(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチプレスに装着された金型を、ストレージに収納されている金型と交換する自動金型交換装置付きパンチプレスの金型交換制御方法であって、以下の工程からなることを特徴とする自動金型交換装置付きパンチプレスの金型交換制御方法。
（１）自動金型交換装置が自動で行う動作を機能ごとに最小単位である基本動作パターンに分解定義する工程。
（２）金型交換指令から生成された前記基本動作パターンの集合体である金型交換動作パターンを、前記基本動作パターンの連結である実際の金型交換動作の流れとして実行する工程。
（３）前記金型交換動作パターンが、前記基本動作パターンの実行順を状態遷移番号としてリアルタイムに監視する工程。
（４）現在の金型装着情報を基に自動的に最適動作パターンを選択して実行する工程。
（５）金型交換動作中または自動障害復旧動作中に何らかの障害で自動金型交換装置の自動動作が停止した場合に、障害の発生状態を記憶して、現在の状態遷移番号や機械状態等から最適な復旧動作パターンを自動的に判断する工程。
（６）障害復旧動作が完了したら加工を再開する工程。
（７）障害時に、その障害発生状態を記憶し、復旧動作完了後にどの金型交換動作のどこまで実行した状態で何の障害がどうして発生したか等を、後に検証データとして表示して、障害の傾向等を検証する工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動金型交換装置付きパンチプレスの金型交換制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動金型交換装置（すなわちＡＴＣ装置）付きパンチプレス機では、加工機およびＡＴＣ装置の金型装着状態をリアルタイムで管理することで、自動プロ（加工データ作成装置）やセルライン装置から送出されて発生した金型交換指令に対し、最適な金型交換動作パターンを選択して実行することができる。
【０００３】
また、金型交換動作実行中、何らかの障害（アラーム状態）が発生して機械が停止したとき、自動動作により障害を解除した場合は、その後のデータベースまで含めて更新することができる。
【０００４】
さらに、自動動作による復旧がその機械状態から不可能であると判断されたときは、手動による障害の復旧動作をオペレータが行うように、サブコンソール上に表示指示する。この手動による障害の復旧動作が完了したときに、最終的なデータベースの状態を表示することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、金型交換動作中に障害が発生した場合、そのときの機械停止状態を認識して判断するため、自動で障害復旧動作を実施した場合は、データベースを復旧後の正確な情報で表示できるが、手動で復旧動作を行った場合は、金型交換動作のどこまで交換動作が終了しているかという情報を持っていない。このため、データベース状態の確認設定をオペレータに判断させねばならず、複数の金型が交換対象となっているようなときにはオペレータの操作が煩雑になって、実際の金型搭載状態とデータベースの内容に不一致が生じるおそれがあるという問題がある。
【０００６】
また、ＮＣ装置としてのアラーム履歴は記憶しているが、発生要因まで記憶していないので、復旧動作を完了させると、金型交換動作中に発生した障害についての発生要因をクリアしてしまい、その障害要因の傾向や機能の問題点を後で確認することができないという問題がある。
【０００７】
また、自動復旧の可不可を判断するとき、金型交換ハンドの金型クランプ状態や、本体あるいはストレージのどちらの干渉領域で機械が停止しているのかという条件しかなく、可不可判断の開始前に手動で金型交換ハンドを操作してしまうと、障害発生時と可不可判断開始時との状態に不一致が生じて、自動復旧不可の判断しかできなくなってしまうという問題がある。
【０００８】
さらに、現行の金型交換処理は、最適金型動作パターンで指定された金型交換動作を、連続した複数の工程を１つのプログラムによる一連の流れとして定義しているため、金型交換動作のどの工程のどんな条件のときに機械が停止したか自動で記憶して、後で細かく分析することができないという問題がある。
【０００９】
この発明は、上記のような従来の技術の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、手動による障害復旧後のデータベース更新の正確性の向上と、過去の障害状況をいつでも検証することのできる自動金型交換装置付きパンチプレスの金型交換制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１による発明の自動金型交換装置付きパンチプレスの金型交換制御方法は、パンチプレスに装着された金型を、ストレージに収納されている金型と交換する自動金型交換装置付きパンチプレスの金型交換制御方法であって、以下の工程からなるものである。すなわち、（１）金型交換動作を機能ごとに最小単位である基本動作パターンに分解定義する工程。（２）金型交換指令から生成された前記基本動作パターンの集合体である金型交換動作パターンを、前記基本動作パターンの連結である実際の金型交換動作の流れとして実行する工程。（３）前記金型交換動作パターンが、前記基本動作パターンの実行順を状態遷移番号としてリアルタイムに監視する工程。（４）現在の金型装着情報を基に自動的に最適動作パターンを選択して実行する工程。（５）金型交換動作中に何らかの障害で交換動作が停止した場合に、障害の発生状態を記憶して、現在の状態遷移番号や機械状態等から最適な復旧動作パターンを自動的に判断する工程。（６）障害復旧動作が完了したら加工を再開する工程。（７）障害時に、その障害発生状態を記憶し、復旧動作完了後にどの金型交換動作のどこまで実行した状態で何の障害がどうして発生したか等を、後に検証データとして表示して、障害の傾向等を検証する工程。
【００１１】
従って、金型交換動作を機能ごとに最小単位である基本動作パターンに分解して定義し、この基本動作パターンの集合である金型交換動作パターンとして金型交換を行う。このとき、金型交換動作パターンでは、基本動作パターンの実行順を状態遷移番号としてリアルタイムで監視している。金型交換動作中に障害が発生した場合には、障害の発生状態を記憶すると共に状態遷移番号や機械状態等から最適な復旧動作を自動的に判断して復旧を行う。復旧したら、加工を再開する。なお、障害の発生時点や状態等は障害発生履歴に記憶されてるので、後に検証することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
まず、図２には、タレットパンチプレス１、パンチＰおよびダイＤを貯蔵してあるストレージ３、タレットパンチプレス１の上部タレット５Ｕ、下部タレット５Ｌに装着されているパンチＰおよびダイＤと、ストレージ３の上部ストレージタレット７Ｕ、下部ストレージタレット７Ｌに貯蔵されているパンチＰおよびダイＤとを交換する自動金型交換装置９（以後「ＡＴＣ」という。）が示されているが、これらは既に良く知られているものなので詳細な説明は省略する。
【００１９】
ＡＴＣ９において、パンチグリッパ１１を先端に有するパンチチェンジャアーム１３を上下移動する軸をＰｚ軸、パンチチェンジャアーム１３の水平面内における旋回軸をＲ軸、パンチチェンジャアーム１３の伸縮軸をＰｓ軸で表す。また、ダイグリッパ１５を先端に有するダイチェンジャアーム１７を上下移動する軸をＤｚ軸、ダイチェンジャアーム１７の水平面内における旋回軸をＤｇ軸、ダイチェンジャアーム１７の伸縮軸をＤｓ軸で表す。なお、タレットパンチプレス１、ＡＴＣ９、ストレージ３を制御するＮＣ制御装置１９(図１参照)が、タレットパンチプレス１の近傍に設けられており、このＮＣ制御装置１９には、ＡＴＣ９を制御する図示省略のＡＴＣ制御装置が接続されている。
【００２０】
次に、図１に基づいて、この発明に係る自動金型交換装置付きパンチプレスの金型交換制御装置としてのＮＣ制御装置１９について説明する。このＮＣ制御装置１９において、ＣＰＵ２１には、種々のデータを入力するための入力手段（例えばキーボード）２３と、種々のデータを表示するための出力手段（例えばＣＲＴ）２５が接続されている。
【００２１】
また、ＣＰＵ２１には、自動金型交換および自動障害復旧動作の工程を各機能ごとに分解して定義し、分解定義された動作を動作パターンとして制御する動作パターン制御部２７と、前記動作パターンを状態遷移番号で管理し、動作がどの状態を実行中であるか常に認識する動作パターン認識部２９と、金型交換指令に基づいて交換の対象となった金型を金型装着情報の状態と比較して、自動で金型交換動作パターンを選択して実行する金型交換動作パターン実行部３１と、障害発生時にパンチＰやダイＤのクランプ状態、パンチＰの検出状態、ＡＴＣ９の干渉領域状態、状態遷移番号から、発生した障害を自動動作で復旧することが可能か否かを判断する自動復旧判断部３３と、障害復旧動作を自動的に選択する復旧動作選択部３５と、金型交換中に障害が発生した場合にこの障害に関する情報を記憶する障害データ記憶部３７と、この障害データ記憶部に記憶されている障害データを表示する障害データ表示部３９等が接続されている。
【００２２】
次に、図３〜図２８に基づいて、本発明の自動金型交換装置付きパンチプレスの金型交換制御方法について説明する。この金型交換制御方法では、▲１▼金型交換動作の機能単位分割制御、▲２▼障害発生処理、▲３▼障害復旧履歴表示の３つの処理要素からなる。
【００２３】
＜▲１▼金型交換動作の機能単位分割制御＞
金型交換動作の機能単位分割制御では、金型交換動作・障害復旧動作を機能ごとに分割し、その機能の集合体である金型交換動作・障害復旧動作パターンで機能の遷移を番号としてリアルタイムで監視する。そして、自動プロやセルライン装置からの金型交換指令に対し、現在の金型装着情報を基に自動的に最適金型交換動作パターンを選択して実行する。
【００２４】
すなわち、図３を参照するに、エントリして（ステップＳ１）、金型交換指令を受信したら（ステップＳ２）、記憶されている例えば図４のような金型装着情報に基づいて、現状金型装着状態から最適金型交換動作パターンを選択して、対象金型装着状態の確認を行う（ステップＳ３）。
【００２５】
図４に示されているように、機械金型装着状況を定義し、金型交換指令受信時に最適金型交換動作パターンを選択する。このように、金型交換動作パターンをマトリックス化することにより、金型交換動作パターンの追加や、表中の先読みした金型交換指令に対して、対象となった金型を準備するバッファ領域の追加等に柔軟に対応できるようにする。
【００２６】
金型交換の有無を判断して（ステップＳ４）、金型交換がない場合にはステップＳ２に戻って金型交換指令を受信する。金型交換がある場合には、最適金型交換動作パターンの選定を行い（ステップＳ５）、金型交換セットデータを作成して送信し（ステップＳ６）、金型交換起動を通知する（ステップＳ７）。
【００２７】
ここで、金型交換動作の完了を判断し（ステップＳ８）、正常に金型交換が完了した場合には、金型交換動作終了により金型装着情報を更新して（ステップＳ９）、終了する（ステップＳ１０）。一方、ステップＳ８において金型交換が完了していない場合には、金型交換完了通知の検出を待つ。
【００２８】
図５（Ａ）〜（Ｇ）には、上部タレット５Ｕに装着されたパンチＰおよび下部タレット５Ｌに装着されたダイＤを、ストレージ３に収納されているパンチＰおよびダイＤと交換する金型交換動作の工程の一例が示されている。
【００２９】
金型交換動作を開始する前は、ＡＴＣ９は、上下部タレット５Ｕ、５Ｌとストレージ３の間に待機している（図５（Ａ）参照）。
【００３０】
金型交換動作を開始したら、上下部タレット５Ｕ、５Ｌを回転させて、交換するパンチＰおよびダイＤを各々金型交換位置Ｋ１、Ｋ２に位置決めし、ＡＴＣ９が位置決めされたパンチＰおよびダイＤを取外しにいく（図５（Ｂ）参照）。
【００３１】
上下部タレット５Ｕ、５ＬからパンチＰおよびダイＤを取り外したら、ＡＴＣ９はストレージ３側へ移動し、ストレージ３の所定位置を金型交換位置Ｋ３に位置決めしてパンチＰおよびダイＤを収納する（図５（Ｃ）参照）。
【００３２】
パンチＰおよびダイＤをストレージ３に収納したら、ＡＴＣ９はストレージ３から離れて待機し、ストレージタレット７Ｕ、７Ｌを回転させて、次に使用するパンチＰおよびダイＤを金型交換位置Ｋ３に位置決めする（図５（Ｄ）参照）。
【００３３】
ＡＴＣ９は、金型交換位置Ｋ３に位置決めされたパンチＰおよびダイＤを取り外す（図５（Ｅ）参照）。
【００３４】
新しいパンチＰおよびダイＤを把持したＡＴＣ９を金型交換位置Ｋ１、Ｋ２へ移動させ、上下部タレット５Ｕ、５Ｌに装着した（図５（Ｆ）参照）後、ＡＴＣ９は待機位置で待機する（図５（Ｇ）参照）。
【００３５】
図６には、タレットパンチプレス１およびＡＴＣ９に装着されている金型の状態をリアルタイムで監視し、自動プロやセルライン制御装置から発生した金型交換指令に対して最適な金型交換動作パターンを選択するための金型装着情報の一例が示されている。
【００３６】
この金型装着情報は、タレットパンチプレス１に装着されている全ての金型の固有情報（形状、寸法、ダイクリアランス等）と、その金型が現在どこに装着されているかを情報として記憶している。従って、この金型装着情報は、所在がタレットパンチプレス１からストレージ３または交換準備バッファ位置等に変化したときは、変化が完了したタイミングで更新が確定するようにする。
【００３７】
以上のような図５（Ａ）〜（Ｇ）の各ステップごとの工程に分割して、動作を遷移番号で管理する。一例として図７、図８では、自動金型交換動作パターンＡ（以後、「パターンＡ」という。）からパターンＨまでが表に示されている。例えば、パターンＡでは、遷移番号１は待機位置、遷移番号２は加工機取出アプローチ位置、遷移番号３は加工機取出位置、遷移番号４は上下部タレット５Ｕ、５Ｌからストレージ３への待機位置（金型あり）、遷移番号５はストレージセットアプローチ位置、遷移番号６はストレージセット位置、遷移番号７はストレージ３からストレージ３への待機位置（金型なし）、遷移番号８はストレージ取出アプローチ位置、遷移番号９はストレージ取出位置、遷移番号１０はストレージ３から上下部タレット５Ｕ、５Ｌへの待機位置（金型あり）、遷移番号１１は加工機セットアプローチ位置、遷移番号１２は加工機セット位置、遷移番号１３は待機位置（全軸）、をそれぞれ意味している。また、パターンＢからパターンＨまでは、それぞれ表中に示すとおりである。
【００３８】
図９〜図１１には、ＮＣ装置１９からＡＴＣ制御装置へ送られる自動金型交換動作パターン別セットデータが示されている。自動による金型交換動作は、パターンごとにＮＣ装置１９からＡＴＣ制御装置へ転送されるが、図９〜図１１に示されているように、金型交換動作パターンごとに転送されるデータが異なるので、ＮＣ装置１９側ではＡＴＣ制御装置に対して適切なデータをセットする必要がある。
【００３９】
図９〜図１１中、△印はＰｓ軸の待機位置データをセット（ダイのみ交換）することを示し、▲は交換パターン・登録状況により異なることを示す。また、−印はＩＳＡラダーで読むことはないが、誤動作防止のためゼロクリアするのが望ましい。また、表中に該当する座標データをセットした場合、同一のステーションデータが重複する場合があるが、指定の場所にデータをセットする。
【００４０】
＜▲２▼障害発生処理＞
障害発生処理では、金型交換動作中に発生した障害状態および状態遷移番号を障害復旧履歴に記憶する。そして、障害発生時の機械状態と状態遷移番号を認識することで、障害発生時の最適復旧動作パターンを自動的に選択して実行する。
【００４１】
すなわち、図１２を参照するに、エントリして（ステップＳ１１）、金型交換中にアラーム発生を受信したら（ステップＳ１２）、発生アラーム情報の受信、状態遷移番号の受信等を表示する（図１３参照）。そして、機械の状態を通知することを要求するので（ステップＳ１３）、オペレータは障害要因を解除した後、確認ボタンを押して機械状態通知を行う。このとき、障害要因が解除されない場合（図１４参照）、この時点で解除がされていないアラーム情報を表示させ、オペレータにアラームの解除を促す。但し、発生したアラームが解除不可能な場合には電源をＯＦＦにして終了する。
【００４２】
障害要因が解除された場合には、自動復旧判断部３３が、その障害が自動復旧可能か不可能かを判断するため（ステップＳ１４）、ＮＣ装置１９はＡＴＣ制御装置に対して現在のＡＴＣの状態を要求する。ＡＴＣ制御装置は要求に対して、障害復旧動作パターン判断データ（図１５(Ａ)参照）を通知する。ＮＣ装置１９では復旧動作選択部３５が、障害復旧動作パターン判断データに基づいて最適な障害復旧動作パターンを自動的に選択する。そして、ＮＣ装置１９は、ＡＴＣ制御装置より受信した障害発生データにより最適な障害復旧動作パターンを選択できたときに、ＡＴＣ制御装置に対して障害復旧動作データを送信すると共に、障害復旧履歴表示用データを作成する（図１５（Ｂ）参照）。
【００４３】
このとき、ＡＴＣ９がオンラインでないと自動復旧の可否が判断できないため、まずＡＴＣ９をオンラインにすることを促し（図１６参照）、ＡＴＣ９がオンラインになっていない場合には、図１７に示される画面にしたがってＡＴＣ９をオンラインにする。ＡＴＣ９をオンラインにした後、アラームが発生した場合には（図１８参照）、再度ステップＳ１２を実行する。
【００４４】
次に、自動復旧判断部３３が自動復旧が可能か否かを判断し（ステップＳ１５）、自動復旧動作不可の場合には、図１９に示される画面にしたがってＡＴＣをオフラインにして、オペレータが手動で復旧作業を行う。そして、手動復旧後の金型の所在を完了または未完了で選択して（図２０、図２１参照）、データの更新を行う（ステップＳ１６）。
【００４５】
一方、ステップＳ１５において自動復旧が可能であると判断された場合には（図２２参照）、スタートボタンを押して自動復旧動作実行を通知し（ステップＳ１７）、ＡＴＣ制御装置はＮＣ装置１９より送出された障害復旧動作データ（図２３参照）に基づき障害復旧動作を実行する。
【００４６】
このとき、アラームが発生して（図２４参照）、アラームが解除不可能な場合には電源をＯＦＦとして処理を終了する。一方、アラームを解除できる場合には、スタートボタンを押して自動復旧を実行する（図２５参照）。なお、自動復旧動作中に障害が発生した場合には（ステップＳ１８）、ステップＳ１２に戻って以降の工程を繰り返す。
【００４７】
自動復旧が完了したら、上述した障害復旧表示履歴用データを図１５（Ｂ）に示されているように表示した後更新し（ステップＳ１９）、オペレータが確認ボタンを押すのを待つ（図２６参照）。
【００４８】
以上のように自動により（ステップＳ１５〜ステップＳ１９）および手動により（ステップＳ１６）障害要因を排除したら、データベース状態も正常に更新できるため、内部状態の初期化を行って（ステップＳ２０）、障害復旧処理を終了する（ステップＳ２１）。
【００４９】
＜▲３▼障害復旧履歴表示＞
障害復旧履歴表示では、金型交換動作中の障害発生状況・傾向等、障害の原因を確認する際に前述の▲２▼で記憶した障害復旧履歴を表示することを可能とする（図２７、図２８参照）。この機能により、どの金型で障害が発生しているか、金型交換動作のどの工程で障害が発生しているか等の障害発生要因の確認をいつでも行うことが可能となる。
【００５０】
なお、図２７では、障害が発生したとき障害復旧動作パターン判断データによって更新された障害復旧履歴表示用データを後に一覧表示することができる。１つの事象について詳細の情報を表示したい場合には、図２７における画面の「詳細」表示を押し下げて、さらに詳しい発生した障害の情報を可能とする。
【００５１】
以上の結果から、金型交換動作の工程をリアルタイムで監視することにより、障害が金型交換動作のどの工程を実行中に発生しても、最適な障害復旧動作を選択することができると共に、データベース状態を正確に行進することが可能になる。また、自動復旧が不可能な場合でも、オペレータによる手動の障害復旧によりデータの更新を行うことができるので、データの正確性の向上を図ることができる。
【００５２】
また、金型交換中に発生した障害状態を障害復旧履歴データとして記憶し、表示することにより、障害発生原因等を後に検証することが可能になる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明による自動金型交換装置付きパンチプレスの金型交換制御方法では、金型交換動作を機能ごとに最小単位である基本動作パターンに分解して定義し、この基本動作パターンの集合である金型交換動作パターンとして金型交換を行う。このとき、金型交換動作パターンでは、基本動作パターンの実行順を状態遷移番号としてリアルタイムで監視しており、金型交換動作中に障害が発生した場合には、障害の発生状態を記憶すると共に状態遷移番号や機械状態等から最適な復旧動作を自動的に判断して復旧を行うので、最適な復旧動作を自動で行うことができる。なお、障害の発生時点や状態等は障害発生履歴に記憶されてるので、後に検証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る自動金型交換装置付きパンチプレスの金型交換制御装置を示すブロック構成図である。
【図２】タレットパンチプレス、ＡＴＣ、ストレージの位置関係を示す斜視図である。
【図３】金型交換動作の機能単位分割制御を示すフローチャートである。
【図４】金型装着状況を示す表である。
【図５】金型交換を示す工程図である。
【図６】装着金型情報を示す表である。
【図７】金型交換動作の機能単位分割制御の例を示す表（１／２）である。
【図８】金型交換動作の機能単位分割制御の例を示す表（２／２）である。
【図９】金型交換動作パターンの例を示す表（１／３）である。
【図１０】金型交換動作パターンの例を示す表（２／３）である。
【図１１】金型交換動作パターンの例を示す表（３／３）である。
【図１２】障害発生処理の工程を示すフローチャートである。
【図１３】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図１４】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図１５】  (Ａ)は障害復旧動作パターン判断データ、（Ｂ）は障害復旧履歴表示データである。
【図１６】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図１７】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図１８】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図１９】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図２０】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図２１】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図２２】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図２３】障害復旧動作データを示す表である。
【図２４】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図２５】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図２６】障害発生処理の１工程を示す画面である。
【図２７】障害復旧履歴表示画面の一例である。
【図２８】障害復旧履歴表示画面の一例である。
【符号の説明】
１  タレットパンチプレス（パンチプレス）
３  ストレージ
９  ＡＴＣ（自動金型交換装置）
１９  ＮＣ制御装置（金型交換制御装置）
２７  動作パターン制御部
２９  動作パターン認識部
３１  金型交換動作パターン実行部
３３  自動復旧判断部
３５  復旧動作選択部
３７  障害データ記憶部
３９  障害データ表示部
Ｐ  パンチ（金型）
Ｄ  ダイ（金型）
【図１】
0004750951.tif 000002
【図２】
0004750951.tif 000003
【図３】
0004750951.tif 000004
【図４】
0004750951.tif 000005
【図５】
0004750951.tif 000006
【図６】
0004750951.tif 000007
【図７】
0004750951.tif 000008
【図８】
0004750951.tif 000009
【図９】
0004750951.tif 000010
【図１０】
0004750951.tif 000011
【図１１】
0004750951.tif 000012
【図１２】
0004750951.tif 000013
【図１３】
0004750951.tif 000014
【図１４】
0004750951.tif 000015
【図１５】
0004750951.tif 000016
【図１６】
0004750951.tif 000017
【図１７】
0004750951.tif 000018
【図１８】
0004750951.tif 000019
【図１９】
0004750951.tif 000020
【図２０】
0004750951.tif 000021
【図２１】
0004750951.tif 000022
【図２２】
0004750951.tif 000023
【図２３】
0004750951.tif 000024
【図２４】
0004750951.tif 000025
【図２５】
0004750951.tif 000026
【図２６】
0004750951.tif 000027
【図２７】
0004750951.tif 000028
【図２８】
0004750951.tif 000029