JPH0667524B2

JPH0667524B2 - ワークホルダ位置検出装置

Info

Publication number: JPH0667524B2
Application number: JP33079688A
Authority: JP
Inventors: 淳百北
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: JPH02175033A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ワークホルダ位置検出装置、特に、ワークホ
ルダに保持された板材を加工ヘッドで加工するための板
材加工機におけるワークホルダ位置検出装置に関する。

〔従来の技術〕一般に、仮板加工機は、板材をワークホルダで保持し、
加工ヘッドで加工するようになっている。また、板材加
工機の制御装置は、ワークホルダが加工ヘッドの加工位
置に接近しすぎる危険を避けるために、ワークホルダの
位置を記憶しておくようになっている。ここでは、ワー
クホルダのクロススライドへの取り付け位置が板材の大
きさに合わせて手動調整されるのが通常であり、調整後
のワークホルダの基準位置が記憶される。

ところで、ワークホルダの基準位置を検出するために使
用される従来のワークホルダ位置検出装置では、ワーク
ホルダを近接センサに対して一方向に通過させるように
なっている。そして、その際の近接センサのONタイミン
グに基づき、ワークホルダ側のサーボの遅れ時間やワー
クホルダの幅等を考慮して、ワークホルダの位置を演算
により求めている。なお、サーボの遅れ時間はワークホ
ルダの幅等を考慮した補正値は、予め実験等によって一
定値に設定されたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来のワークホルダ位置検出装置では、近接センサ
のONタイミングを、予め定められた一定の補正値によっ
て補正している。ところが、この補正値は、板材加工機
毎のサーボの遅れ時間の相違等から、本来一定とはなり
得ないものである。したがって、前記従来の構成では、
近接センサのONタイミングを正確に補正することができ
ないので、ワークホルダの正確な位置を演算することが
できない。

本発明の目的は、板材加工機毎の補正値の相違に影響さ
れることなく、正確にワークホルダの基準位置を求める
ことのできるワークホルダ位置検出装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るワークホルダ位置検出装置は、ワークホル
ダの加工ヘッドに対する位置を認識しながら、ワークホ
ルダに保持された板材を加工ヘッドで加工するための板
材加工機における装置である。この装置は、ワークホル
ダ検出手段と、第１方向駆動手段と、第２方向駆動手段
と、第１仮位置決定手段と、第２仮位置決定手段と、基
準位置決定手段とを備えている。

前記ワークホルダ検出手段は、板材加工機に固定されて
おり、ワークホルダの通過を検出して検出信号を発する
手段である。前記第１方向駆動手段は、ワークホルダが
ワークホルダ検出手段を第１方向に通過するよう、ワー
クホルダを駆動するための手段である。前記第２方向駆
動手段は、ワークホルダがワークホルダ検出手段を第１
方向と逆の第２方向に通過するよう、ワークホルダを駆
動するための手段である。前記第１仮位置決定手段は、
第１方向駆動手段がワークホルダを駆動しているときに
発生したワークホルダ検出手段の検出信号から、ワーク
ホルダの第１仮位置を決定する手段である。前記第２仮
位置決定手段は、第２方向駆動手段がワークホルダを駆
動しているときに発生したワークホルダ検出手段の検出
信号から、ワークホルダの第２仮位置を決定する手段で
ある。前記基準位置決定手段は、第１仮位置と第２仮位
置との平均値からワークホルダの基準位置を決定する手
段である。

ここで、仮位置とは、実際のワークホルダの基準位置で
はなく、ワークホルダ検出手段を用いて板材加工機が認
識する誤差を含んだワークホルダの位置を言う。また、
基準位置とは、板材加工機においてワークホルダを移動
させる際の基準となる位置（いわゆる原点）であり、仮
位置から検出誤差を消去した位置を言う。

〔作用〕

本発明に係るワークホルダ位置検出手段では、第１方向
駆動手段がワークホルダを駆動すると、ワークホルダは
ワークホルダ検出手段を第１方向に通過する。この通過
に際して、ワークホルダ検出手段は、ワークホルダの通
過を検出して検出信号を発する。また、第２方向駆動手
段がワークホルダを駆動すると、ワークホルダはワーク
ホルダ検出手段を第２方向に通過する。この通過に際し
ては、ワークホルダ検出手段は、ワークホルダの通過を
検出して検出信号を発する。

上述の検出信号の発生タイミングから、第１及び第２仮
位置決定手段が第１及び第２仮位置を決定する。しか
し、検出信号に基づいて得られた仮位置は、種々の要因
によって、実際にワークホルダがワークホルダ検出手段
を通過したタイミングに基づいて得られる理想的な位置
（基準位置）よりもずれる。ただし、第１仮位置決定手
段及び第２仮位置決定手段により決定される仮位置は、
方向は異なるものの、同一量の誤差を含んでいることに
なる。

そこで、基準位置決定手段が、第１仮位置と第２仮位置
との平均値を求めることにより、ワークホルダの正確な
基準位置を決定する。ここでは、仮位置のずれが板材加
工機ごとに異なっていたとしても、そのずれの量は第１
仮位置と第２仮位置とで同一量となるため、第１仮位置
と第２仮位置との平均値を求めることによって正確にワ
ークホルダの基準位置が決定できる。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、本発明の一実施例を採用した板材
加工機としてのパンチプレス機を示している。図におい
て、パンチプレス機１は、主に、下部フレーム２と、下
部フレーム２の上方に配置された上部フレーム３と、こ
れらを後方で支持するスロート部４とから構成されてい
る。

下部フレーム２の上面中央には、固定テーブル10が配置
されている。また、下部フレーム２の上面両側部には、
１対のガイドレール5,6が配置されている。ガイドレー
ル5,6上には、キャリッジ７が、奥行き方向（Ｙ軸方
向）に移動可能に配置されている。キャリッジ７には、
固定テーブル10の両側方に配置された移動テーブル8,9
が固定されている。キャリッジ７には、板材11を把持す
るための１対のワークホルダ13,14が装着されたクロス
スライド15が、左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能に設け
られている。

キャリッジ７をＹ方向に移動させる移動機構は、移動テ
ーブル９の下方に配置されている。キャリッジ７の移動
機構は、サーボモータ16と、これに連結されたボールね
じ17と、ボールねじ17に螺合するボールナット18とから
構成されている。ボールナット18は移動テーブル９の下
面に固定されている。一方、クロススライド15をＸ方向
に移動させる移動機構は、キャリッジ７内に配置されて
いる。クロススライド15の移動機構は、キャリッジ７の
左端部に配置されたサーボモータ20と、これに連結され
たボールねじ21と、ボールねじ21に螺合するボールナッ
ト23とから構成されている。ボールナット23はクロスス
ライド15に固定されている。

前記上部フレーム３には、複数のパンチが装着される上
タレット12が回転可能に設けられている。また、上部フ
レーム３内には、図示しないクランク機構により昇降す
るパンチヘッドが設けられている。一方、下部フレーム
２側には、複数のダイが装着される下タレット22が配置
されている。これら上タレット12や下タレット22等によ
って加工部が構成されており、その加工位置は第２図の
Ａである。

前記スロート部４の側部には、コントロールパネル30が
配置されている。コントロールパネル30には、入力キー
ボード31、CRT32、テープリーダ33、警告ランプ34等が
配置されている。一方、移動テーブル８のキャリッジ７
側部分には、第２図に示すように、ワークホルダ13の通
過を検出して検出信号を発する検出センサ35が配置され
ている。この検出センサ35は、たとえば、磁力を用いた
近接センサから構成されている。

スロート部４内には、第３図に示すような制御部40が配
置されている。制御部40は、CPU、ROM、RAM等から構成
されるマイクロコンピュータを備えている。制御部40に
は、キーボード31、テープリーダ33、近接センサ35及び
他の入力部が接続されている。また、制御部40には、サ
ーボモータ20、警告用のブザーやランプ34、及びその他
の出力部が接続されている。

前述のパンチプレス機１は、制御部40によって制御さ
れ、以下に説明するように作動する。なお、第4A図及び
第4B図はその制御フローチャートである。

パンチプレス機１の図示しないメインスイッチをONすれ
ば、第4A図のステップS1において、ROM内に格納された
制御プログラムをCPUに読み込む等の初期設定が行われ
る。次に、ステップS2において、第4B図のサブルーチン
が実行される。このサブルーチンは、ワークホルダ13,1
4のＸ方向の位置を決定するためのサブルーチンであ
る。

第4B図において、ステップS3では、サーボモータ20が順
方向に駆動される。この結果、ボールねじ21が回転し、
クロススライド15は第２図の左方向に移動する。次に、
ステップS4において検出センサ35がONしたか否かを判断
する。検出センサ35がONしていない場合には、ステップ
S3に戻る。すなわち、ワークホルダ13が検出センサ35に
接近して検出センサ35が立ち上がるまで、クロススライ
ド15は左方に駆動される。検出センサ35が立ち上がれ
ば、ステップS4からステップS5に移行する。ステップS5
では、検出センサ35の立ち上がりの時点でのサーボモー
タ制御用のカウント値を、立ち上がり位置P₁（第１仮位
置）として記憶する（第１仮位置決定手段）。なお、サ
ーボモータ20の特性及び検出センサ35の特性に基づい
て、制御部40が検出する検出センサ35の立ち上がりタイ
ミングは僅かに遅れる。第５図（ａ）に示すように、こ
の遅れに基づいて、制御部40で認識される立ち上がり位
置P₁は、誤差を補正した真の基準位置Piよりも僅かに遅
れることになる。

次に、ステップS6では、サーボモータ20をさらに順方向
に駆動する。ステップS7では、ワークホルダ13が検出セ
ンサ35を通り過ぎて、検出センサ35が立ち下がるか否か
を判断する。検出センサ35が立ち下がるまでサーボモー
タを駆動し続け、検出センサ35が立ち下がればステップ
S8に移行する。ステップS8では、さらにサーボモータ20
を一定時間駆動させる。

次に、ステップ９において、サーボモータ20を逆方向に
駆動する。これにより、クロススライド15は第２図の右
方向に移動する。ステップS10では、検出センサ35の立
ち上がりが検出されたか否かを判断する。検出センサ35
の立ち上がりが検出されるまでステップS9における処理
を行い、検出センサ35が立ち上がればステップS10から
ステップS11へ移行する。ステップS11では、サーボモー
タ20をさらに逆方向に駆動する。そして、ステップS12
において、検出センサ35の立ち下がりを見る。検出セン
サ35が立ち下がれば、ステップS13に移行する。

ステップS13では、検出センサ35が立ち下がった時点で
のサーボモータ制御用のカウント値を、立ち下がり位置
P₂（第２仮位置）として記憶する（第２仮位置決定手
段）。この立ち下がり位置P₂は、第５図（ｂ）に示すよ
うに、誤差のない真のワークホルダ13の基準位置Piに対
し僅かに遅れる。ただし、真のワークホルダ13の基準位
置Piに対する検出センサ35の立ち上がり及び立ち下がり
位置P₁,P₂の誤差は、この装置特有のものでありかつそ
の絶対値は同一であるので、基準位置Piと第１仮位置P₁
との誤差及び基準位置Piと第２仮位置P₂との誤差は同じ
である。

続いて、ステップS14において、サーボモータ20をさら
に一定時間駆動し、ワークホルダ13,14を所定の初期位
置に配置する。ステップS15では、ステップS5において
得られた第１仮位置P₁と、ステップS13で得られた第２
仮位置P₂との平均値を計算し、その値を真の基準位置Pi
として記憶する（基準位置決定手段）。そして、第4A図
のメインルーチンに戻り、ステップS16に移行する。

ステップS16では、テープリーダ33により、あるいはキ
ーボード31からの入力により、加工プログラムを読み込
む。そして、ステップS17において、キーボード31の作
業開始キーの入力を待つ。作業開始キーが入力されれ
ば、ステップS18に移行する。ステップS18では、ステッ
プS16の加工プログラムに基づき、ワークの移動位置を
計算する。

次に、ステップS19において、ステップS18での計算結果
とワークホルダ13,14の基準位置Piとに基づき、ワーク
を移動させた結果ワークホルダ13,14が加工ヘッドと干
渉するか否かを判断する。すなわち、ステップS19で
は、ワークを移動させるとワークホルダ13,14が加工ヘ
ッドの上下移動領域内に入ってしまうか否かを判断す
る。なお、判断の基礎となるワークホルダ13,14の基準
位置Piが正確に決定されているので、ステップ19での判
断は正確に行われる。

ワークホルダ13,14が加工ヘッドと干渉しないと判断さ
れる場合には、ステップS20に移行する。ステップS20で
は、ステップS18での計算結果に基づき、サーボモータ1
6を回転させてキャリッジ７をＹ方向に移動させ、サー
ボモータ20を回転させてクロススライド15をＸ方向に移
動させる。この結果、板材11が所定位置に配置される。
次に、タレット12,22を回転させて、所定のパンチ及び
ダイを加工位置Ａに配置する。そして、板材11の所定位
置にパンチ加工を施す。ステップS20におけるその他の
一般的な加工処理が終われば、ステップS21に移行す
る。ステップS21では、ステップS16で読み込んだ加工プ
ログラムに基づき、加工が終了したか否かを判断する。
加工が終了していなければ、ステップS18に戻る。すな
わち、所望の加工プロセスが終了するまで、ステップS1
8からステップS20の処理を繰り返す。加工プロセスがす
べて終了すれば、ステップS21での判断はYesとなり、プ
ログラムは終了する。

一方、ステップS19において、ワークホルダ13,14が加工
ヘッドと干渉すると判断された場合には、ステップS22
に移行する。ステップS22では、警告ランプ34を点灯さ
せ、ブザーを鳴らす。また、ワークホルダ13,14と加工
ヘッドとが干渉する旨のエラー表示をCRT32で行う。さ
らに、パンチプレス機１全体の機械的な動作を停止させ
る。なお、この警告処理を行うか否かは、ワークホルダ
13,14と加工ヘッドとが干渉するか否かによるが、その
基礎としてワークホルダ13,14の基準位置Piが正確に決
定されているので、この警告処理は正確に行われる。ス
テップS22での警告処理が終わればプログラムは終了す
る。

なお、前記実施例では、サーボモータ20の順方向への駆
動の際の検出センサ35の立ち上がりタイミングと、サー
ボモータ20の逆方向への駆動の際の検出センサ35の立ち
下がりタイミングとを用いて基準位置Piを計算したが、
サーボモータ20の順方向の駆動の際の検出センサ35の立
ち下がりと、サーボモータ20の逆方向の駆動の際の検出
センサ35の立ち上がりとを用いて基準位置Piを計算する
ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明に係るワークホルダ位置検出装置によれば、第１
仮位置決定手段と、第２仮位置決定手段と、基準位置決
定手段とを設けたので、加工機ごとのサーボ特性やセン
サ特性等の相違を排除することができるようになり、正
確にワークホルダの基準位置が決定できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を採用したパンチプレス機の
斜視図、第２図はその平面部分図、第３図はその制御部
の概略ブロック図、第4A図及び第4B図はその制御フロー
チャート、第５図はその動作を説明するためのタイミン
グチャートである。 11……板材、12,22……タレット、13,14……ワークホル
ダ、20……サーボモータ、35……検出センサ、40……制
御部、Ａ……加工位置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークホルダの加工ヘッドに対する位置を
認識しながら、前記ワークホルダに保持された板材を前
記加工ヘッドで加工するための板材加工機におけるワー
クホルダ位置検出装置であって、前記板材加工機に固定された、前記ワークホルダの通過
を検出して検出信号を発するワークホルダ検出手段と、前記ワークホルダが前記ワークホルダ検出手段を第１方
向に通過するよう、前記ワークホルダを駆動するための
第１方向駆動手段と、前記ワークホルダが前記ワークホルダ検出手段を前記第
１方向と逆の第２方向に通過するよう、前記ワークホル
ダを駆動するための第２方向駆動手段と、前記第１方向駆動手段が前記ワークホルダを駆動してい
るときに発生した前記ワークホルダ検出手段の検出信号
から、前記ワークホルダの第１仮位置を決定する第１仮
位置決定手段と、前記第２方向駆動手段が前記ワークホルダを駆動してい
るときに発生した前記ワークホルダ検出手段の検出信号
から、前記ワークホルダの第２仮位置を決定する第２仮
位置決定手段と、前記第１仮位置と第２仮位置との平均値から前記ワーク
ホルダの基準位置を決定する基準位置決定手段と、を備えたワークホルダ位置検出装置。