JP3423141B2 - 同期ずれ復帰装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィードバーのリ
フト軸方向への移動を多軸サーボ駆動で行うサーボフィ
ーダにおける各軸間の同期ずれ復帰装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トランスファプレスにおいて
は、連続して行われる多工程のプレス加工に連動して加
工すべきワークを加工位置に対して搬入，搬出するため
のフィーダ装置が備えられている。従来、このフィーダ
装置としては、ワーク搬送方向に沿って並設される一対
のフィードバーと、これらフィードバー間に横架される
クロスバーとを備えて、このクロスバーに取り付けられ
るバキュームカップによってワークを真空吸着して搬送
する方式のもの、あるいはフィードバーに取り付けられ
るフィンガーによりワークを両側から把持して搬送する
方式のものなどが知られている。この場合、一対のフィ
ードバーが二次元運動もしくは三次元運動を行うことに
よって互いに隣接するプレス装置の金型間をワークが移
送されるようになっている。

【０００３】このフィードバーの駆動方式としては、こ
のフィードバーをカムおよびリンク機構によってプレス
装置と連結して駆動する機械的駆動方式が最も一般的で
あるが、この方式によれば金型交換時における調整作業
が極めて困難であることから、最近では、このフィード
バーをプレス装置とは別個のモータ（サーボモータ）に
よって駆動する単独駆動方式のものが用いられてきてい
る（例えば、特開平６−２１８４５８号公報）。この単
独駆動方式のフィーダ装置（サーボフィーダ）を備える
トランスファプレスによれば、フィーダ装置のモーショ
ンが自由に変更でき、かつ構造がシンプルになるといっ
た長所を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このサーボ
フィーダにおいては、運転中に例えば特定軸のサーボモ
ータに過負荷が加わるといった異常発生等によって各軸
間に同期ずれを生じたまま緊急停止する場合があり、こ
のような場合にその軸間同期ずれを修正するために所定
の目標位置まで全軸を移動させることが必要となる。こ
の場合、各軸を同速度で移動させるのでは、図６に示さ
れるように、目標位置Ｘに到達する時間がその目標位置
Ｘからの距離によって異なることとなり、同期ずれの状
態によっては剛体であるフィードバーＹを曲げる方向の
無理な力がかかってしまう。

【０００５】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、サーボフィーダにおける各軸間の
同期ずれからの復帰操作を、安全にかつ機械損傷を最大
限回避して行うことのできる同期ずれ復帰装置を提供す
ることを目的とするものである。なお、特開平６−２１
８４５８号公報に示されるように、クロスバーキャリア
をリフトビームに装着してそのクロスバーキャリアをワ
ーク搬送方向へ移動自在に設け、搬送方向への移動を行
わないで昇降動のみを行うリフトビームについても本発
明においてはフィードバーと称するものとする。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述の
目的を達成するために、本発明による同期ずれ復帰装置
は、フィードバーのリフト軸方向への移動を多軸サーボ
駆動で行うサーボフィーダにおける各軸間の同期ずれ復
帰装置であって、（ａ）各軸の現在位置に応じて全軸の
同期位置を検出する同期位置検出手段、（ｂ）この同期
位置検出手段により検出される同期位置からの各軸の現
在位置のずれ量を検出するずれ量検出手段および（ｃ）
このずれ量検出手段により検出される各軸毎のずれ量を
同一時間で移動させるように各軸のサーボモータを制御
する制御手段を備えることを特徴とするものである。

【０００７】本発明においては、軸間に同期ずれを生じ
たまま停止した場合、各軸の現在位置に応じて全軸の同
期位置が検出され、この検出される同期位置からの各軸
の現在位置のずれ量が検出され、このずれ量を同一時間
で移動させるように各軸のサーボモータが制御されて復
帰動作がなされる。こうして、各軸の同期位置への復帰
が各軸同時スタート，同時到着でなされるので、この復
帰時のフィードバーもしくはモータへの負荷を最小に抑
えることができる。したがって、オペレータが意識する
ことなく、機械損傷を最大限回避しながら復帰操作を行
うことが可能となる。

【０００８】本発明において、前記制御手段は、前記同
期位置から前記フィードバーの目標到達位置までの起動
停止時の加減速をサイクロイド曲線により行うものであ
るのが好ましい。この起動停止時の加減速を直線的に行
うものでは、起動停止時の変化が急激になり、ゲインを
下げて追従性を犠牲にしなければスムーズな起動停止を
行うことができないが、この加減速をサイクロイド曲線
により行うと、加速度もしくは減速度の変化の少ないモ
ーションで起動停止を行うことができる。

【０００９】前記同期位置は、前記フィードバーの上昇
時には各軸の現在位置のうちで最も高い位置であり、前
記フィードバーの下降時には各軸の現在位置のうちで最
も低い位置であるのが好ましい。こうすることで、フィ
ードバーの上昇操作時にそのフィードバーが下降動作し
たり、あるいは下降操作時に上昇動作することがないの
で、オペレータの違和感を伴わずにスムーズに各軸を復
帰させることができる。

【００１０】また、前記同期位置は、各軸の現在位置の
うちの平均の高さ位置とすることもできる。このように
した場合には、復帰時における各軸の移動距離を最小に
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明による同期ずれ復帰
装置の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明す
る。

【００１２】図１は、本発明の一実施例に係るトランス
ファプレスの全体概略斜視図であり、図２は、このトラ
ンスファプレスのシステム構成を模式的に示す図であ
る。図示のように、本実施例のトランスファプレスは、
ワーク（図示せず）に対してプレス成形を行うために各
加工ステーション毎に分割されてなるプレス本体１と、
このプレス本体１内に配設されてワークをフィード方向
Ａに移動させるフィーダ装置２とを備えるものとされて
いる。

【００１３】前記プレス本体１においては、各加工ステ
ーション毎に横架されるスライド駆動機構によってプレ
ススライド３が上下動自在に設けられ、このプレススラ
イド３の下面に取り付けられる上型とそのプレススライ
ド３に対向するように設けられるムービングボルスタ４
上の下型５との間でプレス成形が行われるようになって
いる。ここで、このスライド駆動機構は、プレスコント
ローラからの信号によって制御されるメインモータ６
と、このメインモータ６により駆動されるドライブシャ
フト７と、このドライブシャフト７に取り付けられるフ
ライホイール８，クラッチ９ａ，９ｂおよび図示されな
いブレーキとを備えている。

【００１４】一方、前記フィーダ装置２は、ワークのフ
ィード方向Ａに沿って並設されるとともに、プレス本体
１に取り付けられるリフト機構によって上方より吊り下
げられてなる一対のフィードバー１１を有している。こ
こで、このリフト機構は、サーボモータ１２により減速
器１２Ａを介して回転されるピニオン１３とそのピニオ
ン１３に噛合するラック杆１４とを有し、これらラック
杆１４の下端に前記フィードバー１１が支持されて、サ
ーボモータ１２の駆動によりそれらフィードバー１１が
プレス本体１の動作に同期して上下駆動されるようにな
っている。また、これらフィードバー１１等の自重との
バランスを取るために、各ラック杆１４に隣接してバラ
ンスシリンダ１５が配設されている。なお、本実施例に
おいては、等間隔に配置される左右各５個ずつ計１０個
のサーボモータ１２によって一対のフィードバー１１が
上下動されるようになっている。

【００１５】前記フィードバー１１の下面には、フィー
ド方向Ａに間隔を存して複数のクロスバーキャリア１６
がそのフィード方向Ａに移動自在に支承されている。そ
して、互いに対向するクロスバーキャリア１６，１６間
にはフィード方向Ａと直交するようにクロスバー１７が
横架され、これらクロスバー１７にワーク吸着用のバキ
ュームカップ１８が取り付けられている。

【００１６】フィード方向Ａに互いに隣接するクロスバ
ーキャリア１６，１６間は連結杆により連結されてい
て、これらクロスバーキャリア１６が同時にフィード方
向Ａへ移動できるようにされている。また、最上流に位
置するクロスバーキャリア１６は連結杆１９を介してカ
ムレバー２０の先端部に接続され、このカムレバー２０
の基端部はプレス本体１より取り出される動力にて回転
されるフィードカム２１に当接されている。こうして、
フィードカム２１が回転されることにより前記カムレバ
ー２０が揺動されて各クロスバーキャリア１６がフィー
ド方向Ａへ駆動できるようになっている。

【００１７】前記ドライブシャフト７の回転角度はプレ
ス角度検出器（カム角度検出器）２２によって検出さ
れ、この検出されるプレス角度に応じてフィーダコント
ローラ２３により各サーボアンプ（サーボドライバ）２
４を介して各サーボモータ１２が制御される。これによ
って、プレス本体１の動作に同期してフィーダ装置２に
おけるクロスバーキャリア１６がフィード方向Ａへ往復
動され、各クロスバー１７に取り付けられるバキューム
カップ１８にてワークが吸着されて各加工ステーション
へ順次搬送される。

【００１８】また、各サーボモータ１２にはそれらサー
ボモータ１２の現在位置を検出する位置検出器（エンコ
ーダ）２６が付設され、これら位置検出器２６により検
出される位置信号がフィーダコントローラ２３に入力さ
れるようになっている。一方、このフィーダコントロー
ラ２３においては、この位置検出器２６から入力される
現在位置情報と、プレス角度検出器２２から入力される
プレス角度情報とに基づいてそれらの差分が演算され、
この差分が０になるように各サーボアンプ２４を介して
各サーボモータ１２に移動指令が発せられる。

【００１９】なお、前記フィーダ装置２の単独運転のた
めの単独モータ２５が設けられており、前記ドライブシ
ャフト７はその単独モータ２５によりクラッチ９ｃを介
しても駆動されるようになっている。

【００２０】前記フィーダ装置２は、このフィーダ装置
２により搬送されるワークと金型との干渉を避けるため
に、所要のモーションパターンにしたがって駆動され
る。図３には、このモーションパターンの一例（二次元
モーションの例）が示されている。この例において、ワ
ークは吸着点Ｐにて前ステーションの下型内より吸着さ
れてＺ軸方向に持ち上げられた後、次ステーションの下
型上までＸ軸方向に搬送され、この下型内に入れるため
にＺ軸方向に下げられて解放点Ｑにてワークの吸着が解
放される。次に、前ステーションへ戻るために一旦上方
へ持ち上げられた後下方の待機点Ｒを通って再度上下動
されて吸着点Ｐに戻され、１サイクルが終了する。

【００２１】ところで、このフィーダ装置２において
は、運転中の異常発生等によってサーボモータ１２の各
軸間に同期ずれを生じたまま、例えば図５（ａ）に示さ
れるような状態で緊急停止する場合がある。本実施例で
は、このような同期ずれが発生すると、図４に示される
ようなフローチャートにしたがってその同期ずれが修正
される。次に、このフローチャートによってその同期ず
れ修正のための処理フローについて説明する。

【００２２】Ｓ１〜Ｓ２：各軸の現在値（現在の高さ）
を読み込み、次いで全軸が同期しているか否か、言い換
えれば全軸の高さに違いがあるか否かを判定する。 Ｓ３〜Ｓ５：全軸が同期していない場合に、最大高さ位
置にある軸（最大軸）と最小高さ位置にある軸（最小
軸）とを検出する。次いで、式Ｖ＝Δｓ／Δｔによって
各軸の速度Ｖを算出し、この算出される速度Ｖより各軸
のサーボアンプ２４に出力する指令値を算出する。ここ
で、Δｓは、フィードバー１１を上昇させるときには当
該軸位置と最大軸位置との距離であり、フィードバー１
１を下降させるときには当該軸位置と最小軸位置との距
離である。また、Δｔは、各軸の現在位置Ｂから同期位
置Ｃ（図５参照）までの移動に要する時間であって、予
め設定される各軸に共通の値である。こうして算出され
る速度Ｖは、Δｓが大きいほど大きな値になる。

【００２３】Ｓ６〜Ｓ８：単独手動運転（一般にＪＯＧ
運転と呼ばれる）の押釦としてのＵＰ釦もしくはＤＯＷ
Ｎ釦が押されたときには、算出された指令値をサーボア
ンプ２４にセットし、サーボモータ１２を作動させる。
また、このＵＰ釦もしくはＤＯＷＮ釦が押されないとき
には、ステップＳ１へ戻る。こうして、ＵＰ釦が押され
たときには、図５に示されるように、最大高さ位置にあ
る軸に全軸同期するように各軸が移動し、またＤＯＷＮ
釦が押されたときには、最小高さ位置にある軸に全軸同
期するように各軸が移動する。なお、この移動はΔｔが
一定であることから各軸同時スタート，同時到着でなさ
れる。

【００２４】Ｓ９〜Ｓ１０：前述のような処理によって
全軸が同期位置に達したとき、あるいは全軸同期状態に
あるときには、通常のＪＯＧ運転のフローに入って、各
軸の動作の目標位置を予め設定されるアップ端もしくは
ダウン端に設定し、現在位置からそのアップ端もしくは
ダウン端までの動作テーブルのうち、特に起動停止時の
加減速をサイクロイド曲線等のカム曲線で作成する。

【００２５】Ｓ１１〜Ｓ１３：ＵＰ釦もしくはＤＯＷＮ
釦が押されたときには、テーブル指令値をサーボアンプ
２４にセットし、サーボモータ１２を作動させる。ま
た、このＵＰ釦もしくはＤＯＷＮ釦が押されないときに
は、ステップＳ９へ戻る。なお、サーボモータ１２の作
動後においては次にＵＰ釦もしくはＤＯＷＮ釦が押され
るまで待機する。こうして、各軸は同期したまま上昇も
しくは下降される、この際、起動停止時の加減速がサイ
クロイド曲線等により設定されているので、この起動停
止時のショックを小さくすることができる。

【００２６】本実施例においては、フィードバーの上昇
時には最大高さ位置を同期位置とし、フィードバーの下
降時には最小高さ位置を同期位置とするものについて説
明したが、この同期位置は、各軸の現在位置のうちの平
均の高さ位置とし、この平均高さ位置よりも高い軸につ
いては下降させ、平均高さ位置よりも低い軸については
上昇させるようにする実施例も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係るトランスファ
プレスの全体概略斜視図である。

【図２】図２は、本実施例のトランスファプレスのシス
テム構成を模式的に示す図である。

【図３】図３は、フィーダ装置のモーションパターン例
を説明する図である。

【図４】図４は、同期ずれ修正のための処理フローを示
すフローチャートである。

【図５】図５（ａ）（ｂ）は、本実施例における同期ず
れ修正処理を説明する図である。

【図６】図６（ａ）（ｂ）は、従来の同期ずれ修正処理
を説明する図である。

【符号の説明】

１ プレス本体 ２ フィーダ装置 ５ プレスコントローラ ６ メインモータ １１ フィードバー １２ サーボモータ ２２ プレス角度検出器 ２３ フィーダコントローラ ２４ サーボアンプ ２６ 位置検出器 Ｂ 現在位置 Ｃ 同期位置

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィードバーのリフト軸方向への移動を
   多軸サーボ駆動で行うサーボフィーダにおける各軸間の
   同期ずれ復帰装置であって、（ａ）各軸の現在位置に応
   じて全軸の同期位置を検出する同期位置検出手段、
   （ｂ）この同期位置検出手段により検出される同期位置
   からの各軸の現在位置のずれ量を検出するずれ量検出手
   段および（ｃ）このずれ量検出手段により検出される各
   軸毎のずれ量を同一時間で移動させるように各軸のサー
   ボモータを制御する制御手段を備えることを特徴とする
   同期ずれ復帰装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記同期位置から前記
   フィードバーの目標到達位置までの起動停止時の加減速
   をサイクロイド曲線により行うものである請求項１に記
   載の同期ずれ復帰装置。
3. 【請求項３】 前記同期位置は、前記フィードバーの上
   昇時には各軸の現在位置のうちで最も高い位置であり、
   前記フィードバーの下降時には各軸の現在位置のうちで
   最も低い位置である請求項１または２に記載の同期ずれ
   復帰装置。
4. 【請求項４】 前記同期位置は、各軸の現在位置のうち
   の平均の高さ位置である請求項１または２に記載の同期
   ずれ復帰装置。