JP2009237710A - 搬送装置のモーション制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 開始点から複数の中間点を通過させて目標点に至らせる動作において、移動時間の短縮が図れ、省エネルギの面でも優れた搬送装置のモーション制御装置を提供する。【解決手段】 移動体３に次の動作を行わせるモーション制御部７を設ける。開始点Ａ、複数の中間点Ｂ１〜Ｂｎ、および目標点Ｃまでの、各移動区間Ｍ１〜Ｍｍ毎の移動体３の移動経路Ｒ１〜Ｒｍを、次のように定める。制御対象となる移動区Ｍ１〜Ｍｎ間の両端を結ぶ直線Ｌ１〜Ｌｎに対して、次の移動区間Ｍ２〜Ｍｍの終端が位置する方向から離れる方向に移動した後に、前記終端へ近づく方向に戻る移動経路をとる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、旋盤等の工作機械や、パンチプレス等の板材加工機等を含む加工機に設けられて、直交２軸方向にワークを搬送する搬送装置のモーション制御装置に関する。

この種の搬送装置では、図５に示す移動体５０の移動の開始点Ａから目標点Ｃへの位置決めにおいて、途中で複数の中間点Ｂ１〜Ｂｎを通過しなければならないことがある。例えば、旋盤のガントリローダでは、ワークフィーダ５１上のワークを把持し、工作機械の上方の走行経路から、機体カバーの上面にあるシャッタを通過して機内に下降させることが必要である。この場合、工作機械の上方の走行経路におけるワークフィーダ５１の真上と、シャッタの開口の真上と、シャッタから主軸５２の高さまで下降した位置とに、中間点Ｂ１，Ｂ２，Ｂｎが設定される。また、板材加工機における板材を水平面上で直交２軸方向に移動させる搬送装置においては、途中の障害物を避けるために、上記のように複数の中間点Ｂ（Ｂ１〜Ｂｎ）を通過しなければならないことがある。

従来は、このような所定の中間点Ｂ１〜Ｂｎを通過させる位置決めでは、開始点Ａから各中間点Ｂ１〜Ｂｎおよび目標点Ｃへの各点間の区間毎の位置決めに分割し、中間点Ｂ１〜Ｂｎではなるべく停止しないで次の動作へ移る制御を行い、中間点Ｂ１〜Ｂｎでは低速で近傍を通過するのが通例であった。

上記従来例の制御では、移動体５０を、速度ゼロに近い状態で各中間点Ｂ１〜Ｂｎの近傍を通過させ、目標点Ｃに向けて再加速しなければならない。そのため、移動に長い時間を要するという問題がある。
また、各中間点Ｂ１〜Ｂｎでは、移動体５０に速度の急な低下や再加速のための大きな加速度が発生する。この加速度により搬送装置に与えるショックが大きくて、機械強度への影響があり、エネルギの損失も大きいという問題がある。

この発明の目的は、開始点から複数の中間点を通過させて目標点に至らせる動作において、移動時間の短縮が図れ、搬送装置の強度上の要求も少なくて済み、省エネルギの面でも優れた搬送装置のモーション制御装置を提供することである。
この発明の他の目的は、開始点や目標点で、これらの点に対して真っ直ぐに移動体を対向して移動させることが必要な場合も、上記の目標を達成可能とし、かつ適切な移動経路の生成が簡単に行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、複数の中間点や目標点を順次繋ぐ各区間が、逆方向に折れ曲がる蛇行経路となる場合にも、上記の目標を達成可能とし、かつ適切な移動経路の生成が簡単に行えるようにすることである。

この発明の搬送装置のモーション制御装置（１）は、直交する第１および第２の座標軸（Ｘ，Ｙ）の方向に移動自在に設けられ搬送物（Ｗ）を保持して移動する移動体（３）と、この移動体（３）を前記第１および第２の座標軸（Ｘ，Ｙ）の方向に移動させる各軸の駆動源（４，５）とを有する搬送装置（２）において、前記各軸の駆動源（４，５）を制御する搬送装置（２）のモーション制御装置（１）であって、開始点（Ａ）から目標点（Ｃ）まで、中間点（Ｂ１〜Ｂｎ）を通過して前記移動体（３）が移動するように、前記各軸（Ｘ，Ｙ）の駆動源（４，５）を制御するモーション制御部（７）を備える。
前記開始点（Ａ）、中間点（Ｂ１〜Ｂｎ）、および目標点（Ｃ）のうちの移動順が続く点の間で区分される各移動区間（Ｍ１〜Ｍｍ）毎の移動体（３）の移動経路（Ｒ１〜Ｒｍ）につき、制御対象となる移動区間（Ｍ１〜Ｍｎ）の両端を結ぶ直線（Ｌ１〜Ｌｎ）に対して、次の移動区間（Ｍ２〜Ｍｍ）の終端が位置する方向から離れる方向に移動した後に前記終端へ近づく方向に戻る移動経路をとるように、前記モーション制御部（７）により各軸の駆動源（４，５）の制御を行うものとする。

この構成のモーション制御装置（１）によると、モーション制御部（７）は、上記各移動区間（Ｍ１〜Ｍｍ）毎の移動体（３）の移動経路につき、制御対象となる移動区間（Ｍ１〜Ｍｎ）の両端を結ぶ直線（Ｌ１〜Ｌｎ）に対して、次の移動区間（Ｍ２〜Ｍｍ）の終端が位置する方向から離れる方向に移動した後に前記終端へ近づく方向に戻る移動経路をとるように、各軸の駆動源（４，５）の制御を行う。このように、一旦、次の移動区間（Ｍ２〜Ｍｍ）の終端とは逆方向に移動させておくため、いわば助走を行って中間点（Ｂ１〜Ｂｎ）を通過することになる。また、移動体（３）の移動経路（Ｒ１〜Ｒｍ）は、各中間（Ｂ１〜Ｂｎ）点を通る滑らかな曲線となる。このため、中間点（Ｂ１〜Ｂｎ）で急激に減速させたり急激に再加速する必要がなく、移動時間の短縮が図れる。また、移動体（３）に加わる加速度ベクトルの絶対値を可能な限り小さくできて、搬送装置（２）の強度上の要求も少なくて済み、省エネルギの面でも優れたものとなる。

この発明において、前記モーション制御部（７）は、前記各移動区間（Ｍ１〜Ｍｍ）の移動経路のうち、一端が前記開始点（Ａ）となる移動区間（Ｍ１）の移動経路（Ｒ１）の始まり部分が直線経路部分（Ｒ１ａ）となり、または一端が前記目標点（Ｃ）となる移動区間（Ｍｍ）の移動経路（Ｒｍ）の終わり部分が直線経路部分（Ｒｍａ）となり、または前記両直線経路部分（Ｒ１ａ，Ｒｍａ）が生じるように、各軸の駆動源（４，５）の制御を行う直線経路生成部（１６）を有するものとしても良い。
例えば、目標点Ｃが旋盤の主軸チャック（２３）の場合、ワーク（Ｗ）の受渡しのために、主軸チャック（２３）の軸心方向となる直線経路で移動体（３）を移動させる必要がある。また、開始点（Ａ）がワークフィーダ（３５）上のワーク（Ｗ）を把持する位置である場合、移動体（３）によりワーク（Ｗ）を確実に把持するためには、垂直に移動させる必要がある。このような直線移動が必要な部分を、上記直線経路生成部（１６）で生成することで、開始点（Ａ）や目標点（Ｃ）で、これらの点に対して真っ直ぐに移動体（３）を対向して移動させることが必要な場合も、上記の移動時間の短縮等の目標を達成可能とし、かつ適切な移動経路の生成が簡単に行える。

この発明において、前記モーション制御部（７）は、制御対象となる移動区間（Ｍ１〜Ｍｎ）両端を結ぶ直線（Ｌ２〜Ｌｎ）に対して、次の移動区間（Ｍ３〜Ｍｍ）の終端が位置する方向と、前の移動区間（Ｌ１〜Ｌｎ）の始端が位置する方向とが逆の場合は、前記直線に対して途中で交差するＳ字状の移動経路をとるように、各軸の駆動源（４，５）の制御を行うものとしても良い。例えば、実施形態に対応する図１では、移動区間（Ｍ３）の移動経路（Ｒｎ（Ｒ３））がＳ字状の移動経路となる。
このように、Ｓ字状の移動経路（Ｒｎ（Ｒ３））をとることで、各移動区間が、逆方向に折れ曲がる蛇行経路となる場合にも、上記の目標を達成可能とし、かつ適切な移動経路の生成が簡単に行える。

この発明の搬送装置のモーション制御装置は、直交する第１および第２の座標軸の方向に移動自在に設けられ搬送物を保持して移動する移動体と、この移動体を前記第１および第２の座標軸の方向に移動させる各軸の駆動源とを有する搬送装置において、前記各軸の駆動源を制御する搬送装置のモーション制御装置であって、開始点から目標点まで、中間点を通過して前記移動体が移動するように、前記各軸の駆動源を制御するモーション制御部を備え、前記開始点、中間点、および目標点のうちの移動順が続く点の間で区分される各移動区間毎の移動体の移動経路につき、制御対象となる移動区間の両端を結ぶ直線に対して、次の移動区間の終端が位置する方向から離れる方向に移動した後に前記終端へ近づく方向に戻る移動経路をとるように、前記モーション制御部により各軸の駆動源の制御を行うものとしたため、開始点から複数の中間点を通過させて目標点に至らせる動作において、移動時間の短縮が図れ、搬送装置の強度上の要求も少なくて済み、省エネルギの面でも優れたものとなる。

前記モーション制御部が、前記各移動区間の移動経路のうち、一端が前記開始点となる移動区間の移動経路の始まり部分が直線経路部分となり、または一端が前記目標点となる移動区間の移動経路の終わり部分が直線経路部分となり、または前記両直線経路部分が生じるように、各軸の駆動源の制御を行う直線経路生成部を有するものとした場合は、開始点や目標点で、これらの点に対して真っ直ぐに移動体を対向して移動させることが必要な場合も、上記の移動時間短縮等の目標を達成可能とし、かつ適切な移動経路の生成が簡単に行える。

制御対象となる移動区間の両端を結ぶ直線に対して、次の移動区間の終端が位置する方向と、前の移動区間の始端が位置する方向とが逆の場合は、前記直線に対して途中で交差するＳ字状の移動経路をとるように、前記モーション制御部により各軸の駆動源の制御を行うものとした場合は、複数の中間点や目標点を順次繋ぐ各区間が、逆方向に折れ曲がる蛇行経路となる場合にも、上記の移動時間短縮等の目標を達成可能とし、かつ適切な移動経路の生成が簡単に行える。

この発明の第１の実施形態にかかる搬送装置のモーション制御装置を、図１ないし図３と共に説明する。このモーション制御装置１の制御対象となる搬送装置２は、第１の座標軸であるＸ軸に沿う方向、およびＸ軸に直交する第２の座標軸であるＹ軸に沿う方向に移動可能な移動体３、およびこの移動体３をＸ軸およびＹ軸に沿う方向にそれぞれ移動させる各軸の駆動源４，５を有する搬送装置である。移動体３は、被搬送物を把持する手段を有している。各軸の駆動源４，５は、例えばサーボモータである。

このモーション制御装置１は、コンピュータおよびこのコンピュータに実行させるプログラム、並びに他の電気部品等からなり、基本制御部６およびモーション制御部７を有する。基本制御部６は、モーション制御部７の上位制御部となるものであり、移動体３の動作の開始等のシーケンス制御を行う。基本制御部６は、例えば、これら基本制御部６およびモーション制御部７を構成するプログラムとは別に設けられた搬送プログラム１５を解読して実行する手段であって、その実行時の移動体３の全体の移動経路Ｒおよび移動速度の制御をモーション制御部７に行わせる。

モーション制御部７は、搬送装置２における上記各軸の駆動源４，５を制御する手段であって、Ｘ軸およびＹ軸で構成される直交座標系で、開始点Ａから目標点Ｃまで、複数の中間点Ｂ１〜Ｂｎ（ｎ：２以上の自然数）を通過して前記移動体３が移動するときの、移動経路Ｒおよび速度の指令を生成する。
上記開始点Ａ、複数の中間点Ｂ１〜Ｂｎ、および目標点Ｃの位置関係を説明する。これこれらの各点Ａ、Ｂ１〜Ｂｎ、Ｃは、上記直交座標系の平面内に位置する点があれば良いが、図示の例では、中間点が３つであって、次の関係とされている。

開始点Ａは、ワーク供給台３５上の搬送物であるワークＷを、移動体３が把持する位置である。第１の中間点Ｂ１は、開始点Ａの真上であって、移動体３の水平走行経路上の位置である。すなわち、開始点Ａと第１の中間点Ｂ１とを結ぶ仮想直線Ｌ１は、Ｙ軸と平行である。第２の中間点Ｂ２は、上記移動体３の水平走行経路上の所定の位置（後述の天井開口２７の真上の位置）である。第１の中間点Ｂ１と第２の中間点Ｂ２とを結ぶ仮想直線Ｌ２は、Ｘ軸と平行である。第３の中間点Ｂｎ（Ｂ３）は、第２の中間点Ｂ２の真下であって、主軸チャック２３の軸心Ｏの延長線上の位置である。主軸チャック２３の軸心Ｏは、Ｘ軸に平行である。第２の中間点Ｂ２と第３の中間点Ｂｎとを結ぶ仮想直線Ｌ３は、Ｙ軸と平行である。目標点Ｃは、移動体３が主軸チャック２３に対してワークＷの受渡しを行う位置である。第３の中間点Ｂｎと目標点Ｃとを結ぶ仮想直線Ｌｎは、主軸チャック２３の軸心Ｏの延長線上にあり、Ｘ軸と平行である。なお、座標原点は、任意の位置に設定しても良い。

上記全体の移動経路Ｒは、開始点Ｃ、複数の中間点Ｂ１〜Ｂｎ、および目標点Ｃのうちの移動順が続く点の間で区分される各移動区間Ｍ１〜Ｍｍ（ｍ：ｎ＋１）毎に、区分移動経路Ｒ１〜Ｒｍに区分される。上記各仮想直線Ｌ１〜Ｌ４は、請求項で言う「移動区間の両端を結ぶ直線」である。

モーション制御部７は、移動位置座標設定部８，移動範囲条件設定部９，直線経路生成部１６，能力条件設定部１０，経路演算手段１１，および各軸駆動指令生成手段１２を有し、さらにＸ軸およびＹ軸のサーボ制御手段１３，１４を有している。

移動位置座標設定部８は、開始点Ａ、各中間点Ｂ１〜Ｂｎ、および目標点Ｃの各軸の座標位置を記憶する手段である。移動位置座標設定部８への各座標位置の入力は、基本制御部６を介して上記搬送プログラム１５から与えることで行うが、キーボード等の入力手段から与えるようにしても良い。

移動範囲条件設定部９には、移動体３の移動が許容される許容ゾーンＺが設定される。同図では、許容ゾーンＺは、ハッチングを付した部分の間の白抜き部分で示している。許容ゾーンＺは、制御対象となる搬送装置２やその周辺装置等に応じて適宜定められる。この許容ゾーンＺは、例えば、上記各仮想直線Ｌ１〜Ｌ４の両側に、任意に定められる設定幅を持つ帯状のゾーンとされる。
移動範囲条件設定部９への許容ゾーンＺの設定の入力は、適宜の入力手段で行うようにしても良く、またこの許容ゾーンＺの座標は、移動体２のストローク限として定まる位置であっても良い。

直線経路生成部１６は、移動経路Ｒを直線とする範囲を設定した手段である。この直線範囲として、一端が開始点Ａとなる移動区間Ｍ１の移動経路Ｒ１の始まり部分となる直線範囲Ｒ１と、一端が目標点Ｃとなる移動区間Ｍｍの移動経路Ｒｍの終わり部分となる直線範囲Ｒｍとが設定される。これら直線範囲Ｒ１，Ｒｍは、任意に設定され、距離または座標値で設定される。

能力条件設定部１０は、Ｘ軸最大速度、Ｘ軸最大加速度、Ｙ軸最大速度、およびＹ軸最大加速度等が設定される。最大加速度は時定数として設定しても良い。これら最大速度および最大加速度は、Ｘ軸駆動源４やＹ軸駆動源５の能力、並びに移動抵抗となる移動体３の重量、移動体３に搬送される被搬送物の重量、および各部の摩擦係数等で定まる定格値等が設定される。これら最大速度および最大加速度の能力条件設定部１０への入力は、適宜の入力手段で行う。

経路演算手段１１は、上記移動位置座標設定部８、移動範囲条件設定部９、および能力条件設定部１０の各設定値から、後述の所定の演算規則１１ａに従って、移動体１の移動経路Ｒおよび移動速度を計算する手段である。

各軸駆動指令生成手段１２は、経路演算手段１１の演算結果に従って、各軸の駆動指令を生成する手段であり、例えば、パルス分配等によって、位置および速度の指令となる各軸の駆動指令を出力する。
各軸のサーボ制御手段１３，１４は、各軸駆動指令生成手段１２からパルス列等で出力された各軸の駆動指令に従ってＸ軸駆動源４およびＹ軸駆動源５を制御する手段である。サーボ制御手段１３，１４は、例えば、サーボモータからなるＸ軸駆動源４，Ｙ軸駆動源５の有するパルスコーダ（図示せず）の出力を用いて閉ループ制御を行う。

経路演算手段１１における演算規則１１ａにつき説明する。この演算規則１１ａは、基本的には移動体３が次の(1) 〜(6) の条件を満足するように移動する移動経路Ｒ，速度となるように、演算を行うものとされる。
(1) 開始点Ａから、各中間点Ｂ１〜Ｂｎを通過して、目標点Ｃにへ移動する。
(2) 各移動区間Ｍ１〜Ｍｍ毎の移動体３の移動経路Ｒ１〜Ｒｎ（ｎ＝ｍ−１）につき、制御対象となる移動区Ｒ１〜Ｒｎ間の両端を結ぶ直線Ｌ１〜Ｌｎに対して、次の移動区間Ｌ２〜Ｌｍの終端が位置する方向から離れる方向に移動した後に、前記終端へ近づく方向に戻る移動経路Ｒ１〜Ｒｎとする。なお、最後の移動区間Ｍｍの移動経路Ｒｍは、次の移動区間がなく、(2) の条件の適用外となる。
(3) 一端が開始点Ａとなる移動区間Ｍ１の移動経路Ｒ１の始まり部分は、直線経路部分Ｒ１ａとする。一端が目標点Ｃとなる移動区間Ｍｍの移動経路Ｒｍの終わり部分は、直線経路部分Ｒｍａとする。
(4) 開始点Ａから各中間点Ｂ１〜Ｂｎを通過して目標点Ｃに至るまでの移動時間を最短とする。
(5) 制御対象となる移動区間Ｍ２〜Ｍｎの両端を結ぶ直線Ｌ２〜Ｌｎに対して、次の移動区間Ｍ２〜Ｍm の終端が位置する方向と、前の移動区間の始端が位置する方向とが逆の場合は、前記直線Ｌ２〜Ｌｎに対して途中で交差するＳ字状の移動経路をとる。
(6) 許容ゾーンＺ内から脱しない移動経路Ｒ１〜Ｒｍとする。なお、許容ゾーンＺを設定しない場合は、この許容ゾーンによる制限は行わない。

なお、上記(4) の設定条件は、例えば、上記移動範囲条件設定部９および能力条件設定部１０に設定された各値を満足するという前提を含む条件である。この条件は、さらに、速度零から最大速度まで最大加速度（例えば、時定数で与えられる）で加速し、最大速度に達した後、減速も最大加速度で行う制御、いわゆる台形制御を行うという条件を含むものとしても良い。

経路演算手段１１は、このような演算規則１１ａに従って、各移動区間（Ｍ１〜Ｍｍ）の移動経路Ｒおよび速度を演算する。
図１の下部に示す移動経路Ｒ（Ｒ１〜Ｒｍ）は、上記の条件(1) 〜(6) を満足する一例の概略を示す。駆動区間Ｍ１〜Ｍ３の上記各直線Ｌ１〜Ｌｎは、コ字状となっているが、そのコ字状部分の外側に膨らむ曲線のＲ１〜Ｒｍとなっている。また、移動区間Ｍ３の移動経路Ｒ３が、Ｓ字状となっている。

図２と共に、各軸Ｘ，Ｙの速度曲線の一部の例を示す。最初の移動区間Ｍ１は、移動経路Ｒ１の始まり部分がＹ軸方向の直線経路部分Ｒ１ａであるため、移動開始時（時刻ｔ１）ではＹ軸方向のみ駆動を行う。移動体２が、設定された直線経路部分Ｒ１ａの終わりに達すると（時刻ｔ２）、Ｘ軸方向につき、次の移動区間Ｍ２の終端（中間点Ｂ２）と反対側へ移動を開始する。この後、移動体２が第１の中間点Ｂ１に到達するまでに、Ｘ軸方向につき、上記次の移動区間Ｍ２の終端（中間点Ｂ２）側へ移動方向を反転する（時刻ｔ３）。
移動体２が第１の中間点Ｂ１に到達したとき（時刻ｔ４）は、Ｘ軸，Ｙ軸ともに、移動状態にある。なお、Ｘ軸の速度曲線で形成される部分Ｓ１，Ｓ２の面積は、移動距離を示しており、これらＳ１，Ｓ２の面積は互いに等しい。
このように、一旦、Ｘ軸方向につき逆方向に移動するため、速度がある程度上昇した状態で、中間点Ｂ１を通過することになる。そのため、次の移動区間Ｍ２につき、中間点Ｂ１で速度零からＸ軸方向に移動開始する場合に比べて、移動時間が短縮される。

また、移動区間Ｍ３では、Ｓ字状の移動経路Ｒ３となるが、そのため、この移動経路Ｒ３の始端（中間点Ｂ２）においては、この区間の移動方向であるＹ軸方向に、ある程度の速度に達した状態で通過でき、かつ終端（中間点Ｂ３）においては、次の区間の移動方向であるＸ軸方向に、ある程度の速度に達した状態で通過することができる。そのため、移動時間が短縮される。

この構成のモーション制御装置によると、このようにモーション制御部７は、各移動区間Ｍ１〜Ｍｍ毎の移動体２の移動経路Ｒ１〜Ｒｍにつき、制御対象となる移動区Ｒ１〜Ｒｍ間の両端を結ぶ直線Ｌ１〜Ｌｎに対して、次の移動区間Ｌ２〜Ｌｍの終端が位置する方向から離れる方向に移動した後に、前記終端へ近づく方向に戻る移動経路Ｒ１〜Ｒｍをとるように、各軸の駆動源４，５の制御を行う。このように、一旦、次の移動区間Ｌ２〜Ｌｍの終端とは逆方向に移動させておくため、いわば助走を行って中間点Ｂ１〜Ｂｎを通過することになる。また、移動体３の移動経路Ｒ１〜Ｒｍは、各中間点中間点Ｂ１〜Ｂｎを通る滑らかな曲線となる。このため、中間点中間点Ｂ１〜Ｂｎで急激に減速させたり急激に再加速する必要がなく、移動時間の短縮が図れる。また、移動体３に加わる加速度ベクトルの絶対値を可能な限り小さくできて、搬送装置２の強度上の要求も少なくて済み、省エネルギの面でも優れたものとなる。

また、モーション制御部７は、一端が開始点Ａとなる移動区間Ｍ１の移動経路Ｒ１の始まり部分を直線経路部分Ｒ１ａとし、かつ、一端が目標点Ｃとなる移動区間Ｍｍの移動経路Ｒｍの終わり部分を直線経路部分Ｒｍａとする。
そのため、例えば、目標点Ｃが旋盤の主軸チャック２３に対応する位置であっても、ワークＷを主軸チャック２３の軸心方向に移動させることができて、主軸チャック２３への円滑かつ確実な受け渡しが行える。また、開始点Ａがワークフィーダ等のワーク供給台３５上のワークＷを把持する位置である場合に、直線経路での昇降により、移動体２によってワークＷを確実に把持することができる。

さらに、前記のように、各移動区間の方向の関係によって、Ｓ字状の移動経路Ｒ３とするため、各移動区間が、逆方向に折れ曲がる蛇行経路となる場合にも、上記の移動時間短縮等の目標を達成が可能となる。

図３は、上記実施形態のモーション制御装置１が適用される搬送装置２の具体例の一つを示す。同図は、加工機２０とガントリ形式の搬送装置２とを備える加工設備を示す。
加工機２０は、タレット旋盤等の工作機械であり、ベッド２１上の主軸台２２に、主軸チャック２３を有する主軸が設置され、主軸台２２の側方に、タレットからなる刃物台（図示せず）が設けられている。加工機２０は、機体カバー２６で覆われ、機体カバー２６の天井板部２６ａに、主軸チャック２３の上方に位置してシャッタ（図示せず）で開閉される天井開口２７が設けられている。

搬送装置２は、加工機２０の上方で水平（Ｘ軸方向）に延びるレール２８に走行体２９を設置し、走行体２９に、前後移動台３０および昇降ロッド３１を介して、ローダヘッド３２が昇降可能に設けられている。ローダヘッド３２は、ワークＷを把持する２個のローダチャック３３を有している。これら２個のローダチャック３３は、主軸チャック２３に対向する向きと下向きとに設けられ、互いに位置を入れ換え可能とされている。上記ローダヘッド３２が、図１の例の移動体３である。また、走行体２９に搭載されて走行体２９を走行駆動する駆動源２９ａが図１のＸ駆動源であり、前後移動台３０に搭載されてローダヘッド３２を昇降駆動する駆動源３２ａが図１のＹ軸駆動源である。加工機２０からＸ軸方向に離れて、ワークフィーダ等のワーク供給台３５が設けられている。

この加工設備では、ローダヘッド３２が、開始点Ａで、ワークフィーダ３５上のワークＷを下向きのローダチャック３３で把持し、第１の中間点Ｂ１まで上昇する。この後、ローダヘッド３２が走行体２９の走行により機体カバー２６の天井開口２７の上方位置（中間点Ｂ２）まで走行し、ここから下降して天井開口２７を通り、機内に進入する。主軸チャック２３の高さ位置（第３の中間点Ｂ３）まで下降した後、主軸チャック２３に対向してＸ軸方向に移動し、目標点Ｃに至ると、主軸チャック２３に対してワークＷの搬入を行う。このような移動を行うについて、各移動区間Ｍ１〜Ｍｍにおける移動経路Ｒ１〜Ｒｍが、上記の移動経路Ｒをとる。
図１の許容ゾーンＺ（図１）は、例えば、天井開口２７の縁にローダヘッド３２が干渉しないで昇降できる範囲と、機体カバー２６の上方でローダヘッド３２が干渉しないで水平走行できる範囲と、ワークフィーダ３５の上方でローダヘッド３２が周辺物（図示せず）と干渉しないで走行できる範囲に対して設定される。
このようなガントリ形式の搬送装置２の場合に、この発明における前記各効果が効果的に発揮される。

図４は、上記実施形態のモーション制御装置１が適用される搬送装置２の他の具体例を示す。同図は、板材用の加工機４０と搬送装置２とを備える加工設備を示す。
加工機４０は、タレット式のパンチプレスからなり、テーブル４１上の板材のワークＷを前後（Ｙ軸方向）および左右（Ｘ軸方向）に移動させる板材送り機構４２、および加工位置ＰでワークＷにパンチ加工を行うパンチ駆動機構４３、並びにパンチ金型を支持するタレット４４を備えている。この加工機４０は、板材のワークＷから複数の製品Ｗａを切り取る加工が可能である。

搬送装置２は、２本の前後レール４５上を移動する前後移動台４６に、左右方向に延びるレール４７が設けられ、レール４７に走行自在に設置された走行体４８に板材把持具４９が設けられている。この走行体４８が図１の移動体３となる。板材把持具４９は、板材Ｗや製品Ｗａを吸着する真空吸着パッド（図示せず）等を複数設けたものである。走行体４８は、走行駆動源４８ａを搭載しており、この走行駆動源４８ａが図１の例のＸ駆動源４となる。図６の前後移動台４６は前後移動用駆動源４６ａを搭載しており、この前後移動用駆動源４６ａが、図１の例のＹ軸駆動源５となる。

この構成の搬送装置２の場合にも、この発明における前記の各効果が効果的に発揮される。周辺物（図示せず）との干渉回避等のために、移動体３である走行体４８につき、開始点から目標点まで、複数の中間点を通過して移動させることが必要な場合がある。その場合に、この発明の上記各効果が、効果的に発揮される。

この発明の一実施形態に係る搬送装置のモーション制御装置の概念構成を示すブロック図と、その移動体の移動経路とを示す説明図である。 移動体の各軸の速度曲線例の一部を示すグラフである。 搬送装置の具体例を示す破断正面図である。 搬送装置の他の具体例を示す平面図である。 従来例の説明図である。

符号の説明

１…モーション制御装置
２…搬送装置
３…移動体
４，５…駆動源
７…モーション制御部
１１…経路演算手段
１１ａ…演算規則
１５…搬送プログラム
１６…直線経路生成部
２０…加工機
２３…主軸チャック
２７…天井開口
３２…ローダヘッド（移動体）
４０…加工機
４６…前後移動台
４８…走行体（移動体）
Ａ…開始点
Ｂ１〜Ｂｎ…中間点
Ｃ…目標点
Ｌ１〜Ｌｎ，Ｌｍ…直線
Ｍ１〜，Ｍｎ，Ｍｍ…移動区間
Ｏ…軸心
Ｒ１ａ，Ｒ１Ｍａ…直線経路部分
Ｒ１〜Ｒｍ，Ｒｍ…移動経路
Ｘ…第１の座標軸
Ｙ…第２の座標軸
Ｚ…許容ゾーン

Claims (3)

1. 直交する第１および第２の座標軸の方向に移動自在に設けられ搬送物を保持して移動する移動体と、この移動体を前記第１および第２の座標軸の方向に移動させる各軸の駆動源とを有する搬送装置において、前記各軸の駆動源を制御する搬送装置のモーション制御装置であって、
   開始点から目標点まで、中間点を通過して前記移動体が移動するように、前記各軸の駆動源を制御するモーション制御部を備え、
   前記開始点、中間点、および目標点のうちの移動順が続く点の間で区分される各移動区間毎の移動体の移動経路につき、制御対象となる移動区間の両端を結ぶ直線に対して、次の移動区間の終端が位置する方向から離れる方向に移動した後に前記終端へ近づく方向に戻る移動経路をとるように、前記モーション制御部により各軸の駆動源の制御を行うものとした、
   ことを特徴とする搬送装置のモーション制御装置。
2. 前記モーション制御部は、前記各移動区間の移動経路のうち、一端が前記開始点となる移動区間の移動経路の始まり部分が直線経路部分となり、または一端が前記目標点となる移動区間の移動経路の終わり部分が直線経路部分となり、または前記両直線経路部分が生じるように、各軸の駆動源の制御を行う直線経路生成部を有するものとした請求項１記載の搬送装置のモーション制御装置。
3. 前記モーション制御部は、制御対象となる移動区間の両端を結ぶ直線に対して、次の移動区間の終端が位置する方向と、前の移動区間の始端が位置する方向とが逆の場合は、前記直線に対して途中で交差するＳ字状の移動経路をとるように、各軸の駆動源の制御を行うものとした請求項１または請求項２記載の搬送装置のモーション制御装置。

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