JP4507250B2 - トランスファプレス機械 - Google Patents

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Description

本発明は、実空間内に一定の相対位置関係をもって配置されたスライドのプレス動作を利用してプレス加工可能なプレス機械と材料を搬送可能な材料搬送装置とを具備し、プレス動作と搬送動作とを同期させたトランスファプレスサイクルの進行中に搬送された材料にプレス加工を施すことができるトランスファプレス機械に関する。
トランスファプレス機械を構成するプレス機械と材料搬送装置とは、実空間内に一定の相対位置関係をもって配置されている。かかるプレス機械のプレス動作と材料搬送装置の搬送動作とを同期させたトランスファプレスサイクルの進行中に、材料を搬送しつつプレス加工を施すことができる。
スライドのプレス(スライド)動作を利用してプレス加工するプレス機械には、大別して、フライホイール蓄動力駆動方式とサーボモータ駆動方式とがある。他方、フィンガーの搬送動作を利用して材料を前置金型(例えば、第1番目の金型)から後置金型(第2番目の金型)まで搬送可能な材料搬送装置には、大別して、機械的結合(例えば、クランク軸と搬送動力軸とを連結する。)方式とロボット方式とがある。機械的結合方式の材料搬送装置の場合は、プレス機械との機械的結合によって関連(同期化)されているので、プレス(スライド)モーションに従うプレス動作(スライド昇降動作)とトランスファモーションに従う搬送動作とは相互に干渉しない。
しかし、ロボット方式の材料搬送装置では、プレス動作に伴って進む実際クランク角度が設定搬送開始用角度になったときに材料の搬送動作を開始するように形成されている。フライホイール蓄動力駆動方式のプレス機械では、毎分のストローク数(spm)を上げる(下げる)とプレスモーションもそれに比例的に変化するから、材料搬送装置の搬送動作パターンの設定変更も困難ではない。
しかし、サーボモータ駆動方式のプレス機械(特許文献1を参照)は、プレス機械の自在なモーションを生かすために材料搬送装置もサーボモータ駆動方式とすることが望まれる。この場合でも、プレス動作に伴って進む実際クランク角度が設定搬送開始用角度になったときに材料の搬送動作を開始するように形成されている。
例えば、3次元方向搬送方式の場合には、各搬送(クランプ・アンクランプ、リフト・ダウン、アドバンス・リターン)動作とスライドの昇降動作とを干渉回避可能に同期調整した上で、材料の搬送(搬入,搬出等)を行なう。つまり、クランク軸に取付けられたエンコーダの出力信号(回転角度信号)からスライド位置を検出し、材料搬送装置の搬送動作パターンを決めている。したがって、プレス加工中にスライド位置が何処の位置にあっても、材料搬送装置側の構成部分(例えば、フィードバーに取付けられたフィンガーや材料等)とプレス機械側の金型(上型等)とが接触(干渉)することを回避することができる。
しかしながら、プレス動作パターンつまりプレス(スライド)モーションが設定変更される都度に、オペレータが材料搬送装置の搬送動作パターンつまりトランスファモーションを当該プレスモーションに対して最適なものに指定するのは、大変面倒でかつ長時間作業を必要とする。
つまり、プレス機械側のSPMは材料搬送装置側の制限SPMで拘束される。この制限SPMは各搬送機構の機械的剛性やイナーシャの大きさ、サーボモータの特性等により決まる最大加速度および最大速度で規制される。したがって、制限SPMを大きくする(高める)ためには、動作用割付角度幅(搬送動作開始角度および搬送動作終了角度で決まる。)を広くする必要がある。しかし、プレス機械の動作角度は有限(360度)である。つまり、動作用割付角度幅を一定とすれば、当該搬送用移動量を短くしなければ材料搬送装置側の制限SPMを大きくすることができない。他方、搬送用移動量を一定とすれば、動作用割付角度幅を広くしなければ当該搬送時間を長くすることによる制限SPMを大きくすることができない。
そこで、例えば、図19(A)に示すアンクランプ(UCL)動作とリターン(RTN)動作とクランプ(CLP)動作とを図19(B)に実線で示すように一部重複(同時)動作させて動作用割付角度幅を広くすることが考えられる。3次元搬送の場合には、図20(A)に示すアンクランプ(UCL)動作とリターン(RTN)動作とクランプ(CLP)動作とリフト(LFT)動作とアドバンス(ADV)動作とダウン(DWN)動作とを図20(B)に示すように一部重複(同時)動作させる。しかしながら、これら重複動作可能に設定する場合は干渉発生の確率が大幅に高まるので、極低速でプレス機械を運転しつつ材料搬送装置との干渉チェックをより慎重に行なう必要がある。具体的には、プレス速度を徐々に上げかつ各部品間の干渉チェックと動作用割付角度の設定操作とを繰り返しながら、妥協点を見出しているのが実情である。
このような煩雑さを避けるために、プレスモーションを低速としかつトランスファモーションを一定にした運用がなされる傾向にあったのが実状である。これでは、サーボモータ駆動方式のプレス機械のもつ特性、つまり任意のプレスモーション(例えば、プレス加工領域内での加工速度の低速化や一定化あるいは下死点での停留動作化)を選択することができる利点を十分に発現できない。しかも、干渉回避可能なプレス加工条件を勘や経験則だけを頼りに正確かつ迅速に設定することは至難といえる。
そこで、本出願人は、先に、プレスモーションおよびトランスファモーションの整合化の観点から、プレス機械と材料搬送装置との干渉回避を前提としつつ生産性を向上させることができるトランスファプレス機械を提案(特許文献2を参照)した。
この先提案トランスファプレス機械は、設定入力したプレス成形(加工)条件に従うプレス成形(加工)動作情報と設定入力した指定材料搬送条件に従う材料搬送動作情報とを利用して、材料搬送装置と金型との干渉を回避可能であることを前提とする整合的なプレス成形条件を算出可能かつ設定プレス成形条件に代えて算出された干渉回避可能プレス成形条件に従うプレス成形(加工)動作をさせるようにモータを駆動制御可能に形成されている。
特開2003−181698号公報 特開2003−245800号公報
ところで、特に、サーボモータ駆動方式のプレス機械を採用するプレス生産現場での金型トライ時などでは、プレスモーションやトランスファモーションの変更および諸部品の形状変更等が、一層頻繁に行われる傾向にある。したがって、実際のプレス加工に先立つ干渉発生チェックを一段と迅速かつ正確・安全に行なえるとともに干渉発生の回避を担保しつつSPMを高めた生産性の向上を目指したいとの要請が強い。
この要請を満たすためには、先提案トランスファプレス機械でも十分ではない。すなわち、干渉チェックのためには、プレス加工条件(例えば、加工開始位置,加工終了位置,加工領域内での指定速度パターン)と、材料搬送条件(例えば、アドバンス動作開始時,アドバンス動作速度,アドバンス動作距離等々)とをその都度に設定入力しなければならないが、これらは技術的・専門的な事項で短時間に正確に設定入力することは非常に困難である。人手も掛かり取扱いも非常に面倒である。入力ミスも生じ易く、結果が不正確になる虞もある。
しかも、干渉発生の有無は、設定入力されたプレス加工条件および材料搬送条件の中から所定の順序で選ばれた条件を所定の手順でかつ複数段階に渡って演算し、演算結果と予め設定された値とを比較することで判断される。かくして、何処に干渉が生じるのかを具体的に知ることが難しい。例えば、干渉を生じない上型部品に交換する等の対策が執れない。また、干渉自動回避のためにプレスモーションが予め決められた範囲内で自動的に変更されてしまうから、運用の実際に不適格な場合も生じる虞がある。さらに、熟練者以外の者にとっては取扱いが難しい点もある。
省みて、先提案トランスファプレス機械は、仮想干渉発生有無判定算出機能および自動モーション変更機能を導入したもので、金型や材料の形状が加味されていない。この意味において、実空間内での実機動作以前に実際的な仮想干渉発生有無の判別はできない。したがって、干渉発生の回避を担保しつつSPMを高めた生産性向上に有効なトランスファプレスモーション(サイクル)の確立が非常に困難である。
本発明の目的は、干渉発生の回避を担保しつつSPMを高めたトランスファプレスモーション(サイクル)の適正化を自動的かつ迅速・正確に行なえるトランスファプレス機械を提供することにある。
請求項1の発明に係るトランスファプレス機械は、実空間内に一定の相対位置関係をもって配置されたスライドのプレス動作を利用してプレス加工可能なプレス機械と材料を3次元搬送可能な材料搬送装置とを具備し、プレス動作と搬送動作とを同期させたトランスファプレスサイクルの進行中に搬送された材料にプレス加工を施すことができるトランスファプレス機械において、プレス機械の構成要素でかつ3次元形状データ化されたプレス側データ化構成要素と材料搬送装置の構成要素でかつ3次元形状データ化された搬送側データ化構成要素とを仮想空間内に実空間内の場合と同じ相対位置関係をもって展開配置した状態で記憶可能に形成し、仮想空間内で展開配置されたプレス側データ化構成要素のプレスモーションに従う仮想プレス動作と搬送側データ化構成要素のトランスファモーションに従う仮想搬送動作とを同期させた仮想トランスファプレスサイクルの進行中にプレス側データ化構成要素と搬送側データ化構成要素との間の干渉発生をチェック可能に形成された仮想干渉発生チェック装置を設け、第11の角度幅拡大手段によりクランプ・アンクランプ動作角度幅を拡大することで許容SPMの増大化を図る第1の許容SPM増大化手段と,許容SPM増大化後のクランプ・アンクランプ動作の進行中に仮想干渉発生チェック装置を働かせて干渉発生の有無を判別する第1の仮想干渉発生有無判別手段と,干渉発生無と判別された場合に第1の許容SPM増大化手段を再び働かせる第1の増大化繰り返し手段と,干渉発生有と判別された場合にクランプ・アンクランプ動作角度幅を縮小しかつクランプ・アンクランプ動作移動量を延長することで干渉発生を回避させる第1の干渉発生回避化手段とを含みクランプ・アンクランプ動作の最適化を実行可能に形成されたクランプ・アンクランプ動作適正化手段と、第21の角度幅拡大手段によりリフト・ダウン動作角度幅を拡大することで許容SPMの増大化を図る第2の許容SPM増大化手段と,許容SPM増大化後のリフト・ダウン動作の進行中に仮想干渉発生チェック装置を働かせて干渉発生の有無を判別する第2の仮想干渉発生有無判別手段と,干渉発生無と判別された場合に第2の許容SPM増大化手段を再び働かせる第2の増大化繰り返し手段と,干渉発生有と判別された場合にリフト・ダウン動作角度幅を縮小しかつリフト・ダウン動作移動量を延長することで干渉発生を回避させる第2の干渉発生回避化手段とを含みリフト・ダウン動作の最適化を実行可能に形成されたリフト・ダウン動作適正化手段とを備え、クランプ・アンクランプ動作適正化手段側で仮決めされたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMおよびリフト・ダウン動作適正化手段側で仮決めされたリフト・ダウン動作用許容SPMのいずれか一方でかつその値が小さい方の許容SPMを前記プレス機械のSPMとして自動的に決定可能に形成された、ことを特徴とする。
また、請求項2の発明に係るトランスファプレス機械は、第1の干渉発生回避化手段の働きによって延長されたクランプ・アンクランプ動作移動量が第11の限界移動量判別手段によって限界移動量であると判別された場合に第11の動作移動量短縮手段を働かせてクランプ・アンクランプ動作移動量を短縮することで延長前の値に戻し短縮可能に形成され、第2の干渉発生回避化手段の働きによって延長されたリフト・ダウン動作移動量が第21の限界移動量判別手段によって限界移動量であると判別された場合に第21の移動量短縮手段を働かせてリフト・ダウン動作移動量を短縮することで延長前の値に戻し短縮可能に形成されている。
また、請求項3の発明に係るトランスファプレス機械は、第1の許容SPM比較判別手段によって第11の角度幅拡大手段によるクランプ・アンクランプ動作角度幅の拡大に基づいて増大化されたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMとリターン動作用許容SPMとを比較してリターン動作用許容SPMの値の方が小さいと判別された場合に第12の角度幅拡大手段によりリターン動作角度幅を拡大可能かつ第1の仮想干渉発生有無判別手段がリターン動作角度幅の拡大後に仮想干渉発生チェック装置を働かせて判別動作可能に形成され、第2の許容SPM比較判別手段によって第21の角度幅拡大手段によるリフト・ダウン動作角度幅の拡大に基づいて増大化されたリフト・ダウン動作用許容SPMとアドバンス動作用許容SPMとを比較してアドバンス動作用許容SPMの値の方が小さいと判別された場合に第22の角度幅拡大手段によりアドバンス動作角度幅を拡大可能かつ第2の仮想干渉発生有無判別手段がアドバンス動作角度幅の拡大後に仮想干渉発生チェック装置を働かせて判別動作可能に形成されている。
また、請求項4の発明に係るトランスファプレス機械は、第12の限界角度幅判別手段によって第12の角度幅拡大手段による拡大後のリターン動作角度幅が180度を超える値であると判別された場合には第1の仮想干渉発生有無判別手段が判別動作禁止されかつ第12の角度幅縮小手段によりリターン動作角度幅を縮小可能に形成され、第22の限界角度幅判別手段によって第22の角度幅拡大手段による拡大後のアドバンス動作角度幅が180度を超える値であると判別された場合には第2の仮想干渉発生有無判別手段が判別動作禁止されかつ第22の角度幅縮小手段によりアドバンス動作角度幅を縮小可能に形成されている。
さらに、請求項5の発明に係るトランスファプレス機械は、第11の設定角度適正判別手段によってクランプ動作開始角度とアンクランプ終了角度との関係が不適正であると判別されかつ第11の移動量延長有無判別手段によってクランク・アンクランプ移動量が延長されていないと判別された場合に第11の移動量仮設定手段を働かせてクランク・アンクランプ移動量を仮設定可能に形成され、第21の設定角度適正判別手段によってダウン動作開始角度が0度を超えていない不適正であると判別されかつ第21の移動量延長有無判別手段によってリフト・ダウン移動量が延長されていないと判別された場合に第21の移動量仮設定手段を働かせてリフト・ダウン移動量を仮設定可能に形成されている。
さらにまた、請求項6の発明に係るトランスファプレス機械は、実空間内に一定の相対位置関係をもって配置されたスライドのプレス動作を利用してプレス加工可能なプレス機械と材料を2次元搬送可能な材料搬送装置とを具備し、プレス動作と搬送動作とを同期させたトランスファプレスサイクルの進行中に搬送された材料にプレス加工を施すことができるトランスファプレス機械において、請求項1の発明の場合と同様に3次元形状データ化されたプレス側データ化構成要素と搬送側データ化構成要素とを仮想空間内に実空間内の場合と同じ相対位置関係をもって展開配置した状態で記憶可能に形成しかつ請求項1の発明の場合と同様な仮想干渉発生チェック装置を設け、第31の角度幅拡大手段によりクランプ・アンクランプ動作角度幅を拡大することで許容SPMの増大化を図る第3の許容SPM増大化手段と,許容SPM増大化後のクランプ・アンクランプ動作の進行中に仮想干渉発生チェック装置を働かせて干渉発生の有無を判別する第3の仮想干渉発生有無判別手段と,干渉発生無と判別された場合に第3の許容SPM増大化手段を再び働かせる第3の増大化繰り返し手段と,干渉発生有と判別された場合にクランプ・アンクランプ動作角度幅を縮小しかつクランプ・アンクランプ動作移動量を延長することで干渉発生を回避させる第3の干渉発生回避化手段とを含みクランプ・アンクランプ動作の最適化を実行可能に形成されたクランプ・アンクランプ動作適正化手段を設け、さらに、第31の角度幅拡大手段によるクランプ・アンクランプ動作角度幅の拡大に基づいて増大化されたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMとリターン動作用許容SPMとを比較してリターン動作用許容SPMの値の方が小さいか否かを判別する第3の許容SPM比較判別手段と,リターン・アドバンス動作角度幅を拡大可能な第32の角度幅拡大手段と,クランプ動作終了角度とアドバンス動作開始角度とを合せかつアンクランプ開始角度とアドバンス動作終了角度とを合せるための第32の角度合せ手段とを設け、第3の許容SPM比較判別手段によってリターン動作用許容SPMの値の方が小さいと判別された場合に第31の角度幅拡大手段によりリターン・アドバンス動作角度幅を拡大可能かつ第32の角度合せ手段により角度合せ可能であるとともに前記第3の仮想干渉発生有無判別手段が角度合せ後に仮想干渉発生チェック装置を働かせて判別動作可能に形成されている。
請求項1の発明によれば、干渉発生の回避を担保しつつSPMを高めたトランスファプレスモーション(サイクル)の適正化を自動的かつ迅速・正確に行なえるトランスファプレス機械を提供することができる。しかも、複雑な設定入力作業や人手を必要としない。取扱いが容易である。また、実空間内でのトランスファプレスサイクルを実際に行なくてもよいから安全でかつリスクも少ない。
また、請求項2の発明によれば、請求項1の発明の場合の効果を奏することができることに加え、さらにクランプ・アンクランプ動作移動量が金型等で規定される幅の限界値に到達した時点での許容(限界)SPMに最適化できる。
また、請求項3の発明によれば、請求項1の発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらにクランプ動作終了角度とアンクランプ動作開始角度とが重なる直前の時点での限界SPMに最適化可能である。
また、請求項4の発明によれば、請求項3の発明の場合の効果を奏することができることに加え、さらにリターン動作角度幅およびアドバンス動作角度幅がそれぞれ180度を超えてしまう事態を完全に防止することができる。
さらに、請求項5の発明によれば、クランプ・アンクランプ動作移動量を短縮する仮設定を自動的に行なえるから、請求項1〜請求項4までの各発明の場合の効果を奏することができることに加え、さらにクランプ・アンクランプ動作移動量を延長していないのにクランプ動作終了角度とアンクランプ動作開始角度とが重なった場合(先の手動設定においてフィンガーが大回りとなるように設定されている虞がある。)に想定される許容SPMの制限を自動的に払拭ですることができる。
さらに、請求項6の発明によれば、2次元搬送方式の材料搬送装置を具備する場合でも請求項1の発明の場合(3次元搬送方式の材料搬送装置)と同様な効果を奏することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
本トランスファプレス機械(10,40)は、図1〜図16に示す如く、図6のデータ化構成要素記憶手段64IPTと図12に示す仮想干渉発生チェック装置と図10,図11に示すSPM自動決定装置[クランプ・アンクランプ動作適正化手段(61,64)およびリフト・ダウン動作適正化手段を含む最適化モーション決定制御手段(61,64)]とを設け、クランプ・アンクランプ動作適正化手段側で仮決めされたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMclp・uclおよびリフト・ダウン動作適正化手段側で仮決めされたリフト・ダウン動作用許容SPMlft・dwnのいずれか一方でかつその値が小さい方の許容SPMをプレス機械10のSPM(Stroke Per Minute)とする最適化モーションを自動的に決定可能に形成されている。
ここに、仮想干渉発生チェック装置は、図12,図13に示す如く、仮想プレス動作制御手段(61,64)と仮想搬送動作制御手段(61,64)と仮想干渉発生チェック制御手段(61,64)とを含み、3次元形状データ化された後に仮想空間内に実空間内の場合と同じ相対位置関係をもって展開配置した状態で記憶されているプレス側データ化構成要素(例えば、データ化上型16D)と搬送側データ化構成要素(例えば、データ化フィンガー43D)とを仮想トランスファプレスサイクルさせかつこのサイクル進行中に両者間に仮想干渉が発生するか否かをチェック可能に形成されている。つまり、実空間内でのトランスファプレスサイクルを実際に実行させることなく仮想空間内でのトランスファプレスサイクル進行中において干渉チェック可能に形成されている。
また、SPM自動決定装置[最適化モーション決定制御手段(61,64)]の一部を構成するクランプ・アンクランプ動作適正化手段は、第1の許容SPM増大化手段(61,64)と第1の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)と第1の増大化繰り返し手段(61,64)と第1の干渉発生回避化手段(61,64)とを含み、図10に示すクランプ・アンクランプ動作の最適化を実行可能に形成されている。
同様に、SPM自動決定装置の他の一部を構成するリフト・ダウン動作適正化手段は、第2の許容SPM増大化手段(61,64)と第2の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)と第2の増大化繰り返し手段(61,64)と第2の干渉発生回避化手段(61,64)とを含み、図11に示すリフト・ダウン動作の最適化を実行可能に形成されている。
本トランスファプレス機械10の基本的構成・機能は、模式的に記載した図1,主に運転制御装置(60)を中心に記載した図2(ブロック図)に示す如く、実空間内に一定の相対位置関係をもって配置されたスライド15(上型16)のプレス動作を利用してプレス加工可能なプレス機械10と、このプレス機械にフィンガー43の搬送動作を利用して材料200を搬送可能な材料搬送装置40とを具備し、プレス動作と搬送動作とを同期させたトランスファプレスサイクルの進行中に搬送された材料200にプレス加工を施すことができる。
すなわち、プレス機械10の機械的な構造を、主に図1を参照して説明する。本体(クラウン,コラム,フレーム,ベッド,ボルスタ19等を含む。)11に、スライド15(上型16)が上下方向に往復移動可能に装着されている。スライド15の昇降用動力は、クランク機構(クランク軸12,コンロッド14)およびギヤ列(13,32G)を介してサーボモータ30から供給される。すなわち、クランク機構を介してスライド昇降用モータ(30)の回転運動をスライド15(上型16)の上下(昇降…直線)運動に変換可能に形成してある。
なお、クランク機構による駆動では、上型16(スライド15)は上死点において最高位置となり、下死点において最低位置となり下型18と密接する状態である。後記する仮想下死点は、仮想空間内での下死点を指す。
図1および図2において、プレス制御装置37は、サーボモータ30(スライド昇降用モータ)を駆動制御しつつスライド15(上型16)を入力された目標スライド位置信号Shに対応する位置に昇降制御する。また、搬送制御装置45は、搬送用モータ(サーボモータ46)を駆動制御しつつ材料搬送装置40の一部を構成するフィードバー41(フィンガー43)を入力された目標搬送位置信号に対応する位置に搬送制御する。
サーボモータ30は、プレス(スライド)制御装置37によって回転制御される交流サーボモータから形成されている。このプレス制御装置(CNTR)37は、位置・速度制御部(コントローラ)と電流制御部(サーボアンプ)とを含み、コントローラには目標スライド位置信号Shが入力されかつエンコーダ30Eで検出されたモータ回転角度相当信号θmに対応する速度・位置信号がフィードバックされる。なお、モータ30はDC(直流)サーボモータやレラクタンスモータとしてもよい。
材料搬送装置40は、フィードバー41に保持されたフィンガー43に、図1,(図20)に示す如く、前置金型(下型18)内の材料200を挟持させるY軸方向へのクランプ動作(CLP)と、挟持した材料をアドバンス動作用高さまでZ軸方向への上昇させるリフト動作(LFT)と、挟持した材料を後置金型(下型18)の上方位置までX軸方向に供給搬送させるアドバンス動作(ADV)と、上方位置から後置金型の高さまで材料200を下降させるダウン動作(DWN)と、フィンガー43に材料を後置金型内で離脱させるアンクランプ動作(UCL)と、空のフィンガー43(フィードバー41)を前置金型まで戻し搬送させるリターン動作(RTN)と、を実行させる3次元搬送方式である。
図2において、運転制御装置を構成するコンピュータ60は、CPU(時計機能を含む)61,ROM62,RAM63,HDD64,操作部(PNL)65,表示部(IND)66および複数のインターフェイス(I/F)67A・67B・67C、69を含み、設定・選択・指令・制御等の機能を有しトランスファプレス機械(10、40)全体を運転制御する。
インターフェイス67Aはプレス制御装置37へ目標スライド位置信号Shを出力し、インターフェイス67Bは機械式ブレーキ29へブレーキSbを出力し、インターフェイス67Cにはエンコーダ12Eからクランク角度相当信号θkが入力される。
また、インターフェイス69は、アドバンス・リターン動作用の搬送制御装置(コントローラ,サーボアンプ)45ARにアドバンス・リターン動作指令信号Sar(アドバンス用がSa,リターン用がSr)を出力し、クランプ・アンクランプ動作用の搬送制御装置45CU(45C,45A)にクランプ・アンクランプ動作指令信号Scu(クランプ用がSc,アンクランプ用がSu)を出力する。また、リフト・ダウン動作用の搬送制御装置45LD(45C,45A)にリフト・ダウン動作指令信号Sld(リフト用がSl,ダウン用がSd)を出力する。
各動作用信号Sar(Sa,Sr),Scu(Sc,Su),Sld(Sl,Sd)には、当該各サーボモータ46AR,46CU,46LDの回転態様指定情報(加速度,最高速度,減速度、移動量等)も含まれる。つまり、サーボモータ46の回転数を徐々に上昇(加速)してスムース起動、最高速度での高速移動、回転数を徐々に下降(減速)してスムース停止を図る台形軌跡に従って所定量(距離)だけ1対のフィードバー41つまりは複数のフィンガー43を各動作方向に移動させることができる。
この第1の実施の形態では、実空間内で動作させるプレス動作制御手段(61,64)および搬送動作制御手段(61,64)、並びに仮想空間内で動作させる同期タイミング情報生成出力手段(61,64),仮想プレス動作制御手段(61,64),仮想搬送動作制御手段(61,64)および仮想干渉発生チェック制御手段(61,64)等の如く、項目の後ろに(61,64)と附記された手段は、それぞれに当該制御プログラムを格納させたHDD64とプログラムの実行機能を有するCPU61から形成されている。プログラム等は、RAM63に展開されて実行される。つまり、構成要素を主にソフトウエア的に構築してある。もとより、ロジック回路等によるハードウエアから構築してもよい。
クランプ・アンクランプ動作適正化手段(61,64)を構成する第1の許容SPM増大化手段(61,64),第1の仮想干渉発生有無判別手段(61,64),第1の増大化繰り返し手段(61,64),第1の干渉発生回避化手段(61,64)等およびリフト・ダウン動作適正化手段(61,64)を構成する第2の許容SPM増大化手段(61,64),第2の仮想干渉発生有無判別手段(61,64),第2の増大化繰り返し手段(61,64),第2の干渉発生回避化手段(61,64)等についても同様である。
本発明における特徴的な各制御プログラムは、図7に示す仮想制御プログラム格納手段64IPRG,図8に示す3次元搬送動作適正化制御プログラム格納手段64T3PRGにそれぞれ格納され、各制御プログラムに共通の事項(例えば、BIOS、固定値等の情報など)はROM62に格納されている。後記する第2の実施の形態における図17に示す2次元搬送動作適正化制御プログラム格納手段64T2PRGの場合も同様である。
なお、各手段の当該各制御プログラムの全部または一部は、HDD64ではなく、ROM62やFRAM(図示省略)等に格納しておく形式でも、データ通信回線を通じて外部からダウンロードしてあるいはメディアを用いてインストールする形式としても実施することができる。
実空間内におけるプレス機械10の駆動制御に関して、プレス動作制御手段(61,64)は、図2,図3に示す実際制御プログラム格納手段64MC(エリア64MCP)に格納(記憶)された実際のプレス動作制御プログラム並びに図4のモーション記憶手段64M(エリア64MP)に記憶された図1に示すプレスモーションSLDに従ってプレス制御装置37に目標スライド位置信号Shを生成出力する。このプレス(スライド)モーションSLDの縦軸はスライド15(上型16)の位置(高さ)で、横軸はサイクル(クランク角度)である。
プレス制御装置37の一部を形成するサーボアンプ(図示省略)には、コントローラから速度信号が入力され、モータ回転角度相当信号θmの変化に対応する速度信号がフィードバックされ、モータ駆動用の電流信号(トルク相当信号)Siを出力する。かくして、サーボモータ30の回転制御(トルク制御)により、スライド15(上型16)の上下方向位置を目標スライド位置信号Hpr(Sh)に対応する位置に正確に位置決め制御することができる。
かかるプレス動作制御手段(61,64)は、位置パルスの払出し方式構造とされ、サーボモータ30とクランク軸12とが直結され、例えば、設定されたモータ回転速度が120rpmで、エンコーダ30Eから1回転(360度)当りに出力されるパルス数が100万パルスで、払出しサイクルタイムが5mSである場合は、目標スライド位置信号Sh[1サイクル(5mS)毎に出力されるパルス数]は、10000パルス[=(1000000×120)/(60×0.005)]となる。
なお、クランク機構(クランク軸12)に取付けられたエンコーダ12Eは、クランク軸12の回転角度相当信号θkを出力する。この信号θkを換算することで、スライド15の上下方向位置Hを知ることができ、この実施の形態ではスライド位置Hiを表示部66に表示する。
材料搬送装置40は、3次元方向搬送(搬送)型の構造で、1対のフィードバー41(図1では、片方を図示省略している。)を含む搬送機構と、直交3軸のそれぞれに対応する3種類のサーボモータ46(アドバンス・リターン用46AR,クランプ・アンクランプ用46CU,リフト・ダウン用46LD)と、対応する搬送制御装置45AR,45CU,45LDとから形成され、サーボモータ46AR,46CU,46LDの回転制御により搬送動作可能に形成されている。
各搬送制御装置45AR,45CU,45LDは、プレス制御装置37の場合と同様にコントローラ(CNTR)とサーボアンプとから形成され、フィードバック信号(モータ回転角度相当信号θmar,θmcu,θmld)は各エンコーダ47AR,47CU,47LDから得る。Siar,Sicu,Sildは、モータ駆動用の電流(トルク相当)信号である。
実空間内において働く搬送動作制御手段(CPU61,HDD64)は、図3に示す実際制御プログラム格納手段64MC(エリア64MCT)に格納(記憶)された実際の搬送動作制御プログラム並びに図4のモーション記憶手段64M(エリア64MT)に記憶された図1に示すトランスファモーションTLD(Rar,Rcu,Rld)に従って、図2に示す目標搬送位置信号(Sar,Scu,Sld)を各搬送制御装置45AR,45CU,45LDに生成出力する。このトランスファモーションTLDの縦軸はフィンガー43の位置で、横軸はサイクル(クランク角度…角度)である。
プレス(スライド)モーション設定入力手段(操作部65)を用いて図4のプレスモーション記憶手段64M(64MP)に記憶させるプレスモーション(SLD)を設定入力可能とされ、またトランスファモーション設定入力手段(操作部65)を用いてトランスファモーション記憶手段64M(64MT)に記憶させるトランスファモーション(TRD)を設定入力可能に形成されている。なお、これらモーションは、仮想空間内での仮想干渉有無判別時の各データ化構成要素(データ化上型等)の仮想トランスファプレスサイクルの基礎として利用する。
ここにおいて、図6に示すデータ化構成要素記憶手段64IPTは、プレス側データ化構成要素と搬送側データ化構成要素とを仮想空間内に実空間内の場合と同じ相対位置関係をもって展開配置した状態で記憶する。プレス側データ化構成要素とは、プレス側の構成要素(例えば、スライド15、上型16等)でかつ3次元形状データ化(15D,16D等)されたものであり、プレス側構成要素の実物相当の3次元形状をデータ化したものである。
このデータ化は、3次元形状データ化制御手段によって成される。すなわち、3次元形状データ化制御手段(61,64)は、図5に示すデータ化対象記憶手段64PTを参照[図9のST(ステップ)01]して指定されたデータ化対象(実物)をそのまま3次元形状にデータ化する(ST04)。データ化対象は、表示部66に表示(ST02)された情報(例えば、上型16あるいは上型部品16BDごとの名称,寸法等データ)の中から、操作部65のキー操作やタッチ操作により指定(ST03)される。なお、データ化に際しては、縮尺してもよい。
このようにしてデータ化された構成要素(16D等…3次元CADデータ)は、データ化構成要素記憶制御手段(61,64)の働きで、図6のデータ化構成要素記憶手段64IPT(エリア64IPKD)に記憶される(ST06)。展開配置状態での記憶は、展開配置制御手段(61,64)との協働により行なわれる。
つまり、展開配置制御手段(61,64)は、予めレイアウト設定入力手段(操作部65)を用いて入力されかつ図5のデータ化対象記憶手段64PT(エリア64PBD)に記憶されているプレス機械10の基本データ(レイアウト情報等)を参照しつつ、3次元形状データ化されたプレス側データ化構成要素(例えば、データ化上型16D)を展開配置する(ST05)。レイアウト情報は、例えば、“プレス本体の左右・前後および上下の各中心とした位置情報”である。すると、展開配置データ記憶制御手段(61,64)が働き、この実施の形態では図6のデータ化構成要素記憶手段64IPT(エリア64IPTX)に“仮想空間内での展開配置データ”として記憶する(ST06)。
同様に、搬送側データ化構成要素についても3次元形状データ化処理および展開配置処理が行われ(ST03〜ST06)、必要な全ての構成要素について処理した後に終了(ST07でYES)する。データ化構成要素(例えば、データ化フィンガー43D)は図6のデータ化構成要素記憶手段64IPT(エリア64ITKD)に記憶される。また、プレス側データ化構成要素(16D等)の場合と同様に、図6のエリア64IPTXに“仮想空間内での展開配置データ”が記憶される(ST05)。つまり、仮想空間内での搬送側データ化構成要素(例えば、データ化上型16D)と搬送側データ化構成要素(例えば、データ化フィンガー43D)との相対位置関係が3次元CGにより、実空間内での相対位置関係と同一になる。
これら一連の作業は、表示部66に表示させたデータ化対象(例えば、上型16,上型部品16B等)および基本データ(レイアウト情報等)を目視確認しつつ進行することができる。完成後のプレス側データ化構成要素(16D等)および搬送側データ化構成要素(43D等)も、さらにそれらの仮想空間内での展開配置状態も、目視確認することができる。
なお、各データ化構成要素および展開配置データは、他の場所で作成し通信回線を通しあるいはメディアを介して図6に示すデータ化構成要素記憶手段64IPT(64IPTX)に記憶するように形成してもよい。
次に、仮想プレス動作制御手段(61,64)は、図6のデータ化構成要素記憶手段64IPT(64IPKD,64IPTX)に展開配置されたプレス側データ化構成要素(データ化スライド15D…データ化上型16D,データ化上型部品16BD)を、仮想空間内でかつ図4に示すプレスモーション記憶手段64M(エリア64MP)に記憶されたプレスモーションSLDに従って仮想プレス動作(図13を参照)させるための手段である。因みに、実空間内で働くプレス動作制御手段(61,64)はフィードバック制御用として単位時間ごとにパルス信号(Sh)を出力するのに対して、仮想プレス動作制御手段(61,64)の場合には記憶されたプレス(スライド)モーションを軌跡(SLD)として捉え、これをトレースすることができればよい。つまり、データ化上型16D(データ化上型部品16BD)をデータ化スライド15Dとともに軌跡(SLD)に沿って単位サイクル(時間)毎に昇降させることができればよい。
他方の仮想搬送動作制御手段(61,64)は、図6のデータ化構成要素記憶手段64IPT(64ITKD,64IPTX)に展開配置された搬送側データ化構成要素(データ化フィードバー41D…データ化フィンガー43D,データ化フィンガー部品43BD)を仮想空間内で図4のトランスファモーション記憶手段64M(エリア64MT)に記憶されたトランスファモーションTRDに従って仮想搬送動作(図13を参照)させるための手段である。
この場合も、実空間内で働く搬送動作制御手段(61,64)はフィードバック制御用として単位時間ごとにパルス信号(Sar,Scu,Sld)を出力するのに対して、仮想搬送動作制御手段(61,64)の場合には記憶されたトランスファモーションを軌跡(TRD)として捉え、これをトレースすることができればよい。つまり、データ化フィンガー43D(データ化フィンガー部品43BD)をフィードバー41Dとともに軌跡(TRD…Rar,Rcu,Rld)に沿って単位サイクル(時間)毎に昇降させることができればよい。
仮想同期タイミング情報生成出力手段(61,64)は、図13に示す仮想プレス動作制御手段(61,64)による仮想プレス動作と仮想搬送動作制御手段(61,64)による仮想搬送動作とを同期させるための仮想同期タイミング情報を生成出力する。両動作の同期進行が、図1に示すように仮想トランスファプレスサイクルの進行(実行)となる(図12のST184を参照)。この実施の形態では、CPU61内の時計回路(図示省略)から発信される基準クロックを利用して仮想同期タイミング信号を生成出力する。
次に、仮想干渉発生チェック制御手段(61,64)は、仮想トランスファプレスサイクル(SLD,TRD)の進行中に3次元形状データ化されたプレス側データ化構成要素(データ化上型16D)と搬送側データ化構成要素(データ化フィンガー43D)との間に干渉が発生するか否かをチェック(図12のST185,ST186)する手段である。
この仮想空間内での干渉発生の有無チェックは、3次元CADデータ(プレス側データ化構成要素と搬送側データ化構成要素)を用いた逐次対応チェック方式により行なう。したがって、判別処理の負荷軽減および迅速化のために、各種の工夫を付随的に加えることができる。
例えば、プレス側データ化構成要素および搬送側データ化構成要素のそれぞれを、図6のデータ化構成要素記憶手段64IPTの各エリア64IPKD,64ITKD,64IPTに選択可能に記憶した実物相当3次元形状データ(複雑3次元形状データ化構成要素)のみならず、実物相当3次元形状を内包するものとして作成された単純3次元形状データ化構成要素を選択可能に記憶しておく。そして、データ化構成要素切換制御手段(61,64)を設け、仮想トランスファプレスサイクル中の所定タイミングにおいて、単純3次元形状データ化構成要素から当該複雑3次元形状データ化構成要素に切換可能に形成する。
単純3次元形状データ化構成要素とは、実物相当3次元形状(例えば、上型16)の各軸(X,Y,Z)方向の各最大寸法を包囲することができる大きさ(寸法)でかつ3次元形状データ化された構成要素である。詳しくは、実物相当3次元形状に対応する複雑3次元形状データ化構成要素(例えば、1000箇所の干渉チェック対象可能部位面を有する形状)を内包する単純な形状(例えば、6箇所の干渉チェック対象可能部位面を有する立方体形状や四角柱形状)とする。このようにすれば、対応チェック箇所を飛躍的に減少できるから処理の単純化および迅速化を期待できる。
かくして、初期段階ではデータ化構成要素の少なくとも一方を単純3次元形状データ化構成要素として仮想干渉発生有無を判別しかつその後に双方を複雑3次元形状データ化構成要素として仮想干渉発生有無を判別するように形成すれば、複雑3次元形状データ化構成要素同士が接近(乃至密着)するまでの予備的干渉チェック時間を大幅に短縮できる。つまり、切換前に大幅な処理負荷軽減と一段の処理迅速化を促進でき、効率的な運用ができる。
なお、上記の切換タイミングは、切換タイミング設定入力手段(操作部65)を用いて設定入力乃至設定変更可能に形成することができる。切換タイミングとしては、干渉が発生する蓋然性の高いプレス側データ化構成要素と搬送側データ化構成要素とが当接する直前とすることが好ましい。例えば、データ化上型部品16BD(データ化スライド15Dの下面)とデータ化フィンガー部品43BD(あるいはデータ化ボルスタ19Dの上面)との間の距離として設定することができる。また、仮想空間内での干渉は実害が発生しないので、データ化上型16D(データ化スライド15D)が仮想下死点に到達するまで仮想干渉発生有無判別を可能に形成しておく場合は、最初の干渉発生有の判別時(判別直後)を切換タイミングとして自動検出設定するように形成してもよい。
さらに、3次元形状データ化構成要素表示制御手段(61,64)を設け、仮想空間内に展開配置した状態で図6のデータ化構成要素記憶手段64IPTに記憶されるプレス側データ化構成要素および搬送側データ化構成要素を表示部66に表示出力可能に形成することができる。仮想空間内での動作中でも目視可能に表示される。
この第1の実施の形態に係る仮想干渉発生チェック装置は、自動起動(図10のST18、図11のST38)され、図12に示す手順(ST181〜ST189)により仮想空間内での仮想干渉発生チェック(有無判別)を実行可能に形成されている。なお、操作部65のキー操作により手動指令でチェック(判別)を実行させることもできる。
はじめに、自動起動指令があると、表示部66に初期画面が表示(図12のST181)される。予めプレスモーション設定入力手段(操作部65)を用いて設定されかつ図4のプレスモーション記憶手段64M(64MP)に記憶されている複数のプレスモーション(SLD)およびトランスファモーション設定入力手段(操作部65)を用いて設定されかつトランスファモーション記憶手段64M(64MT)に記憶されている複数のトランスファモーション(TRD)も表示され、予め選択指定しておいた図1あるいは図13のスライドモーション(SLD)およびトランスファモーション(TRD)が自動選択(ST182)される。
すなわち、図6のデータ化構成要素記憶手段64IPTに記憶されているプレス側データ化構成要素および搬送側データ化構成要素が自動選択(ST183)される。各データ化構成要素に関する仮想空間内での展開配置データは、各データ化構成要素が選択されたことを条件に自動的かつ付随的に選択される。
なお、オペレータが、設定入力により記憶された各モーションを表示により目視確認しつつその番号等を指定することで手動選択することもできる。このようにすれば、仮想干渉発生チェック装置のみを独立的に作動させることができるので、利用性が高まる。
プレス側データ構成要素としてはデータ化上型16D(データ化上型部品16BD),データ化下型18D(データ化下型部品18BD)等が選択され、搬送側データ化構成要素としてはデータ化フィンガー43D(データ化フィンガー部品43BD),データ化材料200D(データ化材料部位200BD)が選択される。
かくして、仮想同期タイミング情報生成出力手段(61,64)から仮想同期タイミング情報が生成出力されると、仮想プレス動作制御手段(61,64)による仮想プレス動作と仮想搬送動作制御手段(61,64)による仮想搬送動作とが、図13に示す如く同期進行する。つまり、仮想トランスファプレスサイクルの進行(図12のST184)である。仮想同期タイミング情報生成出力制御プログラム,仮想プレス動作制御プログラムおよび仮想搬送動作制御プログラムは、図7に示す仮想制御プログラム格納手段64IPRG(64)から読み出され、RAM63に展開されて利用される。
すなわち、図1,図13に示す如く、仮想トランスファプレスサイクルの1ステップ(単位サイクル時間)が進行される(ST184)。データ化上型16D(データ化上型部品16BD)が図示しないデータ化スライド15Dとともに、1ステップ分距離だけ降下する。データ化フィンガー43D(データ化フィンガー部品43BD)はデータ化フィードバー41Dとともに各搬送動作の順番に応じて移動する。
ここに、仮想干渉発生チェック制御手段(61,62)が干渉発生のチェック(有無の判別を含む。)を行なう(ST185、ST186)。そして、干渉発生有と判別された場合(ST186でYES)は、その旨が表示部66にメッセージとして表示され、干渉有の旨がメモリに記憶保持される。と同時に、ブザー(図示省略)を鳴動させて警報する(ST187)。プレス側データ化構成要素と搬送側データ化構成要素との干渉発生状態は表示部66に表示出力される(ST188)。仮想空間内での事象を実空間内での出来事のようにして目視できる。なお、記憶された仮想干渉発生有とそのデータ化構成要素の名称等は、後にプリンタ(図示省略)を用いて印刷出力することができる。
引き続き、干渉が発生しない場合(ST186でNO)には、仮想トランスファプレスサイクルを次の1ステップへ歩進させる(ST184)。つまり、仮想空間内での極めて特徴的な事情(干渉発生による実害がないこと。)から、全ステップ(行程STP1〜STPn)に渡る仮想トランスファプレスサイクルが終了(ST189でYES)するまで、何回でも仮想干渉発生チュック(ST185,ST186)を行なうことができるわけである。
なお、クランプ・アンクランプ動作適正化手段(61,64)およびリフト・ダウン動作適正化手段(61,64)による自動起動(図10のST18および図11のST38)の場合は、全ステップ(行程STP1〜STPn)ではなく、例えばクランプ・アンクランプ動作に対応するステップ[例えば、行程STP(1+h)〜STP(n−i)]で動作終了となる。
ここにおいて、クランプ・アンクランプ動作適正化手段を構成する第1の許容SPM増大化手段(61,64)は、第11の角度幅拡大手段(61,64)によりクランプ・アンクランプ動作角度幅を拡大(図10のST11)することで許容SPMの増大化を図る。第11の角度幅拡大手段(61,64)は、図14(A)に示すクランプ動作角度幅(開始角度θclp1〜終了角度θclp2)およびアンクランプ動作角度幅(開始角度θucl1〜終了角度θucl2)を拡大する。
この実施の形態では、図14(B)に示すように、クランプ動作開始角度θclp1を早め(θclp1−θst1)かつアンクランプ動作終了角度θucl2を遅らせる(θucl2+θst1)ことで、クランプ・アンクランプ動作角度幅を拡大(図10のST11)する。クランプ(CLP)動作角度幅を規定する開始角度θclp1および終了角度θclp2、アンクランプ(UCL)動作角度幅を規定する開始角度θucl1および終了角度θucl2は、クランク角度設定入力手段(操作部65)を用いて設定入力することができる。なお、その対称性から、一部(例えば、θclp1およびθclp2)を入力することで、他の一部(θucl1およびθucl2)を自動演算入力可能に形成してもよい。
第1早遅設定角度θst1の値は、早遅設定角度設定入力手段(操作部65)により設定変更可能である。設定された第1早遅設定角度θst1の値は、クランプ動作角度幅(開始角度θclp1〜終了角度θclp2)およびアンクランプ動作角度幅(開始角度θucl1〜終了角度θucl2)とともに、FRAM(図示省略)に記憶保持される。第1早遅設定角度θst1を小さな値(例えば、0.5度)にすれば、きめ細かい仮想干渉発生チェックを行なえる。大きな値(例えば、2度)にすれば、迅速な仮想干渉発生チェックを行なえる。
クランプ・アンクランプ動作角度幅が拡大された場合(図10のST11)には、許容SPM算出手段(61,64)が、予め設定記憶された搬送(クランプ・アンクランプ動作)機構の機械的剛性やイナーシャの大きさ、サーボモータの特性等により決まる最大加速度および最大速度等を参照しつつクランプ・アンクランプ動作用の許容SPMclp・uclを算出(ST12)し、メモリ(RAM63等)に記憶する。つまり、制限(許容)SPMclp・uclを更新するのである。
因みに、図14に示すアドバンス(ADV)動作角度幅を規定する開始角度θadv1および終了角度θadv2、リターン(RTN)動作角度幅を規定する開始角度θrtn1および終了角度θrtn2、リフト(LFT)動作角度幅を規定する開始角度θlft1および終了角度θlft2、ダウン(DWN)動作角度幅を規定する開始角度θdwn1および終了角度θdwn2、並びに図10,図11に示す第2〜第4早遅設定角度θst2〜θst4の各値の設定入力や記憶保持あるいは当該各許容SPMの算出に関しては、クランプ動作角度幅(開始角度θclp1〜終了角度θclp2),アンクランプ動作角度幅(開始角度θucl1〜終了角度θucl2)および第1早遅設定角度θst1の各値の場合と同様に扱われる。第2の実施形態の場合(図18)も同様である。
第1の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)は、許容SPM増大化後のクランプ・アンクランプ動作の進行中に仮想干渉発生チェック装置を働かせて干渉発生の有無を判別する(図10のST18,ST19)。この実施の形態では、クランク・アンクランプ動作用の更新された許容SPMclp・uclと当該時におけるリターン動作用の許容SPMrtnとを比較して許容SPMclp・ucl≦許容SPMrtnである場合、つまり許容SPMclp・uclの方が小さい場合(ST13でYES)に仮想干渉発生チェック装置を自動起動させて仮想干渉発生チェックを実行させる(図10のST18、図12のST181〜ST189)。この実施の形態では、第1の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)は、仮想干渉発生チェック装置内のメモリに干渉有の旨が記憶保持されている場合(図12のST188)に、それを検知することで仮想干渉発生有と判別(図10のST19でYES)するものと形成されている。
第1の増大化繰り返し手段(61,64)は、第1の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)によって干渉発生無と判別された場合(ST19でNO)に、第1の許容SPM増大化手段(61,64)を再び働かせる(ST10でYES,ST11)。つまり、干渉発生が無いことを条件に、クランク・アンクランプ動作角度幅[(開始角度θclp1〜終了角度θclp2)・(開始角度θucl1〜終了角度θucl2)]を段階的に拡大する。これは、許容SPMclp・uclを高める(大きくする)ことに直結する。
しかし、クランク・アンクランプ動作角度幅の拡大(許容SPMclp・uclの値)にも限度があるので、やがて干渉有と判別される(ST19でYES)。すると、第1の干渉発生回避化手段(61,64)が働く。
この第1の干渉発生回避化手段(61,64)は、干渉発生有と判別された場合にクランプ・アンクランプ動作角度幅を縮小(ST20)しかつクランプ・アンクランプ動作移動量を延長(ST21)することで、干渉発生を回避させる。
すなわち、第11の角度幅縮小手段(61,64)は、段階的に漸次拡大(ST11)されて来た現在のクランプ動作角度幅(開始角度θclp1〜終了角度θclp2)およびアンクランプ動作角度幅(開始角度θucl1〜終了角度θucl2)を、干渉が生じなかった1段階前のクランプ動作角度幅およびアンクランプ動作角度幅に戻し縮小する(ST20)。現在クランプ動作開始角度θclp1を遅らせ(θclp1+θst1)かつアンクランプ動作終了角度θucl2を早める(θucl2−θst1)ことにより行なう。
ここに、第11の移動量延長手段(61,64)は、クランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・Yuclを段階的に延長させる(ST21)。クランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・Yuclに第1設定伸縮量Ystを加算(Yclp・Yucl+Yst)することで延長される。
例えば、図15(A)[(B)]に実線(点線)示すリターン動作によりフィンガー43が右側のBステージから左側のAステージに戻る場合を考えると、材料搬送装置40側の構成要素(フィンガー43)とプレス機械10側の構成要素[金型(例えば、上型16の部品16B…図で干渉物)]とが干渉してしまう。ここで、フィンガー43の移動量(クランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・Yucl)を図15(B)に実線で示す如く拡大することができれば、フィンガー43が干渉物から離れる。つまり、干渉発生を回避することができるわけである。
なお、基本的なクランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・Yuclは、動作移動量設定入力手段(操作部65)を用いて設定入力することができる。また、第1設定伸縮量Ystは、伸縮量設定入力手段(操作部65)により設定変更可能で、設定入力されたクランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・YuclとともにFRAM(図示省略)に記憶保持される。
因みに、図11のST41に示す基本的なリフト・ダウン動作移動量Zlft・Zdwnおよび第2設定伸縮量Zstの設定入力,記憶保持等は、クランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・Yuclおよび第1設定伸縮量Ystの場合と同様に扱われる。
また、第11の限界移動量判別手段(61,64)は、第1の干渉発生回避化手段(61,64)[第11の移動量延長手段(61,64)]の働きによって延長されたクランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・Yuclが限界移動量であるか否かを判別(ST22)する。限界移動量Yclp(max)・Yucl(max)は、クランク・アンクランプ動作機構上の固有値で予め設定記憶されている。
この第11の限界移動量判別手段(61,64)によって、第11の移動量延長手段(61,64)の働きにより延長されたクランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・Yuclが限界移動量では無いと判別された場合(ST22でNO)にも、第1の増大化繰り返し手段(61,64)が働く(ST10へ戻す)。第1の許容SPM増大化手段(61,64)を再び働かせる(ST10でYES,ST11)。つまり、干渉発生が有った場合でもクランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・Yuclを延長させたことを条件に、クランク・アンクランプ動作角度幅[(開始角度θclp1〜終了角度θclp2)・(開始角度θucl1〜終了角度θucl2)]を再び段階的に拡大することを積極的に試みる。この場合も、許容SPMclp・uclを高める(大きくする)ことに直結する。
一方、第11の限界移動量判別手段(61,64)によって、第11の移動量延長手段(61,64)の働きにより延長されたクランプ・アンクランプ動作移動量が限界移動量(限界移動量を超える値)であると判別された場合(ST22でYES)には、第11の動作移動量短縮手段(61,64)がクランプ・アンクランプ動作移動量を短縮する。つまり、延長前の値に戻し短縮(ST23)する。延長後の現在クランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・Yuclから第1設定伸縮量Ystを減算(Yclp・Yucl−Yst)することで、段階的に短縮される。
さらに、クランプ・アンクランプ動作適正化手段側に設けられた第1の許容SPM比較判別手段(61,64)は、第11の角度幅拡大手段(61,64)によるクランプ・アンクランプ動作角度幅の拡大に基づいて増大化されたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMclp・uclとリターン動作用許容SPMrtnとを比較して、今度は、リターン動作用許容SPMrtnの値の方が小さいか否かを判別する(ST13)。
また、第12の角度幅拡大手段(61,64)は、第1の許容SPM比較判別手段によってクランプ・アンクランプ動作用許容SPMclp・uclの値よりもリターン動作用許容SPMrtnの値の方が小さいと判別された場合(ST13でNO)に、リターン動作角度幅(θrtn1〜θrtn2)を拡大(ST14)する。この実施の形態では、図14に示すリターン動作開始角度θrtn1を早め(θrtn−θst2)かつリターン動作終了角度θrtn2を遅らせる(θrtn2+θst2)ことで、リターン動作角度幅を拡大する。
つまり、クランプ・アンクランプ動作角度幅の拡大(ST11)および移動量の延長(ST21)による許容SPMclp・uclの引き上げ後に、さらにクランプ・アンクランプ動作間で行なうリターン動作に関するリターン動作角度幅(θrtn1〜θrtn2)の拡大により許容SPMrtnの引き上げを企図する。
これに関連し、第1の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)は、リターン動作角度幅の拡大後に仮想干渉発生チェック装置を働かせて仮想干渉発生有無の判別動作(ST14、ST15でNO、ST18・ST19)可能である。
また、第12の限界角度幅判別手段(61,64)は、第12の角度幅拡大手段(61,64)による拡大(ST14)後のリターン動作角度幅(θrtn1〜θrtn2)が180度を超える値であるか否かを判別する(ST15)。
第12の限界角度幅判別手段(61,64)によって、拡大後のリターン動作角度幅が180度を超える値であると判別された場合(ST15でYES)に、第12の角度幅縮小手段(61,64)がリターン動作角度幅を縮小(ST24)する。すなわち、段階的に漸次拡大(ST14)されて来た現在リターン動作角度幅(開始角度θrtn1〜終了角度θrtn2)を、干渉が生じなかった1段階前のリターン動作角度幅に戻し縮小する(ST24)。現在リターン動作開始角度θrtn1を遅らせ(θrtn1+θst2)かつ終了角度θrtn2を早める(θrtn2−θst2)ことにより行なう。
これに関連し、拡大後のリターン動作角度幅(θrtn1〜θrtn2)が180度を超える値であると判別された場合(ST15でYES)には、第1の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)の判別動作(ST18,ST19)が禁止される。
さらに、クランプ・アンクランプ動作適正化手段側に設けられた第11の設定角度適正判別手段(61,64)は、先に手動設定されたクランプ動作開始角度θclp1とアンクランプ終了角度θucl2との関係が不適正であるか否かを判別する(ST10)。θclp1>θucl2でない場合は不適正(ST10でNO)である。
すなわち、クランプ・アンクランプ動作用機構(クランプ軸)の移動量を拡大していないのに、アンクランプ終了角度θucl2とクランプ動作開始角度θclp1とが重なった場合は、先の手動設定においてフィンガー43が図16(A)[(B)]に実線(点線)で示したように大回りとなるように設定されていたものと考えられる。このような事態は、許容SPMを制限する要因の1つである。したがって、図16(B)に実線で示したようにクランク・アンクランプ移動量を狭める(短縮する)方向の値に仮設定すれば、円滑な仮想干渉発生チェックを経た上で有効な許容SPMを求めることができる。また、クランク・アンクランプ移動量は、干渉が発生する直前の移動量として最適化される(ST23)。
このために設けられた第11の移動量延長有無判別手段(61,64)は、クランク・アンクランプ移動量が延長されているか否かを判別する(ST16)。また、第11の移動量仮設定手段(61,64)は、第11の設定角度適正判別手段(61,64)によってクランプ動作開始角度θclp1とアンクランプ終了角度θucl2との関係が不適正であると判別(ST10でNO)されかつ第11の移動量延長有無判別手段(61,64)によってクランク・アンクランプ移動量Yclp・Yuclが延長されていないと判別された場合(ST16でYES)に、クランク・アンクランプ移動量を仮設定可能に形成されている。つまり、第11の移動量仮設定手段(61,64)がクランク・アンクランプ移動量Yclp・Yuclを短縮(仮設定)する(ST17)。
なお、ST14,ST17,ST20,ST21,ST23およびST24での動作角度幅の拡縮処理あるいは移動量の伸縮処理の実行後に当該時条件での許容SPMが算出されかつFRAM(図示省略)に書き換え記憶される。
以上により、リターン動作との関係を考慮しつつクランプ・アンクランプ動作の最適化が終了する。クランプ・アンクランプ動作適正化手段(61,64)としては、クランプ・アンクランプ動作用許容SPMclp・uclおよびリターン動作用許容SPMrtnの値が小さい方をクランプ・アンクランプ動作適正化による許容SPMとして仮決めしかつメモリに記憶する。因みに、後記のリフト・ダウン動作最適化手段(61,64)としては、リフト・ダウン動作用許容SPMlft・dwnおよびアドバンス動作用許容SPMadvの値が小さい方をリフト・ダウン動作適正化による許容SPMとして仮決めしかつメモリに記憶する。
かくして、最適化モーション決定制御手段(61,64)は、クランプ・アンクランプ動作適正化手段側で仮決めされたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMclp・ucl(または、許容SPMrtn)およびリフト・ダウン動作適正化手段側で仮決めされたリフト・ダウン動作用許容SPMlft・dwn(または、許容SPMadv)のいずれか一方でかつその値が小さい方の許容SPMをプレス機械10のSPM(最適化モーション)として自動的に決定可能に形成されている。
次に、リフト・ダウン動作適正化手段(61,64)側について説明する。
第2の許容SPM増大化手段(61,64)は、第21の角度幅拡大手段(61,64)によりリフト・ダウン動作角度幅を拡大(図11のST31)することで許容SPMの増大化を図る。第21の角度幅拡大手段(61,64)は、この実施の形態では、ダウン動作開始角度θdwn1を早め(θdwn1−θst3)かつリフト動作終了角度θlft2を遅らせる(θlft2+θst3)ことで、リフト・ダウン動作角度幅を拡大(ST31)する。
リフト・ダウン動作角度幅が拡大された場合には、許容SPM算出手段(61,64)が、予め設定記憶された搬送(リフト・ダウン動作)機構の機械的剛性や最大加速度および最大速度等を参照しつつ、リフト・ダウン動作用の許容SPMlft・dwnを算出(ST32)する。つまり、制限(許容)SPMlft・dwnを更新する。
第2の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)は、許容SPM増大化後のリフト・ダウン動作の進行中に仮想干渉発生チェック装置を働かせて干渉発生の有無を判別する(図11のST38,ST39)。リフト・ダウン動作用の更新された許容SPMlft・dwnと当該時におけるアドバンス動作用の許容SPMadvとを比較して許容SPMlft・dwn≦許容SPMadvである場合、つまり許容SPMlft・dwnの方が小さい場合(ST33でYES)に仮想干渉発生チェック装置を自動起動させて仮想干渉発生チェックを実行させる(図11のST38、図12のST181〜ST189)。この実施の形態では、第2の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)は、仮想干渉発生チェック装置内のメモリに記憶保持されている場合(図12のST188)に、この検出をもって仮想干渉発生有と判別する(図11のST39でYES)。
第2の増大化繰り返し手段(61,64)は、第2の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)によって干渉発生無と判別された場合(ST39でNO)に、第2の許容SPM増大化手段(61,64)を再び働かせる(ST30でYES,ST31)。つまり、干渉発生が無いことを条件に、リフト・ダウン動作角度幅[(開始角度θlft1〜終了角度θlft2)・(開始角度θdwn1〜終了角度θdwn2)]を段階的に拡大する。これは、許容SPMlft・dwnを高める(大きくする)ことに直結する。
しかし、リフト・ダウン動作角度幅の拡大(許容SPMlft・dwnの値)にも限度があるので、やがて干渉有と判別される(ST39でYES)。すると、第2の干渉発生回避化手段(61,64)が働く。
この第2の干渉発生回避化手段(61,64)は、干渉発生有と判別された場合にリフト・ダウン動作角度幅を縮小(ST40)しかつリフト・ダウン動作移動量を延長(ST41)することで干渉発生を回避させる。
すなわち、第21の角度幅縮小手段(61,64)は、段階的に漸次拡大(ST31)されて来た現在のリフト動作角度幅(開始角度θlft1〜終了角度θlft2)およびダウン動作角度幅(開始角度θdwn1〜終了角度θdwn2)を、干渉が生じなかった1段階前のリフト動作角度幅およびダウン動作角度幅に戻し縮小する(ST40)。現在のダウン動作開始角度θdwn1を遅らせ(θdwn1+θst3)かつリフト動作終了角度θlft2を早める(θlft2−θst3)ことで、リフト・ダウン動作角度幅を縮小(ST40)する。
また、第21の移動量延長手段(61,64)は、リフト・ダウン動作移動量Zlft・Zdwnを段階的に延長させる(ST41)。リフト・ダウン動作移動量Zlft・Zdwnに第2設定伸縮量Zstを加算(Zlft・Zdwn+Zst)することで延長される。
リフト・ダウン動作適正化手段側に設けられた第21の限界移動量判別手段(61,64)は、第2の干渉発生回避化手段(61,64)[第21の移動量延長手段(61,64)]の働きによって延長されたリフト・ダウン動作移動量Zlft・Zdwnが限界移動量であるか否かを判別する(ST42)。限界移動量Zlft(max)・Zdwn(max)は、リフト・ダウン動作機構上の固有値で予め設定記憶されている。
この第21の限界移動量判別手段(61,64)によって、第21の移動量延長手段(61,64)の働きにより延長されたリフト・ダウン動作移動量Zlft・Zdwnが限界移動量では無いと判別された場合(ST42でNO)も、第2の増大化繰り返し手段(61,64)が働く。つまり、第2の許容SPM増大化手段(61,64)を再び働かせる(ST30でYES,ST31)。つまり、干渉発生が有った場合でもリフト・ダウン動作移動量Zlft・Zdwnを延長させたことを条件に、リフト・ダウン動作角度幅[(開始角度θlft1〜終了角度θlft2)・(開始角度θdwn1〜終了角度θdwn2)]を再び段階的に拡大することを試みる。この場合も、許容SPMlft・dwnを高める(大きくする)ことに直結する。
一方、第21の限界移動量判別手段(61,64)によって、第21の移動量延長手段(61,64)の働きにより延長されたリフト・ダウン動作移動量が限界移動量を超える値であると判別された場合(ST42でYES)には、第21の動作移動量短縮手段(61,64)が、リフト・ダウン動作移動量を短縮することで、延長前の値に戻し短縮(ST43)する。延長後の現在リフト・ダウン動作移動量Zlft・Zdwnから第2設定伸縮量Zstを減算(Zlft・Zdwn−Zst)することで段階的に短縮される。
また、リフト・ダウン動作適正化手段側の第2の許容SPM比較判別手段(61,64)は、第21の角度幅拡大手段(61,64)によるリフト・ダウン動作角度幅の拡大に基づいて増大化されたリフト・ダウン動作用許容SPMlft・dwnとアドバンス動作用許容SPMadvとを比較して、今度は、アドバンス動作用許容SPMadvの値の方が小さいか否かを判別する(ST33)。
また、第22の角度幅拡大手段(61,64)は、第2の許容SPM比較判別手段(61,64)によってリフト・ダウン動作用許容SPMlft・dwnの値よりもアドバンス動作用許容SPMadvの値の方が小さいと判別された場合(ST33でNO)に、アドバンス動作角度幅(θadv1〜θadv2)を拡大(ST34)する。この実施の形態では、図14に示すアドバンス動作開始角度θadv1を早め(θadv1−θst4)かつアドバンス動作終了角度θrtn2を遅らせる(θadv2+θst4)ことで、アドバンス動作角度幅を拡大する。
つまり、リフト・ダウン動作角度幅の拡大(ST31)および移動量の延長(ST41)による許容SPMlft・dwnの引き上げ後に、さらにリフト・ダウン動作間で行なうアドバンス動作に関するアドバンス動作角度幅(θadv1〜θadv2)の拡大により許容SPMadvの引き上げを企図する。
これに関連し、第2の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)は、アドバンス動作角度幅の拡大後に仮想干渉発生チェック装置を働かせて判別動作(ST34、ST35でNO、ST38・ST39)可能である。
第22の限界角度幅判別手段(61,64)は、第22の角度幅拡大手段(61,64)による拡大(ST34)後のアドバンス動作角度幅(θadv1〜θadv2)が180度を超える値であるか否かを判別する(ST35)。
また第22の限界角度幅判別手段によって拡大後のアドバンス動作角度幅が180度を超える値であると判別された場合(ST35でYES)に、第22の角度幅縮小手段(61,64)がアドバンス動作角度幅(θadv1〜θadv2)を縮小(ST44)する。
すなわち、段階的に漸次拡大(ST34)されて来た現在のアドバンス動作角度幅(開始角度θadv1〜終了角度θadv2)を、干渉が生じなかった1段階前のアドバンス動作角度幅に戻し縮小する(ST44)。この実施の形態では、現在リターン動作開始角度θadv1を遅らせ(θadv1+θst4)かつ終了角度θadv2を早める(θadv2−θst4)ことにより行なう。
これと関連し、拡大後のアドバンス動作角度幅が180度を超える値であると判別された場合(ST35でYES)には、第2の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)の判別動作(ST38,ST39)が禁止される。
さらに、リフト・ダウン動作適正化手段側に設けられた第21の設定角度適正判別手段(61,64)は、先に手動設定されたダウン動作開始角度θdwn1が0度を超えているか否か(不適正であるか否か)を判別する(ST30)。θdwn1>0度でない場合は不適正(ST30でNO)である。
第21の移動量延長有無判別手段(61,64)は、リフト・ダウン移動量が延長されているか否かを判別する(ST36)。第21の移動量仮設定手段(61,64)は、第21の設定角度適正判別手段によってダウン動作開始角度θdwn1が0度を超えていない(不適正である)と判別(ST30でNO)されかつ第21の移動量延長有無判別手段(61,64)によってリフト・ダウン移動量Zlft・dwnが延長されていないと判別された場合(ST36でYES)に、リフト・ダウン移動量を仮設定可能に形成されている。つまり、第11の移動量仮設定手段(61,64)がリフト・ダウン移動量Zlft・dwnを短縮(仮設定)する(ST37)。
なお、ST34,ST37,ST40,ST41,ST43およびST44での動作角度幅の拡縮処理あるいは移動量の伸縮処理の実行後に当該時条件での許容SPMが算出されかつFRAM(図示省略)に書き換え記憶される。
以上により、アドバンス動作との関係を考慮しつつリフト・ダウン動作の最適化が終了する。すると、リフト・ダウン動作最適化手段(61,64)としては、リフト・ダウン動作用許容SPMlft・dwnおよびアドバンス動作用許容SPMadvの値が小さい方をリフト・ダウン動作適正化による許容SPMとして仮決めすることができる。その後の最適化モーション制御手段(61,64)による最適モーションの自動決定に関しては、前述した。
しかして、この第1の実施の形態によれば、仮想空間内での仮想トランスファプレスサイクルの進行中に3次元のプレス側データ化構成要素(例えば、データ化上型15D)と搬送側データ化構成要素(データ化フィンガー43D)との間の干渉発生をチェック可能な仮想干渉発生チェック装置と第1の許容SPM増大化手段と第1の仮想干渉発生有無判別手段と第1の増大化繰り返し手段と第1の干渉発生回避化手段とを含むクランプ・アンクランプ動作適正化手段(61,64)と、第2の許容SPM増大化手段と第2の仮想干渉発生有無判別手段と第2の増大化繰り返し手段と第2の干渉発生回避化手段とを含むリフト・ダウン動作適正化手段(61,64)とを備え、仮決めされたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMclp・uclおよびリフト・ダウン動作用許容SPMlft・dwnのいずれか一方でかつその値が小さい方の許容SPMをプレス機械10のSPMとして自動的に決定可能に形成されているので、干渉発生の回避を担保しつつSPMを高めたトランスファプレスモーション(サイクル)の適正化を迅速かつ正確に行なえる。取扱いが容易である。しかも、複雑な設定入力作業や人手を必要としない。また、実空間内でのトランスファプレスサイクルを実際に行なくてもよいから、安全でかつリスクも少ない。
しかも、従来問題点[複数搬送動作を一部重複(同時)動作させることで動作用割付角度幅を広くしようとすると干渉発生の確率が大幅に高まる。]を一掃化できる。したがって、極低速でプレス機械10を運転する事態を完全に払拭でき、プレス速度を徐々に上げかつ各部品間の干渉チェックと動作用角度割付操作とを繰り返しながら妥協点を見出す煩わしさから開放される。よって、サーボモータ駆動方式のプレス機械10のもつ特性、つまり任意のプレスモーション(例えば、プレス加工領域内での加工速度の低速化や一定化あるいは下死点での停留動作化)を選択することができる利点を十分に発現できる。プレス加工条件を勘や経験則だけを頼りにする必要がないので、人員配置の負担も大幅に軽減できる。プレス生産現場でのプレスモーションやトランスファモーションの変更および諸部品の形状変更等を一層頻繁に行ないたいという現行要請に応えられる。
また、仮設定された搬送動作角度幅を基に仮想空間内での仮想干渉チェックを行ないつつ搬送動作角度幅を拡大し、仮想干渉の発生が認められるところで搬送動作角度幅をその直前に戻しかつ当該搬送動作移動量を延長し、延長後に再び仮想空間内での仮想干渉チェックを行ないつつ搬送動作角度幅を再拡大し、当該搬送動作移動量が限界に達した場合の搬送動作角度幅を割付角度とするモーションを自動決定する方法を確実に実施することができる。この点からも、干渉発生無状態を担保したSPMを迅速かつ的確に自動決定することができる。したがって、当該材料搬送条件を満たす最高速度でのプレス運転を確実・安定して実行することができる。生産性も向上する。金型や材料の形状が加味されているので、実空間内での実機動作以前にでも干渉発生を確実に回避できる。
また、材料搬送装置40の各搬送動作の開始と終了とをプレス機械10のクランク角度にいわば固定的に割り付けるのでなく、干渉発生無を前提としつつ各搬送動作角度幅を自動的に拡大できる。つまり、搬送動作時間の長時間化を図れるので、起動時および停止時における単位時間当たりの速度変化を少なくできる。よって、加速度を小さく抑えられかつフィードバー41等の撓み発生を極減化できるので、材料200を安定して搬送できるとともに、急激な加速度変化運転を回避できるから、各構成要素(機械部品)の長寿命を担保できる。
また、クランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・Yuclを限界移動量未満に戻し短縮可能かつリフト・ダウン動作移動量Zlft・dwnを限界移動量未満に戻し短縮可能に形成されているので、クランプ・アンクランプ動作移動量Yclp・Yuclが金型(16,18)等で規定される幅の限界値に到達した時点での許容(限界)SPMに最適化できる。
また、増大化されたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMclp・uclに比べてリターン動作用許容SPMrtnの値の方が小さいと判別された場合にリターン動作角度幅(θrtn1〜θrtn2)を拡大可能かつ増大化されたリフト・ダウン動作用許容SPMに比べてアドバンス動作用許容SPMの値の方が小さいと判別された場合にアドバンス動作角度幅を拡大可能に形成されているので、クランプ動作終了角度θclp2とアンクランプ動作開始角度θucl1とが重なる直前の時点での限界SPMに最適化可能である。
また、拡大後のリターン動作角度幅(θrtn1〜θrtn2)が180度を超える値であると判別された場合にはリターン動作角度幅を縮小可能かつ拡大後のアドバンス動作角度幅(θadv1〜θadv2)が180度を超える値であると判別された場合にはアドバンス動作角度幅を縮小可能に形成されているので、リターン動作角度幅およびアドバンス動作角度幅がそれぞれ180度を超えてしまう事態を完全に防止することができる。
また、クランプ・アンクランプ動作移動量(Y)を縮める(狭める)という仮設定を自動的に行なえるから、クランプ・アンクランプ動作移動量を延長していないのにクランプ動作終了角度θclp2とアンクランプ動作開始角度θucl1とが重なった場合(先の手動設定においてフィンガーが大回りとなるように設定されている虞がある。)に想定される許容SPMの制限を自動的に払拭できる。
さらに、仮想干渉発生チェック装置が、仮想空間内における仮想トランスファプレスサイクルの進行中にプレス側データ化上型16D等と搬送側データ化フィンガー43D等との間に干渉が発生するか否かを自動判別可能な構造であるから、正確かつ迅速に干渉チェックを行なえ、取扱い容易である。複雑な設定入力作業や人手を必要としない。しかも、実空間内でのトランスファプレスサイクルを実際に行なわなくてもよいから安全でかつリスクも少ない。また、プレスモーションSLDやトランスファモーションTLDの変更および諸部品の形状変更等が頻繁に行われる傾向にあるプレス生産現場での金型トライ時の作業迅速化要請に十分に応えられる。
また、プレス加工条件(加工開始位置,加工終了位置,加工領域内での指定速度パターン等)や材料搬送条件(アドバンス動作開始時,アドバンス動作速度,アドバンス動作距離等々)の都度の設定入力を必要とする先提案トランスファプレス機械に比較して、複雑かつ慎重な設定入力作業が無いので非常に取扱いが容易である。人手も掛からないので、結果としてプレス加工コストも低減できる。
特に、金型(16,18),フィンガー43や材料200の形状を加味したものであるから、正確な干渉チェックを行なえる。しかも、実空間内での実機動作以前に画像(データ化構成要素やそれらの動き)を目視確認できるので、具体的かつ効率的な仮想干渉発生有無の判別を行なえる。実用性が極めて高い。
さらに、仮想トランスファプレスサイクル中の初期段階では単純3次元形状データ化構成要素を用いて干渉チェックをする構造とすれば、干渉発生直前までの初期段階における処理負荷を大幅に軽減できかつ処理速度を一段と迅速化できる。もとより、終期段階では複雑3次元形状データ化構成要素を用いるので、具体的かつ正確で迅速な判別を担保することができる。
さらにまた、プレス側データ化構成要素および搬送側データ化構成要素を表示部66に表示できるので、それらデータ化構成要素の作成、仮想干渉発生有無判別時の相互関係の観察等ができる。一段と取扱いが容易である。
(第2の実施の形態)
この第2の実施の形態は、基本的な構成・機能が第1の実施形態の場合(図1〜図6等)と同様であるが、図17,図18に示す如く材料搬送装置40が2次元搬送方式とされている。
ここに、トランスファプレス機械(10,40)には、仮想干渉発生チェック装置とSPM自動決定装置(最適化モーション決定制御手段)とを設け、仮決めされたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMclp・uclおよび仮決めされたリターン動作許容SPMrtnのいずれか一方でかつその値が小さい方の許容SPMをプレス機械10のSPM(最適化モーション)として自動的に決定可能に形成されている。
すなわち、トランスファプレス機械(10,40)は、3次元形状データ化されたプレス側データ化構成要素(例えば、データ化上型16D)と搬送側データ化構成要素(例えば、データ化フィンガー43D)とを仮想空間内に実空間内の場合と同じ相対位置関係をもって展開配置した状態で記憶可能に形成し、仮想空間内で仮想トランスファプレスサイクルの進行中にプレス側データ化構成要素と搬送側データ化構成要素との間の干渉発生をチェック可能な仮想干渉発生チェック装置を設け、第3の許容SPM増大化手段と第3の仮想干渉発生有無判別手段と第3の増大化繰り返し手段と第3の干渉発生回避化手段とを含みクランプ・アンクランプ動作の最適化を実行可能なクランプ・アンクランプ動作適正化手段(61,64)を設け、第3の許容SPM比較判別手段と第32の角度幅拡大手段と第32の角度合せ手段(61,64)とを設け、第3の許容SPM比較判別手段(61,64)によってリターン動作用許容SPMrtnの値の方が小さいと判別された場合に第31の角度幅拡大手段(61,64)によりリターン・アドバンス動作角度幅を拡大可能かつ第32の角度合せ手段(61,64)により角度合せ可能であるとともに第3の仮想干渉発生有無判別手段が角度合せ後に仮想干渉発生チェック装置を働かせて判別動作可能に形成されている。
ここにおいて、SPM自動決定装置(最適化モーション決定制御手段)を構成する第3の許容SPM増大化手段(61,64)と第3の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)と第3の増大化繰り返し手段(61,64)と第3の干渉発生回避化手段(61,64)[第31の角度幅縮小手段および第31の移動量延長手段]とは、第1の実施形態における第1の許容SPM増大化手段(61,64)と第1の仮想干渉発生有無判別手段(61,64)と第1の増大化繰り返し手段(61,64)と第1の干渉発生回避化手段(61,64)[第11の角度幅縮小手段および第11の移動量延長手段]と各構成・機能が同じである。
また、第1の実施の形態に係る第1の許容SPM比較判別手段(61,64)と第11の角度幅拡大手段(61,64)と第11の許容SPM算出手段(61,64)と第11の設定角度適正判別手段(61,64)と第11の移動量延長有無判別手段(61,64)と第11の移動量仮設定手段(61,64)と第11の限界移動量判別手段(61,64)と第11の移動量短縮手段(61,64)と第12の角度幅縮小手段(61,64)と、それぞれが同じ構成・機能を持つ第3の許容SPM比較判別手段(61,64)と第31の角度幅拡大手段(61,64)と第31の許容SPM算出手段(61,64)と第31の設定角度適正判別手段(61,64)と第31の移動量延長有無判別手段(61,64)と第31の移動量仮設定手段(61,64)と第31の限界移動量判別手段(61,64)と第31の移動量短縮手段(61,64)と第32の角度幅縮小手段(61,64)とが設けられている。
したがって、図18に示すST50〜ST53およびST56〜ST64は、第1の実施の形態の図10に示すST10〜ST13およびST16〜ST24の場合と同様に働くので、これらに関する説明は省略する。
第2の実施形態では、第1の実施形態に係る3次元搬送動作適正化制御プログラム格納手段64T3PRG(図8を参照)に代えた図17に示す2次元搬送動作適正化制御プログラム格納手段64T2PRGを設けている。これは図2のHDD64内に2点鎖線で示した。なお、仮想干渉発生チェック装置[仮想干渉発生チェック制御手段(61,64)]は第1の実施形態に係るものと同じであるから、図12はそのまま適応される。
ここに、第1の実施の形態において設けられたリターン動作に関する第12の角度幅拡大手段(61,64)と第12の限界角度幅判別手段(61,64)とに対応するものとして、第2の実施の形態では第32の角度幅拡大手段(61,64)と第32の角度合せ手段(61,64)と第32の限界角度幅判別手段(61,64)とを設けてある。これらは、図18のST54,ST54AおよびST55で実行される。
すなわち、第3の許容SPM比較判別手段(61,64)は、第31の角度幅拡大手段(61,64)によるクランプ・アンクランプ動作角度幅の拡大に基づいて増大化されたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMclp・uclとリターン動作用許容SPMrtnとを比較して、リターン動作用許容SPMrtnの値の方が小さいか否かを判別する(ST53)。
第31の角度幅拡大手段(61,64)は、第3の許容SPM比較判別手段(61,64)によってクランプ・アンクランプ動作用許容SPMclp・uclの値よりもリターン動作用許容SPMrtnの値の方が小さいと判別された場合(ST53でNO)に、リターン動作角度幅(θrtn1〜θrtn2)およびアドバンス動作角度幅(θadv1〜θadv2)を拡大(ST54)する。
この実施の形態では、図14に示すリターン動作開始角度θrtn1を早め(θrtn1−θst2)かつリターン動作終了角度θrtn2を遅らせる(θrtn2+θst2)ことで、リターン動作角度幅を拡大する。同様に、アドバンス動作開始角度θadv1を早め(θadv1−θst2)かつアドバンス動作終了角度θadv2を遅らせる(θadv2+θst2)ことで、アドバンス動作角度幅を拡大する。
つまり、クランプ・アンクランプ動作角度幅の拡大(ST51)および移動量の延長(ST61)による許容SPMclp・uclの引き上げ後に、さらにクランプ・アンクランプ動作を避けた期間で行なうアドバンス・リターン動作に関するアドバンス・リターン動作角度幅の拡大により許容SPMadv・rtnの引き上げを企図する。
ここで、第32の角度合せ手段(61,64)は、クランプ動作終了角度θclp2とアドバンス動作開始角度θadv1とを拡大されたアドバンス動作角度に合せる(ST54A)。θclp2=θadv1およびθucl1=θadv2として整合させる。2次元搬送であるから整合させる。
また、第32の限界角度幅判別手段(61,64)は、ST54Aで整合された後のリターン動作角度幅(θrtn1〜θrtn2)およびアドバンス動作角度幅(θadv1〜θadv2)が180度を超える値であるか否かを判別する(ST55)。
なお、その他の構成・機能であって、第1の実施形態の場合と同じ構成・機能については、説明を省略する。
しかして、この第2の実施の形態によれば、第1の実施形態の場合と同様な作用効果を奏することができる他、さらに2次元搬送方式の材料搬送装置40を具備するトランスファプレス機械に極めて有効である。
本発明は、干渉発生の回避を担保しつつSPMを高めたトランスファプレスモーション(サイクル)の適正化を自動的かつ迅速・正確に行なえる。特に、サーボモータ駆動方式のプレス機械を組込んだトランスファプレス機械の運転に有効である。
本発明の第1の実施形態に係るトランスファプレス機械を説明するための図である。 同じく、主に運転制御部を説明するためのブロック図である。 同じく、実際制御プログラム格納手段を説明するための図である。 同じく、モーション記憶手段を説明するための図である。 同じく、データ化対象記憶手段を説明するための図である。 同じく、データ化構成要素記憶手段を説明するための図である。 同じく、仮想制御プログラム格納手段を説明するための図である。 同じく、3次元搬送動作適正化制御プログラム格納手段を説明するための図である。 同じく、3次元形状データ化制御動作を説明するためのフローチャートである。 同じく、リターン動作との関係を考慮したクランプ・アンクランプ動作の最適化制御動作を説明するためのフローチャートである。 同じく、アドバンス動作との関係を考慮したリフト・ダウン動作の最適化制御動作を説明するためのフローチャートである。 同じく、仮想干渉発生チェック装置のチェック動作を説明するためのフローチャートである。 同じく、最適化動作を説明するためのブロック図である。 同じく、各搬送動作の開始角度および終了角度を説明するための図である。 同じく、クランプ・アンクランプ動作移動量を延長する方向に仮設定した場合の干渉回避効果を説明するための図である。 同じく、クランプ・アンクランプ動作移動量を短縮する方向に仮設定した場合の許容SPMの制限解除効果を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態に係る2次元搬送動作適正化制御プログラム格納手段を説明するための図である。 同じく、リターン・アドバンス動作との関係を考慮したクランプ・アンクランプ動作の最適化制御動作を説明するためのフローチャートである。 クランプ・アンクランプ動作とリターン動作とを一部重ねた場合を説明するための図である。 同じく、3次元搬送方式の各搬送動作を一部重ねた場合を説明するための図である。
符号の説明
10 プレス機械(トランスファプレス機械)
16 上型(プレス機械の構成要素)
16D データ化上型
18 下型(プレス機械の構成要素)
18D データ化下型
30 サーボモータ
37 プレス制御装置
40 材料搬送装置(トランスファプレス機械)
41 フィードバー(材料搬送装置の構成要素)
43 フィンガー(材料搬送装置の構成要素)
43D データ化フィンガー
45 材料搬送制御装置
加工用材料(材料搬送装置の構成要素)
60 パソコン
61 CPU(仮想干渉発生チェック装置、第11角度幅拡大手段等々)
64 HDD(仮想干渉発生チェック装置、第11角度幅拡大手段等々)
64M モーション記憶手段
64MC 実際制御プログラム格納手段
64PT データ化対象記憶手段
64IPT データ化構成要素記憶手段
64IPRG 仮想制御プログラム格納手段
64T3PRG 3次元搬送動作適正化制御プログラム格納手段
64T2PRG 2次元搬送動作適正化制御プログラム格納手段
65 操作部(プレスモーション設定入力手段、トランスファモーション設定入力手段)
66 表示部

Claims (6)

  1. 実空間内に一定の相対位置関係をもって配置されたスライドのプレス動作を利用してプレス加工可能なプレス機械と材料を3次元搬送可能な材料搬送装置とを具備し、プレス動作と搬送動作とを同期させたトランスファプレスサイクルの進行中に搬送された材料にプレス加工を施すことができるトランスファプレス機械において、
    前記プレス機械の構成要素でかつ3次元形状データ化されたプレス側データ化構成要素と前記材料搬送装置の構成要素でかつ3次元形状データ化された搬送側データ化構成要素とを仮想空間内に前記実空間内の場合と同じ相対位置関係をもって展開配置した状態で記憶可能に形成し、
    仮想空間内で展開配置されたプレス側データ化構成要素のプレスモーションに従う仮想プレス動作と搬送側データ化構成要素のトランスファモーションに従う仮想搬送動作とを同期させた仮想トランスファプレスサイクルの進行中にプレス側データ化構成要素と搬送側データ化構成要素との間の干渉発生をチェック可能に形成された仮想干渉発生チェック装置を設け、
    第11の角度幅拡大手段によりクランプ・アンクランプ動作角度幅を拡大することで許容SPMの増大化を図る第1の許容SPM増大化手段と,許容SPM増大化後のクランプ・アンクランプ動作の進行中に仮想干渉発生チェック装置を働かせて干渉発生の有無を判別する第1の仮想干渉発生有無判別手段と,干渉発生無と判別された場合に第1の許容SPM増大化手段を再び働かせる第1の増大化繰り返し手段と,干渉発生有と判別された場合にクランプ・アンクランプ動作角度幅を縮小しかつクランプ・アンクランプ動作移動量を延長することで干渉発生を回避させる第1の干渉発生回避化手段とを含みクランプ・アンクランプ動作の最適化を実行可能に形成されたクランプ・アンクランプ動作適正化手段と、
    第21の角度幅拡大手段によりリフト・ダウン動作角度幅を拡大することで許容SPMの増大化を図る第2の許容SPM増大化手段と,許容SPM増大化後のリフト・ダウン動作の進行中に仮想干渉発生チェック装置を働かせて干渉発生の有無を判別する第2の仮想干渉発生有無判別手段と,干渉発生無と判別された場合に第2の許容SPM増大化手段を再び働かせる第2の増大化繰り返し手段と,干渉発生有と判別された場合にリフト・ダウン動作角度幅を縮小しかつリフト・ダウン動作移動量を延長することで干渉発生を回避させる第2の干渉発生回避化手段とを含みリフト・ダウン動作の最適化を実行可能に形成されたリフト・ダウン動作適正化手段とを備え、
    クランプ・アンクランプ動作適正化手段側で仮決めされたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMおよびリフト・ダウン動作適正化手段側で仮決めされたリフト・ダウン動作用許容SPMのいずれか一方でかつその値が小さい方の許容SPMを前記プレス機械のSPMとして自動的に決定可能に形成された、ことを特徴とするトランスファプレス機械。
  2. 前記クランプ・アンクランプ動作適正化手段側に第11の限界移動量判別手段と第11の動作移動量短縮手段とを設けかつ前記第1の干渉発生回避化手段の働きによって延長されたクランプ・アンクランプ動作移動量が第11の限界移動量判別手段によって限界移動量であると判別された場合に第11の動作移動量短縮手段を働かせてクランプ・アンクランプ動作移動量を短縮することで延長前の値に戻し短縮可能に形成されるとともに、
    前記リフト・ダウン動作適正化手段側に第21の限界移動量判別手段と第21の動作移動量短縮手段とを設けかつ前記第2の干渉発生回避化手段の働きによって延長されたリフト・ダウン動作移動量が第21の限界移動量判別手段によって限界移動量であると判別された場合に第21の移動量短縮手段を働かせてリフト・ダウン動作移動量を短縮することで延長前の値に戻し短縮可能に形成されている、請求項1記載のトランスファプレス機械。
  3. 前記クランプ・アンクランプ動作適正化手段側に第1の許容SPM比較判別手段と第21の角度幅拡大手段とを設け、第1の許容SPM比較判別手段によって前記第11の角度幅拡大手段によるクランプ・アンクランプ動作角度幅の拡大に基づいて増大化されたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMとリターン動作用許容SPMとを比較してリターン動作用許容SPMの値の方が小さいと判別された場合に第12の角度幅拡大手段によりリターン動作角度幅を拡大可能かつ前記第1の仮想干渉発生有無判別手段がリターン動作角度幅の拡大後に仮想干渉発生チェック装置を働かせて判別動作可能に形成されるとともに、
    前記リフト・ダウン動作適正化手段側に第2の許容SPM比較判別手段と第22の角度幅拡大手段とを設け、第2の許容SPM比較判別手段によって前記第21の角度幅拡大手段によるリフト・ダウン動作角度幅の拡大に基づいて増大化されたリフト・ダウン動作用許容SPMとアドバンス動作用許容SPMとを比較してアドバンス動作用許容SPMの値の方が小さいと判別された場合に第22の角度幅拡大手段によりアドバンス動作角度幅を拡大可能かつ前記第2の仮想干渉発生有無判別手段がアドバンス動作角度幅の拡大後に仮想干渉発生チェック装置を働かせて判別動作可能に形成される、請求項1または請求項2記載のトランスファプレス機械。
  4. 前記クランプ・アンクランプ動作適正化手段側に第12の限界角度幅判別手段と第12の角度幅縮小手段を設け、第12の限界角度幅判別手段によって前記第12の角度幅拡大手段による拡大後のリターン動作角度幅が180度を超える値であると判別された場合には前記第1の仮想干渉発生有無判別手段が判別動作禁止されかつ第12の角度幅縮小手段によりリターン動作角度幅を縮小可能に形成されるとともに、
    前記リフト・ダウン動作適正化手段側に第22の限界角度幅判別手段と第22の角度幅縮小手段を設け、第22の限界角度幅判別手段によって前記第22の角度幅拡大手段による拡大後のアドバンス動作角度幅が180度を超える値であると判別された場合には前記第2の仮想干渉発生有無判別手段が判別動作禁止されかつ第22の角度幅縮小手段によりアドバンス動作角度幅を縮小可能に形成されている、請求項3記載のトランスファプレス機械。
  5. 前記クランプ・アンクランプ動作適正化手段側に第11の設定角度適正判別手段と第11の移動量延長有無判別手段と第11の移動量仮設定手段とを設け、第11の設定角度適正判別手段によってクランプ動作開始角度とアンクランプ終了角度との関係が不適正であると判別されかつ第11の移動量延長有無判別手段によってクランク・アンクランプ移動量が延長されていないと判別された場合に第11の移動量仮設定手段を働かせてクランク・アンクランプ移動量を仮設定可能に形成されるとともに、
    前記リフト・ダウン動作適正化手段側に第21の設定角度適正判別手段と第21の移動量延長有無判別手段と第21の移動量仮設定手段とを設け、第21の設定角度適正判別手段によってダウン動作開始角度が0度を超えていない不適正であると判別されかつ第21の移動量延長有無判別手段によってリフト・ダウン移動量が延長されていないと判別された場合に第21の移動量仮設定手段を働かせてリフト・ダウン移動量を仮設定可能に形成されている、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載されたトランスファプレス機械。
  6. 実空間内に一定の相対位置関係をもって配置されたスライドのプレス動作を利用してプレス加工可能なプレス機械と材料を2次元搬送可能な材料搬送装置とを具備し、プレス動作と搬送動作とを同期させたトランスファプレスサイクルの進行中に搬送された材料にプレス加工を施すことができるトランスファプレス機械において、
    前記プレス機械の構成要素でかつ3次元形状データ化されたプレス側データ化構成要素と前記材料搬送装置の構成要素でかつ3次元形状データ化された搬送側データ化構成要素とを仮想空間内に前記実空間内の場合と同じ相対位置関係をもって展開配置した状態で記憶可能に形成し、
    仮想空間内で展開配置されたプレス側データ化構成要素のプレスモーションに従う仮想プレス動作と搬送側データ化構成要素のトランスファモーションに従う仮想搬送動作とを同期させた仮想トランスファプレスサイクルの進行中にプレス側データ化構成要素と搬送側データ化構成要素との間の干渉発生をチェック可能に形成された仮想干渉発生チェック装置を設け、
    第31の角度幅拡大手段によりクランプ・アンクランプ動作角度幅を拡大することで許容SPMの増大化を図る第3の許容SPM増大化手段と,許容SPM増大化後のクランプ・アンクランプ動作の進行中に仮想干渉発生チェック装置を働かせて干渉発生の有無を判別する第3の仮想干渉発生有無判別手段と,干渉発生無と判別された場合に第3の許容SPM増大化手段を再び働かせる第3の増大化繰り返し手段と,干渉発生有と判別された場合にクランプ・アンクランプ動作角度幅を縮小しかつクランプ・アンクランプ動作移動量を延長することで干渉発生を回避させる第3の干渉発生回避化手段とを含みクランプ・アンクランプ動作の最適化を実行可能に形成されたクランプ・アンクランプ動作適正化手段を設け、
    さらに、第31の角度幅拡大手段によるクランプ・アンクランプ動作角度幅の拡大に基づいて増大化されたクランプ・アンクランプ動作用許容SPMとリターン動作用許容SPMとを比較してリターン動作用許容SPMの値の方が小さいか否かを判別する第3の許容SPM比較判別手段と,リターン・アドバンス動作角度幅を拡大可能な第32の角度幅拡大手段と,クランプ動作終了角度とアドバンス動作開始角度とを合せかつアンクランプ開始角度とアドバンス動作終了角度とを合せるための第32の角度合せ手段とを設け、第3の許容SPM比較判別手段によってリターン動作用許容SPMの値の方が小さいと判別された場合に第31の角度幅拡大手段によりリターン・アドバンス動作角度幅を拡大可能かつ第32の角度合せ手段により角度合せ可能であるとともに前記第3の仮想干渉発生有無判別手段が角度合せ後に仮想干渉発生チェック装置を働かせて判別動作可能に形成されている、ことを特徴とするトランスファプレス機械。
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