(57)【要約】【課題】リニアモータを駆動源とするワーク搬送装置において、その位置制御を精度良く行うことができるとともに、プレスとの連動運転中にエンコーダが故障しても金型との干渉事故を確実に防ぐことができるようにする。【解決手段】リニアモータ１９の位置検出を行うために複数個のエンコーダ２６，２７を設けるとともに、これら複数個のエンコーダによる検出値の偏差を演算し、この演算結果に基づき、検出値の偏差が所定値を越えるときにエンコーダ２６，２７のうちのいずれかのエンコーダが異常であると判定する。また、いずれかのエンコーダが異常であるときには、正常なエンコーダからの検出信号のみを用いてワーク搬送装置を所定の待機点位置まで移動させて停止させる。【選択図】          図３
2004255418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアモータを駆動源としてワークを搬送するプレス機械のワーク搬送装置であって、
前記リニアモータの位置検出を行うために複数個のエンコーダを設けるとともに、これら複数個のエンコーダによる検出値の偏差を演算する演算手段と、この演算手段による演算結果に基づき、前記検出値の偏差が所定値を越えるときに前記エンコーダのうちのいずれかのエンコーダが異常であると判定する異常判定手段とを設けることを特徴とするプレス機械のワーク搬送装置。
【請求項２】
前記複数個のエンコーダのうちの少なくとも１個はアブソリュート型エンコーダである請求項１に記載のプレス機械のワーク搬送装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、異常判定直前の前記エンコーダによる検出値が特異値を示すときにそのエンコーダが異常であると判定する請求項１または２に記載のプレス機械のワーク搬送装置。
【請求項４】
さらに、前記異常判定手段により複数個のエンコーダのうちのいずれかのエンコーダが異常であると判定されたときに、正常なエンコーダからの検出信号のみを用いて当該ワーク搬送装置を所定の待機点位置まで移動させて停止させる異常時制御手段を備える請求項３に記載のプレス機械のワーク搬送装置。
【請求項５】
ワーク保持手段を有するクロスバーをその両端部で支持する左右一対のキャリアを備え、各キャリアがそれぞれ２軸のリニアモータにてワーク搬送方向に駆動されるワーク搬送装置であって、各リニアモータにそれぞれエンコーダが付設される請求項４に記載のプレス機械のワーク搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータを駆動源としてワークを搬送するプレス機械のワーク搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の加工工程で略同時にプレス加工を行う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、搬出するためのワーク搬送装置が備えられている。この場合、加工すべきワークのサイズが大きくなればなる程、ワーク搬送距離が長くなることから、プレスの高速運転と相俟ってワーク搬送装置の駆動源にリニアモータを用いて、ワークを高速で搬送する試みがなされている。
【０００３】
一方、複数台のプレス機械をワーク搬送方向に一列に配置して順次プレス加工を行うタンデムプレスラインにおいても、ワーク搬送速度の高速化に対する要求があることから、本出願人は、先願発明として、リニアモータを駆動源として用いるワーク搬送装置を提案している（特願２００１−４００８４９号）。この先願発明のワーク搬送装置は、ワーク搬送方向と平行に上下動自在なリフトビームを設けるとともに、このリフトビームの長手方向に沿って移動自在なキャリアおよびサブキャリアを設け、左右一対のサブキャリア間にワーク保持手段を有するクロスバーを設けた構成とされ、前記キャリアを移動させる移動手段としてリニアモータを用いるようにされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のワーク搬送装置においては、リニアモータにおける可動体の現在位置をエンコーダにより検出し、その可動体の位置制御をプレスの加工ステーションにおけるスライドの動きと連動させて精度良く行うことが要求される。特に、リニアモータを用いた搬送系では、ワークが高速搬送されることから、その位置制御の精度をより一層向上させないと、ワーク搬送装置と金型との干渉の可能性が高くなってしまう。
【０００５】
また、プレスとの連動運転中にエンコーダが故障した場合には、ワーク搬送装置の位置制御が不能となってやはり前述の干渉の可能性が高くなるため、この故障時における対策についても十分に考慮しておく必要がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、リニアモータを駆動源とするワーク搬送装置において、その位置制御を精度良く行うことができるとともに、プレスとの連動運転中にエンコーダが故障しても金型との干渉事故の発生を確実に防ぐことのできるプレス機械のワーク搬送装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるプレス機械のワーク搬送装置は、
リニアモータを駆動源としてワークを搬送するプレス機械のワーク搬送装置であって、
前記リニアモータの位置検出を行うために複数個のエンコーダを設けるとともに、これら複数個のエンコーダによる検出値の偏差を演算する演算手段と、この演算手段による演算結果に基づき、前記検出値の偏差が所定値を越えるときに前記エンコーダのうちのいずれかのエンコーダが異常であると判定する異常判定手段とを設けることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、リニアモータの位置情報の検出が複数個のエンコーダによって行われるので、これらエンコーダを用いた位置制御の精度を向上させることができるとともに、エンコーダの故障によるワーク搬送装置の暴走等を防いで、このワーク搬送装置とプレス機械の金型との干渉の危険性を確実に回避することができる。また、複数個のエンコーダによる検出値を相互に比較し、その偏差が所定値を越えるときに異常判定手段によっていずれかのエンコーダが異常であると判定されるので、エンコーダそのものの異常検知を確実に行うことができる。
【０００９】
本発明において、前記複数個のエンコーダのうちの少なくとも１個はアブソリュート型エンコーダであるのが好ましい。このようにすれば、アブソリュート型エンコーダが本来有している、絶対位置データを出力するという特性を効果的に利用することができ、従来のように電源をＯＦＦにするたびに可動体の原点設定や、磁極検出を行う必要がなくなり、プレスラインの稼動率を向上させることができる。
【００１０】
また、前記異常判定手段は、異常判定直前の前記エンコーダによる検出値が特異値を示すときにそのエンコーダが異常であると判定するのが良い。このように複数個のエンコーダの検出値が相互に異なった場合に、どのエンコーダが異常であるかは、異常発生前のエンコーダによる検出値が特異値、言い換えればあり得ない位置もしくは速度の値を示すことに基づき、そのエンコーダの異常状態を判定することができる。
【００１１】
本発明においては、さらに、前記異常判定手段により複数個のエンコーダのうちのいずれかのエンコーダが異常であると判定されたときに、正常なエンコーダからの検出信号のみを用いて当該ワーク搬送装置を所定の待機点位置まで移動させて停止させる異常時制御手段を備えるのが好ましい。こうすることで、エンコーダの異常に基づきワーク搬送装置が制御不能になるのを防止して、正常なエンコーダからの検出信号によって待機点位置まで移動されるので、ワーク搬送装置とプレス機械の金型との干渉の危険性をより確実に回避することができる。
【００１２】
本発明では、ワーク保持手段を有するクロスバーをその両端部で支持する左右一対のキャリアを備え、各キャリアがそれぞれ２軸のリニアモータにてワーク搬送方向に駆動されるワーク搬送装置であって、各リニアモータにそれぞれエンコーダが付設されるのが好適である。このようなワーク搬送装置によれば、各キャリアに付設される２軸のリニアモータが相互に位置ずれを起すことなく駆動されるので、この２軸のうちの一方のエンコーダが故障した場合でも他方のエンコーダにて確実に待機点位置までワーク搬送装置を移動させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるプレス機械のワーク搬送装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１には本発明の一実施形態に係るタンデムプレスラインの部分正面図が示され、図２には図１の側面図が示されている。また、図３には図１のＡ−Ａ断面図が示されている。
【００１５】
本実施形態のタンデムプレスライン１は、相互に所定間隔を有して上流側（図１の左側）から下流側へ向けて直列に配置される複数台（図１では２台のみを示す。）のプレス２，３を備えるとともに、互いに隣接配置された各プレス２，３の各加工ステーション間でワーク１８（図３参照）の受け渡し（搬出・搬入）を行うワーク搬送装置（以下、「フィーダ」という。）４を備えて構成されている。
【００１６】
前記各プレス２，３は、本体フレームとしてのアプライト５と、このアプライト５の上方に配されて駆動力伝達機構が内蔵される上部フレーム６と、前記アプライト５に上下動自在に支承され、前記駆動力伝達機構を介して上下動されるスライド７と、このスライド７に対向配置されてベッド８上に設けられるボルスタ９とを備え、スライド７の下端に装着される上金型と、ボルスタ９の上端に装着される下金型とによってワークに加工がなされるように構成されている。
【００１７】
前記フィーダ４は、ワーク搬送方向の左右両側に互いに離間して配される一対のリフトビーム１０を備えている。このリフトビーム１０の上部には、アプライト５に沿うように上方へ向けて延設されるロッド１１が取着されている。このロッド１１にはラックが刻設され、このラックがリフト軸サーボモータ１２の出力軸に動力伝達機構を介して駆動連結されるピニオンに噛合することで、サーボモータ１２の正逆回転によってリフトビーム１０が昇降動されるようになっている。
【００１８】
左右の各リフトビーム１０には、そのリフトビーム１０を下方から抱持するように断面略Ｕ字形状のキャリア１４がそのリフトビーム１０の長手方向（ワーク搬送方向）に沿って移動可能に配され、このキャリア１４の下方にはそのキャリア１４に沿ってワーク搬送方向に移動可能なサブキャリア１５が配されている。また、互いに対向する一対のサブキャリア１５，１５間はクロスバー１６により連結され、このクロスバー１６の下面に複数個のバキュームカップ１７が装着されて、これらバキュームカップ１７によってワーク１８が吸着されるようになっている。
【００１９】
図３に示されるように、前記リフトビーム１０の両外側面とそれに対向するキャリア１４の内側面との間には、キャリア１４をリフトビーム１０に沿って移動させる移動手段として一対のリニアモータ１９が配されている。また、リフトビーム１９の上部両外側面とそれに対向するキャリア１４の内側面との間および、リフトビーム１９の下面とそれに対向するキャリア１４の底面との間にはそれぞれ、リフトビーム１０に対するキャリア１４の移動動作を案内するリニアガイド２０が配されている。ここで、前記リニアモータ１９は、リフトビーム１０の両側面に搬送方向（長手方向）に沿って配されるマグネット１９ａと、このマグネット１９ａに対向するキャリア１４の内側面に搬送方向（長手方向）に沿って配されるコイル１９ｂとより構成され、このコイル１９ｂを有するアーマチャ（キャリア１４）が、マグネット１９ａを有するステータ（リフトビーム１０）上に作られる磁場の変化によって直線的に移動するようにされている。
【００２０】
また、前記キャリア１４の下面とそれに対向するサブキャリア１５の上面との間にも、サブキャリア１５をキャリア１４に沿って移送させる移動手段としてのリニアモータ２１が配されるとともに、このリニアモータ２１の両側方に、キャリア１４に対するサブキャリア１５の移動動作を案内するリニアガイド２２が配されている。なお、前記リニアモータ２１は、キャリア１４の下面に搬送方向に沿って配されるマグネット２１ａと、このマグネット２１ａに対向するサブキャリア１５の上面に配されるコイル２１ｂとにより構成されている。
【００２１】
このように構成されているフィーダ４においては、リフト軸サーボモータ１２の駆動によってリフトビーム１０を昇降動させることで、キャリア１４、サブキャリア１５およびクロスバー１６を介してバキュームカップ１７を昇降動させることができる。また、リニアモータ１８の駆動によってキャリア１４をリフトビーム１０の長手方向に沿って移動させ、リニアモータ２１の駆動によってサブキャリア１５をキャリア１４の移動方向にオフセットさせることで、クロスバー１６およびバキュームカップ１７をワーク搬送方向に移動させることができる。こうして、上下方向および／または搬送方向の２つの直交する駆動軸位置を制御することにより、バキュームカップ１７の移動軌跡、言い換えればワーク１８の搬送軌跡を制御することができる。
【００２２】
前記リフトビーム１０（リニアモータ１９の固定部側）の一側面（図３で左側の側面）にはそのリフトビーム１０の長手方向に沿ってラック２３が取り付けられ、このラック２３にはピニオン２４が噛合されている。このピニオン２４は、キャリア１４（リニアモータ１８の可動部側）の側壁に回転自在に支持される出力軸２５の一端部に固着され、この出力軸２５の他端部にはアブソリュート型エンコーダ２６が装着されている。こうして、キャリア１４がリフトビーム１０の長手方向に沿って走行すると、ラック２３に噛合するピニオン２４が回転し、その回転軸（出力軸２５）の現在位置（絶対位置）をアブソリュート型エンコーダ２６によって検出することができる。したがって、リニアモータ１９の位置情報、言い換えればキャリア１４の位置情報を検出することができる。
【００２３】
一方、前記リフトビーム１０の他側面（図３で右側の側面）側にはリニアエンコーダ（インクリメンタル型エンコーダ）２７が設けられている。このリニアエンコーダ２７は、そのリフトビーム１０の他側面に長手方向に沿って貼付される磁気テープ２７ａと、この磁気テープ２７ａに対向するようにキャリア１４の内側面に装着される磁気ヘッド２７ｂとにより構成されている。
【００２４】
なお、図３にはクロスバー１６の一側部の構成のみが示されているが、このクロスバー１６の他側についても同様の構成とされている。また、図には示されていないが、サブキャリア１５を移動させるリニアモータ２１にも、前記アブソリュート型エンコーダ２６と同様のエンコーダが付設されてその位置情報の検出が行われる。
【００２５】
前記アブソリュート型エンコーダ２６およびリニアエンコーダ２７はリニアモータ１９の現在位置、言い換えればキャリア１４の現在位置を検出し、その検出された位置情報を図示されないコントローラに出力する。コントローラは各エンコーダ２６，２７からの入力情報に基づき所要の演算を実行してサーボアンプ（図示せず）に指令値を出力する。こうして、前記リニアモータ１９が所望の位置になるように制御される。
【００２６】
また、前記コントローラにおいては、サーボ制御時に内蔵の演算手段によって任意の時間（例えば５ｍｓ）毎に両エンコーダ２６，２７からの入力データ（検出値）を比較演算し、異常判定手段によって、両データの偏差が所定の閾値を越えているか否かをチェックして、この閾値を越えているときにいずれかのエンコーダ２６，２７が故障していると判断する。また、その際、異常発生前のエンコーダ２６，２７による検出値の履歴データからその検出値が特異値（あり得ない値）を示すときにそのエンコーダが異常であると判断する。そして、このエンコーダの異常状態が判定されると、異常時制御手段によって、正常なエンコーダからの検出信号のみを用いてキャリア１４を所定の待機点位置（通常、プレス２，３間の中間に設けられる。）まで移動させて停止させるように制御される。
【００２７】
以上のように本実施形態によれば、キャリア１４を駆動するリニアモータ１９の位置情報が複数個（本実施形態では片側２個ずつの計４個）のエンコーダによって検出されるので、キャリア１４の位置制御を高精度に行うことができる。また、それら複数個のうちの１個のエンコーダが故障した場合でも、キャリア１４が制御不能となって暴走したりするのを確実に防ぐことができるとともに、正常なエンコーダからの検出信号に基づきリニアモータ１９を制御して所定の待機点位置に退避させることができる。したがって、フィーダ４とプレス２，３の金型との干渉の危険性を確実に回避することができる。
【００２８】
また、前記アブソリュート型エンコーダ２６は、電源ＯＦＦ時にも位置情報を消失してしまうことがないので、電源投入の都度、キャリア１４の原点出しや磁極検出を行う必要がなく、この種の煩雑な作業をなくすことができるという利点がある。
【００２９】
本実施形態では、キャリア１４の片側にアブソリュート型エンコーダ２６とリニアエンコーダ（インクリメンタル型エンコーダ）２７とを１個ずつ装着するものについて説明したが、アブソリュート型エンコーダ２６を２個（もしくはリニアエンコーダ２７を２個）装着するようにしても良い。また、キャリア１４の片側に１個ずつ計２個装着するようにしても、あるいはキャリア１４の一方に２個のみを装着するようにしても良い。勿論、サブキャリア１５についても、片側２個ずつ装着したり、あるいは片側１個ずつ装着する等、いろいろな態様で実施することができる。
【００３０】
本実施形態においては、リフトビーム１０側にマグネット１９ａを、キャリア１４側にコイル１９ｂをそれぞれ設けているが、逆に設けても良い。また、本実施形態においては、キャリア１４側にマグネット２１ａを、サブキャリア１５側にコイル２１ｂをそれぞれ設けているが、逆に設けても良い。
【００３１】
本実施形態においては、タンデムプレスラインのフィーダに適用した例について説明したが、本発明は、タンデムプレスラインに限らず、トランスファフィーダを始めとする他のプレス機械のフィーダに対しても適用できるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るタンデムプレスラインの部分正面図である。
【図２】図２は、図１の側面図である。
【図３】図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１            タンデムプレスライン
２，３        プレス
４            フィーダ
１０          リフトビーム
１４          キャリア
１５          サブキャリア
１９，２１    リニアモータ
２３          ラック
２４          ピニオン
２６          アブソリュート型エンコーダ
２７          リニアエンコーダ（インクリメンタル型エンコーダ）
【図１】
2004255418.tif 000003
【図２】
2004255418.tif 000004
【図３】
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