JP5650380B2 - ワークピックアップ装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、把持手段をワークに吸着させて持ち上げるワークピックアップ装置及びその方法に関するものである。

ワークピックアップ装置において、バキュームの昇降をサーボ機構によって行い、バキュームがワークに到達する前に、バキュームの昇降速度を高速から低速に切り替える技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１によれば、ワークの支持台の変動によりワークの位置が変動することがあり、この変位を検出する距離検出器をバキュームの駆動軸に取り付けていた。

特開平４−２７４８３２号公報

しかしながら、距離検出器は高価でかつ壊れ易いために、ワークピックアップ装置の量産には向いていなかった。また、バキュームがワークに接触すると、バキュームの押圧により、ワーク及び支持台がたわむことがあるので、バキュームの吸着を距離（位置）で管理していては、押し過ぎ、又は押し不足により、適切に吸着できないという課題がある。

本発明は、把持手段をワークに適切に吸着させることができるワークピックアップ装置を提供することを目的とする。

（１）バキュームカップをワークに接触してから押し込みワークに吸着させて持ち上げるワークピックアップ装置であって、前記バキュームカップを待機位置から下降させる下降手段と、前記バキュームカップがワークに接触してから押し込まれたときにワークを押圧する力に対応する電流値を検出する検出手段と、前記検出した電流値と基準となる電流値とを比較する比較手段と、比較結果に基づき、前記バキュームカップを下降させるか停止させるかを制御する停止制御手段と、を含み、前記停止制御手段は、前記検出した電流値が前記基準となる電流値に到達するまでの間前記バキュームカップを下降させ、前記検出手段は、前記バキュームカップがワークに接触するまで下降してからワークのたわみ代だけ押し込まれた状態で前記電流値を検出することを特徴とするワークピックアップ装置。

本発明によれば、把持手段をワークに適切に吸着させることができるワークピックアップ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るワークピックアップ装置１の側面図である。 本発明の一実施形態に係るワークピックアップ装置１の平面図である。 本発明の一実施形態に係るワークピックアップ装置１が備える制御装置とサーボシリンダ１１との関係を示すブロック図である。 制御装置がサーボシリンダ１１を下降等させる制御の流れを示すフローチャートである。 制御装置が電流制御を行う処理の流れを示すフローチャートである。 支持軸１２の待機位置からの変位がＸ＋Ｙである状態を示す図である。 サーボシリンダ１１が上昇中の様子を示す図である。 サーボシリンダ１１が待機位置に戻った時の様子を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るワークピックアップ装置１の側面図である。

ワークピックアップ装置１は、サーボシリンダ１１と、支持軸１２と、バキュームカップ１３と、ＭＧＴ（マグネット）ベルト１４と、制御装置（図示せず）と、を備えている。支持軸１２は、バキュームカップ１３を支持する部材である。また、支持軸１２は、サーボシリンダ１１と連結している。

ワークピックアップ装置１の下部には、複数枚のブランク１５と、このブランク１５を支持する支持台１６とが配置されている。複数枚のブランク１５同士はマグネットフローター（図示せず）により若干隙間を空けて配置されている。この隙間は、ダブルブランク（ワークの２枚取り）を防止するために設けられている。

さらに、図１では、サーボシリンダ１１が待機位置に存在している状態を示しており、待機位置に存在している際の支持軸１２の下端部が座標の位置「０」に存在する。座標上で示したＸは、支持軸１２によるバキュームカップ１３の押込み量（ブランク１５のたわみ代）を、Ｙは、バキュームカップ１３の下端から最上段のブランク１５までの距離を表している。また、図６で後述するように、バキュームカップ１３が距離Ｙだけ下降しブランク１５に接して、さらに支持軸１２がサーボシリンダ１１とともにＸだけ下降してから、電流制御が行われる。

さらにまた、ワークピックアップ装置１は、バキュームカップ１３をブランク１５に吸着させて上方に引き上げることにより、ブランク１５とＭＧＴベルト１４とを接触させ、ＭＧＴベルト１４を駆動させることで、ブランク１５を搬送する。なお、ＭＧＴベルト１４は磁気を帯びているため、ブランク１５と磁力で接着する。

図２は、本発明の一実施形態に係るワークピックアップ装置１の平面図である。

図２は、ワークピックアップ装置１を上方から見た平面図であり、複数（本発明の実施形態によれば、５つ）のＭＧＴベルト１４の間に複数のバキュームカップ１３が配置されている。本発明の実施形態によれば、各ＭＧＴベルト１４の間に配置されるバキュームカップ１３の数は５つである。なお、サーボシリンダ１１、支持軸１２、ブランク１５及び支持台１６は、図示を省略している。

図３は、本発明の一実施形態に係るワークピックアップ装置１が備える制御装置とサーボシリンダ１１との関係を示すブロック図である。

複数のサーボシリンダ１１はそれぞれモータ４１を備えており、モータ４１を介して制御装置に電気的に接続されている。モータ４１は、制御装置から駆動制御信号を受信することによりサーボシリンダ１１を下降等（下降・上昇・停止）させる。なお、サーボシリンダ１１の下降等に伴い、支持軸１２及びバキュームカップ１３が下降等する。

制御装置は、下降手段２１、検出手段２２、比較手段２３、停止制御手段２４、レーザ測定部２５及び記憶部２６を備えている。

下降手段２１は、サーボシリンダ１１を下降させる駆動制御信号をモータ４１に送信する。検出手段２２は、バキュームカップ１３がブランク１５を押圧する力に対応する物理量（本実施例では、各サーボシリンダ１１に流れる電流値）を検出する。

比較手段２３は、検出手段２２が検出した電流値と、基準となる電流値と、を比較する。なお、基準となる電流値は、記憶部２６に予め記憶されている。停止制御手段２４は、比較手段２３による比較結果に基づいて、サーボシリンダ１１を下降させるか停止させるかを制御する。

レーザ測定部２５は、バキュームカップ１３の下端から、最上段のブランク１５までの距離を測定する。測定結果は、距離「Ｙ」として記憶部２６に記憶される。なお、バキュームカップ１３の押込み量「Ｘ」は、予め記憶部２６に記憶されている。

図４は、制御装置がサーボシリンダ１１を下降等させる制御の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１では、サーボシリンダ１１を加速しつつ下降させる。サーボシリンダ１１の下降に伴い支持軸１２及びバキュームカップ１３も下降する。この際には一定の加速度で下降速度を上げる。ステップＳ２では、支持軸１２の待機位置からの変位が（Ｘ＋Ｙ）／２であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３の処理を行い、ＮＯの場合、ステップＳ１の処理を行う。

ステップＳ３では、サーボシリンダ１１を減速しつつ下降させる。この際には一定の加速度で下降速度を下げる。ステップＳ４では、支持軸１２の待機位置からの変位がＸ＋Ｙであるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ５の電流制御サブルーチンの処理を行い、ＮＯの場合、ステップＳ３の処理を行う。

ここで、図６を参照して、支持軸１２の待機位置からの変位がＸ＋Ｙである状態について説明する。

図６によれば、バキュームカップ１３が最上段のブランク１５に接触してから、さらに支持軸１２がＸだけ下降してバキュームカップ１３を押込み量Ｘ（ブランク１５のたわみ代）だけ押込んだ状態を示している。本実施例では、制御装置はこの状態から電流制御を行う。このようにしたのは、バキュームカップ１３が最上段のブランク１５に接触してから（支持軸１２の待機位置からの変位がＹになってから）電流制御を行うようにすると、ブランク１５のたわみ代Ｘの分だけ支持軸１２を下降させる際（この際には、バキュームカップ１３の吸着が弱くブランク１５を持ち上げることができない。）にも電流制御が行われることになり、処理効率が下がってしまうからである。

図５は、制御装置が電流制御を行う処理の流れを示すフローチャートである。図５を参照して、電流制御サブルーチンの処理について説明する。

ステップＳ２１では、下降中の各サーボシリンダ１１に流れる電流値を検出する。ステップＳ２２では、検出した電流値がＺ（基準となる電流値）より大きいか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ２３の処理を行い、ＮＯの場合、ステップＳ２４の処理を行う。

ここで、検出した電流値は、バキュームカップ１３がブランク１５を押圧する力に対応するものであり、電流値が大きいほど、この押圧する力は大きい。また、基準となる電流値Ｚは、バキュームカップ１３の最適な押圧力に対応する値であり、この値Ｚより電流値が小さいと、バキュームカップ１３の押圧力が弱くブランク１５を持ち上げるだけの吸着力が生じない。一方、Ｚより電流値が大きいと、バキュームカップ１３の押圧力が強すぎて、ブランク１５同士の隙間をつぶしてしまいダブルブランクが発生する可能性がある。また、サーボエラーにより、サーボシリンダ１１が停止する可能性がある。

ステップＳ２３では、電流値Ｚを超えたサーボシリンダ１１を停止させ、ステップＳ２５に処理を移行させる。ステップＳ２４では、電流値Ｚ以下のサーボシリンダ１１を下降させ、ステップＳ２１に処理を移行させる。

ステップＳ２５では、全てのサーボシリンダ１１が停止したか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、電流制御サブルーチンの処理を終了し図４のステップＳ６の処理を行い、ＮＯの場合、ステップＳ２１の処理を行う。

この電流制御サブルーチンの処理により、バキュームカップ１３の最適な押圧力を得ることができ、ダブルブランクの発生を防止することができる。

図４に戻って、ステップＳ６では、サーボシリンダ１１を加速しつつ上昇させる。この際には一定の加速度で上昇速度を上げる。ステップＳ７では、支持軸１２の待機位置からの変位が（Ｘ＋Ｙ）／２であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ８の処理を行い。ＮＯの場合、ステップＳ６の処理を行う。

図７は、サーボシリンダ１１が上昇中の様子を示す図である。この図によれば、複数のバキュームカップ１３の全てがブランク１５に吸着し、ブランク１５を１枚だけ上昇させている。

図４に戻って、ステップＳ８では、サーボシリンダ１１を減速しつつ上昇させる。この際には一定の加速度で上昇速度を下げる。ステップＳ９では、支持軸１２の待機位置からの変位が０であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ１０の処理を行い。ＮＯの場合、ステップＳ８の処理を行う。

ステップＳ１０では、サーボシリンダ１１を停止させ、処理を終了する。

図８は、サーボシリンダ１１が待機位置に戻った時の様子を示す図である。この図によれば、複数のサーボシリンダ１１の全てが待機位置に戻っている。また、ブランク１５は、ＭＧＴベルト１４に接着し、Ａ方向に搬送されている。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ワークピックアップ装置は、バキュームカップ１３がブランク１５を押圧する力に対応する電流値を検出し、検出した電流値と基準となる電流値とを比較し、比較結果に基づき、サーボシリンダ１１を下降させるか停止させるかを制御する。
したがって、ワークピックアップ装置は、バキュームカップ１３とブランク１５との距離ではなく、バキュームカップ１３がブランク１５を押圧する力に基づいてサーボシリンダ１１の下降・停止を制御するので、当該距離が変動した場合であってもバキュームカップ１３をブランク１５に適切に吸着させることができる。

（２）停止制御手段２４は、検出した電流値が基準となる電流値に到達するまでの間サーボシリンダ１１を下降させるので、基準となる電流値を予め設定しておくことにより、バキュームカップ１３によるブランク１５の押し過ぎ、又は押し不足を防ぎ、適切な圧力でバキュームカップ１３をブランク１５に吸着させることができる。その結果、ダブルブランク（ワークの２枚取り）を防止することができる。

（３）検出手段２２は、サーボシリンダ１１が所定距離下降してから電流値を検出する。よって、待機位置からこの所定距離下降するまでの間は、電流値を検出しないで済むので、サーボシリンダ１１の制御処理を向上させることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１ ワークピックアップ装置
１１ サーボシリンダ
１２ 支持軸
１３ バキュームカップ
１４ ＭＧＴベルト
１５ ブランク
１６ 支持台

Claims (1)

1. バキュームカップをワークに接触してから押し込みワークに吸着させて持ち上げるワー
   クピックアップ装置であって、
   前記バキュームカップを待機位置から下降させる下降手段と、
   前記バキュームカップがワークに接触してから押し込まれたときにワークを押圧する力
   に対応する電流値を検出する検出手段と、
   前記検出した電流値と基準となる電流値とを比較する比較手段と、
   比較結果に基づき、前記バキュームカップを下降させるか停止させるかを制御する停止
   制御手段と、
   を含み、
   前記停止制御手段は、前記検出した電流値が前記基準となる電流値に到達するまでの間
   前記バキュームカップを下降させ、
   前記検出手段は、前記バキュームカップがワークに接触するまで下降してからワークのたわみ代だけ押し込まれた状態となった時点で前記電流値の検出を開始することを特徴とするワークピックアップ装置。
   

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