JPH04274833A - プレス用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は積み上げられた複数のプ
レス用素材を１つずつ取出してプレス装置に供給するプ
レス用ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、プレス用板材等のスタックか
ら板材を１枚ずつ取出してプレス装置に供給する工程に
は汎用ロボットが用いられている。通常、汎用ロボット
をこれらの作業に使用する場合、ロボットの素材取出し
用ハンド部が板材を取出す素材取出し位置とプレス装置
に板材を供給する供給位置とは固定しておき、ロボット
のハンド部は上記２つの固定位置間を往復動作して板材
の取出しとプレス装置への供給とを行うようにしている
。これによりロボットに毎回全く同一の動作を繰り返さ
せることができるため、ロボットの動作速度を上げ、サ
イクルタイムを短縮することができるからである。

【０００３】このようなプレス用ロボットの例としては
特開昭６３−２９９８２８号公報に記載されたものがあ
る。同公報の装置では、積み上げた板材を１枚ずつ上か
らロボットのハンド部に設けた吸着装置で取出してプレ
ス装置に供給する際、板材の取出しにより板材のスタッ
ク高さが減少してロボットのハンド部の板材取出し位置
が変化することを防止するため、板材を１枚取り出す毎
に板材のスタック全体を板材１枚の厚さ分だけ上昇させ
、板材取出し位置を固定している。

【０００４】また、実開昭６０−３４３３５号公報には
、板材のスタック上部から１枚ずつ板材を取出す場合に
、リフトシリンダと板材上限センサとを用いて順次板材
スタックを押し上げてスタック上面位置を一定に保つ材
料供給装置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが前記実開昭６
０−３４３３５号公報のように板材スタック上面高さを
一定に保つような材料供給装置はリフトシリンダ等の機
構を必要とするため、比較的大きな設置場所を必要とす
ることから、中小型のプレス装置では設置スペースの問
題で採用が困難であった。また、上述のような材料供給
装置では、板材の種類が変更されると板厚に応じてシリ
ンダストロークやスタックする板材の数を変更する必要
があるため、作業の切換に時間を要する問題があった。

【０００６】上述のような材料供給装置を用いずに、ロ
ボットのハンド部に板材の検知装置を設けてロボット自
体に板材位置を検出させて取出しを行うことも可能であ
る。例えばロボットのハンド部の板材吸着装置近傍に近
接センサを取り付け、板材を検知するとハンド部の下降
動作停止と板材の吸着を行い、上昇動作に移行するよう
に制御すれば良い。しかし、このようにした場合板材を
検知してからハンド部の下降停止を行うまでには、制御
回路の演算時間等による遅れが発生するため、ハンド部
のオーバランが生じる。オーバランが生じると板材とハ
ンド部との衝突等により板材やハンド部の損傷が生じる
可能性がある。

【０００７】一方、ハンド部の動作速度を低下させるこ
とにより、上記オーバランはある程度小さく抑えること
は可能であるが動作速度を低下させるとプレス工程のサ
イクルタイムが長くなり生産効率が悪化する問題が生じ
ることになる。本発明は、上記問題に鑑み、素材のスタ
ックから１つずつ素材をプレス装置に供給する際に、リ
フトシリンダ等を有する材料供給装置を用いずに、短い
サイクルタイムで動作可能なプレス用ロボットを提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、図２の
本発明の構成図に示すように、積み上げられた複数個の
素材から１つずつ素材を取出す素材取出し用ハンド部Ｅ
を備えたプレス用ロボットであって、前記ハンド部の位
置を検出するハンド位置検出手段Ａと、前記ハンド部が
素材取出し位置に来たことを検出する素材検出手段Ｂと
、各素材取出し動作時にその動作における前記素材取出
し位置を記憶する素材位置記憶手段Ｃと、各素材取出し
動作において前回の素材取出し動作時に記憶した前記素
材取出し位置から所定距離まで前記ハンド部が素材に接
近したときに、ハンド部の素材への接近速度を低下させ
る制御手段Ｄとを備えたことを特徴とするプレス用ロボ
ットが提供される。

【０００９】

【作用】ハンド位置検出手段Ａは動作中のロボットの素
材取出し用ハンド部の位置を検知し、素材位置記憶手段
Ｃと制御手段Ｄとに出力する。制御手段Ｄは、素材位置
記憶手段Ｃから入力される前回の素材取出し動作時にお
ける素材取出し位置とハンド位置検出手段Ａから入力さ
れる現在のハンド部Ｅの位置とを比較して、現在のハン
ド部Ｅの位置が前回の素材取出し位置から所定距離内に
なると、ハンド部Ｅの素材への接近速度を低下させる。

【００１０】ハンド部Ｅが更に素材に近づいて素材取出
し位置に来ると素材位置検出手段Ｂは素材取出し信号を
制御手段Ｄと素材位置記憶手段Ｃとに出力する。制御手
段Ｄは上記素材取出し信号を入力するとハンド部Ｅを停
止させ、素材取出し動作を行わせる。また素材位置記憶
手段Ｃは前記素材取出し信号を入力するとそのときのハ
ンド部位置を今回取出動作時の素材取出し位置として記
憶する。

【００１１】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明のプレス用ロボ
ットの一実施例について説明する。図１は本発明のプレ
ス用ロボットの一実施例を示す略示図である。

【００１２】図１において１はプレス用ロボットであり
、本実施例では汎用のロボットが使用される。また、３
はロボット１のアーム２に取着された素材取出し用ハン
ド部（「ジョウ」と称する）である。本実施例ではジョ
ウ３の先端にはプレス用板材の吸着用バキュームカップ
５が設けられており、後述するターンテーブル７上の材
料スタック９から板材１１を１枚ずつ吸着して取出すこ
とができるようになっている。

【００１３】また１３は材料スタック９の上部位置に固
定された２枚取り検出器（以下「ダブルブランク検出器
」又は「ＤＢ検出器」という）であり、ジョウ３が吸着
した板材１１の厚さを測定し、板材１１が２枚以上吸着
された場合にロボット１を停止させてプレス装置に２枚
以上の板材が同時供給されることを防止している。

【００１４】本実施例においては材料スタック９にはリ
フトシリンダ等の機構を設けておらず、材料スタック高
さは材料取出しとともに低下して行く。また本実施例に
おいてはジョウ３のバキュームカップ５近傍には、例え
ば誘導型等の非接触近接スイッチ１５が設けられており
、ジョウ３がスタック９の板材１１上部に近接したとき
に信号を出力しジョウ３が板材１１を取出し位置に来た
ことを報知するようになっている。更に、本実施例では
バキュームカップ５の真空回路には圧力スイッチ１７が
設けられ、バキュームカップ５内の圧力変化を検知して
バキュームカップ５が板材１１を吸着したことを示す信
号を出力するようになっている。

【００１５】ジョウ３はアーム２への取付部近傍に板材
９とジョウ３との接触の際の衝撃を吸収するスプリング
等の弾性体から成る緩衝機構１９を備えている。２０は
板材１１の種類に応じて自動的にジョウ３部分を取り換
える際に用いるオートマチックツールチェンジャである
。図１に２１で示すのはロボット１の動作を制御する制
御回路である。制御回路２１は公知の形式のディジタル
コンピュータから成り、この制御のためにロボット１に
内蔵したエンコーダ等の位置検出器２３からジョウ３の
位置信号が入力されている他、前述のＤＢ検出器１３、
近接スイッチ１５、圧力スイッチ１７からの信号がそれ
ぞれ入力されて、これらの信号に応じたロボット１の制
御を行っている。

【００１６】図３は本実施例のプレスロボット１の配置
を示す平面図である。ロボット１は材料スタック９から
１枚ずつ板材１１を取出してプレス装置８に供給する往
復動作を行なう。本実施例では材料スタックはターンテ
ーブル７上に３個所設置されており、プレス装置８に材
料を供給中のスタック９以外のスタック９１，　９２で
はプレス作業中に別の材料をセットすることができるよ
うになっている。なお、材料スタック９の板材の供給完
了後にはターンテーブル７を回転させてスタック９１，
　９２をスタック９の位置に移動させることによりスタ
ックの更新を最短時間で行うことができるようになって
いる。

【００１７】また、本実施例ではジョウ３で板材１１を
吸着した後図１に２５で示す軌跡を描くようにロボット
を動作させ、板材がＤＢ検出器１３を通過するようにす
ることによって２枚取りをチェックしている。これによ
り従来のようにＤＢ検出器を検出位置まで移動させて板
厚を測る動作が不要となりＤＢ検出器を固定したままで
２枚取りのチェックが可能となるためＤＢ検出器の移動
機構を省略でき、更にサイクルタイムの低減が可能とな
っている。また本実施例のＤＢ検出器は演算機能を備え
ており、従来のように標準板厚からの偏差をもとに２枚
取りを検出するのではなく、各検出動作毎に前回までに
測定した板厚の平均値を計算し、この平均値と今回測定
した板厚との偏差が所定値以上になったときに２枚取り
と判定するようにしている。このように測定平均値を基
準に判定するようにしたことにより測定値のばらつきに
よる誤判定を防止でき、製品のばらつきにより板厚が徐
々に増減するような場合でも正確な判定を行うことがで
きる。

【００１８】次に本実施例のプレス用ロボットの板材１
１の取出し動作について説明する。前述のように本実施
例においてはリフトシリンダ機構を設けておらず、材料
スタック高さを一定に保持していないため各取出し動作
毎に取出すべき板材１１の位置は板厚分だけ低くなる。 このため、板材の取出動作はジョー３が下降する際に近
接スイッチ１５が板材１１を検知することにより行なう
ようにしている。このような方法をとった場合には前述
のように、制御回路の演算時間による遅れのため、ジョ
ー３が所定位置に来たときに直ちに停止することができ
ずオーバーランが生じる。また、このオーバランを防止
するためジョー３の下降速度を低くすると１回の取出し
動作に長時間を要し、サイクルタイムが増大してしまう
。

【００１９】本実施例ではジョー３の下降速度は高速の
ままとしてジョー３と板材１１とが一定距離まで近づい
たときにジョー３の下降速度を減少させ、残りの区間を
低速で接近させることによりオーバーランを防止しつつ
サイクルタイムを低減している。

【００２０】すなわち、本実施例では、制御回路２１は
前回取出し動作時に近接スイッチ１５が板材１１を検出
したジョー３の位置を記憶しており、今回の取出動作時
にはジョー３が、前回の検出位置より任意の一定距離α
だけ上方に来たときにジョー３の下降速度を高速から低
速に切り換える。これによりジョー３は低速で板材１１
に接近するため、近接スイッチ１５が板材を検出すると
直ちに停止してオーバーランを最小にすることができる
。

【００２１】近接スイッチ１５の板材検出によりジョー
３が停止すると制御回路２１は近接スイッチ１５の板材
検出時のジョー３位置を記憶し、バキュームカップ５を
真空回路に接続し、板材１１を吸着する。板材１１の吸
着が完了してバキュームカップ５内が真空になったこと
が圧力スイッチ１７により確認されると制御回路２１は
ジョー３を上昇させ図１の軌跡２５を描くように板材を
搬送させる。これにより板材１１はＤＢ検出器１３を通
過した後プレス装置（図２，８）に供給される。

【００２２】下降動作を高速から低速に切り換える位置
（前述のα）は前回の板材検出位置近傍（本実施例では
５０〜１００　ｍｍ程度上方）に設定することができる
ため、低速下降によるサイクルタイム増大はほとんど問
題にならない。また、低速で板材１１に接近した場合で
も何らかの原因でオーバーランが生じ、板材１１とジョ
ー３が接触した場合でも緩衝機構１９により衝撃が吸収
されるため板材１１やジョー３に損傷が生じることはな
い。

【００２３】図４は制御回路２１の板材取出し時の上記
制御動作を示すフローチャートである。図４において取
出動作がスタートするとステップ１１０　では今回の取
出動作がプレス装置８と連動して行われている通常の工
程動作中か或いは１回だけの試し打ちかが判定される。 この判定は図示しないスイッチからオペレータにより入
力される連動信号の有無によって行われる。

【００２４】ステップ１１０　で１回だけの動作と判断
した場合はステップ１５０，　１６０に進み、１サイク
ル起動を行い最初から低速でジョー３を下降させる。こ
れは、１回のみの取出し動作では前回の取出時と材料ス
タックが異っている場合が多く、前回の板材検出位置を
基にジョー３の下降を制御できないためである。この場
合は下降開始時から低速下降を行い、近接スイッチ１５
がどの位置で板材を検出しても直ちに停止できるように
している。また、ステップ１１０　で連動動作開始時と
判定された場合もステップ１５０，　１６０に進み、１
サイクル起動を行う。すなわち連動開始時に必らず最初
に１サイクル起動を行うようにして、連動停止要因（非
常停止等）が発生した場合、連動再開時にも最初に１サ
イクル起動を行うようにしている。

【００２５】ステップ１１０　で連動中と判定された場
合はステップ１２０　で材料スタックが更新された直後
の動作か否かを判定する。スタック更新直後の動作であ
った場合は上記と同様前回の板材検出位置を使用できな
いためステップ１６０　を進み最初から低速下降を行な
う。材料スタックの更新の有無は前述のターンテーブル
７の回転信号若しくはオペレータの信号入力の有無によ
り行われる。

【００２６】ステップ１２０　で材料スタックが更新さ
れていなかった場合は、ステップ１３０　に進み、高速
でジョー３を下降させる。ジョー３の高速下降はジョー
３の高さＨが前回動作時の板材検出位置Ｄｎ−１　より
所定距離α（本実施例ではα＝５０ｍｍ〜１００ｍｍ）
　以内に近づくまで行われ、ステップ１４０　でＨ≦Ｄ
ｎ−１　＋αになったことが確認されるとステップ１６
０　に進みジョー３は低速下降に移行する。

【００２７】ジョー３の低速下降は近接スイッチ１５に
より板材１１が検出されるまで続けられ、ステップ１７
０　で板材が検出されるとジョー３は停止し（ステップ
１８０）、次いでバキュームカップ５による板材１１の
吸着が行われる（ステップ１９０）。板材１１吸着が完
了すると制御回路２１はステップ２００　でこのときの
ジョー３の位置Ｈを今回の材料検出位置Ｄｎ　として記
憶し，　板材取出し操作を完了する。図４には示してい
ないが、ジョー３はこの後上昇動作を行い、板材をＤＢ
検出器を通過させてから所定の動作でプレス装置に供給
する。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上述のように前回の素材取出装
置を記憶して、ロボットのハンド部がこの位置近傍に来
たときに動作速度を高速から低速に切換えるようにした
ことにより素材取出位置を一定に保つ必要がなく、リフ
トシリンダ機構等を省略できるため、中小型のプレス装
置にも適用することが可能となっている。

【００２９】また各取出し動作時の素材取出位置を用い
て次回の取出し動作を制御しているため、板材の種類が
変更された場合でも面倒な材料供給装置の調整を必要と
せず、作業準備時間を大幅に短縮できる。更に、本発明
ではロボットのハンド部は素材近傍のごく短い区間のみ
を低速動作するようにしているため、サイクルタイムが
増大することがなく、従来のリフトシリンダ機構付きの
材料供給装置を用いた場合と略同等のサイクルタイムを
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプレス用ロボットの一実施例を示す略
示図である。

【図２】本発明の構成を示すブロック図である。

【図３】図１の実施例のプレス用ロボットを用いたプレ
ス装置の配置を示す平面図である。

【図４】図１の実施例のプレス用ロボットの素材取出し
時の制御回路による制御動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…プレス用ロボット ３…ジョウ ５…バキュームカップ ９…材料スタック １３…ＤＢ検出器 １５…近接スイッチ ２１…制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　積み上げられた複数個の素材から１つ
   ずつ素材を取出す素材取出し用ハンド部を備えたプレス
   用ロボットであって、前記ハンド部の位置を検出するハ
   ンド位置検出手段と、前記ハンド部が素材取出し位置に
   来たことを検出する素材検出手段と、各素材取出し動作
   時にその動作における前記素材取出し位置を記憶する素
   材位置記憶手段と、各素材取出し動作において前回の素
   材取出し動作時に記憶した前記素材取出し位置から所定
   距離まで前記ハンド部が素材に接近したときに、ハンド
   部の素材への接近速度を低下させる制御手段とを備えた
   ことを特徴とするプレス用ロボット。