JP2008036714A - Control method of workpiece carrying device and control device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガイドレールに沿って走行される走行体にワーク把持手段を搭載し、このワーク把持手段にてワークを把持して所定位置に搬送するワーク搬送装置の制御方法および制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control method and a control device for a workpiece conveying device in which a workpiece gripping means is mounted on a traveling body that runs along a guide rail, the workpiece is gripped by the workpiece gripping means and transported to a predetermined position. is there.
加工機等に対するワークの搬入・搬出を行う装置として、加工機の上方に走行体を走行させるガイドレールを配置し、このガイドレールに沿って走行される走行体にワーク把持装置(ロボットハンド)を搭載してなるワーク搬送装置が用いられている。 As a device for loading / unloading workpieces to / from a processing machine or the like, a guide rail for moving the traveling body is arranged above the processing machine, and a workpiece gripping device (robot hand) is attached to the traveling body traveling along the guide rail. An on-board work transfer device is used.
ところで、従来、この種のワーク搬送装置においては、固定側から走行体に対し、駆動用の電源のほかに、各種の制御データを送受信するための通信ラインを接続する必要があったため、この通信ライン設置工事の煩雑さや、通信ラインに要する費用およびメンテナンス上の問題等があった。そこで、これらの問題を解決するために、無線通信回線を用いて走行体等の制御を行うようにしたもの(特許文献1参照)や、トロリーの給電線を利用して重畳通信を行うようにしたもの(特許文献2参照)が提案されている。 By the way, conventionally, in this type of work transfer apparatus, it has been necessary to connect a communication line for transmitting and receiving various control data to the traveling body from the fixed side in addition to the power source for driving. There were complicated line installation work, costs required for communication lines, and maintenance problems. Therefore, in order to solve these problems, superimposition communication is performed by using a wireless communication line to control the traveling body (see Patent Document 1) or using a trolley feed line. (See Patent Document 2) has been proposed.
すなわち、特許文献1に記載のものでは、通信中におけるノイズの混入などによる誤作動の危険を排除するために、固定側と走行体側(移動側)の双方にコントローラを設け、実行するプログラムのステップ開始時点で、移動側の現在位置データと固定側の指令データとを比較し、両データが一致したときのみプログラム動作を実行するように構成している。
That is, in the one described in
また、特許文献2に記載のものでは、加工ラインの変更に伴う走行部のストローク変更やローディング装置の追加要請に簡単に対応できるようにするために、固定側と走行体側(移動側)の双方にコントローラを設け、移動側への電源供給手段をトロリー方式にするとともに、移動側のコントローラと固定側のコントローラとの間の通信を給電用の電流に信号を重畳させる重畳通信システムとしている。
Moreover, in the thing of
しかしながら、前記特許文献1に記載のものにおいて、電波による無線通信回線を用いた場合には、ノイズ混入の可能性が高いという問題点がある。また、特許文献1,2に記載のものではいずれも、固定側と走行体側の双方にコントローラを設ける必要があることから、システム構成が大掛かりになってコストアップが避けられないという問題点がある。
However, in the thing of the said
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ノイズに強い光通信方式を採用するとともに、走行体の位置ずれ検出を高い信頼性で、かつ安価な構成により実現することのできるワーク搬送装置の制御方法および制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such problems, and employs an optical communication system that is resistant to noise, and can detect the displacement of a traveling body with a highly reliable and inexpensive configuration. It is an object of the present invention to provide a control method and a control device for a work transfer device.
前記目的を達成するために、第1発明によるワーク搬送装置の制御方法は、
ガイドレールに沿って走行される走行体にワーク把持手段を搭載し、このワーク把持手段にてワークを把持して所定位置に搬送するワーク搬送装置の制御方法であって、
前記走行体が特定位置にあるときに、この走行体の現在位置データを光通信で固定側に設けられるコントローラに送信し、この送信された現在位置データと、前記走行体の前記特定位置に対し予め記憶されている記憶位置データとを比較し、これら現在位置データと記憶位置データとの偏差が許容範囲内にあるときに、前記走行体の制御動作を実行することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a method for controlling a workpiece transfer apparatus according to the first invention comprises:
A method for controlling a workpiece transfer device that mounts a workpiece gripping means on a traveling body that runs along a guide rail, grips the workpiece by the workpiece gripping means, and transfers the workpiece to a predetermined position.
When the traveling body is at a specific position, the current position data of the traveling body is transmitted to a controller provided on the fixed side by optical communication, and the transmitted current position data and the specific position of the traveling body are Comparing with storage position data stored in advance, and when the deviation between the current position data and the storage position data is within an allowable range, the control operation of the traveling body is executed. .
また、第2発明によるワーク搬送装置の制御装置は、
ガイドレールに沿って走行される走行体にワーク把持手段を搭載し、このワーク把持手段にてワークを把持して所定位置に搬送するワーク搬送装置の制御装置であって、
前記ガイドレールの特定位置において前記走行体を検出する走行体検出手段と、固定側に設けられるコントローラと、前記走行体の現在位置を検出する現在位置検出手段と、この現在位置検出手段と前記コントローラとの間で光通信によりデータの授受を行う通信手段とよりなり、
前記コントローラは、前記走行体の前記特定位置に対する位置データを記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている記憶位置データと、前記通信手段を介して前記現在位置検出手段から送信されてくる前記走行体の現在位置データとを比較し、その偏差が許容範囲内にあるか否かを判定する判定手段を備えている
ことを特徴とするものである。
Further, the control device for the workpiece transfer device according to the second invention is:
A control device for a workpiece transfer device that mounts a workpiece gripping means on a traveling body that runs along a guide rail, grips the workpiece by the workpiece gripping means, and transfers the workpiece to a predetermined position,
Traveling body detection means for detecting the traveling body at a specific position of the guide rail, a controller provided on the fixed side, current position detection means for detecting the current position of the traveling body, the current position detection means, and the controller And communication means to exchange data with the optical communication,
The controller is transmitted from the current position detection means via the storage means for storing position data for the specific position of the traveling body, the storage position data stored in the storage means, and the communication means. The present invention is characterized in that there is provided a determination means for comparing with the current position data of the traveling body and determining whether or not the deviation is within an allowable range.
前記第2発明において、前記判定手段により前記偏差が前記許容範囲を超えていると判定されたときに異常処理を行う異常処理手段が設けられるのが好ましい(第3発明)。 In the second aspect of the present invention, it is preferable that an abnormality processing unit for performing an abnormal process when the determination unit determines that the deviation exceeds the allowable range is provided (third aspect).
また、前記第2発明または第3発明において、前記走行体検出手段は、前記走行体に設けられる位置検出板と、前記ガイドレール側に設けられ、前記位置検出板を検出する近接スイッチとにより構成されるのが好ましい(第4発明)。 In the second or third aspect of the invention, the traveling body detection means includes a position detection plate provided on the traveling body, and a proximity switch provided on the guide rail side for detecting the position detection plate. It is preferable to be carried out (fourth invention).
第1発明または第2発明によれば、走行体の現在位置データが光通信で固定側に送信される方式を採用しているので、電波を用いた無線通信回線による方式に比べてノイズに対して格段に強く、ノイズ混入による誤作動の危険を事前に排除することができる。また、固定側と走行体側の双方にコントローラを設ける必要がなく、コントローラを固定側にのみ設けるという簡素な構造で、走行体の特定位置における現在位置データの正常性の有無を、安価にかつより確実に判定することができる。 According to the first invention or the second invention, since the current position data of the traveling body is transmitted to the fixed side by optical communication, it is more resistant to noise than the method using the radio communication line using radio waves. It is extremely strong and can eliminate the risk of malfunction caused by noise. In addition, it is not necessary to provide a controller on both the fixed side and the traveling body side, and a simple structure in which a controller is provided only on the fixed side, the presence or absence of normality of the current position data at a specific position on the traveling body It can be determined with certainty.
次に、本発明によるワーク搬送装置の制御方法および制御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。 Next, a specific embodiment of a control method and a control device for a workpiece transfer device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置の正面図が、図2には同ワーク搬送装置の側面図がそれぞれ示されている。また、図3には、図2のP部拡大図が示され、図4には、キャリッジの平面図が、図5には、キャリッジの正面図が、図6には、キャリッジの側面図がそれぞれ示されている。 FIG. 1 shows a front view of a workpiece transfer device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a side view of the workpiece transfer device. 3 is an enlarged view of a portion P in FIG. 2, FIG. 4 is a plan view of the carriage, FIG. 5 is a front view of the carriage, and FIG. 6 is a side view of the carriage. Each is shown.
本実施形態のワーク搬送装置1は、図1、図2に示されるように、複数の支柱2,2と、これら支柱2,2の上端面に固着される水平桁3と、支柱2および水平桁3に固着されるガイドレール6とよりなる走行架台4と、前記ガイドレール6に沿って、加工機(本実施形態ではクランクシャフトミラー)5の上方を走行されるキャリッジ(走行体)7とを備えて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1、図4〜図6に示されるように、前記キャリッジ7は、正面視で矩形状のキャリッジ本体8上に搭載される走行用サーボモータ9の駆動により、この走行用サーボモータ9の駆動軸に装着されるピニオン12が、ガイドレール6のベースフレーム6aに基準ブロック13を介して取付けられるラック14に噛合されることで、ガイドレール6に沿って走行できるようにされている。図3に示されているように、前記基準ブロック13の上面には上部レール15が、ベースフレーム6aの下面には下部レール16がそれぞれ取付けられ、キャリッジ本体8に取付けられた荷重受けローラ17が上部レール15の上面に摺接されてキャリッジ7の荷重が受支されるとともに、ガイドローラ18によって上部レール15および下部レール16がそれぞれ両側から挟み込まれることによってキャリッジ7の走行が案内される。
As shown in FIGS. 1 and 4 to 6, the
また、キャリッジ本体8上には、細長角筒状の昇降体10が鉛直方向に摺動自在に設置され、この昇降体10の下端部にワーク把持装置(ワーク把持手段)20が装着されている。ここで、前記昇降体10は、キャリッジ本体8上に搭載される昇降用サーボモータ11の駆動により、この昇降用サーボモータ11の駆動軸に装着されるピニオン19が、昇降体10に取付けられるラック21に噛合されることで、上方の搬送位置(図1の実線位置)と下方のワーク供給/取出し位置(同鎖線位置)との間で昇降される。なお、前記ワーク把持装置20は、その詳細構造については説明を省略するが、図2に示されているように、ワークを把持する前後各一対のフィンガーを有する第1フィンガーユニット22Aと、同構造の第2フィンガーユニット22Bとが所定角度(約135°)をなすように配されてなり、一方のフィンガーユニット22Bで加工を完了したワークの搬出を行い、他方のフィンガーユニット22Aで次に加工するワークの搬入を行う、所謂ダブルハンドのワーク把持装置とされている。
On the
図3、図6に示されるように、前記ガイドレール6は、中空矩形断面よりなるベースフレーム6aを備えており、このベースフレーム6aにはトロリー取付ブラケット23が取付けられ、このトロリー取付ブラケット23には複数のトロリー線24aを装備した給電部としての給電トロリー24が支持されている。また、キャリッジ本体8に対し後方に張り出すように設けられた支持フレーム25の下面には支持ブラケット26が取付けられ、この支持ブラケット26には前記給電トロリー24のトロリー線24aから電力および信号の供給を受ける集電ユニット27が支持されている。なお、図3中、符号28にて示されるのは、集電トロリー用端子箱である。
As shown in FIGS. 3 and 6, the
また、前記支持フレーム25の下部およびそれに対向する架台4の端部には、光通信用送受信部(通信手段)29,30がそれぞれ設けられている。これら光通信用送受信部29,30は、光通信用送受信変換素子によりキャリッジ7およびそれに付設されたワーク把持装置20に対する制御命令の送受信等を行う。
Optical communication transmitting / receiving sections (communication means) 29 and 30 are provided at the lower portion of the
図7(ワーク搬送装置のシステム構成を示す模式図)に示されるように、一方側の支柱2には地上制御盤(以下、「コントローラ」という。)31が設けられ、このコントローラ31と架台4上部の光通信用送受信部30とが通信ケーブル32により接続されるとともに、コントローラ31と加工機5のリモート入出力装置33とが通信ケーブル34により接続されている。
As shown in FIG. 7 (schematic diagram showing the system configuration of the work transfer device), the
また、交流電源からの電力および信号は、支柱2の上部に配されるトロリー用端子箱34Aからトロリー線24aに供給され、このトロリー線24aから集電ユニット27を介してガイドレール6に沿って走行されるキャリッジ7に供給される。キャリッジ7上にはサーボアンプ35aを備える上部制御盤35が搭載され、この上部制御盤35にはトロリー線24aからの電力が供給されるとともに、光通信用送受信部29からの制御信号が供給される。また、前記キャリッジ7上に設けられた昇降体10と前記上部制御盤35との間には屈曲保持部材(ケーブルベア(登録商標))36が配され、このケーブルベア36内に配される電力線によってワーク把持装置20への電力の供給がなされるとともに、同ケーブルベア36内に配される信号線によって上部制御盤35とワーク把持装置20との間の制御信号の授受がなされるようになっている。
In addition, power and signals from the AC power supply are supplied to the
このようなシステムにおいて、固定側に設置されるコントローラ31からの動作指令は、通信ケーブル32および光通信用送受信部30,29を介して光通信により上部制御盤35に与えられ、この動作指令に基づきサーボアンプ35aは、走行用サーボモータ9、昇降用サーボモータ11、更にはワーク把持装置20のフィンガーユニット22A,22Bを揺動させるスイングモータおよびフィンガーを開閉させるクランプモータ(いずれも図示せず)を作動させる。
In such a system, an operation command from the
次に、走行用サーボモータ9によるキャリッジ7の走行制御について説明する。前記コントローラ31にはROMよりなる記憶装置(記憶手段)が接続されており、この記憶装置内にキャリッジ7の所定位置における位置データが記憶されている。コントローラ31は、動作指令に基づき、光通信により速度指令(走行用サーボモータ9の回転を指令する電圧指令)およびサーボON指令(走行用サーボモータ9の制御を有効にする指令)をサーボアンプ35aに出力する。これに基づき、サーボアンプ35aは、AC200V等の動力供給電源から供給される電力を、前記速度指令に応じた駆動電力信号に変換して走行用サーボモータ9に出力する。また、サーボアンプ35aは、走行用サーボモータ9に内蔵されたエンコーダ(現在位置検出手段)からのパルス信号を上部制御盤35にフィードバックしており、このパルス信号から算出されるモータ回転速度と、前記速度指令との偏差が小さくなるように走行用サーボモータ9を制御する。このようにしてフィードバックループが形成され、走行用サーボモータ9はコントローラ31に入力される目標位置または目標速度に一致するように回転制御される。
Next, traveling control of the
このように、本実施形態では、移動側であるキャリッジ7と固定側との通信方式として電波ノイズに強い光通信が採用されているので、従来の電波による無線通信方式に比べて通信中のノイズの混入による誤作動の危険を排除することができる。しかし、エンコーダの故障等に基づく誤作動を確実に排除するために、本実施形態においては、以下のようなキャリッジ7の位置ずれ検出システムが採用されている。
As described above, in this embodiment, optical communication that is resistant to radio wave noise is adopted as a communication method between the
図8(a)に示されるように、ガイドレール6には、ワーク搬入位置に対応する位置(図で左側の支柱2の上方位置)と、ワーク加工位置に対応する位置(加工機5の上方位置)と、ワーク搬出位置に対応する位置(図で右側の支柱2の上方位置)とに、近接スイッチ(静電容量型検出スイッチ)37,38,39がそれぞれ設置されている。一方、キャリッジ7上には、このキャリッジ7がワーク搬入位置、ワーク加工位置およびワーク搬出位置に達したときに前記近接スイッチ37,38,39に対向するように位置検出板(位置検出用ドッグ)40が取付けられている。こうして、キャリッジ7がワーク搬入位置、ワーク加工位置およびワーク搬出位置のいずれかの位置(これらの位置を「位置ずれチェックポイント」という。)に達すると、近接スイッチ37,38,39が位置検出板40を検出し、その検出信号がコントローラ31に送信されるようになっている。
As shown in FIG. 8 (a), the
次に、キャリッジ7の位置ずれ検出システムにおける処理について、図9に示されるフローチャートを参照しつつ説明する。
Next, processing in the positional deviation detection system for the
S1:キャリッジ7が位置ずれチェックポイント(ワーク搬入位置、ワーク加工位置およびワーク搬出位置のいずれかの位置)に達したか否かを、近接スイッチ37,38,39が位置検出板40を検出したか否かによって判定する。
S2:キャリッジ7が位置ずれチェックポイントに達していると、近接スイッチ37,38,39からコントローラ31に検出信号が送信される。コントローラ31では、この送信信号に基づき、チェックポイントの位置に対応するキャリッジ7の位置データを記憶装置から読み出す。
S3:次いで、読み出した位置データ(記憶位置データ)と、エンコーダから送信されてくるキャリッジ7の現在位置データとを比較して、両者の偏差を演算により求める。
S4:求められた偏差が予め設定された許容値内にあるか否かを判定し、許容値内にある場合には正常であると判断し、運転を続行する。一方、許容値を超えている場合には、ステップ5へ進む。
S5:偏差が許容値を超えている場合であるので、異常であると判断し、運転を中断して警報を発する等の異常処理を行う。
S1: Proximity switches 37, 38, and 39 detect the
S2: When the
S3: Next, the read position data (storage position data) is compared with the current position data of the
S4: It is determined whether or not the obtained deviation is within a preset allowable value. If it is within the allowable value, it is determined to be normal and the operation is continued. On the other hand, if the allowable value is exceeded, the process proceeds to step 5.
S5: Since it is a case where the deviation exceeds the allowable value, it is determined that there is an abnormality, and abnormality processing such as interrupting operation and issuing an alarm is performed.
なお、本実施形態では、ワーク搬送装置1の起動時にキャリッジ7が位置ずれチェックポイントにない場合には、まずキャリッジ7を位置ずれチェックポイントの位置へ向けて低速で移動した後、この位置ずれチェックポイントでコントローラ31内に記憶されている記憶位置データと現在位置データとを比較し、両位置データが一致していれば通常動作(高速処理)に切り替えるようにされる。
In the present embodiment, if the
このように本実施形態の位置ずれ検出システムによれば、特定位置である位置ずれチェックポイントにおいて、記憶位置データと現在位置データとを比較することにより位置ずれの有無を判断することができる。したがって、従来のように固定側とキャリッジ側の双方にコントローラを設ける必要がなく、固定側にのみコントローラ31を設け、キャリッジ7上の上部制御盤35にはコントローラを搭載することなくそのキャリッジ7の位置ずれ検出を高精度に行うことができる。このため、システム構成を簡素化することができる。また、本実施形態では、キャリッジ7の現在位置データが光通信で固定側に送信される方式を採用しているので、電波を用いる無線通信回線による方式に比べてノイズに対して格段に強く、ノイズ混入による誤作動の危険を事前に排除することができるという利点がある。
As described above, according to the misregistration detection system of the present embodiment, it is possible to determine the presence or absence of misregistration by comparing the stored position data with the current position data at the misregistration check point that is the specific position. Therefore, it is not necessary to provide a controller on both the fixed side and the carriage side as in the prior art, the
本実施形態では、位置ずれチェックポイントとして、ワーク搬入位置、ワーク加工位置およびワーク搬出位置の3箇所設けるものについて説明したが、この位置ずれチェックポイントは少なくとも1箇所設けることで所望の目的を達成することができる。また、この位置ずれチェックポイントは、上記の位置以外に、例えばワーク搬入位置からガイドレールの端部側に退避した位置である給脂位置(潤滑油供給位置)に設けることもできる。 In the present embodiment, the description has been given of the three positions of the workpiece loading position, the workpiece machining position, and the workpiece unloading position as the position shift check points. However, at least one position shift check point is provided to achieve a desired purpose. be able to. In addition to the above position, this misalignment check point can also be provided, for example, at a greasing position (lubricating oil supply position) that is a position retracted from the workpiece loading position toward the end of the guide rail.
本実施形態では、近接スイッチ37,38,39として静電容量型検出スイッチを用いたものを説明したが、この近接スイッチは他の方式の検出スイッチを用いても良い。 In the present embodiment, the proximity switches 37, 38, and 39 have been described using capacitive detection switches, but other proximity detection switches may be used as the proximity switches.
1 ワーク搬送装置
4 架台
5 加工機
6 ガイドレール
7 キャリッジ(走行体)
9 走行用サーボモータ
10 昇降体
20 ワーク把持装置(ワーク把持手段)
29,30 光通信用送受信部(通信手段)
31 コントローラ(判定手段、異常処理手段)
35 上部制御盤
35a サーボアンプ
37,38,39 近接スイッチ(走行体検出手段)
40 位置検出板(走行体検出手段)
DESCRIPTION OF
9 Servo motor for traveling 10
29, 30 Optical communication transceiver (communication means)
31 controller (determination means, abnormality processing means)
35
40 Position detection plate (traveling body detection means)
Claims (4)
前記走行体が特定位置にあるときに、この走行体の現在位置データを光通信で固定側に設けられるコントローラに送信し、この送信された現在位置データと、前記走行体の前記特定位置に対し予め記憶されている記憶位置データとを比較し、これら現在位置データと記憶位置データとの偏差が許容範囲内にあるときに、前記走行体の制御動作を実行することを特徴とするワーク搬送装置の制御方法。 A method of controlling a workpiece transfer device that mounts a workpiece gripping means on a traveling body that runs along a guide rail, grips the workpiece by the workpiece gripping means, and transfers the workpiece to a predetermined position,
When the traveling body is at a specific position, the current position data of the traveling body is transmitted to a controller provided on the fixed side by optical communication, and the transmitted current position data and the specific position of the traveling body are Comparing storage position data stored in advance, and executing a control operation of the traveling body when a deviation between the current position data and the storage position data is within an allowable range. Control method.
前記ガイドレールの特定位置において前記走行体を検出する走行体検出手段と、固定側に設けられるコントローラと、前記走行体の現在位置を検出する現在位置検出手段と、この現在位置検出手段と前記コントローラとの間で光通信によりデータの授受を行う通信手段とよりなり、
前記コントローラは、前記走行体の前記特定位置に対する位置データを記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている記憶位置データと、前記通信手段を介して前記現在位置検出手段から送信されてくる前記走行体の現在位置データとを比較し、その偏差が許容範囲内にあるか否かを判定する判定手段を備えている
ことを特徴とするワーク搬送装置の制御装置。 A control device for a workpiece transfer device that mounts a workpiece gripping means on a traveling body that runs along a guide rail, grips the workpiece by the workpiece gripping means, and transfers the workpiece to a predetermined position,
Traveling body detection means for detecting the traveling body at a specific position of the guide rail, a controller provided on the fixed side, current position detection means for detecting the current position of the traveling body, the current position detection means, and the controller And communication means to exchange data with the optical communication,
The controller is transmitted from the current position detection means via the storage means for storing position data for the specific position of the traveling body, the storage position data stored in the storage means, and the communication means. A control device for a workpiece transfer device, comprising: a determination unit that compares the current position data of the traveling body and determines whether or not the deviation is within an allowable range.
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