JP2009028752A - トランスファ装置及びトランスファ装置の把持不良検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多段式プレス装置に備えられるワークのトランスファ装置及び該トランスファ装置の把持不良検出方法であって、搬送されるワークの「斜め掴み」現象をも検出して、斜め打ち不良の発生の防止を図る技術を提案する。
【解決手段】複数の成形ステージを設けた多段式プレス装置に備えられ、成形ステージ間に渡ってワークを搬送するトランスファ装置に、ワークを掴む一組の開閉式の把持爪と、前記一組の把持爪の開閉ストローク量を検出する変位検出手段と、前記開閉ストローク量を時系列で並べた波形を得る波形算出手段と、前記波形と予め設定された正常動作時の把持爪の開閉ストローク量より得た波形との類似度を算出する類似度算出手段と、前記類似度に基づいて前記把持爪によるワークの把持状態の良否を判定する判定手段とを備えた。前記類似度としてマハラノビス距離に基づく値を算出した。
【選択図】図１１

Description

本発明は、多段式プレス装置に備えられてワーク（素材）を移送するトランスファ装置及びトランスファ装置の把持不良検出方法に関する。

ボルト・ナットや自動車用機構部品などは、棒状の金属素材からプレス鍛造（圧造）により製造されている。鍛造に用いるプレス装置の一形態として、パンチとダイとを備えた成形ステージが複数備えられ、これらの成形ステージでワーク（金属素材）を所望の形状となるまで段階的に鍛造成形する、多段式プレス装置がある。この多段式プレス装置には、ワークを成形ステージ間に渡って移送するトランスファ装置が備えられ、前記多段式プレス装置はトランスファプレスとも呼ばれる。

多段式プレス装置には、パンチが上下往復動する縦型多段式プレス装置と、パンチが略水平方向に往復動する横型多段式プレス装置とがある。特に横型多段式プレス装置に備えられるトランスファ装置では、或成形ステージでワークを正常な姿勢で捉えて、次成形ステージに移送することにより、当該次成形ステージに正常な姿勢でセットすることができる。なお、前記「正常な姿勢」とは、トランスファ装置により定まる略一定の姿勢のことである。

前記トランスファ装置で、ワークを捉えることができない場合には、ワークを移送することができずに二個のワークが上記或成形ステージで一度に圧造され、「二個打ち」と呼ばれる不良が生じる。また、前記トランスファ装置で、ワークが正常な姿勢で捉えられなかった場合には、前記次成形ステージにて異常な姿勢でワークがセットされて圧造され、「斜め打ち」と呼ばれる不良が生じる。

そこで、多段式プレス装置に備えられるトランスファ装置には、ワークの二個打ちを防止するために、ワークの把持不良（ミスグリップ）の検知装置を備えたものがある。
例えば、特許文献１に記載のワーク搬送装置（トランスファ装置）は、導電性のワークを把持する複数のチャック部と、これらチャック部を往復動させる往復動装置と、チャック部のそれぞれがワークを把持しているか否かを検出するワーク把持検出部とを備えたものである。前記ワーク搬送装置では、通電の有無によりチャック部によるワークの捉えミスが検出される。

また、トランスファ装置においては、クランパの把持爪とワークとの位置ズレが把持不良発生の一因となることから、把持爪とワークとの位置ズレを解消するために、クランパの位置を自動調整する（調芯する）機構を備えたトランスファ装置がある。
例えば、特許文献２に記載のトランスファ装置は、ワークを把持する開閉可能な把持爪を有するクランパと、クランパを所定の方向に移動させる移動手段と、自動調芯機構とを備え、自動調芯機構は、把持爪を閉駆動して調芯対象であるパンチに当接させたときの把持爪の開き量を検出する開き量検知手段と、この開き量検知手段による検知結果に基づいてクランパを配置させるべき位置を設定し、これに従って移動手段を制御する制御手段とを、有するものである。

上記特許文献１に記載の技術によれば、多段式プレス装置の成形ステージ間をワークが正常に搬送されないことに基づく「二個打ち」を解消することができる。また、特許文献２に記載の技術によれば、搬送されるワークの傾きの抑制を図ることができる。しかし、上記特許文献１又は特許文献２に記載の技術では、把持爪で把持されるワークが傾く現象（「斜め掴み」現象）を検出して、ワークの「斜め打ち」不良の発生を解消することはできない。つまり、トランスファ装置におけるワークの斜め掴み現象の検出は、作業者の目視による官能的な判断にて行うしかなかった。
特開２００４−１３６３７７号公報 特開２００４−３４４９３７号公報

ところで、上記のような構成のトランスファ装置では、ワークを把持する左右いずれかの把持爪の移動量が不安定に乱れたときに、「斜め掴み」現象が発明者等により確認された。「斜め掴み」現象が生じると、多段式プレス装置では「斜め打ち」不良が生じる。つまり、多段式プレス装置の「斜め打ち」不良の原因となるトランスファ装置の「斜め掴み」現象が、トランスファ装置でワークを把持する把持爪の移動量の時系列変化を示す波形の乱れとして表れることとなる。よって、トランスファ装置でワークを把持する把持爪の移動量の時系列変化を示す波形を解析すれば、トランスファ装置でのワークの把持不良を検出することができると発明者等は考えた。しかしながら、トランスファ装置でワークを把持する把持爪の移動量に対して閾値を設けて判断することによれば、ワークの把持・不把持の判定はできるが、トランスファ装置自体の動作誤差や個体差、或いは周辺環境の変化等を受けて検出精度がばらつくことがあるため、ワークの「斜め掴み」現象を検出して判定することは困難である。

そこで、本発明では、多段式プレス装置に備えられるワークのトランスファ装置及び該トランスファ装置の把持不良検出方法であって、ワークを把持する把持爪の移動量の時系列変化を示す波形を解析することにより、搬送されるワークの有無だけでなく、搬送されるワークの「斜め掴み」現象をも検出して、多段式プレス装置における斜め打ち不良の発生の防止を図る技術を提案する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、複数の成形ステージを設けた多段式プレス装置に備えられ、前記複数の成形ステージ間でワークを搬送するトランスファ装置であって、ワークを掴む一組の開閉式の把持爪と、前記一組の把持爪の開閉ストローク量を検出する変位検出手段と、前記開閉ストローク量を時系列で並べた波形を算出する波形算出手段と、前記波形と予め設定された正常動作時の把持爪の開閉ストローク量より得た波形との類似度を算出する類似度算出手段と、前記類似度に基づいて前記把持爪によるワークの把持状態の良否を判定する判定手段とを、包含するものである。

請求項２においては、前記類似度は、検出された把持爪の開閉ストローク量より得られる波形と、予め設定された正常動作時の把持爪の開閉ストローク量より得られる波形との、マハラノビス距離に基づく値とするものである。

請求項３においては、複数の成形ステージを設けた多段式プレス装置に備えられ、一組の開閉式の把持爪にてワークを掴んで、掴んだワークを前記複数の成形ステージ間で搬送するトランスファ装置の把持不良検出方法であって、前記一組の開閉式の把持爪の開閉ストローク量を検出するステップ；検出した前記開閉ストローク量を時系列で並べた波形を得るステップ；検出した前記開閉ストローク量より得た波形と予め設定された正常動作時の把持爪の開閉ストローク量より得た波形との類似度を算出するステップ；及び、算出した前記類似度に基づいて前記把持爪によるワークの把持状態の良否を判定するステップ；を包含するものである。

請求項４においては、前記類似度は、検出された把持爪の開閉ストローク量より得られる波形と、予め設定された正常動作時の把持爪の開閉ストローク量より得られる波形との、マハラノビス距離に基づく値とするものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明によれば、ワークを把持する把持爪の移動量の時系列変化を示す波形を解析することにより、搬送されるワークの「斜め掴み」現象をはじめとする把持不良を検出することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る多段式プレス装置の構成を示す図、図２は多段式プレス装置の動作を説明する図、図３は本発明の一実施例に係るトランスファ装置の構成を示す図である。図４はトランスファ装置のクランパの構成を示す図である。図５は把持不良検出機構の構成を示すブロック図、図６はコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図、図７はクランプストローク波形の一例を示す図、図８はマハラノビス距離の算出式を説明する図、図９はクランプストローク波形の特徴量の一例を示す図、図１０はトランスファ装置での把持不良検出処理の流れ図、図１１はクランプストローク波形とＭＤ値との相関を示す図である。

本発明の実施例に係るトランスファ装置９は、多段式プレス装置７に備えられる。
図１に示すように、多段式プレス装置７には、ボルスタ６２と、前記ボルスタ６２に対して進退往復動するスライド６１と、前記スライド６１の駆動手段６３とが具備される。本実施例においては、ボルスタ６２とスライド６１とは略水平方向に並設され、スライド６１は略水平方向に往復動する。前記スライド６１にはパンチ６５が取り付けられ、前記ボルスタ６２にはダイ６６が取り付けられる。前記スライド６１のボルスタ６２に対する進退移動に伴って、パンチ６５がダイ６６に対して進退移動される。

前記多段式プレス装置７には、パンチ６５とダイ６６とを備えた成形ステージが略水平方向に複数備えられ、これらの成形ステージでワーク（金属素材）Ｗが所望の形状となるまで段階的に成形される。

前記多段式プレス装置７に備えられるトランスファ装置９は、ワークＷを成形ステージ間に渡って、略水平方向である搬送方向に順次自動送りするためのものである。
まず、図２（ａ）に示すように、トランスファ装置９のクランパ１１に把持されたワークＷがダイ６６の成形部６８の開口まで搬送されると、パンチ６５がダイ６６側へ動いて、パンチ６５によりワークＷが成形部６８に押し込まれるとともに前記パンチ６５とダイ６６との間でワークＷが加圧成形される。そして、図２（ｂ）に示すように、パンチ６５がダイ６６から後退し、さらに、ダイ６６に設けられたノックアウトピン６７にてワークＷが成形部６８より押し出され、前記成形部６８の開口近傍で待機しているクランパ１１にワークＷが把持される。このように或成形ステージにて成形後のワークＷを把持したクランパ１１は、次の成形ステージまで移動し、ワークＷをダイ６６の成形部６８の開口まで搬送する。

図３〜５に示すように、前記トランスファ装置９には、搬送対象であるワークＷを把持する一組の把持爪１０・１０を有するクランパ１１と、該クランパ１１を搬送方向などの所定の方向に移動させる移動機構１２と、クランパ１１によるワークＷの把持不良（ミスグリップ）を検出する把持不良検出機構８が、少なくとも具備される。

図４に示すように、前記クランパ１１には爪間の距離が可動である一組の把持爪１０・１０が設けられる。前記把持爪１０は、一つのクランパ１１に一組備えられた略く字状のグリップ２１の一側（下側）の端部に、位置微調整可能に設けられる。
前記グリップ２１・２１は略く字状の屈曲した部分でクランパベース２７に立設された支軸２２・２２に回動可能に支承され、また、グリップ２１・２１は前記支軸２２・２２と把持爪１０・１０との間で交差して鋏状に組み合わされる。前記二つのグリップ２１・２１の間には、一組の把持爪１０・１０を相互に近づける方向にグリップ２１・２１を付勢する付勢手段２３が備えられる。本実施例においては、圧縮バネが付勢手段２３として、グリップ２１のうち支軸２２を介して把持爪１０と反対側の部分を押圧するように設けられる。

また、前記クランパ１１の対として、爪間の距離が固定された一組の固定爪２５・２５を備えた下クランパ１４が設けられる。前記固定爪２５・２５は、把持爪１０・１０の下方にそれぞれ配置され、これら四つの爪１０・１０・２５・２５でワークＷが把持される。
前記固定爪２５・２５は固定爪ベース２６に位置微調整可能に固定され、該固定爪ベース２６は進退駆動手段７４にて伸縮駆動される伸縮ロッド２８に固定される。上記構成により、前記下クランパ１４は、クランパ１１に対して進退移動可能となる。

前記移動機構１２は、多段式プレス装置７の或成形ステージにおけるワークＷの把持位置からその次のステージのワークＷの開放位置まで、クランパ１１を移動させるためのものである。

前記移動機構１２は、平行に配置された二本のスライドバー７１・７２と、当接部７７・７７を有し揺動可能なレバー７６と、前記当接部７７・７７に当接可能なカム７９と、前記カム７９の駆動軸７８ａと、前記駆動軸７８ａの駆動手段７８と、前記レバー７６とスライドバー７１・７２とを連結する連結部材７５等で構成される。

前記スライドバー７１・７２のうち、一方のスライドバー７１には、複数のクランパ１１・１１・１１が並設されたクランパベース２７が固定される。また、他方のスライドバー７２には、下クランパベース７３が固定される。前記下クランパベース７３には、下クランパ１４・１４・１４をクランパ１１・１１・１１に対して進退移動可能に支持する進退駆動手段７４が固定される。

前記二本のスライドバー７１・７２は、ガイド部材７０・７０・７０に支持されるとともに、その軸方向に往復移動するようにガイドされる。また、前記二本のスライドバー７１・７２は、連結部材７５にて連結されることによって一体的に移動する。これにより、スライドバー７１に固定されたクランパ１１と、スライドバー７２に固定された下クランパ１４とは、同期して移動し、クランパ１１と下クランパ１４とのスライドバー７１・７２の軸方向に対する相対位置は常に一定に保持される。

前記駆動手段７８にて駆動軸７８ａが回転駆動されると、該駆動軸７８ａに固設されたカム７９が回転する。カム７９が回転すると、該カム７９がレバー７６の当接部７７・７７に当接して前記レバー７６を揺動させる。このレバー７６の揺動により、連結部材７５を介して連結されたスライドバー７１・７２がその軸方向に移動し、これにより、クランパ１１が把持位置から開放位置へ或いは開放位置から把持位置へ移動することとなる。

前記把持不良検出機構８は、例えば、ワークＷの傾きや、ワークＷの不把持などの、把持爪１０・１０によるワークＷの把持不良を検出するためのものである。

前記把持不良検出機構８には、各把持爪１０・１０の開閉ストローク量を検出（測定）する変位検出手段８１と、検出された各把持爪１０・１０の開閉ストローク量を時系列で並べた波形を算出する波形算出手段８２と、前記波形算出手段８２にて算出された波形と予め設定された正常動作時の波形との類似度を算出する類似度算出手段８３と、算出された類似度に基づいて前記把持爪１０・１０によるワークＷの把持状態の良否を判定する判定手段８４とが、具備される。但し、前記「開閉ストローク量」とは、把持爪１０の或点の変位（例えば、距離、回転角、及び行程のうち何れか一つ若しくはその組み合わせ）のことである。

前記変位検出手段８１は、クランパベース２７に設けられたセンサプローブ８１Ｌ・８１Ｒとセンサ本体８１Ｃとで構成される。前記センサプローブ８１Ｌ・８１Ｒの検出信号は、センサ本体８１Ｃに伝達されてここで変位に換算される。
前記センサプローブ８１Ｌ・８１Ｒは、各把持爪１０・１０の開閉ストローク量を独立して個別に検出できるように、それぞれについて設けられる。本実施例においては、グリップ２１の把持爪１０が設けられない側の端部に被検出部２１ａが形成され、該被検出部２１ａを検出対象としてセンサプローブ８１Ｌ・８１Ｒが配置され、センサプローブ８１Ｌ・８１Ｒと被検出部２１ａ・２１ａとの距離ＤＬ・ＤＲの変位が検出される。

上述の通り、本実施例においては、各グリップ２１・２１に設けられた被検出部２１ａ・２１ａの変位にて、把持爪１０・１０の開閉ストローク量を間接的に検出することとしている。但し、把持爪１０・１０の変位を直接検出するようにセンサプローブ８１Ｌ・８１Ｒを設けて、把持爪１０・１０の開閉ストローク量（変位）を直接的に検出する構成ともできる。また、本実施例においては、変位検出手段８１として磁気式変位計が採用される。但し、非接触式の変位計であれば、超音波式、レーザー式等各種の変位計を変位検出手段８１として用いることができる。把持爪１０・１０の開閉ストローク量を検出するに際し、どこを被検出部とするか、また、どのような変位検出手段を選択するかは、クランパ１１の形態に応じて決定することが望ましい。

前記変位検出手段８１は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ；シーケンス回路）８７を介してコンピュータ（電子計算機）８８に接続される。前記トランスファ装置９の移動機構１２もＰＬＣ８７を介してコンピュータ８８に接続される。また、前記コンピュータ８８には前記ＰＬＣ８７を介してラム回転角検出手段８６が接続される。前記ラム回転角検出手段８６は、多段式プレス装置７のスライド６１の駆動手段６３に設けられ、多段式プレス装置７におけるプレスのタイミングを検出するものである。

図６は、前記コンピュータ８８のハードウェア構成の一例を示す図である。
図示の例のコンピュータ８８は、演算部９１、制御部９２、記憶部９４、出入力部９５、操作入力部９６、出力部９７等を有し、これらはバス９８を介して相互に接続されており、制御部９２による管理の元で相互にデータのやりとりを行うことができる。

前記演算部９１は、コンピュータ８８において各種の演算処理を行う手段である。前記制御部９２は、記憶部９４に格納されているプログラムを読み出して演算部９１にて演算処理させたり、演算部９１の演算結果を出力部９７に出力させたり、操作入力部９６から入力された情報を記憶部９４に格納したりする処理を行う手段である。
前記記憶部９４は、コンピュータ８８で実行される各種プログラムや、パラメータ、データなどを格納する手段である。記憶部９４に格納される各種プログラムには、把持不良検出プログラム、波形算出プログラム、類似度算出プログラム（特徴量算出プログラム・ＭＤ値算出プログラム）、及び判定プログラム等が含まれる。
前記出入力部９５は、任意のネットワークを介して外部の他の装置とデータ送受信を行う為の通信制御部である。本実施例においては、ＰＬＣ８７から当該出入力部９５を介して、変位検出手段８１やラム回転角検出手段８６で検出された情報を取り込むこととなる。
操作入力部９６は、例えばキーボード、マウス等の操作入力手段である。表示部９７は、例えば、ディスプレイやプリンタであり、コンピュータ８８での演算処理結果を表示又は印字出力する手段である。

前記コンピュータ８８は、把持不良検出機構８の波形算出手段８２、類似度算出手段８３、及び判定手段８４として機能する。
つまり、前記コンピュータ８８の記憶部９４に格納された、波形算出プログラム、類似度算出プログラム（特徴量算出プログラム・ＭＤ値算出プログラム）、判定プログラムが該コンピュータ８８にて実行されることにて、前記コンピュータ８８は、波形算出手段８２、類似度算出手段８３、及び判定手段８４として機能するのである。但し、把持不良検出機構８の波形算出手段８２、類似度算出手段８３、及び判定手段８４の各手段は別個独立したコンピュータ（電子計算機）として構成することもできる。

前記波形算出手段８２は、変位検出手段８１にて検出された把持爪１０・１０の開閉ストローク量（変位量）に係る情報を取得し、これを時系列に並べて波形（クランプストローク波形）を得る処理を行うものである。例えば、図７に示すように、クランプストローク波形は、クランパ１１が、ワークＷを把持して把持位置から開放位置まで移動したのち、前記ワークＷを開放するまでが、１サイクルとして表れる波形である。なお、波形算出手段８２では、それぞれの把持爪１０・１０についてクランプストローク波形が算出される。

前記類似度算出手段８３は、前記波形算出手段８２にて算出されたクランプストローク波形と、クランパ１１が正常に動作しているときのクランプストローク波形との類似度を算出する処理を行うものである。
前記「クランパ１１が正常に動作しているとき（以下、「正常動作時」とする）」とは、ワークＷが予定された正常な姿勢でクランパ１１の爪１０・１０・２５・２５に把持されて搬送されている状態のときであり、この状態で搬送される結果、多段式プレス装置７にて「二個打ち」や「斜め打ち」の不良が生じないときである。正常動作時のクランプストローク波形は、予め試験的に求められ、コンピュータ８８の記憶部９４に格納される。このようにコンピュータ８８に予め設定された正常動作時のクランプストローク波形は、記憶部９４より読み出されて、検出されたクランプストローク波形との比較の対象とされる。

前記「類似度」とは、検出されたクランプストローク波形と、正常動作時のクランプストローク波形との、波形形状の傾向の類似度である。本実施例においては、前記類似度の基準として、マハラノビス距離（以下「ＭＤ値」とする）に基づく値を採用している。なお、「マハラノビス距離に基づく値」には、ＭＤ値、ＭＤ値の二乗値、ＭＤ値に所定の演算処理を施すなど加工して扱いやすい数とした値等が含まれる。

ＭＤ値は、対象データから任意の特徴量を算出し、この特徴量をＭＤ値の算出式に当てはめることにて算出できる。つまり、類似度算出手段８３は、クランプストローク波形から特徴量を算出し、この特徴量をＭＤ値の算出式に当てはめることにてＭＤ値を算出する処理を行うのである。

前記特徴量は対象データに応じて定められるものである。本実施例の場合、前記特徴量とは、クランプストローク波形の特徴を数値として表したものであり、詳細には、特徴量として予め設定した標本値ごとの変化量（周波数に相当する量）と存在量（波長に相当する量）とを採用する。
前記変化量とは、図７に示すように、開閉ストローク量の大きさ方向に予め設定された標本線とクランプストローク波形との交点の数である。即ち、開閉ストローク量の大きさ方向に略等間隔で標本値を設定し、１サイクルあたりの開閉ストローク量が標本値となる数が変化量となる。標本線は少なくとも複数設定され、標本線ごとに変化量が算出される。
前記存在量とは、図７に示すように、クランプストローク波形が前記標本線より大きくなる１サイクル当たりの時間である。つまり、１サイクル当たりの開閉ストローク量が前記標本値よりも大きくなっている時間の総計が存在量である。存在量は標本線ごとに算出される。

上述のように算出した特徴量である変化量と存在量とを用いて、ＭＤ値が算出される。図８では、ＭＤ値の算出式が示されている。図９は、図７に示すクランプストローク波形より算出された特徴量（変化量と存在量）の一例であり、これらの特徴量は図８に示すＭＤ値の算出式において対象データＹに該当する。また、本実施例の場合、変化量と存在量とを変数とするため、変数ｋは２である。

ＭＤ値を算出するに際して、正常動作時のクランパ１１の開閉ストローク量が試験的に計測されてクランプストローク波形が算出され、設定された各標本値について特徴量（変化量と存在量）が算出され、コンピュータ８８の記憶部９４に格納される。この正常動作時のクランプストローク波形より得られた特徴量から、相関行列Ｒが算出される。
そして、ＭＤ値（Ｄ）は、対象データ（検出されたクランプストローク波形の特徴量）Ｙと、対象データＹの転置行列ＹＴと、相関行列Ｒの逆行列Ｒ−^１と、変数ｋとから算出される。

上記のように算出されるＭＤ値には、正常動作時のクランプストローク波形の特徴量に基づいて生成された基準空間から、対象となる波形がどれだけ離れているかについて、相対的な値が表れる。そして、このＭＤ値によれば、類似性によって、既知の標本（正常動作時のクランプストローク波形）と、新たな標本（検出された開閉ストローク量に基づき算出されたクランプストローク波形）との関係を明らかにすることができる。

判定手段８４は、類似度算出手段８３にて算出された類似度に基づいて、前記把持爪１０・１０によるワークＷの把持状態の良否を判定する処理を行うものである。
予め実験的に求められたＭＤ値に関する閾値がコンピュータ８８の記憶部９４に設定されており、判定手段８４では、類似度算出手段８３にて算出されたＭＤ値のうち前記閾値を超えるものがあるか否かを判断し、閾値を超えるものがある場合に、把持爪１０・１０によるワークＷの把持不良（ミスクランプ）が発生したと判定する。
なお、上記トランスファ装置９の判定手段８４では、前記ＭＤ値から、トランスファ装置９における「斜め掴み」現象だけでなく、把持爪１０・１０にワークＷが把持されない把持不良も検出することができる。

前記コンピュータ８８では、ＰＬＣ８７に多段式プレス装置７の駆動手段６３及びトランスファ装置９の移動機構１２とを接続するとともに前記ＰＬＣ８７に回路を組むことで、上記判定手段８４にて把持不良が発生したと判定された場合に、該ＰＬＣ８７を介して、多段式プレス装置７及びトランスファ装置９に把持不良情報を伝達して、これらの動作を停止させる制御を行うこともできる。

ここで、図１０を用いて、前記トランスファ装置９に具備されるコンピュータ８８の把持不良検出処理の流れを説明する。コンピュータ８８では、記憶部９４に格納された把持不良検出プログラム、波形算出プログラム、特徴量算出プログラム、ＭＤ値算出プログラム、及び判定プログラムを実行することにて、把持不良検出処理が行われる。

予めコンピュータ８８の記憶部９４には、波形算出手段８２にて特徴量を算出するための標本値、及び判定手段８４にて良否判定するためのＭＤ値に関する閾値、ＭＤ値を算出するために用いる各種パラメータ、正常動作時のクランプストローク波形とこれに基づいて算出された相関行列等、処理に必要な値・式が多段式プレス装置７にて成形される製品ごと格納されており、コンピュータ８８ではこれらのなかから当該処理に用いる値・式が読み出され設定される。

コンピュータ８８は、ラム回転角検出手段８６からの検出信号を取得して、多段式プレス装置７によるプレスの１サイクルが終了したことを検知すると（Ｓ０１）、トランスファ装置９の移動機構１２にてクランパ１１を把持位置に移動させ、変位検出手段８１による開閉ストローク量の検出を開始させる（Ｓ０２）。

トランスファ装置９のクランパ１１が把持位置に移動すると、多段式プレス装置７では、ノックアウトピン６７にてワークＷを、前記クランパ１１の把持爪１０・１０間に押し出す。これにより、トランスファ装置９のクランパ１１の把持爪１０及び固定爪２５・２５にてワークＷが把持され、開閉ストローク量が初期値から急激に増大する（図７、参照）。

クランパ１１にてワークＷが把持されると、トランスファ装置９の移動機構１２にてクランパを次の成形ステージの開放位置まで移動させる（Ｓ０３）。次の成形ステージの開放位置までワークＷが搬送されると、多段式プレス装置７では、次の成形サイクルが開始されて把持爪１０・１０の開閉ストローク量は初期値となる（図７、参照）。

上記のようにトランスファ装置９による搬送の１サイクルが終了すると（Ｓ０４）、コンピュータ８８は波形算出手段８２にて、検出された把持爪１０・１０の開閉ストローク量を時系列で並べたクランプストローク波形を算出する（Ｓ０５）。

さらに、コンピュータ８８は前記類似度算出手段８３にて、検出された波形と、予め設定された正常動作時の波形との類似度を算出する。類似度算出手段８３にて算出される類似度は、検出された波形と正常動作時の波形とのマハラノビス距離（ＭＤ値）である。
類似度算出手段８３では、まず、前記波形算出手段８２にて算出されたクランプストローク波形に基づいて、特徴量である変化量及び存在量を算出する（Ｓ０６）。そして、類似度算出手段８３では、これらの特徴量を用いてＭＤ値を算出する（Ｓ０７）。

そして、コンピュータ８８は前記判定手段８４にて、算出されたＭＤ値（類似度）に基づいて前記把持爪１０・１０によるワークＷの把持状態の良否を判定する。
判定手段８４では、予め設定されたＭＤ値に対する閾値と、前記類似度算出手段８３にて算出されたＭＤ値とを比較して（Ｓ０８）、算出されたＭＤ値が閾値よりも大きい場合にワークＷの把持状態が不良であると判定し（Ｓ０９）、算出されたＭＤ値が閾値以下である場合にワークＷの把持状態が正常であると判定する（Ｓ１０）。

上記判定手段８４にてワークＷの把持不良と判定された場合には、コンピュータ８８は、把持不良が発生したことを記録するとともに（Ｓ１１）、ＰＬＣ８７を介して多段式プレス装置７及びトランスファ装置９に、ワークＷの把持不良発生情報を送信する（Ｓ１２）。この把持不良発生情報を受けた多段式プレス装置７又はトランスファ装置９では、運転を停止するなどして「斜め打ち」不良や「二個打ち」不良の発生を防止するための対処が採られる。

図１１では、変位検出手段８１にて検出されて波形算出手段８２にて作成されたクランプストローク波形と、これらのクランプストローク波形に基づいて類似度算出手段８３にて算出されたＭＤ値との相関が示されている。この図から、クランプストローク波形が乱れ、他と比較してＭＤ値が著しく大きい場合が存在することがわかり、また、このように他と比較してＭＤ値が著しく大きい場合に多段式プレス装置７にて斜め打ち不良が発生していたことが確認された。このように、トランスファ装置９の把持不良検出方法による判定結果と、実際のミスクランプ（斜め掴み）により生じた斜め打ち不良の官能的な判定との整合性が確認された。

上記実施例に係る、複数の成形ステージを設けた多段式プレス装置９に備えられ、一組の開閉式の把持爪１０・１０にてワークＷを掴んで、掴んだワークＷを前記複数の成形ステージ間で搬送するトランスファ装置９の把持不良検出方法では、把持不良検出機構８にて、前記一組の開閉式の把持爪１０・１０の開閉ストローク量を検出するステップ；波形算出手段８２にて、検出した前記開閉ストローク量を時系列で並べた波形（クランプストローク波形）を得るステップ；類似度算出手段８３にて、検出した前記開閉ストローク量より得た波形と予め設定された正常動作時の把持爪１０・１０の開閉ストローク量より得た波形との類似度を算出するステップ；及び、判定手段８４にて、算出した前記類似度に基づいて前記把持爪１０・１０によるワークＷの把持状態の良否を判定するステップ；を実行するので、ワークＷを把持する把持爪１０・１０の開閉ストローク量（移動量）の時系列変化を示す波形（クランプストローク波形）を解析して、搬送されるワークＷが傾いていることや、ワークＷが存在しないことを検出することができる。これにより、多段式プレス装置７における「斜め打ち」不良や「二個打ち」不良の発生を防止することができる。

そして、前記類似度は、検出された把持爪１０・１０の開閉ストローク量より得られる波形（クランプストローク波形）と、予め設定された正常動作時の把持爪１０・１０の開閉ストローク量より得られる波形との、マハラノビス距離に基づく値とするので、把持爪１０・１０の移動量の上下限閾値を設定するだけでは判断が困難である、ワークＷの「斜め掴み」現象をも検出して判定することができる。
なお、クランプストローク波形のような時間変化するパターンに対して簡易に精度良く良否判別可能となるマハラノビス距離を用いることは、判定までのデータ処理速度が早く、定量的な評価・判定が短時間で可能となるので、好適である。

本発明の一実施例に係る多段式プレス装置の構成を示す図。 多段式プレス装置の動作を説明する図。 本発明の一実施例に係るトランスファ装置の構成を示す図。 トランスファ装置のクランパの構成を示す図。 把持不良検出機構の構成を示すブロック図。 コンピュータのハードウェア構成の一例を示す図。 クランプストローク波形の一例を示す図。 マハラノビス距離の算出式を説明する図。 クランプストローク波形の特徴量の一例を示す図。 トランスファ装置での把持不良検出処理の流れ図。 クランプストローク波形とＭＤ値との相関を示す図。

符号の説明

７ 多段式プレス装置
８ 把持不良検出機構
９ トランスファ装置
１０ 把持爪
１１ クランパ
１２ 移動機構

Claims (4)

1. 複数の成形ステージを設けた多段式プレス装置に備えられ、前記複数の成形ステージ間でワークを搬送するトランスファ装置であって、
   ワークを掴む一組の開閉式の把持爪と、
   前記一組の把持爪の開閉ストローク量を検出する変位検出手段と、
   前記開閉ストローク量を時系列で並べた波形を算出する波形算出手段と、
   前記波形と予め設定された正常動作時の把持爪の開閉ストローク量より得た波形との類似度を算出する類似度算出手段と、
   前記類似度に基づいて前記把持爪によるワークの把持状態の良否を判定する判定手段とを、
   包含することを特徴とするトランスファ装置。
2. 前記類似度は、検出された把持爪の開閉ストローク量より得られる波形と、予め設定された正常動作時の把持爪の開閉ストローク量より得られる波形との、マハラノビス距離に基づく値とすることを特徴とする、請求項１に記載のトランスファ装置。
3. 複数の成形ステージを設けた多段式プレス装置に備えられ、一組の開閉式の把持爪にてワークを掴んで、掴んだワークを前記複数の成形ステージ間で搬送するトランスファ装置の把持不良検出方法であって、
   前記一組の開閉式の把持爪の開閉ストローク量を検出するステップ；
   検出した前記開閉ストローク量を時系列で並べた波形を得るステップ；
   検出した前記開閉ストローク量より得た波形と予め設定された正常動作時の把持爪の開閉ストローク量より得た波形との類似度を算出するステップ；及び、
   算出した前記類似度に基づいて前記把持爪によるワークの把持状態の良否を判定するステップ；
   を包含することを特徴とするトランスファ装置の把持不良検出方法。
4. 前記類似度は、検出された把持爪の開閉ストローク量より得られる波形と、予め設定された正常動作時の把持爪の開閉ストローク量より得られる波形との、マハラノビス距離に基づく値とすることを特徴とする、請求項３に記載のトランスファ装置の把持不良検出方法。

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