JP4315702B2 - フィーダモーション設定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス機械の加工ステーション間でワークを搬送するフィーダのモーションを設定するフィーダモーション設定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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、搬出するためのワーク搬送装置（フィーダ）が備えられている。このフィーダとしては、通常、ワーク搬送方向に沿って並設される一対のリフトビームと、これらリフトビームに対してワーク搬送方向に間隔を存して移動自在に支承される複数のクロスバーキャリアと、互いに対向するクロスバーキャリア間にワーク搬送方向と直交するように横架されるクロスバーを備え、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吸着して搬送するように構成されたものが用いられている。
【０００３】
ここで、前記フィーダにおいては、通常、搬送すべきワークと金型との干渉を避けるために、その昇降方向動作および搬送方向動作を所定のフィーダモーションとして設定し、このフィーダモーションに基づきリフト軸サーボモータおよびフィード軸サーボモータ等を制御することによりワーク搬送がスムーズに行えるようにされている。
【０００４】
一方、タンデムプレスラインでは、２台のプレス機械における下型の高さ（フィードハイト）が異なっている場合が少なくないことから、前述のトランスファプレスに用いられるフィーダのようにプレス加工動作に連動させてワークの搬入、搬出を行うことが極めて困難であり、両プレス機械の中間部にアイドルステーションを設けて、このアイドルステーションでワークの高さ調整を行うようにされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のようにアイドルステーションでワークを昇降させるようにした場合には、そのためのスペースを確保する必要があるだけでなく、余分な工程が必要となって生産性の低下が避けられないという問題点がある。また、ワークを昇降させるための機械装置も必要となるため、コスト高になるという問題点もある。
【０００６】
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、スライドを独立駆動させる２つの加工ステーション間でワーク搬送を行うフィーダにおいて、スムーズな動きの最適モーションを容易に設定することのできるフィーダモーション設定方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるフィーダモーション設定方法は、
プレス機械の加工ステーション間でワークを搬送するフィーダのモーションを設定するフィーダモーション設定方法であって、
前記フィーダは、ワーク搬送方向に沿って並設される一対のリフトビームと、各リフトビームに対してワーク搬送方向に移動自在に支承されるキャリアと、このキャリアに対してワーク搬送方向に移動自在に支承されるサブキャリアと、互いに対向位置にあるサブキャリア間に横架されるクロスバーと、このクロスバーに取り付けられてワークを保持するワーク保持手段とを備えており、
前記フィーダのリフト方向およびダウン方向にそれぞれ４行程設定し、アドバンス方向に１行程設定し、リターン方向に少なくとも２工程設定し、各行程では、開始位置および終了位置とそれら開始位置から終了位置までのストロークとを設定することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、フィーダのリフト方向およびダウン方向にそれぞれ４行程、アドバンス方向に１行程、リターン方向に少なくとも２行程のモーション基準形が設定されているので、このモーション基準形に基づき、各行程の開始位置および終了位置とそれら開始位置から終了位置までのストロークを設定するだけで、あるいは不要な行程部分についてはストロークを０に設定することで、フィードハイトの異なる段違いモーションを始めとしてあらゆるモーションを自由にかつ容易に設定することができる。したがって、モーション設定のために費やす労力を極端に低減させることができ、極めて実施効果の高い発明であると言える。
【０００９】
本発明においては、さらに、加減速曲線が、予め設定された曲線群から選択できるようにされているのが好ましい。こうすることで、フィーダの加減速部での曲線を予め用意された曲線、例えばトラペクロイド曲線、サイクロイド曲線および５次曲線等から選択して設定することができるので、モーション設定作業をより簡素化することができる。
【００１０】
また、前記アドバンス方向およびリターン方向の行程は、前記キャリアと前記サブキャリアとを個別に設定できるようにされているのが良い。このようにすれば、フィード軸（搬送方向軸）方向の動きを、フィード親軸としてのキャリアの動きと、フィード子軸としてのサブキャリアの動きの合成運動として設定することができるので、よりきめ細かなモーションの設定が可能となり、数多くのユーザーニーズに適合したモーションを得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるフィーダモーション設定方法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。
【００１２】
図１には本発明の一実施形態に係るタンデムプレスラインの部分正面図が示され、図２には本実施形態に係るタンデムプレスラインに用いられるフィーダの制御システム構成図が示されている。
【００１３】
本実施形態のタンデムプレスライン１は、相互に所定間隔を有して上流側（図の左側）から下流側へ向けて直列に配置される複数台（図１では２台のみを示す。）のプレス２，３を備えるとともに、互いに隣接配置された各プレス２，３の各加工ステーション間で図示されないワークの受け渡し（搬出・搬入）を行うフィーダ４を備えて構成されている。
【００１４】
前記各プレス２，３は、本体フレームとしてのアプライト５と、このアプライト５の上方に配されて駆動力伝達機構が内蔵される上部フレーム６と、前記アプライト５に上下動自在に支承され、前記駆動力伝達機構を介して上下動されるスライド７と、このスライド７に対向配置されてベッド８上に設けられるボルスタ９とを備え、スライド７の下端に装着される上金型と、ボルスタ９の上端に装着される下金型とによってワークに加工がなされるように構成されている。
【００１５】
前記フィーダ４は、ワーク搬送方向の左右両側に互いに離間して配される一対のリフトビーム１０を備えている。このリフトビーム１０の上部には、アプライト５に沿うように上方へ向けて延設されるロッド１１が取着されている。このロッド１１にはラックが刻設され、このラックがリフト軸サーボモータ１２の出力軸に動力伝達機構を介して駆動連結されるピニオンに噛合することで、サーボモータ１２の正逆回転によってリフトビーム１０が昇降動されるようになっている。ここで、前記リフト軸サーボモータ１２は、コントローラ（制御部）１３からの制御信号により予め設定されたフィーダモーションに基づき制御される。
【００１６】
左右の各リフトビーム１０の下方にはそのリフトビーム１０の長手方向（ワーク搬送方向）に沿って移動可能なキャリア１４が配され、このキャリア１４の下方にはそのキャリア１４に沿ってワーク搬送方向に移動可能なサブキャリア１５が配されている。また、互いに対向する一対のサブキャリア１５，１５間はクロスバー（図示せず）により連結され、このクロスバーの下面に複数個のバキュームカップが装着されて、これらバキュームカップによってワークが吸着されるようになっている。ここで、前記キャリア１４およびサブキャリア１５はそれぞれ図示されないリニアモータによって移動され、各リニアモータはコントローラ１３からの制御信号により予め設定されたフィーダモーションに基づき制御される。
【００１７】
前記コントローラ１３には入出力部１６が付設されている。この入出力部１６は、フィーダ４のモーションが設定可能であるとともに、その設定されたデータに基づく演算結果等を表示するタッチパネル式の画面（図４〜図６参照）と、キーボードおよび各種設定スイッチ等により構成されている。この入出力部１６にて設定されたデータはモーションデータとしてコントローラ１３内の所定の記憶エリアに記憶される。
【００１８】
前記コントローラ１３は、前記入出力部１６等からの各種入力データに基づき所定の演算および判定処理を行い、この処理結果に基づいて各サーボアンプ（サーボドライバ）１７，１８，１９に指令値を出力し、これによってフィーダ４の各リフト軸サーボモータ１２およびキャリア１４、サブキャリア１５の各リニアモータ（図示せず）を制御する。また、前記リフト軸サーボモータ１２および各リニアモータにはそれらモータの速度を検出する速度センサ（図示せず）が付設され、これら速度センサにより検出される速度信号がコントローラ１３に入力されることにより各サーボアンプ１７〜１９に速度フィードバックがかけられるようになっている。
【００１９】
次に、図４〜図６に示されるモーション設定画面を参照しつつ、フィーダ４のモーション設定のための入力手順およびコントローラ１３内での演算処理内容について説明する。なお、本実施形態では、フィーダ４のリフト軸、フィード親軸（キャリア１４をリニアモータにて移動させる移動軸）およびフィード子軸（サブキャリア１５をリニアモータにて移動させる移動軸）の３軸のフィーダモーションを設定する場合を例にして説明する。
【００２０】
前記コントローラ１３の記憶エリア内には、予め図３に示されるようなフィーダ４のモーション基準形が記憶されている。このモーション基準形においては、ワークを吸着点にて上流側プレス２の加工ステーションの下型内より吸着してリフト（Ｌ）軸方向に持ち上げ（ＵＰ１行程）、所定区間フィード（Ｆ）軸方向に搬送した後、再度リフト軸方向に持ち上げて（ＵＰ２行程）所定区間前進移動し、この後、リフト軸方向に下げて（ＤＯＷＮ１行程）所定区間フィード（Ｆ）軸方向に搬送し、下流側のプレス３の加工ステーションの下型内に入れるためにリフト軸方向に下げて（ＤＯＷＮ２行程）、解放点にてワークの吸着を解放し、次いで、フィーダ４を上流側プレス２の加工ステーションに戻すために一旦上方へ持ち上げて（ＵＰ３行程）リターン方向に移動させた後、上げ（ＵＰ４行程）、後退、下げ（ＤＯＷＮ３行程）および後退の各行程を経て吸着点に戻す（ＤＯＷＮ４行程）ことにより１サイクルが終了する。なお、スライド下死点前後において、クロスバー、バキュームカップおよびワーク等が金型に押しつぶされないように、リターン行程の所定の位置にクロスバーを一時停止させる待機点が設けられている。
【００２１】
本実施形態においては、図３に示されるモーション基準形をベースにして、フィード親軸モーション（図４）、フィード子軸モーション（図５）およびリフト軸モーション（図６）の各設定画面において各データを入力することにより所望のフィーダモーションを設定することが可能である。
【００２２】
まず、図４に示されるフィード親軸モーション設定画面２０においては、カム底絶対位置（フィーダの原点の絶対位置。この原点はモーション中の最下点に設定する。）２１と待機点角度（プレス間の途中位置の休止する位置での角度）２２とがテンキー２７にて設定できるようにされている。また、行程２３としては、アドバンス行程が１行程と、リターン行程がリターン１およびリターン２の２行程が用意されており、これら各行程毎に開始角２４、終了角２５とその間のストローク２６がテンキー２７にて設定できるようにされるとともに、カムプロフィール（加減速曲線）２８として、１．トラペクロイド曲線、２．サイクロイド曲線、３．５次曲線のうちのいずれかのプロフィールが設定できるようにされている。ここで、「開始角」「終了角」「待機点角度」等の角度は、コントローラ１３に内蔵されている仮想クランク角検出器（仮想カム）の角度を示すものである。この仮想カムは、フィーダ４の昇降動作および搬送動作を制御するためのものであり、所定の速さでそのクランク角の数値を進めたり戻したりする機能を有している。また、カムプロフィールとは、この仮想カムのカムプロフィールを指す。なお、フィード親軸モーションのリターン行程に２行程用意されているのは、待機点あるいは待機点付近において、キャリア１４が一時停止することを考慮したからである。
【００２３】
また、図５に示されるフィード子軸モーション設定画面３０においては、行程３１として、アドバンス行程が１行程と、リターン行程がリターン１、リターン２およびリターン３の３行程が用意されており、各行程毎の開始角３２、終了角３３およびストローク３４、更にはカムプロフィール３５が設定できるようにされている。また、カム底絶対位置３６も設定できるようにされている。なお、フィード子軸モーションのリターン行程に３行程用意されているのは、キャリア１４の動きに対し独立したサブキャリア１５の動きを設定可能にするためである。
【００２４】
さらに、図６に示されるリフト軸モーション設定画面４０においては、カム底絶対位置４１のほか、カム底絶対位置（最下点ポイント）が吸着点であるか、解放点であるかを選択する選択釦４２，４３と、全リフトストロークのデータを入力する欄４４が設けられている。また、行程４５としては、ＵＰ１，ＵＰ２，ＤＯＷＮ１，ＤＯＷＮ２，ＵＰ３，ＵＰ４，ＤＯＷＮ３，ＤＯＷＮ４（図３参照）の上昇４行程、下降４行程の８行程が用意されており、各行程毎の開始角４６、終了角４７およびストローク４８、更にはカムプロフィール（トラペクロイド曲線もしくは５次曲線）４９が設定できるようにされている。
【００２５】
したがって、オペレータは、これら各設定画面２０，３０，４０において、所要のデータ入力を行う（不要な行程については「０」を入力する）と、コントローラ１３内においては、予め設定されているモーション基準形（図３参照）に基づき、入力されたデータにしたがって所望のモーションパターンを演算して出力する。なお、このようにして決定されたフィーダモーションは画面上に表示される。
【００２６】
図７、図８には、本実施形態において設定されるモーションパターン例が示されている。
【００２７】
図７（ａ）に示されるモーションパターンは、プレス２，３の下型の高さが等しい場合の標準的なモーション（ノーマルモーション）である。このモーションにおいては、吸着点からリフト軸方向に上昇された後、フィード軸方向に水平移動され、下流側の加工ステーションに近接した位置でリフト軸方向に下降されて解放点に至るモーション（戻り側も同様）である。
【００２８】
また、図７（ｂ）に示されるモーションパターンは、プレス２に対してプレス３の下型の高さが低い場合の段違いモーションである。このモーションにおいては、吸着点からリフト軸方向に上昇されてフィード軸方向に水平移動された後、中間部において下降されて再度水平移動され、下流側の加工ステーションに近接した位置でリフト軸方向に下降されて解放点に至るモーション（戻り側も同様）である。また、図７（ｃ）に示されるモーションパターンは、プレス２に対してプレス３の下型の高さが高い場合の段違いモーションである。このモーションにおいては、吸着点からリフト軸方向に上昇されてフィード軸方向に水平移動された後、中間部において更に上昇されて再度水平移動され、下流側の加工ステーションに近接した位置でリフト軸方向に下降されて解放点に至るモーション（戻り側も同様）である。
【００２９】
次に、図８（ｄ）に示されるモーションパターンは、図７（ａ）に示されるノーマルモーションに対して、吸着点、解放点およびワーク搬送方向が逆になった逆流パターンである。この逆流パターンは、逆流釦（図示せず）を押すことで、予め用意されている逆流モーションに切替えて実行する。この場合、設定データもインタロック信号もノーマルモーションのままである。
また、図８（ｅ）に示されるモーションパターンは、リターン１行程のストロークをリターン２行程のストロークよりも短くして、上流側の加工ステーションにおける下型の高さを下方へシフトさせるようにしたパターンである。
【００３０】
以上のように本実施形態のフィーダモーション設定方法によれば、オペレータは、各軸のモーション設定画面において各行程毎のデータおよびカムプロフィール等を入力するだけで、所望のフィーダモーションを得ることができるので、モーション設定のために費やす労力を極端に低減させることができるという優れた効果がある。また、上流側プレスと下流側プレスのフィードハイトが異なっている場合には、従来は、中間部にアイドルステーションを設けてそのアイドルステーションでワークの昇降動作を行う必要があったが、本実施形態の設定方法によれば、段違いモーションであっても図７（ｂ）（ｃ）に示されるように容易に設定することができるので、アイドルステーションを設けることが不要となって、装置構成の簡易化と生産性の向上とを図ることができる。
【００３１】
本実施形態においては、リフト軸がサーボモータ駆動で、フィード親軸およびフィード子軸がリニアモータ駆動のものを説明したが、各軸の駆動方法は適宜選択できることは言うまでもない。
【００３２】
また、本実施形態においては、タンデムプレスラインに用いられるフィーダモーション設定方法について説明したが、本発明は、タンデムプレスラインに限らず、他のプレス機械のフィーダに対しても適用できるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るタンデムプレスラインの部分正面図である。
【図２】図２は、本実施形態におけるフィーダの制御システム構成図である。
【図３】図３は、フィーダのモーション基準形を示す図である。
【図４】図４は、フィード親軸モーション設定画面を示す図である。
【図５】図５は、フィード子軸モーション設定画面を示す図である。
【図６】図６は、リフト軸モーション設定画面を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態におけるモーションパターン例（１）を示す図である。
【図８】図８（ｄ）（ｅ）は、本実施形態におけるモーションパターン例（２）を示す図である。
【符号の説明】
１ タンデムプレスライン
２，３ プレス
４ フィーダ
１０ リフトビーム
１２ リフト軸サーボモータ
１３ コントローラ
１４ キャリア
１５ サブキャリア
１６ 入出力部
２０ フィード親軸モーション設定画面
３０ フィード子軸モーション設定画面
４０ リフト軸モーション設定画面

Claims (3)

1. プレス機械の加工ステーション間でワークを搬送するフィーダのモーションを設定するフィーダモーション設定方法であって、
   前記フィーダは、ワーク搬送方向に沿って並設される一対のリフトビームと、各リフトビームに対してワーク搬送方向に移動自在に支承されるキャリアと、このキャリアに対してワーク搬送方向に移動自在に支承されるサブキャリアと、互いに対向位置にあるサブキャリア間に横架されるクロスバーと、このクロスバーに取り付けられてワークを保持するワーク保持手段とを備えており、
   前記フィーダのリフト方向およびダウン方向にそれぞれ４行程設定し、アドバンス方向に１行程設定し、リターン方向に少なくとも２工程設定し、各行程では、開始位置および終了位置とそれら開始位置から終了位置までのストロークとを設定することを特徴とするフィーダモーション設定方法。
2. さらに、加減速曲線が、予め設定された曲線群から選択できるようにされている請求項１に記載のフィーダモーション設定方法。
3. 前記アドバンス方向およびリターン方向の行程は、前記キャリアと前記サブキャリアとを個別に設定できるようにされている請求項１に記載のフィーダモーション設定方法。

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