成されている。ところで、このようにフィーダ装置とプレス装置との連動運転中にワークのミスグリップ等が生じた際には、ライン操作が一旦中断されてサーボ電源のＯＦＦ／ＯＮ操作が行われるが、このサーボ電源のＯＦＦ操作時にサーボ軸がトルクフリーとなるために、外力によりフィーダ装置が動かされ、クロスバー等がモーション軌跡から外れてしまう。これを防ぐために、モータ軸にメカブレーキを内蔵させ、サーボ電源のＯＦＦ操作時にそのメカブレーキが作動するようにされているが、現実にはブレーキタイミングのずれ等によって若干動く場合がある。
【０００５】
このようにモーション軌跡から外れてしまった場合には、再度モーション復帰操作を行えば良いが、このモーション復帰操作を行うには、ライン操作用のモードからモーション復帰操作用のモードに変える必要があり、この作業に時間と手間とがかかって、業務の流れが中断してしまうという問題点がある。この場合、ずれを持ったまま連動操作を起動させると、理論上のモーションカーブから外れた位置からスタートすることとなり、金型との干渉の点で危険性が高い。そこで、このような問題点に対処するために、例えば特開平５−３０５３６８号公報においては、非常停止時のフィーダの各軸のずれ量を算出し、このずれ量が許容値以下であるときに、これら各軸をモーションカーブ上の目標値に直接移動させるようにした制御方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に開示されている制御方法においては、ずれ量の許容値として固定値が用いられているために、例えばプレス装置にて使用される金型種別、あるいはモーション軌跡中のどの点にフィードバーが位置しているか等にフレキシブルに対応することができないという問題点があった。このため、この従来方法は、特にフィードバーの移動を多軸サーボ駆動で行うサーボフィーダにはそのまま適用することができないという欠点がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、フィードバーの所定方向への移動を多軸サーボ駆動で行うサーボフィーダにおいて、フィードバーがモーション軌跡から外れた場合の復帰動作を、最適な自動復帰範囲を設定することによりきめ細かに制御することのできる自動モーション復帰装置を提供することを目的とするものである。
なお、特開平６−２１８４５８号公報に示されるように、クロスバーキャリアをリフトビームに装着してそのクロスバーキャリアをワーク搬送方向へ移動自在に設け、搬送方向への移動を行わないで昇降動のみを行うリフトビームについても本発明においてはフィードバーと称するものとする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述の目的を達成するために、本発明による自動モーション復帰装置は、第１に、
フィードバーの所定方向への移動を多軸サーボ駆動で行うサーボフィーダにおける自動モーション復帰装置であって、
（ａ）各軸のモーションカーブを設定するモーションカーブ設定手段、
（ｂ）前記モーションカーブからの各軸のずれ量の許容値を、各軸に応じて異なる任意の値に設定可能な許容値設定手段、
（ｃ）非常停止時における各軸のモーションカーブからのずれ量を検出するずれ量検出手段および
（ｄ）このずれ量検出手段により検出される各軸のずれ量が前記許容値設定手段により設定される許容値以下にあるときに、前記モーションカーブ設定手段により設定されるモーションカーブ上へ前記各軸を移動させるように制御する制御手段
を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
前記第１の特徴を有する発明においては、ずれ量検出手段により検出される各軸のずれ量が許容値設定手段により設定される許容値以下にあるときには、モーションカーブ設定手段により設定されるモーションカーブ上へ各軸を移動させるように制御される。したがって、オペレータがモーション復帰操作を行うことなく、ライン操作用モードのまま操作を続けることができる。この場合、モーションカーブからの各軸のずれ量の許容値が各軸に応じて異なる任意の値に設定できるので、システム（アプリケーション）によって最適な自動復帰範囲を設定することができ、また加工すべきワークに応じて、あるいは金型種別に応じて最適の許容値を選択することができる。
【００１０】
次に、本発明による自動モーション復帰装置は、第２に、
フィードバーの所定方向への移動を多軸サーボ駆動で行うサーボフィーダにおける自動モーション復帰装置であって、
（ａ）各軸のモーションカーブを設定するモーションカーブ設定手段、
（ｂ）前記モーションカーブからの各軸のずれ量の許容値を、前記モーションカーブ上の各点に応じて異なる任意の値に設定可能な許容値設定手段、
（ｃ）非常停止時における各軸のモーションカーブからのずれ量を検出するずれ量検出手段および
（ｄ）このずれ量検出手段により検出される各軸のずれ量が前記許容値設定手段により設定される許容値以下にあるときに、前記モーションカーブ設定手段により設定されるモーションカーブ上へ前記各軸を移動させるように制御する制御手段
を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
この第２の特徴を有する発明によれば、オペレータがモーション復帰操作を行うことなく、ライン操作用モードのまま操作を続けることができる。また、例えば金型に接近する部位のような厳しい許容値が要求される位置等に応じて適切な許容値を設定することができ、フレキシブルに富んだシステムを構築することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による自動モーション復帰装置の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例に係るトランスファプレスの全体概略斜視図であり、図２は、このトランスファプレスのシステム構成を模式的に示す図である。図示のように、本実施例のトランスファプレスは、ワーク（図示せず）に対してプレス成形を行うために各加工ステーション毎に分割されてなるプレス本体１と、このプレス本体１内に配設されてワークをフィード方向Ａに移動させるフィーダ装置２とを備えるものとされている。
【００１４】
前記プレス本体１においては、各加工ステーション毎に横架されるスライド駆動機構によってプレススライド３が上下動自在に設けられ、このプレススライド３の下面に取り付けられる上型とそのプレススライド３に対向するように設けられるムービングボルスタ４上の下型５との間でプレス成形が行われるようになっている。ここで、このスライド駆動機構は、プレスコントローラからの信号によって制御されるメインモータ６と、このメインモータ６により駆動されるドライブシャフト７と、このドライブシャフト７に取り付けられるフライホイール８，クラッチ９ａ，９ｂおよび図示されないブレーキとを備えている。
【００１５】
一方、前記フィーダ装置２は、ワークのフィード方向Ａに沿って並設されるとともに、プレス本体１に取り付けられるリフト機構によって上方より吊り下げられてなる一対のフィードバー１１を有している。ここで、このリフト機構は、サーボモータ１２により減速器１２Ａを介して回転されるピニオン１３とそのピニオン１３に噛合するラック杆１４とを有し、これらラック杆１４の下端に前記フィードバー１１が支持されて、サーボモータ１２の駆動によりそれらフィードバー１１がプレス本体１の動作に同期して上下駆動されるようになっている。また、これらフィードバー１１等の自重とのバランスを取るために、各ラック杆１４に隣接してバランスシリンダ１５が配設されている。なお、本実施例においては、等間隔に配置される左右各５個ずつ計１０個のサーボモータ１２によって一対のフィードバー１１が上下動されるようになっている。
【００１６】
前記フィードバー１１の下面には、フィード方向Ａに間隔を存して複数のクロスバーキャリア１６がそのフィード方向Ａに移動自在に支承されている。そして、互いに対向するクロスバーキャリア１６，１６間にはフィード方向Ａと直交するようにクロスバー１７が横架され、これらクロスバー１７にワーク吸着用のバキュームカップ１８が取り付けられている。
【００１７】
フィード方向Ａに互いに隣接するクロスバーキャリア１６，１６間は連結杆により連結されていて、これらクロスバーキャリア１６が同時にフィード方向Ａへ移動できるようにされている。また、最上流に位置するクロスバーキャリア１６は連結杆１９を介してカムレバー２０の先端部に接続され、このカムレバー２０の基端部はプレス本体１より取り出される動力にて回転されるフィードカム２１に当接されている。こうして、フィードカム２１が回転されることにより前記カムレバー２０が揺動されて各クロスバーキャリア１６がフィード方向Ａへ駆動できるようになっている。
【００１８】
前記ドライブシャフト７の回転角度はプレス角度検出器（カム角度検出器）２２によって検出され、この検出されるプレス角度に応じてフィーダコントローラ２３により各サーボアンプ（サーボドライバ）２４を介して各サーボモータ１２が制御される。これによって、プレス本体１の動作に同期してフィーダ装置２におけるクロスバーキャリア１６がフィード方向Ａへ往復動され、各クロスバー１７に取り付けられるバキュームカップ１８にてワークが吸着されて各加工ステーションへ順次搬送される。
【００１９】
また、各サーボモータ１２にはそれらサーボモータ１２の現在位置を検出する位置検出器（エンコーダ）２６が付設され、これら位置検出器２６により検出される位置信号がフィーダコントローラ２３に入力されるようになっている。一方、このフィーダコントローラ２３においては、この位置検出器２６から入力される現在位置情報と、プレス角度検出器２２から入力されるプレス角度情報とに基づいてそれらの差分が演算され、この差分が０になるように各サーボアンプ２４を介して各サーボモータ１２に移動指令が発せられる。
【００２０】
なお、前記フィーダ装置２の単独運転のための単独モータ２５が設けられており、前記ドライブシャフト７はその単独モータ２５によりクラッチ９ｃを介しても駆動されるようになっている。
【００２１】
前記フィーダ装置２は、このフィーダ装置２により搬送されるワークと金型との干渉を避けるために、所要のモーションパターンにしたがって駆動される。図３には、このモーションパターンの一例（二次元モーションの例）が示されている。この例において、ワークは吸着点Ｐにて前ステーションの下型内より吸着されてＺ軸方向に持ち上げられた後、次ステーションの下型上までＸ軸方向に搬送され、この下型内に入れるためにＺ軸方向に下げられて解放点Ｑにてワークの吸着が解放される。次に、前ステーションへ戻るために一旦上方へ持ち上げられた後下方の待機点Ｒを通って再度上下動されて吸着点Ｐに戻され、１サイクルが終了する。
【００２２】
次に、本実施例において、フィードバー１１がモーション軌跡から外れた場合の自動復帰制御について図４を参照しながら説明する。
【００２３】
図示のように、各軸のモーションカーブ（モーション軌跡）３０の周囲には所定幅の自動復帰範囲３１が設定されている。今、モーションカーブ３０に同期した位置３２にあったサーボフィーダが非常停止によるサーボ電源のＯＦＦによって位置３３にずれてしまったとすると、サーボ電源のＯＮ信号でモーション自動復帰を起動させると、この位置３３が自動復帰範囲３１内にあることをフィーダコントローラ２３は認識し、これによってサーボフィーダは位置３２まで自動的に移動される。一方、前記ずれ位置が自動復帰範囲３１外の位置３４である場合には、モーション復帰指令を出力するとオペレータの予期しない動きとなって危険性が高いため、サーボフィーダは移動されない。
【００２４】
次に、このフィーダコントローラ２３における前述の自動復帰制御の処理フローを図５に示されるフローチャートによって説明する。
【００２５】
Ｓ１：加工ワークおよび金型種別等に応じて多軸サーボフィーダの各軸毎のモーションカーブを設定する。この設定は、ワーク交換もしくは金型交換時に行われる。
Ｓ２：各軸毎のモーションカーブ３０からのずれ量の許容値、言い換えれば自動復帰範囲３１を設定する。この場合、例えばフィードバー１１の剛性を考慮して中央部の許容値を両端部に比べて厳しくするなど、各軸に応じて異なる許容値が設定される。また、例えば金型と接近するモーション位置の許容値を他の位置に比べて厳しくするなど、モーションカーブ３０上の各点に応じて異なる許容値が設定される。
Ｓ３：前述のようにして設定された各データ等を読み込む。
【００２６】
Ｓ４〜Ｓ５：サーボ電源のＯＦＦ状態から、復帰動作を起動させるためのサーボ電源ＯＮ信号がフィーダコントローラ２３に入力されるまで待機し、この信号が入力されると、プレス角度検出器２２および位置検出器２６からの入力データによって各軸毎のモーションカーブ３０からのずれ量を検出する。
【００２７】
Ｓ６〜Ｓ９：検出されるずれ量が予め設定される許容値以下であって、インタロックチェック、すなわちプレス装置が正常に復帰しているかどうか、並びに周辺装置の連動運転が可能であるかどうかのチェックがＯＫのときには、各軸をモーションカーブ３０上へ移動させて連動運転に入る。
【００２８】
Ｓ１０：一方、検出されるずれ量が許容値を越えているとき、もしくはインタロックチェックがＯＫでないときには、連動動作に復帰するための手動による復帰操作を行う。
【００２９】
本実施例によれば、ずれ量の許容値が任意に設定できるようにされているので、ワーク，金型等に応じて最適な自動復帰範囲を設定することにより、フィードバーがモーション軌跡から外れた場合の復帰動作をきめ細かに制御することができる。
【００３０】
本実施例においては、フィードバー１１のリフト軸方向への移動を多軸サーボ駆動により行うものとしたが、本発明は、フィードバー１１のアドバンス方向への移動を多軸サーボ駆動により行うシステムに対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るトランスファプレスの全体概略斜視図である。
【図２】図２は、本実施例のトランスファプレスのシステム構成を模式的に示す図である。
【図３】図３は、フィーダ装置のモーションパターン例を説明する図である。
【図４】図４は、本実施例における復帰制御動作を説明する図である。
【図５】図５は、自動復帰制御の処理フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    プレス本体
２    フィーダ装置
３    プレススライド
１１  フィードバー
１２  サーボモータ
２２  プレス角度検出器
２３  フィーダコントローラ
２４  サーボアンプ
２６  位置検出器
３０  モーションカーブ（モーション軌跡）
３１  自動復帰範囲
【図１】
0003698479.tif 000002
【図２】
0003698479.tif 000003
【図３】
0003698479.tif 000004
【図４】
0003698479.tif 000005
【図５】
0003698479.tif 000006