CN100340390C - 串行式连续冲压生产线、串行式连续冲压生产线的运转控制方法及串行式连续冲压生产线的工件运送装置 - Google Patents

串行式连续冲压生产线、串行式连续冲压生产线的运转控制方法及串行式连续冲压生产线的工件运送装置 Download PDF

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Abstract

控制第2冲压机(3)的主电机(61)的转速而使第1冲压机(2)的冲压角度与第2冲压机(3)的冲压角度一定。另外，在从第1冲压机(2)运出工件时，根据第1冲压机(2)的冲压角度来控制工件运送装置(10)。在向第2冲压机(3)运入工件时，根据第2冲压机(3)的冲压角度来控制工件运送装置(10)。并且，在运送工件时，根据来自控制工件运送装置的运送装置控制部(31)的信号来控制工件运送装置(10)。这样提高冲压成形的生产效率，并降低维修成本及维修频率。

Description

串行式连续冲压生产线、串行式连续冲压生产线的运转控制方法及串行式连续冲压生产线的工件运送装置
技术领域
本发明涉及一种串行式连续冲压生产线的运转控制方法及串行式连续冲压生产线，具备对工件成形加工的冲压装置和在两个冲压装置间运出、运送、运入工件的工件运送装置，排列配置多个冲压装置，同时在相互邻接的冲压装置间配置运送装置。还涉及一种串行式连续冲压生产线的工件运送装置。
背景技术
作为有效地对1个工件进行拉深、弯曲、开孔、修边等多种成形的冲压方式，例如已知串行式连续冲压生产线。在串行式连续冲压生产线上设有配置呈一列的多个冲压装置(以下，叫作“冲压机”)，工件从上游侧冲压机被运送到下游侧冲压机，在各冲压机顺次被冲压成形。工件的运送有介由人工的情形和介由工件运送装置的情形等。各冲压机上分别设有主电机，介由驱动机构将主电机的旋转动作置换成滑块的升降动作(往复动作)。各主电机的控制分别独立进行，因此，各冲压滑块的升降动作独立进行。以下，关于冲压及工件运送装置分别说明。
[关于冲压机]
图11是驱动机构的模式图，在此，以其一例表示曲柄式冲压机的驱动机构。在主电机51的旋转轴上设有电机带轮52，电机带轮52和飞轮54介由带53连结。飞轮54和离合器55的第1卡合构件相连结，离合器55的第2卡合构件上连结着驱动轴56。再有，驱动轴上设有制动器57。驱动轴56的局部与主齿轮58啮合，主齿轮58被固定在曲轴59的局部。在曲轴59的曲柄部分经由连杆45吊设着滑块16。
根据该驱动机构，由主电机51旋转飞轮54，飞轮54的旋转能量介由离合器55及主齿轮58传递给曲轴59。并且，曲轴59被旋转，其旋转动作置换成滑块16的升降动作。另外，通过分别转换曲轴55的卡合与释放及制动器57的释放及制动，从而，转换滑块16的动作及停止。还有，在驱动机构上有时还设置组合多级齿轮的变速机构。
各冲压机上的滑块升降动作如下控制。若滑块16到达上止点位置，则通过离合器55的释放和制动器57的制动，滑块16在上止点停止。若从冲压机的加工工位运出成形后的工件，再向冲压机的加工工位运入成形前的工件，则通过离合器55的卡合和制动器57的释放，滑块16从上止点下降。若滑块16通过下止点到达上止点，则通过离合器55的释放和制动器57的制动，滑块16再次在上止点停止。如此，各冲压机重复进行离合器55的卡合与释放及制动器57的释放与制动，断续运转。
根据串行式连续冲压生产线，能够根据用途设定冲压机的组合和顺序等。另外，不需要由生产线上的部分冲压机进行的冲压成形时能够停止那个冲压机，或者将那个冲压机使用于其它的工件冲压成形。因此，串行式连续冲压生产线能够适用于各种冲压成形方式，称得上自由度高。
相对于串行式连续冲压生产线而言，作为具有配置  一列的多个加工工位的方式，有连续自动冲压机。连续自动冲压机，在一个滑块上具有多个加工工位，以一个主电机进行升降各滑块的动作。因此，各冲压机的滑块升降动作同步。从而，生产效率高，不过冲压加工的方式一定，因而自由度低。
[关于工件运送装置]
作为相互邻接的冲压机间的工件运送方法，已知机器人方式或装卸机方式。在此，所谓机器人方式，是在邻接的冲压机间设置多关节型的运送机器人，利用该运送机器人从前工序的冲压机运出工件，同时将该工件运入下一个工序的冲压机。与此相对，所谓装卸机方式，是在冲压主体的上游侧侧面与下游侧侧面分别设置联杆结构的装载机及卸载机，同时在上游侧的卸载机与下游侧的装载机之间设置梭式台车，分别由装载机及卸载机方式进行工件相对于冲压机主体的运出及运入，由梭式台车进行向下一工序的工件运送。
不过，这些现有方式中，必须跟随着上游侧及下游侧的各冲压机的各自的断续动作而运送工件，而且必须在工件运送时不发生与金属模具等的干扰，因而，存在的问题点在于不能使工件的运送速度高速化，生产速度的提高有限。再有，采用机器人方式时，在示教运送轨迹方面存在的问题点是其示教困难且需要长时间，采用装卸机方式时，必须在邻接的冲压机间设置梭式台车，因而存在的问题点是装置规模大而需要大的设置空间。
为了消除这些问题点，本申请人在前申请发明中已经提出一种能够短时间、容易地进行工件运送轨迹的示教，并且能够使工件运送速度高速化的串行式连续冲压生产线的工件运送方法及工件运送装置(特愿2001-400849号)。该前申请发明的工件运送装置，具有以下构成：设有与工件运送方向平行且自由上下活动的提升梁，同时设有沿该提升梁的纵向自由移动的运载工具及副运载工具，在左右一对副运载工具间设有具有工件保持装置的横梁。
提高串行式连续冲压生产线的生产效率的最有效的方法，是使各冲压机连续运转，再使工件运送装置跟随冲压机运转。不过，进行这种运转时存在如下障碍。
例如，假定使多个冲压机的各滑块同时以相同速度从上止点下降、进行冲压成形。此时，如果各冲压机进行1个行程的动作并返回到上止点的定时相同，则不存在问题，而实际上，其定时存在偏差。这是因为各冲压机的延迟(slow down)不同，从而冲压动作的周期不同。
所谓延迟，是指飞轮的转速暂时降低的现象，是由冲压成形的负载等带来的不可避免的现象。根据各种要素、例如冲压成形所需要的能量和主电机容量和飞轮大小等决定延迟，而这些要素在各冲压机间不同，因此，各冲压机的延迟不同。
图12是表示滑块位置随时间经过的图，表示连续运转邻接的冲压机时的各冲压机的滑块位置。如图12的波形A、B所示，即使对邻接的冲压机间的滑块动作设定规定相位差T1，开始运转，也由于上述的延迟的影响，随着运转相位差逐渐变化，例如成为波形A、B′的形式。最初时相位差的变化量小，因此能够连续地进行从上游侧冲压机运出工件与向下游侧运入工件。可是，经过一定时间，相位差的变化量增大。若该变化量增大到一定程度，则从上游侧冲压机运出工件与向下游侧运入工件不均衡，结果不得不中途停止生产线。
存在这样的障碍，在现有的串行式连续冲压生产线中，为了安全且可靠地进行工件的运入和运出而只好进行断续运转。因此，无法指望生产效率的提高。
除此之外还有，在断续运转中必须进行离合器的卡合、释放和由制动器进行的制动。离合器的卡合、释放和由制动器进行的制动伴随着很大的噪音，而且会导到设置在离合器和制动器等上的端面的磨损。若端面的磨损厉害，则端面的寿命缩短，必须进行端面的更换作业。从而，维修成本提高。
而且，前申请发明(特愿2001-400849号公报)中，只是关于串行式连续冲压生产线的用以谋求工件运送速度高速化的工件运送装置的硬件构成提出了方案，因此，关于用以在独立运转的2台冲压机间进行中间运送时跟随各冲压机有效地运送工件的控制技术，还有研究的余地。
发明内容
本发明即是鉴于这些实际状况而产生的，其目的在于提供一种提高冲压成形的生产效率同时降低维修成本及维修频率的串行式连续冲压生产线、串行式连续冲压生产线的运转控制方法及串行式连续冲压生产线的工件运送装置。
为此，第1发明是一种排列配置多个冲压装置并在邻接的上游侧冲压装置和下游侧冲压装置间配置工件运送装置的串行式连续冲压生产线的运转控制方法，其特征在于：
根据与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述下游侧冲压装置的动作；
在上述上游侧冲压装置附近的工件运出区间，根据与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送装置的动作，在上述下游侧冲压装置附近的工件运入区间，根据与上述下游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送装置的动作，在上述上游侧冲压装置和上述下游侧冲压装置间的工件运送区间，根据上述工件运送装置独自的信号来控制上述工件运送装置的动作。
根据第1发明，为了使由设置在第1冲压机(上游侧冲压装置)2的编码器91检测的冲压角度(与上游侧冲压装置的动作相对应的信号)和由设置在第2冲压机(下游侧冲压装置)3的编码器92检测的冲压角度(与下游侧冲压装置的动作相对应的信号)的角度差为一定，而控制第2冲压机3的主电机61的转速。角度差发生变化时，第2冲压机3的主电机61的转速发生与角度差相对应的变化。于是，第2冲压机3的滑块16的动作变化。这样，第1冲压机2的滑块16的动作与第2冲压机3的滑块16的动作的相位差保持一定。
另外，在进行从第1冲压机2运出工件的规定冲压角度范围，根据由设置在第1冲压机2的编码器91检测的冲压角度，控制工件运送装置10使之与第1冲压机2同步。在进行向第2冲压机3运入工件的规定冲压角度范围，根据由设置在第2冲压机3的编码器92检测的冲压角度，控制工件运送装置10使之与第2冲压机3同步。再有，在除了工件运入开始前或运出结束后的规定冲压角度范围的角度范围，根据从发生用以控制工件运送装置的信号的运送装置控制部31发出的信号，控制工件运送装置10。这样，工件运送装置一边转换其跟随对象一边控制其动作，因此，能够在工件的运入·运出时使工件运送装置的动作与作为跟随对象的冲压机的滑块动作同步。
根据第1发明，与上游侧冲压机的滑块动作保持一致而实时矫正下游侧冲压机的滑块动作，另外，与邻接的冲压机的滑块动作保持一致进行由工件运送装置的工件的运出·运送·运入动作，因此，能够连续运转各串行式连续冲压生产线。若能够进行连续运转，则不必进行断续运转时所必需的离合器的卡合与释放及由制动器产生的制动，因此，能够降低设置在离合器及制动器上的端面的磨损。从而，能够降低维修成本及维修频率。另外，由于不必进行断续运转，因此，能够消除由于离合器的卡合与释放及由制动器产生的制动所引起的噪音。
另外，第2发明，根据第1发明，其特征在于：使表示相互邻接的冲压装置的滑块位置的指标值相互对应并预先存储；对每个各冲压装置检测表示滑块位置的指标值，根据检测的上述上游侧冲压装置的指标值求得对应的上述下游侧冲压装置的指标值，控制上述下游侧冲压装置的动作以使检测出的上述下游侧冲压装置的指标值与求得的上述下游侧冲压装置的指标值一致。
根据第2发明，预先存储第1冲压机(上游侧冲压装置)2的滑块16a的变位特性和第2冲压机(下游侧冲压装置)3的滑块16b的变位特性。还有，在两个变位特性间设置一定相位差，使滑块16b的位置对应于滑块16a的位置进行存储。
并且，根据由设置在第1冲压机2上的位置传感器95检测的滑块16a的位置，求得对应的滑块16b的位置。控制第2冲压机3的主电机61的转速，以使求得的滑块16b的位置与由设置在第2冲压机3上的位置传感器96检测的滑块16b的位置一致。于是，第2冲压机3的滑块16的动作变化。这样，第1冲压机2的滑块16的动作与第2冲压机3的滑块16的动作的相位差保持一定。
工件运送装置10的控制，与第1发明同样。
根据第2发明，能够获得与第1发明同样的效果。另外，第2发明还能够适用于不检测冲压角度的冲压机。
另外，第3发明，根据第1发明，其特征在于：使各冲压装置连续动作。
另外，第4发明，根据第1发明，其特征在于：控制上述下游侧冲压装置的动作时，控制配备在上述下游侧冲压装置上的电机的速度。
另外，第5发明，根据第1发明，其特征在于：控制上述工件运送装置的动作时，以使在工件运出区间与工件运送区间的边界，与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号和上述工件运送装置独自的信号之间的差小，在工件运入区间与工件运送区间的边界，与上述下游侧冲压装置的动作相对应的信号和上述工件运送装置独自的信号之间的差小的方式控制上述工件运送装置的动作。
根据第5发明，在使工件运送装置的动作与上游侧冲压装置及下游侧冲压装置的动作同步时，能够更顺畅地控制工件运送装置的动作，能够实现有效的冲压加工。
第6发明是一种排列配置多个冲压装置并在邻接的上游侧冲压装置和下游侧冲压装置间配置工件运送装置的串行式连续冲压生产线，其特征在于：具备冲压机控制部和工件运送控制部；上述冲压机控制部，根据与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述下游侧冲压装置的动作；上述工件运送控制部，在上述上游侧冲压装置附近的工件运出区间，根据与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送装置的动作，在上述下游侧冲压装置附近的工件运入区间，根据与上述下游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送装置的动作，在上述上游侧冲压装置和上述下游侧冲压装置间的工件运送区间，根据上述工件运送装置独自的信号来控制上述工件运送装置的动作。
另外，第7发明，根据第6发明，其特征在于：具备使表示相互邻接的冲压装置的滑块位置的指标值相互对应并预先存储的存储部；上述冲压机控制部，对每个各冲压装置检测表示滑块位置的指标值，根据检测的上述上游侧冲压装置的指标值求得对应的上述下游侧冲压装置的指标值，控制上述下游侧冲压装置的动作以使检测出的上述下游侧冲压装置的指标值与求得的上述下游侧冲压装置的指标值一致。
另外，第8发明，根据第6发明，其特征在于：使各冲压装置连续动作。
另外，第9发明，根据第6发明，其特征在于：上述冲压机控制部控制配备在上述下游侧冲压装置上的电机的速度。
另外，第10发明，根据第6发明，其特征在于：上述工件运送控制部，控制上述工件运送装置的动作，以使在工件运出区间与工件运送区间的边界，与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号与上述工件运送装置独自的信号之间的差小，在工件运入区间与工件运送区间的边界，与上述下游侧冲压装置的动作相对应的信号与上述工件运送装置独自的信号之间的差小。
第6～第10发明是将第1～第5发明的方法的发明置换成物体的发明。
第11发明是一种具备配置在多个冲压装置中邻接的上游侧冲压装置和下游侧冲压装置间的工件运送部和控制上述工件运送部的动作的控制部的串行式连续冲压生产线的工件运送装置，其特征在于：上述控制部，在上述上游侧冲压装置附近的工件运出区间，根据与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送部的动作，在上述下游侧冲压装置附近的工件运入区间，根据与上述下游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送部的动作，在上述上游侧冲压装置和上述下游侧冲压装置间的工件运送区间，根据上述工件运送部独自的信号来控制上述工件运送部的动作。
另外，第12发明，根据第11发明，其特征在于：上述控制部，控制上述工件运送部的动作，以使在工件运出区间与工件运送区间的边界，与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号与上述工件运送部独自的信号之间的差小，在工件运入区间与工件运送区间的边界，与上述下游侧冲压装置的动作相对应的信号与上述工件运送部独自的信号之间的差小。
第11、第12发明只涉及第6、第7发明中的工件运送装置。
附图说明
图1是本发明的串行式连续冲压生产线的正面图。
图2是本发明的串行式连续冲压生产线的侧视图。
图3是工件运送装置的正面图。
图4是图3的A-A线剖视图。
图5是第1冲压机控制的控制系统构成图。
图6是表示滑块位置随时间经过的图。
图7是第2冲压机控制的控制系统构成图。
图8是工件运送装置的控制的控制系统构成图。
图9是表示进料动作的图。
图10是表示邻接的冲压机的滑块位置、工件运送装置的位置随着时间经过的图。
图11是驱动机构的模式图。
图12是表示滑块位置随时间经过的图。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是本实施方式的串行式连续冲压生产线的正面图，图2是本实施方式的串行式连续冲压生产线的侧视图，图3是工件运送装置的正面图，图4是图3的A-A线剖视图。
本实施方式的串行式连续冲压生产线1，其构成具备相互以规定间隔从上游侧(图面的左侧)向下游侧(图面的右侧)串行配置的第1～第4冲压机2、3、4、5、配置在最上游侧的第1冲压机2的上游侧的材料运入装置6、配置在最下游侧的第4冲压机5的下游侧的制品运出装置7、将材料运入装置6上的工件8运送·运入第1冲压机2加工工位的工件运送装置9、在相互邻接的冲压机2、3、4、5的各加工工位间进行工件8的运出·运送·运入的工件运送装置10、11、12和从第4冲压机5的加工工位向制品运出装置7上运出·运送工件8的工件运送装置13。
各冲压机2、3、4、5，其构成是具备作为主体机架的立柱14、配置在该立柱14上方并内置驱动机构的上部机架15、升降自由地支承在立柱14上并介由驱动机构进行升降动作的滑块16和与该滑块16对置配置并设置在底座上的垫板18，利用安装在滑块16下端的上模和安装在垫板18上端的下模对工件8进行加工。
在此，关于工件运送装置9～13的详细构造等进行说明。还有，这些各工件运送装置9～13的基本构成大致相同，因此，作为代表例，以配置在冲压机2、3间的工件运送装置10的构成等为中心进行说明。
如图2、图4所示，工件运送装置10，具备相互间隔开并平行配置在工件运送方向两侧的一对提升梁19、19。在该提升梁19上部安装有沿着立柱14向上方延伸设置的杆20。另方面，在立柱14的上部介由支撑构件21安装有提升轴伺服电机22，安装在该伺服电机22的输出轴上的小齿轮与刻划设在杆20上的齿条啮合，从而，利用伺服电机22的正反旋转使提升梁19升降活动。在此，提升轴伺服电机22根据进料动作控制，且进料动作按照从后述的运送装置控制部31发出的信号被预先设定。
在左右的各提升梁19上从下方抱住该提升梁19配置截面大致U字形状的运载工具(主运载工具)23，该运载工具23沿提升梁19的纵向能够移动。并且，如图4所示，在提升梁19的两外侧面和与之对置的运载工具23的内侧面之间配置一对直线电机24，作为使运载工具23沿提升梁19移动的移动装置。另外，在提升梁19上部两外侧面和与之对置的运载工具23的内侧面之间、及提升梁19下面和与之对置的运载工具23的底面之间分别配置直线导轨25，由这些三点支撑的直线导轨25引导运载工具23相对于提升梁19的移动动作。在此，直线电机24，由沿运送方向(纵向)配置在提升梁19两侧面的磁铁24a和沿运送方向(纵向)配置在与该磁铁24a对置的运载工具23内侧面的线圈24b构成，具有该线圈24b的转子(运载工具23)，随着具有磁铁24a的定子(提升梁19)上形成的磁场的变化而直线移动。
再有，在运载工具23的下部沿工件的运送方向延伸设置必要长度的基板23a，运载工具26能够沿该基板23a移动。该副运载工具23的移动装置由直线电机27构成，该直线电机27由沿运送方向配置在基板23a下面的磁铁27a和配置在与该磁铁27a对置的副运载工具26上面的线圈27b构成。另外，在基板23a的两侧下面和与其对置的副运载工具26的上面之间分别配置直线导轨28，由这些导轨28引导副运载工具26相对于运载工具23的移动动作。并且，相互对置的一对副运载工具26、26间由横梁29连结，在该横梁29下面装有多个真空吸盘30，利用这些真空吸盘30吸附工件8。在此，直线电机24、27根据进料动作控制，进料动作按照从后述的运送装置控制部31发出的信号被预先设定，从而，控制相对于提升梁19的运载工具23沿运送方向的移动动作及相对于运载工具23的副运载工具26沿运送方向的移动动作。
如此构成的工件运送装置10，利用提升轴伺服电机22的驱动使提升梁19升降活动，因而，能够介由运载工具23、副运载工具26及横梁29使真空吸盘30升降活动。另外，利用直线电机24的驱动使运载工具23沿提升梁19的纵向移动，利用直线电机27的驱动使副运载工具26在运载工具23的移动方向偏置，从而，能够使横梁29及真空吸盘30向工件运送方向移动。这样，通过控制上下方向及/或运送方向的2个相交的驱动轴位置，从而，能够控制真空吸盘30的移动轨迹换言之工件8的运送轨迹。
接下来，关于第1～第4冲压机2～5的控制及工件运送装置9～13的控制逐个说明。
[1.冲压机的控制]
根据本实施方式，关于冲压机的控制考虑了由2种方法进行的控制形态。以下，作为第1冲压机控制、第2冲压机控制逐个说明。
[1-1.第1冲压机控制]
图5是第1冲压机控制的控制系统构成图。
在第1冲压机2的上部机架15中内置着驱动机构，其结构与如图11所示的驱动机构相同。还有，图5中将图11所示的驱动机构更加简略化进行表示。如采用图11说明的那样，在驱动机构上设置飞轮54、离合器55、制动器57、主齿轮58和曲轴59。另外，在上部机架15上设置编码器91。编码器91作为冲压角度(曲柄角度)检测出主齿轮58的角度θ1，同时向滑块控制部40输出检测角度θ1。驱动器50对应于从滑块控制部40输出的主齿轮角速度指令Ig控制主电机51的转速。主电机51旋转飞轮54。冲压机3～5的驱动机构、电机、驱动器、编码器等的构成与第1冲压机2相同。
生产线集中控制部400集中控制串行式连续冲压生产线1，向后述的运送装置控制部31输出速度指令，同时向冲压机侧的滑块控制部40输出主齿轮角速度指令Ig，以使工件运送和冲压成形联动进行。
滑块控制部40上设有第1冲压机控制部41、第2冲压机控制部42、第3冲压机控制部43和第4冲压机控制部44。滑块控制部40，向与上升时间最长的冲压机对应的驱动器输出主齿轮角速度指令Ig。另外，滑块控制部40利用在第1冲压机控制部41生成的矫正信号S1矫正主齿轮角速度指令Ig，向第1冲压机2的驱动器50输出矫正后的主齿轮角速度指令Ig1。另外，滑块控制部40利用在第2冲压机控制部42生成的矫正信号S2矫正主齿轮角速度指令Ig，向第2冲压机3的驱动器60输出矫正后的主齿轮角速度指令Ig2。另外，滑块控制部40利用在第3冲压机控制部43生成的矫正信号S3矫正主齿轮角速度指令Ig，向第3冲压机4的驱动器70输出矫正后的主齿轮角速度指令Ig3。另外，滑块控制部40利用在第4冲压机控制部44生成的矫正信号S4矫正主齿轮角速度指令Ig，向第4冲压机5的驱动器80输出矫正后的主齿轮角速度指令Ig4。
第1冲压机控制部41输入第1冲压机2的编码器91的检测角度θ1，生成为了矫正主齿轮58的主齿轮角速度的主齿轮矫正信号S1。
第2冲压机控制部42输入第1冲压机2的编码器91的检测角度θ1和第2冲压机3的编码器92的检测角度θ2，生成与二个检测角度的差θ1-2对应的矫正信号S2。
第3冲压机控制部43输入第2冲压机3的编码器92的检测角度θ2和第3冲压机4的编码器93的检测角度θ3，生成与二个检测角度的差θ2-3对应的矫正信号S3。
第4冲压机控制部4输入第冲压机3的编码器93的检测角度θ3和第4冲压机4的编码器94的检测角度θ4，生成与二个检测角度的差θ3-4对应的矫正信号S4。
接下来，关于本实施方式的第2冲压机3(关于第3冲压机4、第4冲压机5也同样)的控制形态进行说明。
图6是表示滑块位置随时间经过的图，表示连续运转邻接的第1冲压机2与第2冲压机3时的滑块位置的变位。波形A表示第1冲压机2的滑块位置的周期性变化，波形B表示第2冲压机3的滑块位置的周期性变化。波形A、B的上端为滑块的上止点，下端为滑块的下止点。以下，利用图5、图6进行说明。
最初，第1冲压机2的滑块16a与第2冲压机3的滑块16b保持规定的位置关系。即，如图6所示，波形A、B保持规定相位差T1。
不过，若例如由于延迟的不同，而使第1冲压机2的曲柄角度和第2冲压机3的曲柄角度的角度差变化，则滑块位置的周期性变化产生偏移。例如，若用图6说明角度差增大的情形，则相对于波形A而言，波形B向时间轴正方向偏移，第1冲压机2的滑块位置的周期性变化与第2冲压机3的滑块位置的周期性变化成为波形A、B′的关系，其相位差成为T2。
如图5所示，在第1冲压机2的编码器91检测出曲柄角度θ1(主齿轮58的角度)，被检测的曲柄角度θ1向第1冲压机控制部41及第2冲压机控制部42输出。另外，在第2冲压机3的编码器92检测出曲柄角度θ2(主齿轮68的角度)，被检测的曲柄角度θ2向第2冲压机控制部42及第3冲压机控制部43输出。在第2冲压机控制部42运算角度差θ1-2(＝θ1-θ2)，生成与角度差θ1-2对应的矫正信号S2。
在滑块控制部40，根据该矫正信号S2矫正主齿轮角速度指令Ig。并且，生成为了使第1冲压机2的曲柄角度与第2冲压机的曲柄角度为一定的角度差而矫正后的主齿轮角速度指令Ig2，向驱动器60输出。驱动器60按照主齿轮角速度指令Ig2旋转主电机61。还有，第2冲压机的滑块动作快时，主电机61被减速，第2冲压机的滑块动作慢时主电机61被加速。
于是，如图6所示，相对于波形A而言，波形B′向时间轴负方向返回，第1冲压机2的滑块位置的周期性变化与第2冲压机的滑块位置的周期性变化成为波形A、B的关系，其相位差回到T1。
在编码器91、92始终检测曲柄角度θ1、θ2，在第2冲压机控制部42始终运算角度差θ1-2。从而，对应于角度差θ1-2上发生变化而生成矫正信号S2，第2冲压机3的滑块动作被实时矫正。因此实际上，第1冲压机2的滑块位置的周期性变化与第2冲压机的滑块位置的周期性变化，保持波形A、B的状态，保持规定相位差T1。
在第2冲压机3与第3冲压机4之间也进行同样的控制，另外，在第3冲压机4与第4冲压机5之间也进行同样的控制。
第1冲压机控制适用于采用主齿轮的冲压机例如机械式冲压机，不过，相对于不具备主齿轮的冲压机例如电动伺服式冲压机，也能够通过采用假想的冲压角度而适用。
[1-2.第2冲压机控制]
图7是第2冲压机控制的控制系统构成图。还有，对与图5所示的控制系统构成图相同的要素附以相同符号，省略其说明。
第1冲压机2上设有线位移传感器等位置传感器95。位置传感器95检测滑块动作方向上的滑块16a的位置，同时向滑块控制器40输出检测位置P1。冲压机3～5上也设有检测滑块16b～16d位置的位置传感器96、97、98。
滑块控制部40上设有第1冲压机控制部46、第2冲压机控制部47、第3冲压机控制部48和第4冲压机控制部49。
在第2冲压机控制部47，存储如图6所示的第1冲压机2的滑块16a的变位特性(波形A)和第2冲压机3的滑块16b的变位特性(波形B)，再在两个变位特性间设置规定相位差T1，滑块16b的位置对应于滑块16a的位置进行存储。如果保持该位置关系，则两个滑块16a、16b可以保持规定相位差T1连续动作。第2冲压机控制部47输入第1冲压机2的位置传感器95的检测位置P1与第2冲压机3的位置传感器96的检测位置P2，求得与滑块16a的检测位置P1对应的滑块16b的对应位置P2′，生成与滑块16b的检测位置P2和滑块16b的求得的对应位置P2′的差P2-2相对应的矫正信号S2。
在第3冲压机控制部48，存储第2冲压机3的滑块16b的变位特性和第3冲压机4的滑块16c的变位特性，再在两个变位特性间设置规定相位差，滑块16c的位置对应于滑块16b的位置进行存储。如果保持该位置关系，则两个滑块16b、16c可以保持规定相位差连续动作。第3冲压机控制部48输入第2冲压机3的位置传感器96的检测位置P2与第3冲压机4的位置传感器97的检测位置P3，求得与滑块16b的检测位置P2对应的滑块16c的对应位置P3′，生成与滑块16c的检测位置P3和滑块16c的求得的对应位置P3′的差P3-3相对应的矫正信号S3。
在第4冲压机控制部49，存储第3冲压机4的滑块16c的变位特性和第4冲压机5的滑块16d的变位特性，再在两个变位特性间设置规定相位差，滑块16d的位置对应于滑块16c的位置进行存储。如果保持该位置关系，则两个滑块16c、16d可以保持规定相位差连续动作。第4冲压机控制部49输入第3冲压机4的位置传感器97的检测位置P3与第4冲压机5的位置传感器98的检测位置P4，求得与滑块16c的检测位置P3对应的滑块16d的对应位置P4′，生成与滑块16d的检测位置P4和滑块16d的求得的对应位置P4′的差P4-4相对应的矫正信号S4。
接下来，关于本实施方式的第2冲压机3(关于第3冲压机4、第4冲压机5也同样)的控制形态进行说明。
在连续运转的稳定动作的初期，第1冲压机2的滑块16a与第2冲压机3的滑块16b保持规定的位置关系。即，如图6所示，波形A、B保持规定相位差T1。
不过，例如，由于延迟的不同，而使第1冲压机2的滑块位置和第2冲压机3的滑块位置变化，则滑块位置的周期性变化产生偏移。例如，若用图6说明角度差增大的情形，则相对于波形A而言，波形B向时间轴正方向偏移，第1冲压机2的滑块位置的周期性变化与第2冲压机3的滑块位置的周期性变化成为波形A、B′的关系，其相位差成为T2。
如图7所示，在第1冲压机2的位置传感器95检测出滑块16a的位置P1，被检测的位置P1向第2冲压机控制部47输出。另外，在第2冲压机3的位置传感器96检测出滑块16r的位置P2，被检测的滑块位置P2向第2冲压机控制部47输出。在第2冲压机控制部47求得与滑块16a的检测位置P1对应的滑块16b的对应位置P2′，生成与滑块16b的检测位置P2和滑块16b的对应位置P2′的差P2-2对应的矫正信号S2。
在滑块控制部40，根据该矫正信号S2矫正主齿轮角速度指令Ig。并且，生成为了使第2冲压机3的滑块位置为P2的矫正后的主齿轮角速度指令Ig2，向驱动器60输出。驱动器60按照主齿轮角速度指令Ig2旋转主电机61。还有，第2冲压机的滑块动作快时，主电机61被减速，第2冲压机的滑块动作慢时主电机61被加速。
于是，如图6所示，相对于波形A而言，波形B′向时间轴负方向返回，第1冲压机2的滑块位置的周期性变化与第2冲压机的滑块位置的周期性变化成为波形A、B的关系，其相位差回到T1。
在位置传感器95、96始终检测滑块位置P1、P2，在第2冲压机控制部47始终求得与检测位置P1对应的对应位置P2′，运算检测位置P2与对应位置P2′的差P2-2。从而，与检测位置P2与对应位置P2′发生偏移相对应而生成矫正信号S2，第2冲压机3的滑块动作被实时矫正。因此实际上，第1冲压机2的滑块位置的周期性变化与第2冲压机的滑块位置的周期性变化，保持波形A、B的状态，保持规定相位差T1。
在第2冲压机3与第3冲压机4之间也进行同样的控制，另外，在第3冲压机4与第4冲压机5之间也进行同样的控制。
还有，在上述第2冲压机控制中以滑块的位置P作为滑块位置的指标值。从而，存储上游侧冲压机的滑块位置的变位特性和下游侧冲压机的滑块位置的变位特性的对应关系。不过，也可以以冲压角度θ作为滑块位置的指标值，存储上游侧冲压机的冲压角度的变化特性和下游侧冲压机的冲压角度的变化特性的对应关系。
另外，也可以将各冲压机的滑块位置的指标值例如滑块位置P和冲压角度θ等的对应关系作成表进行存储。
第2冲压机控制能够适用于所有的冲压机例如电动伺服式冲压机和油压伺服式冲压机。但是，不具备主齿轮的冲压机输出不是主齿轮各速度指令Ig的其它指令I，因此，要对其指令I进行矫正。
如上所述，根据本实施方式的第1或第2冲压机控制，根据上游侧冲压机的冲压角度或滑块位置矫正下游侧冲压机的冲压角度或滑块位置，以使上游侧冲压机(第1冲压机2)的滑块和下游侧冲压机(第2冲压机3)的滑块保持规定相位差而动作，因此，即使上游侧冲压机或下游侧冲压机的周期性动作发生变化，下游侧冲压机的滑块位置与上游侧冲压机的滑块位置保持一致而适当矫正。从而，可以连续运转串行式连续冲压生产线。
[2.工件运送装置的控制]
图8是工件运送装置的控制的控制系统构成图。图9是表示进料动作的图。
为了避开由其工件运送装置运送的工件8和金属模具等发生干扰，如图8、图9所示，根据预先在运送装置控制部31设定的行程和定时、即进料动作，控制提升轴伺服电机22及直线电机24、27从而进行各工件运送装置的升降(上升-下降)动作及运送(前进-返回)动作。本实施方式中，进料动作，为进料轴(运送方向)及提升轴方向(上下方向)的二维运动，根据相对于如图9所示的各轴(进料轴及提升轴)上分别所设定的冲压角度的轴位置指令值决定。根据本实施方式的进料动作，工件8，在吸附点P被上游侧的第1冲压机2的加工工位的上模内吸附并在提升(L)轴方向提升后，向进料(F)轴方向运送到下游侧的第2冲压机3的加工工位的下模上，在提升轴方向下降并在释放点Q释放工件的吸附，以使工件进入该下模内。接下来，工件运送装置10，为了返回到上游侧的第1冲压机2的加工工位，而暂时向上方提升并向返回方向移动后，通过处于稍下降位置的待机点R而再次上升及下降、返回到吸附点P，1个周期结束。
在上游侧的第1冲压机2及下游侧的第2冲压机3上分别设置编码器91、92，利用这些编码器91、92检测各冲压机2、3的冲压角度(曲柄角度)，该检测值被输入到运送装置控制部31。具体地说，编码器91、92检测与曲柄角度的角速度对应数量的脉冲信号，该检测的脉冲信号数累加在运送装置控制部31内的可逆计数器中，从而，利用可逆计数器计测与曲柄角度对应的脉冲信号数。还有，可逆计数器，其设定成曲轴每旋转1次其计数值成为起始值。
另外，运送装置控制部31，从振荡器34输入规定周期的基准脉冲信号，该输入脉冲信号累加在运送装置控制部31内的计数器中，从而计数其脉冲信号数。该振荡器34，与配置在上游侧及下游侧的各冲压机2、3上的编码器91、92同样，具有向用以控制工件运送10的升降动作及运送装置的运送装置控制部31发送输入信号的功能，因而，能够称其为假想冲压机角度检测器(或者假想凸轮)。还有，该振荡器34的基准脉冲信号的周期可以适当变更。
运送装置控制部31根据来自编码器91、92及振荡器34的输入信息执行必要的运算，根据其运算结果向各伺服放大器(伺服驱动器)35、36、37、38输出指令值，从而，控制工件运送装置10的各提升轴伺服电机22及直线电机24、27。另外，在提升轴伺服电机22及直线电机24、27上加设检测它们的电机速度的速度传感器(没有图示)，由这些速度传感器检测的速度信号被输入到运送装置控制部31，从而向各伺服放大器35～38施以速度反馈。
接下来，关于本实施方式的工件运送装置10(关于工件运送装置9、11、12、13也同样)的控制形态进行说明。
首先，从上游侧的第1冲压机2运出工件8时，在该第1冲压机2的滑块16a经过下止点、进入上升工序的规定冲压角度范围a～b(参照图9)内，根据来自附设在该第1冲压机2上的编码器91的信号，从运送装置控制部31向各伺服放大器35～38输出控制信号。工件运送装置10执行以下动作，以使其与第1冲压机2的动作同步(跟随)，通过提升梁19的升降动作和、运载工具23及副运载工具26向进料方向的移动动作，将真空吸盘30向其加工工位的下模内移动、并保持工件8后，从其下模内运出工件8的动作(与上游侧冲压机同步的区间)。
接下来，该同步区间结束后，换言之是在离开规定的冲压角度范围a～b后、到达与接下来的下游侧的第2冲压机3同步区间的开始点c之前的区间b～c(自行区间)，根据来自振荡器34的信号，从运送装置控制31向各伺服放大器35～38输出控制信号。更详细地说，自行区间，是进入与下游侧第2冲压机3同步驱动前的准备区间，根据来自附设在该下游侧第2冲压机3的编码器92的信号与来自振荡器34的信号的偏差，控制各伺服放大器35～38以使其偏差逐渐减小。这样，即使上游侧及下游侧的各冲压机2、3分别以独立的速度运转，也能够使工件运送装置10的运转速度在准备区间逐渐与第2冲压机的运转速度一致，因此，能够更顺畅地控制工件运送的动作，且能够提高生产线速度。另外，即使上游及下游的各冲压机2、3分别以相位差运转，也能够通过在准备区间调节工件运送装置的动作而使之对应。
之后，在自行区间结束后的冲压角度范围c～d，这次是根据来自附设在下游侧第2冲压机3上的编码器92的信号，从运送装置控制部31向各伺服放大器35～38输出控制信号，通过提升梁19的升降动作和运载工具23及副运载工具26向进料方向的移动动作，真空吸盘30将工件8运入其加工工位的下模内(与下游侧冲压机同步的区间)，以使工件运送装置10与第2冲压机3的动作同步(跟随)。
还有，关于将工件8运入下游侧第2冲压机3的下模内以后的返回工序，也与上述的向进料方向运送工件8大致同样，执行以下控制，即，在与下游侧第2冲压机3同步区间后、经过自行区间(包含待机点R)，进入与上游侧第1冲压机2同步区间。
如上所述，根据本实施方式的工件运送装置，在相对于冲压机2、3运入·运出(同步区间)工件时，根据来自附设在作为其运入·运出对象的冲压机2、3上的编码器91、92的冲压角度信号，控制工件运送装置10使其与作为其对象的冲压机2、3的滑块16的动作同步，另一方面，在工件运入·运出动作结束后的自行区间，根据来自振荡器(假想冲压角度检测器)34的信号来控制其工件运送装置10而构成，因此，即使上游侧第1冲压机2及下游侧第2冲压机3分别独立运转时，也能够使工件运送装置10运转无阻。从而，达到能够更加提高串行式连续冲压生产线1的生产线速度这样优越的效果。另外，还具有不会受到由于工件8成形时的振动等外部干扰带来的不好影响这样的优点。
接下来，关于邻接的冲压机、工件运送装置随时间经过而变化的位置关系进行说明。
图10是表示邻接的冲压机的滑块位置、工件运送装置的位置随时间经过的图。波形A表示第1冲压机2的滑块位置的周期性变化，波形B表示第2冲压机3的滑块位置的周期性变化，波形C表示工件运送装置10的位置的周期性变化。波形A、B的上端为滑块的上止点，下端为滑块的下止点。波形C的上端为第1冲压机2的加工工位，下端为第2冲压机3的加工工位。以下，以第1冲压机2的滑块16a的1个周期的动作为基准，说明第2冲压机3的滑块16b的动作及工件运送装置10的动作。
在时间t1，第1冲压机2的滑块16a到达上止点。此时，第2冲压机3的滑块16b处于上升行程，工件运送装置10处于从第1冲压机2的加工工位运出工件结束、向第2冲压机3侧运送工件的行程。
在时间t2，第2冲压机3的滑块16b到达上止点。此时，第1冲压机2的滑块16a处于下降行程，工件运送装置10处于向第2冲压机3侧运送工件的行程。
在时间t3，工件运送装置10将工件运入第2冲压机3的加工工位。此时，第1冲压机2的滑块16a及第2冲压机3的滑块16b处于下降行程，第2冲压机3的滑块16b位于上止点附近。
在时间t4，工件运送装置10在待机地点开始待机。此时，第1冲压机2的滑块16a及第2冲压机3的滑块16b处于下降行程。
在时间t5，第1冲压机2的滑块16a到达下止点。此时，第2冲压机3的滑块16b处于下降行程，工件运送装置10处于待机状态。
在时间t6，第2冲压机3的滑块16b到达下止点。此时，第1冲压机2的滑块16a处于上升行程，工件运送装置10再次开始向第1冲压机2侧移动。
在时间t7，工件运送装置10从第1冲压机2的加工工位运出工件。此时，第1冲压机2的滑块16a及第2冲压机3的滑块16b处于上升行程，第1冲压机2的滑块16a位于上止点附近。
在时间t8，第1冲压机2的滑块16a再次到达上止点。
根据本实施方式，与上游侧冲压机的滑块动作保持一致而实时矫正下游侧冲压机的滑块动作，另外，与邻接的冲压机的滑块动作保持一致进行由工件运送装置的工件的运出·运送·运入动作，因此，能够连续运转各串行式连续冲压生产线，能够大幅地提高生产效率。若能够进行连续运转，则不必进行断续运转时所必需的离合器的卡合与释放及由制动器产生的制动，因此，能够降低设置在离合器及制动器上的端面的磨损。从而，能够降低维修成本及维修频率。另外，由于不必进行断续运转，因此，能够消除由于离合器的卡合与释放及由制动器产生的制动所引起的噪音。
根据本实施方式，在使工件运送装置的动作与下游侧冲压机的动作同步时，能够更加顺畅地控制工件运送装置的动作，能够实现有效的冲压加工。
产业上的可利用性
本发明能够适用于具备配置在多个冲压装置与邻接的冲压装置间的工件运送装置的串行式连续冲压生产线。

Claims (12)

1.一种串行式连续冲压生产线的运转控制方法，该串行式连续冲压生产线排列配置多个冲压装置并在邻接的上游侧冲压装置和下游侧冲压装置之间配置工件运送装置，其特征在于：
根据与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述下游侧冲压装置的动作；
在上述上游侧冲压装置附近的工件运出区间，根据与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送装置的动作，在上述下游侧冲压装置附近的工件运入区间，根据与上述下游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送装置的动作，在上述上游侧冲压装置和上述下游侧冲压装置之间的工件运送区间，根据上述工件运送装置独自的信号来控制上述工件运送装置的动作。
2.根据权利要求1所述的串行式连续冲压生产线的运转控制方法，其特征在于：
使表示相互邻接的冲压装置的滑块位置的指标值相互对应并预先存储；
对每个冲压装置检测表示滑块位置的指标值，根据检测的上述上游侧冲压装置的指标值求得对应的上述下游侧冲压装置的指标值，控制上述下游侧冲压装置的动作以使检测出的上述下游侧冲压装置的指标值与求得的上述下游侧冲压装置的指标值一致。
3.根据权利要求1所述的串行式连续冲压生产线的运转控制方法，其特征在于：使各冲压装置连续动作。
4.根据权利要求1所述的串行式连续冲压生产线的运转控制方法，其特征在于：在控制上述下游侧冲压装置的动作时，控制配备在上述下游侧冲压装置上的电机的速度。
5.根据权利要求1所述的串行式连续冲压生产线的运转控制方法，其特征在于：在控制上述工件运送装置的动作时，按照在工件运出区间与工件运送区间的边界减小与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号和上述工件运送装置独自的信号的差，在工件运入区间与工件运送区间的边界减小与上述下游侧冲压装置的动作相对应的信号和上述工件运送装置独自的信号的差的方式控制上述工件运送装置的动作。
6.一种串行式连续冲压生产线，该串行式连续冲压生产线排列配置多个冲压装置并在邻接的上游侧冲压装置和下游侧冲压装置之间配置工件运送装置，其特征在于：
具备冲压机控制部和工件运送控制部；
上述冲压机控制部，根据与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述下游侧冲压装置的动作；
上述工件运送控制部，在上述上游侧冲压装置附近的工件运出区间，根据与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送装置的动作，在上述下游侧冲压装置附近的工件运入区间，根据与上述下游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送装置的动作，在上述上游侧冲压装置和上述下游侧冲压装置间的工件运送区间，根据上述工件运送装置独自的信号来控制上述工件运送装置的动作。
7.根据权利要求6所述的串行式连续冲压生产线，其特征在于：具备使表示相互邻接的冲压装置的滑块位置的指标值相互对应并预先存储的存储部；
上述冲压机控制部，对每个冲压装置检测表示滑块位置的指标值，根据检测的上述上游侧冲压装置的指标值求得对应的上述下游侧冲压装置的指标值，控制上述下游侧冲压装置的动作以使检测出的上述下游侧冲压装置的指标值与求得的上述下游侧冲压装置的指标值一致。
8.根据权利要求6所述的串行式连续冲压生产线，其特征在于：使各冲压装置连续动作。
9.根据权利要求6所述的串行式连续冲压生产线，其特征在于：上述冲压机控制部控制配备在上述下游侧冲压装置上的电机的速度。
10.根据权利要求6所述的串行式连续冲压生产线，其特征在于：上述工件运送控制部，控制上述工件运送装置的动作，以使在工件运出区间与工件运送区间的边界，减小与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号和上述工件运送装置独自的信号的差，在工件运入区间与工件运送区间的边界，减小与上述下游侧冲压装置的动作相对应的信号和上述工件运送装置独自的信号的差。
11.一种串行式连续冲压生产线的工件运送装置，该工件运送装置具备配置在多个冲压装置中邻接的上游侧冲压装置和下游侧冲压装置间的工件运送部、和控制上述工件运送部的动作的控制部，其特征在于：
上述控制部，在上述上游侧冲压装置附近的工件运出区间，根据与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送部的动作，在下游侧冲压装置附近的工件运入区间，根据与下游侧冲压装置的动作相对应的信号来控制上述工件运送部的动作，在上游侧冲压装置和下游侧冲压装置之间的工件运送区间，根据上述工件运送部独自的信号来控制上述工件运送部的动作。
12.根据权利要求11所述的串行式连续冲压生产线的工件运送装置，其特征在于：上述控制部控制上述工件运送部的动作，以使在工件运出区间与工件运送区间的边界，减小与上述上游侧冲压装置的动作相对应的信号和上述工件运送部独自的信号之间的差，在工件运入区间与工件运送区间的边界，减小与上述下游侧冲压装置的动作相对应的信号和上述工件运送部独自的信号之间的差。
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